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电磁学的应用

物理学中研究电流、场和磁场以及它们在物质上的相互作用的一个分支叫做电磁学。电磁学在工程应用领域引起了一场巨大的革命。此外,这对医疗、工业、空间等各个领域都产生了很大的影响。

从家用电器到研究应用,我们可以在日常生活中发现电磁学的大量实际应用。

在国内应用中,我们可以观察到这种现象在照明、加热和厨房用具,在通信系统中,这种现象存在于所有通信设备和通信网络中,在工业系统中,这种现象可以应用于电机、发电机、传感器和执行器设备等。

如果载流导体绕在高磁导率铁芯(或铁芯)上产生电磁铁。如果这个电磁铁被电源激励,那么磁场就产生了。磁通量的强度取决于流过电磁铁的电流和在电磁铁上受伤的匝数。

虽然所有的载流导体都会产生磁场,但电磁铁的特殊构造是为了使某一特定功能的磁场强度最大化。

由电磁铁产生的磁场,用于设备的特殊功能。这些设备包括变压器、继电器、电动机等。在变压器中,产生的磁场使电动势在次级线圈中产生,从而在两个磁耦合电路之间进行电压传递。

在继电器的情况下,产生的磁场引起柱塞运动,使触点闭合或打开,而在电机中,磁场使电机向特定的方向旋转。因此,电磁学的应用是广泛和无处不在的。所以让我们来讨论一下电磁学的一些应用领域。

家用电器

电磁学是许多家用电器工作的基本原理。这些应用包括照明、厨房电器、空调系统等。

  • 家庭和商业建筑中最主要的电力使用是照明系统。这些照明系统使用了大量的荧光灯照明装置。在荧光灯中使用的镇流器利用电磁原理,因此在打开灯的时候,它产生一个高电压。

荧光照明灯具 荧光照明灯具

  • 电风扇、鼓风机和其他冷却系统使用电动机。这些电动机的工作原理是电磁感应,这是电磁学的一个分支。根据洛伦兹力原理,在任何电器中,电动机都是由电流产生的磁场驱动的。这些电机在大小,额定值和成本的基础上的应用不同。
电风扇
电风扇
  • 厨房电器,如电磁炉、微波炉、电动搅拌机和研磨机、面包烤面包机等,都使用电磁来进行操作。
  • 报警系统使用基于电磁原理的电铃。在这些钟中,声音是由电磁线圈产生的,线圈推动敲击者敲击钟。只要线圈通电,铁锤就会被它吸引,因此它就会敲击钟。
  • 当触头与钟接触时,电磁铁将被消磁,通过弹簧的张力使触头回到原来的位置,再次进行电接触。这个过程不断重复,直到开关打开为止。
    电铃
    电铃
  • 安全系统使用的门锁系统通常是磁锁系统。这些系统要么通过磁卡刷卡,要么通过安全密码解锁。
  • 门上的磁卡读卡器读取存储在卡片磁带中的钥匙数量。当存储在内存中的钥匙与卡上的数据匹配时,门就会打开。
安全系统
安全系统
  • 电视、收音机或立体声音响等娱乐系统都使用扩音器。该装置由电磁铁组成,电磁铁附着在膜或锥上,由永磁体产生的磁通量包围。
  • 当通过电磁铁的电流变化时,电磁铁和扬声器的膜就会来回移动。如果电流的频率与声波相同,就会使扬声器产生振动,进而产生声波。

电动扬声器 电动扬声器

工业应用

几乎所有工业上使用的仪器或装置都是以电磁学为基础的。用于制造这种装置的材料包括铁、钴、镍等,它们会对磁场产生自然反应。

从小型控制仪器到大型电力设备,电磁学至少在其工作的一个阶段使用。

  • 发电机和电动机分别是主要的电源和驱动系统,在大多数工业中占主导地位。发电机把机械能转化为电能,而电动机把电能转化为机械能。
  • 发电机在市电断电时提供电能,大多数情况下由集成电路发动机驱动。在工业中使用的马达有不同的种类。这些用于起重机、提升机、升降机、输送系统等。
工业机器
工业机器
  • 各种传感器和驱动装置都是基于电磁学的。电磁传感器包括霍尔效应传感器、磁阻传感器、磁通门传感器等。这些传感器将物理量,如流量、压力、水平、距离等转换成电信号。
  • 执行机构是在特定条件下驱动负载的最终控制元件。这些执行机构包括电磁阀、继电器、电机等,它们都是根据电磁原理工作的。
传感器和执行器
传感器和执行器

磁悬浮列车

这是利用电磁概念的现代交通技术。这些被称为高速列车,使用强大的电磁铁来提高速度。

这些列车将使用磁铁的基本原理,如电磁悬挂(EMS)和电动悬挂(EDS)漂浮在导轨上。在EMS中,使用在列车体上的电磁铁被吸引到铁轨上。

这些磁铁环绕在导轨上,导轨和磁铁之间的吸引力使列车上升。在电子能谱仪中,列车通过感应电流在导电导轨中的排斥力悬浮。

导轨只不过是一种特殊设计的线圈和轨道的定期安排。沿着这条导轨,磁悬浮列车被磁悬浮现象所悬浮,除了磁场外没有任何支撑。

磁悬浮列车
磁悬浮列车

上图显示的是EMS磁悬浮系统,在该系统中,电磁铁附着在列车的车身上,并由列车中的电池提供动力。导轨由安装在轨道表面的电磁线圈组成。

这些线圈由芯材和线圈构成。当电磁铁通电时,列车就会被电磁铁和线圈之间的吸引力悬浮起来。

因此,这种类型的系统需要一个大的电源,衬砌在导轨上的电磁线圈和连接在列车底部的引导磁铁。

通信系统

它是一个将信息从源发送到接收者的过程。这种长距离的能量传输是通过高频的电磁波进行的。这些电波也被称为微波或高频无线电波。

以移动电话为例,声能转换为电磁能。通过使用无线电发射机,这种电磁能量被传输到接收器。在接收器上,这些电磁波又被转换回声能。

通信系统 通信系统

根据基带信号的性质,通信系统可以模拟或数字通信系统。根据发射信号的性质,该系统可分为基带通信系统和载波通信系统。

时变源产生的电磁场通过波导或传输线传播。当这些电磁场在没有任何连接或传导介质的情况下从源传播出去,就形成了电磁波辐射。

电磁波谱由电磁辐射的所有可能波长或频率的不同范围组成。这些频率范围包括低频、超低频、中频、高频、超高频、超高频等。

医疗系统

目前,电磁场在癌症热疗、植入物和磁共振成像(MRI)等先进医疗设备中发挥着重要作用。

射频范围频率主要用于医疗应用。在核磁共振成像扫描中,基于电磁的精密设备可以扫描人体的微小细节。

医疗系统
医疗系统

电磁疗法是另一种医学形式,它声称通过对身体施加脉冲电磁场或电磁辐射来治疗疾病。这种类型的治疗被广泛用于各种疾病,如神经紊乱、糖尿病、脊髓损伤、溃疡、哮喘等。

许多医疗设备,如扫描仪、x射线设备等,都是利用电磁原理来工作的。

19日回复

  1. 嗨。先生,你的文章真的很有帮助,我将非常感谢你,先生,请现在如果你是在那里,请发给我电磁特性…

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