Contido
Oelectromagnetismo É unha rama da física que se achega aos campos da electricidade e do magnetismo desde unha teoría unificadora, para formular unha das catro forzas fundamentais do universo coñecidas ata agora: o electromagnetismo. As outras forzas fundamentais (ou interaccións fundamentais) son a gravidade e as interaccións nucleares fortes e débiles.
A do electromagnetismo é unha teoría de campos, é dicir, baseada en magnitudes físicas vector ou tensor, que dependen da posición no espazo e no tempo. Está baseado en catro ecuacións diferenciais vectoriais (formuladas por Michael Faraday e desenvolvidas por primeira vez por James Clerk Maxwell, razón pola que foron bautizadas como Ecuacións de Maxwell) que permiten o estudo conxunto de campos eléctricos e magnéticos, así como de corrente eléctrica, polarización eléctrica e polarización magnética.
Por outra banda, o electromagnetismo é unha teoría macroscópica.Isto significa que estuda grandes fenómenos electromagnéticos, aplicables a gran cantidade de partículas e distancias considerables, xa que a nivel atómico e molecular deixa paso a outra disciplina, coñecida como mecánica cuántica.
Aínda así, despois da revolución cuántica do século XX, emprendeuse a busca dunha teoría cuántica da interacción electromagnética, dando así lugar á electrodinámica cuántica.
- Vexa tamén: Materiais magnéticos
Áreas de aplicación de electromagnetismo
Este campo da física foi clave no desenvolvemento de numerosas disciplinas e tecnoloxías, en particular a enxeñaría e a electrónica, así como o almacenamento de electricidade e incluso o seu uso en áreas de saúde, aeronáutica ou.
A chamada segunda revolución industrial ou revolución tecnolóxica non sería posible sen a conquista da electricidade e o electromagnetismo.
Exemplos de aplicacións do electromagnetismo
- Selos. O mecanismo destes aparellos cotiáns implica a circulación dunha carga eléctrica a través dun electroimán, cuxo campo magnético atrae a un pequeno martelo metálico cara a unha campá, interrompendo o circuíto e permitindo que comece de novo, polo que o martelo golpea repetidamente e produce o son que chama a nosa atención.
- Trens de suspensión magnética. En vez de rodar sobre carrís como os trens convencionais, este modelo de tren ultra tecnolóxico mantense en levitación magnética grazas aos poderosos electroimáns instalados na súa parte inferior. Así, a repulsión eléctrica entre os imáns e o metal da plataforma pola que circula o tren mantén o peso do vehículo no aire.
- Transformadores eléctricos. Un transformador, eses dispositivos cilíndricos que nalgúns países vemos nas liñas eléctricas, serven para controlar (aumentar ou diminuír) a tensión dunha corrente alterna. Fano a través de bobinas dispostas ao redor dun núcleo de ferro, cuxos campos electromagnéticos permiten modular a intensidade da corrente de saída.
- Motores eléctricos. Os motores eléctricos son máquinas eléctricas que, ao xirar arredor dun eixe, transforman a enerxía eléctrica en enerxía mecánica. Esta enerxía é a que xera o movemento do móbil. O seu funcionamento baséase nas forzas electromagnéticas de atracción e repulsión entre un imán e unha bobina polas que circula unha corrente eléctrica.
- Dinamos. Estes dispositivos úsanse para aproveitar a rotación das rodas dun vehículo, como un coche, para xirar un imán e producir un campo magnético que alimenta corrente alterna ás bobinas.
- Teléfono. A maxia detrás deste dispositivo cotián non é outra que a capacidade de converter as ondas sonoras (como a voz) en modulacións dun campo electromagnético que se pode transmitir, inicialmente por un cable, a un receptor no outro extremo capaz de verter o procesar e recuperar ondas sonoras contidas electromagneticamente.
- Fornos de microondas. Estes aparellos funcionan a partir da xeración e concentración de ondas electromagnéticas nos alimentos. Estas ondas son similares ás empregadas para a comunicación por radio, pero cunha alta frecuencia que xira os diplodos (partículas magnéticas) dos alimentos a velocidades moi altas, xa que intentan aliñarse co campo magnético resultante. Este movemento é o que xera a calor.
- Imaxe por resonancia magnética (RM). Esta aplicación médica do electromagnetismo foi un avance sen precedentes en materia de saúde, xa que permite examinar de forma non invasiva o interior do corpo dos seres vivos, a partir da manipulación electromagnética dos átomos de hidróxeno nel contidos, para xerar un campo interpretable por computadores especializados.
- Micrófonos Estes dispositivos tan comúns hoxe en día funcionan grazas a un diafragma atraído por un electroimán, cuxa sensibilidade ás ondas sonoras permite traducilos nun sinal eléctrico. Isto pódese transmitir e descifrar remotamente, ou incluso almacenar e reproducir máis tarde.
- Espectrómetros de masas. É un dispositivo que permite analizar a composición de determinados compostos químicos con gran precisión, baseada na separación magnética dos átomos que os compoñen, mediante a súa ionización e lectura por un ordenador especializado.
- Osciloscopios. Instrumentos electrónicos cuxo propósito é representar graficamente os sinais eléctricos que varían no tempo, procedentes dunha fonte específica. Para iso, utilizan un eixe de coordenadas na pantalla cuxas liñas son o produto da medición das tensións a partir do sinal eléctrico determinado. Úsanse en medicina para medir as funcións do corazón, o cerebro ou outros órganos.
- Tarxetas magnéticas. Esta tecnoloxía permite a existencia de tarxetas de crédito ou débito, que teñen unha cinta magnética polarizada dun xeito determinado, para cifrar a información en función da orientación das súas partículas ferromagnéticas. Ao introducir información neles, os dispositivos designados polarizan as ditas partículas dun xeito específico, de xeito que a devandita orde pódese "ler" para recuperar a información.
- Almacenamento dixital en cintas magnéticas. Clave no mundo da computación e dos ordenadores, permite almacenar grandes cantidades de información en discos magnéticos cuxas partículas están polarizadas dun xeito específico e poden ser descifradas por un sistema informatizado. Estes discos poden ser extraíbles, como pen drives ou agora disquetes desaparecidos, ou poden ser permanentes e máis complexos, como os discos duros.
- Tambores magnéticos. Este modelo de almacenamento de datos, popular nas décadas de 1950 e 1960, foi unha das primeiras formas de almacenamento magnético de datos. É un cilindro oco de metal que xira a velocidades elevadas, rodeado dun material magnético (óxido de ferro) no que se imprime a información mediante un sistema de polarización codificado. A diferenza dos discos, non tiña cabeza de lectura e iso permitiulle unha certa axilidade na recuperación de información.
- Luces de bicicleta. As luces integradas na parte dianteira das bicicletas, que se acenden ao viaxar, funcionan grazas á rotación da roda á que está unido un imán, cuxa rotación produce un campo magnético e, polo tanto, unha modesta fonte de electricidade alterna. Esta carga eléctrica condúcese á lámpada e tradúcese en luz.
- Continúe con: Aplicacións de cobre
