Manyetik terapi nedir? Elektromanyetik alanın dinamik teorisi Dinamik bir manyetik alan nasıl oluşturulur.

Süper güçlü manyetik alanlar nelerdir?

Bilimde doğayı anlamak için çeşitli etkileşimler ve alanlar araç olarak kullanılmaktadır. Fiziksel bir deney sırasında, araştırmanın nesnesini etkileyen araştırmacı, bu etkiye verilen tepkiyi inceler. Analiz ederek olayın doğası hakkında bir sonuca varırlar. Manyetizma maddelerin yaygın bir özelliği olduğundan, en etkili etki aracı manyetik alandır.

Manyetik alanın kuvvet özelliği manyetik indüksiyondur. Aşağıda ultra güçlü manyetik alanlar üretmek için en yaygın yöntemlerin açıklaması yer almaktadır; 100 T'nin (tesla) üzerinde indüksiyonlu manyetik alanlar.

Karşılaştırma için -

• süper iletken kuantum interferometre (SQUID) kullanılarak tespit edilen minimum manyetik alan 10-13 T'dir;
• Dünyanın manyetik alanı – 0,05 mT;
• hatıra buzdolabı mıknatısları – 0,05 T;
• alniko (alüminyum-nikel-kobalt) mıknatıslar (AlNiCo) – 0,15 T;
• ferrit kalıcı mıknatıslar (Fe 2 O 3) – 0,35 T;
• samaryum-kobalt kalıcı mıknatıslar (SmCo) - 1,16 Tesla;
• en güçlü neodim kalıcı mıknatıslar (NdFeB) – 1,3 Tesla;
• Büyük Hadron Çarpıştırıcısının elektromıknatısları - 8,3 Tesla;
• en güçlü kalıcı manyetik alan (Ulusal Yüksek Manyetik Alan Laboratuvarı, Florida Üniversitesi) - 36,2 Tesla;
• Tesise zarar vermeden elde edilen en güçlü darbeli manyetik alan (Los Alamos Ulusal Laboratuvarı, 22 Mart 2012) 100,75 Tesla'dır.

Şu anda, Megagauss Kulübüne katılan ülkelerde süper güçlü manyetik alanlar oluşturma alanında araştırmalar yürütülmekte ve megagauss manyetik alanların oluşturulması ve ilgili deneylerle ilgili Uluslararası konferanslarda tartışılmaktadır ( Gauss– CGS sistemindeki manyetik indüksiyon ölçüm birimi, 1 megagauss = 100 Tesla).

Bu kadar güçlü manyetik alanlar oluşturmak için çok yüksek güç gereklidir, bu nedenle şu anda bunlar yalnızca darbeli modda elde edilebilmektedir ve darbe süresi onlarca mikrosaniyeyi aşmamaktadır.

Tek turlu solenoide deşarj

100...400 Tesla aralığında manyetik indüksiyonlu ultra güçlü darbeli manyetik alanlar elde etmenin en basit yöntemi, kapasitif enerji depolama cihazlarının tek turlu solenoidlere boşaltılmasıdır ( solenoid- bu, dönüşleri yakından sarılmış ve uzunluğu çaptan önemli ölçüde daha büyük olan tek katmanlı silindirik bir bobindir).

Kullanılan bobinlerin iç çapı ve uzunluğu genellikle 1 cm'yi geçmez. Endüktansları küçüktür (nanohenry birimleri), bu nedenle, içlerinde süper güçlü alanlar oluşturmak için megaamper düzeyinde akımlar gerekir. Düşük öz indüktansa sahip ve onlarca ila yüzlerce kilojul arasında depolanan enerjiye sahip yüksek voltajlı (10-40 kilovolt) kapasitör bankaları kullanılarak elde edilirler. Bu durumda endüksiyonun maksimum değere çıkma süresi 2 mikrosaniyeyi geçmemelidir, aksi takdirde süper güçlü bir manyetik alana ulaşılmadan solenoidin tahribatı meydana gelecektir.

Solenoidin deformasyonu ve tahribatı, solenoiddeki akımdaki keskin bir artış nedeniyle yüzey (“cilt”) etkisinin önemli bir rol oynamasıyla açıklanmaktadır - akım, solenoidin yüzeyinde ince bir tabaka halinde yoğunlaşmıştır. solenoid ve akım yoğunluğu çok büyük değerlere ulaşabilmektedir. Bunun sonucu olarak solenoid malzemesinde sıcaklık ve manyetik basıncın arttığı bir alan ortaya çıkar. Zaten 100 Tesla'lık bir indüksiyonda, bobinin refrakter metallerden yapılmış yüzey tabakası erimeye başlar ve manyetik basınç, bilinen metallerin çoğunun gerilme mukavemetini aşar. Alanın daha da büyümesiyle erime bölgesi iletkenin derinliklerine yayılır ve yüzeyinde malzemenin buharlaşması başlar. Sonuç olarak, solenoid materyalinde patlayıcı bir tahribat meydana gelir (“deri tabakası patlaması”).

Manyetik indüksiyonun değeri 400 Tesla'yı aşarsa, böyle bir manyetik alan, katılardaki bir atomun bağlanma enerjisine benzer bir enerji yoğunluğuna sahip olur ve kimyasal patlayıcıların enerji yoğunluğunu çok aşar. Böyle bir alanın etki bölgesinde, kural olarak, bobin malzemesinin saniyede 1 kilometreye kadar genişleme hızıyla bobin malzemesinin tamamen yok edilmesi meydana gelir.

Manyetik akı sıkıştırma yöntemi (manyetik kümülasyon)

Laboratuvarda maksimum manyetik alanı (2800 T'ye kadar) elde etmek için manyetik akı sıkıştırma yöntemi kullanılır ( manyetik birikim).

İletken silindirik bir kabuğun içinde ( astar) yarıçaplı r 0 ve kesit S 0 indüksiyonlu eksenel bir başlangıç ​​manyetik alanı oluşturulur B 0 ve manyetik akı F = B 0 S 0 Ve. Daha sonra astar dış kuvvetler tarafından simetrik ve hızlı bir şekilde sıkıştırılırken yarıçapı azalır. RF ve kesit alanına kadar Sf. Astarın içine giren manyetik akı da kesit alanıyla orantılı olarak azalır. Elektromanyetik indüksiyon yasasına uygun olarak manyetik akıdaki bir değişiklik, astarda indüklenen bir akımın ortaya çıkmasına neden olur ve manyetik akıdaki azalmayı telafi etme eğiliminde olan bir manyetik alan yaratır. Bu durumda manyetik indüksiyon değere göre artar. B f =B 0 *λ*S 0 /Sf burada λ manyetik akı koruma katsayısıdır.

Manyetik kümülasyon yöntemi adı verilen cihazlarda uygulanır. manyetik-kümülatif (patlayıcı-manyetik) jeneratörler. Astar, kimyasal patlayıcıların patlama ürünlerinin basıncıyla sıkıştırılır. Başlangıçtaki manyetik alanı oluşturmak için kullanılan akım kaynağı bir kapasitör bankasıdır. Manyetik kümülatif jeneratörler oluşturma alanındaki araştırmanın kurucuları Andrei Sakharov (SSCB) ve Clarence Fowler (ABD) idi.

1964'teki deneylerden birinde, MK-1 manyetik kümülatif jeneratör kullanılarak 4 mm çapında bir boşlukta 2500 Tesla'lık bir rekor alan kaydedildi. Bununla birlikte, manyetik kümülasyonun istikrarsızlığı, süper güçlü manyetik alanların patlayıcı üretiminin tekrarlanamaz doğasının nedeniydi. Manyetik birikim sürecinin stabilizasyonu, manyetik akıyı ardışık olarak bağlanan koaksiyel kabuklardan oluşan bir sistem tarafından sıkıştırılarak mümkündür. Bu tür cihazlara ultra güçlü manyetik alanların kademeli jeneratörleri denir. Başlıca avantajları, kararlı çalışma ve ultra güçlü manyetik alanların yüksek oranda tekrarlanabilirliğini sağlamalarıdır. 140 kg patlayıcı kullanan ve astarın 6 km/s'ye kadar sıkıştırma hızını sağlayan MK-1 jeneratörünün çok aşamalı tasarımı, 1998 yılında Rusya Federal Nükleer Merkezi'nde dünya rekoru kıran bir manyetik elde edilmesini mümkün kıldı. 2 cm3 hacimde 2800 Tesla alan. Böyle bir manyetik alanın enerji yoğunluğu, en güçlü kimyasal patlayıcıların enerji yoğunluğundan 100 kat daha fazladır.

Ultra güçlü manyetik alanların uygulanması

Güçlü manyetik alanların fiziksel araştırmalarda kullanılması, 1920'lerin sonlarında Sovyet fizikçi Pyotr Leonidovich Kapitsa'nın çalışmalarıyla başladı. Ultra güçlü manyetik alanlar galvanomanyetik, termomanyetik, optik, manyetik-optik ve rezonans olaylarının araştırılmasında kullanılır.

Özellikle aşağıdakiler geçerlidir:

Giriş 1

(1) Elektrik ve manyetik deneylerde en belirgin mekanik olay, aralarında oldukça önemli bir mesafe bulunmasına rağmen belirli durumlardaki cisimlerin birbirlerini harekete geçirmelerinden kaynaklanan etkileşimdir.

Bu nedenle, bu olayların bilimsel olarak yorumlanması için öncelikle cisimler arasında etki eden kuvvetin büyüklüğünü ve yönünü belirlemek gerekir ve bu kuvvetin bir dereceye kadar cisimlerin göreceli konumuna bağlı olduğu tespit edilirse ve Bu olguları, her cisimde hareketsiz veya hareket halinde olan, onun elektrik veya manyetik durumunu oluşturan ve belirli bir mesafede hareket etme yeteneğine sahip başka bir şeyin varlığını varsayarak ilk bakışta bu gerçekleri açıklamak doğal görünür. Matematik yasalarına uygun.

Böylece statik elektrik, manyetizma, akım taşıyan iletkenler arasındaki mekanik etki ve akım indüksiyon teorisi gibi matematiksel teoriler ortaya çıktı. Bu teorilerde iki cisim arasına etki eden kuvvet sadece cisimlerin durumuna ve göreceli konumlarına bağlı olarak kabul edilir, çevre dikkate alınmaz.

Bu teoriler, parçacıkları belli bir mesafeden birbirlerine etki etme yeteneğine sahip maddelerin varlığını az çok açık bir şekilde kabul etmektedir. Bu tür bir teorinin en eksiksiz gelişimi, hem elektrostatik hem de elektromanyetik olayları dahil eden W. Weber'e2 aittir.

Ancak bunu yaptıktan sonra, iki elektrik parçacığı arasında etki eden kuvvetin yalnızca karşılıklı mesafeye değil, aynı zamanda göreceli hızlarına da bağlı olduğunu kabul etmek zorunda kaldı.

Weber ve Neumann3 tarafından geliştirilen bu teori, statik elektrik, elektromanyetik çekimler, akımların indüksiyonu ve diyamanyetik olaylara uygulanması açısından son derece ustaca ve şaşırtıcı derecede kapsamlıdır; Bu teori bizim için daha da geçerli çünkü hem elektriksel ölçümlere sabit bir birim sistemi getirerek hem de elektrik biliminin pratik kısmında bu kadar büyük ilerlemeler kaydeden kişinin yol gösterici fikriydi. şimdiye kadar bilinmeyen bir doğrulukla elektriksel büyüklüklerin belirlenmesi 4 .

(2) Bununla birlikte, hızlarına bağlı olarak kuvvetlerle belirli bir mesafede hareket eden parçacıkların varlığının varsayımıyla ilgili mekanik zorluklar, bu teoriyi kesin olarak değerlendirmemi engelliyor; her ne kadar hala faydalı olabilirse de. olgular arasında koordinasyonun kurulmasıyla ilgilidir. Bu nedenle, hem bedeni çevreleyen ortamda hem de uyarılmış bedenlerin kendisinde meydana gelen süreçlerin sonucu olduğunu varsayarak, olguların açıklamalarını farklı bir yönde aramayı ve birbirlerinden uzaktaki cisimler arasındaki etkileşimleri açıklamaya çalışmayı tercih ettim. gözle görülür mesafelerde doğrudan işleyebilecek kuvvetlerin varlığını varsaymadan birbirlerine.

(3) Önerdiğim teori, elektrik veya manyetik cisimleri çevreleyen uzayla ilgili olduğu için elektromanyetik alan teorisi olarak adlandırılabilir ve bu uzayda maddenin var olduğunu kabul ettiği için dinamik teori olarak da adlandırılabilir. gözlemlenen elektromanyetik olayların üretildiği hareket halindedir.

(4) Elektromanyetik alan, elektrik veya manyetik durumdaki cisimleri içeren ve çevreleyen uzayın bir parçasıdır. Bu boşluk herhangi bir maddeyle doldurulabilir veya Heusler tüpleri 5'te veya diğer vakum tüplerinde olduğu gibi tüm yoğun maddeleri buradan çıkarmaya çalışabiliriz. Ancak ışığın ve ısının dalga hareketlerini algılamaya ve iletmeye yetecek miktarda madde her zaman mevcuttur. Ve radyasyonların iletimi çok fazla değişmediğinden, eğer sözde vakumun yerini kayda değer yoğunluktaki şeffaf cisimler alırsa, bu dalga hareketlerinin yoğun maddeyle değil eterik maddeyle ilgili olduğunu kabul etmek zorunda kalırız. bu sadece bir dereceye kadar eterin hareketini değiştirir. Bu nedenle, ışık ve ısı olgularına dayanarak, uzayı dolduran ve tüm cisimlere nüfuz eden, harekete geçirilme ve bu hareketi tek bir parçadan iletme yeteneğine sahip bir tür eterik ortamın var olduğunu varsaymak için bazı nedenlerimiz var. Kendinden diğerine yoğun maddeyi iletmek, onu ısıtmak ve çeşitli şekillerde etkilemek için kullanılır.

(5) Dalga hareketleri, ısıtılan cismin kendisine ulaşmadan bir süre önce ısı kaynağını terk ettiğinden, ısınma yoluyla vücuda verilen enerjinin daha önce hareketli ortamda var olması ve bu süre zarfında enerjinin yarı yarıya mevcut olması gerekir. ortamın ve yarının elastik gerilim şeklinde hareket şekli. Profesör W. Thomson 6, bu değerlendirmelerden yola çıkarak bu ortamın sıradan maddenin yoğunluğuyla karşılaştırılabilecek bir yoğunluğa sahip olması gerektiğini savundu ve hatta bu yoğunluğun alt sınırını da belirledi.

(6) Bu nedenle, verili olarak, (söz konusu durumda) ilgilendiğimiz bilim dalından bağımsız olarak, küçük ama gerçek yoğunluğa sahip nüfuz eden bir ortamın varlığını kabul edebiliriz. harekete geçirilme ve hareketi bir parçadan diğerine büyük ama sonsuz olmayan bir hızla iletme yeteneği ile.

Sonuç olarak, bu ortamın parçaları, bir parçanın hareketi bir şekilde geri kalan parçaların hareketine bağlı olacak şekilde bağlanmalı ve aynı zamanda bu bağlantılar belirli bir tür elastik yer değiştirmeye muktedir olmalıdır, çünkü iletişim Hareketin gerçekleşmesi anlık değil, zaman gerektirir.

Dolayısıyla bu ortam, parçalarının hareketine bağlı olarak “gerçek” enerji ve esnekliği nedeniyle ortamın yapacağı iş olan “potansiyel” enerji olmak üzere iki tür enerjiyi alma ve depolama özelliğine sahiptir. orijinal durumuna geri dönüyor, ardından yaşadığı yer değiştirme.

Titreşimlerin yayılması, bu enerji türlerinden birinin dönüşümlü olarak diğerine sürekli dönüşümünden oluşur ve herhangi bir anda tüm ortamdaki enerji miktarı eşit olarak bölünür, böylece enerjinin yarısı hareket enerjisi, diğeri ise hareket enerjisi olur. elastik gerilimin enerjisinin yarısı.

(7) Bu tür bir yapıya sahip bir ortam, ışık ve ısı olaylarını belirleyenlerin dışında başka türde hareket ve yer değiştirme yeteneğine sahip olabilir; bazıları ise ürettikleri olaylarla duyularımız tarafından algılanacak şekilde olabilir.

(8) Faraday 7, düzlemsel polarize bir ışının, mıknatısların oluşturduğu manyetik kuvvet çizgileri yönünde şeffaf bir diyamanyetik ortamdan geçtiği durumlarda, bazı durumlarda ışıldayan bir ortamın manyetizma etkisi yaşadığını artık biliyoruz. akımlar, ardından düzlem polarizasyonu dönmeye başlar.

Bu dönme her zaman, etkili bir manyetik alan oluşturmak için pozitif elektriğin diyamanyetik cisim etrafında akması gereken yönde meydana gelir.

Verde 8 o zamandan bu yana diyamanyetik bir cismin paramanyetik bir cisimle (örneğin eterdeki ferrik klorür çözeltisi) değiştirilmesi durumunda dönmenin ters yönde gerçekleştiğini keşfetti.

Profesör W. Thomson 9 Tuck, tek hareketi ışık titreşimlerinin hareketi olan herhangi bir ortamın parçaları arasında etkili olan kuvvetlerin hiçbir dağılımının bu olguları açıklamaya yeterli olmadığına, ancak ortamda varlığını kabul etmemiz gerektiğine işaret etti. hafif olan titreşim hareketine ek olarak mıknatıslanmaya bağlı bir hareket.

Polarizasyon düzleminin manyetik etki nedeniyle dönmesinin yalnızca gözle görülür yoğunluğa sahip ortamlarda gözlemlendiği kesinlikle doğrudur. Ancak manyetik alanın özellikleri, bir ortamın yerini başka bir ortam veya bir boşluk aldığında o kadar fazla değişmez ki, yoğun bir ortamın eterin hareketini değiştirmekten daha fazlasını yaptığını kabul etmemizi sağlar. Bu nedenle şu soruyu sormak için meşru bir temele sahibiz: eterik ortamın hareketi, manyetik etkilerin gözlemlendiği her yerde gerçekleşmiyor mu? Bu hareketin, ekseni manyetik kuvvet yönünde olan bir dönme hareketi olduğunu varsaymak için bazı nedenlerimiz var.

(9) Artık elektromanyetik alanda gözlemlenen başka bir olguyu tartışabiliriz. Bir cisim manyetik kuvvet çizgileri boyunca hareket ettiğinde, elektromotor kuvvet denen şeyi deneyimler; Vücudun iki zıt ucu zıt yönlerde elektriklenir ve elektrik akımı vücuttan geçme eğilimindedir. Elektromotor kuvvet yeterince büyük olduğunda ve kimyasal olarak karmaşık bazı cisimlere etki ettiğinde, onları ayrıştırır ve bileşenlerden birinin cismin bir ucuna, diğerinin ise tam ters yönde (10) yönlendirilmesine neden olur.

Bu durumda, dirence rağmen elektrik akımı oluşturan ve vücudun uçlarını ters yönde elektriklendiren bir kuvvetin açık bir tezahürüyle karşı karşıyayız; Vücudun bu tuhaf durumu yalnızca bir elektromotor kuvvetin etkisi ile korunur ve bu kuvvet ortadan kaldırıldığı anda, eşit ve zıt bir kuvvetle vücutta ters bir akıma neden olma ve orijinal elektriksel durumuna geri dönme eğilimi gösterir. . Son olarak, eğer bu kuvvet yeterince güçlüyse, kimyasal bileşikleri ayrıştırır ve bileşenleri iki zıt yönde hareket ettirir; bunların doğal eğilimi ise ters yönde bir elektromotor kuvvet oluşturabilecek bir kuvvetle birbirine bağlanmaktır.

Dolayısıyla bu kuvvet, bir elektromanyetik alan içindeki hareketi nedeniyle veya bu alanın kendisinde meydana gelen değişiklikler nedeniyle bir cisme etki eden bir kuvvettir; Bu kuvvetin etkisi ya vücutta akım üretilmesinde ve ısıtılmasında ya da vücudun ayrışmasında ya da birini ya da diğerini yapamıyorsa, o zaman vücudu elektrik polarizasyon durumuna getirmede kendini gösterir. - Vücudun uçlarının zıt yönde elektriklendiği ve rahatsız edici kuvvet ortadan kaldırıldığında vücudun kendisini kurtarma eğiliminde olduğu zorlanmış bir durum.

(10) Önerdiğim teoriye göre bu “elektromotor kuvvet”, hareketin ortamın bir kısmından diğerine aktarılması sırasında ortaya çıkan kuvvettir ve bu kuvvet sayesinde bir parçanın hareketi harekete neden olur. başka birinin. Bir elektromotor kuvvet iletken bir yol boyunca etki ettiğinde, bir dirençle karşılaştığında elektrik enerjisinin sürekli olarak ısıya dönüşmesine neden olan bir akım üretir; ikincisi artık sürecin herhangi bir tersine çevrilmesiyle elektrik enerjisi biçiminde geri yüklenemez.

(11) Ancak bir elektromotor kuvvet bir dielektrik üzerine etki ettiğinde, parçalarında bir polarizasyon durumu yaratır; bu, etki altındaki bir demir kütlesinin parçalarının polarizasyonuna benzer; mıknatıstır ve manyetik polarizasyon gibi, her parçacığın zıt durumlarda (11) zıt uçlara sahip olduğu bir durum olarak tanımlanabilmektedir.

Elektromotor kuvvetinin etkisi altındaki bir dielektrikte, her moleküldeki elektriğin, molekülün bir tarafının pozitif olarak elektriklendiğini ve diğer tarafının negatif olarak elektriklendiğini, ancak elektriğin tamamen molekülle ilişkili kaldığını ve elektriklenmediğini hayal edebiliriz. bir molekülden diğerine geçer.1 Bu etkinin dielektrik maddenin tüm kütlesi üzerindeki etkisi ifade edilir! elektriğin belirli bir yönde genel yer değiştirmesinde. 12 Bu yer değiştirme bir akıma eşdeğer değildir, çünkü belirli bir dereceye ulaştığında değişmeden kalır, ancak bir akımın başlangıcıdır ve değişiklikleri, yer değiştirmenin (12) artmasına veya azalmasına göre pozitif veya negatif yönde akımlar üretir. Dielektrik içinde herhangi bir elektriklenme belirtisi yoktur, çünkü herhangi bir molekülün yüzeyinin elektriklenmesi, onunla temas halinde olan molekülün yüzeyinin zıt elektriklenmesiyle nötrleştirilir; ancak elektrifikasyonun nötrleştirilmediği dielektrik sınır yüzeyinde, bu yüzeyin pozitif veya negatif elektrifikasyonunu gösteren fenomenler buluyoruz. Elektromotor kuvvet ile ürettiği elektriksel yer değiştirme miktarı arasındaki ilişki dielektrikin doğasına bağlıdır; aynı elektromotor kuvvet genellikle cam veya kükürt gibi katı dielektriklerde havaya göre daha fazla elektriksel yer değiştirme üretir.

(12) Dolayısıyla burada, elektromotor kuvvetin başka bir etkisini, yani elektriksel yer değiştirmeyi görüyoruz; bu, teorimize göre, yapılarda ve makinelerde meydana gelene benzer şekilde, bir kuvvetin etkisine bir tür elastik uyumdur. bağlantıların (13) kusurlu sertliğine.

(13) Dielektriklerin (14) endüktif kapasitansının pratik çalışması, iki müdahale edici olaydan dolayı zorlaşmaktadır. Birincisi dielektrik iletkenliğidir; çoğu durumda son derece küçük olmasına rağmen yine de tamamen algılanamaz. İkincisi, elektriksel absorpsiyon 15 olarak adlandırılan bir olgudur ve bir dielektrik, bir elektromotor kuvvete maruz kaldığında, elektriksel yer değiştirmenin kademeli olarak artması ve elektromotor kuvvet kaldırılırsa, dielektrikin anında orijinal durumuna geri dönmemesi gerçeğinden oluşur; ancak kendisine verilen elektrifikasyonun yalnızca bir kısmını boşaltır ve kendi haline bırakıldığında, dielektrikin iç kısmı yavaş yavaş depolarize olurken, yavaş yavaş yüzeyinde elektriklenme elde eder. Neredeyse tüm katı dielektrikler, Leyden kavanozunun artık yükünü ve F. Jenkin 16 tarafından açıklanan elektrik kablolarındaki bazı olayları açıklayan bu olguyu sergiler.

(14) Burada, ideal elastik bir cisimle karşılaştırdığımız ideal bir dielektrikin esnekliğinden farklı iki tür uyumla daha karşılaşıyoruz. İletkenlikle ilgili uyumluluk, viskoz bir akışkanın (başka bir deyişle yüksek iç sürtünmeye sahip bir akışkanın) veya en ufak bir kuvvetin zamanla artan şekilde sürekli bir şekil değişikliği ürettiği yumuşak bir cismin uyumu ile karşılaştırılabilir. kuvvetin eylemi. Elektriksel absorpsiyon olgusuyla ilişkili uyum, boşluklarında kalın bir sıvı içeren hücresel yapının elastik gövdesinin uyumuyla karşılaştırılabilir. Basınca maruz kalan böyle bir cisim yavaş yavaş sıkışır ve basınç kaldırıldığında vücut hemen önceki şekline dönmez, çünkü vücudun maddesinin esnekliği, tam dengeden önce yavaş yavaş sıvının viskozitesini aşmalıdır. restore edildi. Bazı katılar, yukarıda bahsettiğimiz yapıya sahip olmasalar da, bu türden mekanik özellikler sergilerler17 ve bu aynı maddelerin, dielektrikler olarak benzer elektriksel özelliklere sahip olmaları ve eğer manyetik maddeler ise, karşılık gelen özelliklere sahip olmaları oldukça mümkündür. Manyetik polaritenin kazanılması, tutulması ve kaybedilmesi ile ilgili özellikler 18.

(15) Dolayısıyla bazı elektrik ve manyetizma olgularının optik olgularla aynı sonuçlara yol açtığı görülüyor; yani tüm cisimlere nüfuz eden ve onların varlığıyla yalnızca bir dereceye kadar değişen eterik bir ortamın olduğu; bu ortamın bazı kısımlarının elektrik akımları ve mıknatıslar tarafından harekete geçirilme yeteneğine sahip olduğu; bu hareketin ortamın bir kısmından diğerine bu parçaların bağlantılarından kaynaklanan kuvvetlerin yardımıyla iletildiği; bu kuvvetlerin etkisi altında, bu bağlantıların esnekliğine bağlı olarak belirli bir yer değiştirmenin meydana geldiği ve bunun sonucunda ortamdaki enerjinin, biri parçaların gerçek hareket enerjisi olmak üzere iki farklı biçimde var olabileceği ortamın, diğeri ise parçaların elastikiyetlerinden dolayı bağlantılarından kaynaklanan potansiyel enerjidir.

(16) Böylece çok çeşitli hareketler yapabilen, ancak aynı zamanda bir parçanın hareketi belirli ilişkilere göre diğer parçanın hareketine bağlı olacak şekilde birbirine bağlanan karmaşık bir mekanizma kavramına ulaşıyoruz. Bu hareketler, bağlantıların esnekliği nedeniyle birbirine bağlı parçaların göreceli yer değiştirmesinden kaynaklanan kuvvetler tarafından iletilir. Böyle bir mekanizma, dinamiğin genel yasalarına uymalı ve parçaların hareketleri arasındaki ilişkinin biçiminin bilindiğini varsayarak, bu hareketin tüm sonuçlarını çıkarabilmemiz gerekir. (17) İletken bir devrede bir elektrik akımı aktığında, alanın bitişik kısmının bilinen manyetik özelliklerle karakterize edildiğini ve alanda iki devre varsa, alanın her iki akımla ilgili manyetik özelliklerinin de şu şekilde olduğunu biliyoruz: birleştirildi. Böylece alanın her bir kısmı her iki akımla da bağlantılıdır ve her iki akım da alanın mıknatıslanmasıyla olan bağlantıları nedeniyle birbirine bağlıdır. İncelemeyi önerdiğim bu bağlantının ilk sonucu, bir akımın diğeriyle indüksiyonu ve iletkenlerin bir alandaki hareketi nedeniyle indüksiyondur.

Bundan çıkan bir diğer sonuç, içinden akım geçen iletkenler arasındaki mekanik etkileşimdir. Akım indüksiyonu olgusu, Helmholtz 19 ve Thomson 20 tarafından iletkenlerin mekanik etkileşiminden türetilmiştir. Ters sırayı takip ettim ve mekanik etkileşimi indüksiyon yasalarından çıkardım. Daha sonra bu fenomenlerin bağlı olduğu L, M, N 21 değerlerini belirlemek için deneysel yöntemleri anlattım.

(18) Daha sonra akımların indüksiyonu ve çekilmesi olgusunu elektromanyetik alanın incelenmesine ve bunların manyetik özelliklerini gösteren manyetik kuvvet çizgilerinden oluşan bir sistemin kurulmasına uyguluyorum. Aynı alanı bir mıknatısla inceleyerek, alan çizgilerini dik açıyla kesen eşpotansiyel manyetik yüzeylerinin dağılımını gösteriyorum.

Bu sonuçları sembolik hesap alanına dahil etmek için22 bunları genel elektromanyetik alan denklemleri biçiminde ifade ediyorum.

Bu denklemler şunları ifade eder:
(A) Elektriksel yer değiştirme, gerçek iletim akımı ve her ikisinden oluşan toplam akım arasındaki ilişki.
(B) Manyetik kuvvet çizgileri ile devrenin indüksiyon katsayıları arasındaki ilişki, halihazırda indüksiyon yasalarından türetilmiştir.
(C) Elektromanyetik birim sistemine göre bir akımın gücü ile manyetik etkileri arasındaki ilişki.
(D) Herhangi bir cisimdeki cismin bir alandaki hareketinden, alanın kendisindeki değişikliklerden ve elektrik potansiyelinin alanın bir kısmından diğerine değişmesinden kaynaklanan elektromotor kuvvetin değeri.
(E) Elektriksel yer değiştirme ile onu üreten elektromotor kuvvet arasındaki ilişki.
(F) Elektrik akımı ile onu ileten elektromotor kuvvet arasındaki ilişki.
(G) Herhangi bir noktadaki serbest elektrik miktarı ile o noktadaki elektriksel yer değiştirmeler arasındaki ilişki.
(H) Serbest elektrikteki artış veya azalış ile yakındaki elektrik akımları arasındaki ilişki 20 değişken içeren toplamda 20 denklem vardır.

(19) Daha sonra bu nicelikler aracılığıyla, her bir noktadaki (23) kısmen manyetik ve kısmen de elektrik polarizasyonuna bağlı olarak elektromanyetik alanın iç enerjisini ifade ediyorum.

Buradan, öncelikle içinden bir elektrik akımının aktığı hareketli bir iletkene etki eden mekanik kuvveti belirliyorum; ikincisi, manyetik kutba; üçüncüsü, elektrikli bir gövde üzerinde.

İkinci sonuç, yani elektrikli bir gövdeye etki eden mekanik kuvvet, elektriksel eylemlere dayalı bağımsız bir elektriksel ölçüm yönteminin ortaya çıkmasına neden olur. İki yöntemde kullanılan birimler arasındaki ilişki, ortamın "elektriksel esnekliği" dediğim şeye bağlı gibi görünüyor ve Weber ve Kohlrausch tarafından deneysel olarak belirlenen orandır.

Daha sonra bir kapasitörün elektrostatik kapasitansının ve bir dielektrikin spesifik endüktif kapasitansının nasıl hesaplanacağını göstereceğim.

Farklı elektriksel dirençlere ve endüktif kapasitanslara sahip paralel madde katmanlarından oluşan bir kapasitör durumu daha ayrıntılı olarak incelenmiş ve genel anlamda elektriksel soğurma adı verilen olgunun, yani kapasitörün aniden boşalması durumunda, daha sonra bir süre sonra gerçekleşeceği gösterilmiştir. kısa sürede varlığını algılayacaktır artıkşarj.

(20) Genel denklemler, iletken olmayan bir alan boyunca yayılan bir manyetik bozulma durumuna da uygulanır ve bu şekilde yayılabilen tek bozulmanın, yayılma yönüne enine olan bozulmalar olduğu ve yayılma hızı hızdır v, bir elektromanyetik ünitede bulunan elektriğin elektrostatik birimlerinin sayısını ifade eden Weber'inkine benzer deneylerden deneysel olarak belirlenmiştir.

Bu hız ışık hızına o kadar yakın ki, ışığın kendisinin (ışın ısısı ve diğer radyasyonlar dahil), elektromanyetizma yasalarına göre bir elektromanyetik alan boyunca yayılan dalgalar biçiminde bir elektromanyetik rahatsızlık olduğu sonucuna varmak için iyi bir nedenimiz var gibi görünüyor. 24. Eğer durum böyleyse, bir yandan hızlı ışık titreşimlerinden hesaplanan ortamın esnekliği ile diğer yandan elektrik deneylerinin yavaş süreciyle bulunan ortamın esnekliği arasındaki örtüşme, elastik özelliklerin ne kadar mükemmel ve doğru olduğunu gösterir. ortamın havadan daha yoğun bir madde ile dolu olmaması gerekir. Yoğun şeffaf cisimlerde aynı elastikiyet karakteri korunursa, kırılma indeksinin karesinin spesifik dielektrik kapasitans ile spesifik manyetik kapasitans 25 ürününe eşit olduğu ortaya çıkar. İletken ortam bu tür radyasyonu hızlı bir şekilde emer ve bu nedenle genellikle opaktır.

Boyuna olanları hariç tutarak enine manyetik bozuklukların yayılması kavramı, Profesör Faraday 26 tarafından "Işın Titreşimleri Üzerine Düşünceler" adlı eserinde kesinlikle takip edilmektedir. Onun önerdiği şekliyle ışığın elektromanyetik teorisi özü itibariyle bu raporda geliştirmekte olduğum teoriyle aynıdır, tek farkı 1846'da yayılma hızını27 hesaplamak için mevcut hiçbir veri yoktu.

(21) Daha sonra genel denklemler, iki dairesel akımın karşılıklı endüktans katsayılarının ve bobinin öz endüktans katsayısının hesaplanmasına uygulanır.

Akım akmaya başladığı anda tel kesitinin farklı kısımlarında düzgün bir akım dağılımının olmaması, sanırım ilk kez araştırılıyor ve kendi kendine indüksiyon katsayısı için buna karşılık gelen bir düzeltme yapılıyor. kurmak.

Bu sonuçlar İngiliz Elektrik Direnç Standartları Birliği Komitesi'nin deneylerinde kullanılan bobinin öz indüktansının hesaplanmasına uygulanır ve elde edilen değerler deneysel olarak belirlenen değerlerle karşılaştırılır.

* Kitapta: D. K. Maxwell Elektromanyetik alan teorisi üzerine seçilmiş çalışmalar. M, 1954, s. 251-264.
1 Royal Society İşlemleri, CLV, 1864
2 Wilhelm Weber (1804-1891) - Alman fizikçi, uzun menzilli elektrodinamiğin temel yasasını türetti; Kohlrausch Rudolf (1809-1858) ile birlikte ilk kez 1856'da elektrostatik ve manyetik yük birimlerinin oranını ölçtü ve bunun ışık hızına (3-108 m/s) eşit olduğu ortaya çıktı.
3 Electrodynamische Maassbestimmungen, Leipzig. Trans, cilt 1, 1849 ve Taylor's Scientific Memoirs, cilt V, bölüm XIV.
4 Bu, Weber ve Kohlrausch'un deneylerine atıfta bulunmaktadır.
5 Heinrich Geisler (1814-1879), bir dizi fiziksel alet tasarlayan bir Alman fizikçiydi: hidrometreler, cıva pompaları, vakum tüpleri - Heusler tüpleri olarak adlandırılanlar, vb.
6 Thomson William (Lord Kelvin) (1824-1907) - termodinamiğin kurucularından biri olan seçkin bir İngiliz fizikçi; Kendi adını taşıyan mutlak sıcaklık ölçeğini tanıttı, elektriksel salınım teorisini geliştirdi, salınım devresinin periyodunun formülünü elde etti, diğer birçok keşif ve buluşun yazarı ve fiziksel dünyanın mekanik resminin destekçisi. W. Thomson. "Aydınlık Ortamın Olası Yoğunluğu ve Bir Cubis Mile Güneş Işığının Mekanik Değeri Üzerine", Edinburgh Kraliyet Cemiyeti İşlemleri, s. 57, 1854.
7 Maxwell'in kinetik enerji dediği şey budur.
8" Tecrübe. Res.", seri XIX. Emile Verdet (1824-1866) - Polarizasyon düzleminin manyetik dönüşünün ışığın dalga boyunun karesiyle orantılı olduğunu deneysel olarak keşfeden Fransız fizikçi. Verdet, Comptes rendus, 1856, ikinci yarı, 529 ve 1857 ile, ilk yarı, s. 1209.
9 So W. Thomson, Kraliyet Cemiyeti Tutanakları, Haziran 1856 ve Haziran 1861.
10 Maxwell, elektrolitlerin elektrik alanıyla ayrışmasıyla ilgili eski fikirlere bağlı kalıyor.
11 Faraday, “Exp. Res", seri XI; Mossotti, Mem. della Soc. Italina (Mode-pa), cilt XXIV, bölüm 2, s. 49.
12 Burada Maxwell yer değiştirme akımı kavramını tanıtıyor.
13 Esneklik teorisi modelleri açıklama amacıyla kullanılmıştır.
14 Bu Maxwell'in bir maddenin dielektrik sabiti dediği şeydir.
15 Faraday, "Exp Res" (1233-1250).
16 İngiliz Birliğinin F. Jenkm Raporları, 1859, s. 248 ve Denizaltı Kabloları Ticaret Kurulu Raporu, s. 136 ve 464.
17 Örneğin, küçük plastik figürlerin yapıldığı tutkal, melas vb. bileşimi gibi; deforme olduklarında ancak yavaş yavaş orijinal şekillerini alırlar.
18 Maxwell'in esneklik teorisindeki analojileri nasıl kullandığına dair bir başka örnek.
19 Rusça baskısı, Helmholtz. "Gücü koruma konusunda." M., 1922.
20 W. Thomson. İngiliz Birliğinin Raporları, 1848; Phil. Mag., Aralık 1851.
21 L, M, N, iletkenlerin akımla etkileşiminin bağımlılığını tanımlamak için Maxwell tarafından ortaya atılan bazı geometrik büyüklüklerdir: L, birinci iletkenin şekline, N ikincinin şekline ve M, iletkenin göreceli konumuna bağlıdır. bu iletkenler.
22 Bu "sembolik hesap" Hamilton'un vektör ve operatör analizi üzerine çalışmasından alınmıştır.
23 Modern formdaki (SI cinsinden) bu denklemler şuna benzer: (A) bir denklem değil, toplam akım yoğunluğu vektörünün bir tanımıdır:
24 Burada Maxwell ışığın elektromanyetik doğasını vurguluyor.
25 Yani p2 = e|l.
26 Phil. Mag., Mayıs 1846 veya “Exp. Res.", cilt III.
27 Işık hızına ilişkin ilk güvenilir değerler I. Fizeau (1849) ve L. Foucault'nun (1850) deneylerinde elde edildi.

Birçok kişi sözde manyetik alanın varlığını biliyor. Etrafında var olduğu en yaygın nesne sıradan bir kalıcı mıknatıstır. Onun hakkında ne biliyoruz ve genellikle kendini nasıl gösteriyor? Demir nesneleri çeken sert bir malzeme parçasıdır. Herhangi bir şekle sahip olabilir; mıknatısın özel amacı dikkate alınarak üretim sırasında özelleştirilir. Mıknatısların kutupları vardır; güney ve kuzey. Bir mıknatısın iki parçasını alıp bunları birleştirmeye çalışırsanız, bir durumda birbirlerini çekmeye çalışacaklar, diğer durumda ise birbirlerini itmeye çalışacaklar. Benzer kutuplar birbirini iter, farklı kutuplar ise çeker.

Ayrıca bir mıknatısın tamamı iki parçaya bölünürse (eşit olup olmadıkları önemli değil), kendi manyetik kutuplarına ve kendi çekim yoğunluklarına sahip iki farklı mıknatıs elde ederiz. Bu durumda manyetizmanın gücü aynı mıknatısların boyutuna bağlı olacaktır. Bu neden oluyor? Manyetizma ile ilgili bu ilginç olayların özü nedir?

Ve manyetik alanın özü aşağıdaki gibidir. Okul fiziğinden elektrik yüklerinin (elektronlar ve iyonlar) var olduğunu hatırlamış olmalısınız. Katılarda elektrik yüklerinin taşıyıcıları elektronlar, sıvı ve gaz halindeki maddelerde ise iyonlardır. Manyetik alanlar, diğer alanlar gibi, gözle görülemeyen belirli bir kuvvet şeklinde kendini gösteren özel bir madde türüdür. Her ne kadar belki de elektromanyetik alanlar demek daha doğru olsa da, özet formlarında kendilerini tezahür ettirdikleri için (elektrik ve manyetik alanlar).

Yani hareketli bir elektrik yükünün etrafında bir manyetik alan vardır. Kesinlikle hareket ediyor. Statik durumdaki elektrik yüklerinin çevresinde yalnızca bir elektrik alanı vardır. Ancak yükler sürekli hareket halinde olduğundan, bu hareketin yoğunluğundan söz etmemiz daha olasıdır. Elektronların (negatif elektrik yüküne sahip parçacıklar) basitçe metal bir top içinde yoğunlaşması (topun etrafındaki elektrik alanı maksimum olacaktır) ve bu durumda dinamik hareketleri, doğrudan hareketlerine göre çok daha az belirgin olacaktır. güç kaynağının bir kutbundan diğerine bir iletken boyunca hareket (maksimum manyetik alanı göreceğimiz yer burasıdır).

Manyetik alanın özünün, tam olarak hareketli elektrik yüklerinin etrafında oluşmasında yattığı ortaya çıktı. Yük iletken boyunca ne kadar hızlı hareket ederse, bu yükün etrafındaki manyetik alanın yoğunluğu da o kadar büyük olacaktır. Ayrıca manyetik alanlar aynı yöne sahiplerse toplanabilir. Bundan sonra zaten sahip olduk - elektrik yükü ne kadar hızlı hareket ederse ve hareketi yönde çakışan bu yüklerin sayısı ne kadar fazla olursa, bu yüklerin etrafındaki (ve hareket ettikleri bu elektrik iletkeninin etrafındaki) elektromanyetik alan o kadar güçlü olacaktır. .

Artık içinden doğru akımın aktığı sıradan bir bakır bobinin etrafında neden bir manyetik alanın ortaya çıktığını ve yoğunluğunun neye bağlı olduğunu anlayabiliriz. Elektromanyetik alanlar oluşturan şey, akımın, elektronların (negatif işaretli yüklü parçacıklar) bobin boyunca hareketidir. Ve bu bobinin dönüş sayısı ne kadar fazla olursa, içinden geçen akım o kadar büyük olur, etrafındaki manyetik alanın gücü de o kadar büyük olur. O halde içinden akımın aktığı ampul neden bobininki gibi (yoğun) bir manyetik alana sahip değil? Sadece bir ampulün elektrik enerjisi daha çok ışığa ve ısıya, daha az ölçüde de elektromanyetik alana harcanır. Sıkıca sarılmış, konsantre bir bobinde, elektrik enerjisinin çoğu tam olarak manyetik alan oluşturmaya ve çok önemsiz bir kısmı da ısı üretmeye harcanır.

Kalıcı mıknatıslar nasıl çalışır? Sonuçta içlerinden hiçbir akım geçmiyor. Akımlar var, yalnızca bunlar maddenin içindeki elektronların hareketiyle üretilen mikro akımlardır. Her şey bu akımların tek yönlülüğü ve maddenin bu tek yönlülüğün sabit durumunu koruyabilme yeteneği ile ilgilidir. Elektronların hareketi tüm maddelerde mevcuttur, ancak manyetik özellikler yalnızca ferromanyetik özelliklere sahip olanlarda görülür. Ferromıknatıslar, (belirli koşullar altında) kolayca değişebilen ve parçacıklarının belirli bir iç yapısını stabil bir şekilde koruyabilen ve bu maddenin manyetik özelliklerini etkileyen maddelerdir.

Yani ferromanyetik özellikleri iyi olan bir maddeyi alıp onu sabit yüksek yoğunluklu bir elektromanyetik alana yerleştiriyoruz ve ardından bu maddenin iç yapısının yeniden yapılandırıldığını gözlemliyoruz. Manyetik parçacıklarının tek yönlülüğü ortaya çıkıyor. Sonuç olarak bu maddenin kendisi bir mıknatıs haline gelir. Tüm iç parçacıkları (atomlar, moleküller) bir tarafta güney manyetik kutbunu, diğer tarafta kuzey manyetik kutbunu oluşturdu. Sonuç olarak sıradan bir mıknatıs elde ettik. Bu mıknatıs alternatif bir manyetik alana (yüksek yoğunluklu) yerleştirilirse, güçlü bir şekilde ısıtılırsa ve güçlü mekanik şoklara maruz bırakılırsa, sonunda ferromanyetik maddemizin manyetikliğini giderebiliriz. Manyetik özelliğini kaybeder.

Not: Elektromanyetik alan her yerde mevcuttur, her yerdedir. Sadece yoğunluğu her yerde farklıdır ve her şey bu manyetik alanı istikrarlı bir şekilde sürdürme özelliğine sahip değildir. Mıknatıslar, daha önce mıknatıs olmayan şeylerden yapılabilir (sadece mıknatıslanmaları gerekir). Alternatif olarak, bakır bir bobinden doğru akım geçirilerek manyetik alan elde edilebilir. Bu durumda zaten bir elektromıknatısımız olacak. Yalnızca elektrik gücü kendisine bağlandığında çalışır.

Tek elektromanyetik darbe kaynaklarına örnekler: nükleer patlama, yıldırım deşarjı, elektrik deşarjı, elektrik devrelerinde anahtarlama. EMR spektrumu çoğunlukla pembedir. Çoklu elektromanyetik darbe kaynaklarına örnekler: toplayıcı makineler, alternatif akımda korona deşarjı, alternatif akımda aralıklı ark deşarjı.

Teknolojide, sınırlı spektrumlu elektromanyetik radyasyona sıklıkla rastlanır, ancak bu, nükleer bir patlamadan kaynaklanan EMR gibi, ekipmanın arızalanmasına veya güçlü parazitlerin oluşmasına yol açabilir. Örneğin, radar istasyonlarından, elektriksel erozyon tesislerinden, dijital iletişimden vb. yayılan radyasyon.

Elektromanyetik alan ve insan sağlığına etkisi

1. EMF nedir, çeşitleri ve sınıflandırılması

2. EMF'nin ana kaynakları

2.1 Elektrikli ulaşım

2.2 Güç hatları

2.3 Elektrik kabloları

2.7 Hücresel

2.8 Radarlar

2.9 Kişisel bilgisayarlar

3. EMF sağlığı nasıl etkiler?

4. Kendinizi EMF'den nasıl korursunuz?

Uygulamada elektromanyetik ortamı karakterize ederken “elektrik alanı”, “manyetik alan”, “elektromanyetik alan” terimleri kullanılmaktadır. Bunun ne anlama geldiğini ve aralarında nasıl bir bağlantı olduğunu kısaca açıklayalım.

Yükler tarafından bir elektrik alanı yaratılır. Örneğin, ebonitin elektrifikasyonu üzerine yapılan tüm iyi bilinen okul deneylerinde bir elektrik alanı mevcuttur.

Elektrik yükleri bir iletken boyunca hareket ettiğinde manyetik alan oluşur.

Elektrik alanının büyüklüğünü karakterize etmek için, elektrik alanı kuvveti kavramı, sembol E, ölçü birimi V/m kullanılır. Manyetik alanın büyüklüğü, manyetik alan kuvveti H, birim A/m ile karakterize edilir. Ultra düşük ve son derece düşük frekansları ölçerken, manyetik indüksiyon B kavramı da sıklıkla kullanılır; T birimi, T'nin milyonda biri 1,25 A/m'ye karşılık gelir.

Tanım olarak elektromanyetik alan, elektrik yüklü parçacıklar arasında etkileşimin meydana geldiği maddenin özel bir şeklidir. Bir elektromanyetik alanın varlığının fiziksel nedenleri, zamanla değişen bir elektrik alanının (E) bir manyetik alan (H) oluşturması ve değişen bir H'nin bir girdap elektrik alanı oluşturmasıyla ilgilidir: sürekli değişen E ve H bileşenlerinin her ikisi de birbirini uyarır. diğer. Sabit veya düzgün hareket eden yüklü parçacıkların EMF'si bu parçacıklarla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Yüklü parçacıkların hızlandırılmış hareketi ile EMF onlardan "kırılır" ve kaynak kaldırıldığında kaybolmadan bağımsız olarak elektromanyetik dalgalar şeklinde var olur.

Elektromanyetik dalgalar dalga boyu, sembol - l ile karakterize edilir. Radyasyon üreten ve esasen elektromanyetik salınımlar yaratan bir kaynak, f olarak adlandırılan bir frekansla karakterize edilir.

EMF'nin önemli bir özelliği "yakın" ve "uzak" bölgelere bölünmesidir. "Yakın" bölgede veya indüksiyon bölgesinde, r 3l kaynağından belli bir mesafede. “Uzak” bölgede alan yoğunluğu, kaynağa olan mesafe r -1 ile ters orantılı olarak azalır.

Radyasyonun “uzak” bölgesinde E ve H arasında bir bağlantı vardır: E = 377H, burada 377, vakumun dalga empedansı Ohm'dur. Bu nedenle, kural olarak, yalnızca E ölçülür. Rusya'da, 300 MHz'in üzerindeki frekanslarda, elektromanyetik enerji akısı yoğunluğu veya Poynting vektörü genellikle ölçülür. S olarak gösterilen ölçü birimi W/m2'dir. PES, bir elektromanyetik dalganın, dalganın yayılma yönüne dik bir birim yüzey boyunca birim zamanda aktardığı enerji miktarını karakterize eder.

Elektromanyetik dalgaların frekansa göre uluslararası sınıflandırması

Frekans aralığı adı

1. Vadim, 4 yıldan fazla bir süre önce halka şeklindeki dalgaların, suya cankurtaran simidi atmanın ilkel anlaşılması gereken bir yöntemiyle yakınlaşmasının pratik bir örneğini anlattı. Dalgalar kaynaktan ayrıldı ve aslında birleşti. Kurgusal bir "tempo makinesinin" elektromanyetik kabuğunu yaratmaya yönelik teorik olarak kanıtlanmamış girişimler vardı. Açıkçası, ileri görüşlü, sezgisel, henüz anlaşılamayan tahıllara sahip.

3. Ne kadar çelişkili görünse de zamanı geri döndürmek mümkün. ama daha da değiştirilmiş bir rotayla.

4.Zamanın hızı aynı değildir.

5. GÖRELİLİK - belirli bir dünya ve insanlık için uzay ve zaman - ışığın hızının, ardından başka bir dünyanın ölçüsü. farklı hızlar, farklı yasalar. Ayrıca azaltmada.

6. "Büyük Patlama" yaklaşık 14 milyar ışıkyılı, başka bir dünyada, başka bir akışta, sadece birkaç dakika, insanlık için 5 dakika - diğer dünyalar için - milyarlarca yıl.

7. DİĞERLERİ için sonsuz evren görünmez bir kuantum parçacığı gibidir ve bunun tersi de geçerlidir.

Yeni teknolojilerin tanıtılması ve elektriğin yaygınlaşması, çoğu zaman insanlara ve çevreye zararlı etkisi olan yapay elektromanyetik alanların ortaya çıkmasına neden olmuştur. Bu fiziksel alanlar hareketli yüklerin olduğu yerde ortaya çıkar.

Elektromanyetik alanın doğası

Elektromanyetik alan özel bir madde türüdür. Elektrik yüklerinin hareket ettiği iletkenlerin çevresinde meydana gelir. Böyle bir kuvvet alanı, birbirlerinden ayrı olarak var olamayacak olan manyetik ve elektrik olmak üzere iki bağımsız alandan oluşur. Bir elektrik alanı ortaya çıktığında ve değiştiğinde, her zaman bir manyetik alan üretir.

19. yüzyılın ortalarında alternatif alanların doğasını inceleyen ilk kişilerden biri, elektromanyetik alan teorisini oluşturmasıyla tanınan James Maxwell'di. Bilim adamı, ivmeyle hareket eden elektrik yüklerinin bir elektrik alanı oluşturduğunu gösterdi. Bunu değiştirmek bir manyetik kuvvet alanı oluşturur.

Alternatif bir manyetik alanın kaynağı, harekete geçirildiğinde bir mıknatıs olabileceği gibi, salınan veya ivmeyle hareket eden bir elektrik yükü de olabilir. Bir yük sabit bir hızda hareket ederse, iletken boyunca sabit bir manyetik alanla karakterize edilen sabit bir akım akar. Uzayda yayılan elektromanyetik alan, iletkendeki akımın büyüklüğüne ve yayılan dalgaların frekansına bağlı olan enerjiyi aktarır.

Elektromanyetik alanın insanlar üzerindeki etkisi

İnsan yapımı teknik sistemlerin yarattığı tüm elektromanyetik radyasyonun seviyesi, gezegenin doğal radyasyonundan kat kat daha yüksektir. Bu alan, vücut dokularının aşırı ısınmasına ve geri dönüşü olmayan sonuçlara yol açabilen termal etki ile karakterize edilir. Örneğin radyasyon kaynağı olan cep telefonunun uzun süre kullanılması beyin ve göz merceğinin sıcaklığının artmasına neden olabilir.

Ev aletlerini kullanırken oluşan elektromanyetik alanlar, kötü huylu neoplazmların ortaya çıkmasına neden olabilir. Bu özellikle çocukların bedenleri için geçerlidir. Bir kişinin bir elektromanyetik dalga kaynağının yakınında uzun süre bulunması, bağışıklık sisteminin etkinliğini azaltır ve kalp ve damar hastalıklarına yol açar.

Elbette elektromanyetik alan kaynağı olan teknik araçların kullanımından tamamen vazgeçmek mümkün değildir. Ancak en basit önleyici tedbirleri kullanabilirsiniz; örneğin cep telefonunu yalnızca kulaklıkla kullanın ve ekipmanı kullandıktan sonra cihaz kablolarını elektrik prizinde bırakmayın. Günlük yaşamda uzatma kablolarının ve koruyucu ekranlamalı kabloların kullanılması tavsiye edilir.

Bir şeyi mıknatıslamak için bir alana ihtiyaç duyuluyorsa, mıknatıslanacak bu malzeme parçasının manyetik devreye dahil edilmesi gerekir. onlar. Kapalı bir çelik çekirdek alıyoruz, mıknatıslamamız gereken malzeme kadar bir delik açıyoruz, bu malzemeyi ortaya çıkan açıklığa yerleştiriyoruz, böylece kesilmiş manyetik devreyi tekrar kapatıyoruz. malzemenize nüfuz eden alan oldukça homojen olacaktır.

Elektromanyetik alan nasıl oluşturulur

Elektromanyetik alan kendi başına ortaya çıkmaz; bir cihaz veya nesne tarafından yayılır. Böyle bir cihazı monte etmeden önce alanın görünüşünün ilkesini anlamak gerekir. Adından bunun, belirli koşullar altında birbirini üretebilen manyetik ve elektronik alanların bir kombinasyonu olduğunu anlamak kolaydır. EMF kavramı bilim adamı Maxwell'in adıyla ilişkilidir.

Dresden'deki Güçlü Manyetik Alanlar Laboratuvarı'ndan araştırmacılar, yapay olarak üretilen en güçlü manyetik alanı yaratarak yeni bir dünya rekoru kırdı. 200 kilogram ağırlığında ve sıradan bir kova boyutuyla karşılaştırılabilecek boyutlarda iki katmanlı bir indüktör bobini kullanarak, birkaç on milisaniye içinde 91,4 Tesla'lık bir manyetik alan elde etmeyi başardılar. Referans olması açısından bu alandaki bir önceki rekor, ABD'deki Los Alamos Ulusal Laboratuvarı araştırmacıları tarafından uzun yıllardır ayakta kalan 89 Tesla idi.

91 Tesla inanılmaz derecede güçlü bir manyetik alandır; endüstriyel ve ev aletlerinde kullanılan geleneksel yüksek güçlü elektromıknatıslar, 25 Tesla'yı aşmayan bir manyetik alan üretir. Engelleyici değerlerde manyetik alanların elde edilmesi özel yaklaşımlar gerektirir; bu tür elektromıknatıslar, büyük miktarda enerjinin engelsiz geçişini sağlayabilecek ve güvenli ve sağlam kalabilecek şekilde özel bir şekilde üretilmektedir. Bir indüktörden geçen elektrik akımının bir manyetik alan ürettiği bilinmektedir, ancak bu manyetik alan iletkendeki elektronlarla etkileşime girerek onları ters yönde iter, yani. elektriksel direnç oluşturur. Elektromıknatısın ürettiği manyetik alan ne kadar büyük olursa, bobinin iletkenlerindeki elektronlar üzerindeki itici etki de o kadar büyük olur. Ve belirli bir sınıra ulaşıldığında bu etki elektromıknatısın tamamen yok olmasına yol açabilir.

Bobinin kendi manyetik alanının etkisi altında kendi kendini yok etmesini önlemek için, Alman bilim adamları bobin dönüşlerini vücut zırhında kullanılana benzer şekilde esnek ve dayanıklı malzemeden bir "korse" ile "giydirdiler". Bu çözüm, bilim adamlarına, saniyenin iki yüzde biri kadar bir sürede, zarar vermeden 50 Tesla'lık bir manyetik alan oluşturabilen bir bobin kazandırdı. Bir sonraki adımları oldukça öngörülebilirdi: İlk bobine, yine bir fiber "korse" içine alınmış 12 katmanlı bir bobin daha eklediler. İkinci bobin 40 Tesla'lık bir manyetik alana dayanma kapasitesine sahiptir ancak iki bobinden bazı hileler yardımıyla elde edilen toplam manyetik alan 90 Tesla eşiğini aşmıştır.

Ancak insanların hala çok güçlü mıknatıslara ihtiyacı var. Daha güçlü, hassas şekilde şekillendirilmiş manyetik alanlar, bilim adamlarının sürekli icat ettiği ve yarattığı yeni malzemelerin bazı özelliklerinin daha iyi incelenmesini ve ölçülmesini mümkün kılmaktadır. Bu nedenle bu yeni güçlü elektromıknatıs, malzeme bilimi alanındaki bazı bilim adamları tarafından takdir edildi. HZDR'deki araştırmacılar, önümüzdeki birkaç yıl içinde üretmeleri beklenen bu elektromıknatıslardan altı tanesi için şimdiden sipariş aldı.

Kaynaklar: engangs.ru, it-med.ru, Tinyfamily.ru, www.kakprosto.ru, flyback.org.ru, dokak.ru, www.dailytechinfo.org

BELARUSYA DEVLET BİLİŞİM VE RADYO ELEKTRONİK ÜNİVERSİTESİ

ETT Departmanı

"Dinamik bir manyetik alanın bir kişi üzerindeki genel etkisi sorununun analizi ve karmaşık manyetik terapinin teknik araçlarına yönelik gereksinimlerin oluşturulması"

MİNSK, 2008

Manyetik alanların insan vücudu üzerindeki etkisine yönelik çok sayıda çalışma yapılmıştır ve her ne kadar etkinin fiziği hala yeterince kanıtlanmamış olsa da, insan vücudunun durumu ile insan vücudu arasındaki işlevsel bağlantıların kurulmasına yönelik önemli sayıda çalışma bulunmaktadır. Manyetik alanların parametreleri. Gündemde, öncelikle çeşitli hastalıkların tedavisi için spesifik bir işlevsel yönelime sahip dinamik manyetik alanların oluşumu konusu yer alıyor. Üstelik yerel bir bölgede manyetik alanların oluşması artık pek çok tıbbi gereksinimi karşılamıyor. Önce fizyoterapötik bir prosedür olarak, daha sonra da yaşam ortamındaki bir faktör olarak tüm insan vücudu etrafında dinamik manyetik alanların oluşmasını gerektirir.

Manyetik alanların oluşumuna ilişkin bu problemin metodolojik, matematiksel, fizyolojik ve son olarak teknik çözümü, diğer alan türleri için benzer problemlerin çözümü için bir emsal teşkil edecek ve sonuçta manyetik alanların oluşumuna ilişkin küresel problemin çözümüne yol açacaktır. Bir kişinin etrafındaki fiziksel alanların gerekli yapısı, bunların varlığı onun hastalıklarla baş edebilmesini diliyorum. Tedavinin etkinliğini arttırmak ve manyetik terapi sistemlerinin kapsadığı hastalık sınıfını genişletmek amacıyla bu alanı geliştirmek için aşağıdaki konuların ele alınması gerekmektedir:

· tek bir evrensel manyetik alan yayıcısının geliştirilmesi, hesaplanmasına yönelik yöntemler ve parametrelerin belirtilen kriterlere göre optimizasyonu;

· belirli bir tedavi tekniğine karşılık gelen, bir bütün olarak alanın optimal konfigürasyonunu oluşturmaya yönelik yöntemlerin geliştirilmesi;

· Bir kişinin etrafında belirli alanlar yaratmak için etkili teknik araçların tasarlanması;

· Dinamik manyetik alanların (DMF) insan vücudu üzerindeki etki mekanizmalarının ve onun en önemli fonksiyonlarının incelenmesi;

· Hastanın tepkisinin ölçümüne dayalı olarak maruz kalma sırasında DMP'nin özelliklerinin otomatik kontrolü amacıyla etkili geri bildirim kanallarının geliştirilmesi ve parametrelerinin bulunması.

Bu bölüm tüm kişinin etrafında dinamik manyetik alanların oluşumuna odaklanmaktadır. Dinamik bir manyetik alan ile, belirli bir hacmin (bu durumda, bir kişinin içinde ve çevresinde) zaman ve uzayda değişen ve ayrıklığı, nesnenin elemanları tarafından belirlenen hücresel bir yapıya sahip olan bir alanı kastediyoruz. algı (örneğin organlar, damarlar, dokular vb.) yapının komşu hücrelerindeki manyetik alan vektörlerinin kontrolünde yeterli bağımsızlığın sağlanmasını mümkün kılar.

Bu fikrin uygulanması iki göreve düşüyor. Bunlardan ilki, bir manyetik indüksiyon vektörünün ihmal edilebilecek kadar küçük bir hacminin (fiziksel nokta, bundan sonra sadece bir nokta) belirli bir yerel uzay alanında oluşumunun teknik çözümü, seçilen noktaların lokalizasyonu, hacimsel oluşumu ile ilişkilidir. manyetik alan vektörlerinin matrisleri, insan vücudunun ve organlarının şeklini dikkate alarak noktaların lokalizasyonu, manyetik alanın hem insan vücudu içinde hem de yüzeyde gerekli dağılımını sağlar. Bu görev, manyetik alan kaynaklarının geliştirilmesini ve oluşturulmasını, bunların sayısını, boyutunu, mekansal konumunu, etkileşimini ve konfigürasyonunu belirler. Bu sorunun çözümünün dışsal tezahürü, kişinin yerleştirildiği hacim türüdür. Bu manyetik bir oda, manyetik kutu, manyetik oda, manyetik koltuk, manyetik beşik, manyetik uzay giysisi vb. olabilir. Aynı zamanda radyasyon kaynaklarının yerleştirildiği hacmin tasarımı da önemli bir rol oynar. Etkinin etkinliği ve hatta belirli bir alanda belirli bir dinamik manyetik alan konfigürasyonunun oluşumunu sağlayan sistemlerde.

İkinci görev, belirli bir hacmin her hücresinde manyetik indüksiyon vektörlerinin belirtilen dinamiklerini (zaman ve uzayda hareket) elde etmek için elektrik akımlarının ve voltajlarının elektronik üretim ve kontrol sistemi ile ilgilidir. Bu görevleri ayrı ayrı ele alalım.

Manyetik alan vektörlerinin metriğinin oluşumu

Dinamik manyetik alanın çok boyutlu vektörü D - (Im, Im), Im = (I1, I2,... Is) indüktörlerinin uzaysal düzenlemesinin çok boyutlu vektöründen ve indüktörlerden akan akımların çok boyutlu vektöründen oluşur, It = (I1, I2,... Iп), burada s indüktör sayısı, n ise cihazın kanal sayısıdır. İkincisi, Ii = (I,P, T,t) kanal akımlarının vektörlerinden oluşur; burada I yoğunluk, P polarite, T bağlantı süresi, t ise mevcut zamandır.

Böylece, ortaya konulan görev aşağıdaki aşamalarda resmileştirilebilir:

· manyetik alan yayıcılarının uzaysal düzenlemesinin sentezi ve tek bir baz yayıcının parametrelerinin oluşturulması;

· belirli bir yoğunluk ve spektrum aralığında belirli bir yasaya göre zamanla değişen, manyetik alandaki zaman içindeki değişim yasasını yansıtan bir akımın oluşumu için bir kanalın sentezi;

· belirli bir korelasyon bağımlılığına sahip olan, yereller arasındaki belirli bir işlevsel bağlantıyı yansıtan ve uzayda alan değişikliği yasasını oluşturan kanalların çok boyutluluğunun sentezi.

Algılanan nesnenin biyolojik özelliklerini ve sistemin teknik fizibilitesini dikkate alarak çözülmekte olan sentez problemine bazı kısıtlamalar getirelim.

Zaman ve uzayda manyetik alandaki değişiklikler, karmaşık bir oluşum periyoduna rağmen, doğası gereği periyodik veya yarı periyodik olmalıdır. Bunun nedeni, nesnenin ana biyoritmlerinin (nabız, a-ritim, B-ritmi) periyodikliği ve ana habitatın (gündüz, gece vb.) periyodikliğidir.

Zaman ve mekandaki değişiklikler, ya onlarla senkronizasyon amacıyla ya da senkronizasyonun bozulması amacıyla tam tersi olarak nesnenin biyoritmlerinin periyodikliğini hesaba katmalıdır.

Manyetik alanın zaman ve uzaydaki değişim hızı, nesnenin vücudunun makro düzeyde ana işleyiş hızlarıyla (kan akış hızı, duyuların dağılımı, kas kasılması vb.) aynı düzende olmalı ve bunlarla örtüşmelidir. her iki yönde de yeterli değerlere göre.

Dinamik alanın yapısının zaman, mekan ve seviyedeki ayrıklığı aynı düzende olmalı ve etki nesnesinin (insan organları) makro elemanlarının genelleştirilmiş ayrıklığıyla işlevsel olarak ilişkili olmalıdır.

Uzaydaki dinamik alanın ölçüsü, insandaki makro elementlerin ve süreçlerin ölçüsüyle tutarlı olmalıdır. Uzayın bir noktasında zamanda dinamik bir süreç oluşturma problemini ele alalım. Seviye nicemleme ve zaman örnekleme süreci.

Şekil 1 – Akıl yürütme düzeyi ve süresi açısından aşağıdaki katlara dağılan alanların oluşumunun diyagramı.

L uzunluğundaki bir insan uzuvunda manyetik alanın hücresel yapısının oluşumu, diğer şeylerin yanı sıra, alanı yoğunlaştırma yeteneğiyle sınırlıdır. Homojen bir ortamda manyetik alan indüksiyonunun değeri mesafenin karesi ile orantılı olarak azaldığından, uzvun uzunluğu boyunca, sınırlarında alanın azaldığı bölgeyi yerel hücrenin boyutu olarak alacağız. yarım. Hücrenin merkezindeki manyetik indüksiyonun Bc = Bi ve Br - Bi/2 sınırında olduğunu varsayarsak, Rya hücresinin boyutuna ve Rya hücresinin boyutuna ve bulunduğu bölgenin Ri boyutuna göre D boyutunu belirleyebiliriz. düzgün alan oluşur:

Son ilişkiden hücrenin etkili eyleminin boyutunu belirleriz:

Sonra hücre boyutu olacak

Sonuç olarak, L-1 m uzvunun uzunluğu boyunca 8 ila 14 hücre ve tüm insan vücudunun uzunluğu boyunca 16...30 hücre oluşturulmalıdır. Böylece hücrelerin ve süreçlerin boyutlarının sırası 8...30 aralığında belirlendi. m ve n değerleri de (Şekil 1) 8...30 aralığında olmalıdır. Boyutların hesaplanmasında belirleyici faktörün, manyetik alan kaynaklarının mevcut teknoloji geliştirme düzeyindeki fiziksel fizibilitesi olduğunu dikkate almak gerekir.

Saha Metrik Analizi

Yukarıda, kişinin çevresinde oluşan dinamik manyetik alanın hücresel yapısının uzaysal ölçüsünü analiz ettik. Ayrıca bir manyetik alan hücresinin D çapı 7...12 cm olmalıdır.

Analizin bir sonraki aşamasında kişinin etrafında kapalı bir manyetik alan oluşturmak için gerekli hücre sayısını bulmak gerekiyor. İnsan vücudunun toplam yüzey alanını Sn gösterelim ve gerekli hücre sayısını ifadeye göre hesaplayalım:

İnsan vücudunun toplam yüzey alanını ortalama olarak Sn = 40000 cm2'ye (hastanın rahat pozisyonu için bir kenar boşluğu ile) eşit olarak alırsak, toplam hücre sayısı N = aralığında belirlenecektir. 400...1000.

Şimdi bir kişinin etrafındaki manyetik alan hacminin konfigürasyonunu oluşturma konusuna dönelim. Hastanın tüm vücudunu çevreleyen makro alanın mekansal yapısının, oldukça etkili bir tedaviye ulaşmak için hiç de azımsanmayacak bir öneme sahip olduğu açıktır. Emitörlerin hücresel yapısı için birçok konfigürasyon modeli sunabiliriz:

· bir kişinin bulunduğu bir uçak şeklinde;

· arasında bir kişinin bulunduğu iki düzlem şeklinde;