Magnetismo: Propiedad de una sustancia de atraer metales como el hierro, el cobalto y el níquel.
Imán: Objeto magnético.
En el período anterior a Qin, nuestros antepasados ya habían acumulado muchos conocimientos en esta área. Al explorar el mineral de hierro, a menudo se encontraban con magnetita, es decir, magnetita (compuesta principalmente de óxido férrico). . Estos hallazgos han sido documentados durante mucho tiempo. Estos descubrimientos se registraron por primera vez en varios artículos de "Guanzi": "Hay imanes en la montaña y oro y cobre debajo". Hay registros similares en otros libros antiguos, como "El Clásico de las Montañas y los Mares". Las propiedades de los imanes para atraer el hierro se han descubierto desde hace mucho tiempo. El capítulo principal de nueve volúmenes de "Lu's Spring and Autumn Annals" contiene: "La bondad atrae el hierro, o lo atrae". En ese momento, la gente llamaba "magnetismo" "bondad". . Creen que la atracción del imán por el hierro es la atracción de una madre amorosa hacia su hijo. También creía: "La piedra es la madre del hierro, pero hay dos tipos de piedras: amables y crueles. La bondad puede atraer a sus hijos, pero no la bondad". Antes de la dinastía Han, la gente escribía imanes como "Piedra Guanyin". que significa amor por las piedras.
Dado que los imanes pueden atraer el hierro, ¿pueden atraer otros metales? Nuestros antepasados hicieron muchos intentos y descubrieron que los imanes no sólo no pueden atraer oro, plata, cobre y otros metales, sino que tampoco pueden atraer ladrillos y tejas. Durante la dinastía Han Occidental, la gente se dio cuenta de que los imanes sólo podían atraer el hierro y no otros objetos.
Cuando dos imanes se juntan y están cerca uno del otro, unas veces se atraen y otras se repelen. Ahora toda la gente sabe que los imanes tienen dos polos, uno se llama polo N y el otro se llama polo S. El mismo sexo repele, el sexo opuesto atrae. La gente no lo sabía en ese momento, pero aún así podían percibirlo.
Durante la dinastía Han Occidental, hubo un alquimista llamado Luan Da. Usó esta propiedad de los imanes para crear algo que parecía dos piezas de ajedrez. Al ajustar la polaridad de las dos piezas entre sí, a veces las dos piezas se atraen y otras se repelen. Luan Da lo llamó "ajedrez de lucha". Dedicó esta novela al emperador Wu de la dinastía Han y la demostró en vivo. El emperador Wu de la dinastía Han estaba sorprendido y feliz. Fue nombrado "General de las Cinco Bendiciones". Luan utilizó vigorosamente las propiedades de los imanes para crear cosas novedosas para engañar al emperador Wu de la dinastía Han.
La Tierra también es un gran imán, con sus dos polos cerca del polo sur geográfico y del polo norte geográfico respectivamente. Por lo tanto, cuando los imanes en la superficie de la Tierra tienen libertad para girar, representarán el norte y el sur debido a la naturaleza de los imanes con polaridades similares que se repelen y polaridades opuestas que se atraen. Los antiguos no entendían esta verdad, pero eran muy conscientes de este fenómeno.
Shen Kuo fue el primero en describir la declinación magnética. Describió su exploración del magnetismo y la declinación magnética en "Meng Xi Bitan". Los antiguos antepasados chinos utilizaron el magnetismo para crear brújulas y compases. Un ejemplo típico de brújula utilizada para la navegación son los viajes de Zheng He a Occidente. Después de que los árabes introdujeron la brújula en Europa, promovió el desarrollo de la tecnología de navegación europea y brindó una ayuda favorable para la apertura de nuevas rutas marítimas.
Las cargas estáticas producen campos electrostáticos; los dipolos magnéticos estáticos producen campos magnéticos estáticos. Las cargas en movimiento se llaman corrientes y las corrientes producen campos eléctricos y magnéticos.
El llamado campo electromagnético es el nombre colectivo de campo eléctrico y campo magnético. Se crea un campo eléctrico alrededor de cargas fijas (electrostáticas) y sustancias eléctricamente polarizadas, y puedes sentir que se te ponen los pelos de punta cuando colocas tu cuerpo cerca de un televisor o una pantalla de computadora. Es por la existencia de un campo eléctrico (estático); el campo magnético proviene del movimiento de cargas. Cuanto mayor es la corriente, más fuerte es el campo magnético. La unidad de intensidad del campo magnético es a/m. Lo que generalmente llamamos campo magnético en realidad se refiere a la densidad del campo magnético, y la unidad es t/Tesla o g/Gauss.
El llamado "campo" generalmente se refiere a un área en el espacio, y todos los objetos que entren en él sentirán la fuerza. Por ejemplo, vivimos en el campo gravitatorio de la Tierra y también vivimos en el campo geomagnético. Cuando cae un rayo, nos envuelve un potente campo eléctrico.
◎Campos eléctricos: A menudo encontramos la existencia de campos eléctricos en nuestras vidas, como el crujido al quitarnos un suéter en invierno y la sensación de descarga eléctrica al tocar el pomo de una puerta. Todos estos son fenómenos de electricidad estática causados por la fricción. En el uso de electricidad, mientras haya voltaje, se generará un campo eléctrico alrededor de cables o equipos eléctricos. Los campos eléctricos generalmente se miden en kilovoltios por metro (KV/M).
Por ejemplo, durante la caída de un rayo, la intensidad del campo eléctrico de CC en la superficie del suelo es de aproximadamente 30 kV/m ~ 150 kV/m, y la intensidad del campo eléctrico de 60 Hz debajo de la línea de transmisión es inferior a 3 kV/m ~ 5 kV/. m
◎Campo magnético: Coloca el imán debajo del cartón y espolvorea polvo de hierro sobre el cartón. Encontrarás varios círculos de rayas conectados entre los polos norte y sur. Este es el campo magnético. En el uso de electricidad, mientras pase corriente, se generará un campo magnético alrededor del conductor. La unidad del campo magnético se expresa en Tesla (T), Gauss (G) o miligaus (mG).
Campo magnético terrestre
El magnetismo terrestre es una de las propiedades físicas del interior de la Tierra. La Tierra es un gran imán y se forma un campo magnético a su alrededor, que es el espacio que muestra la fuerza magnética. Este es el campo geomagnético. Es muy similar al campo magnético de un dipolo magnético situado en el centro de la Tierra, que es la característica más básica del campo geomagnético. Los polos magnéticos del campo magnético terrestre son geográficamente opuestos a las direcciones norte y sur y no coinciden con los polos norte y sur de la Tierra. Entre ambos existe un ángulo de unos 11 grados, lo que se denomina declinación magnética. Además, la posición del polo magnético del campo magnético terrestre no es fija, cambia periódicamente... La fuerza del campo magnético terrestre es muy débil, que es otra característica del campo magnético terrestre. En los polos más fuertes, la intensidad es inferior a 10-4 (T), la intensidad promedio es de aproximadamente 0,6x10-4 (T) y su cambio con la ubicación o el tiempo es menor, por lo que se usa comúnmente (γ
Teoría del campo electromagnético Historia
La gente ha estado expuesta a los fenómenos de la electricidad y el magnetismo durante mucho tiempo. Saben que las varillas magnéticas tienen polos norte y sur. En el siglo XVIII se descubrió. que hay dos tipos de cargas eléctricas: cargas positivas y cargas negativas. Las cargas eléctricas y los polos magnéticos se repelen y los opuestos se atraen. La dirección de la fuerza está en la línea que conecta las cargas eléctricas o los polos magnéticos y la. La magnitud de la fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. A finales del siglo XVIII se descubrió que las cargas eléctricas pueden fluir, pero esto es electricidad y magnetismo. La conexión nunca se ha descubierto.
A principios del siglo XIX, Oersted descubrió que la corriente eléctrica puede desviar una pequeña aguja magnética. Luego Ampere descubrió la dirección de la fuerza y la dirección de la corriente eléctrica, y la aguja magnética al cable por el que fluye la corriente. Las direcciones son todas perpendiculares entre sí. Poco después, Faraday descubrió que cuando se inserta una varilla magnética en la bobina, se produce una corriente eléctrica en la bobina. Estos experimentos demostraron que existe una estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo. Se dio cuenta de que la naturaleza de la fuerza electromagnética es similar a la gravedad en algunos aspectos, pero diferente en otros. Por esta razón, Faraday introdujo el concepto de líneas de fuerza eléctrica, creyendo que la corriente eléctrica genera líneas de campo magnético alrededor de los cables y las cargas eléctricas generan electricidad. Líneas de fuerza en todas direcciones. Sobre esta base nació el concepto de campo electromagnético.
Ahora se reconoce que el campo electromagnético es una forma especial de materia en la que las cargas eléctricas generan un campo eléctrico a su alrededor, que actúa sobre otras cargas con fuerza. A su alrededor se genera un campo magnético, que actúa sobre otros imanes y objetos con corrientes en su interior. El campo electromagnético también tiene energía y momento, y es el medio que transmite la fuerza electromagnética, que penetra en todo el espacio.
En la segunda mitad del siglo XIX, Ye, Maxwell resumió las leyes de los fenómenos macroelectromagnéticos e introdujo el concepto de corriente de desplazamiento. La idea central de este concepto es: cambiar el campo eléctrico puede producir una. campo magnético; cambiar el campo magnético también puede producir un campo eléctrico. Sobre esta base, propuso un conjunto de expresiones para los campos electromagnéticos, que son las ecuaciones diferenciales. Las ecuaciones básicas del electromagnetismo clásico. La teoría electromagnética de Maxwell predice la existencia de ondas electromagnéticas, cuya velocidad de propagación es igual a la velocidad de la luz, lo que luego fue confirmado por el experimento de Hertz. Entonces la gente se dio cuenta de que la teoría electromagnética de Maxwell reflejaba correctamente las leyes del electromagnetismo macroscópico. fenómenos, y confirmó que la luz también es una onda electromagnética. Debido a que el campo electromagnético puede actuar sobre partículas cargadas, una partícula cargada en movimiento se ve afectada tanto por el campo eléctrico como por el campo magnético. Lorentz redujo la fuerza ejercida por el campo electromagnético sobre las cargas en movimiento. en una fórmula, que se llama fuerza de Lorentz, las ecuaciones de Maxwell y la fuerza de Lorentz, que describen las leyes básicas del campo electromagnético, forman la base de la electrodinámica clásica.
Comparación de campos electromagnéticos y radiación ordinaria
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La radiación es una forma de transferencia de energía. Según la fuerza de la energía, la radiación se puede dividir en tres tipos:
Radiación libre: la energía más fuerte puede destruir moléculas de células biológicas, como por ejemplo. rayos alfa, beta y gamma.
Radiación no ionizante (con efecto térmico): La energía es débil y no destruirá las moléculas biológicas de las células, pero generará temperatura, como las microondas y la luz. .
Radiación no ionizante (sin efecto térmico): tiene la energía más débil, no destruye las moléculas de las células biológicas y no genera temperatura, como ondas de radio, campos electromagnéticos, etc.
¿Se atenuará el campo electromagnético? ¿Podemos intentar separarlo?
La intensidad de un campo electromagnético disminuye rápidamente con la distancia desde la fuente. Los campos eléctricos se aíslan fácilmente mediante carcasas metálicas y edificios de hormigón armado. Los equipos eléctricos, como los transformadores, casi no tienen campo eléctrico en el exterior porque tienen carcasas metálicas. Los campos magnéticos son difíciles de aislar, pero los campos magnéticos producidos por corrientes en direcciones opuestas y magnitudes iguales pueden anularse entre sí. Por tanto, el campo magnético generado por líneas eléctricas trifásicas es mucho menor que el generado por líneas eléctricas monofásicas. Las líneas de transmisión de nuestra empresa son todas trifásicas y el campo magnético generado después de cancelarse entre sí es muy bajo.
El tamaño del campo electromagnético generado por los electrodomésticos.
Los electrodomésticos utilizan baja tensión, es decir, 110 voltios o 220 voltios, por lo que la intensidad del campo eléctrico es muy pequeña. En cuanto al tamaño del campo magnético, el consumo de energía, la marca y la distancia son muy diferentes.
La siguiente tabla muestra los datos del campo magnético publicados por la Oficina Nacional de Protección Radiológica NRPB:
Distancia
Equipo eléctrico
3 cm
1 metro
TV
25~500 (migauss)
0,1~1,5 (migauss)
Horno microondas
750~2000 (migauss)
2,5~6 migauss
Secador de pelo
60~2000 (migauss) p>
0.1~3(Milligauss)
Refrigerador
5~17(Milligauss)
& lt0.1(Milligauss)
Recortadora de barba eléctrica
150~15000 (migauss)
0,1~3 (migauss)
Lavadora
8~500(Milligauss)
0.1~1.5(Milligauss)
Aspiradora
2000~8000(Milligauss)
1.3~ 20 (migauss)
Lámpara de escritorio
400~4000 (migauss)
0,2~2,5 (migauss)
p>El tamaño del campo electromagnético bajo líneas de transmisión aéreas
El tamaño del campo eléctrico está relacionado con el voltaje y la distancia, y el tamaño del campo magnético está relacionado con la corriente y la distancia. Debido a que la magnitud de la corriente cambia con la carga y no es un valor constante, el valor del campo magnético también cambia dentro de un rango.
Actualmente, los estándares de límite de campo magnético en países extranjeros avanzados
La siguiente tabla enumera los estándares de límite de campo magnético de frecuencia industrial comúnmente adoptados por varios países, entre los cuales los estándares de IRPA son los más estrictos.
Valores recomendados para los límites de campo magnético de 50/60 Hz en países avanzados
Nacional
Valores límite (milligauss)
Profesionales
Gente común
Asociación Internacional de Protección Radiológica
(IRPA)
Todo el día
5.000
1.000
horas
50.000
10.000
Cinta
Exposición continua
50.000
2.000
Exposición corta
100.000
10.000
Su Lian
8 horas
18.000
-
1 hora
75.000
-
Oficina Nacional de Protección Radiológica del Reino Unido
(NRPB)
20.000
20.000
Trabajadores gubernamentales y sanitarios de Estados Unidos Reunión Académica
(ACGIH)
10.000
-
Alemania
50.000
50.000
Ozhou
Igual que IRPA
Igual que IRPA
¿Son los campos electromagnéticos perjudiciales para el cuerpo humano?
En los últimos años, los científicos generalmente creen que los campos electromagnéticos de frecuencia extremadamente baja (es decir, los campos electromagnéticos generados por líneas eléctricas generales y equipos eléctricos) no romperán los enlaces moleculares o químicos, ni causarán una pequeña cantidad de el calor es perjudicial para la salud humana.
Aunque algunos estudios epidemiológicos sospechan que un pequeño número de cánceres tienen una "correlación estadística" con los campos electromagnéticos (nota), algunos científicos cuidadosos y responsables señalan que aún existen muchos problemas en el diseño e interpretación de estos estudios.
Desde que comenzaron las investigaciones en este campo en 1979, se han publicado más de 1.000 artículos e informes en el extranjero. Debido al bajo porcentaje de casos y a la variedad de factores cancerígenos, es difícil descartar otros factores. Algunos de los resultados obtenidos muestran una ligera correlación, mientras que otros la niegan.
1989 10 El Departamento de Trabajo de EE. UU. (DOL) solicitó al Consejo Coordinador de Investigación y Política de Radiación (CIRRPC) que ayudara a evaluar informes anteriores sobre los efectos de la exposición a campos electromagnéticos encargados por la Universidad Afiliada de Oak Ridge. (ORAU) para formar un comité que incluyera a los EE.UU. Un equipo de 11 personas entre ellos destacados científicos. Desde septiembre de 1991 hasta mayo de 1992, se analizaron y clasificaron alrededor de 1.000 artículos de los últimos 1.000 años. La evaluación concluyó que no hay evidencia convincente que respalde que la exposición a campos magnéticos de frecuencia extremadamente baja provenientes de electrodomésticos, cables de alimentación y pantallas represente un peligro para la salud.
¿Cómo evalúan las organizaciones autorizadas la relación entre los campos electromagnéticos y la salud?
☆Asociación Internacional de Protección contra Radiaciones No Ionizantes (IRPA): Aunque algunos estudios epidemiológicos creen que la exposición a campos electromagnéticos de 50/60 Hz está relacionada con el cáncer, no se puede confirmar y algunos piensan que no existe correlación .
Organización Mundial de la Salud (OMS):
La exposición a campos electromagnéticos de frecuencia extremadamente baja no produce efectos fisiológicos.
Oficina de Evaluación de Tecnología del Congreso:
Todos los estudios siguen siendo controvertidos. Muchos experimentos han descubierto que no hay diferencia entre la exposición a campos electromagnéticos y la no exposición, y no podemos confirmar la existencia de peligro.
Southern California Electric Company (SCE):
SCE llevó a cabo una encuesta epidemiológica ocupacional de 36,221 empleados que habían trabajado en la compañía durante más de un año entre 1960 y 1988, y los resultados de La investigación se anunció en marzo de 1993. La conclusión fue que, en promedio, los trabajadores estaban más expuestos a campos magnéticos que el público en general, pero no había riesgo de leucemia o tumores cerebrales.
☆La Junta Nacional Sueca de Seguridad Eléctrica (NESB):
En 1994, se publicó un folleto informativo sobre el campo electromagnético, que indicaba si el campo magnético tiene un impacto en el cuerpo humano. Aún no se ha confirmado, por lo que no hay suficientes estándares de referencia para establecer límites, por lo que no se establecerán límites a la intensidad del campo magnético en el corto plazo.
Al contrario de lo que se afirma que los campos electromagnéticos pueden tener un impacto en el cuerpo humano, actualmente existen en el mercado algunos dispositivos de terapia de campo magnético de 60 Hz con potencias de hasta 550.000 miligauss, que se utilizan para tratar diversas enfermedades. enfermedades crónicas y se afirma que han sido probados clínicamente. En cuanto a sus efectos a largo plazo, nadie ha realizado ninguna investigación al respecto.