Back to the topics list

elektromagnetyzm

CELE KSZTAŁCENIA

Pod koniec tej lekcji powinieneś umieć:

• Zdefiniuj elektromagnetyzm.
• Opisz siłę elektromagnetyczną.
• Wyjaśnij regułę Fleminga.
• Opisz właściwości fal elektromagnetycznych.
• Opisz zastosowanie elektromagnetyzmu.

Elektromagnetyzm odnosi się do gałęzi fizyki, która zajmuje się badaniem siły elektromagnetycznej. Siła elektromagnetyczna należy do głównych sił i wykazuje pola elektromagnetyczne, takie jak pola elektryczne, światło i pola magnetyczne. Na przykład, gdy w przewodzie płynie prąd, czyli ładunki dodatnie, wzdłuż przewodu wytwarzane jest pole magnetyczne. Siła elektromagnetyczna to rodzaj fizycznej interakcji zachodzącej między naładowanymi elektrycznie cząstkami. Siła elektromagnetyczna jest głównym powodem, dla którego elektron i jądro atomu są związane.

Siła elektromagnetyczna odnosi się do rodzaju interakcji fizycznej między naładowanymi cząstkami (elektrycznie). Siła ta jest połączeniem sił magnetycznych i elektrycznych i występuje między naładowanymi cząstkami. Siła elektromagnetyczna może być odpychająca lub przyciągająca.

Indukcja elektromagnetyczna odnosi się do zasady wytwarzania napięcia lub elektryczności, gdy przewodnik jest przesuwany lub umieszczany w polu magnetycznym. Generowane napięcie zależy od prędkości przewodnika w polu elektrycznym. Im większa prędkość przewodnika w polu elektrycznym, tym większe napięcie lub indukowana elektryczność.

Jak rozchodzą się fale elektromagnetyczne?

Aby propagować fale elektromagnetyczne, oscylujesz fale magnetyczne i elektryczne pod kątem prostym względem siebie.

REGUŁA FLEMINGA

Reguła prawej ręki Fleminga i reguła lewej ręki Fleminga to ważne zasady mające zastosowanie do elektromagnetyzmu i magnetyzmu. Są to proste sposoby wyznaczania kierunków ruchu prądu elektrycznego. Reguły te pokazują kierunek trzech parametrów (siła, prąd i pole magnetyczne).

REGUŁA PRAWEJ RĘKI FLEMINGA

Reguła prawej ręki Fleminga jest stosowana do określenia kierunku ruchu indukowanego prądu. Mówi ona, że jeśli ułożysz kciuk, palec wskazujący i palec środkowy prawej ręki prostopadle do siebie, to kciuk będzie skierowany w stronę przewodnika w polu magnetycznym, palec wskazujący w kierunku pola magnetycznego, a palec środkowy w kierunku indukowany kierunek prądu.

REGUŁA LEWEJ RĘKI FLEMINGA

Mówi ona, że jeśli ułożysz kciuk, palec wskazujący i palec środkowy lewej ręki, to kciuk będzie skierowany w stronę siły przewodnika, palec wskazujący w kierunku pola magnetycznego, a palec środkowy w kierunku prądu elektrycznego kierunek.

RÓŻNICE MIĘDZY REGUŁAMI PRAWEJ I LEWEJ RĘKI FLEMINGA

WŁAŚCIWOŚCI FALI ELEKTROMAGNETYCZNEJ

Właściwości fal elektromagnetycznych obejmują:

• Fale elektromagnetyczne rozchodzą się poprzez oscylujące fale magnetyczne i elektryczne pod kątem prostym względem siebie.
• Fale elektromagnetyczne to fale poprzeczne. Fale poprzeczne to fale, które zmieniają się lub oscylują prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali.
• Fale elektromagnetyczne wykazują właściwości dyfrakcyjne i interferencyjne.
• Fale elektromagnetyczne przemieszczają się z prędkością 3 x 108 metrów na sekundę.

ZASTOSOWANIA ELEKTROMAGNETYZMU

Poniżej przykłady zastosowania elektromagnetyzmu:

• Elektromagnetyzm jest podstawową zasadą działania stosowaną w urządzeniach gospodarstwa domowego. Większość domowych urządzeń elektrycznych wykorzystuje elektromagnetyzm jako podstawową zasadę działania. Urządzenia te obejmują wentylator elektryczny i elektryczny dzwonek do drzwi. W wentylatorze elektrycznym silnik obraca się dzięki indukcji elektromagnetycznej, a zatem obraca wentylator. W elektrycznym dzwonku do drzwi po naciśnięciu przycisku cewka jest zasilana przez siły elektromagnetyczne i rozlega się dźwięk dzwonka.
• Zasada elektromagnetyzmu jest stosowana przy budowie pociągów dużych prędkości. Szybkie pociągi wykorzystują potężne elektromagnesy do generowania dużej prędkości. Elektromagnesy na korpusie pociągu są przyciągane przez żelazne szyny, a tym samym napędzają pociąg w kierunku działania siły. Siłę odpychania można również wykorzystać do pchania korpusu pociągu.
• Promieniowanie elektromagnetyczne jest stosowane w systemach komunikacyjnych do przesyłania danych od źródła do odbiornika. Rozwój elektromagnesów był ważny dla rozwoju instrumentów komunikacji na duże odległości, takich jak telefony. Impulsy elektromagnetyczne i oddziaływanie sygnałów umożliwiają działanie telefonów.
• Elektromagnetyzm jest stosowany w przemyśle w rozwijających się systemach medycznych. Elektromagnetyzm odgrywa istotną rolę w rozwoju zaawansowanego sprzętu medycznego, takiego jak obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego oraz w leczeniu raka za pomocą hipertermii. Terapia elektromagnetyczna polega na oddziaływaniu na organizm pól elektromagnetycznych. Jest to alternatywna forma medycyny. Tę metodę leczenia stosuje się przy wielu dolegliwościach, takich jak wrzody, zaburzenia nerwowe czy cukrzyca. Wiele urządzeń medycznych, takich jak aparaty rentgenowskie i skanery, wykorzystuje do działania zasadę elektromagnetyzmu.

PRZYKŁAD ZASTOSOWANIA ELEKTROMAGNETYZMU

Głośniki z magnesami trwałymi stosowane głównie w radiach i telewizorach to przykłady urządzeń elektromagnetycznych. Działanie tych urządzeń opiera się na zasadzie elektromagnetyzmu.

Konwersja fal elektrycznych na słyszalny dźwięk wymaga zaprojektowania głośników w taki sposób, aby uwzględniały elektromagnetyzm. Magnes trwały jest przymocowany do metalowej cewki, a gdy prąd przepływa przez cewkę, generowane jest pole magnetyczne. Nowo utworzone pole magnetyczne jest odpychane przez (inne) stałe pole magnetyczne, co powoduje wibracje. Dźwięk pochodzi ze wzmocnienia tych wibracji przez struktury przypominające stożki.

Streszczenie

Dowiedzieliśmy się, że:

• Elektromagnetyzm zajmuje się badaniem siły elektromagnetycznej.
• Siła elektromagnetyczna to rodzaj fizycznego oddziaływania między naładowanymi cząstkami (elektrycznie).
• Siła elektromagnetyczna jest połączeniem sił magnetycznych i elektrycznych i występuje między naładowanymi cząstkami.
• Indukcja elektromagnetyczna odnosi się do zasady wytwarzania napięcia lub elektryczności, gdy przewodnik jest przesuwany lub umieszczany w polu magnetycznym.
• Aby propagować fale elektromagnetyczne, oscylujesz fale magnetyczne i elektryczne pod kątem prostym względem siebie.