13.8: anvendelser af elektromagnetisk induktion

læringsmål

ved udgangen af dette afsnit vil du være i stand til at:

  • Forklar, hvordan computerens harddiske og grafiske tabletter fungerer ved hjælp af magnetisk induktion
  • Forklar, hvordan hybrid / elektriske køretøjer og transkraniel magnetisk stimulering bruger magnetisk induktion til deres fordel

det moderne samfund har adskillige anvendelser af Faradays induktionslov, som vi vil undersøge i dette kapitel og andre. Lad os på dette tidspunkt nævne flere, der involverer registrering af information ved hjælp af magnetfelter.

nogle computer harddiske anvender princippet om magnetisk induktion. Optagede data er lavet på en coated, spinning disk. Historisk set blev læsning af disse data lavet til at arbejde på induktionsprincippet. Imidlertid bæres de fleste inputoplysninger i dag i digital snarere end analog form—en serie på 0s eller 1s er skrevet på den roterende harddisk. Derfor fungerer de fleste harddiskaflæsningsenheder ikke på induktionsprincippet, men bruger en teknik kendt som kæmpe magnetoresistance. Giant magnetoresistance er effekten af en stor ændring af elektrisk modstand induceret af et påført magnetfelt til tynde film af skiftende ferromagnetiske og ikke-magnetiske lag. Dette er en af de første store succeser inden for nanoteknologi.

Grafiktabletter eller tabletcomputere, hvor en specielt designet pen bruges til at tegne digitale billeder, gælder også induktionsprincipper. Tabletterne, der diskuteres her, er mærket som passive tabletter, da der er andre designs, der enten bruger en batteridrevet pen eller optiske signaler til at skrive med. De passive tabletter er forskellige fra de berøringstabletter og telefoner, som mange af os bruger regelmæssigt, men kan stadig findes, når du underskriver din underskrift i et kasseapparat. Under skærmen, vist i figur \(\Sideindeks{1}\), er små ledninger, der løber over skærmens længde og bredde. Pennen har et lille magnetfelt, der kommer fra spidsen. Når spidsen børster over skærmen, mærkes et skiftende magnetfelt i ledningerne, der oversættes til en induceret emf, der konverteres til den linje, du lige har tegnet.

 fotografi viser en digital tablet med en stylus.
figur \(\Sideindeks{1}\): en tablet med en specielt designet pen til at skrive med er en anden anvendelse af magnetisk induktion.

en anden anvendelse af induktion er magnetstriben på bagsiden af dit personlige kreditkort som brugt i købmanden eller pengeautomaten. Dette fungerer på samme princip som lyd-eller videobåndet, hvor et afspilningshoved læser personlige oplysninger fra dit kort.

Video

Tjek denne video for at se, hvordan lommelygter kan bruge magnetisk induktion.

en magnet bevæger sig ved dit mekaniske arbejde gennem en ledning. Den inducerede strøm oplader en kondensator, der lagrer ladningen, der lyser pæren, selvom du ikke udfører dette mekaniske arbejde.

elektriske og hybridbiler drager også fordel af elektromagnetisk induktion. En begrænsende faktor, der hæmmer udbredt accept af 100% elektriske køretøjer, er, at batteriets levetid ikke er så lang som den tid, du får til at køre på en fuld tank med gas. For at øge mængden af opladning i batteriet under kørsel kan motoren fungere som en generator, når bilen bremser, idet den udnytter den producerede emf. Denne ekstra emf kan være nyerhvervet lagret energi i bilens batteri, hvilket forlænger batteriets levetid.

et andet moderne forskningsområde, hvor elektromagnetisk induktion implementeres med succes, er transkraniel magnetisk stimulering (TMS). En række lidelser, herunder depression og hallucinationer, kan spores til uregelmæssig lokal elektrisk aktivitet i hjernen. Ved transkraniel magnetisk stimulering placeres et hurtigt varierende og meget lokaliseret magnetfelt tæt på visse steder identificeret i hjernen. Brugen af TMS som en diagnostisk teknik er veletableret.

Video

Tjek denne Youtube-video for at se, hvordan rock-and-roll instrumenter som elektriske guitarer bruger elektromagnetisk induktion til at få de stærke beats.

bidragydere og tilskrivninger

  • Samuel J. Ling (Truman State University), Jeff Sanny (Loyola Marymount University) og Bill Moebs med mange medvirkende forfattere. Dette værk er licenseret af under en Creative Commons Attribution License (af 4.0).

Leave a Reply