Elektryczność i magnetyzm to odrębne hasła w słowniku, mimo że są przejawami tej samej siły. Kiedy ładunki elektryczne poruszają się, tworzą pole magnetyczne; gdy zmienia się pole magnetyczne, wytwarza prąd. Chociaż pojedynczy drut przewodzący prąd wytwarza pole magnetyczne, zwinięty drut owinięty wokół żelaznego rdzenia wytwarza silniejsze pole. Wynalazcy wykorzystali siły elektromagnetyczne do tworzenia silników elektrycznych, generatorów, maszyn do rezonansu magnetycznego, lewitujące zabawki, elektronika użytkowa i wiele innych nieocenionych urządzeń, na których polegasz na co dzień życie.
Potężne narzędzia do ciężkiego podnoszenia
Nie można włączać i wyłączać zwykłego magnesu, ale można to zrobić za pomocą elektromagnesu. Z drugiej strony elektromagnesy nie będą działać bez zewnętrznego źródła zasilania. Możesz także zmienić siłę elektromagnesu, zmieniając ilość prądu przepływającego przez jego przewody. Firmy, takie jak dealerzy samochodów powypadkowych, mogą włączyć duży elektromagnetyczny, użyć go do podniesienia samochodu, przenieść go w inne miejsce i odciąć elektromagnes, aby zwolnić samochód w innym miejscu. Złomowiska używają również dużych elektromagnesów do oddzielania żelaza i innych metali żelaznych zmieszanych z materiałami nieżelaznymi.
Elektromagnetyczne cuda na dużą skalę
Japonia testuje lewitujący pociąg o prędkości 320 kilometrów na godzinę (200 mil na godzinę), który wykorzystuje elektromagnesy do unoszenia się i poruszania. Amerykańska marynarka wojenna przeprowadza zaawansowane technologicznie eksperymenty z futurystyczną elektromagnetyczną bronią szynową. Może wystrzeliwać pociski na znaczne odległości z prędkością większą niż Mach 6. Ponieważ pociski mają ogromną energię kinetyczną, mogą niszczyć cele przy uderzeniu bez użycia materiałów wybuchowych. Marynarka Wojenna przetestowała również katapultę elektromagnetyczną przeznaczoną do wystrzeliwania samolotów z pokładów lotniskowców. Ponieważ jest bardziej precyzyjny niż starsze, parowe katapulty, lotniskowce mogą wystrzeliwać większą liczbę samolotów.
Elektromagnesy i Indukcja
Kiedy przewód znajdujący się w pobliżu zmieniającego się pola magnetycznego wytwarza prąd elektryczny, zjawisko to nazywa się indukcją. Silniki elektryczne, generatory prądu i transformatory działają dzięki indukcji. Transformatory mają kluczowe znaczenie w transmisji elektrycznej, ponieważ mogą w razie potrzeby zwiększać lub zmniejszać napięcie podczas podróży do konsumentów. Silniki elektryczne zamieniają prąd elektryczny w energię mechaniczną we wszelkiego rodzaju urządzeniach, w tym samochodzikach-zabawkach, prawdziwych samochodach, łazikach marsjańskich, pralkach, suszarkach do włosów i elektronarzędziach. Generatory prądu działają jak silniki elektryczne, ale odwrotnie: zamieniają ruch obrotowy w energię elektryczną. Ruch obrotowy może pochodzić z wiatraków, turbin parowych, silników benzynowych lub innych źródeł. Dotyczy to sprzętu, od małych generatorów zasilanych gazem po gigantyczne zakłady energetyczne, które zasilają miasta.
Elektromagnesy w innych popularnych urządzeniach
Być może nigdy nie zobaczysz niektórych elektromagnesów, ale często są one ukryte w wielu produktach elektronicznych, których używasz. Na przykład naciśnij dzwonek do drzwi, a prąd elektryczny wytworzy pole magnetyczne, które przyciąga dzwonek uderzający w dzwonek. Przekaźniki to specjalne elektromagnesy, które działają jak automatyczne przełączniki elektryczne. Znajdziesz je w różnych zastosowaniach konsumenckich i komercyjnych, takich jak:
- Telewizory
- komputery
- samochody
- windy
- kserokopiarki
Niektóre z najpotężniejszych magnesów na świecie znajdują się w aparatach MRI. Przypominający pączka, elektromagnes MRI skanuje pacjentów, aby uzyskać zdjęcia, które lekarze mogą przeglądać.