Principes de protection contre les champs magnétiques. Grande encyclopédie du pétrole et du gaz

Les mesures de protection contre les effets des MF comprennent principalement le blindage et la protection « temporelle ». Les écrans doivent être fermés et constitués de matériaux magnétiques doux. Dans certains cas, il suffit de retirer le travailleur de la zone d'influence du MF, car avec la suppression de la source du PMF et du PeMF, leurs valeurs diminuent rapidement.

Comme équipement de protection individuelle contre l'action des champs magnétiques, vous pouvez utiliser diverses télécommandes, pinces en bois et autres manipulateurs télécommandés. Dans certains cas, divers dispositifs de blocage peuvent être utilisés pour empêcher le personnel d'être dans des champs magnétiques dont les niveaux d'induction sont supérieurs aux valeurs recommandées.

La principale mesure de protection est la précaution :

Il est nécessaire d'éviter les séjours prolongés (régulièrement plusieurs heures par jour) dans des endroits présentant des niveaux élevés de champs magnétiques de fréquence industrielle ;

Le lit pour le repos nocturne doit être éloigné autant que possible des sources d'exposition prolongée ; la distance par rapport aux armoires de distribution et aux câbles électriques doit être de 2,5 à 3 mètres ;

S'il y a des câbles inconnus, des armoires de distribution, des postes de transformation dans ou à proximité de la pièce, leur retrait doit être optimal, mesurer le niveau de rayonnement électromagnétique avant de vivre dans une telle pièce ;

Lors de l'installation de planchers chauffants électriques, choisissez des systèmes avec un niveau de champ magnétique réduit.

Structure des mesures de protection contre les champs magnétiques

Liste de la littérature utilisée :

Dovbysh V. N., Maslov M. Yu., Sdobaev Yu. Sécurité électromagnétique des éléments des systèmes énergétiques 2009.

Kudryashov Yu., Perov F. Rubin A.B. Biophysique des rayonnements : rayonnement électromagnétique radiofréquence et micro-ondes. Manuel pour les universités. - M. : FIZMATLIT, 2008.

Site web http://ru.wikipedia.org

SanPiN 2.1.8/2.2.4.2490-09. Champs électromagnétiques en conditions industrielles Intro. 2009-05-15. M. : Maison d'édition de normes, 2009.

SanPiN 2.2.2.542–96 « Exigences d'hygiène pour les terminaux d'affichage vidéo, les ordinateurs électroniques personnels et l'organisation du travail »

Apollonsky, S. M. Sécurité électromagnétique des équipements techniques et des personnes. Ministère de l'Éducation et des Sciences de Russie. Fédérations, Etat éducation établissement d'enseignement supérieur prof. Éducation "Université technique extra-muros de l'État du Nord-Ouest". Saint-Pétersbourg : Maison d'édition de l'Université technique du Nord-Ouest, 2011

BLINDAGE MAGNÉTIQUE(protection magnétique) - protection d'un objet contre les influences magnétiques. champs (constants et variables). Moderne Les recherches dans de nombreux domaines scientifiques (géologie, paléontologie, biomagnétisme) et technologiques (recherche spatiale, énergie nucléaire, science des matériaux) sont souvent associées à des mesures de champs magnétiques très faibles. champs ~10 -14 -10 -9 T dans une large gamme de fréquences. Les champs magnétiques externes (par exemple, le champ terrestre T avec bruit T, le bruit magnétique des réseaux électriques et des transports urbains) créent de fortes interférences avec le fonctionnement d'appareils très sensibles. magnétométrique équipement. Réduire l'influence du magnétique Les champs magnétiques déterminent fortement la possibilité de conduire des champs magnétiques. mesures (voir par exemple Champs magnétiques des objets biologiques).Parmi les méthodes de M. e. les plus courants sont les suivants.

L'effet de protection d'un cylindre creux constitué d'une substance ferromagnétique avec ( 1 - externe surface du cylindre, 2 -interne surface). Magnétique résiduel champ à l'intérieur du cylindre

Écran ferromagnétique- feuille, cylindre, sphère (ou coque de toute autre forme) en matériau à haute perméabilité magnétique m faible induction résiduelle En r et petit force coercitive N s. Le principe de fonctionnement d'un tel écran peut être illustré à l'aide de l'exemple d'un cylindre creux placé dans un champ magnétique homogène. champ (fig.). Lignes d'induction externes mag. champs B lors du passage du milieu au matériau de l'écran, les champs externes deviennent sensiblement plus denses et dans la cavité du cylindre, la densité des lignes d'induction diminue, c'est-à-dire que le champ à l'intérieur du cylindre s'avère affaibli. L'affaiblissement du champ est décrit par f-loy

Où D- diamètre du cylindre, d- épaisseur de sa paroi, - mag. perméabilité du matériau du mur. Pour calculer l'efficacité de M. e. volumes décom. les configurations utilisent souvent un fichier

où est le rayon de la sphère équivalente (presque la valeur moyenne des dimensions de l'écran dans trois directions mutuellement perpendiculaires, puisque la forme de l'écran a peu d'effet sur l'efficacité du système magnétoélectrique).

Des formules (1) et (2), il résulte de l'utilisation de matériaux à champ magnétique élevé. la perméabilité [comme le permalloy (36-85 % Ni, reste Fe et additifs d'alliage) ou le mu-métal (72-76 % Ni, 5 % Cu, 2 % Cr, 1 % Mn, reste Fe)] améliore considérablement la qualité de écrans (au fer). Un moyen apparemment évident de s'améliorer blindage en raison de l'épaississement du mur, ce n'est pas optimal. Les écrans multicouches avec des espaces entre les couches fonctionnent plus efficacement, pour lesquels les coefficients sont le blindage est égal au produit du coefficient. pour le département. couches. Il s'agit d'écrans multicouches (couches externes constituées de matériaux magnétiques saturés à des valeurs élevées, interne - en permalloy ou mu-métal) constituent la base des conceptions de salles magnétiquement protégées pour la recherche biomagnétique, paléomagnétique, etc. Il est à noter que l'utilisation de matériaux de protection tels que le permalloy est associée à un certain nombre de difficultés, notamment du fait que leur magnésium. propriétés sous déformation et cela signifie. la chaleur se détériore, ils ne permettent pratiquement pas le soudage, ce qui veut dire. virages et autres mécaniques charges Dans le moderne mag. Les ferromagnétiques sont largement utilisés dans les écrans. lunettes en métal

(lunettes métalliques), fermeture magnétique. propriétés au permalloy, mais pas si sensible aux contraintes mécaniques influences. Le tissu, tissé à partir de bandes de verre métallique, permet la production d'aimants souples. des écrans de forme arbitraire et un blindage multicouche avec ce matériau sont beaucoup plus simples et moins chers.Écrans en matériau à haute conductivité électrique (Cu, A1, etc.) servent à protéger contre les champs magnétiques alternatifs. champs. Lors du changement d'externe mag. les champs dans les parois de l'écran apparaissent de manière inductive. courants qui couvrent le volume blindé. Magné. le champ de ces courants est dirigé à l'opposé du champ extérieur. indignation et la compense en partie. Pour les fréquences supérieures à 1 Hz. blindage

À augmente proportionnellement à la fréquence : Où - constante magnétique, - conductivité électrique du matériau du mur, L- la taille de l'écran, - l'épaisseur des parois,

f

- fréquence circulaire. Magné. les écrans en Cu et A1 sont moins efficaces que les écrans ferromagnétiques, notamment dans le cas de l'électromagnétique basse fréquence. domaines, mais la facilité de fabrication et le faible coût les rendent souvent plus préférables à utiliser.Écrans supraconducteurs . L'action de ce type d'écrans est basée sur effet Meissner - déplacement complet des aimants. champs d'un supraconducteur. Avec tout changement d'externe mag. circulent dans les supraconducteurs, des courants apparaissent qui, conformément à La règle de Lenz compenser ces changements. Contrairement aux conducteurs ordinaires, les supraconducteurs inductifs. les courants ne s'estompent pas et compensent donc le changement de flux pendant toute la durée d'existence du courant extérieur. champs. Le fait que les écrans supraconducteurs peuvent fonctionner à des températures très basses et dans des champs ne dépassant pas les limites critiques. valeurs (voir(OBC), réalisé par J. Bednorz et K. Müller (J. G. Bednorz, K. A. Miiller, 1986), crée de nouvelles opportunités dans l'utilisation d'aimants supraconducteurs. écrans. Apparemment, après avoir surmonté les obstacles technologiques En raison des difficultés rencontrées dans la fabrication des SBC, des écrans supraconducteurs seront utilisés à partir de matériaux qui deviennent supraconducteurs au point d'ébullition de l'azote (et dans le futur, éventuellement à température ambiante).

Il est à noter qu'à l'intérieur du volume protégé magnétiquement par le supraconducteur, le champ résiduel qui y existait au moment du passage du matériau d'écran à l'état supraconducteur est préservé.

Pour réduire ce champ résiduel il est nécessaire de prendre une mesure particulière mesures. Par exemple, transférez l'écran dans un état supraconducteur avec un champ magnétique faible par rapport à celui de la Terre. champ dans le volume protégé ou utiliser la méthode des « écrans gonflants », dans laquelle la coque pliée de l'écran est transférée dans un état supraconducteur puis dilatée. De telles mesures permettent, pour l'instant, de réduire les champs résiduels à une valeur de T dans de petits volumes limités par des écrans supraconducteurs. Protection active contre les interférences

réalisée à l'aide de bobines de compensation qui créent un champ magnétique. un champ de magnitude égale et de direction opposée au champ d'interférence. Lorsqu'ils sont ajoutés algébriquement, ces champs s'annulent. Naïb. On connaît les bobines de Helmholtz, qui sont deux bobines circulaires coaxiales identiques avec courant, séparées par une distance égale au rayon des bobines. Mag assez homogène. le champ est créé au centre entre eux. Pour compenser trois espaces. les composants nécessitent un minimum de trois paires de bobines. Il existe de nombreuses options pour de tels systèmes et leur choix est déterminé par des exigences spécifiques. Un système de protection active est généralement utilisé pour supprimer les interférences basse fréquence (dans la plage de fréquences 0-50 Hz). L'un de ses objectifs est l'indemnisation postérieure. mag. Les champs terrestres, qui nécessitent des sources de courant très stables et puissantes ; la seconde est la compensation des variations magnétiques. champs, pour lesquels des sources de courant plus faibles contrôlées par des capteurs magnétiques peuvent être utilisées. champs, par ex. magnétomètres

haute sensibilité - calmars ou

Tous les systèmes de suppression magnétique les interférences nécessitent un anti-vibration. protection. Vibration des écrans et capteurs magnétiques.

Le domaine lui-même peut devenir une source d’ajouts. ingérence Lit. : Rose-Ince A., Roderick E., Introduction à la physique, trad. de l'anglais, M., 1972 ; Stamberger G.A., Dispositifs pour créer des champs magnétiques faibles et constants, Novossibirsk, 1972 ; Vvedensky V.L., Ozhogin V.I., Magnétométrie ultrasensible et biomagnétisme, M., 1986 ; Bednorz J. G., Muller K. A., Supraconductivité possible à Tc élevée dans le système Ba-La-Cr-O, "Z. Phys.", 1986, Bd 64, S. 189..

S.P. Naurzakov

BLINDAGE MAGNÉTIQUE

BLINDAGE MAGNÉTIQUE (magnétique) - protection d'un objet contre les influences magnétiques. champs (constants et variables). Moderne Les recherches dans de nombreux domaines scientifiques (physique, géologie, paléontologie, biomagnétisme) et technologiques (recherche spatiale, énergie nucléaire, science des matériaux) sont souvent associées à des mesures de champs magnétiques très faibles. champs ~10 -14 -10 -9 T dans une large gamme de fréquences. Les champs magnétiques externes (par exemple, la Terre Tl avec le bruit Tl, les aimants des réseaux électriques et des transports urbains) créent de fortes interférences avec le fonctionnement d'appareils très sensibles. magnétométrique équipement. Réduire l'influence du magnétique Les champs magnétiques déterminent fortement la possibilité de conduire des champs magnétiques. mesures (voir par exemple Champs magnétiques des objets biologiques).

Parmi les méthodes de M. e. les plus courants sont les suivants. 1 - Cylindre creux de blindage en substance ferromagnétique avec ( 2 poste. cylindre, -interne surface). Magnétique résiduel

champ à l'intérieur du cylindreÉcran ferromagnétique - feuille, cylindre, sphère (ou toute autre forme) en matériau à haute perméabilité magnétique m faible induction résiduelle et petit En r force coercitive N s. B Le principe de fonctionnement d'un tel écran peut être illustré à l'aide de l'exemple d'un cylindre creux placé dans un champ magnétique homogène. champ (fig.). Lignes d'induction externes mag. champs

Où lors du passage du milieu au matériau de l'écran, les champs externes deviennent sensiblement plus denses et dans la cavité du cylindre, la densité des lignes d'induction diminue, c'est-à-dire que le champ à l'intérieur du cylindre s'avère affaibli. L'affaiblissement du champ est décrit par f-loy D- diamètre du cylindre, d-

l'épaisseur de sa paroi est mag. perméabilité du matériau du mur. Pour calculer l'efficacité de M. e. volumes décom. les configurations utilisent souvent un fichier

Des formules (1) et (2), il résulte de l'utilisation de matériaux à champ magnétique élevé. la perméabilité [comme le permalloy (36-85% Ni, reste Fe et additifs d'alliage) ou le mu-métal (72-76% Ni, 5% Cu, 2% Cr, 1% Mn, reste Fe)] améliore considérablement la qualité de écrans (au fer). La méthode apparemment évidente consistant à améliorer le blindage en épaississant le mur n’est pas optimale. Les écrans multicouches avec des espaces entre les couches fonctionnent plus efficacement, pour lesquels les coefficients sont le blindage est égal au produit du coefficient. pour le département. couches. Il s'agit d'écrans multicouches (couches externes constituées de matériaux magnétiques saturés à des valeurs élevées DANS, les internes - en permalloy ou mu-métal) constituent la base de la conception de salles magnétiquement protégées pour les études biomagnétiques, paléomagnétiques, etc. Il est à noter que l'utilisation de matériaux de protection tels que le permalloy est associée à un certain nombre de difficultés, notamment du fait que leur magnésium. propriétés sous déformation et cela signifie. la chaleur se détériore, ils ne permettent pratiquement pas le soudage, ce qui veut dire. virages et autres mécaniques charges Dans le moderne mag. Les ferromagnétiques sont largement utilisés dans les écrans. lunettes en métal(lunettes métalliques), fermeture magnétique. propriétés au permalloy, mais pas si sensible aux contraintes mécaniques influences. Le tissu, tissé à partir de bandes de verre métallique, permet la production d'aimants souples. des écrans de forme arbitraire et un blindage multicouche avec ce matériau sont beaucoup plus simples et moins chers.

Écrans en matériau à haute conductivité électrique(Cu, A1, etc.) servent à protéger contre les champs magnétiques alternatifs. champs. Lors du changement d'externe mag. les champs dans les parois de l'écran apparaissent de manière inductive. courants qui couvrent le volume blindé. Magné. le champ de ces courants est dirigé à l'opposé du champ extérieur. indignation et la compense en partie. Pour les fréquences supérieures à 1 Hz. blindage À courants qui couvrent le volume blindé. Magné. le champ de ces courants est dirigé à l'opposé du champ extérieur. indignation et la compense en partie. Pour les fréquences supérieures à 1 Hz. blindage

Où - constante magnétique, - conductivité électrique du matériau du mur, L- taille de l'écran, - épaisseur de paroi, L- la taille de l'écran, - l'épaisseur des parois,

Magné. les écrans en Cu et A1 sont moins efficaces que les écrans ferromagnétiques, notamment dans le cas de l'électromagnétique basse fréquence. domaines, mais la facilité de fabrication et le faible coût les rendent souvent plus préférables à utiliser.

Écrans supraconducteurs. L'action de ce type d'écrans est basée sur Effet Meissner - déplacement complet de l'aimant. champs d'un supraconducteur. Avec tout changement d'externe mag. circulent dans les supraconducteurs, des courants apparaissent qui, conformément à La règle de Lenz compenser ces changements. Contrairement aux conducteurs ordinaires, les supraconducteurs inductifs. les courants ne s'estompent pas et compensent donc le changement de flux pendant toute la durée d'existence du courant extérieur. champs. Le fait que les écrans supraconducteurs peuvent fonctionner à des températures très basses et dans des champs ne dépassant pas les limites critiques. valeurs (voir Champ magnétique critique), conduit à des difficultés importantes dans la conception de grands volumes « chauds » magnétiquement protégés. Cependant, la découverte supraconducteurs à haute température d'oxyde(OBC), réalisé par J. Bednorz et K. Müller (J. G. Bednorz, K. A. Miiller, 1986), crée de nouvelles opportunités dans l'utilisation d'aimants supraconducteurs. écrans. Apparemment, après avoir surmonté les obstacles technologiques En raison des difficultés rencontrées dans la fabrication des SBC, des écrans supraconducteurs seront utilisés à partir de matériaux qui deviennent supraconducteurs au point d'ébullition de l'azote (et dans le futur, éventuellement à température ambiante).

Il est à noter qu'à l'intérieur du volume protégé magnétiquement par le supraconducteur, le champ résiduel qui y existait au moment du passage du matériau d'écran à l'état supraconducteur est préservé. Pour réduire ce champ résiduel il est nécessaire de prendre une mesure particulière . Par exemple, transférez l'écran dans un état supraconducteur avec un champ magnétique faible par rapport à celui de la Terre. champ dans le volume protégé ou utiliser la méthode des « écrans gonflants », dans laquelle la coque pliée de l'écran est transférée dans un état supraconducteur puis dilatée. De telles mesures permettent, pour l'instant, de réduire les champs résiduels à une valeur de T dans de petits volumes limités par des écrans supraconducteurs.

Protection active contre les interférences réalisée à l'aide de bobines de compensation qui créent un champ magnétique. un champ de magnitude égale et de direction opposée au champ d'interférence. Lorsqu'ils sont ajoutés algébriquement, ces champs s'annulent. Naïb. On connaît les bobines de Helmholtz, qui sont deux bobines circulaires coaxiales identiques avec courant, séparées par une distance égale au rayon des bobines. Mag assez homogène. le champ est créé au centre entre eux. Pour compenser trois espaces. les composants nécessitent un minimum de trois paires de bobines. Il existe de nombreuses options pour de tels systèmes et leur choix est déterminé par des exigences spécifiques.

Un système de protection active est généralement utilisé pour supprimer les interférences basse fréquence (dans la plage de fréquences 0-50 Hz). L'un de ses objectifs est l'indemnisation postérieure. mag. Les champs terrestres, qui nécessitent des sources de courant très stables et puissantes ; la seconde est la compensation des variations magnétiques. champs, pour lesquels des sources de courant plus faibles contrôlées par des capteurs magnétiques peuvent être utilisées. champs, par ex. magnétomètres haute sensibilité - calmars ou portes de flux. Dans une large mesure, l'intégralité de la compensation est déterminée par ces capteurs.

Il existe une différence importante entre la protection magnétique active. écrans. Magné. les écrans éliminent le bruit dans tout le volume limité par l'écran, tandis que la protection active élimine les interférences uniquement dans une zone locale.

Tous les systèmes de suppression magnétique les interférences nécessitent un anti-vibration. protection. Vibration des écrans et capteurs magnétiques. Le domaine lui-même peut devenir une source d’ajouts. ingérence

Lit. : Rose-Ince A., Roderick E., Introduction à la physique de la supraconductivité, trans. de l'anglais, M., 1972 ; Stamberger G.A., Dispositifs pour créer des champs magnétiques faibles et constants, Novossibirsk, 1972 ; Vvedensky V.L., Ozhogin V.I., Magnétométrie ultrasensible et biomagnétisme, M., 1986 ; Bednorz J. G., Muller K. A., Supraconductivité possible à haute Tc dans le système Ba-La-Cr-O, "Z. Phys.", 1986, Bd 64, S. 189. S.P. Naurzakov.

Encyclopédie physique. En 5 tomes. - M. : Encyclopédie soviétique. Rédacteur en chef A. M. Prokhorov. 1988 .

Voyez ce qu'est « BLINDAGE MAGNÉTIQUE » dans d'autres dictionnaires :

blindage magnétique- Une clôture en matériaux magnétiques qui entoure le site d'installation du compas magnétique et réduit considérablement le champ magnétique dans cette zone. [GOST R 52682 2006] Thèmes de navigation, de surveillance, d'équipement de contrôle EN dépistage magnétique DE... ... Guide du traducteur technique

blindage magnétique

Protection contre les champs magnétiques à l'aide d'écrans en matériaux ferromagnétiques avec de faibles valeurs d'induction résiduelle et de force coercitive, mais avec une perméabilité magnétique élevée... Grand dictionnaire encyclopédique

Protection contre les champs magnétiques à l'aide d'écrans en matériaux ferromagnétiques avec de faibles valeurs d'induction résiduelle et de force coercitive, mais avec une perméabilité magnétique élevée. * * * BLINDAGE MAGNÉTIQUE BLINDAGE MAGNETIQUE, protection contre... ... Dictionnaire encyclopédique

Protection magnétique champs utilisant des écrans ferromagnétiques. matériaux avec de faibles valeurs d'induction résiduelle et de force coercitive, mais avec un champ magnétique élevé. perméabilité... Sciences naturelles. Dictionnaire encyclopédique

Le terme moment par rapport aux atomes et aux noyaux atomiques peut signifier ce qui suit : 1) moment de spin, ou spin, 2) moment dipolaire magnétique, 3) moment quadripolaire électrique, 4) autres moments électriques et magnétiques. Différents types... ... Encyclopédie de Collier

- (biomagnétisme m). L'activité vitale de tout organisme s'accompagne d'un flux d'électricité très faible à l'intérieur de celui-ci. courants de biocourants (ils résultent de l'activité électrique des cellules, principalement des cellules musculaires et nerveuses). Les biocourants génèrent du magnétisme. champ… … Encyclopédie physique

blindage magnétique- magnetinis ekranavimas statusas T sritis fizika atitikmenys : engl. vok de dépistage magnétique. magnetische Abschirmung, f rus. blindage magnétique, n pran. blindage magnétique, m … Fizikos terminų žodynas

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Comment faire en sorte que deux aimants côte à côte ne ressentent pas la présence l'un de l'autre ? Quel matériau faut-il placer entre eux pour que les lignes de champ magnétique d'un aimant n'atteignent pas le deuxième aimant ?

Cette question n’est pas aussi anodine qu’il y paraît à première vue. Nous devons véritablement isoler les deux aimants. Autrement dit, pour que ces deux aimants puissent tourner différemment et se déplacer différemment l'un par rapport à l'autre et pourtant, pour que chacun de ces aimants se comporte comme s'il n'y avait pas d'autre aimant à proximité. Par conséquent, toute astuce consistant à placer un troisième aimant ou ferromagnétique à proximité pour créer une configuration spéciale de champs magnétiques avec compensation de tous les champs magnétiques en un point particulier ne fonctionne pas en principe.

Diamagnétique ???

Parfois, ils pensent à tort qu'un tel isolant de champ magnétique peut servir diamagnétique. Mais ce n'est pas vrai. Un matériau diamagnétique affaiblit en fait le champ magnétique. Mais il n'affaiblit le champ magnétique que dans l'épaisseur du diamagnétique lui-même, à l'intérieur du diamagnétique. Pour cette raison, de nombreuses personnes pensent à tort que si l’un ou les deux aimants sont immergés dans un morceau de matériau diamagnétique, leur attraction ou leur répulsion s’affaiblira.

Mais cela ne constitue pas une solution au problème. Premièrement, les lignes de champ d'un aimant atteindront toujours un autre aimant, c'est-à-dire que le champ magnétique ne diminue que dans l'épaisseur du diamagnétique, mais ne disparaît pas complètement. Deuxièmement, si les aimants sont immergés dans l’épaisseur du matériau diamagnétique, nous ne pouvons alors pas les déplacer ou les faire pivoter les uns par rapport aux autres.

Et si vous fabriquez simplement un écran plat à partir d'un matériau diamagnétique, cet écran transmettra un champ magnétique à travers lui-même. De plus, derrière cet écran le champ magnétique sera exactement le même que si cet écran diamagnétique n'existait pas du tout.

Cela suggère que même les aimants intégrés dans un matériau diamagnétique ne connaîtront pas d’affaiblissement du champ magnétique de chacun. En fait, là où se trouve l'aimant à paroi, il n'y a tout simplement pas de matériau diamagnétique directement dans le volume de cet aimant. Et comme il n’y a pas de matériau diamagnétique à l’endroit où se trouve l’aimant à paroi, cela signifie que les deux aimants à paroi interagissent l’un avec l’autre exactement de la même manière que s’ils n’étaient pas enfermés dans le matériau diamagnétique. Le matériau diamagnétique autour de ces aimants est aussi inutile que le bouclier diamagnétique plat entre les aimants.

Diamagnétique idéal

Nous avons besoin d’un matériau qui ne permettrait pas du tout aux lignes de champ magnétique de le traverser. Il est nécessaire que les lignes de champ magnétique soient repoussées hors d’un tel matériau. Si des lignes de champ magnétique traversent un matériau, alors, derrière un écran constitué d'un tel matériau, elles restituent complètement toute leur force. Cela découle de la loi de conservation du flux magnétique.

Dans un matériau diamagnétique, l’affaiblissement du champ magnétique externe se produit en raison du champ magnétique interne induit. Ce champ magnétique induit est créé par des courants circulaires d’électrons à l’intérieur des atomes. Lorsqu’un champ magnétique externe est activé, les électrons des atomes devraient commencer à se déplacer autour des lignes de force du champ magnétique externe. Ce mouvement circulaire induit des électrons dans les atomes crée un champ magnétique supplémentaire, toujours dirigé contre le champ magnétique externe. Par conséquent, le champ magnétique total à l’intérieur du diamagnétique devient inférieur à celui de l’extérieur.

Mais une compensation complète du champ externe dû au champ interne induit ne se produit pas. Il n’y a pas assez de courant circulaire dans les atomes diamagnétiques pour créer exactement le même champ magnétique que le champ magnétique externe. Les lignes de force du champ magnétique externe restent donc dans l’épaisseur du matériau diamagnétique. Le champ magnétique externe, pour ainsi dire, « perce » le matériau diamagnétique de part en part.

Le seul matériau qui repousse les lignes de champ magnétique hors de lui-même est un supraconducteur. Dans un supraconducteur, un champ magnétique externe induit des courants circulaires autour des lignes de champ externe qui créent un champ magnétique de direction opposée exactement égal au champ magnétique externe. En ce sens, un supraconducteur est un diamagnétique idéal.

A la surface d'un supraconducteur, le vecteur intensité du champ magnétique est toujours dirigé le long de cette surface, tangentiellement à la surface du corps supraconducteur. A la surface d'un supraconducteur, le vecteur champ magnétique n'a pas de composante dirigée perpendiculairement à la surface du supraconducteur. Par conséquent, les lignes de champ magnétique s’enroulent toujours autour d’un corps supraconducteur de n’importe quelle forme.

Courbure d'un supraconducteur par des lignes de champ magnétique

Mais cela ne veut pas du tout dire que si un écran supraconducteur est placé entre deux aimants, cela résoudra le problème. Le fait est que les lignes de champ magnétique de l’aimant iront vers un autre aimant, contournant l’écran supraconducteur. Par conséquent, un écran supraconducteur plat ne fera qu’affaiblir l’influence des aimants les uns sur les autres.

Cet affaiblissement de l’interaction entre les deux aimants dépendra de l’augmentation de la longueur de la ligne de champ qui relie les deux aimants entre eux. Plus la longueur des lignes de champ de connexion est grande, moins il y a d'interaction entre deux aimants.

C’est exactement le même effet que si l’on augmentait la distance entre les aimants sans écran supraconducteur. Si vous augmentez la distance entre les aimants, la longueur des lignes de champ magnétique augmente également.

Cela signifie que pour augmenter la longueur des lignes électriques qui relient deux aimants en contournant l'écran supraconducteur, il est nécessaire d'augmenter les dimensions de cet écran plat tant en longueur qu'en largeur. Cela entraînera une augmentation de la longueur des lignes électriques de dérivation. Et plus les dimensions de l’écran plat sont grandes par rapport à la distance entre les aimants, moins il y a d’interaction entre les aimants.

L’interaction entre les aimants ne disparaît complètement que lorsque les deux dimensions de l’écran supraconducteur plat deviennent infinies. Il s'agit d'un analogue de la situation où les aimants étaient séparés sur une distance infiniment grande et que la longueur des lignes de champ magnétique les reliant devenait donc infinie.

Théoriquement, cela résout bien sûr complètement le problème. Mais en pratique, nous ne pouvons pas réaliser un écran plat supraconducteur de dimensions infinies. J'aimerais disposer d'une telle solution qui puisse être mise en œuvre dans la pratique en laboratoire ou en production. (Nous ne parlons plus des conditions quotidiennes, puisqu’il est impossible de fabriquer un supraconducteur au quotidien.)

Division spatiale par supraconducteur

Alternativement, un écran plat de dimensions infiniment grandes peut être interprété comme divisant tout l’espace tridimensionnel en deux parties qui ne sont pas connectées l’une à l’autre. Mais il ne s’agit pas seulement d’un écran plat de taille infinie capable de diviser l’espace en deux parties. Toute surface fermée divise également l'espace en deux parties, le volume à l'intérieur de la surface fermée et le volume à l'extérieur de la surface fermée.

Par exemple, n’importe quelle sphère divise l’espace en deux parties : la balle à l’intérieur de la sphère et tout ce qui se trouve à l’extérieur.

Une sphère supraconductrice est donc un isolant idéal d’un champ magnétique. Si vous placez un aimant dans une telle sphère supraconductrice, aucun instrument ne pourra jamais détecter s’il y a ou non un aimant à l’intérieur de cette sphère.

Et, à l’inverse, si vous êtes placé à l’intérieur d’une telle sphère, alors les champs magnétiques externes n’agiront pas sur vous. Par exemple, le champ magnétique terrestre ne peut être détecté à l’intérieur d’une telle sphère supraconductrice par aucun instrument. À l'intérieur d'une telle sphère supraconductrice, il sera possible de détecter uniquement le champ magnétique des aimants qui seront également situés à l'intérieur de cette sphère.

Enfin, nous pouvons faire pivoter et déplacer les deux aimants l’un par rapport à l’autre à notre guise. Certes, le premier aimant est limité dans ses mouvements par le rayon de la sphère supraconductrice. Mais c'est exactement ce à quoi cela ressemble.

En fait, l'interaction de deux aimants dépend uniquement de leur position relative et de leurs rotations autour du centre de gravité de l'aimant correspondant. Il suffit donc de placer le centre de gravité du premier aimant au centre de la sphère et d'y placer l'origine des coordonnées au centre de la sphère. Toutes les options possibles pour l'emplacement des aimants seront déterminées uniquement par toutes les options possibles pour l'emplacement du deuxième aimant par rapport au premier aimant et leurs angles de rotation autour de leurs centres de masse.