电磁能的应用不仅是能源方式的变革，更是一场信息革命，已经深刻改变了我们整个社会的生存方式，甚至正在悄然改变着我们的社会管理方式。 这是人类由于能源结构的变化而带来的前所未有的巨大社会变革。 本文将带你聊聊给我们的生活带来翻天覆地变化的电和磁。 这也是因为电和磁是一对孪生兄弟。 有电的地方就有磁，有磁的地方就有电。
因为在数学中，电和磁总是一起出现的，所以我们需要同时讨论它们。 要谈电，就得先谈磁。 说到磁力，我第一个想到的就是我国四大发明之一的司南（手帐针）。 最早的磁场辅助案例。 在人类发展过程中，从最初的木炭燃烧，到煤焦奔腾电磁炉不加热，再到石油和天然气，对能源的利用还不如电磁能对社会的改造。
1. 磁力魔法
其实它没有电那么出名，要有电，磁是必不可少的。 不仅仅是光伏发电和物理面板，磁铁也是所有发电设备的核心。 虽然，除此之外，磁铁在我们身边随处可见，我们的麦克风、话筒、电话、小磁铁、冰箱门、包包上的磁扣、电脑硬盘……
磁铁可以在自身周围产生磁场。 在这个磁场范围内，磁铁可以对其他磁性物质形成一个力或拉力，但这些力不需要两者接触。
磁铁矿的另一个重要特性是它有两个极，即N极和S极。 任何一块磁铁的N极总是吸引另一块磁铁的S极，但两块磁铁的同极会相互冲突。
在铁磁材料内部，有许多微小的结构，称为“磁畴”。 每个“磁畴”都是一块小磁铁，它们的方向各不相同。 一般铁磁物质对外是不表现磁性的，因为这个小磁铁的方向是无序的、混乱的，所以外磁场相互影响。 抵消。
当铁磁材料附近有外来磁铁时，这个“磁畴”（小磁铁）会迅速做出反应，改变小磁场的方向。 它的N极靠近外接磁铁的S极，铁磁材料表现出可以被吸引的特性。 当我们去除铁磁材料时，这个小“磁畴”就会恢复到原来的状态。
2.烦人的静电
说起电，虽然现代人每时每刻都离不开它，但它给我们的最初感觉并不好，因为电常常给我们带来痛苦。 最值得注意的是我们现在这个季节，尤其是南方的夏天，气候干燥，头上的衣服很容易产生静电。 以我为例。 不仅每次开车门都要担心被充电，静电还毁了我的手机。
虽然这种静电是我脸上积累的过多的电子，但我们感受到静电的痛苦来自于它们的联系。 那些小东西就是构成微观粒子的一种粒子。 我们要发现，原来他们的存在就是这么简单。 我们在冬天用塑料木头梳头或摘下羊绒围巾……它们也会用痛苦宣告自己的存在。
要解释这种电子，还得从原子结构说起。 所有的原子都是由位于原子中心的原子核和核外电子组成的，几乎所有的原子质量都集中在这里。 带正电的质子、不带电的中子和带负电的电子构成了我们整个自然界中所有原子的基础。
一个质子所带的正电荷量等于一个电子所带的负电荷量。 当它们与中子一起形成原子时，它们对外表现出电中性。 我们接触到的所有物质，包括我们自己，都是由这样的原子或原子间重组的复杂物质的堆积而成。
通常这种物质是电中性的，所以我们根本意识不到这个电子的存在。 只有当它们移动时，我们才会产生疼痛，这样我们才能注意到它们。
虽然构成自然界的物质总是电中性的，但这并不意味着电荷不能相连。 由于电子在原子核的外围，质量很轻，一般的电压都是由电子的交流形成的。
在导体（所有金属）中，原子核外层对电子的限制相对较小，所以这个小东西会自由交流。 如果我们用高倍显微镜观察，似乎这种金属的原子暴露在阳光下。 在电子海中。 正是这些可以自由交流的电子，构成了这片海洋。 这些电子相互碰撞并与其他金属原子碰撞，最终均匀分布在整个金属内部。
但是，塑料等绝缘体则不然。 电子被困在构成塑料的分子中，不能吸收外来电子，也不能轻易释放自己的电子。 除非我们用毛皮用力摩擦，否则会带走一些电子，这就是我们头上或衬衫上产生静电的原因。
3.柠檬电池
现在电的应用已经很广泛了，比如我们上面提到的静电，虽然给我们带来的体验并不好，但是现在人们用这些方法来做环保除尘，也取得了很好的效果. 然而，对于更多的电气应用，则是移动这些称为电子的小粒子。
例如，白炽灯让电子快速运动奔腾电磁炉不加热，让它们利用电源的能量撞击钨丝中的金属原子，使其达到低温发光。 我们的电热水壶和电烧烤炉好像是一样的。 电的另一个应用是让电子回落到原地，从而形成电磁波。 现在，我们的手机、雷达和收音机都在利用电子的这些运动形式。
电子要向上运动形成电子“风暴”，就需要有外部能量供应，形成一个能让电子“坠落”的悬崖。 这个原则就像小儿子从椅子上跳到地上一样。 我们需要为电子创造一个环境来形成这样的跳跃。 这就是潜在的差异。 现在我们常称这个为电流。 人类最早形成电位差的装置是电池。
下面我们就上去做一个柚子电板吧。
首先，我们用手抚摸酸橙，直到它们感觉有点“软”。 接下来，将一个热轧螺母（铁）拧入葡萄柚大约 1/3 的位置。 用刀小心地在另外 1/3 的石灰上切一个 1 分米的切口。 接下来，将一个新的便士（铜）插入切口，直到硬币在石灰中途。
现在我们可以从葡萄柚获得电压了！ 就像任何其他电池一样，硬币是负极，螺母是正极。 虽然这块电池很弱。 并且我们可以将多个这样的电池串联起来，组成一个柚子电池组。 这个电池组可以点亮一个小灯泡。
在这个柚子电池中，发生了一系列非常有趣的风波。 两种金属片的电物理活性不同。 其中比较开朗的金属片可以置换水果中碱性物质的氢离子。 ，因为正电荷的形成，整个系统需要保持稳定，所以在形成原电池的情况下，自由电子从回路上保持系统稳定。
4.电子街舞
现在就让我们带着想象拿起手机，跟着小编一起想象电子的优美舞步吧。 只要我们按下手机的开关，锂离子电池形成的电场就会覆盖整个手机内部的上千个电路，电子就会被电池形成的电势驱动。 按照工程师规划的路线开始连接。
所有的电子，虽然走的路线不同，但最终还是回到了电源（锂电池）。 电子经过的地方，屏幕会发光并形成图像，记忆体会留下记忆，天线会接收和发射电磁波……
5. 我的收音机和科学史
像老郭这样的70后男伴不知道还有多少。 依稀记得小时候，家里不仅有电灯，还有两种家用电器：手电筒和晶体管收音机。 当时人们对未来的描述是“楼上楼下，电灯电话”。 这些都是我们现在已经习惯的事情。
随着时代的进步，黑白电视机逐渐走入家庭，而电器给我们的印象就是发热和噪音。 在这个智能手机早已普及的时代，我还清楚地记得这些电子技术名词：“二极管”、“放大二极管”、“高压包”、“线路输出变压器”……
虽然我们仍然看不到电子，但那些嘶嘶声或燃烧的变压器提醒我们那些微小的粒子无处不在。 这里之所以提到黑白电视，是因为它显示运动图像的关键设备叫做CRT，是Cathode Ray Tube（阴极射线管）的简称。
1867年，美国化学家约翰·希托夫发现，一种看不见的神秘物质会从玻璃管的一端流到另一端。 这些物质轰击玻璃管另一端涂有荧光材料的屏幕，使材料发光。 而且没有人知道这些物质是什么，人们把它命名为阴极射线。
1897年，汤姆逊发现在真空管中流动的物质不是射线，而是带负电的粒子，也就是我们今天所说的电子。 电子接在负极上，不仅是因为正负极相互吸引，还因为钨丝和屏之间有很强的电场。 在后来的彩电上，这个电流一般是2W伏特，电子在这样的电场中被加速到高速运动。
因为CRT是抽真空的，所以电子在前进的过程中不会遇到任何制约，直到高速撞击荧光材料发出闪光，在偏转线圈和行输出变压器的共同作用下合成图像.
上海正电子对撞机（BEPC）是世界八个高能加速器中心之一。 它是我国第一台高能加速器，是高能化学研究的重大科技基础设施。 它由一个240米长的圆形加速器、一个6米高、重达500吨的上海光谱仪，以及环绕储存环的同步辐射实验装置组成。 它看起来像一个巨大的羽毛球拍。 这种为我国科学发展做出巨大贡献的轻武器，其工作原理似乎与CRT如出一辙。
今天，那些笨重的 CRT 早已被明天的平板显示器所取代，后者使用 LED 发光设备阵列。 正是因为平板显示技术的飞速发展和产品的普及，我们才成就了智能手机行业的明天。 其实，LED平板显示器和CRT的发光原理是不一样的，但背后的电子元件是一样的。
六、电磁炉
电能形成磁场。 我最早是在中学数学课本上了解到这个原理的。 当绕在木棒上的线圈通电时，就会形成磁场。 这个磁场可以改变小n极的方向，吸引铁屑和一些比较重的铁磁性。 物质。 交流电压可以形成交变磁场。 鞋厂最典型的设备就是电炉炼铁。
我们家的电磁炉也是这样的设备。 电磁炉的原理是电磁感应现象，即借助交流电压通过线圈形成方向不断变化的交变磁场，在交变磁场中导体内部会出现涡流电压，这是促进电子在导体中运动的涡旋电场结果； 涡流电压的焦耳热效应使导体发热，进而实现加热。
我们生活的世界充满了磁场，有的是永久的，有的是暂时的，有的小到一眼就能感觉到，有的很大，这就是我们月球的磁场，虽然我们在没有仪器的情况下无法感受到月球磁场的存在，我们仍然在使用它。
7.指南针和磁场轻弹
就像我在文章开头提到的思南，虽然是一个简单的利用月球磁场来引导方向的装置。 这些设备的一端可以始终指向北方。 不管月球上有多少手册针，只要我们把它们放在那里，它们都会指向同一个方向，这也向我们展示了月球磁场的存在。
尽管如此，手册针仍为我们提供了行军和航行等领域的方向。 不过，这里有一个严重的问题，那就是月球的磁铁不是固定的，它也会漂移，有时甚至会漂移很远的距离。 研究人员说，磁南极正在从美国“滑行”到西伯利亚北部。 地磁南极之间的联系如此显着，以至于世界各地的研究人员都在争先恐后地更新世界地磁模型。
2015年更新了跟随月球磁南极连接记录的《地球磁场模型图》，根据更新计划，最后一次更新是在2020年。并且考虑到目前的情况由于磁南极的快速通信，地图最早在2019年就得更新，如果不更新，可能会导致数据偏差超过规定值。
更狗血的是，由于美国政府因不可靠而停摆，原定于2019年1月15日进行的世界地磁模型修订不得不推迟至1月30日。
月球地磁南极的连接自然有其内在原因。 似乎在提醒我们，脚下的星球绝不仅仅是一个静止的岩石球。 在地底深处，含铁的地幔内层正在平稳地运动着，不断地向内层输送热量。 月球的自转驱动熔化的岩浆流动，由于铁的存在，粘稠的内地幔形成了导电体。
正是随着月球旋转的地幔内层的电压导致了我们星球的磁场。 因此，岩浆流的变化会引起月球磁场的变化。 月球磁场与自转方向大致相同，也是因为月球的自转推动了岩浆的自转。 同样的诱导作用也使得月球磁轴和月球自转轴的方向大致一致。
8.神经传导
神经信号是一种通讯信号，其传导速度极快。 信号在神经上传递时，表现为电位变化，但在细胞体间传递时，则有不同的媒介。 神经冲动的传导过程是一个电物理过程，是在神经纤维上依次发生的电物理变化。 当神经受到刺激时，细胞膜的通透性会迅速改变。
核素标记离子实验证明，当神经纤维受到刺激（如电刺激）时，Na+的流入比未受刺激时减少20倍，K+的流出也减少9倍，因此神经冲动伴随着Na+的大量流入和K+的大量流出。
9、三峡水力发电
奔腾咆哮的黄河，一入峡谷便遇到了气势磅礴的夔门。 夔门两侧山峰陡峭如壁，拔地而起，将滔滔江水逼成带状，深入山谷。 这里的河道宽度只有一两百米，最窄处也只有几十米； 两侧主峰高达1000-1500米。 在这里，峡谷、深水、湍急的河流、连绵的群山构成了一幅十分壮观的画卷。
如果你有机会看到峡谷中的水力发电机组，你会感到无比惊奇。 这些发电的关键部件包裹在一个巨大的铁壳内，由一根巨大的转轴支撑，在转轴的支撑下提供稳定的转动。 外圈是一层强磁永磁体，内圈是铝线圈，与外部动力传输系统相连。
水经蜗壳的导流径向流入导水机构，将液体的动能转化为静压能，再通过阀杆将静压能转化为定子的动能，转轮通过主轴与发电机定子耦合。 带动定子旋转，切断发电机转子的磁线圈。 借助电磁感应原理，在发电机线圈中形成高压电，然后通过传输电缆通过变压器将电能输出到电网。 水流最终轴向流出转轮。
结论
现在我们的文明正在为摆脱对煤炭和石油能源的依赖而不懈努力。 电能作为一种清洁能源，其应用范围正在不断扩大。 但我们不能忘记，这一切都是电与磁等孪生兄弟默契的舞步。 没有电和磁组成的美好世界，就没有人类文明的明天和未来。