電磁気の応用

著者: Peter Berry
作成日: 13 J 2021
更新日: 12 5月 2024
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物理 電磁気01 電流の作る磁場
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ザ・電磁気 これは、これまでに知られている宇宙の4つの基本的な力の1つである電磁気を定式化するために、統一理論から電気と磁気の両方の分野にアプローチする物理学の一分野です。他の基本的な力(または基本的な相互作用)は、重力と強い核相互作用と弱い核相互作用です。

電磁気のそれは場の理論、つまり物理的な大きさに基づいています ベクター または テンソル、空間と時間の位置に依存します。これは、4つのベクトル微分方程式に基づいています(Michael Faradayによって定式化され、James Clerk Maxwellによって初めて開発されたため、次のようにバプテスマを受けました。 マクスウェル方程式)これにより、電界と磁界、および電流、電気分極、磁気分極の共同研究が可能になります。

一方、電磁気は巨視的な理論です。これは、原子レベルおよび分子レベルで量子力学として知られる別の分野に道を譲るため、多数の粒子およびかなりの距離に適用可能な大きな電磁現象を研究することを意味します。


それでも、20世紀の量子革命後、電磁相互作用の量子論の探求が行われ、量子電気力学が生まれました。

  • 参照:磁性材料

電磁気学の応用分野

この物理学の分野は、多くの分野や技術、特に工学や電子機器の開発、さらには電力の貯蔵、さらには健康、航空、建設の分野での使用においても重要でした。都市。

いわゆる第二次産業革命または技術革命は、電気と電磁気の征服なしには不可能だったでしょう。

電磁気の応用例

  1. スタンプ。 これらの日常のガジェットのメカニズムには、電磁石を介した電荷の循環が含まれます。電磁石の磁場は、小さな金属製のハンマーをベルに引き付け、回路を中断して再開できるようにするため、ハンマーが繰り返し叩きます。私たちの注意を引く音を出します。
  2. 磁気サスペンショントレイン。 この超技術的な列車モデルは、従来の列車のようにレール上を転がる代わりに、下部に設置された強力な電磁石のおかげで磁気浮上で保持されます。したがって、磁石と列車が走るプラットフォームの金属との間の電気的反発力は、車両の重量を空中に保ちます。
  3. 電気変圧器。 変圧器は、一部の国で電力線に見られる円筒形のデバイスであり、交流の電圧を制御(増加または減少)するのに役立ちます。それらは、鉄心の周りに配置されたコイルを介してこれを行います。その電磁界により、出力電流の強度を変調できます。
  4. 電気モーター。 電気モーターは、軸を中心に回転することにより、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械です。このエネルギーは、モバイルの動きを生成するものです。その動作は、電流が循環する磁石とコイルの間の引力と反発の電磁力に基づいています。
  5. ダイナモス。 これらのデバイスは、自動車などの車両のホイールの回転を利用して磁石を回転させ、コイルに交流電流を供給する磁場を生成するために使用されます。
  6. 電話。この日常のデバイスの背後にある魔法は、音波(音声など)を、最初はケーブルで、注ぐことができるもう一方の端の受信機に送信できる電磁場の変調に変換する機能に他なりません。プロセスし、電磁的に含まれている音波を回復します。
  7. 電子レンジ これらの機器は、食品への電磁波の発生と集中から動作します。これらの波は無線通信に使用されるものと似ていますが、高周波で食品のディプロード(磁性粒子)を非常に高速で回転させ、結果として生じる磁場と整列させようとします。この動きが熱を発生させます。
  8. 磁気共鳴イメージング(MRI)。 電磁気学のこの医学的応用は、それに含まれる水素原子の電磁操作から、生物の体内を非侵襲的な方法で検査して生成することを可能にするので、健康問題の前例のない進歩でした。専用のコンピュータで解釈できるフィールド。
  9. マイク 今日非常に一般的なこれらのデバイスは、音波に対する感度が電気信号に変換されることを可能にする電磁石によって引き付けられるダイアフラムのおかげで動作します。これは、リモートで送信および復号化することも、後で保存および複製することもできます。
  10. 質量分析計。 これは、特定の化学物質の組成を、それらを構成する原子の磁気分離から始めて、それらのイオン化と専用コンピューターによる読み取りによって、非常に正確に分析できるようにする装置です。
  11. オシロスコープ。 特定のソースからの、時間とともに変化する電気信号をグラフィカルに表現することを目的とする電子機器。このために、彼らは、決定された電気信号からの電圧の測定の積である線を有する画面上の座標軸を使用します。それらは、心臓、脳、または他の器官の機能を測定するために医学で使用されます。
  12. 磁気カード。 この技術により、特定の方法で分極された磁気テープを備えたクレジットカードまたはデビットカードの存在が、その強磁性粒子の方向に基づいて情報を暗号化することができます。それらに情報を導入することにより、指定されたデバイスは特定の方法で前記粒子を分極し、その結果、前記順序を「読み取って」情報を検索することができる。
  13. 磁気テープ上のデジタルストレージ。 コンピューティングとコンピューターの世界で重要な役割を果たし、粒子が特定の方法で分極され、コンピューター化されたシステムで解読できる磁気ディスクに大量の情報を保存できます。これらのディスクは、ペンドライブや現在は機能していないフロッピーディスクのように取り外し可能にすることも、ハードドライブのように永続的でより複雑にすることもできます。
  14. 磁気ドラム。 1950年代と1960年代に普及したこのデータストレージのモデルは、磁気データストレージの最初の形式の1つでした。これは、高速で回転する中空の金属シリンダーであり、コード化された分極システムによって情報が印刷される磁性材料(酸化鉄)に囲まれています。ディスクとは異なり、読み取りヘッドがなく、情報の取得にある程度の俊敏性がありました。
  15. 自転車のライト。 自転車の前部に組み込まれている、移動時に点灯するライトは、磁石が取り付けられているホイールの回転によって作動します。この回転により磁場が発生するため、適度な交流電源が生成されます。次に、この電荷は電球に伝導され、光に変換されます。
  • 続行:銅のアプリケーション



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