Vilka är farorna med elektromagneter?

Innehåll

• Elektromagnet mot magnet
• Elektromagneter och datorer
• Elektromagnetstyrka
• Elektromagneter och tv-apparater
• Elektromagneter och annan elektronik
• Använda elektromagneter säkert
• Bygga enheter med elektromagneter
• Undvika EMF-risknivåer
• Elektromagneter i medicinsk teknik
• Läkare som använder elektromagneter

Elektromagneter är vanligtvis säkra för deras olika användningsområden, men du måste vidta försiktighetsåtgärder beroende på svårigheterna där du använder dem. Mycket, mycket kraftfulla magneter och elektromagneter som kommer i kontakt med eller in stänga närhet till bärbara datorer eller datorer kan skada deras hårddiskar, men för det mesta behöver du inte oroa dig för detta.

Spänningen, eller elektromotorisk kraft (emf), som resultat av beteendet hos en elektromagnet måste redovisas genom tekniker inom fysik och teknik för att hålla dig själv och andra säkra. Strömmen som strömmar genom en elektromagnet dikterar hur stark den är och därför vilken typ av skada den kan ha på människor och elektroniska apparater. Ta hänsyn till emf-faranivåerna för olika användningar av en elektromagnet för att förbli säker.

Elektromagnet mot magnet

Medan permanenta magneter är magnetiska oavsett vad situationen är, kräver en elektromagnet ström som skickas genom dem för att visa elektriska och magnetiska egenskaper såsom fält och kraft. Permanenta magneter har kemiska och fysiska sammansättningar av atomer, legeringar och andra material som tillåter laddning att strömma fritt genom dem oavsett om det finns en elektrisk ström i närheten och avger ett magnetfält även i frånvaro av yttre ström eller fält.

••• Syed Hussain Ather

En elektromagnet tillverkas vanligtvis av trådar som fungerar som en magnet när en elektrisk ström passerar genom dem. Solenoider är anordningar av en tunn trådspole lindad runt ett magnetiskt föremål som, när en ström skickas genom dem, avger ett magnetfält. I ovanstående diagram kan en metallspik i en spiral av koppartråd fungera som en magnetventil som, när den är ansluten till ett batteri, avger ett elektromagnetiskt fält.

Medan hållfastheten hos permanentmagneter beror på vilken typ av material som utgör dem, beror en elektromagnetstyrka på mängden ström som flyter genom den. Permanenta magneter kan förlora sina magnetiska egenskaper såsom deras förmåga att avge ett magnetfält när de värms upp till en viss temperatur.

När de avmagnetiseras kan de magnetiseras igen genom att ändra deras sammansättning eller placera dem inom ett magnetfält med tillräcklig styrka. En elektromagnet förlorar å andra sidan sina magnetiska förmågor i frånvaro av en elektrisk ström eller ett elektriskt fält.

Elektromagneter och datorer

Det kan vara sant att du måste hålla kraftfulla magneter borta från datorer för att förhindra skador på deras hårddiskar, men det är viktigt att förstå den exakta roll magneterna spelar med avseende på datorer, särskilt med tanke på att datorer är tillverkade av magneter. En elektromagnet är vanligtvis säker i närheten av datorer av dessa skäl.

Magneter raderar inte saker från hårddiskar eftersom hårddiskar själva i allmänhet är tillverkade med kraftfulla magneter inuti dem. Om du lämnar en stark elektromagnet nära en hårddisk kan det skada hårddisken, men det händer sällan.

Datorhårddiskar har i allmänhet två starka magneter gjorda av neodym, järn och bor som styr deras rörelser. Denna sammansättning innebär att kraftfulla magneter som kommer nära dem inte kommer att vara tillräckligt starka för att penetrera den magnetiska hårddiskens funktion. Vissa andra former av minne, till exempel solid state-minne, som datorer använder använder inte magnetfält. Detta innebär att hårddiskar i fast tillstånd inte påverkas av magnetfält.

Myten om att magneter kan orsaka skador på datorer är förankrade i användningen av magneter för att radera disketter. Människor började tro att detta innebar att varje magnet kan skada datorer. I själva verket behöver du en mycket stark magnet för att orsaka sådan skada.

Elektromagnetstyrka

De fall där hårddiskar påverkar datorer negativt har ofta inneburit mycket starka neodymmagneter som gnuggas mot hårddisken i cirka 30 sekunder, men detta är mycket mer arbete än att bara sätta en magnet i närheten av en dator eller bärbar dator. Även då har dessa experiment inte visat att all data på en hårddisk skulle gå förlorad. De har bara påverkat de övre och nedre delarna av hårddisken för det mesta.

Det är fortfarande bästa praxis att inte placera kraftfulla magneter i kontakt med datorer under lång tid. I vilket fall som helst är det bättre att vara säker än ledsen eller se till att din teknik och elektronik är säker snarare än att sätta dem i onödig risk.

Elektromagneter och tv-apparater

En elektromagnet kan påverka bildskärmar för datorer eller TV-apparater. För klassiska TV-apparater av katodstrålerör (CRT) kan kraftfulla magneter förvrida bilderna på skärmen när de kommer nära dem. Detta beror på att magneterna avböjer strålen med elektroner som tv: n ger en bild.

För mer moderna tv-apparater, t.ex. LCD-skärmar (LCD) eller ljusdioder (LED), påverkar magneter inte deras skärm eller prestanda. LCD-skärmar använder bakgrundsbelysningslampor med miljoner pixlar som är fyllda med flytande kristaller som släpper igenom bakgrundsbelysningen. LED-skärmar använder rött, blått och grönt ljus som kan polariseras eller ändras i riktning för att producera bilder.

Elektromagneter och annan elektronik

En elektromagnet och permanentmagnet påverkar inte SD-kort och flash-enheter negativt. Dessa produkter beror inte på magnetfält och krafter så mycket som de skulle behöva för magneter för att skada dem. Annan teknik som kablar kan påverkas om de inte är lämpligt skyddade från yttre magnetfält. De flesta kablar är utformade för att förhindra att yttre magnetfält skadar deras användning.

Även kredit- och betalkort kan skadas av magneter så att korten kan bli oläsliga. Magneter som ändrar distributionen av järnoxidpartiklar kan orsaka detta. Du kan förhindra att detta händer genom att hålla dessa kort med magnetremsor separerade med åtminstone ett kort mellan dem, hålla korten borta från intensiv värmeexponering och använda plast- eller pappershållare för korten, snarare än plånböcker eller plånböcker som förlitar sig på magneter .

Använda elektromagneter säkert

Neodymmagneter ska förpackas och hanteras på lämpligt sätt så att de förblir magnetiserade och kan svara på externa magnetfält för deras specifika syften. En elektromagnet med för mycket ström som strömmar genom den kan bli avmagnetiserad på grund av värmen eller energin som härrör.

Människor som skickar magneter långa sträckor eller lagrar dem för olika ändamål måste se till att de använder robusta kartonger med magneterna i centrum av dem. Detta säkerställer att de magnetiska krafterna i lådan inte skadar något utanför deras behållare. Starka magneter kan till exempel störa flygplatsens navigeringskontroller när man flyger magnetiskt material över långa avstånd.

Bygga enheter med elektromagneter

Se till att du är väl medveten om de försiktighetsåtgärder du måste vidta när du bygger enheter som elektriska kretsar, transformatorer eller produkter som involverar värme och ljus. Generellt sett måste du inte ansluta en elektromagnet direkt till batterikällor eller andra emk-källor, men använd istället massor av koppartråd för att se till att en elektromagnet har tillräckligt med varv (eller trådar) för att öka motståndet och förhindra att EMF skadar du.

Använd lämplig inställning beroende på geometri för elektromagneten och kretsen. Till exempel, om kretsen består av lindningsledningar runt en metallspik, se till att trådarna är lindade runt på ett sätt för att hålla magnetfältet enhetligt och fördelat över för att sprida EMF på lämpligt sätt.

Se till att dina elektroniska enheter och kretsar inte överhettas genom att vara noga med temperaturen på dem. Testa kontinuerligt hur magnetiska dina enheter är genom att använda föremål som skedar eller andra stålföremål. Ändra strömmen i långsamma, stabila mängder istället för att omedelbart växla fram och tillbaka mellan låga och höga strömmängder.

Experimentera med olika sätt att bygga elektromagneter såsom solenoider så att du kan spara emk på det mest effektiva sättet som möjligt och förhindra att extra emk orsakar onödig skada.

Undvika EMF-risknivåer

Förhindra barn från att leka med neodymmagneter. Svällande magneter kan orsaka allvarlig inre skada på organ som tarmen och magen, eftersom vävnaderna i dessa organ kan genomträngas genom magnetkraftens stora styrka.

Använd skyddshandskar när du hanterar kraftfulla magneter. Förhindra att magneter slår mot varandra. Se till att bevara magnetiseringen och strukturen hos magneten genom att hålla den utom räckhåll.

Om två magneter fastnar ihop kan du separera dem genom att skjuta den ena mot den andra i sidled. Håll magneter borta från andra magneter för att förhindra att de skadar varandra. Dessa metoder kan hjälpa dig att undvika emf-risknivåer för elektromagneter.

Elektromagneter i medicinsk teknik

Konsult klinisk forskare Lindsay Grant sa magneter nära patienter med pacemaker kan skada dem negativt. Detta innebär att individer med dessa konstgjorda medicinska apparater inuti dem bör vara försiktiga kring kraftfulla magneter och elektromagneter aktiverade med starka elektriska strömmar. Magneterna som utgör pacemakare måste svara på hjärtslag hos patienter, så att yttre magneter kan störa detta.

Fortfarande måste mer forskning göras för att ytterligare förstå hur magneter påverkar tekniken inom medicinen nära. Enheter och verktyg som biomedicinska ingenjörer producerar såsom proteslemmar eller metallplattor som är implanterade i kroppsdelar måste testas noggrant för att säkerställa att de uppfyller deras lämpliga standarder för deras ändamål medan de förblir säkra. Miljöer som utsätter människor för stora magnetfält måste varna individer om huruvida de kan ha dessa konstruerade produkter.

Läkare som använder elektromagneter

När användningen av elektromagnetism spridits genom teknik inom medicin och medicinsk forskning har forskare och läkare väckt sina oro över magneternas säkerhet och skapat förebyggande åtgärder för att skydda människors hälsa. I dessa fall betyder säkerheten för människors hälsa, mycket viktigare än till exempel säkerheten för elektroniska produkter, att du bör vara extra försiktig när du använder magneter i en klinisk miljö.

Förutom användningen av magneter i pacemaker där magnetiska föremål sätts in i kroppen använder magnetisk resonansavbildning (MRI) starka magnetfält (cirka 1,5 tesla, som är över 20 000 gånger större än jordens naturliga magnetfält) för att skapa bilder av patientens interna organ och skelett.

Patienterna i dessa kraftfulla maskiner måste se till att de är fria från andra magnetiska material för att inte störa bildprocessen. Dessa starka fält innebär att andra magnetiska föremål i närheten kan påverkas så att patienter och läkare måste vara noga med att skydda sig mot dem. Eftersom läkare använder verktyg som hemostats, sax, hårbotten och sprutor, är dessa verktyg i allmänhet mycket magnetiska och bör hållas borta från MR-skannrarna.

Andra verktyg som syretankar och golvbuffermaskiner är också mycket magnetiska när de används så att de kan utgöra hot när de är i närheten av aktiva MR-skannrar. Ingenjörer och forskare har utvecklat robusta icke-magnetiska versioner av dessa medicinska instrument för att hantera dessa problem. Andra elektroniska enheter som mobiltelefoner och klockor som förlitar sig på magneter måste också hållas borta från dessa skannrar.