Индуктор вращающихся магнитных полей на основе катушек Гельмгольца

Введение…………………………………………………………………………4
1. Расчет характеристик установки………………………………………..7
2. Конструкция и принцип работы установки…………………………….9
Заключение……………………………………………………………………..13
Список литературы…………………………………………………………….14

Весь текст будет доступен после покупки

Одним из факторов природной среды, которое действуют постоянно на нашей планете, является геомагнитное поле. Геомагнитное поле воздействует на все живые организмы на протяжении всего их жизненного цикла. Многие ученные считают, что геомагнитное поле было и остается одним из факторов эволюции. Естественный геомагнитный фон планеты Земля варьируется в пределах 50?100 нТл.
Естественный геомагнитный фон существенно изменяется под действием корпускулярных излучений, которые связанны с активностью на Солнце (вспышки и протуберанцы). Такие изменения (возмущения) могут действовать несколько часов и даже несколько суток и называются магнитными бурями, при этом значение возмущений может превышать 500 нТл.
Магнитные бури нарушают плавные течения биоритмов, и оказывают негативное влияние на здоровье людей. Во время магнитных бурь часто наблюдается резкое ухудшение состояния пациентов, вплоть до летального исхода.
Причинами геомагнитных возмущений являются не только магнитные бури, но также статические и динамические возмущения техногенного происхождения, создающие магнитопатогенные зоны как в жилых, так и в производственных помещениях.

Весь текст будет доступен после покупки

Расчет характеристик установки
Для того чтобы создать индуктор вращающихся магнитных полей на основе двух пар катушек Гельмгольца, необходимо задать параметры этого индуктора. Была поставлена задача спроектировать и рассчитать индуктор вращающихся магнитных полей со следующими характеристиками:
Индуктивность магнитного поля каждой системы должна иметь значение 50 мкТл;
Плотность тока не должна превышать значение 5 А/мм;
Диаметр провода обмотки 0,35 мм;
Расстояние межу катушками от 140 до 180 мм.
Найдем максимальный ток, используя следующую формулу:

j=?((|j| ) ? )=I/S

где j–плотность тока;
I-сила тока в проводнике сечением S.
Из этого следует, что рабочая сила тока установки:

I=5 А/мм*3,14*?0,175?^2=0,48 А

Рассчитаем количество витков в катушке, используя формулу для магнитной индукции на оси катушки, полученной на основе закона Био-Савара-Лапласа:

где I - сила тока, текущего по катушк;
R - радиус кольца;
h - расстояние исследуемой точки от центра кольца вдоль оси симметрии.
Учитывая, что в системе Гельмгольца катушки располагаются параллельно на расстоянии R друг от друга и соединены последовательно, индукция магнитного поля удваивается в исследуемой точке согласно принципу суперпозиции. Необходимо также учесть мультипликативный фактор числа витков в катушке. Параметр h следует приравнять R/2. В результате для вычисления магнитной индукции системы катушек Гельмгольца получаем расчетную формулу:

Подставим значение R=170 и получим:

N=(0,8992*50)/(0,17*0.48)=550 витков

Следовательно, средний диаметр катушки должен быть равен:
170*2=340мм
Для упрощения проектирования конструкции, катушки выполним квадратной формы. Вычислим сторону квадрата катушки средний диаметр, для которой будет равен 340мм:
(340*3.14)/4=267мм
Проделаем тоже самое исходя из того, что диаметр второй пары катушек будет меньше, так как они будут расположены внутри первой пары. Будем исходить из того, что вторая пара катушек будет иметь радиус R=150
N=(0,8992*50)/(0,17*0.48)=625 витков
Сторона квадрата соответственно:
(300*3.14)/4=235мм

Весь текст будет доступен после покупки

1. Белкин А.Д. Влияние вращающихся и переменных электрических полей промышленной частоты на плодовитость, выживаемость и состояние внутренних органов беспородных белых мышей// Гиг. и санит.- 1995.
2. Бутьева И.В., Швейнова Т.Г., Девятова С.С. // Климат и здоровье человека: Тр. междунар. симпоз. ВМО/ВОЗ/ЮНЕП; Т.2. — Л.: Гидрометеоиздат, 1988.
3. Владимирский Б.М., Темурьянц Н.А., Мартынюк В.С. Космическая погода и наша жизнь. – Фрязино: Век-2, 2004.
4. Зайцев О. Ф. Метод компенсации с использованием вращающегося магнитного поля // Геофизическая аппаратура.-1984.
5. Миловзоров А.Г. Автоматизированная система генерирования и управления параметрами опорного магнитного поля в кольцах Гельмгольца // Электроника, автоматика и измерительная техника. Межвузовский научный сборник научных трудов. Уфа 2007г.
6. Миловзоров А.Г., Шапошников А.М. Дискретно управляемая система генерирования вращающегося магнитного поля.// Электронные устройства и системы. – Межвузовский научный сборник. – Уфа, 2008.

Весь текст будет доступен после покупки