电在我们的生活中很重要。我们每天都要用电。电灯需要电。电视需要电。手机也需要电。电从哪里来?电和磁有关系。这种关系很密切。这就是电磁学。电磁学研究电和磁怎么产生。电磁学研究电和磁怎么作用。我们的生活离不开电磁学。
很早以前人们就知道电和磁。闪电就是电。磁石能吸铁。人们以为电和磁是两件事。后来有人发现它们是一起的。这个人叫奥斯特。他做实验。通电的导线能让磁针动。这说明电可以产生磁。这是一个大发现。人们开始研究电和磁的关系。
法拉第做了更多实验。他让磁铁动起来。动的时候线圈里有了电。这说明磁也能产生电。这就是发电机的基本原理。现在的电大部分是发电机产生的。发电机里磁铁转动。线圈就发电。水坝用水流推动轮机。轮机带动磁铁转动。火力发电用蒸汽推动。道理都一样。都是磁产生电。
电产生磁也有大用处。电动机就是例子。通电的线圈变成磁铁。磁铁和别的磁铁互相推拉。这样就能转动。电风扇里有电动机。洗衣机里有电动机。电动汽车里也有电动机。电和磁互相转换。这是电磁学的核心。
电磁波也是电和磁产生的。变化的电场产生磁场。变化的磁场又产生电场。这样不断传播出去。这就是电磁波。电磁波跑得很快。和光一样快。光本身就是一种电磁波。我们看见的光是电磁波。我们看不见的也是电磁波。收音机用的无线电是电磁波。手机信号是电磁波。微波炉加热食物也用电磁波。医院拍片子的X光也是电磁波。电磁波有很多种。它们的区别是波长不同。波长是我们给它们起的名字。有的波长短。有的波长长。波长不一样用处就不一样。
电磁学让通讯变得方便。以前人们写信。信要走很多天。后来有电报。电报用电线传信号。这是用电来通讯。现在用电磁波。不需要电线。手机直接发出电磁波。电磁波传到很远的地方。卫星在天上。卫星接收电磁波再传回来。这样我们就能和很远的人说话。能看到别的国家的新闻。这都是电磁学的功劳。
电磁学也让生活更安全。大楼有避雷针。避雷针把闪电的电引到地下。这样房子就不会坏。电线外面包着塑料皮。塑料不导电。这样人摸电线不会触电。这些知识都来自电磁学。医生用电磁学检查身体。心电图画心脏的电活动。脑电图画大脑的电活动。医生看这些图就知道哪里生病。
电磁学还改变了出行。火车可以不用烧煤。用电的火车叫电车。电车顶上电线供电。电动机带动车轮。这样的火车跑得快没有黑烟。磁悬浮列车更先进。它用电产生很强的磁力。磁力把列车托起来。列车不接触轨道。没有摩擦跑得更快。这是电磁学的高级应用。
家里的很多东西用到电磁学。电饭锅煮饭。里面有电热丝。电流过电热丝发热。这是电变成热。电冰箱保持低温。冰箱里有压缩机。压缩机用电动机带动。电动机原理是电生磁。门铃一按就响。按钮接通电路。电磁铁吸住铁片敲响铃铛。这些都是简单例子。复杂点的有电脑。电脑里有很多细小电路。电流通过电路表示信息。电流的快慢变化处理数据。电脑的核心是芯片。芯片里有上亿个微小开关。开关用电流控制。这需要懂得电的规律。
电磁学的基础知识不难懂。电有正电和负电。同种电互相推。异种电互相拉。磁铁有南极和北极。同种极互相推。异种极互相拉。电在导线里流动叫电流。电流像水流。水流需要压力。电流需要电压。电池提供电压。电阻阻碍电流。导线电阻小。电灯电阻大。电流通过电阻会发热发光。
电磁学的规律写成公式。公式很简洁。公式用处很大。工程师用公式设计电路。工人用公式安装电线。学生用公式理解原理。公式是工具。工具帮助人们做事。
学习电磁学要从身边开始。拆开旧玩具看看里面。有电池有小电机。电机通电就转。这就是电生磁。拿一个磁铁靠近收音机。声音会变。这是磁影响电。拿梳子梳头。梳子能吸小纸片。这是摩擦起电。生活里很多现象和电磁学有关。注意观察就能明白。
电磁学的发展没有停止。人们研究新的材料。超导材料没有电阻。电流通过不损失。这能节省很多电。人们研究无线输电。电通过电磁波传送。不用电线就能给手机充电。这些研究会让生活更好。
电和磁看不见摸不着。它们的力是真实的。它们的作用是巨大的。从点亮一盏灯到连接整个世界。电磁学默默支撑着现代生活。明白电磁学就是明白我们生活的基础。这很重要。每个人都应该懂一点电磁学。这样用电更安全。这样用设备更明白。这样看世界更清晰。