Todo el mundo ha estado acostumbrado durante mucho tiempo a un objeto como un imán. No vemos nada especial en ello. Solemos asociarlo con lecciones de física o una demostración en forma de trucos de las propiedades de un imán para niños en edad preescolar. Y rara vez alguien piensa en cuántos imanes nos rodean en la vida cotidiana. Hay docenas de ellos en cualquier apartamento. Un imán está presente en el dispositivo de cada altavoz, grabadora, maquinilla de afeitar eléctrica, reloj. Incluso un tarro de clavos es uno.
¿Y qué más?
Nosotros, la gente, no somos una excepción. Gracias a las biocorrientes que fluyen en el cuerpo, hay un patrón invisible de sus líneas de fuerza a nuestro alrededor. La Tierra es un gran imán. Y aún más grandioso: la bola de plasma del sol. Las dimensiones de las galaxias y nebulosas, incomprensibles para la mente humana, rara vez permiten la idea de que todas estas también son imanes.
La ciencia moderna requiere la creación de nuevos imanes grandes y súper potentes, cuyos campos de aplicación están asociados con la fusión termonuclear, la generación de energía eléctrica, la aceleración de partículas cargadas en sincrotrones, el levantamiento de barcos hundidos. Crea un campo súper fuerte usando propiedades magnéticasel imán es uno de los problemas de la física moderna.
Aclarar conceptos
Un campo magnético es una fuerza que actúa sobre cuerpos con carga que están en movimiento. "No funciona" con objetos estacionarios (o sin carga) y sirve como una forma de campo electromagnético, que existe como un concepto más general.
Si los cuerpos pueden crear un campo magnético a su alrededor y experimentar ellos mismos la fuerza de su influencia, se les llama imanes. Es decir, estos objetos están magnetizados (tienen el momento correspondiente).
Diferentes materiales reaccionan de manera diferente a un campo externo. Los que debilitan su acción dentro de sí mismos se llaman paramagnetos, y los que la fortalecen se llaman diamagnetos. Los materiales individuales tienen la propiedad de amplificar mil veces un campo magnético externo. Estos son ferromagnetos (cob alto, níquel con hierro, gadolinio, así como compuestos y aleaciones de los metales mencionados). Aquellos de ellos que, habiendo caído bajo la influencia de un fuerte campo externo, adquieren propiedades magnéticas, se denominan magnéticos duros. Otros, capaces de comportarse como imanes sólo bajo la influencia directa del campo y dejar de serlo con su desaparición, son magnéticos blandos.
Un poco de historia
La gente ha estado estudiando las propiedades de los imanes permanentes desde tiempos muy, muy antiguos. Se mencionan en los escritos de científicos de la antigua Grecia desde 600 años antes de Cristo. Los imanes naturales (de origen natural) se pueden encontrar en depósitos de mineral magnético. El más famoso de los grandes imanes naturales se conserva en TartuUniversidad. Pesa 13 kilogramos, y la carga que se puede levantar con su ayuda es de 40 kg.
La humanidad ha aprendido a crear imanes artificiales usando varios ferromagnetos. El valor del polvo (de cob alto, hierro, etc.) radica en la capacidad de sostener una carga que pesa 5000 veces su propio peso. Los especímenes artificiales pueden ser permanentes (obtenidos a partir de materiales magnéticos duros) o electroimanes que tienen un núcleo, cuyo material es hierro magnético blando. El campo de tensión en ellos surge debido al paso de la corriente eléctrica a través de los hilos del devanado, que está rodeado por el núcleo.
El primer libro serio que contiene intentos de estudiar científicamente las propiedades de un imán fue obra del médico londinense Gilbert, publicado en 1600. Esta obra contiene la totalidad de la información disponible en ese momento sobre el magnetismo y la electricidad, así como los experimentos del autor.
Una persona trata de adaptar cualquiera de los fenómenos existentes a la vida práctica. Por supuesto, el imán no fue una excepción.
Cómo se usan los imanes
¿Qué propiedades del imán ha adoptado la humanidad? Su alcance es tan amplio que solo podemos mencionar brevemente los dispositivos y aplicaciones principales y más famosos de este maravilloso artículo.
La brújula es un dispositivo muy conocido para determinar direcciones en el suelo. Gracias a él, allanan el camino para aviones y barcos, transporte terrestre y objetivos de tráfico peatonal. EstosLos dispositivos pueden ser magnéticos (tipo puntero), usados por turistas y topógrafos, o no magnéticos (radio e hidrobrújulas).
Las primeras brújulas con imanes naturales se fabricaron en el siglo XI y se utilizaron en la navegación. Su acción se basa en la rotación libre en el plano horizontal de una larga aguja de material magnético, equilibrada sobre el eje. Uno de sus extremos siempre mira hacia el sur, el otro hacia el norte. Por lo tanto, siempre puede encontrar con precisión las direcciones principales con respecto a los puntos cardinales.
Esferas principales
Campos donde las propiedades del imán han encontrado su principal aplicación: ingeniería radioeléctrica y eléctrica, instrumentación, automatización y telemecánica. A partir de materiales ferromagnéticos se obtienen relés, circuitos magnéticos, etc.. En 1820 se descubrió la propiedad de un conductor portador de corriente de actuar sobre la aguja del imán, obligándola a girar. Al mismo tiempo, se hizo otro descubrimiento: un par de conductores paralelos, a través de los cuales pasa la corriente en la misma dirección, tienen la propiedad de atracción mutua.
Debido a esto, se hizo una suposición sobre la causa de las propiedades del imán. Todos estos fenómenos surgen en relación con las corrientes, incluidas las que circulan dentro de los materiales magnéticos. Las ideas modernas en la ciencia son totalmente consistentes con esta suposición.
Sobre motores y generadores
Sobre su base, se han creado muchas variedades de motores eléctricos y generadores eléctricos, es decir, máquinas de tipo rotativo, cuyo principio de funcionamiento se basa en la conversión de energía mecánica en energía eléctrica (hablaestamos hablando de generadores) o eléctricos a mecánicos (sobre motores). Cualquier generador funciona según el principio de la inducción electromagnética, es decir, la EMF (fuerza electromotriz) se produce en un cable que se mueve en un campo magnético. El motor eléctrico funciona sobre la base del fenómeno de la aparición de fuerza en un alambre con corriente colocada en un campo transversal.
Usando la fuerza de la interacción del campo con la corriente que pasa a través de las vueltas de los devanados de sus partes móviles, los dispositivos llaman trabajo magnetoeléctrico. Un medidor de electricidad de inducción actúa como un nuevo y potente motor de CA con dos devanados. El disco conductor ubicado entre los devanados está sujeto a rotación por un par proporcional a la potencia de entrada.
¿Y en la vida cotidiana?
Accionados por una batería en miniatura, los relojes de pulsera eléctricos son familiares para todos. Su dispositivo, gracias al uso de un par de imanes, un par de inductores y un transistor, es mucho más simple en cuanto al número de piezas disponibles que los relojes mecánicos.
Cada vez se utilizan más las cerraduras de tipo electromagnético o las cerraduras de cilindro equipadas con elementos magnéticos. En ellos, tanto la llave como la cerradura van dotadas de un juego de combinación. Cuando la llave correcta entra bien en la cerradura, los elementos internos de la cerradura magnética son atraídos a la posición deseada, lo que permite abrirla.
El dispositivo de dinamómetros y un galvanómetro (un dispositivo altamente sensible con el que se miden corrientes débiles) se basa en la acción de los imanes. Las propiedades del imán han encontrado aplicación en la fabricación de abrasivos. Asi quellamadas partículas afiladas pequeñas y muy duras que se necesitan para el procesamiento mecánico (esmerilado, pulido, desbaste) de una variedad de objetos y materiales. Durante su producción, el ferrosilicio, que es necesario en la composición de la mezcla, se deposita parcialmente en el fondo de los hornos y se introduce parcialmente en la composición del abrasivo. Se requieren imanes para quitarlo de allí.
Ciencia y comunicación
Debido a las propiedades magnéticas de las sustancias, la ciencia tiene la capacidad de estudiar la estructura de varios cuerpos. Solo podemos mencionar la magnetoquímica o detección de fallas magnéticas (método de detección de defectos mediante el estudio de la distorsión del campo magnético en ciertas áreas de los productos).
También se utilizan en la producción de equipos de microondas, sistemas de comunicación por radio (líneas militares y comerciales), tratamiento térmico, tanto en el hogar como en la industria alimentaria (los hornos de microondas son bien conocidos por todos). Es casi imposible enumerar todos los dispositivos y aplicaciones técnicas más complejas en las que se utilizan las propiedades magnéticas de las sustancias hoy en día en el marco de un artículo.
Campo médico
El campo del diagnóstico y la terapia médica no fue una excepción. Gracias a los aceleradores lineales de electrones que generan rayos X se lleva a cabo la terapia de tumores, se generan haces de protones en ciclotrones o sincrotrones, que tienen ventajas sobre los rayos X en direccionalidad local y mayor eficacia en el tratamiento de tumores oculares y cerebrales.
En cuanto a lo biológicociencia, incluso antes de mediados del siglo pasado, las funciones vitales del cuerpo no estaban asociadas de ninguna manera con la existencia de campos magnéticos. La literatura científica se reabastecía ocasionalmente con mensajes individuales sobre uno u otro de sus efectos médicos. Pero desde los años sesenta, las publicaciones sobre las propiedades biológicas del imán han sido una avalancha.
Antes y ahora
Sin embargo, los alquimistas intentaron tratar a las personas con él ya en el siglo XVI. Ha habido muchos intentos exitosos de curar el dolor de muelas, los trastornos nerviosos, el insomnio y muchos problemas con los órganos internos. Parece que el imán encontró su uso en la medicina no más tarde que en la navegación.
Durante el último medio siglo, las pulseras magnéticas han sido ampliamente utilizadas, populares entre los pacientes con problemas de presión arterial. Los científicos creían seriamente en la capacidad de un imán para aumentar la resistencia del cuerpo humano. Con la ayuda de dispositivos electromagnéticos, aprendieron a medir la velocidad del flujo sanguíneo, tomar muestras o inyectar los medicamentos necesarios en cápsulas.
El imán elimina las pequeñas partículas de metal que han caído en el ojo. El funcionamiento de los sensores eléctricos se basa en su acción (cualquiera de nosotros está familiarizado con el procedimiento para tomar un electrocardiograma). En nuestro tiempo, la cooperación de físicos con biólogos para estudiar los mecanismos subyacentes de la influencia de un campo magnético en el cuerpo humano es cada vez más estrecha y necesaria.
Imán de neodimio: propiedades y aplicaciones
Se considera que los imanes de neodimio tienen el máximo impacto en la salud humana. consisten enneodimio, hierro y boro. Su fórmula química es NdFeB. La principal ventaja de un imán de este tipo es el fuerte efecto de su campo con un tamaño relativamente pequeño. Entonces, el peso de un imán con una fuerza de 200 gauss es de aproximadamente 1 g. A modo de comparación, un imán de hierro de igual fuerza tiene un peso unas 10 veces mayor.
Otra ventaja indudable de los imanes mencionados es la buena estabilidad y la capacidad de conservar las cualidades deseadas durante cientos de años. En el transcurso de un siglo, un imán pierde sus propiedades en solo un 1%.
¿Cómo se tratan exactamente los imanes de neodimio?
Mejora la circulación sanguínea, estabiliza la presión arterial, combate las migrañas.
Las propiedades de los imanes de neodimio comenzaron a utilizarse para el tratamiento hace unos 2000 años. Las menciones de este tipo de terapia se encuentran en los manuscritos de la antigua China. El tratamiento entonces consistía en aplicar piedras imantadas al cuerpo humano.
La terapia también existía en la forma de adherirlos al cuerpo. La leyenda afirma que Cleopatra debía su excelente salud y belleza sobrenatural al uso constante de un vendaje magnético en la cabeza. En el siglo X, los científicos persas describieron en detalle el efecto beneficioso de las propiedades de los imanes de neodimio en el cuerpo humano en caso de eliminación de la inflamación y los espasmos musculares. De acuerdo con la evidencia sobreviviente de esa época, uno puede juzgar su uso para aumentar la fuerza muscular, la fuerza ósea y reducir el dolor en las articulaciones.
De todos los males…
Evidencia de la efectividad de tal impacto fue publicada en 1530año por el famoso médico suizo Paracelso. En sus escritos, el médico describió las propiedades mágicas de un imán que podría estimular las fuerzas del cuerpo y provocar la autocuración. Una gran cantidad de enfermedades en esos días comenzaron a superarse usando un imán.
El autotratamiento con la ayuda de este remedio se generalizó en los EE. UU. en los años de la posguerra (1861-1865), cuando los medicamentos eran categóricamente escasos. Lo usé como medicina y como analgésico.
Desde el siglo XX, las propiedades curativas del imán han recibido justificación científica. En 1976, el médico japonés Nikagawa introdujo el concepto de síndrome de deficiencia de campo magnético. La investigación ha establecido los síntomas exactos de la misma. Consisten en debilidad, fatiga, disminución del rendimiento y alteraciones del sueño. También hay migrañas, dolor en las articulaciones y la columna, problemas con los sistemas digestivo y cardiovascular en forma de hipotensión o hipertensión. Se trata del síndrome y el campo de la ginecología y los cambios en la piel. Con el uso de magnetoterapia, estas condiciones pueden normalizarse con bastante éxito.
La ciencia no se detiene
Los científicos continúan experimentando con campos magnéticos. Los experimentos se llevan a cabo tanto en animales y pájaros como en bacterias. Las condiciones de un campo magnético debilitado reducen el éxito de los procesos metabólicos en aves y ratones experimentales, las bacterias dejan de multiplicarse abruptamente. Con un déficit de campo prolongado, los tejidos vivos sufren cambios irreversibles.
Es para combatir todos esos fenómenos y causados porla magnetoterapia como tal es utilizada por ellos con numerosas consecuencias negativas. Parece que en la actualidad no se han estudiado adecuadamente todas las propiedades útiles de los imanes. Los médicos tienen muchos descubrimientos interesantes y nuevos desarrollos por delante.
