Vilka är farorna med elektromagneter?

Elektromagneter är i allmänhet säkra för olika användningsområden, men du måste vidta försiktighetsåtgärder beroende på vilket sammanhang du använder dem. Mycket, mycket kraftfulla magneter och elektromagneter som kommer i kontakt med eller in stänga närheten 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 skydda dig själv och andra. Strömmen som strömmar genom en elektromagnet dikterar hur stark den är och därför vilken typ av skada den kan ha på människor och elektroniska enheter. Ta hänsyn till farliga nivåer för emf vid olika användningar av en elektromagnet för att förbli säker.

Medan permanentmagneter är magnetiska oavsett situationen 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 låter laddning flöda fritt igenom dem oavsett om det finns en elektrisk ström i närheten och avger ett magnetfält även i frånvaro av extern ström eller fält.

•••Syed Hussain Ather

En elektromagnet är vanligtvis tillverkad av trådspolar som fungerar som en magnet när en elektrisk ström passerar genom dem. Solenoider är enheter av en tunn trådspole som lindas runt ett magnetiskt föremål som, när en ström skickas genom dem, kommer de att avge ett magnetfält. I ovanstående diagram kan en metallspik inuti en lindad koppartråd fungera som en solenoid som, när den är ansluten till ett batteri, avger ett elektromagnetiskt fält.

Medan styrkan hos permanentmagneter beror på vilken typ av material som utgör dem, beror en elektromagnets styrka på mängden ström som strömmar 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 demagnetiseras kan de magnetiseras igen genom att ändra deras sammansättning eller placera dem i ett magnetfält med tillräcklig styrka. En elektromagnet förlorar å andra sidan sin magnetiska kapacitet i frånvaro av en elektrisk ström eller ett elektriskt fält.

Även om det kan vara sant att du måste hålla kraftfulla magneter borta från datorer för att förhindra skador på deras hårddiskar, så är det viktigt att förstå den exakta rollen som magneter spelar med avseende på datorer, särskilt med tanke på att datorer är gjorda av magneter. En elektromagnet är i allmänhet säker nära datorer av dessa skäl.

Magneter tar inte bort saker från hårddiskar eftersom hårddiskar själva genereras med kraftfulla magneter inuti dem. Om du lämnar en stark elektromagnet nära en hårddisk kan det skada hårddisken, men det händer sällan.

Datorhårddiskar har vanligtvis två starka magneter gjorda av neodym, järn och bor som styr deras rörelser. Denna komposition innebär att kraftfulla magneter som kommer nära dem inte kommer att vara tillräckligt starka för att tränga igenom den magnetiska hårddiskens funktion. Några andra former av minne, som solid state-minne, som datorer använder använder inte magnetfält. Det betyder att solid state-hårddiskar inte påverkas av magnetfält.

Myten att magneter kan skada datorer är rotad i användningen av magneter för att radera disketter. Folk började tro att detta innebar att någon magnet kan skada datorer. I själva verket behöver du en mycket stark magnet för att orsaka sådan skada.

De fall där hårddiskar som påverkar datorer negativt har ofta involverat mycket starka neodymmagneter som gnuggas mot hårddisken i cirka 30 sekunder, men det här är mycket mer arbete än att bara ta 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 översta och nedre delarna av hårddisken för det mesta.

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

En elektromagnet kan påverka bildskärmar för datorer eller TV-apparater. För klassiska katodstrålerör (CRT) TV-apparater kan kraftfulla magneter förvränga bilderna på skärmen när de kommer nära dem. Detta beror på att magneterna avböjer elektronstrålen som TV: n skickar för att producera en bild.

För mer moderna TV-apparater, till exempel LCD-skärmar (LCD) eller LED-skärmar (light-emitting diode), påverkar inte magneter deras display eller prestanda. LCD-skärmar använder bakgrundsbelysningslampor med miljontals 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.

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 att magneter skulle skada dem. Annan teknik som kablar kan påverkas om de inte är korrekt skyddade från externa magnetfält. De flesta kablar är utformade för att förhindra att externa magnetfält skadar deras användning.

Även kredit- och betalkort kan skadas av magneter så att korten kan bli oläsliga. Magneter som förändrar fördelningen av järnoxidpartiklar kan orsaka detta. Du kan förhindra att detta händer genom att hålla dessa kort med magnetiska remsor åtskilda med minst ett kort däremellan korten av intensiv värmexponering och använder plast- eller pappershållare för korten, snarare än plånböcker eller plånböcker som är beroende av magneter.

Neodymmagneter ska förpackas och hanteras på lämpligt sätt så att de förblir magnetiserade och kan svara på externa magnetfält för sina specifika ändamål. En elektromagnet med för mycket ström som strömmar genom den kan avmagnetiseras på grund av värmen eller energin som härrör från detta.

Människor som skickar magneter långa avstånd eller lagrar dem för olika ändamål måste se till att de använder robusta kartonger med magneterna mitt i dem. Detta säkerställer att de magnetiska krafterna i lådan inte skadar något utanför behållarna. Till exempel kan starka magneter störa flygplatsens navigeringskontroller när de flyger magnetiska material över långa avstånd.

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. Anslut i allmänhet inte en elektromagnet direkt till batterikällor eller andra emf-källor, utan använd istället mycket koppartråd för att se till att en elektromagnet har tillräckligt med varv (eller trådar) för att öka motståndet och förhindra att EMF skadar dig.

Använd lämplig inställning beroende på elektromagnetens och kretsens geometri. Till exempel, om kretsen består av lindning av trådar runt en metallspik, se till att ledningarna är lindade runt på ett sätt för att hålla magnetfältet enhetligt och fördelat överallt för att skingra emken på lämpligt sätt.

Förhindra att dina elektroniska enheter och kretsar 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 mängder ström.

Experimentera med olika sätt att bygga elektromagneter som solenoider så att du kan spara emf på ett så effektivt sätt som möjligt och förhindra att extra emf orsakar onödig skada.

Förhindra att barn leker med neodymmagneter. Att svälja magneter kan orsaka allvarliga inre skador på organ som tarmar och mage, eftersom vävnaderna i dessa organ kan genomborras genom magnetenes kraft.

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

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

Konsultklinisk forskare Lindsay Grant sa att 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 pacemakers måste svara på hjärtslag hos patienter, så externa magneter kan störa detta.

Fortfarande måste mer forskning göras för att ytterligare förstå hur magneter nära påverkar medicinteknik. Enheter och verktyg som biomedicinska ingenjörer producerar såsom proteser eller metallplattor implanterade i delar av kroppen måste testas grundligt för att se till att de uppfyller sina lämpliga standarder för sina ändamål medan de är kvar säker. Miljöer som utsätter människor för stora magnetfält måste varna individer om de kan få dessa konstruerade produkter.

Eftersom användningen av elektromagnetism sprids genom teknik inom medicin och medicinsk forskning, forskare och läkare har tagit upp sin oro över magnetsäkerhet och skapat förebyggande åtgärder för att skydda Mänsklig hälsa. I dessa fall betyder säkerheten om 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 pacemakers där magnetiska föremål sätts in i kroppen använder magnetisk resonanstomografi (MRI) starka magnetfält (cirka 1,5 tesla, vilket är över 20 000 gånger större än jordens naturliga magnetfält) för att skapa bilder av de inre organen och skeletsystemen i patienter.

Patienterna i dessa kraftfulla maskiner måste se till att de är fria från andra magnetiska material för att inte störa bildprocessen. Dessa starka fält gör att andra magnetiska föremål i närheten kan påverkas så patienter och läkare måste vara försiktiga med att skydda sig från dem. Eftersom läkare använder verktyg som hemostats, sax, skalpeller 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 är beroende av magneter måste också hållas borta från dessa skannrar.