Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 1 (1989) (1095847), страница 59
Текст из файла (страница 59)
3 посвя1цен практическим зснектам конструирования магнитомракировакных комнат из листовой трансформаторной сталк, причем в основном-описанию леталей конструкции таких комнат, Основанному ие на теоретических соображениях, а ка эмпирических нсслеловакиях-в том числе и одного кз авторов (Г. Р, С), спроектировавшего и построившего зи период 1981-1933 1т. 7 экранированных ЯОмнаТ. Средняя магнитияя проиипаеместь Средняя остаточная намагниченность бояыййя ийдуйция наеьинаймя Стоимость 1 ат-1,30 долл, (йа 1982 г.) Оикитается нрн ихготовяении Обрабатывается в процессе сборки эхраиа $1нромйе Воаьтожностй Выбора раъме- р0В и фсрмм листов Матерний хрули-для сбрйботки требуется яь1сойопрочиий инструмент Удеяьисс электрическое еспрстниееиие 50" 10 ь Ом*см Состав.
96ЧЬ ре, 4 А 9; в качестве Вссстеисяитсля я расплйяе метйлли йс яольяуется еремийй Этрамйруямлне сяойс~ва омределя16тея остаточной няматнячениосчъю Болыпая мятййтиая прсннияемасть Малая остаточияя иамахййчениость Средняя индуятйтя насмшения Стоимость 1 аг-9,00 доля. (ма 1932 г,) Стоимость о'пкмс 125 долл. ха лист (ма 1982 т.) Обрабатывается до От кита Ограимчетмше аезьмхниестн Выбора РВЗМЕРОВ н фоРИЫ ЛНСТОВ Материал пластичен -нетто обрабатывается Удельное эл63ГГРичасяое ФФЙРотивдейма б2*10 е Ом.сы Октяи.
7У1Ь%, 18% Рс, 59Ь Ся, 2'Ь Сг, для Весстамойясиия применяется отЖиг В ВТИССфаР6 ВЬДОРОДВ Ъцхамйруюйзне свойства онределяиутся спонтанной мавитийчениостью Разд 4 иллюстркруаг положения разд. 2 к 3 на примерах некоторых ИЭ ЭТИХ Конатрухцкй. ,ЬАА~ймокОк~юии~оеиллье" ломйолуы Оо,1зып,"о МЪс..мб таблица $.2„Фиэичеаще евоаотва иееоторьтл металлов, примоипощихол ори лзготоаасиви экранов (Юеаи, 1973) 2. Общие принципы электрического и мйгнитного зкрйнйрОВо,ния 2.1. Типы экранов Магнитное зкранировалке имеет долгую историю, к тем ке менее принципы уатройства магнитных экранов иногда плохо понимают лаже создающие кх экспериментаторы, Одна из причин этого состоит в том, что, хотя еэкраикроваякые комиатма, предназначенные Лля разных целей, изготавливаются иэ несколькО различающихся матеркалав и имеют разные конструкции, выглядят Окн почти одинаково.
Так, больаииство электростатичеаки- к магнитозкранироввнных комнат представляют собой просто коробки, покрытые со всех спзрок металлнческими лкстамк. ПОскОльку ферромагнитные металлы-сравнительно хорошие проводники, магиитоэкракированные комнаты Обычно обес ПЕЧИВЯЮт таижо ЗЛЕКТРОСтатКЧЕСКУЮ И ЭЛЕКтРОМаГНктКУЮ ЭКРЯИИРОВиУ, даже если такой цели при их проектировании не ставилось.
Иаиболее важными физическими характеристиками материалов, прслиазиачвюпгихся для изготовления экранов, являются удельное электрическое сопротивление р„относительная магмитная проницаемость )з н остаточнал намагниченность. Электрическое сопротивление М проводника длииои А,к сечением А равно Р = рХ,,тА. МЯГиктная прошцаемость р связывает изменение внешнего маГиитнОГО поля ЬН с изменением магнитной индукции материала гзВ: ~З =)бя, Вообще говоря, проницаемость зависит От величины к частоты виещ- кеГО паля„ОТ расположения Образца Относительно вектора пОля н От многих других факторов, Остаточной называют иамагнкчакность, приобретаемую магнитным мате)зиалом после ТОГО, как ок был ка нек~т~ро~ время помещен в магнитное ноле.
Сопротивление, проницаемость к остаточная ивмаг- ииЧЕИНОСтЬ Заанаят и ОТ СПОСОба ПрКГОтОВЛЕНИЯ МатсрнаЛа„и ОГ Направления, вдоль которого определяются зти параметры. В табл 8.2 суммированы данные об Основных материалах, применяющихся при изготовлении экранированных комнат. Для экракираванкя от постоянного электрического поля (электростатического экраннровання) достаточно покрыть экраиируемый объем тонким слоем проводящего материала 1фольгой или краской). Не. зависимо от силы и конфигурации электрнчеакого поля вне экрали- Уделмкк Оетаточвал Стоамооть озпдОтмме' ВэеапмРма иве1 лаеть йв.Ьй оз~ М ~о-ьзеталл (лиотювой) Железо высокой чистоты (листовое) Пермалой 1лиотовой) 11в~оль Ллнзминий Мель Серебро о2 Низа аа Высекав 1О Вьзсоавв Нвэааа 45 7,3 2,3 1,'б 2506 9Ю 1 Высока а Ннааал Очень ЭЬтеакаа рованного объема геле внутри него булат равно кулю.
Более века назад Фарадей использовал этот факт лля демонаграпик квадратичной зависимоати поля от расстояния. Единственное, что требуется прн созлакки электроагатического экрана,-это полностью заключить экраиируемый объем в проводящую оболочку. Для этого нужно конструировать двери, Обеспечивающие непрерывность Оболочки, и специальные вводы и арматуру для кабелей„которые идут вкутрь экранируемого пространства, При зкранкровании очень сильных полей необходимо принимать меры против возиикновения электрического пробоя по воздуху. На наружной поверхиастк экрана по воэможности не должно быть заострений, и она не должна быть покрыта диэлектрическими ма- ТСРИЯЛЯМК.
Эаракироваиие От переменных электрического и магнитного полей высокой частоты 1электромагкитное экранированке) осуществляют с помощью толсгого аяоя проводящего материала, Обычно меди илк алюминия, В соответствии с законом индукции переменное поле индуцирует в цроводнкке токи, порождающие в свою очередь ноле, которое хОМПЕИСИРУЕТ ПОЛЕ, Вътэааащоа ИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ К МЯГКИТПОЕ ПОЛЯ частоты )" спадают внугри проводящего материала зкспоненциально с расстоянием от его поверхности, т.е.
амплитуда ноля уменьшается в э,')18 раз иа толщине скин-слоя б, определяемой формулой о = 1Р/к)гоРЛ ГДЕ Р-УЛЕЛЬКОЕ ЗЯЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, )з-МЯГЗМтиая ПРОИИЦЯЕ- мость, )зв = 4Я. 10 ' Гк~м-магнитная постоянная Для такого проводника, как медь, б = 0,$5 см при )" = 60 Гц и Ь = 0,06 см при ~= 10'з Гц. гаким образом. медный мрак толщиной 1 ам будет Ослаблять поле сасготой 10' Гц более чем в 10" раэ„а поле частотой 60 Гц-всего примерно в три раза Для более полиого экранкровакия компоненты поля частотой 60 Гц требуется значительно более толстый слои меди Ч.
П, Приборы и з$с*тод~и или экран из фсрромагинтиого материала с бояыпой проиицаемостью. Прн проектировании электромагнитного экрана нужио учитывать предполагаемый спектр частот внешних полей с тем, чтобы толщина экрана бЫЛЙ ЛОСТЙТОЧИЙ ДЛЯ $$олуЧЕНИЯ НужНОГО КОЗффицисита Экраинрпааиня по Всем частотам. При эле$ггроь$ап$итном экрйннровании, хвк и прн электростатическом, желательно, чтобы в экранирующей Оболочке не было отверстий н щелей, препятствующих протеканию индукционных токов, Ясно, что ком$$ата, сконструированная с учстом этих рекомендаций, будет обеспечивать К$!к электрОмйгнлтиое, так и электростатическое Эхраииро" ванне, ДЛЯ ЗКРаННРОВЙИНЙ От МатиитНЫХ ПОВЕЯ ПИЗКОй ЧВСТОТЫ (Дннамическое магиитнОС экранированне) использу$отся многослойные оболочки нз материала с очень высокой магии $$юй цро$$ицйемостью, чаще всего ИЗ МЮ-металла нли пермалов (Ъ$$$$)в, $899: .$ЙС(акоп, 1962).
К МЙГНИТнЫМ СВОйСТВЙМ МЙТЕРИЙЛЙ ДЛЯ ТЙКОГО ЭКРана ПРСДЪЯЙЛЯ$ОТСЯ такие же требования, как и к материалу, нз которого из$'отваливают транефарыатарЫ,- ЭтО бОЛЬШЙЛ МЙГНИтиая ПрОНИцаЕМОСтЬ При ВОЗМОжио меньшей остаточкой намагниченности, В Отличие от электростатического и зяектромап$итного экранироваиия для диламического магнитного зкрнпирования весьма существенной становится геометрия экрана, о которой пойдет речь ниже. Вместо экранов из материалов с высокой проницаемостью последнее время для динамического экра- НИРОВЙНИЯ ИНОГДЙ ИСПОЛЬЗУЮТ СИСТЕМУ ЙКТИВИОй КОМПЕНСЙЦИИ Ь$ЙГНИТ- ного поля в рабочем объеме, состояц$у$о из катушек Гельмгольца, датчика поли и цепи обратной связи. Размер рабочего объема в такой системе значительно меньше максимального размера катушек НеобХОДИМОСТЬ ИСПОЛЬЗОВЙНИЛ С$$С!$ИЙЛЪНЫХ ДЙТЧИКОВ И ЗначитЕЛЬ$$ав СТОН" мость ограничивают применимость таких систем лля работы с большими объемами.
Экраны четвертого типа предназначены для экранировання от посгояниой составляющей магнитного поля. Эгнм так называемъдч мщиитостатическим экранам и посвящена в основном да$$$$ая глава. Поскольку эффективное динамическое экранироваияс обеспечивает хоропгее зкраннрованне и от постоянного поля, нх редко рассматривают ло Ъ .О Орэ ияв Рвб ни ккон руц ИКМ'- тсриалам для этих типов экралнрования все же существует, и нх важно ЛОнимать. Вообще ГОВоря„мйгнитостатическое экранированне мОжет быть достигнуто как с помощью системы катушек Гельмгольца, тйк и путем использования магнитного материала„обладающего постоянной намаг$$нчениостъю.
ДПЯ экранироваз$НЯ бОльших Объемов втОрОй СПО соб, по-внднмОму, более предпочтнтсВЕИ, Материал для такого экрана должен обладать большой и стабильной осткточной намагниченностью, КрОМе ТОГО„ОН далжЕН бЫтЬ ЛЕГКОЛОстуПЕН, ЭТИМ трсбОВЙННЛМ удОВЛЕт.Воряет электротехническая трансформаторная сталь. 3.2. Экранирование ОТ ПОСТОЯННОГО МаГНИТНОГО ПОЛЯ с помощью материалов, ОбЛЯДаЮЩИХ ОСтатОЧНОй НаМагничЕНнОСТЬЮ Как зто ни парадоксалмю, ь$нтсрийл, обладаюпц$й кпостояниой» назн$$'$$ичсниостъю, может нсполъзоваться для нзГОтовления маГнитных жраиов Ц свмом деле, как показано ниже, с помощью только одного .$$$стд подобного магнитного материала можно ластичь экраиирующего эффекта, расположив этот лист должным Образам. Даже Ориентируя од$$$$ магнитный диполь так, чтобы его потенциальная эиергня во Йнс$пнем поле была минимальна, нетрудно скомпенсировать поле н не- КаторЫХ тОЧКаХ Проетрй$$СТВЙ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
