- พลังงานแม่เหล็กคืออะไร?
- ประวัติของพลังงานแม่เหล็ก
- พลังงานแม่เหล็กทำงานอย่างไร?
- ลักษณะพลังงานแม่เหล็ก
- ข้อดีของพลังงานแม่เหล็ก
- ข้อเสียของพลังงานแม่เหล็ก
- ตัวอย่างพลังงานแม่เหล็ก
เราอธิบายว่าพลังงานแม่เหล็กคืออะไร ประวัติ ข้อดี ข้อเสีย และลักษณะอื่นๆ ของพลังงานแม่เหล็ก รวมถึงวิธีการทำงานและตัวอย่าง
พลังงานแม่เหล็กคืออะไร?
ดิ แม่เหล็ก เป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นหนึ่งในแรงพื้นฐานของ จักรวาล. มันส่งผลกระทบกับวัสดุที่มีอยู่ทั้งหมดในระดับมากหรือน้อย แต่ผลกระทบของมันสามารถพิสูจน์ได้เป็นหลักในบางส่วน โลหะ, ในขณะที่ นิกเกิล, เหล็ก, โคบอลต์และอื่น ๆ โลหะผสม (เรียกว่า แม่เหล็ก).
พลังนี้แสดงออกมาในรูปของ สนามแม่เหล็กสามารถสร้างแรงดึงดูดหรือแรงผลักระหว่างองค์ประกอบที่มีปฏิสัมพันธ์กัน ขึ้นอยู่กับขั้วแม่เหล็กของพวกมัน: เช่นเดียวกับการผลักขั้ว ขั้วตรงข้ามดึงดูด
พลังงานแม่เหล็กสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นความสามารถของแรงแม่เหล็กในการทำงานทางกล แต่เรายังอ้างถึงเมื่อเราพูดถึงพลังงานที่เก็บไว้ในองค์ประกอบนำไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก พลังงานนี้สามารถแผ่ผ่าน ช่องว่างแม้ในกรณีที่ไม่มีตัวกลางทางกายภาพ ผ่านสิ่งที่เรียกว่าการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า
สนามแม่เหล็กเกิดจากการแผ่รังสีแม่เหล็ก ดิ แสงสว่าง ที่มองเห็นได้ ตัวอย่างเช่น ประกอบด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและครอบครองเพียงแถบเดียวของ สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า. ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของ คลื่น ที่ประกอบเป็นสเปกตรัมนี้ก็จะมีทั้งแสงที่มองเห็นได้ รังสีอัลตราไวโอเลต หรือรังสีอินฟราเรด เป็นต้น
นอกจากนี้ แม่เหล็กยังเป็นปรากฏการณ์ที่มีการประยุกต์ใช้นับไม่ถ้วนโดยมนุษย์ร่วมสมัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพรมแดนติดกับ ไฟฟ้าเช่นในกรณีของมอเตอร์ ตัวนำยิ่งยวด เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ เป็นต้น
ประวัติของพลังงานแม่เหล็ก
พลังงานแม่เหล็กถูกค้นพบโดย มนุษย์ บน สมัยโบราณ. มีการกล่าวถึงปรากฏการณ์แม่เหล็กเป็นครั้งแรกใน กรีกโบราณ, บน เมือง ของแมกนีเซีย เดล มีอันเดอร์ โดยที่ แร่ ของแมกนีไทต์มีมากเป็นพิเศษ นั่นคือที่มาของชื่ออย่างแม่นยำ
นักเรียนคนแรกของแม่เหล็กคือนักปรัชญาชาวกรีก Thales of Miletus (625-545 BC) อย่างไรก็ตาม ในจีนโบราณก็มีการศึกษาควบคู่กันไป ดังมีหลักฐานจากการกล่าวถึงใน หนังสือปรมาจารย์หุบเขาปีศาจ ตั้งแต่ศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช ค.
แม่เหล็กได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในศตวรรษต่อมา ทั้งโดย นักเล่นแร่แปรธาตุนักธรรมชาติวิทยาและนักศาสนา นักสำรวจและนักปรัชญา โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการประดิษฐ์เข็มทิศในศตวรรษที่สิบสาม นอกจากนี้สนามแม่เหล็กของ โลก มันถูกค้นพบในกรีนแลนด์ในปี 1551
อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งศตวรรษที่ 19 รากฐานของแม่เหล็กได้รับการเปิดเผยทางวิทยาศาสตร์ ต้องขอบคุณความก้าวหน้าในด้าน ทางกายภาพ, เคมี และไฟฟ้า Hans Christian Orsted, André-Marie Ampère, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง James Clerk Maxwell ด้วยสมการที่มีชื่อเสียงของเขามีบทบาทสำคัญในเรื่องนี้
พลังงานแม่เหล็กทำงานอย่างไร?
แม่เหล็กเกิดขึ้นเนื่องจาก ความเคลื่อนไหว จาก ค่าไฟฟ้า ในวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์: ถ้าประจุมีอยู่ในวัตถุสองชิ้น (เช่น สายไฟสองเส้นที่มีกระแส) เคลื่อนที่ในสิ่งเดียวกัน ที่อยู่, วัตถุสัมผัสกับพลังที่น่าดึงดูด แต่ถ้าพวกมันเคลื่อนที่ไปในทิศตรงกันข้าม พลังนี้จะน่ารังเกียจ
รอบๆ ประจุที่เคลื่อนที่จะมีสนามแม่เหล็กอยู่เสมอ ซึ่งเกิดขึ้นได้อย่างแม่นยำจากการเคลื่อนที่ของประจุเหล่านี้ หากประจุเคลื่อนที่อื่นๆ เข้าใกล้สนามแม่เหล็กนั้น ประจุเหล่านั้นจะโต้ตอบกับมัน จำเป็นอย่างยิ่งที่ประจุจะต้องเคลื่อนที่เพื่อให้สนามแม่เหล็ก แรงหรือพลังงานมีอยู่ ประจุที่อยู่นิ่ง (นิ่ง) ไม่ก่อให้เกิดสนามแม่เหล็กหรือปรากฏการณ์แม่เหล็ก แม่เหล็กมีสนามแม่เหล็ก "ของตัวเอง" เนื่องจากการเคลื่อนที่และทิศทางของแม่เหล็กโดยเฉพาะ อิเล็กตรอน ภายใน อะตอม.
พลังงานแม่เหล็กสามารถผลิตได้โดยแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งประกอบด้วยลวดไฟฟ้าแบบพันแผลที่หุ้มวัสดุแม่เหล็ก เช่น เหล็ก นอกจากนี้ยังสามารถผลิตได้โดยการนำวัสดุที่ไวต่อสนามแม่เหล็กมาใช้ ไม่ว่าจะเป็นแบบชั่วคราว (ซึ่งสนามแม่เหล็กอยู่ภายนอกและดังนั้นจึงอ่อนลงและหายไป) หรือถาวร
ลักษณะพลังงานแม่เหล็ก
พลังงานแม่เหล็กมีความเข้มแปรผันขึ้นอยู่กับวัสดุที่ผลิตหรือความเข้มของ กระแสไฟฟ้า ที่สร้างมันขึ้นมา เนื่องจากทิศทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน วัสดุแม่เหล็กมักจะมีสองขั้ว: บวกและลบ สิ่งนี้เรียกว่าไดโพลแม่เหล็ก
แม้ว่าทุกสิ่งที่มีอยู่จะมีความอ่อนไหวต่อการตอบสนองทางแม่เหล็กในระดับหนึ่ง (ที่เรียกว่าความไวต่อสนามแม่เหล็ก) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระดับของความไวที่เราสามารถพูดถึง:
- วัสดุที่เป็นแม่เหล็ก พวกมันเป็นแม่เหล็กอย่างแรง
- วัสดุแม่เหล็ก พวกมันมีแม่เหล็กอ่อน
- วัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็ก พวกมันมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กเล็กน้อย
ข้อดีของพลังงานแม่เหล็ก
พลังงานแม่เหล็กในโลกร่วมสมัยเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง เนื่องจากการจัดเก็บและการผลิตมีการใช้งานที่สำคัญมากสำหรับชีวิตมนุษย์ เช่น ใน ขนส่ง, ยาหรือ อุตสาหกรรม ของการผลิตไฟฟ้า
วัสดุแม่เหล็กหลายชนิดช่วยให้ชีวิตง่ายขึ้นสำหรับเรา ตั้งแต่แม่เหล็กที่เราติดตู้เย็น ไปจนถึงวัสดุแม่เหล็กภายในของเรา คอมพิวเตอร์ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับของรถยนต์ของเรา ผ่านหม้อแปลงไฟฟ้าและชุดปรับกำลังไฟฟ้าทั้งชุด ซึ่งใช้แม่เหล็กในการจัดการ
ในทางกลับกัน ประสบการณ์กับ . ประเภทนี้ พลังงาน และการประยุกต์ใช้กับความคิดริเริ่มสมัยใหม่มีแนวโน้มมากขึ้นทุกวัน พวกเขาจะเข้ามาหาเราในอนาคตอันใกล้นี้เพื่อ แหล่งพลังงานสะอาด.
ข้อเสียของพลังงานแม่เหล็ก
ด้านที่อ่อนแอของการใช้สนามแม่เหล็กคือวัสดุแม่เหล็กตามธรรมชาติขาดความเข้มของสนามแม่เหล็กที่จำเป็นในการระดมวัตถุขนาดใหญ่หรือส่งพลังงานไปยังผู้อื่นอย่างไม่มีกำหนด ระบบ. ดังนั้นสิ่งปกติเมื่อใช้แม่เหล็กก็คือการใช้แม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งต้องการอินพุตคงที่ของ พลังงานไฟฟ้า.
ตัวอย่างพลังงานแม่เหล็ก
ตัวอย่างบางส่วนของพลังงานแม่เหล็ก:
- เข็มทิศ เข็มโลหะของมันวางตัวกับสนามแม่เหล็กของโลกเพื่อชี้ไปทางเหนืออย่างต่อเนื่อง
- หม้อแปลงไฟฟ้า. เป็นกล่องทรงกระบอกขนาดใหญ่ที่มักพบในเสาไฟฟ้าและทำงานภายในด้วยแรงแม่เหล็กหลายตัว เพื่อปรับการไหลของกระแสไฟฟ้าและทำให้เป็นวัสดุสิ้นเปลืองในบ้านของเรา
- เอกซ์เรย์แม่เหล็ก เป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ใช้ในการส่งและรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านร่างกาย ซึ่งช่วยให้เราเข้าใจว่าสิ่งต่างๆ ภายในตัวเราเป็นอย่างไรโดยไม่ต้องดำเนินการ
- รถไฟแม็กเลฟ พวกเขากำลังดำเนินการในประเทศโลกที่หนึ่งจำนวนมาก และสามารถถือตัวเองในอากาศเนื่องจากแรงผลักของแม่เหล็กไฟฟ้าที่ฐานของพวกเขา
- ดิ แสงออโรร่าเหนือ. ถึงแม้ว่าทางอ้อมจะพิสูจน์ให้เห็นถึงพลังของสนามแม่เหล็กโลกที่สามารถขับไล่ลมสุริยะได้ (อนุภาค ของโซลาร์พลาสมาที่พุ่งออกสู่อวกาศ) แสงที่มองเห็นได้ในบริเวณใกล้เสาคืออนุภาคเหล่านี้เมื่อส่องผ่าน บรรยากาศ และเคลื่อนที่ไปในทิศทางของสนามแม่เหล็กโดยไม่ทะลุมายังโลก