Todo mundo está acostumado a um objeto como um ímã. Não vemos nada de especial nele. Costumamos associar isso a aulas de física ou uma demonstração na forma de truques das propriedades de um ímã para crianças em idade pré-escolar. E raramente alguém pensa em quantos ímãs nos cercam na vida cotidiana. Existem dezenas deles em qualquer apartamento. Um ímã está presente no dispositivo de cada alto-falante, gravador, barbeador elétrico, relógio. Até um pote de pregos é um.
E o que mais?
Nós - o povo - não somos exceção. Graças às biocorrentes que fluem no corpo, há um padrão invisível de suas linhas de força ao nosso redor. A Terra é um grande ímã. E ainda mais grandioso - a bola de plasma do sol. As dimensões de galáxias e nebulosas, incompreensíveis para a mente humana, raramente permitem a ideia de que todas elas também sejam ímãs.
A ciência moderna exige a criação de novos ímãs grandes e superpoderosos, cujos campos de aplicação estão associados à fusão termonuclear, geração de energia elétrica, aceleração de partículas carregadas em síncrotrons, elevação de navios afundados. Crie um campo super forte usando propriedades magnéticasímã é um dos problemas da física moderna.
Esclarecer conceitos
Um campo magnético é uma força que atua sobre corpos com carga que estão em movimento. Ele "não funciona" com objetos estacionários (ou desprovidos de carga) e serve como uma forma de campo eletromagnético, que existe como um conceito mais geral.
Se os corpos podem criar um campo magnético ao seu redor e experimentar a força de sua influência, eles são chamados de ímãs. Ou seja, esses objetos são magnetizados (têm o momento correspondente).
Materiais diferentes reagem de forma diferente a um campo externo. Aqueles que enfraquecem sua ação dentro de si são chamados de paraímãs, e aqueles que o fortalecem são chamados de diamagnetos. Materiais individuais têm a propriedade de amplificar um campo magnético externo mil vezes. São ferroímãs (cob alto, níquel com ferro, gadolínio, bem como compostos e ligas dos metais mencionados). Aqueles que, tendo caído sob a influência de um forte campo externo, adquirem propriedades magnéticas, são chamados de magnéticos duros. Outros, capazes de se comportar como ímãs apenas sob a influência direta do campo e deixando de sê-lo com o seu desaparecimento, são magnéticos suaves.
Um pouco de história
As pessoas estudam as propriedades dos ímãs permanentes desde tempos muito, muito antigos. Eles são mencionados nos escritos de cientistas da Grécia antiga, já em 600 anos aC. Ímãs naturais (de origem natural) podem ser encontrados em depósitos de minério magnético. O mais famoso dos grandes ímãs naturais é mantido em Tartuuniversidade. Pesa 13 quilos e a carga que pode ser levantada com sua ajuda é de 40 kg.
A humanidade aprendeu a criar ímãs artificiais usando vários ferroímãs. O valor do pó (de cob alto, ferro, etc.) está na capacidade de suportar uma carga pesando 5.000 vezes seu próprio peso. Amostras artificiais podem ser permanentes (obtidas de materiais magnéticos duros) ou eletroímãs com um núcleo, cujo material é ferro magnético macio. O campo de tensão neles surge devido à passagem de corrente elétrica pelos fios do enrolamento, que é circundado pelo núcleo.
O primeiro livro sério contendo tentativas de estudar cientificamente as propriedades de um ímã foi o trabalho do médico londrino Gilbert, publicado em 1600. Este trabalho contém a totalidade das informações disponíveis na época sobre magnetismo e eletricidade, bem como os experimentos do autor.
Uma pessoa tenta adaptar qualquer um dos fenômenos existentes à vida prática. Claro, o ímã não foi exceção.
Como os ímãs são usados
Quais propriedades do ímã a humanidade adotou? Seu escopo é tão amplo que podemos apenas tocar brevemente nos principais e mais famosos dispositivos e aplicativos deste maravilhoso item.
Bússola é um dispositivo bem conhecido para determinar direções no solo. Graças a ele, eles abrem caminho para aeronaves e navios, transporte terrestre e alvos de tráfego de pedestres. Essesos dispositivos podem ser magnéticos (tipo ponteiro), utilizados por turistas e topógrafos, ou não magnéticos (rádio e bússolas hidráulicas).
As primeiras bússolas de ímãs naturais foram feitas no século 11 e usadas na navegação. Sua ação se baseia na rotação livre no plano horizontal de uma longa agulha feita de material magnético, equilibrada no eixo. Uma de suas extremidades sempre está voltada para o sul, a outra para o norte. Assim, você sempre pode descobrir com precisão as principais direções sobre os pontos cardeais.
Esferas Principais
Campos onde as propriedades do ímã encontraram sua principal aplicação - rádio e engenharia elétrica, instrumentação, automação e telemecânica. Relés, circuitos magnéticos, etc. são obtidos a partir de materiais ferromagnéticos. Em 1820, foi descoberta a propriedade de um condutor condutor de corrente atuar sobre a agulha magnética, forçando-a a girar. Ao mesmo tempo, outra descoberta foi feita - um par de condutores paralelos, através dos quais passa uma corrente de mesma direção, tem a propriedade de atração mútua.
Por causa disso, foi feita uma suposição sobre a causa das propriedades do ímã. Todos esses fenômenos surgem em conexão com as correntes, incluindo aquelas que circulam dentro de materiais magnéticos. As idéias modernas na ciência são totalmente consistentes com essa suposição.
Sobre motores e geradores
Com base nisso, muitas variedades de motores elétricos e geradores elétricos foram criadas, ou seja, máquinas do tipo rotacional, cujo princípio de operação é baseado na conversão de energia mecânica em energia elétrica (Falaestamos falando de geradores) ou elétricos para mecânicos (sobre motores). Qualquer gerador opera no princípio da indução eletromagnética, ou seja, EMF (força eletromotriz) ocorre em um fio que se move em um campo magnético. O motor elétrico funciona com base no fenômeno da ocorrência de força em um fio com corrente colocada em um campo transversal.
Usando a força da interação do campo com a corrente que passa pelas espiras do enrolamento de suas partes móveis, dispositivos chamados de trabalho magnetoelétricos. Um medidor de eletricidade por indução atua como um novo e poderoso motor CA com dois enrolamentos. O disco condutor localizado entre os enrolamentos é submetido a rotação por um torque proporcional à potência de entrada.
E no dia a dia?
Alimentados por uma bateria em miniatura, os relógios de pulso elétricos são familiares a todos. Seu dispositivo, graças ao uso de um par de ímãs, um par de indutores e um transistor, é muito mais simples em termos de número de peças disponíveis do que os relógios mecânicos.
Fechaduras do tipo eletromagnético ou fechaduras de cilindro equipadas com elementos magnéticos são cada vez mais utilizadas. Neles, tanto a chave quanto a fechadura são equipadas com um conjunto de combinações. Quando a chave correta entra bem na fechadura, os elementos internos da fechadura magnética são atraídos para a posição desejada, o que permite que ela seja aberta.
O dispositivo de dinamômetros e um galvanômetro (um dispositivo altamente sensível com o qual são medidas correntes fracas) é baseado na ação de ímãs. As propriedades do ímã encontraram aplicação na fabricação de abrasivos. entãochamadas partículas pequenas e muito duras afiadas que são necessárias para o processamento mecânico (esmerilhamento, polimento, desbaste) de uma variedade de objetos e materiais. Durante sua produção, o ferrosilício, que é necessário na composição da mistura, deposita-se parcialmente no fundo dos fornos e é parcialmente introduzido na composição do abrasivo. São necessários ímãs para removê-lo de lá.
Ciência e comunicação
Devido às propriedades magnéticas das substâncias, a ciência tem a capacidade de estudar a estrutura de vários corpos. Podemos citar apenas a magnetoquímica ou detecção de falhas magnéticas (método de detecção de defeitos através do estudo da distorção do campo magnético em determinadas áreas dos produtos).
Também são utilizados na produção de equipamentos de micro-ondas, sistemas de radiocomunicação (linhas militares e comerciais), tratamento térmico, tanto em casa quanto na indústria alimentícia (os fornos de micro-ondas são bem conhecidos de todos). É quase impossível enumerar todos os dispositivos e aplicações técnicas mais complexas em que as propriedades magnéticas das substâncias são usadas hoje no âmbito de um artigo.
Campo Médico
O campo do diagnóstico e da terapia médica não foi exceção. Graças aos aceleradores lineares de elétrons que geram raios X, é realizada terapia tumoral, são gerados feixes de prótons em ciclotrons ou síncrotrons, que apresentam vantagens sobre os raios X na direcionalidade local e maior eficiência no tratamento de tumores oculares e cerebrais.
Quanto ao biológicociência, mesmo antes de meados do século passado, as funções vitais do corpo não estavam de forma alguma associadas à existência de campos magnéticos. A literatura científica foi ocasionalmente reabastecida com mensagens únicas sobre um ou outro de seus efeitos médicos. Mas desde os anos sessenta, as publicações sobre as propriedades biológicas do ímã têm sido uma avalanche.
Antes e agora
No entanto, as tentativas de tratar as pessoas com ele foram feitas por alquimistas já no século 16. Houve muitas tentativas bem sucedidas de curar dor de dente, distúrbios nervosos, insônia e muitos problemas com órgãos internos. Parece que o ímã encontrou seu uso na medicina o mais tardar na navegação.
No último meio século, as pulseiras magnéticas têm sido amplamente utilizadas, populares entre pacientes com pressão arterial diminuída. Os cientistas acreditavam seriamente na capacidade de um ímã de aumentar a resistência do corpo humano. Com a ajuda de dispositivos eletromagnéticos, eles aprenderam a medir a velocidade do fluxo sanguíneo, colher amostras ou injetar os medicamentos necessários em cápsulas.
O ímã remove pequenas partículas de metal que caíram no olho. A operação dos sensores elétricos é baseada em sua ação (qualquer um de nós está familiarizado com o procedimento para fazer um eletrocardiograma). Em nosso tempo, a cooperação de físicos com biólogos para estudar os mecanismos subjacentes da influência de um campo magnético no corpo humano está se tornando mais próxima e necessária.
Ímã de neodímio: propriedades e aplicações
Ímãs de neodímio são considerados como tendo o máximo impacto na saúde humana. Eles consistem emneodímio, ferro e boro. Sua fórmula química é NdFeB. A principal vantagem de tal ímã é o forte efeito de seu campo com um tamanho relativamente pequeno. Assim, o peso de um ímã com uma força de 200 gauss é de cerca de 1 g. Para efeito de comparação, um ímã de ferro de igual força tem um peso cerca de 10 vezes maior.
Outra vantagem indiscutível dos ímãs mencionados é a boa estabilidade e a capacidade de preservar as qualidades desejadas por centenas de anos. Ao longo de um século, um ímã perde suas propriedades em apenas 1%.
Como exatamente os ímãs de neodímio são tratados?
Melhora a circulação sanguínea, estabiliza a pressão arterial, combate enxaquecas.
As propriedades dos ímãs de neodímio começaram a ser usadas para tratamento há cerca de 2.000 anos. Menções deste tipo de terapia são encontradas nos manuscritos da China antiga. O tratamento então era aplicar pedras magnetizadas no corpo humano.
A terapia também existia na forma de anexá-los ao corpo. A lenda afirma que Cleópatra devia sua excelente saúde e beleza sobrenatural ao uso constante de uma bandagem magnética na cabeça. No século 10, os cientistas persas descreveram em detalhes o efeito benéfico das propriedades dos ímãs de neodímio no corpo humano no caso de eliminação de inflamação e espasmos musculares. De acordo com as evidências sobreviventes da época, pode-se julgar seu uso para aumentar a força muscular, a resistência óssea e reduzir a dor nas articulações.
De todos os males…
Evidência da eficácia de tal impacto foi publicada em 1530ano pelo famoso médico suíço Paracelsus. Em seus escritos, o médico descreveu as propriedades mágicas de um ímã que poderia estimular as forças do corpo e causar a autocura. Um grande número de doenças naqueles dias começou a ser superado usando um ímã.
O autotratamento com a ajuda desse remédio se tornou difundido nos EUA nos anos do pós-guerra (1861-1865), quando os medicamentos eram categoricamente escassos. Usei tanto como remédio quanto como analgésico.
Desde o século 20, as propriedades curativas do ímã receberam justificativa científica. Em 1976, o médico japonês Nikagawa introduziu o conceito de síndrome de deficiência de campo magnético. A pesquisa estabeleceu os sintomas exatos do mesmo. Eles consistem em fraqueza, fadiga, diminuição do desempenho e distúrbios do sono. Existem também enxaquecas, dores nas articulações e na coluna, problemas com os sistemas digestivo e cardiovascular na forma de hipotensão ou hipertensão. Trata-se da síndrome e do campo da ginecologia e das alterações cutâneas. Com o uso da magnetoterapia, essas condições podem ser normalizadas com bastante sucesso.
A ciência não pára
Os cientistas continuam a fazer experiências com campos magnéticos. Os experimentos são realizados tanto em animais e pássaros, quanto em bactérias. As condições de um campo magnético enfraquecido reduzem o sucesso dos processos metabólicos em pássaros e camundongos experimentais, as bactérias param abruptamente de se multiplicar. Com um déficit de campo prolongado, os tecidos vivos sofrem alterações irreversíveis.
É para combater todos esses fenômenos e causados pora magnetoterapia como tal é usada por eles com inúmeras consequências negativas. Parece que, atualmente, todas as propriedades úteis dos ímãs ainda não foram adequadamente estudadas. Os médicos têm muitas descobertas interessantes e novos desenvolvimentos pela frente.
