Mgbanwe Magnetik: Echiche, Ụkpụrụ, na Ngwa
Pendahuluan
Mgbawa magnetik bụ echiche dị mkpa na fiziki nke na-akọwa oke ndọta magnetik na-agafe n'otu mpaghara enyere. A na-ahụkarị okwu a n'ọmụmụ ihe gbasara electromagnetism ma dị mkpa iji ghọta ụdị ihe dị iche iche nke magnetik na electromagnet. Isiokwu a ga-akọwa nkọwa nke mgbawa magnetik, ụkpụrụ ndị bụ isi ya, nha nha ya, na ojiji ya bara uru na ndụ kwa ụbọchị na teknụzụ ọgbara ọhụrụ.
Ịghọta Mgbanwe Magnetik
A na-akọwa mmụba magnetik dị ka ihe dị mkpa nke ubi magnetik (B) na-agafe mpaghara enyere (A). N'ihe gbasara mgbakọ na mwepụ, enwere ike igosi mmụba magnetik \(\Phi_B\) site na nha nhata:
\[ \Phi_B = \int_A \mathbf{B} \cdot \mathbf{dA} \]
Ebe:
– \(\Phi_B\) bụ mgbanwe magnet,
– \(\mathbf{B}\) bụ ebe ndọta,
– \(\mathbf{dA}\) bụ ihe dị n'akụkụ ebe dị n'akụkụ nkịtị na elu.
Ọ bụrụ na ebe ndọta ahụ dị otu ma kwụ ọtọ na mpaghara ahụ, enwere ike ime ka nha anya dị n'elu dị mfe ka ọ bụrụ:
\[ \Phi_B = B \cdot A \cdot \cos \theta \]
Ebe a:
– \(B\) bụ oke nke ebe ndọta,
– \(A\) bụ mpaghara ahụ,
– \(\theta\) bụ akụkụ dị n'etiti ebe ndọta na ntụziaka nkịtị nke mpaghara ahụ.
Ụkpụrụ Ndị Dị Mkpa na Iwu Ndị Yiri Ya nke Fizik
1. Iwu Gauss maka magnetism
Iwu Gauss maka magnetism kwuru na mkpokọta mmiri magnetik si n'elu mechiri emechi na-adị mgbe niile efu. N'ime mgbakọ na mwepụ, a na-egosipụta nke a dị ka:
\[ \oint_S \mathbf{B} \cdot \mathbf{dA} = 0 \]
Iwu a na-egosi eziokwu ahụ bụ na enweghị ebe dị iche iche nke ebe ndọta dịka "ọkụ magnetik" (monopoles magnetik) n'okike, n'adịghị ka ọkụ eletrik n'ọhịa eletriki.
2. Iwu Faraday
Iwu Faraday na-akọwa mmepụta elektrọnik, ya bụ, otu mgbanwe mgbanwe magnetik nwere ike isi mepụta ike elektrọnik (EMF). Enwere ike ịkọwa iwu a site na nha nhata:
\[ \mathcal {E} = -\frac{d \Phi_B}{dt} \]
Ebe \(\mathcal{E}\) bụ EMF e tinyere n'ime ya na \(\frac{d \Phi_B}{dt}\) bụ ọnụego mgbanwe nke mmiri ndọta.
Iwu Faraday dị oke mkpa na teknụzụ dịka ihe eji emepụta ọkụ eletrik na ihe na-agbanwe agbanwe.
Ngwa Magnetik Flux
1. Jenerato Eletriki
Ndị na-emepụta ọkụ eletrik na-arụ ọrụ na ụkpụrụ nke induction electromagnetic. N'ime jenerato, eriri waya na-agbagharị n'ọhịa magnet, na-emepụta mgbanwe magnetik flux nke na-akpali ike electromotive (EMF) ma mechaa mepụta ọkụ eletrik.
Nhazi jenereta na-adabere nke ukwuu n'otú oke mmiri magnetik na-agafe na coils si arụ ọrụ nke ọma. Iji mee ka arụmọrụ dịkwuo mma, a na-eji magnet siri ike na ihe ferromagnetic dị ka isi iji duzie ubi magnetik.
2. Transformer
Transformer bụ ngwaọrụ nke na-agbanwe voltaji AC site n'otu ọkwa gaa na nke ọzọ. Ụkpụrụ ọrụ nke transformer dabere na iwu Faraday. A na-ejikọ coil mbụ na isi iyi voltaji AC, na-emepụta flux magnet na-agbanwe agbanwe na isi ferromagnetic. Mgbanwe a na-agbanwe agbanwe na-emepụta EMF na coil nke abụọ, nke enwere ike ịgbanwe dịka ọ dị mkpa site na ịhazi ọnụọgụ ntụgharị.
3. Moto eletriki
Dịka ndị na-emepụta ihe, moto eletriki na-ejikwa mmiri ndọta, mana n'ụzọ dịtụ iche. N'ime moto eletriki, ọkụ eletrik na-agafe na coil na-emepụta oghere ndọta nke na-emekọrịta ihe na ubi ndọta nke magnet ma ọ bụ electromagnet edobere n'ime moto ahụ, na-emepụta ike nke na-atụgharị rotor.
4. Ụgbọ okporo ígwè Maglev
Teknụzụ ụgbọ okporo ígwè magnetik levitation (Maglev) na-eji magnetik flux ebuli ma bugharịa ụgbọ okporo ígwè na-enweghị njikọ anụ ahụ na okporo ụzọ. Ụkpụrụ ọrụ nke Maglev gụnyere iji ubi magnetik sitere na electromagnets dị n'ụgbọ okporo ígwè na okporo ụzọ iji mepụta ike na-asọ oyi nke siri ike iji bulie ụgbọ okporo ígwè ahụ, wepụ esemokwu igwe, ma kwe ka ụgbọ okporo ígwè ahụ na-agagharị n'ọsọ dị elu.
Ngwa na Ngalaba Ahụike
Ọgba aghara magnetik nwekwara ọrụ dị mkpa n'ọhịa ahụike. Dịka ọmụmaatụ, igwe onyonyo magnetik (MRI), na-eji ike magnetik siri ike emepụta onyonyo nke ahụ mmadụ. Na MRI, ike magnetik na-eduzi protons dị n'ahụ ka ha na-agbagharị n'akụkụ kpọmkwem. Mgbe ewepụrụ ike magnetik ahụ, protons na-alaghachi n'ọnọdụ mbụ ha ma na-ewepụta akara ngosi nke enwere ike ijide iji mepụta onyonyo zuru ezu nke akụkụ ahụ na nhazi dị n'ime ahụ.
Mmechi
Ọgba aghara magnetik bụ echiche dị mkpa na fiziki nke nwere ọtụtụ ojiji bara uru na sayensị na teknụzụ. Site na ihe eji emepụta ọkụ eletrik ruo na ngwaọrụ ahụike dịka MRI, nghọta nkegba ọgbụgba magnetik na-eme ka ihe ọhụrụ na mmepe nke teknụzụ ndị gbanwere ndụ mmadụ. Ụkpụrụ ndị bụ isi dịka iwu Gauss nke magnetism na iwu Faraday na-enye ntọala echiche dị mkpa maka ịmepụta ngwa ndị a.
Nghọta miri emi nke magnetik flux abụghị naanị na ọ na-eme ka anyị mara ihe ndị sitere n'okike kamakwa ọ na-eme ka ụzọ maka ihe ọhụrụ n'ọdịnihu nke nwere ike ime ka ndụ mmadụ ka mma. Ka teknụzụ na-aga n'ihu, ojiji nke magnetik flux n'ọtụtụ ebe ga-anọgide na-agbasa ma na-enye aka karịa na ndụ anyị kwa ụbọchị.
