Мы объясним, что такое магнитная энергия, ее историю, преимущества, недостатки и другие особенности. А также, как это работает и примеры
Магнитная энергия воздействует на все материалы, но особенно на некоторые металлы
Что такое магнитная энергия?
L077Y магнетизм – это явление, связанное с электромагнитной силой , одна из элементарных сил Вселенной. В большей или меньшей степени он влияет на все существующие материалы, но его воздействие можно наблюдать в основном в определенных металлах , таких как никель , железо, кобальт и их различные сплавы (известные как магниты
Эта сила проявляется в виде магнитных полей , способных создавать притяжение или отталкивание между взаимодействующими элементами в зависимости от их магнитной полярности: равные полюса отталкиваются, противоположные – притягиваются
Магнитную энергию можно понимать как способность магнитной силы совершать механическую работу , но мы также ссылаемся на нее, когда говорим об энергии, запасенной в проводящем элементе или магнитном поле. Эта энергия способна излучаться через пространство , даже в отсутствие физической среды, посредством того, что известно как электромагнитное излучение
Магнитные поля состоят из магнитного излучения. Видимый свет , например, состоит из электромагнитных полей и занимает лишь часть электромагнитного спектра. В зависимости от свойств волн , составляющих этот спектр, можно получить, например, видимый свет, ультрафиолетовое излучение или инфракрасное излучение
Более того, магнетизм – это явление, имеющее бесчисленное множество применений, используемых современным человечеством, особенно на границах с электричеством , как в случае с двигателями, сверхпроводниками, генераторами переменного тока и т.д
История магнитной энергии
Компасы работают за счет магнитной энергии.
Магнитная энергия была открыта людьми древности. Говорят, что магнитные явления впервые были замечены в Древней Греции , в городе Магнезия Меандра, где особенно много было минерала магнетита. Отсюда, собственно, и происходит его название
Первым исследователем магнетизма был греческий философ Фалес Милетский (625-545 гг. до н.э.).C.). Однако в Древнем Китае его также параллельно изучали, о чем свидетельствует упоминание о нем в ‘Книге мастера долины дьявола’ 4 века до нашей эры.C
Магнетизм широко изучался в последующие века как алхимиками , натуралистами и религиоведами, так и исследователями и философами, особенно после изобретения компаса в XIII веке. Кроме того, магнитное поле Земли было обнаружено в Гренландии в 1551 году
Однако только в 19 веке основы магнетизма были научно раскрыты благодаря достижениям в физике химии и электричестве. Ханс Кристиан Орстед, Андре-Мари Ампер, Карл Фридрих Гаусс, Майкл Фарадей и особенно Джеймс Клерк Максвелл с его знаменитыми уравнениями сыграли незаменимую роль
Как работает магнитная энергия?
Магнетизм возникает из-за движения электрических зарядов на взаимодействующих объектах: если заряды, имеющиеся на двух объектах (например, на двух проводах под напряжением), движутся в одном направлении , объекты испытывают притягательную силу; если же они движутся в противоположных направлениях, сила отталкивается
Вокруг движущихся зарядов всегда будет существовать магнитное поле, создаваемое именно движением этих зарядов. Если другие движущиеся заряды приближаются к этому магнитному полю, они будут взаимодействовать с ним. Для существования магнитных полей, сил или энергии необходимо, чтобы заряды находились в движении. Заряды в состоянии покоя (неподвижные) не создают магнитных полей или магнитных явлений. Магниты имеют собственное магнитное поле, обусловленное особым движением и ориентацией электронов внутри атомов
Магнитная энергия может производиться электромагнитами , которые состоят из намотанного электрического провода, покрытого магнитным материалом, например, железом. Он также может быть получен путем намагничивания восприимчивых материалов, как временно (когда магнитное поле является внешним и поэтому ослабевает и исчезает), так и постоянно
Характеристики магнитной энергии
Два положительных или отрицательных полюса отталкиваются друг от друга.
Магнитная энергия имеет различную интенсивность , в зависимости от материалов, которые ее производят, или интенсивности электрического тока , который ее генерирует. Из-за направления движения электронов магнитные материалы всегда имеют два полюса: положительный и отрицательный. Это известно как магнитный диполь
Хотя все сущее в той или иной степени подвержено магнитному отклику (так называемая магнитная восприимчивость), в зависимости от его степени восприимчивости можно говорить о:
- Ферромагнитные материалы. Они сильно магнитятся.
- Диамагнитные материалы. Они являются слабомагнитными.
- Немагнитные материалы. Они обладают незначительными магнитными свойствами.
Преимущества магнитной энергии
Магнитная энергия в современном мире чрезвычайно выгодна , поскольку ее хранение и производство имеют чрезвычайно важное применение для жизни человека, например, в транспорте , медицине или промышленности производства электроэнергии
Многие магнитные материалы помогают облегчить нашу жизнь , от магнитов, которые мы приклеиваем на наши холодильники, до магнитных материалов внутри наших компьютеров и генератора переменного тока в наших автомобилях, до трансформаторов и целого ряда модуляторов электроэнергии, которые используют магниты для работы с электричеством
С другой стороны, опыт использования этого вида энергии и применения в современных инициативах становится все более многообещающим. Они могут приблизить нас к чистым источникам энергии в ближайшем будущем
Недостатки магнитной энергии
Недостатком использования магнетизма является то, что природные магнитные материалы не обладают необходимой силой магнитного поля для перемещения массивных объектов или передачи их энергии на неопределенное время другим системам. Поэтому обычный подход к использованию магнетизма заключается в использовании электромагнита, который требует постоянного ввода электрической энергии
Примеры магнитной энергии
Магнитные томографы позволяют заглянуть внутрь тела.
Некоторые примеры магнитной энергии:
- Компас. Его металлическая игла выравнивается с магнитным полем Земли и постоянно указывает на север.
- Электрические трансформаторы. Это огромные цилиндрические ящики, обычно встречающиеся на столбах электропередач, которые под действием силы нескольких магнитов работают вовнутрь, модулируя поток электрического тока и делая его пригодным для потребления в наших домах.
- магнитные томографы. Это медицинские приборы, используемые для отправки и приема электромагнитных волн через тело, что позволяет нам получить представление о том, как обстоят дела внутри нас, без необходимости хирургического вмешательства.
- Поезда ‘Маглев’. Они эксплуатируются во многих странах первого мира и способны удерживаться в воздухе благодаря отталкивающей силе электромагнитов в их основании.
- Северное сияние. Хотя и косвенно, они свидетельствуют о силе магнитного поля Земли, которое способно отталкивать солнечный ветер ( частицы солнечной плазмы, выбрасываемые в космос). Свет, который можно увидеть вблизи полюсов, – это и есть эти частицы, поскольку они проскакивают через атмосферу и движутся в направлении магнитного поля, не проникая к планете.
Добавить комментарий