Сторінка
1
Магнітне поле — вид матерії, яка існує навколо рухомих електричне заряджених частинок речовини і здійснює їх взаємодію. Воно створюється рухомими електричними зарядами або змінним електричним полем.
У промисловості широко застосовують магнітні пристрої (електромагніти, постійні магніти) — від слабких до гігантських у прискорювачах ядерних частинок, здатних створювати магнітне поле (МП). Крім того, МП може виникати і як супутній фактор в електротехнічних пристроях, через які надходить постійний електричний струм. Розрізняють МП постійне (ПМП), змінне низькочастотне (2-50 Гц) та імпульсне (ІМП). Найпоширенішими є технологічні процеси із застосуванням постійного МП.
Постійне МП створюється постійним електричним струмом або речовинами, які мають властивості постійних магнітів.
Магнітні властивості виявляються в усьому, що оточує людину, проте у більшості тіл — дуже неістотно. Сильні магнітні властивості мають мінерали, які належать до оксидів заліза й титану (магнетит, гематит, титаномагнетит, титаногематит) і мають особливу атомно-кристалічну структуру. Хімічні елементи з вираженими магнітними властивостями називаються феромагнетиками. До них належать залізо, нікель, кобальт та їхні сплави, які використовують для виготовлення постійних магнітів.
Структура одного й того самого МП в різних точках різна. У точках, де силові лінії МП паралельні, його напруженість однакова. Таке МП називають однорідним. У неоднорідному МП силові лінії непара-лельні і напруженість поля у різних точках різна. Напруженість у точці МП тим більша, чим густіші в ній силові лінії. Існує кілька теорій намагнічування. Згідно з останньою теорією, магнетизм походить від електронів атомів, що здатні обертатися й рухаються замкнутими орбітами в атомах. Такі замкнуті струми утворюють МП, аналогічне полю витка з електричним струмом.
Джерела магнітних полів на виробництві
Взаємодія МП практично з усіма речовинами зумовила їх застосування в багатьох технологічних процесах. Здатність феромагнітних матеріалів до намагнічування використовують для виробництва постійних магнітів, запам'ятовуючих логічних пристроїв, в обчислювальній техніці тощо. Постійне МП істотно впливає на феромагнетики. На цьому грунтується застосування магнітів у підйомних кранах і магнітних сепараторах, а також електромагнітів у медицині. Магніти застосовують в електродвигунах і генераторах постійного струму, в електронно-оптичних приладах, магнетронах, пристроях електромагнітного захисту від іонізуючого випромінювання.
Здатність МП до взаємодії з парамагнітними та діамагнітними речовинами використовують для магнітної обробки води, наприклад, для того, щоб запобігти утворенню накипу в котлах, для збагачення корисних копалин, у процесах ядерного магнітного резонансу (ЯМР) та електронного парамагнітного. Метод ЯМР використовують у медицині для діагностики та лікування хворих.
У техніці розрізняють МП слабкі, середні, сильні та надсильні. Слабкі та середні МП застосовують в електро-, радіотехніці та електроніці, середні — у наукових дослідженнях (у прискорювачах заряджених частинок, камері Вільсона, іскровій камері, мас-спектрометрах, дослідженні дії МП на живі організми тощо), сильні — у фізиці твердого тіла, для дослідження феромагнетизму та антиферомагнетизму, для одержання наднизьких температур тощо. Надсильні МП застосовують у дослідженні властивостей речовин, процесів, що відбуваються в надрах планет і зірок.
Впливу ПМП працівники зазнають при виготовленні постійних магнітів, складанні магнітних систем, монтажі пристроїв з магнітними деталями (генератори, двигуни постійного струму). Під час роботи на магнітних установках і з магнітними матеріалами робоче місце перебуває в зоні неоднорідних МП. Напруженість МП знижується з віддаленням від обладнання та магнітних матеріалів; на відстані до двох метрів від магнітних установок і до одного метра від постійних магнітів напруженість МП дуже неістотна. Зниженням напруженості МП пояснюється також її нерівномірність у робочій зоні, внаслідок чого різні ділянки тіла людини зазнають дії МП різної напруженості. Найбільшого впливу МП зазнають руки, набагато менше опромінюються груди, голова, живіт, нижні кінцівки.
Біологічна дія постійного магнітного поля на людину
Вплив ПМП на функціональний стан і здоров'я людини вивчений ще недостатньою мірою. Найчастіше від впливу ПМП у людини порушується функція нервової і серцево-судинної систем, а також функція вегетативної іннервації верхніх кінцівок (гіпергідроз долонь, "марму-ровість" і зниження температури шкіри, гіперстезія кінцівок за типом "рукавичок"). При капіляроскопії нігтьового ложа пальців верхніх кінцівок виявляються лабільність капілярів і схильність їх до спазму.
Розрізняють первинні (фізико-хімічні), кібернетичні та загальні механізми біологічної дії ПМП. Основними фізико-хімічними механізмами є зміна траєкторії заряду, що рухається в МП, зміщення або обертання анізотропних частинок, що мають різну магнітну сприйнятливість, хімічна поляризація електронів і ядер, що змінює кінетику хімічних реакцій.
Виявляють кібернетичні механізми шляхом реєстрації початкових реакцій біосистеми під дією на неї ПМП. Встановлено, що порогові межі МП, які викликають біологічні ефекти, становлять частки або одиниці ампера на 1 м МП при застосуванні різних тестів; неоднорідні
ПМП викликають більші зміни за інших рівних умов; переривчаста дія ПМП викликає значнішу реакцію біосистеми, ніж непереривчаста. Напрям, величина і вираженість відповідних реакцій біосистеми більшою мірою залежать від її початкового стану (період розвитку хвороби, психічний стан, зовнішні впливи інших факторів), ніж від показників ПМП. При цьому зауважимо, що ПМП навіть дуже високої напруженості не знищує біосистеми.
Загальні біологічні механізми не мають електромагнітної специфіки і їх потрібно розглядати із загальних фізіологічних позицій. У процесі еволюції тваринний світ і людина пристосовувалися до впливу ЕМП певного діапазону. Якщо напруженість ПМП перевищує фонову напруженість геомагнітного поля Землі, то відбувається прискорення перебігу окремих фізіологічних і біохімічних процесів. Тому доцільно визначити біологічну активність цього нового виробничого фактора. Було виявлено, що під впливом ПМП великої напруженості змінюється хімічний склад сироватки крові, а в разі тривалої дії ПМП відбуваються фазові зміни морфологічної картини крові та кісткового мозку, активізується протизсідальна система крові, знижуються тромбоутворення, імунологічна реактивність за показниками фагоцитозу, антитілоутворення. Відомий вплив ПМП на функціональне співвідношення процесів збудження та гальмування у структурах мозку — посилюються процеси збудження в корі великих півкуль, мозочку, гіпоталамусі. Внаслідок впливу ПМП підвищується вміст адреналіну та норадреналіну в крові й кортикостерону у тканинах надниркових залоз. Зміна рівня гормонів, у свою чергу, призводить до порушень функції серцево-судинної системи.
Завантажити реферат