Isi
Ituelektromagnetisme Ini adalah cabang fisika yang mendekati bidang listrik dan magnet dari teori pemersatu untuk merumuskan salah satu dari empat gaya fundamental alam semesta yang dikenal sejauh ini: elektromagnetisme. Gaya fundamental lainnya (atau interaksi fundamental) adalah gravitasi dan interaksi inti kuat dan lemah.
Bahwa elektromagnetisme adalah teori medan, yang didasarkan pada besaran fisik vektor atau tensor, yang bergantung pada posisi dalam ruang dan waktu. Ini didasarkan pada empat persamaan diferensial vektor (dirumuskan oleh Michael Faraday dan dikembangkan untuk pertama kalinya oleh James Clerk Maxwell, itulah sebabnya mereka dibaptis sebagai Persamaan Maxwell) yang memungkinkan studi gabungan medan listrik dan magnet, serta arus listrik, polarisasi listrik, dan polarisasi magnet.
Di sisi lain, elektromagnetisme adalah teori makroskopik.Ini berarti ia mempelajari fenomena elektromagnetik yang besar, berlaku untuk sejumlah besar partikel dan jarak yang cukup jauh, karena pada tingkat atom dan molekuler ia memberi jalan ke disiplin lain, yang dikenal sebagai mekanika kuantum.
Meski begitu, setelah revolusi kuantum abad ke-20, pencarian teori kuantum interaksi elektromagnetik dilakukan, sehingga memunculkan elektrodinamika kuantum.
- Lihat juga: Bahan magnet
Area aplikasi elektromagnetisme
Bidang fisika ini telah menjadi kunci dalam pengembangan berbagai disiplin ilmu dan teknologi, khususnya teknik dan elektronik, serta penyimpanan listrik dan bahkan penggunaannya di bidang kesehatan, aeronautika, atau konstruksi. perkotaan.
Apa yang disebut Revolusi Industri Kedua atau Revolusi Teknologi tidak akan mungkin terjadi tanpa penaklukan listrik dan elektromagnetisme.
Contoh aplikasi elektromagnetisme
- Perangko. Mekanisme gadget sehari-hari ini melibatkan sirkulasi muatan listrik melalui elektromagnet, yang medan magnetnya menarik palu logam kecil ke arah bel, mengganggu sirkuit dan memungkinkannya untuk memulai lagi, sehingga palu tersebut memukulnya berulang kali dan menghasilkan suara yang menarik perhatian kita.
- Kereta suspensi magnetik. Alih-alih berguling di atas rel seperti kereta konvensional, model kereta ultra-teknologi ini dipegang dalam levitasi magnetik berkat elektromagnet kuat yang dipasang di bagian bawahnya. Dengan demikian, tolakan listrik antara magnet dan logam dari platform tempat kereta api berjalan menjaga berat kendaraan tetap di udara.
- Trafo listrik. Trafo, perangkat silinder yang di beberapa negara kita lihat pada saluran listrik, berfungsi untuk mengontrol (menambah atau mengurangi) tegangan arus bolak-balik. Mereka mencapai ini melalui kumparan yang diatur di sekitar inti besi, yang medan elektromagnetiknya memungkinkan intensitas arus keluar untuk dimodulasi.
- Motor listrik. Motor listrik adalah mesin listrik yang, dengan memutar suatu sumbu, mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi inilah yang menghasilkan gerakan seluler. Pengoperasiannya didasarkan pada gaya tarikan elektromagnetik dan tolakan antara magnet dan kumparan yang dilalui arus listrik.
- Dynamo. Perangkat ini digunakan untuk memanfaatkan perputaran roda kendaraan, seperti mobil, untuk memutar magnet dan menghasilkan medan magnet yang memberikan arus bolak-balik ke kumparan.
- Telepon. Keajaiban di balik perangkat sehari-hari ini tidak lain adalah kemampuan untuk mengubah gelombang suara (seperti suara) menjadi modulasi medan elektromagnetik yang dapat ditransmisikan, awalnya dengan kabel, ke penerima di ujung lain yang mampu mengalir. proses dan memulihkan gelombang suara yang terkandung secara elektromagnetik.
- Oven microwave Peralatan ini beroperasi dari pembangkitan dan konsentrasi gelombang elektromagnetik pada makanan. Gelombang ini mirip dengan gelombang yang digunakan untuk komunikasi radio, tetapi dengan frekuensi tinggi yang memutar diploda (partikel magnetik) makanan dengan kecepatan sangat tinggi, saat mencoba menyelaraskan dengan medan magnet yang dihasilkan. Gerakan inilah yang menghasilkan panas.
- Pencitraan resonansi magnetik (MRI). Penerapan medis elektromagnetisme telah menjadi kemajuan yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam masalah kesehatan, karena memungkinkan untuk memeriksa interior tubuh makhluk hidup secara non-invasif, dari manipulasi elektromagnetik dari atom hidrogen yang terkandung di dalamnya, untuk menghasilkan bidang yang dapat ditafsirkan oleh komputer khusus.
- Mikrofon Perangkat ini sangat umum saat ini beroperasi berkat diafragma yang ditarik oleh elektromagnet, yang kepekaannya terhadap gelombang suara memungkinkannya diterjemahkan menjadi sinyal listrik. Ini kemudian dapat dikirim dan didekripsi dari jarak jauh, atau bahkan disimpan dan direproduksi nanti.
- Spektrometer massa. Ini adalah perangkat yang memungkinkan komposisi senyawa kimia tertentu dianalisis dengan sangat presisi, mulai dari pemisahan magnetik atom yang menyusunnya, melalui ionisasi dan pembacaannya oleh komputer khusus.
- Osiloskop. Instrumen elektronik yang tujuannya adalah untuk merepresentasikan sinyal listrik secara grafis yang bervariasi dalam waktu, yang berasal dari sumber tertentu. Untuk ini, mereka menggunakan sumbu koordinat pada layar yang garisnya merupakan hasil pengukuran tegangan dari sinyal listrik yang ditentukan. Mereka digunakan dalam pengobatan untuk mengukur fungsi jantung, otak, atau organ lainnya.
- Kartu magnetik. Teknologi ini memungkinkan keberadaan kartu kredit atau debit, yang pita magnetiknya terpolarisasi dengan cara tertentu, untuk mengenkripsi informasi berdasarkan orientasi partikel feromagnetiknya. Dengan memasukkan informasi ke dalamnya, perangkat yang ditunjuk mempolarisasi partikel tersebut dengan cara tertentu, sehingga urutan tersebut kemudian dapat "dibaca" untuk mengambil informasi.
- Penyimpanan digital pada pita magnetik. Kunci dalam dunia informatika dan komputer, ini memungkinkan untuk menyimpan sejumlah besar informasi dalam disk magnetik yang partikelnya terpolarisasi dengan cara tertentu dan dapat diuraikan oleh sistem komputerisasi. Disk ini dapat dilepas, seperti drive pena atau disket yang sekarang sudah tidak berfungsi, atau disket tersebut dapat permanen dan lebih kompleks, seperti hard drive.
- Drum magnet. Model penyimpanan data ini, yang populer pada tahun 1950-an dan 1960-an, adalah salah satu bentuk penyimpanan data magnetik pertama. Ini adalah silinder logam berlubang yang berputar dengan kecepatan tinggi, dikelilingi oleh bahan magnetik (oksida besi) yang informasinya dicetak melalui sistem polarisasi berkode. Tidak seperti cakram, ia tidak memiliki kepala baca dan itu memungkinkan kelincahan dalam mengambil informasi.
- Lampu sepeda. Lampu yang dipasang di bagian depan sepeda, yang menyala saat bergerak, beroperasi berkat perputaran roda yang ditempeli magnet, yang rotasinya menghasilkan medan magnet dan karenanya menjadi sumber listrik bolak-balik yang sederhana. Muatan listrik ini kemudian dialirkan ke bohlam dan diterjemahkan menjadi cahaya.
- Lanjutkan dengan: Aplikasi tembaga
