Question

Упражнение 341. Минимальное значение магнитной индукции магнитного поля МРТ равен0,1 Tл, максимальное значение магнитной индукции магнитного поляЗемли 65 мкTл.а) Во сколько раз магнитное поле МРТ больше магнитного поля Земли?б) Выясните, как длительное действие сильного магнитного поля дей-ствует на организм человека.2*. Оцените ориентировочные значения силы тока и мощности, необходимые длясоздания поля с индукцией 0,1 Tлв МРТ. Для простоты представьте, что магнитвыполнен в виде соленоида диаметром 1 ми длиной 1,5 м. Примите сечениемедного провода равным 100 мм, а допустимую плотность тока в сеченииj= 2 A/мм”, удельное сопротивление меди равно 0,056 Ом - м/мм”.​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Задание 1

Дано:

B₁ = 0,1 Тл - магнитное поле МРТ

B₂ = 65 мкТл = 65·10⁻⁶ Тл

_______________________

B₁ / B₂ - ?

a)

B₁ / B₂ = 0,1 / (65·10⁻⁶) ≈ 1 500 раз

б)

Магнитное поле воздействует на организм человека.

Учеными считается,  что магнитные поля действуют в ультранизком диапазоне частот, а поэтому отвечают  ритмам: ритму сердца, мозга, ритму дыхания.  Что, конечно, сказывается на здоровье, особенно старых людей...

Answer 2

Расчет отношения между магнитным полем МРТ и магнитным полем Земли

Для определения во сколько раз магнитное поле МРТ больше магнитного поля Земли, мы можем использовать следующую формулу:

Отношение магнитных полей = Магнитное поле МРТ / Магнитное поле Земли

В данном случае, минимальное значение магнитной индукции магнитного поля МРТ равно 0,1 Tл, а максимальное значение магнитной индукции магнитного поля Земли равно 65 мкTл (1 Tл = 1000 мкTл).

Подставим эти значения в формулу:

Отношение магнитных полей = 0,1 Tл / 65 мкTл

Для удобства расчета, приведем оба значения к одной единице:

Отношение магнитных полей = 0,1 Tл / 0,065 Tл

Результат:

Отношение магнитных полей = 1,54

Таким образом, магнитное поле МРТ больше магнитного поля Земли примерно в 1,54 раза.

Действие сильного магнитного поля на организм человека

Сильное магнитное поле может оказывать влияние на организм человека. Воздействие сильного магнитного поля может иметь как положительные, так и отрицательные последствия.

Положительные последствия: - Магнитное поле может использоваться в медицине для диагностики (например, в МРТ) и лечения определенных заболеваний. - Магнитное поле может стимулировать регенерацию тканей и ускорять заживление ран.

Отрицательные последствия: - Длительное воздействие сильного магнитного поля может вызывать негативные эффекты на нервную систему, сердце и другие органы. - Высокая интенсивность магнитного поля может вызывать нагревание тканей, что может приводить к ожогам.

Важно отметить, что для использования сильного магнитного поля в медицинских процедурах, таких как МРТ, применяются строгие протоколы и меры безопасности, чтобы минимизировать возможные негативные последствия для пациента.

Расчет силы тока и мощности для создания магнитного поля в МРТ

Для оценки ориентировочных значений силы тока и мощности, необходимых для создания магнитного поля с индукцией 0,1 Tл в МРТ, мы можем использовать следующие формулы:

Сила тока (I) = Магнитная индукция (B) / (μ0 * N * A)

Мощность (P) = I^2 * R

где: - B - магнитная индукция (0,1 Tл) - μ0 - магнитная постоянная (4π * 10^-7 Тл/А * м) - N - количество витков соленоида - A - площадь поперечного сечения соленоида - R - сопротивление провода

Для простоты расчета, примем сечение медного провода равным 100 мм^2 (0,0001 м^2) и допустимую плотность тока в сечении j = 2 А/мм^2. Удельное сопротивление меди равно 0,056 Ом * м/мм^2.

Расчет количества витков (N): Объем соленоида V = π * (d/2)^2 * L, где d - диаметр соленоида (1 м), L - длина соленоида (1,5 м). Площадь поперечного сечения соленоида A = π * (d/2)^2. Количество витков N = V / A.

Подставим известные значения и рассчитаем количество витков:

N = (π * (1 м / 2)^2 * 1,5 м) / (π * (1 м / 2)^2) = 1,5

Расчет силы тока (I): Подставим известные значения в формулу для силы тока:

I = (0,1 Tл) / ((4π * 10^-7 Тл/А * м) * 1,5 * 0,0001 м^2) ≈ 159 А

Расчет мощности (P): Подставим значения силы тока и сопротивления провода в формулу для мощности:

P = (159 А)^2 * 0,056 Ом * м/мм^2 ≈ 1425 Вт

Таким образом, для создания магнитного поля с индукцией 0,1 Tл в МРТ, ориентировочные значения силы тока и мощности составляют примерно 159 А и 1425 Вт соответственно.