elektromagnetismus

Physisch

2022

Wir erklären, was Elektromagnetismus ist und welche Anwendungen er hat. Auch seine Geschichte und Beispiele.

Elektromagnetismus untersucht die Beziehung zwischen elektrischen und magnetischen Phänomenen.

Was ist Elektromagnetismus?

Elektromagnetismus ist der Zweig derkörperlich das die Beziehungen zwischen elektrischen und magnetischen Phänomenen untersucht, d. h. die Wechselwirkungen zwischen Partikel geladen und elektrische Felder Ja magnetisch.

1821 wurden mit der wissenschaftlichen Arbeit des Briten Michael Faraday die Grundlagen des Elektromagnetismus bekannt gemacht, aus der dieser entstand Disziplin. 1865 formulierte der Schotte James Clerk Maxwell die vier „Maxwell-Gleichungen“, die elektromagnetische Phänomene vollständig beschreiben.

Anwendungen des Elektromagnetismus

Kompasse arbeiten durch Elektromagnetismus.

Elektromagnetische Phänomene haben sehr wichtige Anwendungen in Disziplinen wie Ingenieurwesen,Elektronik, dasDie Gesundheit, Luftfahrt oder Bauwesen, unter anderem. Sie tauchen im Alltag auf, fast ohne es zu merken, in Kompassen, Lautsprechern, Türklingeln, Magnetkarten, Festplatten.

Die Hauptanwendungen des Elektromagnetismus werden verwendet in:

Experimente zum Elektromagnetismus

Durch einfache Experimente ist es möglich, einige elektromagnetische Phänomene zu verstehen, wie zum Beispiel:

Der Elektromotor. Um ein Experiment durchzuführen, das eine grundlegende Vorstellung davon zeigt, wie ein Elektromotor funktioniert, benötigen wir:

    • EIN Magnet
    • EIN Batterie AAA
    • Eine Schraube
    • Ein Stück Elektrokabel 20 cm lang
  • Erster Schritt. Legen Sie die Spitze der Schraube auf den Minuspol der Batterie und legen Sie den Magneten auf den Kopf der Schraube. Sie können sehen, wie sich die Elemente aufgrund der Magnetismus.
  • Zweiter Schritt. Verbinden Sie die Kabelenden mit dem Pluspol der Batterie und mit dem Magneten (der sich zusammen mit der Schraube am Minuspol der Batterie befindet).
  • Ergebnis. Die Batterie-Schraube-Magnet-Kabel-Schaltung wird erhalten, durch die a elektrischer Strom das durch das vom Magneten erzeugte Magnetfeld geht, und es dreht sich mit hoher Geschwindigkeit aufgrund von a Gewalt Tangentialkonstante namens "Lorentzkraft". Im Gegenteil, wenn Sie versuchen, die Teile durch Umpolen der Batterie zu verbinden, stoßen sich die Elemente ab.

Faradays Käfig. Unten ist eine detaillierte Experiment Dies ermöglicht es zu verstehen, wie elektromagnetische Wellen in elektronischen Geräten fließen. Dafür werden folgende Dinge benötigt:

    • Ein batteriebetriebenes tragbares Radio oder Handy
    • Ein Metallgitter mit Löchern, die nicht größer als 1 cm² sind
    • Zange oder Schere zum Schneiden des Gitters
    • Kleine Drahtstücke zum Befestigen des Drahtgeflechts
    • Alufolie (kann nicht notwendig sein)
  • Erster Schritt. Schneiden Sie ein rechteckiges Stück Drahtgitter von 20 cm Höhe und 80 cm Länge zu, damit ein Zylinder zusammengebaut werden kann.
  • Zweiter Schritt. Schneiden Sie ein weiteres rundes Stück Drahtgitter mit einem Durchmesser von 25 cm ab (es sollte einen ausreichenden Durchmesser haben, um den Zylinder zu bedecken).
  • Dritter Schritt. Verbinden Sie die Enden des Rechtecks ​​des Metallgitters so, dass ein Zylinder entsteht und befestigen Sie die Enden mit Drahtstücken.
  • Vierter Schritt. Legen Sie das eingeschaltete Radio in den Metallzylinder und bedecken Sie den Zylinder mit dem Metallgitterkreis.
  • Ergebnis. Das Radio hört auf zu spielen, weil elektromagnetische Wellen von außen nicht durch die Metall.
    Wenn anstelle eines Radios ein Mobiltelefon eingesteckt wird und diese Nummer angerufen wird, damit es klingelt, kommt es vor, dass es nicht klingelt. Für den Fall, dass es klingelt, sollten Sie ein dickeres Metallgitter und kleinere Löcher verwenden oder das Handy in Alufolie einwickeln. Etwas Ähnliches passiert beim Telefonieren mit dem Handy und beim Betreten eines Aufzugs, wodurch das Signal unterbrochen wird, ist die Wirkung des "Faradayschen Käfigs".

Wozu dient Elektromagnetismus?

Elektromagnetismus ermöglicht die Verwendung von Geräten wie Mikrowelle oder Fernseher.

Elektromagnetismus ist sehr nützlich für die menschliches Wesen denn es gibt unzählige Anwendungen, mit denen Sie Ihre Anforderungen erfüllen können. Viele Instrumente, die im täglichen Gebrauch verwendet werden, funktionieren aufgrund elektromagnetischer Effekte. Der elektrische Strom, der beispielsweise durch alle Anschlüsse in einem Haus fließt, bietet mehrere Verwendungsmöglichkeiten (Mikrowelle, Ventilator, Mixer, Fernseher, dasComputer), die aufgrund von Elektromagnetismus funktionieren.

Magnetismus und Elektromagnetismus

Magnetismus ist das Phänomen, das die Anziehungs- oder Abstoßungskraft zwischen magnetischen Materialien und bewegten Ladungen erklärt.

Elektromagnetismus beinhaltetphysikalische Phänomene erzeugt durch elektrische Ladungen in Ruhe oder inBewegung, die elektrische, magnetische oder elektromagnetische Felder erzeugen und die Materie beeinflussen, die sich in einemgasförmig, flüssig Jafest.

Beispiele für Elektromagnetismus

Die Türklingel funktioniert durch einen Elektromagneten, der eine elektrische Ladung erhält.

Es gibt zahlreiche Beispiele für Elektromagnetismus und zu den häufigsten gehören:

  • Der Klingelton. Es ist ein Gerät, das beim Drücken eines Schalters ein Tonsignal erzeugen kann. Es funktioniert durch einen Elektromagneten, der a . empfängtelektrische Ladung, das ein magnetisches Feld (einen Magneteffekt) erzeugt, das einen kleinen Hammer anzieht, der gegen die Metalloberfläche schlägt und a . aussendetKlang.
  • Die Magnetschwebebahn. Im Gegensatz zum Zug, der von einer auf Schienen fahrenden Elektrolokomotive angetrieben wird, handelt es sich hier um ein Transportmittel, das von der Kraft des Magnetismus und den starken Elektromagneten in seinem unteren Teil getragen und angetrieben wird.
  • Der elektrische Transformator. Es ist ein elektrisches Gerät, mit dem Sie die erhöhen oder verringern könnenStromspannung (oder die Spannung) eines Wechselstroms.
  • Der Elektromotor. Es ist ein Gerät, das dieelektrische Energie in mechanische Energie, die Bewegung durch die Wirkung der Magnetfelder erzeugt, die im Inneren erzeugt werden.
  • Der Dynamo. Es ist ein elektrischer Generator, der die mechanische Energie einer rotierenden Bewegung nutzt und in elektrische Energie umwandelt.
  • Die Mikrowelle. Es ist ein elektrischer Ofen, der elektromagnetische Strahlung mit der Frequenz von Mikrowellen erzeugt. Diese Strahlungen vibrieren die Moleküle vonWasser die besitzen die Lebensmittel, die schnell Hitze erzeugt und Speisen kocht.
  • Magnetresonanztomographie. Es ist ein medizinischer Test, durch den Bilder von der Struktur und Zusammensetzung eines Organismus gewonnen werden. Es besteht aus der Wechselwirkung eines Magnetfelds, das von einer Maschine erzeugt wird, dem magnetischen Resonator (der wie ein Magnet funktioniert) und demAtome des im Körper der Person enthaltenen Wasserstoffs. Diese Atome werden durch den „Magneteffekt“ des Geräts angezogen und erzeugen ein elektromagnetisches Feld, das eingefangen und in Bildern dargestellt wird.
  • Das Mikrofon. Es ist ein Gerät, das die . erkennt akustische Energie (Ton) und wandelt sie in elektrische Energie um. Dies geschieht durch eine Membran (oder Membran), die von einem Magneten in einem Magnetfeld angezogen wird und einen elektrischen Strom erzeugt, der dem empfangenen Schall proportional ist.
  • Planet Erde. Unser Planet funktioniert wie ein riesiger Magnet aufgrund des Magnetfelds, das in seinem Kern (bestehend aus Metallen wie Eisen, Nickel). Bewegung vonErdrotation erzeugt einen Strom geladener Teilchen (die Elektronen der Atome des Erdkerns). Dieser Strom erzeugt ein Magnetfeld, das sich mehrere Kilometer über die Oberfläche des Planeten erstreckt und schädliche Sonnenstrahlung abstößt.

Geschichte des Elektromagnetismus

  • 600 v. Chr. Der Grieche Thales von Milet beobachtete, dass ein Bernsteinstück beim Reiben aufgeladen wurde und Stroh oder Federn anziehen konnte.
  • 1820. Der Däne Hans Christian Oersted führte ein Experiment durch, das zum ersten Mal die Phänomene Elektrizität und Magnetismus vereinte. Es bestand darin, eine magnetisierte Nadel in die Nähe eines Leiters zu bringen, durch den ein elektrischer Strom zirkulierte. Die Nadel bewegte sich so, dass im Leiter ein Magnetfeld vorhanden war.
  • 1826. Der Franzose André-Marie Ampère entwickelt die Theorie, die die Wechselwirkung zwischen Elektrizität und Magnetismus erklärt, genannt „Elektrodynamik“. Außerdem war er der erste, der elektrischen Strom als solchen bezeichnete und die Intensität seines Fließens maß.
  • 1831. Der britische Physiker und Chemiker Michael Faraday entdeckte die Gesetze der Elektrolyse und der elektromagnetischen Induktion.
  • 1865. Der Schotte James Clerk Maxwell führte die Grundlagen des Elektromagnetismus ein, indem er die vier "Maxwell-Gleichungen" formulierte, die elektromagnetische Phänomene beschreiben.
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