المواد المغناطيسية وتطبيقاتها. الملخصات

ومن أروع الظواهر الطبيعية ظهور المغناطيسية في بعض المواد. المغناطيس الدائم معروف منذ العصور القديمة. قبل الاكتشافات العظيمة في مجال الكهرباء، كان الأطباء من مختلف الدول يستخدمون المغناطيس الدائم في الطب. حصل عليها الناس من أحشاء الأرض على شكل قطع من خام الحديد المغناطيسي. مع مرور الوقت، تعلم الناس كيفية إنشاء مغناطيس اصطناعي عن طريق وضع المنتجات المصنوعة من سبائك الحديد بالقرب من المصادر الطبيعية للمجالات المغناطيسية.

طبيعة المغناطيسية

إن إظهار خصائص المغناطيس في جذب الأجسام المعدنية لنفسه يثير سؤالاً بين الناس: ما هي المغناطيس الدائم؟ ما هي طبيعة ظاهرة مثل حدوث جر الأجسام المعدنية نحو المغنتيت؟

أول تفسير لطبيعة المغناطيسية قدمه العالم الكبير أمبير في فرضيته. تتدفق التيارات الكهربائية بدرجات متفاوتة من القوة في أي مادة. وإلا فإنها تسمى تيارات أمبير. تدور الإلكترونات حول محورها أيضًا حول نواة الذرة. بفضل هذا، تنشأ المجالات المغناطيسية الأولية، والتي تتفاعل مع بعضها البعض، تشكل المجال العام للمادة.

في المغنتيت المحتمل، في غياب التأثير الخارجي، يتم توجيه مجالات عناصر الشبكة الذرية بشكل عشوائي. يقوم المجال المغناطيسي الخارجي "بترتيب" المجالات الدقيقة لبنية المادة في اتجاه محدد بدقة. إن إمكانات الأطراف المتقابلة من المغنتيت تتنافر. إذا قمت بتقريب القطبين المتماثلين لشريطين PM، فستشعر يدا الشخص بمقاومة الحركة. سوف تميل أقطاب مختلفة إلى بعضها البعض.

عندما يتم وضع الفولاذ أو سبيكة الحديد في مجال مغناطيسي خارجي، فإن المجالات الداخلية للمعدن تكون موجهة بشكل صارم في اتجاه واحد. ونتيجة لذلك، تكتسب المادة خصائص المغناطيس الدائم (PM).

كيف ترى المجال المغناطيسي

لاستشعار بنية المجال المغناطيسي بصريًا، يكفي إجراء تجربة بسيطة. للقيام بذلك، خذ مغناطيسين ونشارة معدنية صغيرة.

مهم!في الحياة اليومية، يوجد المغناطيس الدائم في شكلين: على شكل شريط مستقيم وشكل حدوة حصان.

بعد تغطية الشريط PM بورقة من الورق، يتم سكب برادة الحديد عليه. وتصطف الجزيئات على الفور على طول خطوط المجال المغناطيسي، مما يعطي فكرة واضحة عن هذه الظاهرة.

أنواع المغناطيس

ينقسم المغناطيس الدائم إلى نوعين:

  • طبيعي؛
  • صناعي.

طبيعي

في الطبيعة، المغناطيس الطبيعي الدائم هو أحفورة على شكل قطعة من خام الحديد. الصخور المغناطيسية (الماجنتيت) لها اسمها الخاص في كل دولة. ولكن في كل اسم يوجد مفهوم مثل "المحبة" و "جذب المعدن". ويعني اسم ماجنيتوجورسك موقع المدينة بجوار الرواسب الجبلية من المغنتيت الطبيعي. لعدة عقود، تم إجراء التعدين النشط للخام المغناطيسي هنا. اليوم لم يبق شيء من الجبل المغناطيسي. كان هذا هو تطوير واستخراج المغنتيت الطبيعي.

وإلى أن حققت البشرية المستوى المناسب من التقدم العلمي والتكنولوجي، كانت المغناطيسات الطبيعية الدائمة تستخدم في العديد من المرح والحيل.

صناعي

يتم الحصول على PMs الاصطناعية عن طريق تحفيز مجال مغناطيسي خارجي على المعادن المختلفة وسبائكها. وقد لوحظ أن بعض المواد تحتفظ بالمجال المكتسب لفترة طويلة - وتسمى بالمغناطيس الصلب. تسمى المواد التي تفقد خصائص المغناطيس الدائم بسرعة بالمغناطيس الناعم.

في ظروف إنتاج المصنع، يتم استخدام السبائك المعدنية المعقدة. يتضمن هيكل سبيكة Magnico الحديد والنيكل والكوبالت. تحتوي سبائك النيكو على الألومنيوم بدلاً من الحديد.

تتفاعل المنتجات المصنوعة من هذه السبائك مع المجالات الكهرومغناطيسية القوية. ونتيجة لذلك، يتم الحصول على PMs قوية جدا.

تطبيق المغناطيس الدائم

PM ليس له أهمية كبيرة في مختلف مجالات النشاط البشري. اعتمادًا على نطاق التطبيق، يتمتع مديرو المشروعات بخصائص مختلفة. في مؤخراتستخدم بنشاط سبائك المغناطيسية الأساسيةندفيبيتكون من العناصر الكيميائية التالية:

  • "Nd" - النيوديوم،
  • "الحديد" - الحديد،
  • "ب" - البورون.

المناطق التي يستخدم فيها المغناطيس الدائم:

  1. علم البيئة.
  2. الطلاء الكهربائي.
  3. الدواء؛
  4. ينقل؛
  5. تقنيات الحاسوب؛
  6. الأجهزة المنزلية؛
  7. الهندسة الكهربائية.

علم البيئة

لقد تم تطوير أنظمة مختلفة لمعالجة النفايات الصناعية وهي قيد التشغيل. تقوم الأنظمة المغناطيسية بتنقية السوائل أثناء إنتاج الأمونيا والميثانول والمواد الأخرى. تقوم المجمعات المغناطيسية "باختيار" جميع الجزيئات المحتوية على الحديد من التدفق.

يتم تثبيت PMs على شكل حلقة داخل قنوات الغاز، والتي تزيل الشوائب المغناطيسية من العوادم الغازية.

تعمل المصائد المغناطيسية الفاصلة على اختيار النفايات المحتوية على المعادن بشكل فعال على خطوط النقل لمعالجة النفايات الصناعية.

الطلاء الكهربائي

يعتمد الطلاء الكهربائي على حركة أيونات المعادن المشحونة إلى أقطاب متقابلة من أقطاب التيار المباشر. يلعب مديرو المشروعات دور حاملي المنتجات في المجمع الجلفاني. في المنشآت الصناعية ذات العمليات الجلفانية، يتم تركيب المغناطيسات المصنوعة من سبائك ندفيب فقط.

الدواء

في الآونة الأخيرة، قامت الشركات المصنعة للمعدات الطبية بالإعلان على نطاق واسع عن الأدوات والأجهزة التي تعتمد على المغناطيس الدائم. يتم توفير مجال مكثف ثابت من خلال خصائص سبيكة NdFeB.

تُستخدم خاصية المغناطيس الدائم لتطبيع الدورة الدموية وإطفاء العمليات الالتهابية واستعادة أنسجة الغضروف وما إلى ذلك.

ينقل

تم تجهيز أنظمة النقل في الإنتاج بتركيبات PM. أثناء حركة ناقل المواد الخام، يقوم المغناطيس بإزالة الشوائب المعدنية غير الضرورية من المصفوفة. يتم استخدام المغناطيس لتوجيه المنتجات المختلفة إلى مستويات مختلفة.

انتبه!يتم استخدام المغناطيس الدائم لفصل المواد التي قد يكون لوجود الأشخاص فيها تأثير ضار على صحتهم.

تم تجهيز وسائل النقل بالسيارات بمجموعة كبيرة من الأدوات والمكونات والأجهزة، حيث يلعب مديرو المشاريع الدور الرئيسي. هذه هي الإشعال الإلكتروني والنوافذ الأوتوماتيكية والتحكم في التباطؤ ومضخات البنزين والديزل وأدوات اللوحة الأمامية وغير ذلك الكثير.

تكنولوجيا الكمبيوتر

جميع الأجهزة المحمولة وأجهزة تكنولوجيا الكمبيوتر مجهزة بعناصر مغناطيسية. تتضمن القائمة الطابعات ومحركات التشغيل ومحركات التشغيل والأجهزة الأخرى.

الأجهزة المنزلية

هؤلاء هم في الأساس أصحاب الأدوات المنزلية الصغيرة. أرفف بحوامل مغناطيسية ومثبتات للستائر والستائر وحوامل لمجموعة سكاكين المطبخ ومجموعة من الأجهزة المنزلية الأخرى.

الهندسة الكهربائية

الهندسة الكهربائية القائمة على PM تتعلق بمجالات مثل أجهزة الراديو والمولدات والمحركات الكهربائية.

هندسة الراديو

يتم استخدام PM لزيادة ضغط أجهزة الهندسة الراديوية وضمان استقلالية الجهاز.

مولدات

تعمل مولدات PM على حل مشكلة نقل جهات الاتصال - الحلقات بالفرش. في الأجهزة الصناعية التقليدية، هناك مشكلات حادة تتعلق بالصيانة المعقدة للمعدات، والتآكل السريع للأجزاء، وفقدان كبير للطاقة في دوائر الإثارة.

العائق الوحيد أمام إنشاء مثل هذه المولدات هو مشكلة تركيب PM على دوار دوار. في الآونة الأخيرة، تم وضع مغناطيس في الأخاديد الطولية للدوار، مملوءة بمواد منخفضة الذوبان.

المحركات الكهربائية

في الأجهزة المنزلية وفي بعض المعدات الصناعية، أصبحت المحركات الكهربائية المتزامنة ذات المغناطيس الدائم منتشرة على نطاق واسع - وهي محركات صمامات تعمل بالتيار المستمر.

كما هو الحال في المولدات المذكورة أعلاه، يتم تثبيت PM على الدوارات التي تدور داخل الجزء الثابت مع لف ثابت. الميزة الرئيسية للمحرك الكهربائي هي عدم وجود اتصالات موصلة قصيرة العمر على مبدل الدوار.

المحركات من هذا النوع هي أجهزة منخفضة الطاقة. ومع ذلك، فإن هذا لا يقلل بأي حال من الأحوال من فائدتها في مجال الهندسة الكهربائية.

معلومات إضافية.من السمات المميزة للجهاز وجود مستشعر Hall الذي ينظم سرعة الدوار.

يأمل المؤلف أنه بعد قراءة هذا المقال سيكون لدى القارئ فكرة واضحة عن ماهية المغناطيس الدائم. إن الإدخال النشط للمغناطيس الدائم في النشاط البشري يحفز اختراع وإنشاء سبائك مغناطيسية جديدة ذات خصائص مغناطيسية محسنة.

فيديو

يستخدم المغناطيس بشكل رئيسي في الهندسة الكهربائية، وهندسة الراديو، وصناعة الأدوات، والأتمتة، والميكانيكا عن بعد. هنا، يتم استخدام المواد المغناطيسية لتصنيع الدوائر المغناطيسية، والمرحلات، وما إلى ذلك. .

مولدات الآلات الكهربائية والمحركات الكهربائية هي آلات دورانية تقوم بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية (المولدات) أو الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية (المحركات). يعتمد تشغيل المولدات على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي: يتم تحفيز القوة الدافعة الكهربائية (EMF) في سلك يتحرك في مجال مغناطيسي. يعتمد تشغيل المحركات الكهربائية على حقيقة أن القوة تؤثر على سلك يحمل تيارًا موضوعًا في مجال مغناطيسي عرضي.

الأجهزة الكهرومغناطيسية. تستخدم مثل هذه الأجهزة قوة التفاعل بين المجال المغناطيسي والتيار في لفات الجزء المتحرك الذي يميل إلى تدوير الأخير.

عدادات الكهرباء التعريفي. مقياس الحث ليس أكثر من مجرد محرك كهربائي يعمل بالتيار المتردد منخفض الطاقة مزود بملفين - ملف تيار ولف جهد. يدور قرص موصل موضوع بين اللفات تحت تأثير عزم الدوران المتناسب مع الطاقة المستهلكة. تتم موازنة عزم الدوران هذا بواسطة التيارات المستحثة في القرص بواسطة مغناطيس دائم، بحيث تتناسب سرعة دوران القرص مع استهلاك الطاقة.

يتم تشغيل ساعات اليد الكهربائية بواسطة بطارية صغيرة. فهي تتطلب أجزاء أقل بكثير لتشغيلها من الساعات الميكانيكية؛ وهكذا، فإن دائرة الساعة الكهربائية المحمولة النموذجية تشتمل على مغناطيسين، ومحثين، وترانزستور.

مقياس الدينامومتر - جهاز ميكانيكي أو كهربائي لقياس قوة الجر أو عزم الدوران لآلة أو أداة آلية أو محرك.

تأتي مقاييس قوة الفرامل في مجموعة متنوعة من التصاميم؛ وتشمل هذه، على سبيل المثال، فرامل بروني والفرامل الهيدروليكية والكهرومغناطيسية.

يمكن صنع مقياس الدينامومتر الكهرومغناطيسي على شكل جهاز مصغر مناسب لقياس خصائص المحركات صغيرة الحجم.

الجلفانومتر هو أداة حساسة لقياس التيارات الضعيفة. يستخدم الجلفانومتر عزم الدوران الناتج عن تفاعل مغناطيس دائم على شكل حدوة حصان مع ملف صغير يحمل تيارًا (مغناطيسًا كهربائيًا ضعيفًا) معلقًا في الفجوة بين قطبي المغناطيس. يتناسب عزم الدوران، وبالتالي انحراف الملف، مع التيار وإجمالي الحث المغناطيسي في فجوة الهواء، بحيث يكون مقياس الجهاز خطيًا تقريبًا بالنسبة للانحرافات الصغيرة للملف. الأجهزة المبنية عليها هي أكثر أنواع الأجهزة شيوعًا.

تُستخدم الخواص المغناطيسية للمادة على نطاق واسع في العلوم والتكنولوجيا كوسيلة لدراسة بنية الأجسام المختلفة. هكذا ظهر العلم:

الكيمياء المغناطيسية هي فرع من فروع الكيمياء الفيزيائية التي تدرس العلاقة بين الخواص المغناطيسية والكيميائية للمواد؛ بالإضافة إلى ذلك، تدرس الكيمياء المغناطيسية تأثير المجالات المغناطيسية على العمليات الكيميائية. تعتمد الكيمياء المغناطيسية على الفيزياء الحديثة للظواهر المغناطيسية. إن دراسة العلاقة بين الخواص المغناطيسية والكيميائية تجعل من الممكن توضيح ملامح التركيب الكيميائي للمادة.

كشف الخلل المغناطيسي، طريقة للبحث عن العيوب تعتمد على دراسة تشوهات المجال المغناطيسي التي تحدث عند عيوب المنتجات المصنوعة من المواد المغناطيسية الحديدية.

مسرع الجسيمات، منشأة يتم من خلالها الحصول على حزم موجهة من الإلكترونات والبروتونات والأيونات والجسيمات المشحونة الأخرى باستخدام المجالات الكهربائية والمغناطيسية، والتي تتجاوز الطاقة الحرارية بشكل كبير.

تستخدم المسرعات الحديثة أنواعًا عديدة ومتنوعة من التكنولوجيا، بما في ذلك. مغناطيسات دقيقة قوية.

تلعب المسرعات دورًا عمليًا مهمًا في العلاج الطبي والتشخيص. تمتلك العديد من المستشفيات حول العالم الآن تحت تصرفها مسرعات خطية إلكترونية صغيرة تولد أشعة سينية مكثفة تستخدم لعلاج الأورام. وبدرجة أقل، يتم استخدام السيكلوترونات أو السنكروترونات التي تولد حزم البروتون. تتمثل ميزة البروتونات على الأشعة السينية في علاج الأورام في إطلاق طاقة موضعية أكثر. ولذلك، فإن العلاج بالبروتون فعال بشكل خاص في علاج أورام المخ والعين، حيث يجب أن يكون الضرر الذي يلحق بالأنسجة السليمة المحيطة في أدنى حد ممكن.

يأخذ ممثلو العلوم المختلفة في الاعتبار المجالات المغناطيسية في أبحاثهم. يقيس الفيزيائي المجالات المغناطيسية للذرات والجسيمات الأولية، ويدرس عالم الفلك دور المجالات الكونية في عملية تكوين النجوم الجديدة، ويستخدم الجيولوجي الحالات الشاذة في المجال المغناطيسي للأرض للعثور على رواسب الخامات المغناطيسية، ومؤخرًا توصل علم الأحياء إلى كما شارك بنشاط في دراسة واستخدام المغناطيس.

وصفت العلوم البيولوجية في النصف الأول من القرن العشرين بثقة الوظائف الحيوية دون الأخذ بعين الاعتبار وجود أي مجالات مغناطيسية. علاوة على ذلك، رأى بعض علماء الأحياء أنه من الضروري التأكيد على أنه حتى المجال المغناطيسي الاصطناعي القوي ليس له أي تأثير على الأجسام البيولوجية.

لم تذكر الموسوعات شيئًا عن تأثير المجالات المغناطيسية على العمليات البيولوجية. في كل عام، ظهرت اعتبارات إيجابية معزولة حول تأثير بيولوجي واحد أو آخر للمجالات المغناطيسية في الأدبيات العلمية حول العالم. لكن هذا القطر الضعيف لم يتمكن من إذابة جبل عدم الثقة حتى في صياغة المشكلة نفسها... وفجأة تحول القطر إلى تيار عاصف. إن الانهيار الجليدي للمنشورات المغناطيسية الحيوية، كما لو كان يسقط من بعض الذروة، يتزايد بشكل مطرد منذ أوائل الستينيات ويغرق البيانات المتشككة.

منذ الكيميائيين في القرن السادس عشر وحتى يومنا هذا، وجد التأثير البيولوجي للمغناطيس معجبين ونقادًا عدة مرات. مرارًا وتكرارًا على مدى عدة قرون، كان هناك ارتفاع وانخفاض في الاهتمام بالتأثيرات العلاجية للمغناطيس. وبمساعدتها حاولوا علاج (وليس دون جدوى) الأمراض العصبية وألم الأسنان والأرق وآلام الكبد والمعدة - مئات الأمراض.

للأغراض الطبية، بدأ استخدام المغناطيس، ربما، في وقت سابق لتحديد الاتجاهات الأساسية.

كعلاج خارجي محلي وكتميمة، حقق المغناطيس نجاحًا كبيرًا بين الصينيين والهندوس والمصريين والعرب واليونانيين والرومان، إلخ. يذكر الفيلسوف أرسطو والمؤرخ بليني خصائصه الطبية في أعمالهما.

في النصف الثاني من القرن العشرين، انتشرت الأساور المغناطيسية على نطاق واسع، وكان لها تأثير مفيد على المرضى الذين يعانون من اضطرابات ضغط الدم (ارتفاع ضغط الدم وانخفاض ضغط الدم).

بالإضافة إلى المغناطيس الدائم، يتم استخدام المغناطيسات الكهربائية أيضًا. كما أنها تستخدم لمجموعة واسعة من المشاكل في العلوم والتكنولوجيا والإلكترونيات والطب (الأمراض العصبية وأمراض الأوعية الدموية في الأطراف وأمراض القلب والأوعية الدموية والسرطان).

والأهم من ذلك كله أن العلماء يميلون إلى الاعتقاد بأن المجالات المغناطيسية تزيد من مقاومة الجسم.

هناك أجهزة قياس سرعة الدم الكهرومغناطيسية، وهي كبسولات مصغرة يمكن، باستخدام المجالات المغناطيسية الخارجية، تحريكها عبر الأوعية الدموية لتوسيعها، أو أخذ عينات من أجزاء معينة من المسار، أو على العكس من ذلك، إزالة الأدوية المختلفة محليًا من الكبسولات.

تُستخدم على نطاق واسع طريقة مغناطيسية لإزالة الجزيئات المعدنية من العين.

معظمنا على دراية بدراسة وظائف القلب باستخدام أجهزة الاستشعار الكهربائية - مخطط كهربية القلب. تخلق النبضات الكهربائية التي يولدها القلب مجالًا مغناطيسيًا للقلب، والذي يبلغ في الحد الأقصى 10-6 من قوة المجال المغناطيسي للأرض. تكمن قيمة تخطيط القلب المغناطيسي في أنه يسمح لك بالحصول على معلومات حول المناطق "الصامتة" كهربائيًا في القلب.

تجدر الإشارة إلى أن علماء الأحياء يطلبون الآن من علماء الفيزياء تقديم نظرية حول الآلية الأساسية للعمل البيولوجي للمجال المغناطيسي، ويطالب علماء الفيزياء استجابةً لعلماء الأحياء بمزيد من الحقائق البيولوجية المثبتة. ومن الواضح أن التعاون الوثيق بين مختلف المتخصصين سيكون ناجحا.

أحد الروابط المهمة التي توحد المشاكل البيولوجية المغناطيسية هو تفاعل الجهاز العصبي مع المجالات المغناطيسية. إن الدماغ هو أول من يتفاعل مع أي تغييرات في البيئة الخارجية. إن دراسة ردود أفعاله هي التي ستكون المفتاح لحل العديد من المشكلات في علم الأحياء المغناطيسي.

من بين الثورات التكنولوجية التي حدثت في أواخر القرن العشرين، إحدى أهم الثورات هي تحول المستهلكين إلى الوقود النووي. مرة أخرى، تم التركيز على المجالات المغناطيسية. هم وحدهم الذين سيكونون قادرين على كبح البلازما الضالة في تفاعل نووي حراري "سلمي"، والذي ينبغي أن يحل محل التفاعلات الانشطارية لنواة اليورانيوم المشع والثوريوم.

ماذا ستحرق؟ - السؤال الذي يعذب عمال الطاقة دائمًا هو سؤال مهووس. لقد ساعدنا الحطب لفترة طويلة، لكنه يستهلك طاقة منخفضة، وبالتالي فإن حضارة حرق الأخشاب بدائية. تعتمد ثروتنا الحالية على حرق الوقود الأحفوري، لكن الاحتياطيات المتاحة بسهولة من النفط والفحم والغاز الطبيعي آخذة في النفاد ببطء ولكن بثبات. طوعا أو كرها، يتعين علينا أن نعيد توجيه توازن الوقود والطاقة في البلاد نحو شيء آخر. وفي القرن القادم، سيتعين الحفاظ على بقايا الوقود العضوي لتلبية احتياجات الكيمياء من المواد الخام. ومن المعروف أن المادة الخام الرئيسية للطاقة ستكون الوقود النووي.

تعتمد فكرة العزل الحراري المغناطيسي للبلازما على الخاصية المعروفة للجزيئات المشحونة كهربائيًا التي تتحرك في مجال مغناطيسي لثني مسارها والتحرك على طول خطوط المجال الحلزونية. يؤدي انحناء المسار في مجال مغناطيسي غير منتظم إلى دفع الجسيم إلى منطقة يكون فيها المجال المغناطيسي أضعف. وتتمثل المهمة في إحاطة البلازما من جميع الجوانب بمجال أقوى. يتم حل هذه المشكلة في العديد من المختبرات حول العالم. تم اكتشاف الحبس المغناطيسي للبلازما من قبل العلماء السوفييت، الذين اقترحوا في عام 1950 حبس البلازما في ما يسمى بالمصائد المغناطيسية (أو، كما يطلق عليها غالبًا، الزجاجات المغناطيسية).

مثال على نظام بسيط جدًا للحجز المغناطيسي للبلازما هو المصيدة ذات المقابس المغناطيسية أو المرايا (مصيدة المرآة). النظام عبارة عن أنبوب طويل يتم فيه إنشاء مجال مغناطيسي طولي. يتم لف اللفات الضخمة في نهايات الأنبوب أكثر من المنتصف. وهذا يؤدي إلى حقيقة أن خطوط المجال المغناطيسي في نهايات الأنبوب أكثر كثافة والمجال المغناطيسي في هذه المناطق أقوى. وبالتالي، فإن الجسيم المحاصر في زجاجة مغناطيسية لا يمكنه مغادرة النظام، لأنه سيتعين عليه عبور خطوط المجال، وبسبب قوة لورنتز، "ينتهي" عليها. وعلى هذا المبدأ، تم بناء المصيدة المغناطيسية الضخمة لتركيب Ogra-1، التي تم إطلاقها في معهد الطاقة الذرية الذي يحمل اسم IV. كورشاتوف في عام 1958. يبلغ طول الغرفة المفرغة Ogra-1 19 مترًا وقطرها الداخلي 1.4 مترًا، ويبلغ متوسط ​​قطر الملف الذي يخلق المجال المغناطيسي 1.8 مترًا، وقوة المجال في منتصف الغرفة 0.5 طن. ، في الاختناقات المرورية 0.8 ت.

ستكون تكلفة الكهرباء التي يتم الحصول عليها من محطات الطاقة النووية الحرارية منخفضة للغاية بسبب انخفاض تكلفة المواد الخام (الماء). سيأتي الوقت الذي ستولد فيه محطات الطاقة محيطات من الكهرباء حرفيًا. وبمساعدة هذه الكهرباء، ربما سيكون من الممكن ليس فقط تغيير ظروف الحياة على الأرض بشكل جذري - مثل إعادة الأنهار، وتجفيف المستنقعات، والصحاري المائية - ولكن أيضًا تغيير مظهر الفضاء الخارجي المحيط - ملء و"إحياء" القمر، لإحاطة المريخ بغلاف جوي.

إحدى الصعوبات الرئيسية في هذا المسار هي إنشاء مجال مغناطيسي ذي هندسة وحجم معينين. المجالات المغناطيسية في المصائد النووية الحرارية الحديثة صغيرة نسبيًا. ومع ذلك، إذا أخذنا في الاعتبار الأحجام الهائلة للغرف، وغياب النواة المغناطيسية، وكذلك المتطلبات الخاصة لشكل المجال المغناطيسي، والتي تعقد إنشاء مثل هذه الأنظمة، يجب أن نعترف بأن الفخاخ الموجودة هي إنجاز تقني كبير.

وبناء على ما سبق يمكننا أن نستنتج أنه في الوقت الحاضر لا توجد صناعة لا يستخدم فيها المغناطيس أو الظاهرة المغناطيسية.

  • وسائط التخزين المغناطيسية: تحتوي أشرطة VHS على بكرات من الشريط المغناطيسي. يتم تشفير معلومات الفيديو والصوت على طبقة مغناطيسية على الشريط. أيضًا، في الأقراص المرنة ومحركات الأقراص الصلبة للكمبيوتر، يتم تسجيل البيانات على طبقة مغناطيسية رقيقة. ومع ذلك، فإن وسائط التخزين ليست مغناطيسًا بالمعنى الدقيق للكلمة، لأنها لا تجذب الأشياء. يتم استخدام المغناطيس الموجود في محركات الأقراص الثابتة في محركات الأقراص وتحديد المواقع.
  • Ш بطاقات الائتمان والخصم وبطاقات الصراف الآلي: تحتوي جميع هذه البطاقات على شريط مغناطيسي على جانب واحد. يقوم هذا النطاق بتشفير المعلومات اللازمة للاتصال بمؤسسة مالية والربط بحساباتها.
  • Ш أجهزة التلفزيون وشاشات الكمبيوتر التقليدية: تستخدم أجهزة التلفزيون وشاشات الكمبيوتر التي تحتوي على أنبوب أشعة الكاثود مغناطيسًا كهربائيًا للتحكم في شعاع من الإلكترونات وتكوين صورة على الشاشة. تستخدم لوحات البلازما وشاشات LCD تقنيات مختلفة.
  • Ш مكبرات الصوت والميكروفونات: تستخدم معظم مكبرات الصوت مغناطيسًا دائمًا وملف تيار لتحويل الطاقة الكهربائية (الإشارة) إلى طاقة ميكانيكية (الحركة التي تولد الصوت). يتم لف الملف على ملف متصل بناشر، ويتدفق من خلاله تيار متردد، والذي يتفاعل مع مجال المغناطيس الدائم.
  • مثال آخر على استخدام المغناطيس في الهندسة الصوتية هو رأس الالتقاط الخاص بالإلكترونيات وفي مسجلات الكاسيت كرأس محو اقتصادي.
  • Ш فاصل مغناطيسي للمعادن الثقيلة
  • Ш المحركات والمولدات الكهربائية: تعتمد بعض المحركات الكهربائية (وكذلك مكبرات الصوت) على مزيج من المغناطيس الكهربائي والمغناطيس الدائم. يقومون بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. ومن ناحية أخرى، يقوم المولد بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية عن طريق تحريك موصل عبر مجال مغناطيسي.
  • - المحولات: أجهزة لنقل الطاقة الكهربائية بين ملفين من الأسلاك معزولين كهربائياً ولكن مقترنين مغناطيسياً.
  • Ш يستخدم المغناطيس في المرحلات المستقطبة. تتذكر هذه الأجهزة حالتها عند انقطاع التيار الكهربائي.
  • Ш البوصلات: البوصلة (أو البوصلة البحرية) هي مؤشر ممغنط يمكن أن يدور بحرية وموجه في اتجاه المجال المغناطيسي، وغالبًا ما يكون المجال المغناطيسي للأرض.
  • Sh Art: يمكن ربط صفائح الفينيل المغناطيسية باللوحات والصور الفوتوغرافية وغيرها من العناصر الزخرفية، مما يسمح بربطها بالثلاجات والأسطح المعدنية الأخرى.
  • Ш غالبًا ما يستخدم المغناطيس في الألعاب. يستخدم M-TIC قضبان مغناطيسية متصلة بمجالات معدنية
  • Ш الألعاب: نظرًا لقدرتها على مقاومة الجاذبية من مسافة قريبة، غالبًا ما يتم استخدام المغناطيس في ألعاب الأطفال ذات التأثيرات الممتعة.
  • ← يمكن استخدام المغناطيس في صناعة المجوهرات. يمكن أن تحتوي القلائد والأساور على مشبك مغناطيسي، أو يمكن صنعها بالكامل من سلسلة من المغناطيسات المرتبطة والخرز الأسود.
  • Ш يمكن أن يلتقط المغناطيس الأشياء المغناطيسية (مسامير حديدية، دبابيس، مسامير، مشابك ورق) والتي تكون إما صغيرة جدًا، أو يصعب الوصول إليها، أو رفيعة جدًا بحيث لا يمكن التعامل معها بأصابعك. بعض المفكات ممغنطة خصيصًا لهذا الغرض.
  • Ш يمكن استخدام المغناطيس في معالجة الخردة المعدنية لفصل المعادن المغناطيسية (الحديد والصلب والنيكل) عن المعادن غير المغناطيسية (الألومنيوم والسبائك غير الحديدية وما إلى ذلك). ويمكن استخدام نفس الفكرة فيما يسمى "الاختبار المغناطيسي"، حيث يتم فحص جسم السيارة بالمغناطيس لتحديد المناطق التي تم إصلاحها باستخدام الألياف الزجاجية أو المعجون البلاستيكي.
  • Sh Maglev: قطار الإرتفاع المغناطيسي مدفوع ويتم التحكم فيه بواسطة القوى المغناطيسية. مثل هذا القطار، على عكس القطارات التقليدية، لا يلمس سطح السكة أثناء الحركة. نظرًا لوجود فجوة بين القطار والسطح المتحرك، يتم التخلص من الاحتكاك وتكون قوة الكبح الوحيدة هي قوة السحب الديناميكية الهوائية.
  • Ш يستخدم المغناطيس في أقفال أبواب الأثاث.
  • Ш إذا تم وضع المغناطيس في الإسفنج، فيمكن استخدام هذه الإسفنج لغسل صفائح رقيقة من المواد غير المغناطيسية على كلا الجانبين في وقت واحد، وقد يصعب الوصول إلى جانب واحد. قد يكون هذا، على سبيل المثال، زجاج حوض السمك أو الشرفة.
  • Ш يتم استخدام المغناطيس لنقل عزم الدوران "من خلال" الجدار، والذي يمكن أن يكون، على سبيل المثال، حاوية مغلقة لمحرك كهربائي. هكذا تم تصميم لعبة "الغواصة" في جمهورية ألمانيا الديمقراطية.
  • Ш يتم استخدام المغناطيس مع مفتاح القصب في أجهزة استشعار الموضع الخاصة. على سبيل المثال، في أجهزة استشعار باب الثلاجة وأجهزة الإنذار الأمنية.
  • Ш يتم استخدام المغناطيس مع مستشعر Hall لتحديد الموضع الزاوي أو السرعة الزاوية للعمود.
  • Ш يستخدم المغناطيس في فجوات الشرارة لتسريع عملية انقراض القوس.
  • Ш يتم استخدام المغناطيس في الاختبارات غير المدمرة باستخدام طريقة الجسيمات المغناطيسية (MPC)
  • Ш يستخدم المغناطيس لتشتيت حزم الإشعاعات المشعة والمؤينة، على سبيل المثال أثناء المراقبة في الكاميرات.
  • Ш يستخدم المغناطيس في الإشارة إلى الأدوات ذات الإبرة المنحرفة، على سبيل المثال، مقياس التيار الكهربائي. هذه الأجهزة حساسة للغاية وخطية.
  • Ш يستخدم المغناطيس في صمامات الميكروويف والدورات الدموية.
  • Ш يتم استخدام المغناطيس كجزء من نظام انحراف لأنابيب أشعة الكاثود لضبط مسار شعاع الإلكترون.
  • Ш قبل اكتشاف قانون حفظ الطاقة كانت هناك محاولات عديدة لاستخدام المغناطيس لبناء “آلة الحركة الدائمة”. لقد انجذب الناس إلى الطاقة التي لا تنضب على ما يبدو للمجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم، والذي كان معروفًا منذ فترة طويلة جدًا. لكن نموذج العمل لم يُبنى قط.

في بداية العمل، سيكون من المفيد تقديم بعض التعاريف والتفسيرات.

وإذا أثرت في مكان ما قوة على أجسام متحركة لها شحنة، ولا تؤثر على أجسام ثابتة أو عديمة الشحنة، فإنهم يقولون إن في هذا المكان قوة. المجال المغنطيسي - أحد الأشكال الأكثر عمومية المجال الكهرومغناطيسي .

هناك أجسام قادرة على خلق مجال مغناطيسي حول نفسها (ومثل هذا الجسم يتأثر أيضاً بقوة المجال المغناطيسي)؛ ويقال إن هذه الأجسام ممغنطة ولها عزم مغناطيسي، وهو ما يحدد قدرة الجسم على ذلك؛ إنشاء مجال مغناطيسي. تسمى هذه الهيئات مغناطيس .

تجدر الإشارة إلى أن المواد المختلفة تتفاعل بشكل مختلف مع المجال المغناطيسي الخارجي.

هناك مواد تضعف تأثير المجال الخارجي داخل نفسها مغناطيسات مسايرة وتعزيز المجال الخارجي داخل أنفسهم المواد المغناطيسية.

هناك مواد ذات قدرة هائلة (آلاف المرات) على تعزيز المجال الخارجي داخل نفسها - الحديد والكوبالت والنيكل والجادولينيوم وسبائك ومركبات هذه المعادن، وتسمى - المغناطيسات الحديدية.

هناك مواد بين المغناطيسات الحديدية التي، بعد تعرضها لمجال مغناطيسي خارجي قوي بما فيه الكفاية، تصبح هي نفسها مغناطيسات - وهذه هي المواد المغناطيسية الصلبة.

هناك مواد تعمل على تركيز مجال مغناطيسي خارجي، وأثناء نشاطه تتصرف مثل المغناطيس؛ ولكن إذا اختفى المجال الخارجي فإنها لا تصبح مغناطيسًا - هذا هو الحال مواد مغناطيسية ناعمة

مقدمة

لقد اعتدنا على المغناطيس ونتعامل معه بتنازل قليل باعتباره سمة قديمة لدروس الفيزياء المدرسية، وأحيانًا لا ندرك حتى عدد المغناطيسات الموجودة حولنا. هناك العشرات من المغناطيسات في شققنا: في ماكينات الحلاقة الكهربائية، ومكبرات الصوت، وأجهزة التسجيل، وفي الساعات، وفي أوعية المسامير، أخيرًا. نحن أنفسنا أيضًا مغناطيس: فالتيارات الحيوية المتدفقة فينا تؤدي إلى ظهور نمط غريب من خطوط القوة المغناطيسية من حولنا. الأرض التي نعيش عليها عبارة عن مغناطيس أزرق عملاق. الشمس عبارة عن كرة بلازما صفراء، وهي مغناطيس أكثر فخامة. المجرات والسدم، التي بالكاد يمكن رؤيتها من خلال التلسكوبات، هي مغناطيسات ذات حجم غير مفهوم. الاندماج النووي الحراري، وتوليد الكهرباء الديناميكي المغناطيسي، وتسريع الجسيمات المشحونة في السنكروترونات، ورفع السفن الغارقة - كل هذه مجالات تحتاج إلى مغناطيسات هائلة ذات حجم غير مسبوق. أصبحت مشكلة إنشاء مجالات مغناطيسية قوية وفائقة القوة وفائقة القوة وحتى أقوى واحدة من المشكلات الرئيسية في الفيزياء والتكنولوجيا الحديثة.

المغناطيس معروف للإنسان منذ زمن سحيق. لقد تلقينا الإشارات

حول المغناطيس وخصائصه في أعمال طاليس ميليتس (حوالي 600 قبل الميلاد) وأفلاطون (427-347 قبل الميلاد). نشأت كلمة "المغناطيس" نفسها بسبب اكتشاف اليونانيين للمغناطيس الطبيعي في مغنيسيا (ثيساليا).

توجد المغناطيسات الطبيعية (أو الطبيعية) في الطبيعة على شكل رواسب من الخامات المغناطيسية. أكبر مغناطيس طبيعي معروف يقع في جامعة تارتو. كتلته 13 كجم وهو قادر على رفع حمولة 40 كجم.

المغناطيس الاصطناعي هو مغناطيس يصنعه الإنسان على أساس مختلف مغناطيسات حديدية. يمكن لما يسمى بالمغناطيس "المسحوق" (المصنوع من الحديد والكوبالت وبعض المواد المضافة الأخرى) أن يحمل حمولة تزيد عن 5000 مرة وزنها.

هناك نوعان مختلفان من المغناطيس الاصطناعي:

بعض ما يسمى مغناطيس دائم مصنوعة من " من الصعب مغناطيسيا » المواد لا ترتبط خواصها المغناطيسية باستخدام مصادر أو تيارات خارجية.

وهناك نوع آخر يتضمن ما يسمى بالمغناطيسات الكهربائية ذات قلب مصنوع من " مغناطيسية ناعمة » ترجع المجالات المغناطيسية التي تنتجها بشكل رئيسي إلى حقيقة أن تيارًا كهربائيًا يمر عبر السلك المتعرج المحيط بالنواة.

في عام 1600، تم نشر كتاب للطبيب الملكي V. في لندن. جيلبرت "حول المغناطيس والأجسام المغناطيسية والمغناطيس الكبير - الأرض." كان هذا العمل أول محاولة معروفة لنا لدراسة الظواهر المغناطيسية من منظور علمي. يحتوي هذا العمل على المعلومات المتوفرة آنذاك عن الكهرباء والمغناطيسية، بالإضافة إلى نتائج تجارب المؤلف الخاصة.

من كل شيء يواجهه الإنسان، فهو يسعى أولاً إلى استخلاص فائدة عملية. وكان هذا المصير حتميا والمغناطيس

سأحاول في عملي تتبع كيفية استخدام الناس للمغناطيس ليس للحرب، بل للأغراض السلمية، بما في ذلك استخدام المغناطيس في علم الأحياء، والطب، وفي الحياة اليومية.

بوصلة،جهاز لتحديد الاتجاهات الأفقية على الأرض يستخدم لتحديد الاتجاه الذي تتحرك فيه السفينة أو الطائرة أو المركبة الأرضية. الاتجاه الذي يسير فيه المشاة؛ الاتجاهات إلى كائن أو معلم. تنقسم البوصلات إلى فئتين رئيسيتين: البوصلات المغناطيسية من النوع المؤشر، والتي يستخدمها الطوبوغرافيون والسياح، والبوصلات غير المغناطيسية، مثل البوصلة الجيروسكوبية والبوصلة الراديوية.

بحلول القرن الحادي عشر. يشير إلى رسالة الصينيين شين كوا وتشو يو حول صناعة البوصلات من المغناطيس الطبيعي واستخدامها في الملاحة

إذا كانت إبرة طويلة مصنوعة من مغناطيس طبيعي متوازنة على محور يسمح لها بالدوران بحرية في مستوى أفقي، فإنها تواجه دائمًا أحد طرفيها إلى الشمال والآخر إلى الجنوب، وذلك عن طريق تحديد الطرف الذي يشير إلى الشمال، يمكنك استخدامها مثل هذه البوصلة لتحديد الاتجاهات.

وتركزت التأثيرات المغناطيسية في نهايات هذه الإبرة، ولذلك أطلق عليها اسم القطبين (الشمال والجنوب، على التوالي).

التطبيق الرئيسي للمغناطيس هو في الهندسة الكهربائية، وهندسة الراديو، وصناعة الأدوات، والأتمتة، والهندسة الميكانيكية. هنا، يتم استخدام المواد المغناطيسية في صناعة الدوائر المغناطيسية، والمرحلات، وما إلى ذلك.

في عام 1820، اكتشف ج. أورستد (1777-1851) أن الموصل يعمل بمثابة استنزاف للإبرة المغناطيسية، ويحولها. وبعد أسبوع واحد فقط، أظهر أمبير أن موصلين متوازيين يمر بهما تيار في نفس الاتجاه ينجذبان لبعضهما البعض. لاحقًا، اقترح أن جميع الظواهر المغناطيسية ناتجة عن التيارات، وأن الخصائص المغناطيسية للمغناطيس الدائم ترتبط بالتيارات المتداولة باستمرار داخل هذه المغناطيسات. يتوافق هذا الافتراض تمامًا مع الأفكار الحديثة.

مولدات الآلات الكهربائية والمحركات الكهربائية -آلات من النوع الدوار تعمل على تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية (المولدات) أو الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية (المحركات). يعتمد تشغيل المولدات على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي: يتم تحفيز القوة الدافعة الكهربائية (EMF) في سلك يتحرك في مجال مغناطيسي. يعتمد عمل المحركات الكهربائية على حقيقة أن القوة تؤثر على سلك يحمل تيارًا موضوعًا في مجال مغناطيسي عرضي.

الأجهزة الكهرومغناطيسية.في مثل هذه الأجهزة، يتم استخدام قوة تفاعل المجال المغناطيسي مع التيار في لفات الجزء المتحرك، والتي تميل إلى تدوير الأخير

عدادات الكهرباء التعريفي. مقياس الحث ليس أكثر من مجرد محرك كهربائي يعمل بالتيار المتردد منخفض الطاقة مزود بملفين - ملف تيار ولف جهد. يدور قرص موصل موضوع بين اللفات تحت تأثير عزم الدوران المتناسب مع استهلاك الطاقة. تتم موازنة عزم الدوران هذا بواسطة التيارات المستحثة في القرص بواسطة مغناطيس دائم، بحيث تتناسب سرعة دوران القرص مع استهلاك الطاقة.

ساعة يد كهربائيةمدعوم من بطارية مصغرة. فهي تتطلب أجزاء أقل بكثير لتشغيلها من الساعات الميكانيكية؛ وهكذا، فإن دائرة الساعة الكهربائية المحمولة النموذجية تشتمل على مغناطيسين، ومحثين، وترانزستور.

قفل-جهاز ميكانيكي أو كهربائي أو إلكتروني يحد من إمكانية الاستخدام غير المصرح به لشيء ما. يمكن تفعيل القفل عن طريق جهاز (مفتاح) بحوزة شخص معين، أو معلومات (رمز رقمي أو أبجدي) يدخلها ذلك الشخص، أو بعض الخصائص الفردية (على سبيل المثال، نمط شبكية العين) لذلك الشخص. يقوم القفل عادةً بتوصيل مجموعتين أو جزأين في جهاز واحد ببعضهما البعض بشكل مؤقت. في أغلب الأحيان، تكون الأقفال ميكانيكية، ولكن يتم استخدام الأقفال الكهرومغناطيسية بشكل متزايد.

أقفال مغناطيسية. تستخدم بعض نماذج أقفال الأسطوانة عناصر مغناطيسية. تم تجهيز القفل والمفتاح بمجموعات رموز متطابقة من المغناطيس الدائم. عندما يتم إدخال المفتاح الصحيح في ثقب المفتاح، فإنه يجذب ويضع العناصر المغناطيسية الداخلية للقفل، مما يسمح للقفل بالفتح.

مقياس القوة -جهاز ميكانيكي أو كهربائي لقياس قوة الجر أو عزم الدوران لآلة أو أداة آلية أو محرك.

مقاييس قوة الفراملتأتي في مجموعة واسعة من التصاميم. وتشمل هذه، على سبيل المثال، فرامل بروني والفرامل الهيدروليكية والكهرومغناطيسية.

مقياس الدينامومتر الكهرومغناطيسيويمكن صنعه على شكل جهاز مصغر مناسب لقياس خصائص المحركات الصغيرة.

الجلفانومتر- جهاز حساس لقياس التيارات الضعيفة. يستخدم الجلفانومتر عزم الدوران الناتج عن تفاعل مغناطيس دائم على شكل حدوة حصان مع ملف صغير يحمل تيارًا (مغناطيسًا كهربائيًا ضعيفًا) معلقًا في الفجوة بين قطبي المغناطيس. يتناسب عزم الدوران، وبالتالي انحراف الملف، مع التيار والحث المغناطيسي الكلي في فجوة الهواء، بحيث يكون مقياس الجهاز خطيًا تقريبًا بالنسبة للانحرافات الصغيرة للملف هي الأكثر النوع الشائع من الأجهزة.

مجموعة الأجهزة المصنعة واسعة ومتنوعة: أجهزة لوحة المفاتيح للتيار المباشر والمتناوب (الكهرومغناطيسي والكهرومغناطيسي مع المعدل والأنظمة الكهرومغناطيسية)، والأجهزة المدمجة، ومقاييس الفولتميتر، لتشخيص وضبط المعدات الكهربائية للمركبات، وقياس درجة حرارة الأسطح المسطحة وأدوات لتجهيز الفصول الدراسية وأجهزة الاختبار وعدادات المعلمات الكهربائية المختلفة

إنتاج المواد الكاشطة-جزيئات صغيرة وصلبة وحادة تستخدم بشكل حر أو مقيد للمعالجة الميكانيكية (بما في ذلك التشكيل والتخشين والطحن والتلميع) لمختلف المواد والمنتجات المصنوعة منها (من الألواح الفولاذية الكبيرة إلى صفائح الخشب الرقائقي والنظارات البصرية ورقائق الكمبيوتر). يمكن أن تكون طبيعية أو صناعية. يتم تقليل تأثير المواد الكاشطة من خلال إزالة جزء من المادة من السطح المعالج. أثناء إنتاج المواد الكاشطة الاصطناعية، يستقر الفيروسيليكون الموجود في الخليط في قاع الفرن، ولكن يتم دمج كميات صغيرة في المادة الكاشطة ويتم إزالتها لاحقًا بواسطة المغناطيس.

تُستخدم الخواص المغناطيسية للمادة على نطاق واسع في العلوم والتكنولوجيا كوسيلة لدراسة بنية الأجسام المختلفة. هكذا نشأوا علوم:

الكيمياء المغناطيسية(الكيمياء المغناطيسية) - فرع من فروع الكيمياء الفيزيائية يدرس العلاقة بين الخواص المغناطيسية والكيميائية للمواد؛ بالإضافة إلى ذلك، تدرس الكيمياء المغناطيسية تأثير المجالات المغناطيسية على العمليات الكيميائية. وتعتمد الكيمياء المغناطيسية على الفيزياء الحديثة للظواهر المغناطيسية. إن دراسة العلاقة بين الخواص المغناطيسية والكيميائية تجعل من الممكن توضيح ملامح التركيب الكيميائي للمادة.

كشف الخلل المغناطيسي، طريقة للبحث عن العيوب، تعتمد على دراسة تشوهات المجال المغناطيسي التي تنشأ في مواقع العيوب في المنتجات المصنوعة من المواد المغناطيسية الحديدية.

. تكنولوجيا الميكروويف

نطاق التردد العالي للغاية (الميكروويف) - نطاق تردد الإشعاع الكهرومغناطيسي (100¸300.000 مليون هرتز)، يقع في الطيف بين ترددات التلفزيون فائقة الارتفاع وترددات الأشعة تحت الحمراء البعيدة

اتصال.تستخدم موجات الراديو الميكروويف على نطاق واسع في تكنولوجيا الاتصالات. بالإضافة إلى أنظمة الراديو العسكرية المختلفة، هناك العديد من خطوط الاتصال التجارية بالموجات الدقيقة في جميع أنحاء العالم نظرًا لأن موجات الراديو هذه لا تتبع انحناء سطح الأرض، ولكنها تنتقل في خط مستقيم، تتكون خطوط الاتصال هذه عادةً من محطات ترحيل مثبتة. على قمم التلال أو على أبراج الراديو على مسافة حوالي 50 كيلومترا.

المعالجة الحرارية للمنتجات الغذائية.يستخدم إشعاع الميكروويف في المعالجة الحرارية للمنتجات الغذائية في المنزل وفي صناعة الأغذية. يمكن تركيز الطاقة المولدة بواسطة الأنابيب المفرغة عالية الطاقة في حجم صغير من أجل المعالجة الحرارية عالية الكفاءة لما يسمى بالمنتجات. أفران الميكروويف أو الميكروويف، والتي تتميز بالنظافة والضوضاء والاكتناز. تُستخدم هذه الأجهزة في مطابخ الطائرات وعربات تناول الطعام بالسكك الحديدية وآلات البيع، حيث يلزم إعداد الوجبات السريعة وطهيها. تنتج الصناعة أيضًا أفران الميكروويف للاستخدام المنزلي.

يرتبط التقدم السريع في مجال تكنولوجيا الميكروويف إلى حد كبير باختراع أجهزة فراغ كهربائي خاصة - المغنطرون والكليسترون، القادرة على توليد كميات كبيرة من طاقة الميكروويف. تبين أن المولد المعتمد على الصمام الثلاثي الفراغي التقليدي، المستخدم في الترددات المنخفضة، غير فعال للغاية في نطاق الموجات الدقيقة.

المغنطرون.في المغنطرون، الذي تم اختراعه في بريطانيا العظمى قبل الحرب العالمية الثانية، لا توجد هذه العيوب، لأنه يعتمد على نهج مختلف تمامًا لتوليد إشعاع الميكروويف - مبدأ مرنان التجويف

يحتوي المغنطرون على العديد من الرنانات الحجمية الموجودة بشكل متناظر حول الكاثود الموجود في المركز. يتم وضع الجهاز بين قطبي مغناطيس قوي.

مصباح الموجة المتنقلة (TWT).جهاز فراغ كهربائي آخر لتوليد وتضخيم الموجات الكهرومغناطيسية في نطاق الميكروويف هو مصباح الموجة المتنقلة. وهو عبارة عن أنبوب رفيع مفرغ يتم إدخاله في ملف مغناطيسي للتركيز.

مسرع الجسيمات, تركيب يتم فيه، بمساعدة المجالات الكهربائية والمغناطيسية، الحصول على حزم موجهة من الإلكترونات والبروتونات والأيونات وغيرها من الجزيئات المشحونة ذات طاقة تتجاوز الطاقة الحرارية بشكل كبير.

تستخدم المسرعات الحديثة أنواعًا عديدة ومتنوعة من التكنولوجيا، بما في ذلك. مغناطيسات دقيقة قوية.

في العلاج الطبي والتشخيصتلعب المسرعات دورًا عمليًا مهمًا. تمتلك العديد من المستشفيات حول العالم اليوم مسرعات خطية إلكترونية صغيرة تولد إشعاعات سينية مكثفة تستخدم لعلاج الأورام. وبدرجة أقل، يتم استخدام السيكلوترونات أو السنكروترونات التي تولد حزم البروتون. تتمثل ميزة البروتونات على الأشعة السينية في علاج الأورام في إطلاق طاقة موضعية أكثر. ولذلك، فإن العلاج بالبروتون فعال بشكل خاص في علاج أورام الدماغ والعينين، عندما يكون الضرر الذي يلحق بالأنسجة السليمة المحيطة في أدنى حد ممكن.

يأخذ ممثلو العلوم المختلفة في الاعتبار المجالات المغناطيسية في أبحاثهم. يقيس الفيزيائي المجالات المغناطيسية للذرات والجسيمات الأولية، ويدرس عالم الفلك دور المجالات الكونية في عملية تكوين النجوم الجديدة، ويستخدم الجيولوجي الحالات الشاذة في المجال المغناطيسي للأرض للعثور على رواسب الخامات المغناطيسية، ومؤخرًا قام علم الأحياء أيضًا شارك بنشاط في دراسة واستخدام المغناطيس.

العلوم البيولوجيةوصف النصف الأول من القرن العشرين الوظائف الحيوية بثقة، متجاهلاً تمامًا وجود أي مجالات مغناطيسية. علاوة على ذلك، رأى بعض علماء الأحياء أنه من الضروري التأكيد على أنه حتى المجال المغناطيسي الاصطناعي القوي ليس له أي تأثير على الأجسام البيولوجية.

لم تذكر الموسوعات شيئًا عن تأثير المجالات المغناطيسية على العمليات البيولوجية. في كل عام، ظهرت اعتبارات إيجابية معزولة حول تأثير بيولوجي واحد أو آخر للمجالات المغناطيسية في الأدبيات العلمية في جميع أنحاء العالم. لكن هذا القطر الضعيف لم يتمكن من إذابة جبل عدم الثقة حتى في صياغة المشكلة نفسها... وفجأة تحول القطر إلى تيار عاصف. إن الانهيار الجليدي للمنشورات المغناطيسية الحيوية، كما لو كان يسقط من بعض الذروة، يتزايد بشكل مطرد منذ أوائل الستينيات ويغرق البيانات المتشككة.

منذ الكيميائيين في القرن السادس عشر وحتى يومنا هذا، وجد التأثير البيولوجي للمغناطيس معجبين ونقادًا عدة مرات. مرارًا وتكرارًا على مدى عدة قرون، كان هناك ارتفاع وانخفاض في الاهتمام بالتأثيرات العلاجية للمغناطيس. وبمساعدتها حاولوا علاج (وليس بدون نجاح) الأمراض العصبية وألم الأسنان والأرق وآلام الكبد والمعدة - مئات الأمراض.

للأغراض الطبية، بدأ استخدام المغناطيس، ربما، في وقت سابق لتحديد الاتجاهات الأساسية.

كعلاج خارجي محلي وكتميمة، حظي المغناطيس بنجاح كبير بين الصينيين والهنود والمصريين والعرب. اليونانيون والرومان وغيرهم. وقد ذكر الفيلسوف أرسطو والمؤرخ بليني خصائصه الطبية في أعمالهما.

وفي النصف الثاني من القرن العشرين، انتشرت الأساور المغناطيسية على نطاق واسع، واستفاد منها المرضى الذين يعانون من اضطرابات ضغط الدم (ارتفاع ضغط الدم وانخفاض ضغط الدم).

بالإضافة إلى المغناطيس الدائم، يتم استخدام المغناطيسات الكهربائية أيضًا. كما أنها تستخدم لمجموعة واسعة من المشاكل في العلوم والتكنولوجيا والإلكترونيات والطب (الأمراض العصبية وأمراض الأوعية الدموية في الأطراف وأمراض القلب والأوعية الدموية والسرطان).

والأهم من ذلك كله أن العلماء يميلون إلى الاعتقاد بأن المجالات المغناطيسية تزيد من مقاومة الجسم.

هناك أجهزة قياس سرعة الدم الكهرومغناطيسية، وهي كبسولات مصغرة يمكن، باستخدام المجالات المغناطيسية الخارجية، تحريكها عبر الأوعية الدموية لتوسيعها، أو أخذ عينات من أجزاء معينة من المسار، أو على العكس من ذلك، إزالة الأدوية المختلفة محليًا من الكبسولات.

طريقة مغناطيسية مستخدمة على نطاق واسع لإزالة الجزيئات المعدنية من العين.

معظمنا على دراية بدراسة وظائف القلب باستخدام أجهزة الاستشعار الكهربائية - مخطط كهربية القلب. تخلق النبضات الكهربائية التي يولدها القلب مجالًا مغناطيسيًا للقلب، والذي يبلغ في الحد الأقصى 10-6 من قوة المجال المغناطيسي للأرض. تكمن قيمة تخطيط القلب المغناطيسي في أنه يسمح للشخص بالحصول على معلومات حول المناطق "الصامتة" كهربائيًا في القلب.

تجدر الإشارة إلى أن علماء الأحياء يطلبون الآن من علماء الفيزياء تقديم نظرية حول الآلية الأساسية للعمل البيولوجي للمجال المغناطيسي، ويطالب علماء الفيزياء استجابةً لعلماء الأحياء بمزيد من الحقائق البيولوجية المثبتة. ومن الواضح أن التعاون الوثيق بين مختلف المتخصصين سيكون ناجحا.

أحد الروابط المهمة التي توحد المشاكل البيولوجية المغناطيسية هو تفاعل الجهاز العصبي مع المجالات المغناطيسية. إن الدماغ هو أول من يتفاعل مع أي تغييرات في البيئة الخارجية. إن دراسة ردود أفعاله هي التي ستكون المفتاح لحل العديد من المشكلات في علم الأحياء المغناطيسي.

إن أبسط استنتاج يمكن استخلاصه مما سبق هو أنه لا يوجد مجال للنشاط البشري التطبيقي لا يستخدم فيه المغناطيس.

الأدب المستخدم:

1) مكتب تقييس الاتصالات، الطبعة الثانية، موسكو، 1957.

2) خلودوف يو.أ. "الرجل في الشبكة المغناطيسية"، "زناني"، موسكو، 1972.

3) مواد من موسوعة الإنترنت

4) بوتيلوف ك.أ. "دورة الفيزياء" "فيزماتجيز" موسكو 1964.


يجب أن تكون الوجبات في المدرسة منظمة بشكل جيد. يجب أن يتم تزويد الطالب بوجبة غداء ووجبة إفطار ساخنة في المقصف. يجب ألا تتجاوز الفترة الفاصلة بين الوجبتين الأولى والثانية أربع ساعات. الخيار الأفضل هو أن يتناول الطفل وجبة الإفطار في المنزل، وفي المدرسة يتناول وجبة إفطار ثانية
  • عدوان الأطفال في المدرسة وصعوبات في عملية التعلم
    تم إنشاء علاقة معينة بين عدوانية الأطفال وصعوبات عملية التعلم. يريد كل طالب أن يكون لديه العديد من الأصدقاء في المدرسة، وأن يتمتع بأداء أكاديمي جيد ودرجات جيدة. وعندما يفشل الطفل في القيام بذلك، فإنه يقوم بأشياء عدوانية. كل سلوك يهدف إلى شيء ما وله معنى.
  • نصيحة من علماء النفس للآباء والأمهات
    في أي أولمبياد وجميع أنواع المسابقات، يعبر الطفل، أولا وقبل كل شيء، عن نفسه ويدرك نفسه. يجب على الآباء بالتأكيد دعم طفلهم إذا كان شغوفًا بالمسابقات الفكرية. من المهم أن يتعرف الطفل على نفسه كجزء من مجتمع المثقفين، الذي تسود فيه المزاج التنافسي، ويقارن الطفل إنجازاته
  • طفل يرفض تناول الطعام في كافتيريا المدرسة
    قد لا يحب الطفل الذي يصعب إرضاؤه الطعام المدرسي. غالبًا ما يكون هذا هو السبب الأكثر شيوعًا لرفض تلميذ المدرسة تناول الطعام. يحدث كل هذا لأن القائمة في المدرسة لا تأخذ في الاعتبار احتياجات الذوق لكل طفل على حدة. في المدرسة، لن يستبعد أحد أي منتج من النظام الغذائي لطفل فردي من أجل ذلك
  • كيف يشعر الآباء تجاه المدرسة؟
    من أجل فهم ما يشعر به الآباء تجاه المدرسة، من المهم أولاً وصف الآباء المعاصرين، الذين تتنوع فئتهم العمرية بشكل كبير. وعلى الرغم من ذلك، فإن معظمهم من الآباء الذين ينتمون إلى جيل التسعينات، الذي كان وقتا عصيبا على جميع السكان.
  • الزي المدرسي
    تبقى التجمعات المدرسية الأولى إلى الأبد في ذاكرة كل واحد منا. يبدأ الآباء في شراء جميع اللوازم المكتبية اللازمة ابتداءً من شهر أغسطس. السمة الرئيسية للمدرسة هي زي الطالب. يجب اختيار الزي بعناية حتى يشعر طالب الصف الأول بالثقة. إن إدخال الزي المدرسي له ما يبرره لأسباب عديدة.
  • عزيزي تلاميذ المدارس والطلاب!

    يمكنك الآن على الموقع استخدام أكثر من 20000 ملخص وتقرير وأوراق الغش والدورات الدراسية والأطروحات. أرسل لنا أعمالك الجديدة وسنقوم بنشرها بالتأكيد. دعونا نستمر في إنشاء مجموعتنا من المقالات معًا !!!

    هل توافق على تقديم الملخص الخاص بك (الدبلوم، الدورة التدريبية، وما إلى ذلك؟)

    شكرا لمساهمتك في المجموعة!

    تطبيق المغناطيس

    تاريخ الإضافة: مارس 2006

    سيكون من المفيد تقديم بعض التعريفات والتفسيرات في بداية العمل. إذا، في مكان ما، تؤثر قوة على أجسام متحركة بشحنة لا تؤثر على أجسام ثابتة أو عديمة الشحن، فإنهم يقولون إن هناك مجالًا مغناطيسيًا موجودًا في هذا المكان - أحد أشكال المجال الكهرومغناطيسي الأكثر عمومية.

    هناك أجسام قادرة على خلق مجال مغناطيسي حول نفسها (ومثل هذا الجسم يتأثر أيضاً بقوة المجال المغناطيسي)؛ ويقال إنها ممغنطة ولها عزم مغناطيسي، وهو ما يحدد قدرة الجسم على خلق مجال مغناطيسي . تسمى هذه الأجسام بالمغناطيس.

    تجدر الإشارة إلى أن المواد المختلفة تتفاعل بشكل مختلف مع المجال المغناطيسي الخارجي.

    هناك مواد تضعف تأثير المجال الخارجي داخل نفسها - المواد البارامغناطيسية وتلك التي تقوي المجال الخارجي داخل نفسها - المواد المغناطيسية. هناك مواد ذات قدرة هائلة (آلاف المرات) على تعزيز المجال الخارجي داخل نفسها - الحديد والكوبالت والنيكل والجادولينيوم وسبائك ومركبات هذه المعادن، وتسمى المغناطيسات الحديدية.

    من بين المواد المغناطيسية الحديدية، هناك مواد تصبح نفسها مغناطيسًا بعد تعرضها لمجال مغناطيسي خارجي قوي بدرجة كافية - وهي مواد مغناطيسية صلبة. هناك مواد تعمل على تركيز مجال مغناطيسي خارجي، وأثناء نشاطه تتصرف مثل المغناطيس؛ ولكن إذا اختفى المجال الخارجي فإنها لا تتحول إلى مغناطيسات، فهي مواد مغناطيسية ناعمة

    مقدمة

    لقد اعتدنا على المغناطيس ونتعامل معه بتنازل قليل باعتباره سمة قديمة لدروس الفيزياء المدرسية، وأحيانًا لا ندرك حتى عدد المغناطيسات الموجودة حولنا. هناك العشرات من المغناطيسات في شققنا: في ماكينات الحلاقة الكهربائية، ومكبرات الصوت، وأجهزة التسجيل، وفي الساعات، وفي أوعية المسامير، أخيرًا. نحن أنفسنا أيضًا مغناطيس: فالتيارات الحيوية المتدفقة فينا تؤدي إلى ظهور نمط غريب من خطوط القوة المغناطيسية من حولنا. الأرض التي نعيش عليها عبارة عن مغناطيس أزرق عملاق. الشمس عبارة عن كرة بلازما صفراء، وهي مغناطيس أكثر فخامة. المجرات والسدم، التي بالكاد يمكن رؤيتها من خلال التلسكوبات، هي مغناطيسات ذات حجم غير مفهوم. الاندماج النووي الحراري، وتوليد الكهرباء الديناميكي المغناطيسي، وتسريع الجسيمات المشحونة في السنكروترونات، واستعادة السفن الغارقة - كل هذه مجالات تحتاج إلى مغناطيسات هائلة ذات حجم غير مسبوق. أصبحت مشكلة إنشاء مجالات مغناطيسية قوية وفائقة القوة وفائقة القوة وحتى أقوى واحدة من المشكلات الرئيسية في الفيزياء والتكنولوجيا الحديثة.

    المغناطيس معروف للإنسان منذ زمن سحيق. لقد وصلت إلينا إشارات المغناطيس وخصائصه في أعمال طاليس ميليتس (حوالي 600 قبل الميلاد) وأفلاطون (427-347 قبل الميلاد). نشأت كلمة "المغناطيس" نفسها بسبب اكتشاف اليونانيين للمغناطيس الطبيعي في مغنيسيا (ثيساليا).

    توجد المغناطيسات الطبيعية (أو الطبيعية) في الطبيعة على شكل رواسب من الخامات المغناطيسية. أكبر مغناطيس طبيعي معروف يقع في جامعة تارتو. كتلته 13 كجم وهو قادر على رفع حمولة 40 كجم.

    المغناطيس الاصطناعي هو مغناطيس من صنع الإنسان يعتمد على مغناطيسات حديدية مختلفة. يمكن لما يسمى بالمغناطيس "المسحوق" (المصنوع من الحديد والكوبالت وبعض المواد المضافة الأخرى) أن يحمل حمولة تزيد عن 5000 مرة وزنها.

    هناك نوعان مختلفان من المغناطيس الاصطناعي:

    بعضها يسمى بالمغناطيس الدائم، وهو مصنوع من مواد "مغناطيسية صلبة". لا ترتبط خواصها المغناطيسية باستخدام مصادر أو تيارات خارجية.

    وهناك نوع آخر يشمل ما يسمى بالمغناطيسات الكهربائية ذات قلب مصنوع من الحديد "المغناطيسي الناعم". ترجع المجالات المغناطيسية التي تنشئها بشكل أساسي إلى حقيقة أن تيارًا كهربائيًا يمر عبر السلك المتعرج المحيط بالنواة. في عام 1600، تم نشر كتاب الطبيب الملكي دبليو جيلبرت "عن المغناطيس والأجسام المغناطيسية والمغناطيس العظيم - الأرض" في لندن. كان هذا العمل أول محاولة معروفة لنا لدراسة الظواهر المغناطيسية من منظور علمي. يحتوي هذا العمل على المعلومات المتوفرة آنذاك عن الكهرباء والمغناطيسية، بالإضافة إلى نتائج تجارب المؤلف الخاصة.

    من كل ما يواجهه الإنسان، فهو يسعى أولاً إلى استخلاص فائدة عملية. ولم يفلت المغناطيس من هذا المصير أيضًا.

    سأحاول في عملي تتبع كيفية استخدام البشر للمغناطيس ليس للحرب، بل للأغراض السلمية، بما في ذلك استخدام المغناطيس في علم الأحياء، والطب، وفي الحياة اليومية.

    البوصلة، جهاز لتحديد الاتجاهات الأفقية على الأرض. يستخدم لتحديد الاتجاه الذي تتحرك فيه السفينة أو الطائرة أو المركبة الأرضية؛ الاتجاه الذي يسير فيه المشاة؛ الاتجاهات إلى بعض الأشياء أو المعالم. تنقسم البوصلات إلى فئتين رئيسيتين: البوصلات المغناطيسية من النوع المؤشر، والتي يستخدمها الطوبوغرافيون والسياح، والبوصلات غير المغناطيسية، مثل البوصلة الجيروسكوبية والبوصلة الراديوية.

    بحلول القرن الحادي عشر. يشير إلى رسالة الصينيين شين كوا وتشو يو حول صناعة البوصلات من المغناطيس الطبيعي واستخدامها في الملاحة. لو

    إذا كانت إبرة طويلة مصنوعة من مغناطيس طبيعي متوازنة على محور يسمح لها بالدوران بحرية في مستوى أفقي، فإنها تواجه دائمًا أحد طرفيها إلى الشمال والآخر إلى الجنوب. من خلال وضع علامة على النهاية التي تشير إلى الشمال، يمكنك استخدام مثل هذه البوصلة لتحديد الاتجاهات.

    وتركزت التأثيرات المغناطيسية في نهايات هذه الإبرة، ولذلك أطلق عليها اسم القطبين (الشمال والجنوب، على التوالي).

    يستخدم المغناطيس بشكل رئيسي في الهندسة الكهربائية، وهندسة الراديو، وصناعة الأدوات، والأتمتة، والميكانيكا عن بعد. هنا، يتم استخدام المواد المغناطيسية لتصنيع الدوائر المغناطيسية، والمرحلات، وما إلى ذلك.

    في عام 1820، اكتشف ج. أورستد (1777-1851) أن موصلًا يحمل تيارًا يعمل على إبرة مغناطيسية، ويحولها. وبعد أسبوع واحد فقط، أظهر أمبير أن موصلين متوازيين يمر بهما تيار في نفس الاتجاه ينجذبان لبعضهما البعض. لاحقًا، اقترح أن جميع الظواهر المغناطيسية ناتجة عن التيارات، وأن الخصائص المغناطيسية للمغناطيس الدائم ترتبط بالتيارات المتداولة باستمرار داخل هذه المغناطيسات. يتوافق هذا الافتراض تمامًا مع الأفكار الحديثة.

    مولدات الآلات الكهربائية والمحركات الكهربائية هي آلات دورانية تقوم بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية (المولدات) أو الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية (المحركات). يعتمد تشغيل المولدات على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي: يتم تحفيز القوة الدافعة الكهربائية (EMF) في سلك يتحرك في مجال مغناطيسي. يعتمد تشغيل المحركات الكهربائية على حقيقة أن القوة تؤثر على سلك يحمل تيارًا موضوعًا في مجال مغناطيسي عرضي.

    الأجهزة الكهرومغناطيسية. تستخدم مثل هذه الأجهزة قوة التفاعل بين المجال المغناطيسي والتيار في لفات الجزء المتحرك الذي يميل إلى دوران عدادات الكهرباء الحثية. إن مقياس الحث ليس أكثر من مجرد محرك كهربائي يعمل بالتيار المتردد منخفض الطاقة مع ملفين - ملف تيار وملف جهد. يدور قرص موصل موضوع بين اللفات تحت تأثير عزم الدوران المتناسب مع الطاقة المستهلكة. تتم موازنة عزم الدوران هذا بواسطة التيارات المستحثة في القرص بواسطة مغناطيس دائم، بحيث تتناسب سرعة دوران القرص مع استهلاك الطاقة.

    يتم تشغيل ساعات اليد الكهربائية بواسطة بطارية صغيرة. فهي تتطلب أجزاء أقل بكثير لتشغيلها من الساعات الميكانيكية؛ وهكذا، فإن دائرة الساعة الكهربائية المحمولة النموذجية تشتمل على مغناطيسين، ومحثين، وترانزستور. القفل هو جهاز ميكانيكي أو كهربائي أو إلكتروني يحد من إمكانية الاستخدام غير المصرح به لشيء ما. يمكن تفعيل القفل عن طريق جهاز (مفتاح) بحوزة شخص معين، أو معلومات (رمز رقمي أو أبجدي) يدخلها ذلك الشخص، أو بعض الخصائص الفردية (على سبيل المثال، نمط شبكية العين) لذلك الشخص. يقوم القفل عادةً بتوصيل مجموعتين أو جزأين معًا مؤقتًا في جهاز واحد. في أغلب الأحيان، تكون الأقفال ميكانيكية، ولكن يتم استخدام الأقفال الكهرومغناطيسية بشكل متزايد.

    أقفال مغناطيسية. تستخدم بعض نماذج أقفال الأسطوانة عناصر مغناطيسية. تم تجهيز القفل والمفتاح بمجموعات رموز متطابقة من المغناطيس الدائم. عندما يتم إدخال المفتاح الصحيح في ثقب المفتاح، فإنه يجذب ويضع العناصر المغناطيسية الداخلية للقفل، مما يسمح للقفل بالفتح.

    مقياس الدينامومتر - جهاز ميكانيكي أو كهربائي لقياس قوة الجر أو عزم الدوران لآلة أو أداة آلية أو محرك.

    تأتي مقاييس قوة الفرامل في مجموعة متنوعة من التصاميم؛ وتشمل هذه، على سبيل المثال، فرامل بروني والفرامل الهيدروليكية والكهرومغناطيسية.

    يمكن صنع مقياس الدينامومتر الكهرومغناطيسي على شكل جهاز مصغر مناسب لقياس خصائص المحركات صغيرة الحجم.

    الجلفانومتر هو أداة حساسة لقياس التيارات الضعيفة. يستخدم الجلفانومتر عزم الدوران الناتج عن تفاعل مغناطيس دائم على شكل حدوة حصان مع ملف صغير يحمل تيارًا (مغناطيسًا كهربائيًا ضعيفًا) معلقًا في الفجوة بين قطبي المغناطيس. يتناسب عزم الدوران، وبالتالي انحراف الملف، مع التيار وإجمالي الحث المغناطيسي في فجوة الهواء، بحيث يكون مقياس الجهاز خطيًا تقريبًا بالنسبة للانحرافات الصغيرة للملف. الأجهزة المبنية عليها هي أكثر أنواع الأجهزة شيوعًا.

    مجموعة الأجهزة المصنعة واسعة ومتنوعة: أجهزة لوحة المفاتيح للتيار المباشر والمتناوب (الكهرومغناطيسي والكهرومغناطيسي مع المعدل والأنظمة الكهرومغناطيسية)، والأجهزة المدمجة، ومقاييس الفولتميتر، لتشخيص وضبط المعدات الكهربائية للمركبات، وقياس درجة حرارة الأسطح المسطحة وأدوات لتجهيز الفصول الدراسية وأجهزة الاختبار وعدادات المعلمات الكهربائية المختلفة

    إنتاج المواد الكاشطة - جزيئات صغيرة وصلبة وحادة تستخدم بشكل حر أو مقيد للمعالجة الميكانيكية (بما في ذلك التشكيل والتخشين والطحن والتلميع) لمختلف المواد والمنتجات المصنوعة منها (من الألواح الفولاذية الكبيرة إلى صفائح الخشب الرقائقي والنظارات البصرية وأجهزة الكمبيوتر رقائق). يمكن أن تكون المواد الكاشطة طبيعية أو صناعية. يتم تقليل عمل المواد الكاشطة إلى إزالة جزء من المادة من السطح الذي تتم معالجته. أثناء إنتاج المواد الكاشطة الاصطناعية، يستقر الفيروسيليكون الموجود في الخليط في قاع الفرن، ولكن يتم دمج كميات صغيرة في المادة الكاشطة ثم يتم إزالتها لاحقًا بواسطة المغناطيس.

    تُستخدم الخواص المغناطيسية للمادة على نطاق واسع في العلوم والتكنولوجيا كوسيلة لدراسة بنية الأجسام المختلفة. هكذا نشأ العلم:

    الكيمياء المغناطيسية (الكيمياء المغناطيسية) هي فرع من فروع الكيمياء الفيزيائية التي تدرس العلاقة بين الخواص المغناطيسية والكيميائية للمواد؛ بالإضافة إلى ذلك، تدرس الكيمياء المغناطيسية تأثير المجالات المغناطيسية على العمليات الكيميائية. تعتمد الكيمياء المغناطيسية على الفيزياء الحديثة للظواهر المغناطيسية. إن دراسة العلاقة بين الخواص المغناطيسية والكيميائية تجعل من الممكن توضيح ملامح التركيب الكيميائي للمادة.

    كشف الخلل المغناطيسي، طريقة للبحث عن العيوب تعتمد على دراسة تشوهات المجال المغناطيسي التي تحدث عند عيوب المنتجات المصنوعة من المواد المغناطيسية الحديدية.

    تكنولوجيا الميكروويف

    نطاق الترددات الفائقة (UHF) - نطاق تردد الإشعاع الكهرومغناطيسي (100-300000 مليون هرتز)، الموجود في الطيف بين ترددات التلفزيون فائقة الارتفاع وترددات منطقة الأشعة تحت الحمراء البعيدة

    اتصال. تستخدم موجات الراديو الميكروويف على نطاق واسع في تكنولوجيا الاتصالات. بالإضافة إلى أنظمة الراديو العسكرية المختلفة، هناك العديد من خطوط الاتصالات التجارية بالموجات الدقيقة في جميع دول العالم. وبما أن موجات الراديو هذه لا تتبع انحناء سطح الأرض ولكنها تنتقل في خط مستقيم، فإن روابط الاتصال هذه تتكون عادةً من محطات ترحيل مثبتة على قمم التلال أو أبراج الراديو على فترات تبلغ حوالي 50 كيلومترًا.

    المعالجة الحرارية للمنتجات الغذائية. يستخدم إشعاع الميكروويف في المعالجة الحرارية للمنتجات الغذائية في المنزل وفي صناعة الأغذية. يمكن تركيز الطاقة المولدة بواسطة الأنابيب المفرغة عالية الطاقة في حجم صغير من أجل المعالجة الحرارية عالية الكفاءة للمنتجات فيما يسمى. أفران الميكروويف أو الميكروويف، والتي تتميز بالنظافة والضوضاء والاكتناز. تُستخدم هذه الأجهزة في مطابخ الطائرات وعربات تناول الطعام بالسكك الحديدية وآلات البيع، حيث يتطلب الأمر إعداد الطعام وطهيه بسرعة. تنتج الصناعة أيضًا أفران الميكروويف للاستخدام المنزلي. يرتبط التقدم السريع في مجال تكنولوجيا الموجات الدقيقة إلى حد كبير باختراع أجهزة فراغ كهربائي خاصة - المغنطرون والكليسترون - قادرة على توليد كميات كبيرة من طاقة الموجات الدقيقة. تبين أن المولد المعتمد على الصمام الثلاثي الفراغي التقليدي، المستخدم في الترددات المنخفضة، غير فعال للغاية في نطاق الموجات الدقيقة.

    المغنطرون. المغنطرون، الذي تم اختراعه في بريطانيا العظمى قبل الحرب العالمية الثانية، ليس لديه هذه العيوب، لأنه يعتمد على نهج مختلف تماما لتوليد إشعاع الميكروويف - مبدأ الرنان الحجمي

    يحتوي المغنطرون على العديد من الرنانات الحجمية الموجودة بشكل متناظر حول الكاثود الموجود في المركز. يتم وضع الجهاز بين قطبي مغناطيس قوي.

    مصباح الموجة المتنقلة (TWT). جهاز فراغ كهربائي آخر لتوليد وتضخيم الموجات الكهرومغناطيسية في نطاق الميكروويف هو مصباح الموجة المتنقلة. وهو يتألف من أنبوب رفيع مفرغ يتم إدخاله في ملف مغناطيسي للتركيز.

    مسرع الجسيمات، منشأة يتم من خلالها الحصول على حزم موجهة من الإلكترونات والبروتونات والأيونات والجسيمات المشحونة الأخرى باستخدام المجالات الكهربائية والمغناطيسية، والتي تتجاوز الطاقة الحرارية بشكل كبير.

    تستخدم المسرعات الحديثة أنواعًا عديدة ومتنوعة من التكنولوجيا، بما في ذلك المغناطيسات الدقيقة القوية.

    تلعب المسرعات دورًا عمليًا مهمًا في العلاج الطبي والتشخيص. تمتلك العديد من المستشفيات حول العالم الآن تحت تصرفها مسرعات خطية إلكترونية صغيرة تولد أشعة سينية مكثفة تستخدم لعلاج الأورام. وبدرجة أقل، يتم استخدام السيكلوترونات أو السنكروترونات التي تولد حزم البروتون. تتمثل ميزة البروتونات على الأشعة السينية في علاج الأورام في إطلاق طاقة موضعية أكثر. ولذلك، فإن العلاج بالبروتون فعال بشكل خاص في علاج أورام المخ والعين، حيث يجب أن يكون الضرر الذي يلحق بالأنسجة السليمة المحيطة في أدنى حد ممكن.

    يأخذ ممثلو العلوم المختلفة في الاعتبار المجالات المغناطيسية في أبحاثهم. يقيس الفيزيائي المجالات المغناطيسية للذرات والجسيمات الأولية، ويدرس عالم الفلك دور المجالات الكونية في عملية تكوين النجوم الجديدة، ويستخدم الجيولوجي الحالات الشاذة في المجال المغناطيسي للأرض للعثور على رواسب الخامات المغناطيسية، ومؤخرًا توصل علم الأحياء إلى كما شارك بنشاط في دراسة واستخدام المغناطيس.

    وصفت العلوم البيولوجية في النصف الأول من القرن العشرين بثقة الوظائف الحيوية دون الأخذ بعين الاعتبار وجود أي مجالات مغناطيسية. علاوة على ذلك، رأى بعض علماء الأحياء أنه من الضروري التأكيد على أنه حتى المجال المغناطيسي الاصطناعي القوي ليس له أي تأثير على الأجسام البيولوجية.

    لم تذكر الموسوعات شيئًا عن تأثير المجالات المغناطيسية على العمليات البيولوجية. في كل عام، ظهرت اعتبارات إيجابية معزولة حول تأثير بيولوجي واحد أو آخر للمجالات المغناطيسية في الأدبيات العلمية حول العالم. لكن هذا القطر الضعيف لم يتمكن من إذابة جبل عدم الثقة حتى في صياغة المشكلة نفسها... وفجأة تحول القطر إلى تيار عاصف. إن الانهيار الجليدي للمنشورات المغناطيسية الحيوية، كما لو كان يسقط من بعض الذروة، يتزايد بشكل مطرد منذ أوائل الستينيات ويغرق البيانات المتشككة.

    منذ الكيميائيين في القرن السادس عشر وحتى يومنا هذا، وجد التأثير البيولوجي للمغناطيس معجبين ونقادًا عدة مرات. مرارًا وتكرارًا على مدى عدة قرون، كان هناك ارتفاع وانخفاض في الاهتمام بالتأثيرات العلاجية للمغناطيس. وبمساعدتها حاولوا علاج (وليس بدون نجاح) الأمراض العصبية وألم الأسنان والأرق وآلام الكبد والمعدة - مئات الأمراض.

    للأغراض الطبية، بدأ استخدام المغناطيس، ربما، في وقت سابق لتحديد الاتجاهات الأساسية.

    كعلاج خارجي محلي وكتميمة، حظي المغناطيس بنجاح كبير بين الصينيين والهنود والمصريين والعرب. اليونانيون والرومان وغيرهم. ذكر الفيلسوف أرسطو والمؤرخ بليني خصائصه الطبية في أعمالهم.

    في النصف الثاني من القرن العشرين، انتشرت الأساور المغناطيسية على نطاق واسع، وكان لها تأثير مفيد على المرضى الذين يعانون من اضطرابات ضغط الدم (ارتفاع ضغط الدم وانخفاض ضغط الدم).

    بالإضافة إلى المغناطيس الدائم، يتم استخدام المغناطيسات الكهربائية أيضًا. كما أنها تستخدم لمجموعة واسعة من المشاكل في العلوم والتكنولوجيا والإلكترونيات والطب (الأمراض العصبية وأمراض الأوعية الدموية في الأطراف وأمراض القلب والأوعية الدموية والسرطان).

    والأهم من ذلك كله أن العلماء يميلون إلى الاعتقاد بأن المجالات المغناطيسية تزيد من مقاومة الجسم.

    هناك أجهزة قياس سرعة الدم الكهرومغناطيسية، وهي كبسولات مصغرة يمكن، باستخدام المجالات المغناطيسية الخارجية، تحريكها عبر الأوعية الدموية لتوسيعها، أو أخذ عينات من أجزاء معينة من المسار، أو على العكس من ذلك، إزالة الأدوية المختلفة محليًا من الكبسولات.

    تُستخدم على نطاق واسع طريقة مغناطيسية لإزالة الجزيئات المعدنية من العين.

    معظمنا على دراية بدراسة وظائف القلب باستخدام أجهزة الاستشعار الكهربائية – مخطط كهربية القلب. تخلق النبضات الكهربائية التي يولدها القلب مجالًا مغناطيسيًا للقلب، والذي يبلغ في الحد الأقصى 10-6 من قوة المجال المغناطيسي للأرض. تكمن قيمة تخطيط القلب المغناطيسي في أنه يسمح لك بالحصول على معلومات حول المناطق "الصامتة" كهربائيًا في القلب.

    تجدر الإشارة إلى أن علماء الأحياء يطلبون الآن من علماء الفيزياء تقديم نظرية حول الآلية الأساسية للعمل البيولوجي للمجال المغناطيسي، ويطالب علماء الفيزياء استجابةً لعلماء الأحياء بمزيد من الحقائق البيولوجية المثبتة. ومن الواضح أن التعاون الوثيق بين مختلف المتخصصين سيكون ناجحا.

    أحد الروابط المهمة التي توحد المشاكل البيولوجية المغناطيسية هو تفاعل الجهاز العصبي مع المجالات المغناطيسية. إن الدماغ هو أول من يتفاعل مع أي تغييرات في البيئة الخارجية. إن دراسة ردود أفعاله هي التي ستكون المفتاح لحل العديد من المشكلات في علم الأحياء المغناطيسي.

    إن أبسط استنتاج يمكن استخلاصه مما سبق هو أنه لا يوجد مجال للنشاط البشري التطبيقي لا يستخدم فيه المغناطيس.

    الأدب المستخدم:
    مكتب تقييس الاتصالات، الطبعة الثانية، موسكو، 1957.

    خلودوف يو أ. "الرجل في الشبكة المغناطيسية"، "المعرفة"، موسكو، 1972. مواد من موسوعة الإنترنت

    بوتيلوف ك. أ. "دورة الفيزياء"، "فيزماتجيز"، موسكو، 1964.