- Năng lượng từ trường là gì?
- Lịch sử của năng lượng từ trường
- Năng lượng từ trường hoạt động như thế nào?
- Đặc điểm năng lượng từ trường
- Ưu điểm của năng lượng từ trường
- Nhược điểm của năng lượng từ trường
- Ví dụ về năng lượng từ trường
Chúng tôi giải thích năng lượng từ trường là gì, lịch sử, ưu điểm, nhược điểm và nhiều đặc điểm của nó. Ngoài ra, nó hoạt động như thế nào và ví dụ.
Năng lượng từ trường là gì?
Các từ tính Nó là một hiện tượng liên kết với lực điện từ, một trong những lực nguyên tố của vũ trụ. Nó ảnh hưởng đến mức độ lớn hơn hoặc thấp hơn tất cả các vật liệu hiện có, nhưng ảnh hưởng của nó có thể được chứng minh chủ yếu ở một số kim loại, Như niken, sắt, coban và sự khác nhau của chúng hợp kim (được biết như nam châm).
Lực này biểu hiện dưới dạng từ trường, có khả năng tạo ra lực hút hoặc lực đẩy giữa các phần tử tương tác, tùy thuộc vào cực từ của chúng: giống như cực đẩy, các cực ngược nhau thì hút.
Năng lượng từ trường có thể được hiểu là khả năng của lực từ trường để thực hiện công cơ học, nhưng chúng ta cũng đề cập đến nó khi chúng ta nói về năng lượng được lưu trữ trong một phần tử dẫn điện hoặc một từ trường. Năng lượng này có khả năng bức xạ qua khoảng trống, ngay cả khi không có môi trường vật lý, thông qua cái được gọi là bức xạ điện từ.
Từ trường được hình thành bởi bức xạ từ. Các nhẹ Ví dụ, có thể nhìn thấy được tạo thành từ các trường điện từ và chỉ chiếm một dải của quang phổ điện từ. Tùy thuộc vào thuộc tính của sóng tạo nên quang phổ này, chẳng hạn sẽ có ánh sáng nhìn thấy, bức xạ tử ngoại hoặc bức xạ hồng ngoại.
Hơn nữa, từ tính là một hiện tượng với vô số ứng dụng được sử dụng bởi nhân loại đương đại, đặc biệt là trong biên giới của nó với điện lực, như trong trường hợp động cơ, chất siêu dẫn, máy phát điện, v.v.
Lịch sử của năng lượng từ trường
Năng lượng từ trường được phát hiện bởi con người trên cổ xưa. Hiện tượng từ tính được cho là lần đầu tiên được quan sát thấy trong Hy Lạp cổ đại, trên thành phố của Magnesia del Meander, nơi khoáng sản của magnetit đặc biệt dồi dào. Đó chính xác là nơi mà tên của nó xuất phát.
Học trò đầu tiên của từ học là nhà triết học Hy Lạp Thales of Miletus (625-545 TCN). Tuy nhiên, ở Trung Quốc cổ đại, nó cũng được nghiên cứu song song, bằng chứng là có đề cập đến nó trong Sách của Bậc thầy Thung lũng Quỷ từ thế kỷ thứ 4 trước Công nguyên. C.
Từ tính đã được nghiên cứu rộng rãi trong những thế kỷ sau đó, cả bởi nhà giả kim thuật, các nhà tự nhiên học và tôn giáo, cũng như các nhà thám hiểm và triết học và đặc biệt là sau khi phát minh ra la bàn vào thế kỷ thứ mười ba. Hơn nữa, từ trường của Trái đất Nó được phát hiện ở Greenland vào năm 1551.
Tuy nhiên, phải đến thế kỷ 19, cơ sở của từ tính mới được tiết lộ một cách khoa học, nhờ những tiến bộ trong lĩnh vực thuộc vật chất, hóa học và điện. Hans Christian Orsted, André-Marie Ampère, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday và đặc biệt là James Clerk Maxwell, với những phương trình nổi tiếng của mình, đã đóng một vai trò không thể thiếu trong việc này.
Năng lượng từ trường hoạt động như thế nào?
Từ tính xảy ra do sự chuyển động từ phí điện trong các vật thể tương tác: nếu các điện tích trong hai vật thể (ví dụ hai dây dẫn có dòng điện) chuyển động như nhau địa chỉ, các vật thể trải qua một lực hấp dẫn; nhưng nếu chúng chuyển động ngược chiều nhau thì lực này là lực đẩy.
Xung quanh các điện tích chuyển động sẽ luôn có một từ trường, được tạo ra chính xác bởi sự chuyển động của các điện tích này. Nếu các điện tích chuyển động khác đến gần từ trường đó, chúng sẽ tương tác với từ trường đó. Điều cần thiết là các điện tích phải chuyển động để từ trường, lực hoặc năng lượng tồn tại. Các điện tích ở trạng thái nghỉ (đứng yên) không tạo ra từ trường hoặc hiện tượng nhiễm từ. Nam châm có từ trường "riêng" do chuyển động và định hướng đặc biệt của nam châm. điện tử trong nguyên tử.
Năng lượng từ trường có thể được tạo ra bởi nam châm điện, bao gồm một dây dẫn điện quấn bao phủ một vật liệu từ tính, chẳng hạn như sắt. Nó cũng có thể được sản xuất bằng cách từ hóa các vật liệu nhạy cảm, cho dù chúng là tạm thời (những vật liệu trong đó từ trường bên ngoài và do đó, yếu đi và biến mất) hoặc vĩnh viễn.
Đặc điểm năng lượng từ trường
Năng lượng từ trường có cường độ thay đổi, phụ thuộc vào vật liệu tạo ra nó hoặc cường độ của dòng điện tạo ra nó. Do có hướng chuyển động của các êlectron nên vật liệu từ luôn có hai cực: dương và âm. Đây được gọi là một lưỡng cực từ.
Mặc dù mọi thứ tồn tại đều dễ bị ảnh hưởng bởi một mức độ phản ứng từ nhất định (cái gọi là độ cảm từ), tùy thuộc vào mức độ nhạy cảm của nó mà chúng ta có thể nói:
- Vật liệu sắt từ. Chúng có từ tính mạnh.
- Vật liệu nghịch từ. Chúng có từ tính yếu.
- Vật liệu phi từ tính. Chúng có đặc tính từ tính không đáng kể.
Ưu điểm của năng lượng từ trường
Năng lượng từ trường trong thế giới hiện đại là vô cùng thuận lợi, vì việc lưu trữ và sản xuất nó có những ứng dụng rất quan trọng đối với đời sống con người, chẳng hạn như trong vận chuyển, thuốc hoặc ngành công nghiệp phát điện
Nhiều vật liệu từ tính giúp cuộc sống của chúng ta trở nên dễ dàng hơn, từ nam châm chúng ta gắn vào tủ lạnh, đến các vật liệu từ tính bên trong máy vi tính và máy phát điện trên ô tô của chúng ta, thông qua máy biến áp và toàn bộ một loạt bộ điều biến điện, sử dụng nam châm để quản lý nó.
Mặt khác, trải nghiệm với loại Năng lượng và các ứng dụng cho các sáng kiến hiện đại ngày càng hứa hẹn hơn. Họ có thể đến tiếp cận chúng tôi trong tương lai gần để nguồn năng lượng sạch.
Nhược điểm của năng lượng từ trường
Mặt yếu của việc sử dụng từ tính là các vật liệu có từ tính tự nhiên thiếu cường độ từ trường cần thiết để huy động các vật thể có khối lượng lớn hoặc truyền năng lượng của chúng vô thời hạn cho người khác. hệ thống. Do đó, điều thông thường khi sử dụng từ tính là sử dụng nam châm điện, yêu cầu đầu vào liên tục là điện.
Ví dụ về năng lượng từ trường
Một số ví dụ về năng lượng từ trường:
- La bàn. Kim kim loại của nó tự căn chỉnh với từ trường Trái đất để liên tục hướng về phía bắc.
- Máy biến thế điện. Chúng là những hộp hình trụ khổng lồ thường được tìm thấy trong các cột điện và hoạt động bên trong thông qua lực của một số nam châm, để điều chỉnh dòng điện và làm cho nó có thể tiêu thụ được trong nhà của chúng ta.
- Máy chụp cắt lớp từ tính. Chúng là các thiết bị y tế được sử dụng để gửi và nhận sóng điện từ qua cơ thể, cho phép chúng ta biết được mọi thứ bên trong chúng ta như thế nào mà không cần phải vận hành.
- Xe lửa Maglev. Chúng đang hoạt động ở nhiều quốc gia thuộc thế giới thứ nhất và có thể giữ mình trong không khí do lực đẩy của nam châm điện ở cơ sở của chúng.
- Các Aurora borealis. Dù gián tiếp, chúng là bằng chứng về sức mạnh của từ trường Trái đất, có khả năng đẩy lùi gió Mặt trời (vật rất nhỏ của plasma mặt trời phóng ra ngoài không gian). Những ánh sáng có thể được nhìn thấy ở những khu vực gần các cực là những hạt này khi chúng lướt qua bầu khí quyển và đi theo hướng của từ trường mà không xuyên về phía hành tinh.