• Thursday September 24,2020

Elektromagnetismus

Wir erklären, was Elektromagnetismus ist, welche Anwendungen und Experimente durchgeführt wurden. Darüber hinaus, wofür es ist und Beispiele.

Der Elektromagnetismus untersucht die Beziehung zwischen dem Magnetfeld und dem elektrischen Strom.
  1. Was ist Elektromagnetismus?

Elektromagnetismus ist der Zweig der Physik, der die Beziehungen zwischen elektrischen und magnetischen Phänomenen untersucht, dh zwischen dem Magnetfeld und dem elektrischen Strom.

Im Jahr 1821 wurden die Grundlagen des Elektromagnetismus mit der wissenschaftlichen Arbeit des Briten Michael Faraday bekannt, aus der diese Wissenschaft hervorging. 1865 formulierte der schottische James Clerk Maxwell die vier Maxwell-Gleichungen, die die elektromagnetischen Phänomene vollständig beschreiben.

Siehe auch: Elektrostatik.

  1. Elektromagnetismus-Anwendungen

Elektromagnetismus ist im Alltag üblich, wie in Zirkeln, Glocken usw.

Elektromagnetische Phänomene finden sehr wichtige Anwendungen unter anderem in den Bereichen Ingenieurwesen, Elektronik, Gesundheitswesen, Luftfahrt oder Bauwesen. Sie erscheinen im täglichen Leben fast ohne zu merken, wie zum Beispiel Kompasse, Lautsprecher, Glocken, Magnetkarten, starre Scheiben, um nur einige zu nennen.

Die Hauptanwendungen des Elektromagnetismus werden verwendet in:

  • Strom
  • Magnetismus
  • Elektrische Leitfähigkeit und Supraleitung
  • Gammastrahlen und Röntgenstrahlen
  • Elektromagnetische Wellen
  • Infrarot-, sichtbare und ultraviolette Strahlung
  • Die Mikrowelle und Mikrowelle
  1. Experimente zum Elektromagnetismus

Durch einfache Experimente ist es möglich zu verstehen, wie einige der elektromagnetischen Phänomene funktionieren, wie zum Beispiel:

  • Der Elektromotor Ein Experiment, das einen Grundbegriff für den Betrieb eines Elektromotors zeigt, wird nachstehend detailliert beschrieben. Dazu werden folgende Elemente benötigt:
    • Ein Magnet
    • AAA-Batterie
    • Eine Schraube
    • Ein Stück Elektrokabel 20 cm lang
  • Erster Schritt Die Spitze der Schraube am Minuspol der Batterie abstützen und den Magneten auf den Schraubenkopf legen. Sie können sehen, wie sich die Elemente durch Magnetismus anziehen.
  • 2. Schritt Verbinden Sie die Enden des Kabels mit dem Pluspol der Batterie und mit dem Magneten (der sich zusammen mit der Schraube am Minuspol der Batterie befindet).
  • Ergebnis Die Batterie-Schrauben-Magnet-Kabel-Schaltung wird erhalten, durch die ein elektrischer Strom durch das vom Magneten erzeugte Magnetfeld fließt, und sie dreht sich aufgrund einer konstanten Tangentialkraft, die als "Lorentz-Kraft" bezeichnet wird, mit hoher Geschwindigkeit. Im Gegenteil, wenn Sie versuchen, die Teile durch Umkehren der Pole der Batterie zu verbinden, stoßen sich die Elemente ab.
  • Der "Faradaysche Käfig". Das folgende Experiment zeigt, wie elektromagnetische Wellen in elektronischen Geräten fließen. Dazu werden folgende Elemente benötigt:
    • Ein tragbares Radio, das mit Batterien oder einem Mobiltelefon betrieben wird
    • Ein Metallgitter mit Löchern, die nicht größer als 1 cm sind
    • Eine Zange oder eine Schere, um das Gestell zu schneiden
    • Kleine Drahtstücke, um das Metallgitter zu verbinden
    • Aluminiumfolie (möglicherweise nicht erforderlich)
  • Erster Schritt Schneiden Sie ein rechteckiges Stück Metallgitter mit einer Höhe von 20 cm und einer Länge von 80 cm zu, damit ein Zylinder zusammengebaut werden kann.
  • 2. Schritt Schneiden Sie ein weiteres rundes Stück Metallgitter mit einem Durchmesser von 25 cm ab (es muss einen ausreichenden Durchmesser haben, um den Zylinder abzudecken).
  • Dritter Schritt Verbinden Sie die Enden des Metallgitter-Rechtecks ​​so, dass sich ein Zylinder bildet, und sichern Sie sie mit Drahtstücken.
  • Vierter Schritt Setzen Sie das Radio in den Metallzylinder ein und decken Sie den Zylinder mit dem Metallgitterkreis ab.
  • Ergebnis Das Radio hört auf zu klingen, weil die elektromagnetischen Wellen von außen nicht durch das Metall dringen können.
    Wenn anstelle eines eingeschalteten Radios ein Mobiltelefon eingegeben wird und diese Nummer angerufen wird, um es klingeln zu lassen, hört es auch auf zu klingeln. Sollte dies nicht der Fall sein, sollten Sie ein dickeres Metallgitter und kleinere Löcher verwenden oder das Mobiltelefon in Aluminiumfolie einwickeln. Ähnliches passiert, wenn man am Handy spricht und einen Fahrstuhl betritt, wodurch das Signal unterbrochen wird. Dies ist die Wirkung des "Faradayschen Käfigs".
  1. Wofür ist Elektromagnetismus?

Elektromagnetismus ermöglicht die Verwendung von Artefakten wie Mikrowellen oder Fernsehen.

Elektromagnetismus dient dazu, die Energie zu manipulieren, die Menschen nutzen, um ihre Bedürfnisse zu befriedigen. Viele Instrumente, die aufgrund elektromagnetischer Einflüsse im Arbeitsalltag eingesetzt werden . Der elektrische Strom, der beispielsweise durch alle Anschlüsse eines Hauses fließt, kann für verschiedene Zwecke verwendet werden, z. B. für den Mikrowellenherd, den Ventilator, den Mixer, den Fernseher, den Computer usw. diese Arbeit aufgrund von Elektromagnetismus.

  1. Magnetismus und Elektromagnetismus

Magnetismus ist das Phänomen, das die Anziehungskraft der Abstoßung zwischen Materialien erklärt . Obwohl es Materialien mit starken magnetischen Eigenschaften gibt, das heißt, sie wirken wie ein starker Magnet wie Nickel und Eisen, werden alle Materialien durch die Anwesenheit mehr oder weniger stark beeinflusst eines Magnetfeldes.

Unter Elektromagnetismus sind solche physikalischen Phänomene zu verstehen, die aus ruhenden oder sich bewegenden elektrischen Ladungen entstehen, die Magnetfelder hervorrufen und die Auswirkungen auf gasförmige Elemente haben Flüssigkeiten und Feststoffe.

  1. Beispiele für Elektromagnetismus

Die Glocke funktioniert durch ein Elektroimin, das eine elektrische Ladung erhält.

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

  • Die Glocke Es ist ein Gerät, das ein Tonsignal empfangen kann, wenn ein Schalter gedrückt wird. Es wirkt durch einen Elektromagneten, der eine elektrische Ladung erhält, die ein Magnetfeld (einen Imineffekt) erzeugt, das einen kleinen Hammer anzieht, der gegen ihn schlägt die metallische Oberfläche und gibt den Ton ab.
  • Die Magnetschwebebahn. Es ist ein Transportmittel, das durch die Kraft des Magnetismus und durch die starken Elektromagneten in seinem unteren Teil unterstützt und angetrieben wird, anders als der Zug, der von einer auf Schienen fahrenden elektrischen Lokomotive angetrieben wird.
  • Der elektrische Transformator. Es ist ein elektrisches Gerät, mit dem die Spannung (oder Spannung) eines Wechselstroms erhöht oder verringert werden kann.
  • Der Elektromotor. Es ist ein Gerät, das elektrische Energie umwandelt und durch Einwirkung der im Inneren erzeugten Magnetfelder Bewegung erzeugt, dh es erzeugt mechanische Energie.
  • Der Dynamo Es ist ein elektrischer Generator, der die Energie einer rotierenden Bewegung nutzt und in elektrische Energie umwandelt.
  • Die Mikrowelle. Es ist ein elektrischer Ofen, der elektromagnetische Strahlung erzeugt, die Wassermoleküle in Lebensmitteln in Schwingungen versetzt, die schnell Wärme erzeugen und das Kochen von Lebensmitteln ermöglichen.
  • Die Magnetresonanz. Es ist eine medizinische Untersuchung, die Bilder der Struktur und Zusammensetzung eines Organismus liefert. Es besteht aus der Wechselwirkung eines Magnetfelds, das von einer computergesteuerten Maschine (die wie ein Magnet arbeitet) erzeugt wird, und den im Organismus des Menschen enthaltenen Wasserstoffatomen. Diese Atome werden vom (von der Maschine) angezogen und erzeugen ein elektromagnetisches Feld, das erfasst und in Bildern dargestellt wird.
  • Das Mikrofon Es ist ein Gerät, das akustische Energie (Schall) erkennt und in elektrische Energie umwandelt. Dies geschieht durch eine Membran (oder ein Diaphragma), die von einem Magneten innerhalb eines Magnetfelds angezogen wird und die einen elektrischen Strom erzeugt, der proportional zum empfangenen Schall ist.
  • Der Planet Erde. Unser Planet wirkt wie ein riesiger Magnet, weil der Magnetismus in seinem Kern (der aus Metallen wie Eisen und Nickel besteht) erzeugt wird. Die Erde ist ein großer Energieleiter durch die Pole (Nordpol und Südpol), die einem negativen und einem positiven Pol entsprechen. Wenn sich magnetisierte Elemente mit unterschiedlicher Ladung (ein positives und ein negatives) nähern, ziehen sie sich gegenseitig an, während sie sich abstoßen, wenn sich zwei Elemente mit gleicher Ladung nähern. Dieser Magnetkern interagiert mit der Rotationsbewegung der Erde und erzeugt zusammen einen Strom von Energieteilchen, das heißt ein Magnetfeld über der Erde Erdoberfläche, die schädliche Sonnenstrahlung abweist.
  1. Geschichte des Elektromagnetismus

Der Elektromagnetismus wurde 1821 als Wissenschaft konsolidiert. Dennoch gibt es Spuren elektromagnetischer Phänomene, die auf frühere Jahrhunderte zurückgehen, zum Beispiel:

  • 600 a. C. Die griechischen Geschichten von Milet stellten fest, dass durch das Reiben eines Bernsteinstücks Elektrizität erzeugt wurde und Stroh- oder Federstücke angezogen werden konnten.
  • 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 näher an einen Leiter heranzuführen, durch den elektrischer Strom floss. Die Nadel bewegte sich so, dass sie das Vorhandensein eines Magnetfelds anzeigte.
  • 1821. Der Brite James Clerk Maxwell machte die Grundlagen des Elektromagnetismus bekannt, die ihm formalen Ursprung als Wissenschaft gaben.
  • 1826. Der Franzose Andr Marie-Marie Amp re entwickelte die Theorie, die die Wechselwirkung zwischen Elektrizität und Magnetismus erklärt und als "Elektrodynamik" bezeichnet wird. Außerdem hat er als erster den elektrischen Strom als solchen benannt und die Intensität seines Flusses gemessen.
  • 1865. Der schottische James Clerk Maxwell formulierte die vier Maxwell-Gleichungen, die die elektromagnetischen Phänomene beschreiben.

Weiter mit: Faraday-Gesetz


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