NộI Dung
Cácđiện từ học Nó là một nhánh của vật lý học tiếp cận các trường của cả điện và từ từ một lý thuyết thống nhất để hình thành một trong bốn lực cơ bản của vũ trụ được biết đến cho đến nay: điện từ. Các lực cơ bản khác (hay tương tác cơ bản) là lực hấp dẫn và các tương tác hạt nhân mạnh và yếu.
Lý thuyết điện từ là một lý thuyết trường, tức là, dựa trên độ lớn vật lý vector hoặc là tensor, phụ thuộc vào vị trí trong không gian và thời gian. Nó dựa trên bốn phương trình vi phân vectơ (do Michael Faraday lập và được phát triển lần đầu tiên bởi James Clerk Maxwell, đó là lý do tại sao chúng được rửa tội là Phương trình Maxwell) cho phép nghiên cứu chung về điện trường và từ trường, cũng như dòng điện, phân cực điện và phân cực từ.
Mặt khác, điện từ học là một lý thuyết vĩ mô.Điều này có nghĩa là nó nghiên cứu các hiện tượng điện từ lớn, áp dụng cho số lượng lớn các hạt và khoảng cách đáng kể, vì ở cấp độ nguyên tử và phân tử, nó nhường chỗ cho một ngành khác, được gọi là cơ học lượng tử.
Mặc dù vậy, sau cuộc cách mạng lượng tử của thế kỷ 20, việc tìm kiếm lý thuyết lượng tử về tương tác điện từ đã được thực hiện, do đó làm phát sinh ra điện động lực học lượng tử.
- Xem thêm: Vật liệu từ tính
Các lĩnh vực ứng dụng điện từ học
Lĩnh vực vật lý này là chìa khóa trong sự phát triển của nhiều ngành và công nghệ, đặc biệt là kỹ thuật và điện tử, cũng như lưu trữ điện và thậm chí sử dụng nó trong các lĩnh vực y tế, hàng không hoặc xây dựng. thành thị.
Cái gọi là Cách mạng Công nghiệp lần thứ hai hay Cách mạng Công nghệ sẽ không thể thực hiện được nếu không có sự chinh phục của điện và điện từ.
Ví dụ về các ứng dụng của điện từ học
- Con tem. Cơ chế của những thiết bị hàng ngày này liên quan đến sự lưu thông của điện tích thông qua một nam châm điện, từ trường của nó thu hút một chiếc búa kim loại nhỏ về phía chuông, làm ngắt mạch và cho phép nó bắt đầu lại, vì vậy búa đập liên tục và tạo ra âm thanh thu hút sự chú ý của chúng ta.
- Xe lửa treo từ tính. Thay vì lăn trên đường ray như các đoàn tàu thông thường, mô hình tàu siêu công nghệ này được giữ trong lực bay từ trường nhờ các nam châm điện cực mạnh được lắp đặt ở phần dưới của nó. Do đó, lực đẩy điện giữa nam châm và kim loại của bệ mà tàu chạy trên đó giữ cho trọng lượng của xe trong không khí.
- Máy biến áp điện. Máy biến áp, những thiết bị hình trụ mà ở một số quốc gia chúng ta thấy trên đường dây điện, dùng để điều khiển (tăng hoặc giảm) điện áp của dòng điện xoay chiều. Họ đạt được điều này thông qua các cuộn dây được bố trí xung quanh lõi sắt, có trường điện từ cho phép điều chỉnh cường độ của dòng điện đi ra.
- Xe máy điện. Động cơ điện là máy điện, bằng cách quay quanh một trục, biến đổi năng lượng điện thành cơ năng. Năng lượng này là thứ tạo ra chuyển động của điện thoại di động. Hoạt động của nó dựa trên lực hút và lực điện từ giữa nam châm và cuộn dây, qua đó dòng điện chạy qua.
- Dynamos. Các thiết bị này được sử dụng để tận dụng chuyển động quay của các bánh xe, chẳng hạn như ô tô, để quay nam châm và tạo ra từ trường cung cấp dòng điện xoay chiều cho các cuộn dây.
- Điện thoại. Điều kỳ diệu đằng sau thiết bị hàng ngày này không gì khác ngoài khả năng chuyển đổi sóng âm thanh (chẳng hạn như giọng nói) thành sự điều biến của trường điện từ có thể được truyền, ban đầu bằng một sợi cáp, đến một máy thu ở đầu kia có khả năng truyền. quá trình và phục hồi các sóng âm thanh chứa điện từ.
- Nhiều lò vi sóng Các thiết bị này hoạt động từ việc tạo ra và tập trung sóng điện từ vào thực phẩm. Những sóng này tương tự như những sóng được sử dụng để liên lạc vô tuyến, nhưng với tần số cao làm quay các điốt (các hạt từ tính) của thực phẩm với tốc độ rất cao, khi chúng cố gắng điều chỉnh với từ trường tạo ra. Chuyển động này là thứ tạo ra nhiệt.
- Chụp cộng hưởng từ (MRI). Ứng dụng y học này của điện từ là một tiến bộ chưa từng có trong các vấn đề sức khỏe, vì nó cho phép kiểm tra một cách không xâm lấn bên trong cơ thể của các sinh vật, từ thao tác điện từ của các nguyên tử hydro chứa trong nó, để tạo ra một lĩnh vực có thể diễn giải bằng máy tính chuyên dụng.
- Micro Các thiết bị này ngày nay rất phổ biến hoạt động nhờ một màng ngăn được thu hút bởi một nam châm điện, có độ nhạy với sóng âm thanh cho phép chúng được chuyển thành tín hiệu điện. Điều này sau đó có thể được truyền và giải mã từ xa, hoặc thậm chí được lưu trữ và tái tạo sau này.
- Khối phổ kế. Đây là một thiết bị cho phép phân tích thành phần của một số hợp chất hóa học với độ chính xác cao, bắt đầu từ việc tách từ tính của các nguyên tử tạo nên chúng, bằng phương pháp ion hóa và đọc chúng bằng một máy tính chuyên dụng.
- Máy hiện sóng. Dụng cụ điện tử có mục đích là biểu diễn đồ thị các tín hiệu điện thay đổi theo thời gian từ một nguồn nhất định. Đối với điều này, họ sử dụng một trục tọa độ trên màn hình có các đường là sản phẩm của phép đo điện áp từ tín hiệu điện xác định. Chúng được sử dụng trong y học để đo các chức năng của tim, não hoặc các cơ quan khác.
- Thẻ từ. Công nghệ này cho phép sự tồn tại của thẻ tín dụng hoặc thẻ ghi nợ, có một băng từ được phân cực theo một cách nhất định, để mã hóa thông tin dựa trên định hướng của các hạt sắt từ của nó. Bằng cách đưa thông tin vào chúng, các thiết bị được chỉ định sẽ phân cực các hạt đó theo một cách cụ thể, do đó thứ tự đó có thể được "đọc" để lấy thông tin.
- Lưu trữ kỹ thuật số trên băng từ. Chìa khóa trong thế giới máy tính và máy tính, nó cho phép lưu trữ một lượng lớn thông tin trên các đĩa từ mà các hạt của chúng được phân cực theo một cách cụ thể và có thể giải mã được bằng một hệ thống máy tính. Những đĩa này có thể tháo rời được, như ổ bút hoặc đĩa mềm không còn tồn tại, hoặc chúng có thể tồn tại vĩnh viễn và phức tạp hơn, như ổ cứng.
- Trống từ. Mô hình lưu trữ dữ liệu này, phổ biến trong những năm 1950 và 1960, là một trong những hình thức lưu trữ dữ liệu từ tính đầu tiên. Nó là một hình trụ kim loại rỗng quay với tốc độ cao, được bao quanh bởi một vật liệu từ tính (ôxít sắt), trên đó thông tin được in bằng hệ thống phân cực được mã hóa. Không giống như những chiếc đĩa, nó không có đầu đọc và điều đó cho phép nó nhanh nhẹn trong việc truy xuất thông tin.
- Đèn xe đạp. Đèn được gắn ở phía trước xe đạp, bật sáng khi di chuyển, hoạt động nhờ vào chuyển động quay của bánh xe có gắn một nam châm, chuyển động quay của nó tạo ra từ trường và do đó tạo ra một nguồn điện xoay chiều khiêm tốn. Điện tích này sau đó được dẫn đến bóng đèn và chuyển thành ánh sáng.
- Tiếp tục với: Ứng dụng đồng
