13.8: aplikace elektromagnetické indukce

cíle učení

na konci této části budete moci:

  • vysvětlete, jak počítačové pevné disky a grafické tablety fungují pomocí magnetické indukce
  • vysvětlete, jak hybridní/elektrická vozidla a transkraniální magnetická stimulace využívají magnetickou indukci ve svůj prospěch

moderní společnost má četné aplikace Faradayova indukčního zákona, jak prozkoumáme v této kapitole a dalších. V tomto okamžiku zmiňme několik, které zahrnují záznam informací pomocí magnetických polí.

některé pevné disky počítače používají princip magnetické indukce. Zaznamenaná data jsou vytvářena na potaženém rotujícím disku. Historicky, čtení těchto dat bylo děláno pracovat na principu indukce. Většina vstupních informací je však dnes nesena spíše v digitální než analogové podobě-na rotující pevný disk je zapsána řada 0s nebo 1s. Proto většina zařízení pro odečítání pevných disků nepracuje na principu indukce, ale používá techniku známou jako obří magnetorezistence. Obří magnetorezistence je účinek velké změny elektrického odporu vyvolaného aplikovaným magnetickým polem na tenké vrstvy střídavých feromagnetických a nemagnetických vrstev. Jedná se o jeden z prvních velkých úspěchů nanotechnologií.

grafické tablety nebo tabletové počítače, kde se speciálně navržené pero používá k kreslení digitálních obrazů, také používají indukční principy. Tablety zde diskutované jsou označeny jako pasivní tablety, protože existují i jiné návrhy, které k psaní používají buď pero na baterie, nebo optické signály. Pasivní tablety se liší od dotykových tabletů a telefonů, které mnozí z nás používají pravidelně, ale stále je lze najít při podpisu podpisu v pokladně. Pod obrazovkou, zobrazenou na obrázku \(\PageIndex{1}\), jsou malé dráty běžící po celé délce a šířce obrazovky. Pero má malé magnetické pole vycházející ze špičky. Jak se špička kartáčuje po obrazovce, v drátech je cítit měnící se magnetické pole, které se promítá do indukovaného emf, který se převede na čáru, kterou jste právě nakreslili.

 fotografie zobrazuje digitální tablet se stylusem.
obrázek \(\PageIndex{1}\): tableta se speciálně navrženým perem pro psaní je další aplikací magnetické indukce.

další aplikací indukce je magnetický proužek na zadní straně vaší osobní kreditní karty, který se používá v obchodě s potravinami nebo v bankomatu. Funguje to na stejném principu jako audio nebo videokazeta, ve které přehrávací hlava čte osobní údaje z vaší karty.

Video

podívejte se na toto video a podívejte se, jak baterky mohou používat magnetickou indukci.

magnet se pohybuje vaší mechanickou prací drátem. Indukovaný proud nabíjí kondenzátor, který ukládá náboj, který rozsvítí žárovku, i když neděláte tuto mechanickou práci.

elektrická a hybridní vozidla také využívají elektromagnetické indukce. Jedním omezujícím faktorem, který brání širokému přijetí 100% elektrických vozidel, je to, že životnost baterie není tak dlouhá jako doba jízdy na plné nádrži plynu. Pro zvýšení množství nabití baterie během jízdy může motor fungovat jako generátor, kdykoli vozidlo brzdí, s využitím zpětného emf. Tento extra emf lze nově získat uloženou energii v baterii automobilu, což prodlužuje životnost baterie.

další současnou oblastí výzkumu, ve které je elektromagnetická indukce úspěšně implementována, je transkraniální magnetická stimulace (TMS). Řada poruch, včetně deprese a halucinací, lze vysledovat k nepravidelné lokalizované elektrické aktivitě v mozku. Při transkraniální magnetické stimulaci je rychle se měnící a velmi lokalizované magnetické pole umístěno blízko určitých míst identifikovaných v mozku. Použití TMS jako diagnostické techniky je dobře zavedeno.

Video

podívejte se na toto video Youtube a podívejte se, jak rock-and-roll nástroje, jako jsou elektrické kytary, používají elektromagnetickou indukci k získání těchto silných rytmů.

přispěvatelé a atribuce

  • Samuel J. Ling (Truman State University), Jeff Sanny (Loyola Marymount University) a Bill Moebs s mnoha přispívajícími autory. Tato práce je licencována OpenStax University Physics pod licencí Creative Commons Attribution License (by 4.0).

Leave a Reply