Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 1 (1989) (1095847), страница 61
Текст из файла (страница 61)
ПОскОльку прОекции вектОра нй двс Оргогоналы|ь|е плОскОсги пол- (ЮСТЫО Зада|ОТ ЭТОТ ВЕКТОР, '| О, ВООбщс ГОВОря, ТОЛЬЕО Дв» |сабОра ТЙЕИХ поверхностей обеспечивают достаточное зкраннрованис Однако н простейшем случае можно Ограничиться лн$$$ь двумя сге$$кйми, расположенными В соответствии с маг||итным склОнснием, Такая КОнст(зукция $$спрактични, ио иллюстрирует общий принцип, по которому для экра(|нрования даннОй компоненты поля наиболсс Ва?кны плОскОсти, на $?алЛЕЛЫ|Ь|С Сй. ТЙЕ, В ЭарйинрОВЙНИЕ гСОМЙГНИТНОГО $$ОЛЯ ИаибОЛьШИЙ вкл|$д ВМОсят восточная н западная сте|$ки, а северная и $ожная играют меньи|ую роль, В теорсти<$еских рабогах по экрапнрованню (см„например. %|116.
Ч П. Првикврм и лктм)н !Ы«'иилнОцтли1ц«ся«тлпРР««а. «ъ« ° ««««««.««. воао воао вооо 16 аооо О « Оф аооа ааоа "оооо Рпс 8 б. Размагничивание листа трансформаторяой стали с помощью большой переносной катушки. Эта жк катушка использовалась ллк парсмагннчнваннк листов после сборки зкраннрованной комнаты. Обмотка катушки состоит нз 260 витков мслной проволоки 18-го калибра н подключается к сстп переменного тока с напряжением !20 В, Ддя размагничивания трудиолоступных мает комнаты прнмснялнсь переносные катушки меныпнх размеров, !899) не учитываютсп остаточная намагниченность и зависимость от магнитного поля магнитной проницаемосги, которая значительно уменьшается при милых полях (рис. 8.7) из-за того, что падает доля !" ~с, ~.7 Зависимость инаукцнн В и восприимчивости р от внешнего поля Н лля т рансформаторной сгалн 24-го капнбра марки М22, РР, ~рнмеиввшеася олинм нз ;1йторов лля обшивки зкрайнрованпъФх комнат.
Стрелками указано примерное значение напри:канпостн гсомагпптного поля ~0,5 Э). Данные врелставлеиы фирмой-изготовителем !Ц.Ь. Б!ее!) магнитных доменов, момскты которых ориентированы вдоль поля, Известно !см.. например„К!ие1, !96б), что эта доля определиетсл функцией Ланжевеиа Ио) = с!Ь(4 — !!'а, аргумеиг которой равен отиои!сии1о магнитной потенпнальной энергии домена МВ к тепловой энергии йТ, т.е. и = МВ/)гТ.
При уменьшении В фупкния Ца) стремится к нулю и соответственно пронипаемость р падает. Таким образом, используя формулы, приведенные и работах %!!!а, 1899 н РаИоп, $9б7 :мя расчета многослойных экранов. нужно учитывать„что все слои находятся в разных внеыинх полях и вследствие мото имеют разные значения пронинаемости, То обстоятельство, что расчеты экранов в довольно грубом приближении дают сравнительно хорошие результаты, может показаться счастливой случайностью. К тому жс возникает вопрос: почему ие происходит перекомпенсацни экранируемого поля, т.е.
почему поле внутри экрана не может иметь направления, противоположного внешнему полю7 К сожалению, в рамках этой ~лавы мы не можем дать количественные ответы на зти вопросы. Однако качественно можно объяснить, почему характеристики правильно изготовленных экранированных комнат соответсгяуют приближенным расчетам, Доменная структура материалов с высокой прояицаемостью и малой остаточной намаг ичениостью легко перестранвасгся в соответствии с локальным направлением поля.
В таких ма- РР'. Р" Р'. РРРРрРР6РРРРРы н»РсРРРРРды териалах, как трансформаторная сталь, доменная структура нс столь цодвижиа„особенно в малых полях. но даРке небольшие воздействия. например постукивание, нагревание илк наложение переменного поля ркзмагничиваюшей катушки (рис. 8.6), позволяют системе доменов перейти в состояийе с мнйимальйой энергией, т, е. Состояние, в котором оиа находилась бы, если бы материал был очень магнитно-мягким н не обладал остаточной намагниченностью.
Такам образом, материалы с остаточной намагниченностью могут вести саба при экранированки подобРРО материалам без остаточной намагниченности и с болыцой проинцаемостью. Этим жа Обьясйяатся и тот факт, что в Случае спецйальйо подготовленных материалов достигается более высокая степень эхраиирования, чем следует из формул тица (5) и кз измерений проницаемости.
При таких измерениях обычно регистрируется только проницаемосп, соответствующая подвижной подсистеме доменов. А по- СКОЛЬКУ В ПРОЦЕССЕ ПОЛГОТОВКИ МВТСРна.йа ПОД ВНЕШНИМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ перестраиваются почти все домены, а ие только самые подвижные, то к эффективная проницаемость будет выше измеренной обычным способом, Так, в описанном ранее эксперименте с листом трансформаторной стали размер»ми 66 х 71 х 0,662 см мы получили коэффициент эхранирования охом 35„В то время как по спецификации изготовителя (рис. 8.7) в пом, равном полю Земли, эта сталь имеет проницаемость и = 3000, так что расчет по формуле (5) лает коэффициент экранироваиия, равный 2,5. Такие же различия наблюдялнсь н для внешних слоев экранированной комнаты в Окленде. Приближенная формула Пэттона (Район, 1967) для коэффициента экраикрованкя $, получаемого с помощью листа с проницяемостью р, толщиной с и максимальным размером Х„имеет вид Я = 1 + 1,34псД,.
Огсюда при с = 0,124 см, Е= 3,0 м и и = 3000 (трансформаторная сталь в поле Земли, равном 50060 нТл, ркс. 8.7) получаем Я = 2,7. Измеренный сразу после изготовления этой комнаты коэффициент экраиированкя О оказался равен 6„поле внугри комнаты при этом было равно 8 500 нтл. После механического воздействия (достухиванйя молотком по стенкам) виутреинаа поле упало до 2900 нТл, что Соответствует эффективному значению проницаемости 28000„суРпестесиио превосходящему все величины, полученные при непосредственных ее измерениях.
Это еще раз указывает на очень Важиузо роль эффектов остаточной намагниченности при использовании трансформаторной стали для эхранирования. 3. Конструирование магнитоэкранированиых комнат Многие из Обсуждавшихся В этой главе приемов конструирования к изготовления магнитных экранов уже использовались друткми экспериментаторами.
так, о возможности создания эффективных экранов из Роиких листок эРРектротехническок стали сообщалось в работе Ранов, 1967, Мы чаще всегРэ используем двухслойный экран с расстоянием между слоями 25-30 см. Каждый слой состоит из двух наложенных друг на друга листов трансформаторной стали толщиной 0.062 см, так что оощая толщина слоя составляет 0,124 см, Коэффициент эхрРРнирования мы обычно оцениваем по формулам, приведенным В работе Рнцоп, 1967, Каркас комнаты изготавлкваем иэ дерева, но при этом всегда заботимся о том, чтобы к остальные детали конструкции были немагнитпъР, естественно, за искРпоченисм самой экраинрующей стальном обшивки. Например, каркас мы сколачиваем алюминиевыми гвоздями, а листы прквиичинаем друг к другу и х каркасу лагунными виРпами, 8~которым приемам мы следуем традиционно„а ие потому, что зто необходимо для получения высокого качества зкракиронания, Так, ыьР обычно размагничиваем инструмент (отвертки„пильР и т.
и.) перед тем, как пользоваться им внутри эхраннрон»РРпой комнаты, и всегда кладем его иа деревянный стол или ящик„а ке на дол, хотя локальную Ри$маР'ннчениость, Возникающую в процессе изготонления кОмиаты„Впоследствии можно ликвидировать с помощью катушки для размагничивания В этом разделе мы обсудим иакоторые особенности конструкций экранированных комнат (например„двери и соединения), которые отличаются от предлагавшихся другимн авторами (Район, !967), Кроме того, мы рассмотрим, например, учег магнитных условий в предполагаемом месте размещения экрана перед Возведением экранированной комнаты. Описание которых рщко встречается. 3.1.
Учет магнитных условий Чтобы обеспечить иакРРучшие условк» функционирования магнитного »крана, НЕОбХОдИМО ПрадаарИГЕЛЬНО тщатЕЛЬНО ПрО»иадйэкрОаатЬ магнитную обстановку в месте его расположения. Кроме общих характеристик магнитного поля (направления и напряженности) сл~иуаг учесть его простраиственныс к времеиныс вариации, Магнитное поле внутри больших зданйй част~ бывает весьма неоднородно иэ-за наличия стальных конструкций и трубопроводов. Если эти гралиейты поля достаточно велики и распространяются на обширные области, оии могут сильно ухудшить качество экранирования. Градиенты. Обусловленные остаточной намагниченностьРО магнитных деталей„часто можно уменыпить путем размагничивания переменным полем переносной катушки. При этом прямые трубы нлн другие конструкции, расположенныс в направлений Восток-запад легко размагничиваются до приамлеМого УРОВНЯ„В ОРИЕИТИРОВайНЫЕ С СВВЕРВ На ЮГ СОЗДВЮТ ПОМЕХИ, особенно на сгибах и других неоднородностях.
Поэтому вблизи мест с большим градиентом рекомендуется удваивать (или даже уграивать) ТОЛЩИИУ ЭХРВНИРУЮРКЕГО МатЕРИВЛа и СтаРатЬСЯ НЕ ДЕЛ»тЬ ОтваРСтнй В экране. Опыт показывает, что магнитные экраны значительно эффек- Ч, $$, 11~аааараррр,а и нетм$а« тнвнее уменьшают однородное поле, чем его градиенты. Следует также помнить, что источником магнитных полей может служить само лабораторное оборудование. Прн экраннровании нужно учитывать и временные вариации поля, Поскольку экранирующее действие обмчтю применяемых материалов связано в основном со сравнительно устойчивыми доменами, то экраны из таких материалов оказываются менее эффектнвнь$ми, если поле меняется во времени. Подобные поля часто создаются движупп$мися магнитными предметами, например транспортными средствами, некоторыми аидами лабораторного оборудования, лифтами. Чтобы избнвнтьсл От пОдобных пОмех„лучше всего располагать экра$!нрова$п$ую комнату тамс где их урове$$ь минимален В этом случае следует учи тывать любую инфармацию о движении всевозможных объектов вблизи экрана.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
