¿Qué es el electromagnetismo, dónde se usa, qué hace? Dónde y en qué dispositivos se utiliza el electromagnetismo en la vida diaria, ejemplos.
El electromagnetismo incluye dos fuerzas fundamentales estrechamente relacionadas: la electricidad y el magnetismo. El magnetismo es la otra cara de la electricidad. Una carga eléctrica en movimiento crea campos magnéticos y los cambios de campo magnético crean corrientes eléctricas. Cuando activa una corriente eléctrica en un cable, se crea un campo magnético. Se puede crear un campo magnético más fuerte si el cable se enrolla alrededor del metal. La fuerza electromagnética actúa en aplicaciones como altavoces, discos duros de computadora y aceleradores de partículas.
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
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La luz visible es una pequeña porción del espectro electromagnético, es decir, diferentes tipos de radiación electromagnética (rayo). Los tipos de rayos están organizados por longitud de onda (la distancia entre los valles de una onda y la distancia que la onda puede viajar) y la frecuencia, o potencia, de la onda. Las ondas de radio, cuya longitud de onda puede variar desde unos pocos metros hasta varios kilómetros, se encuentran en un extremo del espectro. Los rayos gamma y los rayos X, cuyas longitudes de onda son incluso más pequeñas que el núcleo de un átomo, se encuentran en el otro extremo del espectro. Cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la energía. No sentirá la onda de radio que le permite hablar por teléfono celular, pero las ondas infrarrojas son lo suficientemente fuertes como para calentar su piel, las ondas ultravioleta pueden causar quemaduras solares, si está expuesto a suficientes rayos gamma, sus células se evaporarán . La gama de usos de las ondas electromagnéticas es increíblemente amplia. Las microondas se utilizan tanto para calentar alimentos como para enviar señales de satélite. En los controles remotos de televisión se utilizan rayos más cortos del infrarrojo cercano.
ALTAVOZ Y AURICULARES
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Lo que produce el sonido que se escucha en los altavoces es en realidad una bobina magnética que vibra, el oído humano, especialmente el tímpano, vibra cuando se expone a ondas sonoras y el cerebro transforma esta vibración en sonido. Los parlantes (los audífonos también se consideran parlantes pequeños) funcionan como oídos y producen sonido de manera similar.
Se coloca un diafragma en la parte más ancha del cuerpo del altavoz en forma de cono, que actuará como el tímpano en el oído humano. El lado estrecho del cono se adhiere a una bobina de hierro y un imán, que a su vez se conecta a los cables. Los cables se conectan a un reproductor de MP3 o estéreo.
Al presionar el botón de encendido, el estéreo genera señales eléctricas que pasan a través de los cables y magnetizan la bobina. La bobina vibra hacia adelante y hacia atrás en un movimiento que mueve el diafragma. Este movimiento se convierte en sonido por vibraciones del diafragma.
DISCO DURO
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El disco duro de su computadora solo tiene una función: almacenar programas y datos hasta que los necesite. Este hardware se inventó por primera vez en la década de 1950, pero el término hard se utilizó más tarde para distinguirlo de los disquetes que aparecieron en la década de 1960. Un disco duro funciona con medios magnéticos que cubren un disco de aluminio o vidrio bien pulido para almacenar datos. Los datos se almacenan en pequeños pozos llamados dominios en este medio magnético. Los dispositivos de control electrónico operan un mecanismo de lectura y escritura que convierte dominios en dígitos de código binario, ceros o unos que indican estado abierto o cerrado.
ACELERADOR DE PARTÍCULAS
(Imagen: Maximilien Brice / CERN)
En el acelerador de partículas, campos magnéticos que aceleran las partículas dentro del átomo a altas velocidades; Este rayo de luz puede luego enfocarse a niveles de energía más bajos y usarse en instrumentos como máquinas de rayos X.
Aceleradores de partículas de alto nivel utilizados en la investigación física teórica y experimental; Enfoque los rayos en direcciones opuestas a velocidades que se acercan a la velocidad de la luz. En tales aceleradores, cuando estos rayos se cruzan, las partículas en su interior chocan y se rompen. Los investigadores utilizan herramientas especiales para detectar partículas en dispersión y, por ejemplo, para identificar las partes que componen el átomo cuando la antimateria desaparece (por eso es posible que haya oído hablar de los aceleradores de partículas llamados «destructores de átomos» o «colisionadores de partículas»). Gracias a la información obtenida de la investigación de partículas subatómicas, podemos comprender mejor la formación de la materia, cómo nació el universo, la naturaleza de la energía y la materia oscura.
Hay cinco tipos diferentes de aceleradores de partículas: el linac (acelerador lineal), el ciclotrón, el sincrotrón betatrón y el colisionador de anillo. Se diferencian entre sí en su forma y en cómo las partículas viajan a través de ellos. Además, existen diferencias en la densidad de potencia de los campos magnéticos y el propósito de uso de cada uno.
Menos de 100 años después de que se construyera el primer colisionador en la década de 1930, la energía del acelerador disponible para los investigadores se ha multiplicado por un factor de aproximadamente un millón. Esta capacidad ha permitido a los físicos descubrir una gran cantidad de partículas dentro del átomo.
MICROSCOPIO ELECTRÓNICO
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Tratar de ver lo invisible: El propósito de todos los microscopios es un microscopio óptico simple, que hace uso de lentes y luz y amplía el objeto, haciéndolo visible para el ojo humano. El microscopio electrónico, por otro lado, funciona enfocando haces de electrones que se mueven rápidamente con la ayuda de lentes magnéticos en una muestra especialmente preparada en una cámara al vacío. El resultado es un nivel de detalle y tamaño realmente asombroso.
Hay dos tipos de microscopios electrónicos que proporcionan una imagen 100 millones de veces mejor de lo que podemos ver a simple vista: transmisivos y de barrido. La microscopía electrónica de barrido crea imágenes de muestras recubiertas de metal a medida que los electrones se reflejan en ellas. La microscopía electrónica de transmisión pasa electrones a través de las muestras a placas reflectantes. Ambos microscopios producen una imagen detallada de la muestra en el monitor. Los microscopios electrónicos de barrido se utilizan para examinar en detalle las superficies de las muestras; Los microscopios electrónicos de paso se utilizan cuando se necesitan detalles en la estructura interna (la ciencia en microscopía se puede resumir en el microscopio de túnel de barrido, desarrollado en 1981, que puede usar las propiedades onduladas de los electrones para mirar debajo de la superficie de un objeto.)
Gracias al microscopio electrónico, los investigadores; Descubrieron bacterias, virus, moléculas e incluso átomos de formas nunca antes conocidas antes de la invención de este microscopio en 1926.
BARCO FLOTANTE MAGNÉTICO
La levitación magnética (maglev) se basa en la idea de que un campo magnético eleva un vehículo, en este caso un barco, y lo impulsa con elevación y empuje. Esta idea se ha aplicado con éxito en trenes, pero su uso en barcos aún se encuentra en la etapa teórica. Se basa en un principio simple pero ingenioso. El sistema de levitación magnética interfiere un poco con el motor convencional; En lugar de cables que transmitan electricidad, el mar asume el papel de conductor. La electricidad se genera entre los electrodos colocados debajo del barco. Luego, los imanes fuertes crean un campo magnético en el agua. La fuerza resultante empuja el agua de mar, moviendo el agua hacia atrás y el barco hacia adelante. Al ingeniero estadounidense Stewart Way se le ocurrió esta idea por primera vez en 1960. Viajó durante 12 minutos a una velocidad de 2 millas náuticas (3,7 kilómetros) por hora en su propio vehículo de 3 metros similar a un submarino.
TREN FERROVIARIO MAGNÉTICO
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Aunque el funcionamiento del tren magnético pueda parecer inconcebible, en realidad se basa en una idea fácil de entender. Con el movimiento del tren, la corriente se envía a los imanes colocados en los rieles sobre los que se mueve, y la corriente desaparece después de que pasa el tren. Los imanes excitados repelen los imanes colocados debajo del tren. El tren se eleva unos centímetros de los raíles y los campos magnéticos del sistema de raíles impulsan el tren. trenes magnéticos; Viaja aproximadamente al doble de la velocidad de los trenes convencionales y consume menos energía. Con el efecto de estar expuestos a casi ninguna fricción, estos trenes también tienen menores costos de mantenimiento y operación. También son ecológicos y más seguros que los trenes convencionales.
