Manapság az állandó mágnesek az emberi élet számos területén hasznosíthatók. Néha nem vesszük észre jelenlétüket, de szinte minden lakásban különféle elektromos készülékekben és mechanikus eszközökben, ha alaposan megnézzük, megtalálhatjuk őket. Elektromos borotva és hangszóró, videólejátszó és falióra, mobiltelefon és mikrohullámú sütő, végül hűtőajtó - állandó mágnesek mindenhol megtalálhatók.

Használják orvostechnikában és mérőberendezésekben, különféle műszerekben és autóiparban, egyenáramú motorokban, akusztikai rendszerekben, háztartási elektromos készülékekben és még sok-sok helyen: rádiótechnikában, műszergyártásban, automatizálásban, telemechanikában stb. - Ezen területek egyike sem teljes állandó mágnesek használata nélkül.

A permanens mágneseket használó konkrét megoldásokat a végtelenségig lehetne sorolni, ennek a cikknek a témája azonban az állandó mágnesek elektrotechnikai és energetikai alkalmazásainak rövid áttekintése lesz.

Oersted és Ampere óta széles körben ismert, hogy az áramvezető vezetékek és elektromágnesek kölcsönhatásba lépnek az állandó mágnesek mágneses mezőjével. Számos motor és generátor működése ezen az elven alapul. Nem kell messzire keresni a példákat. A számítógép tápegységében lévő ventilátornak van egy forgórésze és egy állórésze.

A lapátokkal ellátott járókerék egy körben elhelyezett állandó mágnesekkel ellátott forgórész, az állórész pedig egy elektromágnes magja. Az állórész mágnesezettségének megfordításával az elektronikus áramkör az állórész mágneses mezejét forgatja, a mágneses forgórész követi az állórész mágneses terét, és megpróbálja magához vonzani - a ventilátor forog. A merevlemez forgatása hasonló módon valósul meg, és hasonló módon működnek.

Az állandó mágneseket elektromos generátorokban is alkalmazzák. Például az otthoni szélturbinák szinkrongenerátorai az egyik alkalmazási terület.

A generátor állórészén a kerület mentén generátortekercsek vannak, amelyeket a szélmalom működése során a forgórészre szerelt mozgó (a lapátokra fújó szél hatására) álló állandó mágnesek váltakozó mágneses tere keresztez. Engedelmeskedve a generátor tekercseinek vezetőit mágnesek keresztezik egyenárammal a fogyasztói áramkörbe.

Az ilyen generátorokat nemcsak szélturbinákban használják, hanem egyes ipari modellekben is, ahol a gerjesztő tekercs helyett állandó mágneseket szerelnek fel a rotorra. A mágneses megoldások előnye, hogy alacsony névleges fordulatszámú generátort lehet előállítani.

A vezető tárcsa az állandó mágnes mezőjében forog. A lemezen áthaladó áramfelvétel kölcsönhatásba lép az állandó mágnes mágneses terével, és a lemez forog.

Minél nagyobb az áramerősség, annál nagyobb a tárcsa forgási frekvenciája, mivel a forgatónyomatékot a Lorentz-erő hozza létre, amely az állandó mágnes mágneses teréből a lemezen belül mozgó töltött részecskékre hat. Lényegében egy ilyen mérő egy kis teljesítményű, mágnessel az állórészen.

A gyenge áramok mérésére nagyon érzékeny mérőműszereket használnak. Itt a patkómágnes kölcsönhatásba lép egy kis áramvezető tekercssel, amely egy állandó mágnes pólusai közötti résben van felfüggesztve.

A tekercs elhajlása a mérési folyamat során a mágneses indukció következtében létrejövő nyomaték miatt következik be, amikor az áram áthalad a tekercsen. Így a tekercs elhajlása arányosnak bizonyul a résben keletkező mágneses indukció értékével, és ennek megfelelően a tekercs vezetékében lévő árammal. Kis eltérések esetén a galvanométer skála lineáris.

Biztos van mikrohullámú sütő a konyhájában. És van benne két állandó mágnes. A mikrohullámú tartomány létrehozásához mikrohullámú sütőt kell telepíteni. A magnetron belsejében az elektronok vákuumban mozognak a katódról az anódra, és a mozgás során a pályájukat úgy kell meghajlítani, hogy az anódon lévő rezonátorok kellően erősen gerjesztődjenek.

Az elektronpálya meghajlításához gyűrűs állandó mágneseket szerelnek fel a magnetron vákuumkamrájának tetejére és aljára. Az állandó mágnesek mágneses tere meghajlítja az elektronok pályáját, így erőteljes elektronörvény keletkezik, ami gerjeszti a rezonátorokat, amelyek viszont a mikrohullámú tartományban elektromágneses hullámokat generálnak az élelmiszerek melegítésére.

Ahhoz, hogy a merevlemez feje pontosan legyen pozícionálva, az információ írási és olvasási folyamata során mozgását nagyon pontosan kell irányítani és irányítani. Ismét egy állandó mágnes segít. A merevlemez belsejében egy fix állandó mágnes mágneses mezőjében a fejhez csatlakoztatott áramvezető tekercs mozog.

Amikor a fejtekercsre áramot vezetnek, ennek az áramnak a mágneses tere az értékétől függően erősebben vagy gyengébb irányba tolja el a tekercset az állandó mágnestől, így a fej mozogni kezd, mégpedig nagy pontossággal. . Ezt a mozgást egy mikrokontroller vezérli.

Az energiahatékonyság javítása érdekében egyes országokban mechanikus energiatárolókat építenek a vállalkozások számára. Ezek elektromechanikus átalakítók, amelyek a tehetetlenségi energia felhalmozódás elvén működnek egy forgó lendkerék mozgási energiája formájában, ún.

Például Németországban az ATZ kifejlesztett egy 20 MJ kapacitású, 250 kW teljesítményű és körülbelül 100 Wh/kg fajlagos energiaintenzitású kinetikus energiatárolót. 100 kg-os lendkerék tömeggel, 6000 fordulat / perc fordulatszámmal forgó, 1,5 méter átmérőjű hengeres szerkezettel, kiváló minőségű csapágyakra volt szükség. Ennek eredményeként az alsó csapágy természetesen állandó mágnesekre épült.

Előbb-utóbb minden nő vágyik arra, hogy saját fészket építsen, stílusos és funkcionális kiegészítőkkel díszítse, és tervezői dekorációs megoldásokat alkalmazzon.

Néha azt sem tudjuk, hogyan használhatnánk másként olyan érdekes dolgokat, amelyeknek látszólag egyértelmű a célja. Tudta például, hogy a szárított tököt lakkozni is lehet, és sokáig szolgál majd vázaként az irodai vagy mezei csokrokba? Az akvarellfestékeket pedig attól a pillanattól kezdve, hogy gyermeke felnő, ne rejtse el egy távoli fiókban, mert könnyen díszítheti a tükröt a fürdőszobában.

Ma olyan aranyos és hasznos dekorációs tárgyakról fogunk beszélni, mint a mágnesek. Sokukat elhozzuk utazásainkról, igyekszünk megőrizni kedvenc helyünk emlékeit. Egyéb tematikus csecsebecséket rokonok, barátok ajándékozhatnak nekünk, megint másokat nagyanyánktól örököltünk időtlen idők óta. Kiderült, hogy a belső tér ezeknek a kis „barátainak” akár 10 féle felhasználási módja is van, amivel megismerkedünk.

1. Dekorációs elem. A legtöbb esetben a háztartási készülékeket, például a hűtőszekrényt vagy a mosógépet mágnesek díszítik. Néha akár betűmágnesekkel is díszíthetsz egy svéd falat. A lényeg az, hogy legalább valami stílust megőrizzünk. Egy nap meglátogattam egy barátomat, és nagyszámú mágnes lógott a hűtőjén. A rögtönzött szendvicsek mellett egy lány meztelen felsőteste látható, az oldalán több egyiptomi mágnes (ahol valójában voltak), majd egy tucat dolog más országokból - Vietnam, Tbiliszi, Gurzuf, Lvov, London és mások. Minden rendben lenne, de amikor ebben a káoszban megláttam egy pár betűmágnest a Rastishki joghurtból, fegyver alakú mágnesekkel körülvéve, meglepetésemnek nem volt határa! Ha azt gondolja, hogy az emberek nem figyelnek olyan apróságokra, mint a mágnesek, amikor meglátogatják Önt, akkor téved, és azt kockáztatja, hogy örökre „csípős” családnak titulálják, amely „utazásaikkal és eredményeikkel” fitogtatja magát.

2. Fotók mágnesen. Kevesen tudják, hogy a modern nyomdaipar újabb újítást talált ki - személyes fényképeket egy lapos mágnesen. Ez az élvezet azonnal, szó szerint néhány óra alatt elkészíthető, és nagyon kevésbe kerül. Nemcsak az emlékek megőrzésére találtál más módot, de egy ilyen sűrű anyagra nyomtatott fénykép kopása is sokkal kisebb. A mágneseken lévő fényképeket egyszerűen el lehet helyezni egy szekrénybe a gondos tárolás érdekében, vagy használhatjuk dekorációs elemként - például családfaként egy vasállványon.

3. Kényelmes „tartó” jegyzetekhez, valamint rögzítéshez. Kevés család van, aki ne tudna a mágnes e funkcionális használatáról. Még a fiam iskolájában is modern táblákra és állványokra csatolnak a tanárok vizuális anyagokat, táblázatokat és képeket anélkül, hogy kézzel átrajzolnák őket, mint korábban. Családunkban a mágnesek a hűtőszekrény szerves részét képezik, mert minden napi feladatot, működési telefonszámot, emlékezetes dátumot és napi rutint ezek az apró attribútumok rögzítenek.

Ami a rögzítést illeti, nagyapám gyakran használt mágneseket, hogy jobban megtapadjon a ragasztó, amikor töréseket vagy hegeket rögzített tárgyakon. Egyszerűen két mágnes közé helyezte az alkatrészt, és a gyorsabb ragasztás sem váratott sokáig magára.

Anya egy másik felhasználási lehetőséget talált a háztartásban a mágnes rögzítő tulajdonságainak - vett egy gyönyörű hosszúkás mágnescsíkot, és minden konyhai készüléket (beleértve a serpenyőket és edényeket) ráerősíti. Az ilyen csíkok késtartóként is használhatók, akár szövetbe is varrható egy mini mágnes (edénytartó, törölköző), így az is kényelmesen elhelyezhető (akár a sütőhöz is rögzíthető).

4. Szórakozás gyerekeknek és felnőtteknek. Sok rejtvényt, lenyűgöző szobrot és relaxációs eszközt a pszichológusi rendelőben régóta készítettek mágnesek segítségével. A kisgyerekek különösen örülnek a levegőben lógó tárgyaknak, valamint a mágneskockáknak, labdáknak, korongoknak és egyéb vicces dolgoknak. Mágnesekkel is létrehozhat egy „növekedési” táblát a baba számára – csak használjon egy vicces mágnest, hogy megjelölje azt a szintet, amelyre gyermeke egy bizonyos idő alatt nőtt.

5. Autóolaj tisztítás. Sebességváltóról és motorolaj betöltőről beszélünk. Ezt a mágnes funkciót autószerelő bátyám mutatta be nekem, és a férjemnek nagyon tetszett. A kompakt mágnesek biztonságosan ülnek az autó motorleeresztő dugóján, és minden kopó alkatrész hozzáragad. Az erős mágnesek csak azokat a részecskéket fogják meg, amelyek koptató hatásúak az alkatrészek anyagára, és azokat a felületükön gyűjtik össze, ahonnan minden szennyeződés könnyen eltávolítható.

6. Tárgyak keresése. Ha gyermeke eleget látott amerikai filmekből, és elveszett aranygyűrűket szeretne keresni az üdülőhelyen, ne zavarja. Egyszer vettem egy fémdetektort a fiamnak, amikor megmutatta egy régészeti kutató képességeit. Képzeld el a meglepetésemet, amikor a fiam szórakozása bevételhez kezdett. A teljes két hét alatt az üdülőhelyen a fiam 2 aranygyűrűt, egy medált és egy ezüst fülbevalót hozott a piercinghez, egyszerűen úgy, hogy gyűrűmágneses cérnát húzott végig a strandon. Férjemnek tetszett ez az ötlet, de a javításhoz használja, mert egy mágneses „szonda” segítségével gyorsan megtalálhatja a csavarok, szögek, szerelvények helyét a falakban.

Érdekes módon olyan mágnesek is kaphatók, amelyek akár 300 kg súlyú tárgyakat is fel tudnak emelni a tenger fenekéről. Egy víz alatti kalózkincs fantáziája azonnal lejátszott... Mi lett volna, ha?!

7. Hangszerek javítása. Barátom lánya régóta jár zeneiskolába, fúvós szakra, édesanyja pedig már rohangál, próbál gyorsan megszabadítani szaxofonját és trombitáját a jellegzetes horpadásoktól. Vékony íves csövön keresztül lehetetlen elérni őket, és a megfelelő javító szakembert sem olyan egyszerű megtalálni (és nem is olcsó öröm). Így hát valahol olyan információkat olvasott, hogy egy mágnes segíthet ebben a nehéz ügyben. A cső átmérőjének megfelelő (lehetőleg acélból készült) vasgolyót veszünk, és külső mágnes segítségével a horpadás helyére vezetjük. Ezután egyszerűen mozgassa a mágnest a horpadás kerülete mentén, a golyó belülről erősen vonzódik a mágneshez, tökéletesen kiegyenlítve a felületet. Az ilyen javítások nagyon olcsón és néhány perc alatt kerülnek Önnek!

8. Vas brossok vagy jelvények rögzítése anélkül, hogy nyomot hagyna a ruhákon. Egy ilyen érdekes módszert kémleltem az egyik alkalmazottunktól. Rendszeresen hord elegáns selyem-, szatén- és sifonblúzokat, a ruhakód kötelező eleme a névtábla. A lány azzal az ötlettel állt elő, hogy egy mini mágnest rögzít a ruhája hátuljára, és egyszerűen ráhelyez egy kitűzőt vagy vas brosst az elején. Meglepő módon a tábla biztonságosan tart, és a legvékonyabb ruhák sem hagynak nyomot.

9. Dekorációs elem. Sok lány hallott már az úgynevezett mágneses karkötőkről, amelyek golyókból, kockákból és más geometriai formákból állnak. Az ilyen ékszerek nagyon gyorsan összeállíthatók, ha több tematikus medált vagy névkitűzőt adsz hozzá az alapösszeállításhoz. A mágneses részeket más díszítőelemekkel is váltogathatja - bőrbetétekkel, flitterekkel, szőrmével, szövettel, stb. Ezen kívül a mágnesből készült ékszerek jótékony hatásúak a test számára!

Egyszer néztem egy műsort, ahol egy lány nagyon szeretett volna egy divatos piercinget szerezni egy bulira, de a szülei nem engedték. A gyors észjárású lány maga nem akart „lyukakat ütni” a testén, egyszerűen egy kis mágnest erősített a fülcimpája egyik oldalára, a másikra pedig 3 ezüst háromszöget. Ez a dekoráció fájdalommentesen, higiénikusan, gyorsan beszerezhető és csak azokra a napokra, amikor van kedve egy ilyen „mintát” viselni.

10. Felgyorsítja a házi készítésű infúziók fermentációját. Végül elmesélem, hogy barátom milyen csodálatos módon készít likőröket és borokat a dachájában. Azzal, hogy több mágnest helyez el a palack aljára, erős mezőt hoz létre, amely ideális bármilyen szeszes ital erjesztésére – mondja. Egy barátom azt állítja, hogy az érés többször gyorsabban megy végbe (szó szerint egy hónap alatt), és az ital ugyanazokat az íztulajdonságokat és aromás illatokat kapja, amelyek általában pár éves érlelés után tinktúrákban érlelődnek!

Ma megvizsgáltunk néhány igazán csodálatos módszert a mágnesek mindennapi életben való használatára. Tehát, ha van otthon egy-két mágnes, itt az ideje, hogy új életet adjon nekik azáltal, hogy rendeltetésszerűen használja őket.

Hasznos lesz néhány definíciót és magyarázatot adni a munka legelején.

Ha egy helyen olyan erő hat a mozgó testekre olyan töltéssel, amely nem hat az álló vagy töltés nélküli testekre, akkor azt mondják, hogy ezen a helyen erő van. egy mágneses mező az egyik általánosabb formaelektromágneses mező.

Vannak testek, amelyek képesek maguk körül mágneses teret létrehozni (és az ilyen testet a mágneses tér ereje is befolyásolja, állítólag mágnesezettek, és van egy mágneses momentum, ami meghatározza a test mágneses teret létrehozó képességét); . Az ilyen testeket ún mágnesek.

Meg kell jegyezni, hogy a különböző anyagok eltérően reagálnak a külső mágneses térre.

Vannak olyan anyagok, amelyek gyengítik magukban a külső mező hatását paramágneses anyagok és a külső mező fokozása önmagukban Diamágnesek.

Vannak olyan anyagok, amelyek hatalmas képességgel (több ezerszer) képesek fokozni magukban a külső mezőt - vas, kobalt, nikkel, gadolínium, ezen fémek ötvözetei és vegyületei, az ún.ferromágnesek.

A ferromágnesek között vannak olyan anyagok, amelyek kellően erős külső mágneses térnek kitéve önmagukban is mágnesekké válnak.kemény mágneses anyagok.

Vannak olyan anyagok, amelyek egy külső mágneses teret koncentrálnak, és miközben az aktív, mágnesként viselkednek; de ha a külső tér eltűnik, nem válnak mágnessé ezlágy mágneses anyagok

BEVEZETÉS.

Megszoktuk a mágnest, és kissé lekezelően kezeljük, mint az iskolai fizikaórák elavult attribútumaként, néha nem is sejtve, mennyi mágnes van körülöttünk. Lakásainkban tucatnyi mágnes található: villanyborotvákban, hangszórókban, magnókban, órákban, szöges üvegekben, végre. Mi magunk is mágnesek vagyunk: a bennünk áramló bioáramok mágneses erővonalak furcsa mintázatát keltik körülöttünk. A föld, amelyen élünk, egy óriási kék mágnes. A nap sárga plazmagolyó, még grandiózusabb mágnes. A teleszkópokon alig látható galaxisok és ködök felfoghatatlan méretű mágnesek. Termonukleáris fúzió, elektromos áram magnetodinamikai előállítása, töltött részecskék felgyorsítása szinkrotronokban, elsüllyedt hajók felemelése - mindezek olyan területek, ahol soha nem látott méretű, hatalmas mágnesekre van szükség. Az erős, szupererős, ultraerős és még erősebb mágneses mezők létrehozásának problémája a modern fizika és technológia egyik fő problémája lett.

A mágnest az ember időtlen idők óta ismeri. Említéseket kaptunk

a mágnesekről és azok tulajdonságairól a művekbenMilétosz Thalésze (kb. Kr. e. 600) és Platón (Kr. e. 427347). Maga a „mágnes” szó annak köszönhető, hogy a természetes mágneseket a görögök fedezték fel Magnéziában (Thesszáliában).

A természetes (vagy természetes) mágnesek a természetben mágneses ércek lerakódásai formájában fordulnak elő. A legnagyobb ismert természetes mágnes a Tartui Egyetemen található. Tömege 13 kg, 40 kg teher emelésére képes.

A mesterséges mágnesek olyan mágnesek, amelyeket az ember hoz létre különféle alapokonferromágnesek. Az úgynevezett „por” mágnesek (vasból, kobaltból és néhány más adalékanyagból) a saját tömegüknél több mint 5000-szeres terhelést képesek elviselni.

VAL VEL Kétféle mesterséges mágnes létezik:

Egyesek az únállandó mágnesek, készült "mágnesesen kemény» anyagokat. Mágneses tulajdonságaik nem kapcsolódnak külső források vagy áramok használatához.

Egy másik típusba tartoznak az úgynevezett magos elektromágnesek tól től " lágy mágneses» mirigy. Az általuk létrehozott mágneses mezőket elsősorban az okozza, hogy a magot körülvevő tekercsvezetéken elektromos áram halad át.

1600-ban jelent meg Londonban W. Gilbert királyi orvos „A mágnesről, a mágneses testekről és a nagy mágnesről – a Földről” című könyve. Ez a munka volt az első ismert kísérletünk a mágneses jelenségek tudományos szemszögből történő vizsgálatára. Ez a munka az elektromosságról és a mágnesességről akkor rendelkezésre álló információkat, valamint a szerző saját kísérleteinek eredményeit tartalmazza.

Mindenből, amivel az ember találkozik, mindenekelőtt gyakorlati hasznot húz. A mágnes sem kerülte el ezt a sorsot.

Munkám során megpróbálom nyomon követni, hogyan használják az emberek a mágneseket nem háborúra, hanem békés célokra, beleértve a mágnesek használatát a biológiában, az orvostudományban és a mindennapi életben.

MÁGNESEK HASZNÁLATA.

IRÁNYTŰ, vízszintes irányok meghatározására szolgáló eszköz a talajon. Egy hajó, repülőgép vagy földi jármű mozgási irányának meghatározására szolgál; a gyalogos haladási iránya; útbaigazítást valamilyen objektumhoz vagy tereptárgyhoz. Az iránytűket két fő osztályba sorolják: a mutató típusú mágneses iránytűkre, amelyeket a topográfusok és a turisták használnak, valamint a nem mágneses iránytűkre, például a giro- és rádióiránytűkre.

A 11. századra utal a kínai Shen Kua és Chu Yu üzenetére az iránytűk természetes mágnesekből történő gyártásáról és a navigációban való használatáról. Ha

Ha egy természetes mágnesből készült hosszú tűt olyan tengelyen egyensúlyoznak ki, amely lehetővé teszi, hogy vízszintes síkban szabadon forogjon, akkor mindig az egyik vége északra, a másik délre néz. Az északi irányú vég megjelölésével egy ilyen iránytűt használhat az irány meghatározásához.

A mágneses hatások egy ilyen tű végén koncentrálódtak, ezért ezeket pólusoknak (északi és déli) nevezték.

A mágneseket elsősorban az elektrotechnikában, a rádiótechnikában, a műszergyártásban, az automatizálásban és a telemechanikában használják. Itt ferromágneses anyagokat használnak mágneses áramkörök, relék stb.

1820-ban G. Oersted (17771851) felfedezte, hogy egy áramvezető vezető egy mágnestűre hat, és elfordítja azt. Alig egy héttel később az Ampere kimutatta, hogy két párhuzamos, azonos irányú áramú vezető vonzódik egymáshoz. Később azt javasolta, hogy minden mágneses jelenséget áramok okoznak, és az állandó mágnesek mágneses tulajdonságait az ezen mágnesek belsejében folyamatosan keringő áramokhoz kötik. Ez a feltevés teljes mértékben összhangban van a modern elképzelésekkel.

Elektromos gép generátorok és villanymotorok -forgógépek, amelyek vagy mechanikai energiát alakítanak át elektromos energiává (generátorok), vagy elektromos energiát mechanikai energiává (motorok). A generátorok működése az elektromágneses indukció elvén alapul: a mágneses térben mozgó vezetékben elektromotoros erő (EMF) indukálódik. A villanymotorok működése azon alapul, hogy a keresztirányú mágneses térben elhelyezett áramvezető vezetékre erő hat.

Magnetoelektromos eszközök.Az ilyen eszközök a mágneses mező és az áram kölcsönhatási erejét használják a mozgó rész tekercsének fordulataiban, és hajlamosak az utóbbit elfordítani.

Indukciós árammérők. Az indukciós mérő nem más, mint egy kis teljesítményű váltakozó áramú villanymotor, két tekercseléssel: egy áramtekerccsel és egy feszültségtekerccsel. A tekercsek közé helyezett vezetőképes tárcsa a fogyasztott teljesítménnyel arányos nyomaték hatására forog. Ezt a nyomatékot a tárcsában állandó mágnes által indukált áramok egyensúlyozzák ki, így a tárcsa forgási sebessége arányos az energiafogyasztással.

Elektromos karóraminiatűr akkumulátorral működik. Sokkal kevesebb alkatrészt igényelnek a működésükhöz, mint a mechanikus órákhoz; Így egy tipikus elektromos hordozható óra áramköre két mágnest, két induktort és egy tranzisztort tartalmaz.

Zár - olyan mechanikus, elektromos vagy elektronikus eszköz, amely korlátozza valami jogosulatlan használatának lehetőségét. A zár aktiválható egy adott személy birtokában lévő eszközzel (kulccsal), az adott személy által bevitt információval (numerikus vagy alfabetikus kód), vagy az adott személy valamilyen egyéni jellemzőjével (például retina mintázatával). A zár általában ideiglenesen két szerelvényt vagy két alkatrészt köt össze egy eszközben. A zárak leggyakrabban mechanikusak, de egyre gyakrabban használják az elektromágneses zárakat.

Mágneses zárak. A hengerzárak egyes modelljei mágneses elemeket használnak. A zár és a kulcs a megfelelő állandó mágneses kódkészletekkel van felszerelve. Amikor a megfelelő kulcsot behelyezik a kulcslyukba, az magához vonzza és elhelyezi a zár belső mágneses elemeit, lehetővé téve a zár kinyitását.

dinamométer - gép, szerszámgép vagy motor vonóerejének vagy nyomatékának mérésére szolgáló mechanikus vagy elektromos eszköz.

Fékdinamométereksokféle kivitelben kapható; Ilyenek például a Prony fékek, a hidraulikus és elektromágneses fékek.

Elektromágneses dinamométerkis méretű motorok jellemzőinek mérésére alkalmas miniatűr készülék formájában készíthető.

Galvanométer érzékeny készülék gyenge áramok mérésére. A galvanométer egy patkó alakú állandó mágnes és a mágnes pólusai közötti résben felfüggesztett kis áramhordozó tekercs (gyenge elektromágnes) kölcsönhatásából származó nyomatékot használja. A forgatónyomaték, és ezzel a tekercs elhajlása arányos az áramerősséggel és a légrés teljes mágneses indukciójával, így a készülék skálája a tekercs kis kitéréseinél szinte lineáris. Az erre épülő eszközök a leggyakoribb készüléktípusok.

A gyártott készülékek választéka széles és változatos: egyen- és váltóáramú kapcsolótáblák (magnetoelektromos, magnetoelektromos egyenirányítós és elektromágneses rendszerekkel), kombinált készülékek, amper-voltmérők, járművek elektromos berendezéseinek diagnosztizálására, beállítására, sík felületek hőmérsékletének mérésére. , iskolai tantermek felszerelésére szolgáló műszerek, különböző elektromos paraméterek tesztelői és mérői

Csiszolóanyagok gyártása - apró, kemény, éles részecskék, amelyeket szabad vagy kötött formában használnak különféle anyagok és az ezekből készült termékek mechanikai feldolgozására (beleértve az alakítást, nagyolást, csiszolást, polírozást) (a nagyméretű acéllemezektől a rétegelt lemezekig, optikai üvegekig és számítógépchipekig). A csiszolóanyagok lehetnek természetesek vagy mesterségesek. A csiszolóanyagok hatása az anyag egy részének eltávolítására korlátozódik a kezelt felületről.A mesterséges csiszolóanyagok gyártása során a keverékben jelenlévő ferroszilícium leüleped a kemence alján, de kis mennyiségben beágyazódik a csiszolóanyagba, majd később mágnessel eltávolítják.

Az anyag mágneses tulajdonságait széles körben használják a tudományban és a technológiában a különféle testek szerkezetének tanulmányozására. Így keletkeztek Tudományok:

Magnetokh és Miya (magnetokémia) - a fizikai kémia ága, amely az anyagok mágneses és kémiai tulajdonságai közötti kapcsolatot vizsgálja; Ezenkívül a magnetokémia a mágneses mezők hatását vizsgálja a kémiai folyamatokra. A magnetokémia a mágneses jelenségek modern fizikán alapul. A mágneses és kémiai tulajdonságok kapcsolatának vizsgálata lehetővé teszi az anyag kémiai szerkezetének sajátosságainak tisztázását.

Mágneses hiba észlelése, egy hibakeresési módszer, amely a ferromágneses anyagokból készült termékek hibáinál fellépő mágneses tértorzulások vizsgálatán alapul.

. Mikrohullámú technológia

Ultra-nagy frekvenciatartomány (UHF) - Az elektromágneses sugárzás frekvenciatartománya (100¸ 300 000 millió hertz), az ultramagas televíziós frekvenciák és a távoli infravörös frekvenciák közötti spektrumban található

Kapcsolat. A mikrohullámú rádióhullámokat széles körben használják a kommunikációs technológiában. A különféle katonai rádiórendszereken kívül számos kereskedelmi mikrohullámú kommunikációs vonal működik a világ minden országában. Mivel az ilyen rádióhullámok nem követik a földfelszín görbületét, hanem egyenes vonalban haladnak, ezek a kommunikációs kapcsolatok jellemzően dombtetőkre vagy rádiótornyokra telepített közvetítőállomásokból állnak, körülbelül 50 km-es időközönként.

Élelmiszeripari termékek hőkezelése.A mikrohullámú sugárzást élelmiszerek hőkezelésére használják otthon és az élelmiszeriparban. A nagy teljesítményű vákuumcsövek által termelt energia kis térfogatba koncentrálható a termékek rendkívül hatékony termikus feldolgozásához az ún. mikrohullámú sütők vagy mikrohullámú sütők, amelyeket tisztaság, zajtalanság és tömörség jellemez. Az ilyen eszközöket repülőgépkonyhákban, vasúti étkezőkocsikban és automatákban használják, ahol gyors ételkészítés és főzés szükséges. Az ipar háztartási használatra is gyárt mikrohullámú sütőket.

A mikrohullámú technológia terén elért gyors előrehaladás nagyrészt a speciális elektrovákuum eszközök - a magnetron és a klystron - feltalálásával függ össze, amelyek nagy mennyiségű mikrohullámú energia előállítására képesek. A hagyományos vákuumtriódára épülő generátor, amelyet alacsony frekvencián használnak, nagyon hatástalannak bizonyul a mikrohullámú tartományban.

Magnetron. A második világháború előtt Nagy-Britanniában feltalált magnetronnak nincsenek ilyen hátrányai, mivel a mikrohullámú sugárzás generálásának teljesen más megközelítésén alapul - a térfogati rezonátor elvén.

A magnetron több térfogati rezonátorral rendelkezik, amelyek szimmetrikusan helyezkednek el a közepén elhelyezkedő katód körül. A készüléket egy erős mágnes pólusai közé helyezzük.

Utazó hullám lámpa (TWT).A mikrohullámú tartományban elektromágneses hullámok generálására és erősítésére szolgáló másik elektrovákuum készülék a mozgóhullámú lámpa. Vékony, kiürített csőből áll, amely egy fókuszáló mágnestekercsbe van behelyezve.

Részecskegyorsító, olyan létesítmény, amelyben elektromos és mágneses mezők segítségével irányított elektron-, proton-, ion- és egyéb töltött részecskék nyalábjait nyerik, amelyek energiája jelentősen meghaladja a hőenergiát.

A modern gyorsítók számos és változatos technológiát alkalmaznak, pl. erős precíziós mágnesek.

Az orvosi terápiában és a diagnosztikábana gyorsítók fontos gyakorlati szerepet játszanak. A világ számos kórházában ma már rendelkezésre állnak olyan kis elektronos lineáris gyorsítók, amelyek intenzív röntgensugárzást generálnak a daganatok kezelésére. Kisebb mértékben ciklotronokat vagy protonnyalábokat generáló szinkrotronokat használnak. A protonok előnye a röntgensugárzással szemben a tumorterápiában a lokalizáltabb energiafelszabadulás. Ezért a protonterápia különösen hatékony az agy és a szem daganatainak kezelésében, ahol a környező egészséges szövetek károsodásának a lehető legkisebbnek kell lennie.

A különböző tudományok képviselői kutatásaik során figyelembe veszik a mágneses tereket. Egy fizikus az atomok és elemi részecskék mágneses terét méri, egy csillagász a kozmikus mezők szerepét vizsgálja az új csillagok képződésének folyamatában, egy geológus a Föld mágneses terének anomáliáit használja fel mágneses ércek lelőhelyeinek felkutatására, és az utóbbi időben a biológia is aktívan részt vett a mágnesek tanulmányozásában és használatában.

Biológiai tudományelső fél XX évszázadok magabiztosan írták le a létfontosságú funkciókat, anélkül, hogy figyelembe vették volna a mágneses mezők létezését. Sőt, egyes biológusok szükségesnek tartották hangsúlyozni, hogy még az erős mesterséges mágneses térnek sincs hatása a biológiai tárgyakra.

Az enciklopédiák semmit sem mondtak a mágneses terek biológiai folyamatokra gyakorolt ​​hatásáról. A tudományos irodalomban minden évben megjelentek elszigetelt pozitív megfontolások a mágneses mezők egyik vagy másik biológiai hatásáról. Ez a gyenge csorgás azonban még magában a probléma megfogalmazásában sem tudta felolvasztani a bizalmatlanság jéghegyét... És hirtelen viharos patakká változott a szivárgás. A magnetobiológiai publikációk lavinája, mintha valami csúcsról zuhanna le, a 60-as évek eleje óta folyamatosan növekszik, és elnyomja a szkeptikus kijelentéseket.

Az alkimistáktól XVI században és a mai napig a mágnes biológiai hatása sokszor talált tisztelőkre és kritikusokra. Évszázadok során ismételten megnőtt és csökkent a mágnesek gyógyító hatásai iránti érdeklődés. Segítségével megpróbálták kezelni (és nem is sikertelenül) idegbetegségeket, fogfájást, álmatlanságot, máj- és gyomorfájdalmat - több száz betegséget.

Gyógyászati ​​célokra a mágneseket valószínűleg korábban kezdték használni, mint a kardinális irányok meghatározására.

Helyi külső szerként és amulettként a mágnes nagy sikert aratott a kínaiak, indiaiak, egyiptomiak és arabok körében. GÖRÖGEK, rómaiak stb. Arisztotelész filozófus és Plinius történész említi műveiben gyógyászati ​​tulajdonságait.

A második félidőben XX században elterjedtek a mágneses karkötők, amelyek jótékony hatással vannak a vérnyomászavarban (hipertóniában és hipotóniában) szenvedő betegekre.

Az állandó mágnesek mellett elektromágneseket is használnak. A tudomány, a technológia, az elektronika, az orvostudomány számos problémájára is használják (idegbetegségek, végtagok érbetegségei, szív- és érrendszeri betegségek, rák).

A tudósok leginkább azt gondolják, hogy a mágneses mezők növelik a test ellenállását.

Léteznek elektromágneses vérsebesség-mérők, miniatűr kapszulák, amelyeket külső mágneses mezők segítségével az ereken keresztül mozgatva kitágítjuk azokat, mintát venni az út bizonyos részein, vagy éppen ellenkezőleg, helyileg eltávolítani a különböző gyógyszereket a kapszulákból.

Széles körben alkalmazzák a mágneses módszert a fémrészecskék szemből való eltávolítására.

A legtöbben ismerik a szívműködés tanulmányozását elektromos érzékelők – elektrokardiogram – segítségével. A szív által keltett elektromos impulzusok a szív mágneses mezőjét hozzák létre, amely max az értékek 10-6 a Föld mágneses terének erőssége. A magnetokardiográfia értéke abban rejlik, hogy információt szerezhet a szív elektromosan „néma” területeiről.

Meg kell jegyezni, hogy a biológusok most arra kérik a fizikusokat, hogy adjanak elméletet a mágneses tér biológiai hatásának elsődleges mechanizmusáról, a fizikusok pedig válaszul több bizonyított biológiai tényt követelnek a biológusoktól. Nyilvánvaló, hogy a különböző szakemberek szoros együttműködése sikeres lesz.

A magnetobiológiai problémákat összekötő fontos láncszem az idegrendszer reakciója a mágneses mezőkre. Az agy az, amely először reagál a külső környezet változásaira. Reakcióinak tanulmányozása lesz a kulcs a magnetobiológiai számos probléma megoldásához.

A fentiekből levonható legegyszerűbb következtetés az, hogy az alkalmazott emberi tevékenységnek nincs olyan területe, ahol ne használnának mágneseket.

Referenciák:

1. TSB, második kiadás, Moszkva, 1957.
2. Kholodov Yu.A. „Az ember a mágneses hálóban”, „Znanie”, Moszkva, 1972.
3. Anyagok az internetes enciklopédiából
4. Putilov K.A. „Fizika tanfolyam”, „Fizmatgiz”, Moszkva, 1964.

Az elektrotechnikában a ferromágnesek jelentős szerepet játszanak. A ferimágneses anyagoknak a céljuktól függően eltérő követelmények lehetnek.

Állandó mágnesek

Meghatározott tulajdonságokkal rendelkező speciális mágneses anyagokat hoztak létre. Tehát ahhoz, hogy állandó mágnest kapjunk, olyan ferromágnest kell találni, amelynek hiszterézishurkja a lehető legszélesebb lenne. Ez azt jelentené, hogy nulla külső mágneses térnél (kikapcsolás után) a maradék mágnesezettség a lehető legnagyobb volt. Az ilyen mágnesek kényszerítő ereje is nagy. Egy ilyen anyag esetében a tartományhatároknak változatlanoknak kell maradniuk. Ilyen anyag készült. A $AlNiCo V$ neve ötvözet, összetétele: $51\% Fe, 8\%Al, 14\%Ni, 24\% Co, 3\% Cu$. A tartományfalak mozgatása ebben az ötvözetben rendkívül nehéz. A megszilárdulási folyamat során az AlNiCo V egy „második fázist” képez, amely szemcsés összetételű. Az anyagot külső mágneses térben lehűtik, és a szemcsék a kívánt irányban nőnek. Többek között az anyagot mechanikai feldolgozásnak is alávetik oly módon, hogy kristályai megnyúlt szemcsék formájában helyezkednek el a preferenciális mágnesezési vonalak irányában. Ennek a ferromágnesnek a hiszterézis hurok 500-szor szélesebb, mint a lágyvas hiszterézis hurok. Az $AlNiCo$ egy hőstabil mágnes, magas korrózió- és sugárzásállósággal rendelkezik. A maradék mágnesezettség $B_r\sim 1,1-1,5\ T,$ kényszerítő erő $H_k=0,5-1,9\ kOe$ (kilo oersted) nagyságrendű. Maximális üzemi hőmérséklet akár $450^oС$. Manapság folynak kísérletek nanostrukturált ötvözetek készítésére. Akusztikus rendszerekben, stúdiómikrofonokban, hangszedőkben, villanymotorokban, relékben, érzékelőkben használják.

SmCo alapú szinterezett ritkaföldfém mágnesek. Nem igényelnek védőbevonatot, magas üzemi hőmérséklettel és nagy koercitivitással rendelkeznek, azaz ellenállnak a lemágnesezésnek. De elég törékeny és nagyon drága. A maradék mágnesezettség $B_r\sim 0,8-\1,1 T,$ kényszerítő erő $H_k=8-10\ kOe.\ $ Űrhajókban, mobiltelefonokban, számítástechnikai berendezésekben, repülőgépgyártásban, orvosi berendezésekben, mikroelektromechanikai eszközökben használják .

Neodímium mágnesek, Nd-Fe-B ötvözetek. Az üzemi hőmérséklet alacsony -60-220^oC$. Elég törékeny. Túlmelegedés esetén a mágnesezés megfordítása szükséges. Korróziónak kitéve. Könnyen mechanikusan megmunkálható, rugalmas. A szinterezett neodímium mágnesek a legnagyobb maradék mágnesezettséggel rendelkeznek, $B_r\sim 1-\ 1,4 T$ nagyságrendű, kényszerítő erővel $H_k=12\ kOe.\ $ Számítógépes berendezésekben, motorokban, érzékelőkben használják.

A mágnesek elveszíthetik a mágnesezettséget a mechanikai rezgések, deformációk és hőmérsékletváltozások miatt. A teljes lemágnesezés a Curie-pont feletti hőmérsékleten, erős mágneses térben történik, ha a ferromágnes csillapított váltakozó mágneses térben van, vagy ha az állandó külső tér a belső térrel ellentétes irányú. A vasmágnesek szobai körülmények között évtizedekig demagnetizálódnak. Sok mesterségesen létrehozott mágnes gyorsan öregszik.

Állandó mágneseket is használnak:

• Bilincsként, rögzítésként, tárgyak rögzítéseként.
• Vastárgyak keresése tapintási módszerekkel és fémtörmelék eltávolítása.

„Lágy” ferromágnesek használata

A ferromágneseket transzformátorok és motorok gyártásához használják. De ebben az esetben a ferromágnesnek más tulajdonságokkal kell rendelkeznie, mint az állandó mágneseknél. Az anyagnak mágneses értelemben „puhának” kell lennie. A mágnesezettségének könnyen változnia kell, ha a külső mágneses tér megváltozik. A ferromágnesekkel szemben támasztott követelmények ebben az esetben a következők: nagy mágneses permeabilitás és gyenge hiszterézis. Ebben az esetben tiszta anyagokat használnak szennyeződések nélkül, minimális számú doménnel a tartományok falának könnyen kell mozognia. Megpróbálják minimalizálni a kristályok anizotrópiáját. Ebben az esetben, ha az anyag szemcséi rossz szöget zárnak be a mezővel, a mágnes még mindig jól mágnesezett. Tehát kiválasztottunk egy vas és nikkel ötvözetet (körülbelül 80% Ni és 20% Fe), amelyet krómmal, rézzel vagy szilíciummal ötvöztek, ami egy nagyon „puha” ötvözetet eredményez, amely könnyen mágnesezhető. Az ilyen anyagokat permallóknak nevezik.

A 78,5 nikkelt tartalmazó permalloy jó mágneses tulajdonságait az ötvözet kétlépcsős hőkezelésével érik el. Az első szakaszban 900-950 ^oС$-ra melegítik, és körülbelül egy órán keresztül tartják, majd alacsony sebességgel lehűtik. A második szakaszban a fűtés 600 ^oС$-ig, a hűtés szobahőmérsékleten 1500 $\frac(deg)(min)$ sebességgel történik.

Minőségi transzformátorokban használják, de nem alkalmasak állandó mágnesekhez. A permalloyok nem tűrik a deformációt, tulajdonságaik jelentősen megváltoznak.

A maximális mágneses áteresztőképességű ötvözetek kis méretű transzformátorok, relék, mágneses képernyők, mágneses erősítők és relék magjaihoz használhatók. A megnövelt ellenállású ötvözeteket impulzustranszformátorok és nagyfrekvenciás berendezések magjaihoz használják.

A különböző típusú, ferromágneseket tartalmazó váltakozó áramú eszközök kiszámításakor a hiszterézis alatti hőhatás mindig kiszámításra kerül. Ennek a jelenségnek a jelenléte a transzformátorok vasmagjában vagy az egyenáramú generátorok forgó armatúrájában az energia egy részének hiszterézishőre költéséhez vezet, ami csökkenti az eszközök hatékonyságát. Ez azt jelenti, hogy az ilyen eszközökhöz speciális típusú ferromágneseket kell kiválasztani, amelyekhez a hiszterézis hurok területe minimális.

A kutatások kimutatták, hogy a nem ferromágneses fémek bizonyos arányú ötvözetei erős ferromágneses tulajdonságokkal rendelkeznek. Például a mangán bizmut, a króm tellúr stb.

Ferritek

Ha az alrácsok mágnesezettségének nagysága eltérő, akkor kompenzálatlan antiferromágnesesség lép fel. Egy testnek jelentős mágneses momentuma lehet. Az ilyen anyagokat ferrimágneseknek nevezzük. Mágneses tulajdonságaik hasonlóak a ferromágnesekéhoz. Ha a ferrimágnesek félvezető tulajdonságokkal rendelkeznek, akkor ezeket ferriteknek nevezzük – olyan mágneses félvezetőknek, amelyek nagy elektromos ellenállással rendelkeznek (körülbelül $(10)^2-(10)^6 Ohm\cdot cm$). A ferrimágnesek telítési mágnesezettsége kisebb, mint a ferromágneseké. Csak gyenge mezőkön hasznosak. A ferritek ferromágneses szigetelők. A bennük keletkező örvényáramok a magas frekvenciájú mezőkön nagyon kicsik, ez lehetővé teszi a ferritek mikrohullámú technológiában történő alkalmazását. A mikromezők a ferritekbe hatolnak be, míg a ferromágneseknél ez az örvényáramok miatt nem lehetséges.

Ezeket az anyagokat a rádiótechnikában is használják nagy frekvencián, ahol nagy örvényáram-veszteségek lépnek fel a ferromágnesekben a nagy vezetőképességük miatt.

1. példa

Feladat: Az 1. ábrán látható ferromágneses anyagok közül melyik a legalkalmasabb az emelőerő gyors beállításával rendelkező elektromágnesekhez? Állandó mágneshez?

Permanens mágneshez a széles hiszterézishurokkal rendelkező ferromágnes alkalmasabb, amely nagy koercitív erőnek felel meg, lehetővé téve az anyag kisebb sebességgel történő demagnetizálódását és nagy maradék mágnesezést. Ez azt jelenti, hogy az 1-es számú ferromágnes alkalmasabb állandó mágnesnek.

A gyorsbeállítású elektromágneshez olyan ferromágnesre van szükség, amelynek hiszterézis hurokja keskeny, a koercitív erő és a maradék mágnesezettség kisebb, ezért a 2-es számú ferromágnes kényelmesebb erre a célra.

2. példa

Feladat: Lehet-e forró acélcsöveket elektromágneses daruval szállítani?

Nyilvánvalóan ezt nem szabad megtenni, mivel a ferromágneses tulajdonságait Curie-pont feletti hőmérsékleten a ferromágnes elveszti, és nagyon alacsony mágneses permeabilitással paramágnesessé válik, és mágneses tulajdonságai elégtelenné válnak a csövek szállítására.

A mágneseket elsősorban az elektrotechnikában, a rádiótechnikában, a műszergyártásban, az automatizálásban és a telemechanikában használják. Itt ferromágneses anyagokat használnak mágneses áramkörök, relék stb. .

Az elektromos gépgenerátorok és az elektromos motorok olyan forgógépek, amelyek vagy mechanikai energiát alakítanak át elektromos energiává (generátorok), vagy elektromos energiát mechanikai energiává (motorok). A generátorok működése az elektromágneses indukció elvén alapul: a mágneses térben mozgó vezetékben elektromotoros erő (EMF) indukálódik. A villanymotorok működése azon alapul, hogy a keresztirányú mágneses térben elhelyezett áramvezető vezetékre erő hat.

Magnetoelektromos eszközök. Az ilyen eszközök a mágneses mező és az áram közötti kölcsönhatás erejét használják fel a mozgó rész tekercsének fordulataiban, ami az utóbbit elfordítja.

Indukciós árammérők. Az indukciós mérő nem más, mint egy kis teljesítményű váltakozó áramú villanymotor két tekercssel - egy áramtekerccsel és egy feszültségtekerccsel. A tekercsek közé helyezett vezetőképes tárcsa a fogyasztott teljesítménnyel arányos nyomaték hatására forog. Ezt a nyomatékot a tárcsában állandó mágnes által indukált áramok egyensúlyozzák ki, így a tárcsa forgási sebessége arányos az energiafogyasztással.

Az elektromos karórákat egy miniatűr akkumulátor táplálja. Sokkal kevesebb alkatrészt igényelnek a működésükhöz, mint a mechanikus órákhoz; Így egy tipikus elektromos hordozható óra áramköre két mágnest, két induktort és egy tranzisztort tartalmaz.

dinamométer - mechanikus vagy elektromos eszköz a gép, szerszámgép vagy motor vonóerejének vagy nyomatékának mérésére.

A fékpadok változatos kivitelben kaphatók; Ilyenek például a Prony fékek, a hidraulikus és elektromágneses fékek.

Kis méretű motorok jellemzőinek mérésére alkalmas miniatűr készülék formájában elektromágneses dinamométer készíthető.

A galvanométer egy érzékeny műszer gyenge áramok mérésére. A galvanométer egy patkó alakú állandó mágnes és a mágnes pólusai közötti résben felfüggesztett kis áramhordozó tekercs (gyenge elektromágnes) kölcsönhatásából származó nyomatékot használja. A forgatónyomaték, és ezzel a tekercs elhajlása arányos az áramerősséggel és a légrés teljes mágneses indukciójával, így a készülék skálája a tekercs kis kitéréseinél szinte lineáris. Az erre épülő eszközök a leggyakoribb készüléktípusok.

Az anyag mágneses tulajdonságait széles körben használják a tudományban és a technológiában a különféle testek szerkezetének tanulmányozására. Így jött létre a tudomány:

A magnetokémia a fizikai kémia egyik ága, amely az anyagok mágneses és kémiai tulajdonságai közötti kapcsolatot vizsgálja; Ezenkívül a magnetokémia a mágneses mezők hatását vizsgálja a kémiai folyamatokra. A magnetokémia a mágneses jelenségek modern fizikán alapul. A mágneses és kémiai tulajdonságok kapcsolatának vizsgálata lehetővé teszi egy anyag kémiai szerkezetének sajátosságainak tisztázását.

Mágneses hibadetektálás, hibakeresési módszer a ferromágneses anyagokból készült termékek hibáinál fellépő mágneses tértorzulások vizsgálatán alapuló módszer.

Részecskegyorsító, olyan létesítmény, amelyben elektromos és mágneses mezők felhasználásával irányított elektron-, proton-, ion- és egyéb töltött részecskék nyalábjait állítják elő, amelyek energiája jelentősen meghaladja a hőenergiát.

A modern gyorsítók számos és változatos technológiát alkalmaznak, pl. erős precíziós mágnesek.

A gyorsítók fontos gyakorlati szerepet töltenek be az orvosi terápiában és diagnosztikában. A világ számos kórházában ma már rendelkezésre állnak olyan kis elektronos lineáris gyorsítók, amelyek intenzív röntgensugarakat generálnak a daganatok kezelésére. Kisebb mértékben ciklotronokat vagy protonnyalábokat generáló szinkrotronokat használnak. A protonok előnye a röntgensugárzással szemben a tumorterápiában a lokalizáltabb energiafelszabadulás. Ezért a protonterápia különösen hatékony az agy és a szem daganatainak kezelésében, ahol a környező egészséges szövetek károsodásának a lehető legkisebbnek kell lennie.

A különböző tudományok képviselői kutatásaik során figyelembe veszik a mágneses tereket. Egy fizikus az atomok és elemi részecskék mágneses terét méri, egy csillagász a kozmikus mezők szerepét vizsgálja az új csillagok képződésének folyamatában, egy geológus a Föld mágneses terének anomáliáit használja fel mágneses ércek lelőhelyeinek felkutatására, és az utóbbi időben a biológia is aktívan részt vett a mágnesek tanulmányozásában és használatában.

A 20. század első felének biológiai tudománya magabiztosan írta le a létfontosságú funkciókat anélkül, hogy figyelembe vette volna a mágneses mezők létezését. Sőt, egyes biológusok szükségesnek tartották hangsúlyozni, hogy még az erős mesterséges mágneses térnek sincs hatása a biológiai tárgyakra.

Az enciklopédiák semmit sem mondtak a mágneses terek biológiai folyamatokra gyakorolt ​​hatásáról. A tudományos irodalomban minden évben megjelentek elszigetelt pozitív megfontolások a mágneses mezők egyik vagy másik biológiai hatásáról. Ez a gyenge csorgás azonban még magában a probléma megfogalmazásában sem tudta felolvasztani a bizalmatlanság jéghegyét... És hirtelen viharos patakká változott a szivárgás. A magnetobiológiai publikációk lavinája, mintha valami csúcsról zuhanna le, a 60-as évek eleje óta folyamatosan növekszik, és elnyomja a szkeptikus kijelentéseket.

A 16. század alkimistáitól napjainkig a mágnes biológiai hatása sokszor talált tisztelőkre és kritikusokra. Évszázadok során ismételten megnőtt és csökkent a mágnesek gyógyító hatásai iránti érdeklődés. Segítségével megpróbálták kezelni (és nem is sikertelenül) idegbetegségeket, fogfájást, álmatlanságot, máj- és gyomorfájdalmat - több száz betegséget.

Gyógyászati ​​célokra a mágneseket valószínűleg korábban kezdték használni, mint a kardinális irányok meghatározására.

Helyi külső szerként és amulettként a mágnes nagy sikert aratott a kínaiak, hinduk, egyiptomiak, arabok, görögök, rómaiak stb. Arisztotelész filozófus és Plinius történész említi műveiben gyógyászati ​​tulajdonságait.

A 20. század második felében elterjedtek a mágneses karkötők, amelyek jótékony hatással voltak a vérnyomászavarban (hipertóniában és hipotóniában) szenvedő betegekre.

Az állandó mágnesek mellett elektromágneseket is használnak. A tudomány, a technológia, az elektronika, az orvostudomány számos problémájára is használják (idegbetegségek, végtagok érbetegségei, szív- és érrendszeri betegségek, rák).

A tudósok leginkább azt gondolják, hogy a mágneses mezők növelik a test ellenállását.

Léteznek elektromágneses vérsebesség-mérők, miniatűr kapszulák, amelyeket külső mágneses mezők segítségével az ereken keresztül mozgatva kitágítjuk azokat, mintát venni az út bizonyos részein, vagy éppen ellenkezőleg, helyileg eltávolítani a különböző gyógyszereket a kapszulákból.

Széles körben alkalmazzák a mágneses módszert a fémrészecskék szemből való eltávolítására.

A legtöbben ismerik a szívműködés tanulmányozását elektromos érzékelők – elektrokardiogram – segítségével. A szív által generált elektromos impulzusok a szív mágneses terét hozzák létre, amely maximum értékekben a Föld mágneses mezejének erősségének 10-6-a. A magnetokardiográfia értéke abban rejlik, hogy információt szerezhet a szív elektromosan „néma” területeiről.

Meg kell jegyezni, hogy a biológusok most arra kérik a fizikusokat, hogy adjanak elméletet a mágneses tér biológiai hatásának elsődleges mechanizmusáról, a fizikusok pedig válaszul több bizonyított biológiai tényt követelnek a biológusoktól. Nyilvánvaló, hogy a különböző szakemberek szoros együttműködése sikeres lesz.

A magnetobiológiai problémákat összekötő fontos láncszem az idegrendszer reakciója a mágneses mezőkre. Az agy az, amely először reagál a külső környezet változásaira. Reakcióinak tanulmányozása lesz a kulcs a magnetobiológiai számos probléma megoldásához.

A 20. század végi technológiai forradalmak közül az egyik legfontosabb a fogyasztók nukleáris üzemanyagra való átállása. Ismét a mágneses mezők kerültek a fókuszba. Csak ők tudják majd megfékezni az eltévedt plazmát egy „békés” termonukleáris reakcióban, amelynek fel kell váltania a radioaktív urán- és tóriummagok hasadási reakcióit.

Mit égetnél még el? - az energetikai dolgozókat mindig kínzó kérdés egy megszállott refrén. Sokáig a tűzifa segített, de alacsony az energiafelhasználása, ezért a fatüzelésű civilizáció primitív. Jelenlegi gazdagságunk a fosszilis tüzelőanyagok elégetésére épül, de a könnyen elérhető olaj-, szén- és földgázkészletek lassan, de biztosan kimerülnek. Akarva-akaratlanul át kell irányítanunk az ország üzemanyag- és energiamérlegét valami másra. A következő évszázadban a szerves tüzelőanyag maradványait meg kell őrizni a kémia alapanyagszükségleteihez. A fő energianyersanyag pedig, mint ismeretes, a nukleáris üzemanyag lesz.

A plazma mágneses hőszigetelésének ötlete a mágneses térben mozgó, elektromosan töltött részecskék azon jól ismert tulajdonságán alapul, hogy elhajlítják pályájukat és térvonalak spirálján mozognak. A pálya görbülete egy nem egyenletes mágneses térben ahhoz a tényhez vezet, hogy a részecske olyan tartományba kerül, ahol a mágneses tér gyengébb. A feladat az, hogy a plazmát minden oldalról erősebb mezővel vegyük körül. Ezt a problémát a világ számos laboratóriumában oldják meg. A plazma mágneses elzárását szovjet tudósok fedezték fel, akik 1950-ben javasolták a plazma úgynevezett mágneses csapdákba (vagy ahogy gyakran nevezik őket, mágneses palackokba) zárását.

Példa egy nagyon egyszerű rendszerre a plazma mágneses behatárolására a mágneses dugókkal vagy tükrökkel ellátott csapda (tükörcsapda). A rendszer egy hosszú cső, amelyben hosszanti mágneses tér jön létre. A cső végein masszívabb tekercsek vannak feltekerve, mint a közepén. Ez azt eredményezi, hogy a cső végén lévő mágneses erővonalak sűrűbbek, és ezeken a területeken a mágneses tér erősebb. Így a mágneses palackban rekedt részecske nem hagyhatja el a rendszert, mert át kellene lépnie a térerővonalakon, és a Lorentz-erő hatására azokon „feltekerni”. Ezen az elven épült meg az I.V.-ről elnevezett Atomenergia Intézetben felbocsátott Ogra-1 installáció hatalmas mágneses csapdája. Kurchatov 1958-ban. Az Ogra-1 vákuumkamra hossza 19 m, belső átmérője 1,4 m A mágneses teret létrehozó tekercs átlagos átmérője 1,8 m, a térerősség a kamra közepén 0,5 T. , forgalmi dugókban 0,8 T.

A termonukleáris erőművekből nyert villamos energia költsége nagyon alacsony lesz az alapanyag (víz) alacsony költsége miatt. Eljön az idő, amikor az erőművek szó szerint óceánnyi villamos energiát fognak termelni. Ennek az elektromos áramnak a segítségével talán nemcsak a földi életkörülmények radikális megváltoztatására - folyók visszafordítására, mocsarak, vízi sivatagok lecsapolására -, hanem a környező világűr megjelenésének megváltoztatására is lehetőség nyílik. benépesítik és „újjáélesztik” a Holdat, hogy légkörrel vegyék körül a Marsot.

Az egyik fő nehézség ezen az úton egy adott geometriájú és nagyságú mágneses tér létrehozása. A modern termonukleáris csapdák mágneses mezői viszonylag kicsik. Ha azonban figyelembe vesszük a kamrák hatalmas térfogatát, a ferromágneses mag hiányát, valamint a mágneses tér alakjára vonatkozó speciális követelményeket, amelyek megnehezítik az ilyen rendszerek létrehozását, el kell ismernünk, hogy a meglévő csapdák nagy technikai vívmány.

A fentiek alapján megállapíthatjuk, hogy jelenleg nincs olyan iparág, amelyben ne alkalmaznának mágnest vagy a mágnesesség jelenségét.

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: A szénelemek jellemzői és kémiai tulajdonságai