БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра ЭТТ

РЕФЕРАТ

На тему:

"Виды индукторов и создаваемых ими полей"

МИНСК, 2008

Искусственные постоянные и переменные магнитные поля могут создаваться с помощью постоянных магнитов, катушек индуктивности и электромагнитов. В терминологии, установившейся в научной литературе по магнитобиологии и магнитотерапии, источник искусственного магнитного поля называют индуктором. Постоянные магнитные поля, а, следовательно, аппараты и устройства на основе постоянных магнитов в настоящей книге не рассматриваются.

Для создания переменных, пульсирующих и импульсных магнитных полей в магнитотерапии широко используются индукторы в виде соленоидов, цилиндрических и нецилиндрических коротких катушек, электромагнитов с сердечниками различной конфигурации, выполненными из различных материалов. Любой источник магнитного поля обладает разными полюсами (N - северный, S - южный), имеет замкнутые силовые линии (принято направление от северного к южному). У источников переменного магнитного поля полюса меняются периодически в соответствии с изменением направления тока. Магнитное поле индуктора характеризуется вектором магнитной индукции В, вектором напряженности магнитного поля Н, градиентом магнитной индукции grade.

Рассмотрим основные типы применяемых в медицинской практике индукторов и характеристики создаваемых ими полей.

Соленоид. Цилиндрическую катушку, состоящую из большого числа витков провода, образующих винтовую линию, называют соленоидом. Если витки расположены вплотную друг к другу, катушка представляет собою систему последовательно соединенных круговых витков одинакового радиуса, имеющую общую ось. При протекании по виткам тока образуется магнитное поле, силовые линии которого изображены на рис.1. Часть силовых линий проходит через обмотку. Линии магнитной индукции длинного соленоида (при L >>r, где L - длина катушки, r - радиус намотки) практически параллельны друг другу. Поле внутри такого соленоида равномерно и однородно. Направление вектора магнитной индукции определяется по правилу буравчика и совпадает с направлением оси X. Внутри длинного соленоида существует только аксиальная составляющая индукции Вх. Максимальное значение индукции Вх0 на оси имеет место в точке, лежащей на середине соленоида:

 (1)

где I - ток, протекающий через катушку; N - число витков;  - магнитная постоянная;  - относительная магнитная проницаемость среды.

Распределение значений индукции практически равномерно по всей длине оси соленоида и снижается на концахдо значения (рис.1, в):

 (2)

Для соленоидов конечной длины значение индукции на оси рассчитывается по формуле:

(3)

где

Распределение аксиальной составляющей индукции Вх по сечению х = 0 соленоида показано на рис.1, б. Ввиду того, что вне соленоида поле быстро затухает, основной для целей лечения является его внутренняя полость.

Известны экспериментальные и серийные магнитотерапевтические установки, в которых используются рассматриваемые индукторы-соленоиды. Первые публикации относятся к установкам I-ON-A-CO, "Theronoid" и "Vitrona" (США), основу которых составлял индуктор-соленоид диаметром 45 см, питаемый синусоидальным током. ............