Hery magnetika
Pengantar
Ny hery andriamby dia iray amin'ireo fisehoan'ny fifandraisana elektromagnetika izay mitranga rehefa mihetsika ao anatin'ny saha andriamby ny singa misy herinaratra. Io hery io no fototry ny trangan-javatra voajanahary sy ara-teknolojia maro, manomboka amin'ny kompà tsotra ka hatramin'ny motera elektrika sarotra. Ity lahatsoratra ity dia handinika ny teoria fototra ao ambadiky ny hery andriamby, ny lalàna mifehy azy, ary ny fampiharana azy isan-karazany.
Teoria fototra
Lalàn'i Lorentz
Ny herin'andriamby amin'ny poti-javatra misy herinaratra mihetsika ao anatin'ny saha magnetika dia faritana amin'ny Lalàn'i Lorentz. Ity lalàna ity dia milaza fa ny hery \( \mathbf{F} \) miasa amin'ny poti-javatra misy herinaratra \( q \) miaraka amin'ny hafainganam-pandeha \( \mathbf{v} \) ao anatin'ny saha magnetika \( \mathbf{B} \) dia:
\[ \mathbf{F} = q (\mathbf{v} \times \mathbf{B}) \]
Aiza:
– \( \mathbf{F} \) no hery magnetika,
– \( q \) dia ny fiampangan'ny singa,
– \( \mathbf{v} \) dia ny hafainganam-pandehan'ny singa,
– \( \mathbf{B} \) dia ny saha magnetika,
– \( \times \) dia ny asa vokatra mifanipaka eo amin'ny vektôra roa.
Io hery andriamby io dia mifanitsy hatrany amin'ny lalana fihetsehan'ny poti-javatra sy ny lalana fivezivezen'ny saha andriamby, ka miteraka lalana miolikolika ho an'ny poti-javatra mihetsika ao anatin'ny saha andriamby.
Hery andriamby amin'ny tariby mitondra herinaratra
Ankoatra ireo singa misy herinaratra, ny hery magnetika dia miasa amin'ny tariby mitondra herinaratra ao anaty saha magnetika. Ho an'ny ampahan-tariby fohy \( d\mathbf{l} \) mitondra herinaratra \( I \) ao anaty saha magnetika \( \mathbf{B} \), ny hery magnetika \( d\mathbf{F} \) dia azo aseho toy izao:
\[ d\mathbf{F} = I (d\mathbf{l} \times \mathbf{B}) \]
Ho an'ny tariby iray manana halava voafaritra, ny hery manontolo dia azo kajy amin'ny alàlan'ny fampidirana ity raikipohy ity manaraka ny halavan'ny tariby.
Lalàn'i Ampère sy ny Hery Magnetika
Mitana anjara toerana lehibe ihany koa ny lalàn'i Ampère amin'ny fahatakarana ny hery magnetika, indrindra eo amin'ny sehatry ny saha magnetika vokarin'ny fikorianan-jiro. Araka ny efa noresahina teo aloha, ny lalàn'i Ampère dia milaza fa ny saha magnetika manodidina ny fikorianan-jiro dia azo kajy amin'ny alàlan'ny fampidirana ny fikorianan-jiro amin'ny lalana mihidy. Ity lalàna ity dia manampy amin'ny kajy ny fizarana ny saha magnetika, izay mamaritra ny hery magnetika miasa amin'ny fiampangana na tariby mitondra fikorianan-jiro.
Fampiharana ny Hery Magnetika
1. Motera elektrika
Ny motera elektrika dia iray amin'ireo fampiharana mahazatra indrindra ny hery andriamby. Miasa amin'ny foto-kevitra ny motera elektrika fa ny herinaratra ao anaty saha andriamby dia mahatsapa hery izay miteraka fihetsehana. Ao amin'ny motera DC (courant direct), ny bobine mitondra herinaratra dia apetraka ao anaty saha andriamby novokarin'ny andriamby maharitra na elektromagnetika. Rehefa mikoriana ao amin'ny bobine ny herinaratra, ny hery andriamby vokatr'izany dia mahatonga ny bobine hihodina, ka miteraka fihetsehana mekanika. Io foto-kevitra io dia ampiasaina amin'ny fitaovana isan-karazany, manomboka amin'ny kilalao tsotra ka hatramin'ny milina indostrialy.
2. Generator
Mifanohitra amin'ny motera ny fiasan'ny milina mpamokatra herinaratra. Ao amin'ny milina mpamokatra herinaratra, ny fihetsehana mekanika dia ampiasaina mba hamindrana ny coil ao anaty saha magnetika, ka miteraka herinaratra. Rehefa mihetsika ao anatin'ny saha magnetika ny coil, ny fiovan'ny flux magnetika dia miteraka herinaratra ao amin'ny coil araka ny lalàn'i Faraday momba ny induction elektromagnetika. Ny milina mpamokatra herinaratra no loharano voalohany amin'ny famokarana herinaratra amin'ny fampiharana isan-karazany, manomboka amin'ny orinasa mpamokatra herinaratra lehibe ka hatramin'ny milina mpamokatra herinaratra azo entina.
3. Transformator
Ny "transformer" dia fitaovana ampiasaina hanovana ny voltazy ao amin'ny rafitra fizarana herinaratra. Miasa amin'ny fitsipiky ny induction elektromagnetika sy ny hery magnetika ny "transformer". Ao amin'ny "transformer", ny herinaratra ao amin'ny "coil" voalohany dia mamokatra saha magnetika izay miteraka herinaratra ao amin'ny "coil" faharoa. Amin'ny alàlan'ny fanovana ny isan'ny fihodinana ao amin'ny "coil" voalohany sy faharoa, dia azo ampitomboina na ahena araka izay ilaina ny voltazy.
4. Andriamby elektromagnetika sy MRI
Ny andriamby elektromagnetika dia fitaovana mampiasa herinaratra mba hamoronana saha magnetika. Ireo andriamby ireo dia ampiasaina amin'ny fampiharana isan-karazany, manomboka amin'ny fitaovana fanandratana andriamby indostrialy ka hatramin'ny fitaovana ara-pitsaboana toy ny milina MRI (Magnetic Resonance Imaging). Ao amin'ny MRI, ny saha magnetika matanjaka dia ampiasaina mba hamokarana sary amin'ny antsipiriany momba ny rafitra anatiny ao amin'ny vatan'olombelona. Ny hery magnetika ateraky ity saha ity dia ahafahana mamantatra sy mamakafaka ny sela amin'ny famaha avo lenta.
5. Kompas sy Fitetezana
Fampiharana tsotra nefa manan-danja ny hery andriamby ny kompà. Ny fanjaitra kompà, izay andriamby kely, dia mihodina mba hifanaraka amin'ny saha andriamby eto an-tany. Izany dia ahafahana manao fitetezam-paritra marina an-tanety sy an-dranomasina. Mbola miantehitra amin'io fitsipika fototra io ny teknolojia maoderina toy ny rafitra fitetezam-paritra GPS ho fomba iray handrefesana sy hanatsarana ny fahamarinan'ny fitetezam-paritra.
Zava-mitranga ara-batana mifandraika amin'izany
1. Effet Hall
Ny vokatry ny Hall dia trangan-javatra iray izay ahitana saha magnetika mifanitsy amin'ny fikorianan'ny herinaratra ao amin'ny mpitarika iray ka miteraka fahasamihafan'ny voltase (voltase Hall) manerana ny mpitarika. Ampiasaina amin'ny sensor Hall izay mandrefy ny tanjaky ny saha magnetika sy amin'ny fitaovana toy ny switch tsy misy fifandraisana io vokatra io.
2. Hery Lorentz sy Siklôtron
Ao amin'ny accelerators poti toy ny cyclotrons, ny hery Lorentz dia ampiasaina hanafainganana ny poti-javatra misy fiampangana amin'ny lalana boribory. Ny saha magnetika matanjaka dia mahatonga ny poti-javatra misy fiampangana hihetsika amin'ny faribolana, mamela azy ireo hahatratra angovo avo lenta alohan'ny hampiasana azy amin'ny andrana fizikan'ny poti-javatra.
3. Fanoherana ny andriamby
Ny fanoherana ny andriamby dia ny fiovan'ny fanoherana elektrika amin'ny mpitsoka na fitaovana semiconductor vokatry ny saha andriamby ivelany. Ampiasaina amin'ny teknolojia fitahirizana angona toy ny kapila mafy sy ny sensor andriamby io trangan-javatra io.
Famaranana
Ny hery andriamby dia foto-kevitra fototra amin'ny fizika izay mamaritra ny fifandraisana misy eo amin'ny saha andriamby sy ny poti-javatra misy herinaratra na ny onja elektrika. Ny lalàn'i Lorentz dia manome fototra ara-teorika mba hahatakarana ny hery andriamby amin'ny poti-javatra misy herinaratra, raha ny lalàn'i Ampère kosa dia manampy amin'ny fahatakarana ny fizarana ny saha andriamby vokarin'ny onja elektrika. Ny hery andriamby dia manana fampiharana isan-karazany, manomboka amin'ny motera elektrika sy ny gropy ka hatramin'ny teknolojia ara-pitsaboana toy ny MRI sy fitaovana fitahirizana angona. Amin'ny fahatakarana lalindalina kokoa ny hery andriamby sy ny lalàna mifehy azy, dia afaka manohy mampivelatra teknolojia vaovao isika ary mampitombo ny fahalalantsika momba ny tontolon'ny fizika.
Ireo tranga mifandraika amin'izany toy ny vokatry ny Hall, ny herin'i Lorentz ao amin'ny accelerators particles, ary ny fanoherana ny magneto dia mampiseho ny fiantraikan'ny hery magnetika amin'ny sehatra isan-karazany amin'ny siansa sy ny teknolojia. Rehefa mandroso ny teknolojia sy ny fikarohana, dia hitohy hitombo ny fahatakarantsika ny hery magnetika sy ny fampiharana azy ireo, ka hanokatra varavarana ho amin'ny fanavaozana mandroso sy mahomby kokoa amin'ny ho avy.
