Tothom està acostumat durant molt de temps a un objecte com un imant. No hi veiem res especial. Normalment l'associem a classes de física o a una demostració en forma de trucs de les propietats d'un imant per a nens en edat preescolar. I poques vegades ningú pensa en quants imants ens envolten a la vida quotidiana. N'hi ha desenes a qualsevol apartament. Un imant està present al dispositiu de cada altaveu, gravadora, navalla elèctrica, rellotge. Fins i tot un pot d'ungles n'és un.
I què més?
Nos altres, la gent, no som una excepció. Gràcies als biocorrents que flueixen pel cos, hi ha un patró invisible de les seves línies de força al nostre voltant. La Terra és un imant enorme. I encara més grandiós: la bola de plasma del sol. Les dimensions de les galàxies i les nebuloses, incomprensibles per a la ment humana, poques vegades permeten la idea que totes aquestes també siguin imants.
La ciència moderna requereix la creació de nous imants grans i superpoders, els camps d'aplicació dels quals estan associats amb la fusió termonuclear, la generació d'energia elèctrica, l'acceleració de partícules carregades en sincrotrons, l'aixecament de vaixells enfonsats. Creeu un camp súper fort amb propietats magnètiquesl'imant és un dels problemes de la física moderna.
Aclareix els conceptes
Un camp magnètic és una força que actua sobre els cossos amb una càrrega que es troben en moviment. "No funciona" amb objectes estacionaris (o sense càrrega) i serveix com a forma de camp electromagnètic, que existeix com a concepte més general.
Si els cossos poden crear un camp magnètic al seu voltant i experimentar ells mateixos la força de la seva influència, s'anomenen imants. És a dir, aquests objectes estan magnetitzats (tenen el moment corresponent).
Diferents materials reaccionen de manera diferent a un camp extern. Els que debiliten la seva acció dins d'ells mateixos s'anomenen paraimants, i els que l'enforteixen s'anomenen diamamants. Els materials individuals tenen la propietat d'amplificar mil vegades un camp magnètic extern. Es tracta de ferroimants (cob alt, níquel amb ferro, gadolini, així com compostos i aliatges dels metalls esmentats). Aquells d'ells que, havent caigut sota la influència d'un camp extern fort, adquireixen propietats magnètiques, s'anomenen magnètics durs. Altres, capaços de comportar-se com imants només sota la influència directa del camp i deixar de ser-ho amb la seva desaparició, són magnètics suaus.
Una mica d'història
La gent ha estat estudiant les propietats dels imants permanents des de temps molt, molt antics. S'esmenten en els escrits de científics de l'antiga Grècia des dels 600 anys aC. Els imants naturals (d'origen natural) es poden trobar en dipòsits de mineral magnètic. El més famós dels grans imants naturals es conserva a Tartuuniversitat. Pesa 13 quilos i la càrrega que es pot aixecar amb la seva ajuda és de 40 kg.
La humanitat ha après a crear imants artificials utilitzant diversos ferroimants. El valor de la pols (de cob alt, ferro, etc.) rau en la capacitat de suportar una càrrega que pesi 5000 vegades el seu propi pes. Els exemplars artificials poden ser permanents (obtinguts a partir de materials magnètics durs) o electroimants amb un nucli, el material del qual és ferro magnètic tou. El camp de tensió en ells sorgeix a causa del pas del corrent elèctric pels cables del bobinatge, que està envoltat pel nucli.
El primer llibre seriós que conté intents d'estudiar científicament les propietats d'un imant va ser el treball del metge londinenc Gilbert, publicat el 1600. Aquest treball conté la totalitat de la informació disponible en aquell moment sobre magnetisme i electricitat, així com els experiments de l'autor.
Una persona intenta adaptar qualsevol dels fenòmens existents a la vida pràctica. Per descomptat, l'imant no va ser una excepció.
Com s'utilitzen els imants
Quines propietats de l'imant ha adoptat la humanitat? El seu abast és tan ampli que només podem tocar breument els principals dispositius i aplicacions més famoses d'aquest meravellós article.
La brúixola és un dispositiu conegut per determinar direccions a terra. Gràcies a ell, obren el camí per a avions i vaixells, transport terrestre i objectius de trànsit de vianants. AquestsEls dispositius poden ser magnètics (tipus de punter), utilitzats per turistes i topògrafs, o no magnètics (brúixoles de ràdio i hidrocarburs).
Les primeres brúixoles d'imants naturals es van fabricar al segle XI i es van utilitzar en la navegació. La seva acció es basa en la rotació lliure en el pla horitzontal d'una llarga agulla de material magnètic, equilibrada sobre l'eix. Un dels seus extrems sempre mira al sud, l' altre al nord. Així, sempre podeu esbrinar amb precisió les indicacions principals sobre els punts cardinals.
Esferes principals
Camps on les propietats de l'imant han trobat la seva principal aplicació: ràdio i enginyeria elèctrica, instrumentació, automatització i telemecànica. A partir de materials ferromagnètics s'obtenen relés, circuits magnètics, etc. L'any 1820 es va descobrir la propietat d'un conductor portador de corrent d'actuar sobre l'agulla de l'imant, obligant-la a girar. Al mateix temps, es va fer un altre descobriment: un parell de conductors paral·lels, pels quals passa el corrent de la mateixa direcció, tenen la propietat d'atracció mútua.
A causa d'això, es va fer una hipòtesi sobre la causa de les propietats de l'imant. Tots aquests fenòmens sorgeixen en relació amb els corrents, inclosos els que circulen dins dels materials magnètics. Les idees modernes de la ciència són totalment coherents amb aquesta suposició.
Sobre motors i generadors
A partir d'això, s'han creat moltes varietats de motors elèctrics i generadors elèctrics, és a dir, màquines de tipus rotatiu, el principi de funcionament de les quals es basa en la conversió d'energia mecànica en energia elèctrica (discursestem parlant de generadors) o elèctrics a mecànics (sobre motors). Qualsevol generador funciona segons el principi d'inducció electromagnètica, és a dir, la EMF (força electromotriu) es produeix en un cable que es mou en un camp magnètic. El motor elèctric funciona a partir del fenomen de l'aparició de força en un cable amb corrent col·locat en un camp transversal.
Utilitzant la força de la interacció del camp amb el corrent que travessa les espires del bobinatge de les seves parts mòbils, aparells anomenats treball magnetoelèctric. Un comptador d'electricitat d'inducció actua com un nou potent motor de CA amb dos bobinatges. El disc conductor situat entre els bobinatges està sotmès a gir per un parell proporcional a la potència d'entrada.
I a la vida quotidiana?
Alimentats per una bateria en miniatura, els rellotges de polsera elèctrics són coneguts per a tothom. El seu dispositiu, gràcies a l'ús d'un parell d'imants, un parell d'inductors i un transistor, és molt més senzill pel que fa al nombre de peces disponibles que els rellotges mecànics.
Els panys de tipus electromagnètic o els panys de cilindres equipats amb elements magnètics s'utilitzen cada cop més. En ells, tant la clau com el pany estan equipats amb un conjunt de combinacions. Quan la clau correcta entra bé al pany, els elements interns del pany magnètic són atrets a la posició desitjada, la qual cosa permet obrir-lo.
El dispositiu de dinamòmetres i galvanòmetre (un aparell molt sensible amb el qual es mesuren corrents febles) es basa en l'acció dels imants. Les propietats de l'imant han trobat aplicació en la fabricació d'abrasius. Tananomenades partícules petites i molt dures afilades que són necessàries per al processament mecànic (polit, poliment, desbast) d'una varietat d'objectes i materials. Durant la seva producció, el ferrosilici, que és necessari en la composició de la mescla, s'instal·la parcialment al fons dels forns i s'introdueix parcialment en la composició de l'abrasiu. Calen imants per treure'l d'allà.
Ciència i comunicació
A causa de les propietats magnètiques de les substàncies, la ciència té la capacitat d'estudiar l'estructura de diversos cossos. Només podem esmentar la magnetoquímica o la detecció de defectes magnètics (mètode de detecció de defectes mitjançant l'estudi de la distorsió del camp magnètic en determinades zones dels productes).
També s'utilitzen en la producció d'equips de microones, sistemes de radiocomunicació (línies militars i comercials), tractament tèrmic, tant a casa com a la indústria alimentària (els forns de microones són ben coneguts per tothom). És gairebé impossible enumerar tots els dispositius tècnics i aplicacions més complexos en què s'utilitzen actualment les propietats magnètiques de les substàncies en el marc d'un article.
Àrea mèdica
El camp del diagnòstic i la teràpia mèdica no va ser una excepció. Gràcies als acceleradors lineals d'electrons que generen raigs X, es duu a terme teràpia tumoral, es generen feixos de protons en ciclotrons o sincrotrons, que tenen avantatges respecte als raigs X en la direccionalitat local i augmenta l'eficiència en el tractament de tumors oculars i cerebrals..
Pel que fa al biològicla ciència, fins i tot abans de mitjans del segle passat, les funcions vitals del cos no estaven de cap manera associades amb l'existència de camps magnètics. La literatura científica es va omplir de tant en tant amb missatges únics sobre un o un altre dels seus efectes mèdics. Però des dels anys seixanta, les publicacions sobre les propietats biològiques de l'imant han estat una allau.
Llavors i ara
No obstant això, els alquimistes van intentar tractar les persones amb ella ja al segle XVI. Hi ha hagut molts intents reeixits de curar el mal de queixal, els trastorns nerviosos, l'insomni i molts problemes amb els òrgans interns. Sembla que l'imant va trobar el seu ús en medicina com a molt tard a la navegació.
Durant el darrer mig segle, les polseres magnètiques s'han utilitzat àmpliament, populars entre els pacients amb pressió arterial deteriorada. Els científics creien seriosament en la capacitat d'un imant per augmentar la resistència del cos humà. Amb l'ajuda d'aparells electromagnètics, van aprendre a mesurar la velocitat del flux sanguini, prendre mostres o injectar els medicaments necessaris a partir de càpsules.
L'imant elimina les petites partícules metàl·liques que han caigut a l'ull. El funcionament dels sensors elèctrics es basa en la seva acció (qualsevol de nos altres està familiaritzat amb el procediment per fer un electrocardiograma). En el nostre temps, la cooperació dels físics amb els biòlegs per estudiar els mecanismes subjacents de la influència d'un camp magnètic en el cos humà és cada cop més propera i necessària.
Imant de neodimi: propietats i aplicacions
Es considera que els imants de neodimi tenen el màxim impacte sobre la salut humana. Consten deneodimi, ferro i bor. La seva fórmula química és NdFeB. El principal avantatge d'aquest imant és el fort efecte del seu camp amb una mida relativament petita. Per tant, el pes d'un imant amb una força de 200 gauss és d'aproximadament 1 g. Com a comparació, un imant de ferro d'igual força té un pes unes 10 vegades més gran.
Un altre avantatge indubtable dels imants esmentats és la bona estabilitat i la capacitat de conservar les qualitats desitjades durant centenars d'anys. Al llarg d'un segle, un imant perd les seves propietats només un 1%.
Com es tracten exactament els imants de neodimi?
Millora la circulació sanguínia, estabilitza la pressió arterial, combat les migranyes.
Les propietats dels imants de neodimi es van començar a utilitzar per al tractament fa uns 2000 anys. Les mencions d'aquest tipus de teràpia es troben en els manuscrits de l'antiga Xina. Aleshores, el tractament va ser aplicant pedres magnetitzades al cos humà.
La teràpia també existia en forma d'unir-los al cos. La llegenda diu que Cleòpatra devia la seva excel·lent salut i bellesa sobrenatural a l'ús constant d'un embenat magnètic al cap. Al segle X, els científics perses van descriure amb detall l'efecte beneficiós de les propietats dels imants de neodimi sobre el cos humà en cas d'eliminació de la inflamació i els espasmes musculars. Segons l'evidència supervivent d'aquella època, es pot jutjar el seu ús per augmentar la força muscular, la força òssia i reduir el dolor articular.
De tots els mals…
L'any 1530 es va publicar l'evidència de l'efectivitat d'aquest impacteany pel famós metge suís Paracels. En els seus escrits, el metge va descriure les propietats màgiques d'un imant que podria estimular les forces del cos i provocar l'autocuració. En aquells dies es va començar a superar un gran nombre de mal alties amb un imant.
L'autotractament amb l'ajuda d'aquest remei es va generalitzar als Estats Units durant els anys de la postguerra (1861-1865), quan els medicaments f altaven categòricament. L'he fet servir com a medicament i com a analgèsic.
Des del segle XX, les propietats curatives de l'imant han rebut justificació científica. El 1976, el metge japonès Nikagawa va introduir el concepte de síndrome de deficiència de camp magnètic. La investigació n'ha establert exactament els símptomes. Consisteixen en debilitat, fatiga, disminució del rendiment i alteracions del son. També hi ha migranyes, dolors articulars i de columna, problemes de l'aparell digestiu i cardiovascular en forma d'hipotensió o hipertensió. Es refereix a la síndrome i el camp de la ginecologia, i els canvis de pell. Amb l'ús de la magnetoteràpia, aquestes condicions es poden normalitzar amb força èxit.
La ciència no s'atura
Els científics continuen experimentant amb camps magnètics. Els experiments es fan tant amb animals i ocells, com amb bacteris. Les condicions d'un camp magnètic debilitat redueixen l'èxit dels processos metabòlics en ocells i ratolins experimentals, els bacteris deixen de multiplicar-se bruscament. Amb un dèficit de camp prolongat, els teixits vius pateixen canvis irreversibles.
És per combatre tots aquests fenòmens i causats perLa magnetoteràpia com a tal és utilitzada per ells amb nombroses conseqüències negatives. Sembla que actualment totes les propietats útils dels imants encara no s'han estudiat adequadament. Els metges tenen molts descobriments interessants i nous desenvolupaments per davant.
