Tout le monde est habitué depuis longtemps à un objet tel qu'un aimant. Nous n'y voyons rien de spécial. On l'associe généralement à des cours de physique ou à une démonstration sous forme d'astuces des propriétés d'un aimant pour les enfants d'âge préscolaire. Et personne ne pense rarement au nombre d'aimants qui nous entourent dans la vie de tous les jours. Il y en a des dizaines dans n'importe quel appartement. Un aimant est présent dans l'appareil de chaque enceinte, magnétophone, rasoir électrique, montre. Même un pot de clous en est un.
Et quoi d'autre ?
Nous - le peuple - ne faisons pas exception. Grâce aux biocourants qui circulent dans le corps, il existe un schéma invisible de ses lignes de force autour de nous. La Terre est un immense aimant. Et encore plus grandiose - la boule de plasma du soleil. Les dimensions des galaxies et des nébuleuses, incompréhensibles pour l'esprit humain, permettent rarement l'idée que ce sont toutes aussi des aimants.
La science moderne nécessite la création de nouveaux aimants de grande taille et super puissants, dont les domaines d'application sont associés à la fusion thermonucléaire, à la génération d'énergie électrique, à l'accélération de particules chargées dans les synchrotrons, au levage de navires coulés. Créer un champ super puissant en utilisant les propriétés magnétiquesl'aimant est l'un des problèmes de la physique moderne.
Clarifier les concepts
Un champ magnétique est une force agissant sur des corps chargés qui sont en mouvement. Il "ne fonctionne pas" avec des objets stationnaires (ou dépourvus de charge) et sert de forme de champ électromagnétique, qui existe en tant que concept plus général.
Si les corps peuvent créer un champ magnétique autour d'eux et ressentir eux-mêmes la force de son influence, on les appelle des aimants. Autrement dit, ces objets sont magnétisés (ont le moment correspondant).
Différents matériaux réagissent différemment à un champ extérieur. Ceux qui affaiblissent son action à l'intérieur d'eux-mêmes sont appelés paramagnétiques, et ceux qui la renforcent sont appelés dia-aimants. Les matériaux individuels ont la propriété d'amplifier mille fois un champ magnétique externe. Ce sont des ferromagnétiques (cob alt, nickel avec fer, gadolinium, ainsi que des composés et alliages des métaux mentionnés). Ceux d'entre eux qui, tombés sous l'influence d'un fort champ extérieur, acquièrent eux-mêmes des propriétés magnétiques, sont appelés magnétiques durs. D'autres, capables de se comporter comme des aimants uniquement sous l'influence directe du champ et de cesser de l'être avec sa disparition, sont magnétiques doux.
Un peu d'histoire
Les gens étudient les propriétés des aimants permanents depuis des temps très, très anciens. Ils sont mentionnés dans les écrits des scientifiques de la Grèce antique dès 600 ans avant JC. Des aimants naturels (d'origine naturelle) peuvent être trouvés dans les gisements de minerai magnétique. Le plus célèbre des grands aimants naturels est conservé à Tartuuniversité. Il pèse 13 kilogrammes et la charge pouvant être soulevée avec son aide est de 40 kg.
L'humanité a appris à créer des aimants artificiels à l'aide de divers ferromagnétiques. La valeur de la poudre (de cob alt, de fer, etc.) réside dans sa capacité à supporter une charge pesant 5000 fois son propre poids. Les spécimens artificiels peuvent être permanents (obtenus à partir de matériaux magnétiques durs) ou des électroaimants ayant un noyau dont le matériau est du fer magnétique doux. Le champ de tension en eux est dû au passage du courant électrique à travers les fils de l'enroulement, qui est entouré par le noyau.
Le premier livre sérieux contenant des tentatives d'étude scientifique des propriétés d'un aimant fut l'œuvre du médecin londonien Gilbert, publiée en 1600. Cet ouvrage contient la totalité des informations disponibles à l'époque sur le magnétisme et l'électricité, ainsi que les expériences de l'auteur.
Une personne essaie d'adapter l'un des phénomènes existants à la vie pratique. Bien sûr, l'aimant n'a pas fait exception.
Comment les aimants sont-ils utilisés
Quelles propriétés de l'aimant l'humanité a-t-elle adoptées ? Son champ d'application est si vaste que nous ne pouvons qu'évoquer brièvement les principaux appareils et applications les plus célèbres de ce merveilleux objet.
Compass est un appareil bien connu pour déterminer les directions au sol. Grâce à lui, ils ouvrent la voie aux avions et aux navires, aux transports terrestres et aux cibles de trafic piétonnier. Celles-ciles appareils peuvent être magnétiques (type pointeur), utilisés par les touristes et les topographes, ou non magnétiques (radio et hydrocompas).
Les premières boussoles à partir d'aimants naturels ont été fabriquées au XIe siècle et utilisées dans la navigation. Leur action repose sur la libre rotation dans le plan horizontal d'une longue aiguille en matériau magnétique, en équilibre sur l'axe. L'une de ses extrémités fait toujours face au sud, l'autre au nord. Ainsi, vous pouvez toujours connaître avec précision les principales directions concernant les points cardinaux.
Sphères principales
Domaines où les propriétés de l'aimant ont trouvé leur principale application - ingénierie radio et électrique, instrumentation, automatisation et télémécanique. Les relais, circuits magnétiques… sont obtenus à partir de matériaux ferromagnétiques… En 1820, on découvre la propriété d'un conducteur porteur de courant d'agir sur l'aiguille aimantée, la forçant à tourner. Dans le même temps, une autre découverte a été faite - une paire de conducteurs parallèles, à travers lesquels passe un courant de même sens, ont la propriété de s'attirer mutuellement.
Pour cette raison, une hypothèse a été émise sur la cause des propriétés de l'aimant. Tous ces phénomènes surviennent en relation avec les courants, y compris ceux circulant à l'intérieur des matériaux magnétiques. Les idées modernes en science sont pleinement compatibles avec cette hypothèse.
À propos des moteurs et des générateurs
Sur cette base, de nombreuses variétés de moteurs électriques et de générateurs électriques ont été créées, c'est-à-dire des machines de type rotatif, dont le principe de fonctionnement est basé sur la conversion de l'énergie mécanique en énergie électrique (discoursnous parlons de générateurs) ou électrique à mécanique (sur les moteurs). Tout générateur fonctionne sur le principe de l'induction électromagnétique, c'est-à-dire que la FEM (force électromotrice) se produit dans un fil qui se déplace dans un champ magnétique. Le moteur électrique fonctionne sur la base du phénomène de l'apparition d'une force dans un fil avec un courant placé dans un champ transversal.
En utilisant la force de l'interaction du champ avec le courant qui traverse les spires de l'enroulement de leurs pièces mobiles, les dispositifs appelés travail magnétoélectrique. Un compteur d'électricité à induction agit comme un nouveau moteur à courant alternatif puissant à deux enroulements. Le disque conducteur situé entre les enroulements est soumis à une rotation par un couple proportionnel à la puissance absorbée.
Et dans la vie de tous les jours ?
Alimentées par une pile miniature, les montres-bracelets électriques sont familières à tout le monde. Leur dispositif, grâce à l'utilisation d'une paire d'aimants, d'une paire d'inductances et d'un transistor, est beaucoup plus simple en termes de nombre de pièces disponibles que les montres mécaniques.
Les serrures de type électromagnétique ou à cylindre équipées d'éléments magnétiques sont de plus en plus utilisées. En eux, la clé et la serrure sont équipées d'un ensemble de combinaisons. Lorsque la bonne clé pénètre bien dans la serrure, les éléments internes de la serrure magnétique sont attirés vers la position souhaitée, ce qui permet son ouverture.
Le dispositif des dynamomètres et d'un galvanomètre (un dispositif très sensible avec lequel les courants faibles sont mesurés) est basé sur l'action des aimants. Les propriétés de l'aimant ont trouvé une application dans la fabrication d'abrasifs. Alorsappelées particules fines et très dures qui sont nécessaires pour le traitement mécanique (meulage, polissage, dégrossissage) d'une variété d'objets et de matériaux. Lors de leur fabrication, le ferrosilicium, nécessaire à la composition du mélange, se dépose partiellement au fond des fours, et est partiellement introduit dans la composition de l'abrasif. Des aimants sont nécessaires pour le retirer de là.
Sciences et communication
Grâce aux propriétés magnétiques des substances, la science a la capacité d'étudier la structure de divers corps. On ne peut citer que la magnétochimie ou détection magnétique des défauts (méthode de détection des défauts par l'étude de la distorsion du champ magnétique dans certaines zones des produits).
Ils sont également utilisés dans la production d'équipements à micro-ondes, les systèmes de communication radio (lignes militaires et commerciales), le traitement thermique, à la maison et dans l'industrie alimentaire (les fours à micro-ondes sont bien connus de tous). Il est presque impossible d'énumérer tous les dispositifs et applications techniques les plus complexes dans lesquels les propriétés magnétiques des substances sont utilisées aujourd'hui dans le cadre d'un seul article.
Domaine médical
Le domaine du diagnostic et de la thérapie médicale n'a pas fait exception. Grâce aux accélérateurs linéaires d'électrons générant des rayons X, une thérapie tumorale est réalisée, des faisceaux de protons sont générés dans des cyclotrons ou des synchrotrons, qui présentent des avantages par rapport aux rayons X en termes de directivité locale et d'efficacité accrue dans le traitement des tumeurs oculaires et cérébrales.
Quant au biologiquescience, avant même le milieu du siècle dernier, les fonctions vitales de l'organisme n'étaient nullement associées à l'existence de champs magnétiques. La littérature scientifique a parfois été reconstituée avec des messages uniques sur l'un ou l'autre de leurs effets médicaux. Mais depuis les années soixante, les publications sur les propriétés biologiques de l'aimant ont été une avalanche.
Autrefois et maintenant
Cependant, des alchimistes ont tenté d'en traiter les gens dès le XVIe siècle. Il y a eu de nombreuses tentatives réussies pour guérir les maux de dents, les troubles nerveux, l'insomnie et de nombreux problèmes avec les organes internes. Il semble que l'aimant ait trouvé son utilité en médecine pas plus tard qu'en navigation.
Au cours du dernier demi-siècle, les bracelets magnétiques ont été largement utilisés, populaires parmi les patients souffrant d'hypertension artérielle. Les scientifiques croyaient sérieusement en la capacité d'un aimant à augmenter la résistance du corps humain. À l'aide d'appareils électromagnétiques, ils ont appris à mesurer la vitesse du flux sanguin, à prélever des échantillons ou à injecter les médicaments nécessaires à partir de gélules.
L'aimant élimine les petites particules métalliques qui sont tombées dans l'œil. Le fonctionnement des capteurs électriques est basé sur son action (chacun d'entre nous connaît la procédure de prise d'un électrocardiogramme). À notre époque, la coopération des physiciens avec les biologistes pour étudier les mécanismes sous-jacents de l'influence d'un champ magnétique sur le corps humain devient de plus en plus étroite et nécessaire.
Aimant néodyme: propriétés et applications
Les aimants en néodyme sont considérés comme ayant le maximum d'impact sur la santé humaine. Ils consistent ennéodyme, fer et bore. Leur formule chimique est NdFeB. Le principal avantage d'un tel aimant est le fort effet de son champ avec une taille relativement réduite. Ainsi, le poids d'un aimant avec une force de 200 gauss est d'environ 1 g. À titre de comparaison, un aimant en fer de force égale a un poids environ 10 fois supérieur.
Un autre avantage incontestable des aimants mentionnés est leur bonne stabilité et leur capacité à conserver les qualités souhaitées pendant des centaines d'années. Au cours d'un siècle, un aimant perd ses propriétés de seulement 1 %.
Comment sont traités exactement les aimants en néodyme ?
Il améliore la circulation sanguine, stabilise la tension artérielle, combat les migraines.
Les propriétés des aimants en néodyme ont commencé à être utilisées pour le traitement il y a environ 2000 ans. Des mentions de ce type de thérapie se trouvent dans les manuscrits de la Chine ancienne. Le traitement consistait alors à appliquer des pierres magnétisées sur le corps humain.
La thérapie existait aussi sous la forme de les attacher au corps. La légende prétend que Cléopâtre devait son excellente santé et sa beauté surnaturelle au port constant d'un bandage magnétique sur la tête. Au 10ème siècle, les scientifiques persans ont décrit en détail l'effet bénéfique des propriétés des aimants au néodyme sur le corps humain en cas d'élimination de l'inflammation et des spasmes musculaires. Selon les preuves qui ont survécu à cette époque, on peut juger de leur utilisation pour augmenter la force musculaire, la force osseuse et réduire les douleurs articulaires.
De tous les maux…
La preuve de l'efficacité d'un tel impact a été publiée en 1530année par le célèbre médecin suisse Paracelse. Dans ses écrits, le médecin a décrit les propriétés magiques d'un aimant qui pourrait stimuler les forces du corps et provoquer l'auto-guérison. Un grand nombre de maladies à cette époque ont commencé à être surmontées à l'aide d'un aimant.
L'auto-traitement à l'aide de ce remède s'est répandu aux États-Unis dans les années d'après-guerre (1861-1865), lorsque les médicaments manquaient catégoriquement. Utilisé à la fois comme médicament et comme analgésique.
Depuis le 20ème siècle, les propriétés curatives de l'aimant ont reçu une justification scientifique. En 1976, le médecin japonais Nikagawa a introduit le concept de syndrome de déficience du champ magnétique. La recherche en a établi les symptômes exacts. Ils consistent en une faiblesse, une fatigue, une diminution des performances et des troubles du sommeil. Il y a aussi les migraines, les douleurs articulaires et vertébrales, les problèmes des systèmes digestif et cardiovasculaire sous forme d'hypotension ou d'hypertension. Elle concerne le syndrome et le domaine de la gynécologie, et les modifications cutanées. Avec l'utilisation de la magnétothérapie, ces conditions peuvent être normalisées avec succès.
La science ne s'arrête pas
Les scientifiques continuent d'expérimenter les champs magnétiques. Des expériences sont menées à la fois sur des animaux et des oiseaux, et sur des bactéries. Les conditions d'un champ magnétique affaibli réduisent le succès des processus métaboliques chez les oiseaux et les souris expérimentaux, les bactéries cessent brusquement de se multiplier. Avec un déficit de champ prolongé, les tissus vivants subissent des modifications irréversibles.
C'est pour lutter contre tous ces phénomènes et causés parla magnétothérapie en tant que telle est utilisée par eux avec de nombreuses conséquences négatives. Il semble qu'à l'heure actuelle toutes les propriétés utiles des aimants n'aient pas encore été suffisamment étudiées. Les médecins ont beaucoup de découvertes intéressantes et de nouveaux développements à venir.
