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leélectromagnétisme C'est une branche de la physique qui aborde les champs de l'électricité et du magnétisme à partir d'une théorie unificatrice pour formuler l'une des quatre forces fondamentales de l'univers connues jusqu'à présent: l'électromagnétisme. Les autres forces fondamentales (ou interactions fondamentales) sont la gravité et les interactions nucléaires fortes et faibles.
Celle de l'électromagnétisme est une théorie des champs, c'est-à-dire basée sur des grandeurs physiques vecteur ou tenseur, qui dépendent de la position dans l'espace et dans le temps. Il est basé sur quatre équations différentielles vectorielles (formulées par Michael Faraday et développées pour la première fois par James Clerk Maxwell, c'est pourquoi ils ont été baptisés comme Équations de Maxwell) qui permettent l'étude conjointe des champs électriques et magnétiques, ainsi que du courant électrique, de la polarisation électrique et de la polarisation magnétique.
D'autre part, l'électromagnétisme est une théorie macroscopique.Cela signifie qu'il étudie les grands phénomènes électromagnétiques, applicables à un grand nombre de particules et à des distances considérables, car aux niveaux atomique et moléculaire, il cède la place à une autre discipline, connue sous le nom de mécanique quantique.
Même ainsi, après la révolution quantique du XXe siècle, la recherche d'une théorie quantique de l'interaction électromagnétique a été entreprise, donnant ainsi naissance à l'électrodynamique quantique.
- Voir aussi: Matériaux magnétiques
Domaines d'application de l'électromagnétisme
Ce domaine de la physique a été clé dans le développement de nombreuses disciplines et technologies, en particulier l'ingénierie et l'électronique, ainsi que le stockage de l'électricité et même son utilisation dans les domaines de la santé, de l'aéronautique ou de la construction. Urbain.
La soi-disant deuxième révolution industrielle ou révolution technologique n'aurait pas été possible sans la conquête de l'électricité et de l'électromagnétisme.
Exemples d'applications de l'électromagnétisme
- Timbres. Le mécanisme de ces gadgets quotidiens implique la circulation d'une charge électrique à travers un électroaimant, dont le champ magnétique attire un minuscule marteau métallique vers une cloche, interrompant le circuit et lui permettant de redémarrer, de sorte que le marteau le frappe à plusieurs reprises et produit le son qui retient notre attention.
- Trains à suspension magnétique. Au lieu de rouler sur des rails comme les trains conventionnels, ce modèle de train ultra-technologique est maintenu en lévitation magnétique grâce à de puissants électroaimants installés dans sa partie inférieure. Ainsi, la répulsion électrique entre les aimants et le métal de la plate-forme sur laquelle circule le train maintient le poids du véhicule en l'air.
- Transformateurs électriques. Un transformateur, ces appareils cylindriques que dans certains pays que nous voyons sur les lignes électriques, servent à contrôler (augmenter ou diminuer) la tension d'un courant alternatif. Ils le font grâce à des bobines disposées autour d'un noyau de fer, dont les champs électromagnétiques permettent de moduler l'intensité du courant sortant.
- Moteurs électriques. Les moteurs électriques sont des machines électriques qui, en tournant autour d'un axe, transforment l'énergie électrique en énergie mécanique. Cette énergie est ce qui génère le mouvement du mobile. Son fonctionnement est basé sur les forces électromagnétiques d'attraction et de répulsion entre un aimant et une bobine à travers laquelle circule un courant électrique.
- Dynamos. Ces dispositifs sont utilisés pour profiter de la rotation des roues d'un véhicule, comme une voiture, pour faire tourner un aimant et produire un champ magnétique qui alimente en courant alternatif les bobines.
- Téléphone. La magie derrière cet appareil de tous les jours n'est autre que la capacité à convertir des ondes sonores (comme la voix) en modulations d'un champ électromagnétique qui peut être transmis, initialement par un câble, à un récepteur à l'autre extrémité qui est capable de verser le processus et récupérer les ondes sonores contenues électromagnétiquement.
- Four à micro-ondes Ces appareils fonctionnent à partir de la génération et de la concentration d'ondes électromagnétiques sur les aliments. Ces ondes sont similaires à celles utilisées pour la communication radio, mais avec une fréquence élevée qui fait tourner les diplodes (particules magnétiques) dans les aliments à des vitesses très élevées, car elles essaient de s'aligner avec le champ magnétique résultant. Ce mouvement est ce qui génère la chaleur.
- Imagerie par résonance magnétique (IRM). Cette application médicale de l'électromagnétisme a constitué une avancée sans précédent en matière de santé, puisqu'elle permet d'examiner de manière non invasive l'intérieur du corps des êtres vivants, à partir de la manipulation électromagnétique des atomes d'hydrogène qu'il contient, pour générer un champ interprétable par des ordinateurs spécialisés.
- Microphones Ces dispositifs si courants aujourd'hui fonctionnent grâce à un diaphragme attiré par un électroaimant, dont la sensibilité aux ondes sonores permet de les traduire en un signal électrique. Cela peut ensuite être transmis et déchiffré à distance, voire stocké et reproduit plus tard.
- Spectromètres de masse. C'est un dispositif qui permet d'analyser avec une grande précision la composition de certains composés chimiques, à partir de la séparation magnétique des atomes qui les composent, au moyen de leur ionisation et lecture par un ordinateur spécialisé.
- Oscilloscopes. Instruments électroniques dont le but est de représenter graphiquement les signaux électriques qui varient dans le temps à partir d'une source donnée. Pour cela, ils utilisent un axe de coordonnées sur l'écran dont les lignes sont le produit de la mesure des tensions à partir du signal électrique déterminé. Ils sont utilisés en médecine pour mesurer les fonctions du cœur, du cerveau ou d'autres organes.
- Cartes magnétiques. Cette technologie permet l'existence de cartes de crédit ou de débit, qui ont une bande magnétique polarisée d'une certaine manière, pour crypter des informations en fonction de l'orientation de ses particules ferromagnétiques. En y introduisant des informations, des dispositifs désignés polarisent lesdites particules de manière spécifique, de sorte que ledit ordre peut alors être "lu" pour récupérer les informations.
- Stockage numérique sur bandes magnétiques. Clé dans le monde de l'informatique et de l'informatique, elle permet de stocker de grandes quantités d'informations sur des disques magnétiques dont les particules sont polarisées de manière spécifique et déchiffrables par un système informatisé. Ces disques peuvent être amovibles, comme les clés USB ou les disquettes maintenant obsolètes, ou ils peuvent être permanents et plus complexes, comme les disques durs.
- Tambours magnétiques. Ce modèle de stockage de données, populaire dans les années 1950 et 1960, a été l'une des premières formes de stockage magnétique de données. C'est un cylindre métallique creux qui tourne à grande vitesse, entouré d'un matériau magnétique (oxyde de fer) sur lequel des informations sont imprimées au moyen d'un système de polarisation codé. Contrairement aux disques, il n'avait pas de tête de lecture et cela lui permettait une certaine agilité dans la récupération des informations.
- Lumières de vélo. Les lumières intégrées à l'avant des vélos, qui s'allument lors du déplacement, fonctionnent grâce à la rotation de la roue sur laquelle est fixé un aimant, dont la rotation produit un champ magnétique et donc une source modeste d'électricité alternative. Cette charge électrique est ensuite conduite vers l'ampoule et traduite en lumière.
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