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電磁気

学習目標

このレッスンを終了すると、次のことができるようになります。

• 電磁気学を定義する.
• 電磁力について説明します。
• フレミングの法則について説明します。
• 電磁波の性質について説明します。
• 電磁気学の応用について説明します。

電磁気学とは、電磁力の研究に関係する物理学の一分野を指します。電磁力は主要な力の 1 つであり、電界、光、磁界などの電磁場を示します。たとえば、電流、つまり正電荷がワイヤ内を移動している場合、ワイヤに沿って磁場が生成されます。電磁力は、荷電粒子間で発生する一種の物理的相互作用です。電磁気力は、電子と原子核が結合している主な理由です。

電磁力とは、荷電粒子間の（電気的な）物理的相互作用の一種を指します。この力は磁力と電気力の組み合わせであり、荷電粒子間で発生します。電磁力は、反発力または吸引力のいずれかです。

電磁誘導とは、導体が磁場の中を移動したり磁場の中に置かれたりすると、電圧または電気が発生する原理を指します。生成される電圧は、電場を通過する導体の速度に依存します。電場を通る導体の速度が速いほど、電圧または誘導電気が大きくなります。

電磁波はどのように伝わるのですか？

電磁波を伝搬するには、磁気波と電波を互いに直角に振動させます。

フレミングの法則

フレミングの右手の法則とフレミングの左手の法則は、電磁気学と磁気学に適用される重要なルールです。それらは、電流の動きの方向を計算する簡単な方法です。これらのルールは、3 つのパラメーター (力、電流、磁場) の方向を示します。

フレミングの右手の法則

フレミングの右手の法則を適用して、誘導電流の運動方向を決定します。右手の親指、人差し指、中指を垂直に並べると、親指が磁場の導体の方向を向き、人差し指が磁場の方向を向き、中指が磁場の方向を向くということです。誘導電流の方向。

フレミングの左手の法則

左手の親指、人差し指、中指を並べると、親指は導体の力の方向、人差し指は磁場の方向、中指は電流の方向を指します。方向。

フレミングの右手と左手の法則の違い

電磁波の性質

電磁波の特性には次のものがあります。

• 電磁波は、互いに直角に振動する磁気波と電波によって伝搬されます。
• 電磁波は横波です。横波は、波の伝播方向に対して垂直に変化または振動する波です。
• 電磁波は、回折と干渉の性質を示します。
• 電磁波は、毎秒 3 x 108 メートルの速度で移動します。

電磁気学の応用

以下は、電磁気学の応用例です。

• 電磁気学は、家電製品に適用される基本的な動作原理です。ほとんどの家電製品は、基本的な動作原理として電磁気を利用しています。これらの電化製品には、扇風機と電動ドアベルが含まれます。扇風機は、電磁誘導によってモーターが回っているため、扇風機が回っています。電動ドアベルでは、ボタンを押すとコイルに電磁力が働き、ベルが鳴ります。
• 電磁気学の原理は、高速列車の製造に適用されます。高速列車は、強力な電磁石を使用して高速を生成します。電車の車体にある電磁石が鉄のレールに引き付けられ、電車を力の方向に動かします。斥力は、電車の車体を押すためにも使用できます。
• 電磁放射は、送信元から受信機へのデータ転送のために通信システムに適用されます。電磁石の開発は、電話などの長距離通信機器の開発にとって重要でした。電磁パルスと信号の相互作用により、電話の動作が可能になります。
• 電磁気学は、医療システムを開発する産業で応用されています。電磁気学は、磁気共鳴画像法などの高度な医療機器の開発やがんの温熱療法において重要な役割を果たしています。電磁療法は、体に電磁場を適用することを含みます。代替医療です。この治療法は、潰瘍、神経障害、糖尿病など、さまざまな種類の病気に適用されます。 X 線やスキャナー機器などの多くの医療機器は、電磁気の原理を使用して機能します。

電磁気学の応用例

主にラジオやテレビで使用される永久磁石スピーカーは、電磁デバイスの例です。これらのデバイスの動作は電磁気学の原理に基づいています。

電波を可聴音に変換するには、スピーカーが電磁気を許容するように設計されている必要があります。金属コイルに永久磁石を取り付け、コイルに電流を流すと磁場が発生します。新たに形成された磁場は、（他の）永久磁場によって反発され、振動が発生します。音は、円錐状の構造によるこれらの振動の増幅から生じます。

まとめ

次のことを学びました。

• 電磁気学は、電磁力の研究に関係しています。
• 電磁力は、荷電粒子間の（電気的な）物理的相互作用の一種です。
• 電磁力は、磁力と電気力の組み合わせであり、荷電粒子間で発生します。
• 電磁誘導とは、導体が磁場の中を移動したり磁場の中に置かれたりすると、電圧または電気が発生する原理を指します。
• 電磁波を伝搬するには、磁気波と電波を互いに直角に振動させます。