Elektrizität und Magnetismus sind verschiedene Einträge im Wörterbuch, obwohl sie Manifestationen derselben Kraft sind. Wenn sich elektrische Ladungen bewegen, erzeugen sie ein magnetisches Feld; Wenn sich ein Magnetfeld ändert, erzeugt es Strom. Obwohl ein einzelner stromführender Draht ein Magnetfeld erzeugt, erzeugt ein gewickelter Draht, der um einen Eisenkern gewickelt ist, ein stärkeres. Erfinder haben elektromagnetische Kräfte genutzt, um Elektromotoren, Generatoren, MRT-Geräte, schwebendes Spielzeug, Unterhaltungselektronik und viele andere unschätzbare Geräte, auf die Sie sich im Alltag verlassen können Leben.
Leistungsstarke Werkzeuge für schweres Heben
Sie können einen normalen Magneten nicht ein- und ausschalten, aber Sie können dies mit einem Elektromagneten tun. Andererseits funktionieren Elektromagnete nicht ohne eine externe Stromquelle. Sie können die Stärke eines Elektromagneten auch ändern, indem Sie die Stromstärke ändern, die durch seine Drähte fließt. Unternehmen wie Autoschrotthändler können einen großen Elektromagneten einschalten, damit ein Auto anheben, an einen anderen Ort bringen und den Elektromagneten ausschalten, um das Auto an einem anderen Ort freizugeben. Schrottplätze verwenden auch große Elektromagnete, um Eisen und andere mit Nichteisenmaterialien vermischte Eisenmetalle zu trennen.
Elektromagnetische Wunder im großen Maßstab
Japan testet einen 320 Kilometer pro Stunde (200 Meilen pro Stunde) schwebenden Zug, der Elektromagnete zum Schweben und Bewegen verwendet. Die US-Marine führt High-Tech-Experimente mit einer futuristischen elektromagnetischen Rail-Gun-Waffe durch. Es kann Projektile mit Geschwindigkeiten von mehr als Mach 6 über große Entfernungen abfeuern. Da die Projektile eine enorme kinetische Energie haben, können sie Ziele beim Aufprall ohne Sprengstoff zerstören. Die Navy hat auch ein elektromagnetisches Katapult getestet, das entwickelt wurde, um Flugzeuge von Trägerdecks abzuschießen. Da es präziser ist als ältere, dampfbasierte Katapulte, könnten Träger eine größere Vielfalt an Flugzeugen starten.
Elektromagnete und Induktion
Wenn ein Draht, der sich in der Nähe eines sich ändernden Magnetfelds befindet, elektrischen Strom erzeugt, wird dieses Phänomen als Induktion bezeichnet. Elektromotoren, Stromgeneratoren und Transformatoren funktionieren alle durch Induktion. Transformatoren sind bei der elektrischen Übertragung von entscheidender Bedeutung, da sie die Spannung auf dem Weg zu den Verbrauchern je nach Bedarf erhöhen oder senken können. Elektromotoren wandeln elektrischen Strom in alle Arten von Geräten um, darunter Spielzeugautos, echte Autos, Mars-Rover, Waschmaschinen, Haartrockner und Elektrowerkzeuge. Stromgeneratoren funktionieren wie Elektromotoren, aber umgekehrt: Sie wandeln Drehbewegungen in elektrische Energie um. Die Drehbewegung kann von Windmühlen, Dampfturbinen, Benzinmotoren oder anderen Quellen stammen. Dies gilt für Geräte, die von kleinen gasbetriebenen Generatoren bis hin zu riesigen Stromversorgern reichen, die Städte mit Strom versorgen.
Elektromagnete in anderen gängigen Geräten
Einige Elektromagnete werden Sie vielleicht nie sehen, aber sie liegen oft in vielen elektronischen Produkten, die Sie verwenden, versteckt. Drücken Sie zum Beispiel eine Türklingel, erzeugt elektrischer Strom ein magnetisches Feld, das einen Klingelton anzieht, der die Klingel schlägt. Relais sind spezielle Elektromagnete, die wie automatische elektrische Schalter funktionieren. Sie finden sie in einer Vielzahl von Verbraucher- und kommerziellen Anwendungen, wie zum Beispiel:
- Fernseher
- Computers
- Autos
- Aufzüge
- Kopiergeräte
Einige der stärksten Magnete der Welt befinden sich in MRT-Geräten. Ein MRT-Elektromagnet, der einem Donut ähnelt, scannt Patienten, um Bilder zu erstellen, die Ärzte überprüfen können.