Spettrometro di massa. Un particolare strumento che funziona seguendo le leggi del magnetismo è lo spettrometro di massa. Si tratta di uno strumento analitico che separa gli ioni aventi la stessa carica e massa diversa. In "teoria" si possono sintetizzare i suoi compiti in tre punti fondamentali (giusto per fissare li idee): ▪contare quanti tipi di particelle con masse diverse sono contenuti in un fascio; ▪misurare la massa di ogni tipo di particella; ▪determinare la quantità percentuale di ogni tipo di particella. Ma, chiaramente, se non siete grandi intenditori di fisica, questo non vi dice nulla. La spettrometria di massa è importante per i suoi molteplici usi pratici, che forse non tutti conoscono. Per citarne alcuni: -Rivelare e identificare l’uso di steroidi da parte di atleti; -Controllare in tempo reale la respirazione di pazienti da parte degli anestesisti durante interventi chirurgici; -Determinare la composizione di specie molecolari rilevate nello spazio. -Determinare se il miele è stato adulterato con l’uso di sciroppi zuccherini; -Localizzare depositi di petrolio misurando precursori nelle rocce; -Controllare in continuo le fermentazioni per l’industria biotecnologica; -Determinare la presenza di diossine in pesce contaminato; -Determinare il danno genetico dovuto a cause ambientali; -Stabilire la composizione elementare di materiali semiconduttori.
Peraltro, la spettrometria di massa può anche: -Identificare la struttura di biomolecole, come carboidrati, acidi nucleici e steroidi; -Stabilire la sequenza di biopolimeri come proteine e oligosaccaridi; -Determinare “come” i farmaci vengono utilizzati dall’organismo; -Effettuare analisi in medicina legale, come la conferma e la misura quantitativa di droghe e del loro abuso. -Effettuare analisi di sostanze inquinanti per l’ambiente.
L'elettromagnete, chiamato anche elettrocalamita, è un elemento elettrotecnico costituito da un nucleo in materiale ferromagnetico (di solito ferro dolce) su cui è avvolto un solenoide, ovvero una bobina di molte spire di filo elettrico. Lo scopo dell'elettromagnete è di generare un campo magnetico da una corrente elettrica e si differenzia per questo dall'induttore, dove il fenomeno dell'induttanza è sfruttato per accumulare energia.
Il primo elettromagnete fu costruito nel 1824 dall'ingegnere britannico William Sturgeon (1783 - 1850), come diretta conseguenza delle relazioni tra correnti e magnetismo scoperte pubblicate da Hans Christian Ørsted del 1820. Un ruolo fondamentale nello studio e nello sviluppo di questo dispositivo elettrico si deve al fisico statunitense Joseph Henry . L'intensità del campo magnetico generato può essere calcolata con le regole dell'induzione magnetica ed essenzialmente:
è proporzionale al numero di spire che costituiscono l'avvolgimento, L'aumento del numero di spire e quindi della lunghezza del filo riduce però la corrente circolante (a parità di tensione) in conseguenza della legge di Ohm, per ovviare al problema si deve aumentare la sezione del filo in modo da diminuirne la resistenza elettrica è proporzionale alla corrente circolante nell'avvolgimento, l'attraversamento di corrente, genera calore prodotto per effetto Joule, bisogna quindi porvi rimedio con lo smaltimento. Per quanto riguarda la forza sviluppata dal campo magnetico, la sua intensità diminuisce con il quadrato della distanza tra le parti, per questo l'elettromagnete è efficace solo a breve distanza.
Se la bobina è alimentata con una corrente variabile, il campo magnetico è a sua volta variabile e così la forza prodotta.
Questo è alla base del funzionamento dei comuni altoparlanti magnetodinamici. Nel calcolo degli elettromagneti a correnti variabili si deve tenere conto anche dell'effetto dell'induttanza alle diverse frequenze. Inoltre, per evitare la formazione di correnti parassite nel nucleo, questo è realizzato con sottili lamierini piuttosto che un blocco compatto, esattamente come nel trasformatore.
La magnetoterapia (o elettromagnetoterapia) è un genere di terapia alternativa che utilizza campi magnetici di vario genere. Coloro che attuano questa pratica affermano che sottoporre determinate parti del corpo ai campi magnetici prodotti da magneti produrrebbe effetti benefici sulla salute. Lo studio delle interazioni dei campi magnetici con la salute umana è di origini antichissime per quanto l'effetto dei magneti permanenti sulla vita umana abbia una valenza molto limitata e più che altro psicologica.
I primi riferimenti compiuti nell'utilizzo di magneti permanenti per la cura di patologie umane possono essere fatti risalire al mesmerismo della fine '700, inizio '800. Dimostrata l'infondatezza degli effetti terapeutici vantati da Franz Anton Mesmer la magnetoterapia per lungo tempo è stata considerata appannaggio soprattutto di ciarlatani. La ricerca è comunque proseguita, soprattutto dopo la Seconda guerra mondiale, focalizzandosi sugli effetti biologici dei campi elettrici e magnetici. Alcune ricerche hanno attribuito a campi magnetici a bassa energia un effetto benefico nei processi di riparazione dei tessuti.L'eventuale effetto biologico non è chiaramente distinto dagli effetti soprattutto termici indotti da campi elettromagnetici prodotti da radiofrequenza o analoghe onde elettromagnetiche.
Un salto in avanti in questo campo fu compiuto grazie agli studi sulle proprietà elettrochimiche e piezoelettriche dei tessuti e nella introduzione di strumenti di indagine basati su forti campi magnetici, risonanza magnetica nucleare, di cui si è dovuto cercare eventuali effetti collaterali positivi o negativi.
Treni a levitazione magnetica o Maglev Un treno a levitazione magnetica o Maglev è un tipo di treno che viaggia senza toccare le rotaie grazie alla levitazione magnetica. La repulsione e l'attrazione magnetica vengono utilizzate anche come mezzo di locomozione. Il MagLev è in grado di viaggiare a velocità elevatissime (oltre i 600 km/h) con un consumo di energia limitato e un livello di rumore accettabile. Sebbene la velocità del MagLev gli consenta di fare concorrenza all'aereo anche nei lunghi percorsi, i costi per la realizzazione delle infrastrutture ne hanno limitato finora l'utilizzo a brevi tratte molto frequentate. A Shanghai un MagLev collega la città con l'aeroporto. La linea è lunga 33 chilometri e viene percorsa dal treno in 7 minuti e 20 secondi con una velocità massima di 501,5 km/h e una velocità media di 250 km/h. Le tecnologie che si possono usare per realizzare un MagLev sono due: 1. Sospensione elettromagnetica (EMS): utilizza elettromagneti convenzionali montati sull'estremità di una coppia di strutture poste sotto il treno che avvolgono i fianchi e la parte inferiore della guidovia. I magneti, attirati verso i binari laminati in ferro, sorreggono il treno. Questo sistema però è instabile, perché bisogna controlla costantemente la distanza tra il treno e il binario, che deve essere sempre di 1 cm. 2. Sospensione elettrodinamica (EDS): il treno ottiene la levitazione sfruttando le polarità opposte dei magneti del veicolo e gli avvolgimenti siti sul binario, o viceversa. La forza repulsiva si sviluppa in conseguenza del movimento del veicolo e non è attiva a veicolo fermo. 3. Un esempio di treno basato su tale tecnologia è il JR-Maglev, che utilizza materiali superconduttori raffreddati fino a 20 K circa, montando a bordo refrigeratori e criostati. Un altro esempio è il sistema Inductrack che utilizza magneti permanenti anziché avvolgimenti superconduttori, questa tecnologia rende il veicolo totalmente passivo. Giappone e Germania sono paesi molto attivi nella ricerca sui maglev e hanno prodotto degli approcci al problema differenti. In un progetto il treno levita grazie alla forza repulsiva dello stesso polo magnetico e si muove grazie alla forza attrattiva che si sviluppa tra due poli opposti. Il treno è mosso da un motore lineare posto nel tracciato o nel treno (o in entrambi). Gli induttori magnetici di grandi dimensioni sono installati nel tracciato e questi generano il campo magnetico necessario a sostenere il treno e a farlo muovere. Alcuni commentatori hanno fatto notare che la realizzazione di infrastrutture ferroviarie basate su questa tecnologia sarebbe estremamente costosa.
Magneti diamagnetici e a superconduttori non possono mantenere stabile un maglev. Gli attuali sistemi maglev sono stabilizzati da elettromagneti gestiti elettronicamente. Questi grandi elettromagneti sono molto pesanti e richiedono elevate quantità di corrente elettrica. Il peso di un grande elettromagnete è una componente importante di un progetto per un maglev. Un campo magnetico molto intenso è necessario per far levitare un pesante treno e la ricerca convenzionale sui maglev punta ad utilizzare superconduttori per realizzare elettromagneti efficienti. Il Giappone ha testato nella prefettura di Yamanashi un treno maglev che ha raggiunto la velocità record di 603 km/h, la maggior velocità mai raggiunta da un convoglio terrestre. Il treno utilizza magneti superconduttori e sospensioni elettrodinamiche. Al contrario il Transrapid utilizza convenzionali elettromagneti e sospensioni elettromagnetiche di tipo attrattivo. Il "Superconducting Maglev Shinkansen" sviluppato dalla Central Japan Railway Co. e Kawasaki Heavy Industries è attualmente il treno più veloce del mondo. Se la proposta del Chuo Shinkansen verrà approvata, Tokyo e Osaka verranno collegate dal maglev e il tracciato di test entrerà a far parte della linea. Il primo sistema commerciale di maglev urbano è diventato operativo in Giappone nel marzo 2005. Questo sistema è formato di nove stazioni lungo un tracciato di 8,9 chilometri della linea Tobu-kyuryo conosciuta anche come Linimo. La linea ha un raggio operativo minimo di 75 metri e un'inclinazione di 6º. Il motore lineare a levitazione magnetica ha una velocità massima di 100 km/h. Il treno è stato sviluppato dalla Chubu HSST Development Corporation che ha collaborato anche al tracciato di test a Nagoya. Un maglev urbano simile a quello giapponese è stato presentato in Corea dall'azienda Rotem. -TLMM
Le variazioni temporali del campo magnetico terrestre possono separarsi in due grandi categorie: quelle aventi origine interna e quelle aventi origine esterna rispetto alla superficie terrestre. Pur non essendo rigidamente possibile fissare un limite netto tra le due categorie, applicando l'analisi in armoniche sferiche alle variazioni del campo geomagnetico si e' trovato che le variazioni su scale temporali con tempi caratteristici inferiori a circa 1 anno sono di origine esterna mentrequelle che avvengono su scale temporali piu' lunghe, comunemente chiamate "variazione secolare",sono di origine interna alla Terra.
Variazione Secolare L'ampiezza di queste variazioni per un dato luogo di osservazione, oscilla tra pochi nT e qualche decina di nT all'anno per le componenti intensive e da qualche primo a qualche decina di primi l'anno per l'inclinazione e la declinazione. Anche se la variazione secolare sembra mostrare andamenti diversi nei vari osservatori del mondo e' una caratteristica del campo principale per questa ragione e' rappresentativa di un fenomeno planetario. Brevemente la variazione secolare osservata al suolo (negli ultimi 400 anni) e' costituita da: una diminuzione annuale media del momento di dipolo dell'ordine dello 0.005% del suo valore medio in questo intervallo; una precessione verso ovest dell'asse del dipolo di 0.008% all'anno; uno spostamento del dipolo verso nord dell'ordine di 2 km all'anno; una deriva occidentale del campo non dipolare, o parte di esso, di 0.2°-0.3° all'anno, accompagnata da una possibile ma non ben precisa deriva meridionale; una variazione di intensita' del campo non dipolare al tasso medio di circa 10 nT all'anno. Le variazioni di origine esterna Le variazioni rapide del campo magnetico terrestre sono principalmente dovute a fattori esterni alla Terra ed essenzialmente legate all'attivita' solare. Il sole, infatti, e' un fattore determinante per l'interpretazione sia dei fenomeni regolari (come ad esempio la variazione diurna) che di quelli irregolari delle variazioni magnetiche. L'emissione di radiazione solare viene accompagnata dalla continua emissione di un gas ionizzato, detto vento solare, che costituisce in sostanza l'espansione della corona solare. Il nostro pianeta come tutto il sistema solare, viene investito da questo vento il cui effetto principale e' di confinare il campo geomagnetico in una cavita' a forma di cometa detta magnetosfera. La modulazione del vento solare produce in buona sostanza l'energia necessaria per le variazioni esterne irregolari del campo mentre l'attrazione gravitazionale e le maree atmosferiche di origine termica sono le principali responsabili delle variazioni esterne regolari. Le variazioni regolari I magnetogrammi di un osservatorio geomagnetico rivelano l'esistenza di un andamento temporale degli elementi del campo magnetico terrestre che tende a ripetersi sistematicamente giorno per giorno; tale variazione, nota come "variazione diurna", procede secondo il tempo locale, con forme caratteristiche per ciascun elementointerpretabili come sovrapposizione di onde aventi periodo di parecchie ore, e con un ampiezza dell'ordine di qualche decina di nT. A volte la variazione diurna e' mascherata da variazioni irregolari che in parte la deformano. La variazione diurna media (calcolata su giorni quieti) viene chiamata Sq (solar quiet, solar indica che essa procede con il tempolocale, quiet che è caratteristica di una situazione di assenza di perturbazioni). L'ampiezza della Sq presenta un andamento stagionale con un massimo e un minimo rispettivamente nell'estate e nell'inverno locali alle alte e medie latitudini, e con un massimo agli equinozi nella zona intertropicale per H e Z.
Il campo magnetico è il risultato di una serie complessa di fattori. Benché l'elemento dominante sia quello generato 3.000 km sotto i nostri piedi dai moti vorticosi del nucleo di ferro liquido del pianeta, al campo contribuiscono numerosi altri fenomeni, dal magnetismo delle rocce alle correnti oceaniche di acqua salata.
Gli studi, consolidati dai dati dei satelliti SWARM, si basano su misure dei differenti segnali magnetici dal nucleo della Terra, dal mantello, dalla crosta, dagli oceani, dalla ionosfera e dalla magnetosfera.
Nel suo insieme, il campo può essere rappresentato come una bolla che protegge la Terra - e la vita - dalle radiazioni cosmiche e dalle particelle del vento solare. Quello di una bolla attorno al pianeta è però un'immagine ideale: è più un "flusso" che si genera dal nostro pianeta e la cui forma e intensità cambiano in continuazione.
Che cosa avviene all'interno del nostro pianeta? I ricercatori ritengono che, nel suo complesso, il campo sia in una fase ciclica di indebolimento, e per alcuni - come Chris Finlay (Technical University of Denmark), che ha illustrato la sua tesi al Living Planet Symposium 2016 - questo potrebbe essere il preludio a un'inversione dei poli magnetici, come si è già verificato circa 800.000 anni fa. Non esiste però un "modello" che permetta di fare previsioni: per arrivare a questo sono necessari molti altri studi sui dati satellitari. -Lbtm
AURORA BOREALE quando le particelle incontrano lo scudo magnetico terrestre vengono attratte verso un ovale attorno al Polo Nord magnetico, dove interagiscono con le parti superiori dell'atmosfera, gli strati di ozono, ossigeno e altro che proteggono la terra. L'energia che viene così sprigionata viene mandata a noi sotto forma di aurora boreale.
Rende il tutto più magico sapere che questo spettacolo avviene a circa 100 chilometri sopra la nostra testa. La sua immensa energia è il motivo per cui possiamo vederla con tanta chiarezza, grazie a una miriade di atomi e molecole.
Ma non possiamo dare per scontato l’aurora boreale. È un fenomeno naturale tanto quanto il clima. La sua apparizione e intensità è determinata dall’attività solare e la sua posizione dipende dal campo magnetico terrestre.
L’aurora boreale appare in una cinta, o ovale aurorale, che è situato al di sopra della Terra in una posizione costante in relazione al sole. Le luci sono solitamente visibili sopra la Norvegia settentrionale continentale durante la notte e sopra le Svalbard durante il giorno. Quando l’attività solare aumenta l’aurora boreale può essere vista anche in zone molto più meridionali della Norvegia -MM
Il magnetismo è la parte dell’elettromagnetismo che studia i campi magnetici.
Esistono materiali in natura che manifestano fenomeni magnetici cioè capacità di esercitare azioni a distanza.
È facilmente verificabile che i magneti si presentano sempre con due polarità opposte chiamate per convenzione nord-sud: polarità opposte si attraggono mentre stesse polarità si respingono.
Caratteristica dei magneti è che, anche procedendo a numerose successive suddivisioni a partire da un magnete, non è mai possibile separare le due polarità.
Per rappresentare il campo magnetico nello spazio attorno ad una calamita, si fa uso delle linee di forza.
Preso un ago magnetico, esso viene posto in più posizioni nello spazio attorno al magnete, assumendo delle posizioni/direzioni ben precise. Collegando tutte le posizioni assunte dall’ago, è possibile costruire le linee di forza.
Per convenzione le linee escono dal polo nord ed entrano nel polo sud.
Spettrometro di massa.
RispondiEliminaUn particolare strumento che funziona seguendo le leggi del magnetismo è lo spettrometro di massa. Si tratta di uno strumento analitico che separa gli ioni aventi la stessa carica e massa diversa.
In "teoria" si possono sintetizzare i suoi compiti in tre punti fondamentali (giusto per fissare li idee):
▪contare quanti tipi di particelle con masse diverse sono contenuti in un fascio;
▪misurare la massa di ogni tipo di particella;
▪determinare la quantità percentuale di ogni tipo di particella.
Ma, chiaramente, se non siete grandi intenditori di fisica, questo non vi dice nulla.
La spettrometria di massa è importante per i suoi molteplici usi pratici, che forse non tutti conoscono.
Per citarne alcuni:
-Rivelare e identificare l’uso di steroidi da parte di atleti;
-Controllare in tempo reale la respirazione di pazienti da parte degli anestesisti durante interventi chirurgici;
-Determinare la composizione di specie molecolari rilevate nello spazio.
-Determinare se il miele è stato adulterato con l’uso di sciroppi zuccherini;
-Localizzare depositi di petrolio misurando precursori nelle rocce;
-Controllare in continuo le fermentazioni per l’industria biotecnologica;
-Determinare la presenza di diossine in pesce contaminato;
-Determinare il danno genetico dovuto a cause ambientali;
-Stabilire la composizione elementare di materiali semiconduttori.
Peraltro, la spettrometria di massa può anche:
-Identificare la struttura di biomolecole, come carboidrati, acidi nucleici e steroidi;
-Stabilire la sequenza di biopolimeri come proteine e oligosaccaridi;
-Determinare “come” i farmaci vengono utilizzati dall’organismo;
-Effettuare analisi in medicina legale, come la conferma e la misura quantitativa di droghe e del loro abuso.
-Effettuare analisi di sostanze inquinanti per l’ambiente.
Zelv☆
Bel lavoro. Presto apriremo un PADLET per postare anche i file multimediali.
RispondiEliminaL'elettromagnete, chiamato anche elettrocalamita, è un elemento elettrotecnico costituito da un nucleo in materiale ferromagnetico (di solito ferro dolce) su cui è avvolto un solenoide, ovvero una bobina di molte spire di filo elettrico. Lo scopo dell'elettromagnete è di generare un campo magnetico da una corrente elettrica e si differenzia per questo dall'induttore, dove il fenomeno dell'induttanza è sfruttato per accumulare energia.
RispondiEliminaIl primo elettromagnete fu costruito nel 1824 dall'ingegnere britannico William Sturgeon (1783 - 1850), come diretta conseguenza delle relazioni tra correnti e magnetismo scoperte pubblicate da Hans Christian Ørsted del 1820. Un ruolo fondamentale nello studio e nello sviluppo di questo dispositivo elettrico si deve al fisico statunitense Joseph Henry .
L'intensità del campo magnetico generato può essere calcolata con le regole dell'induzione magnetica ed essenzialmente:
è proporzionale al numero di spire che costituiscono l'avvolgimento, L'aumento del numero di spire e quindi della lunghezza del filo riduce però la corrente circolante (a parità di tensione) in conseguenza della legge di Ohm, per ovviare al problema si deve aumentare la sezione del filo in modo da diminuirne la resistenza elettrica
è proporzionale alla corrente circolante nell'avvolgimento, l'attraversamento di corrente, genera calore prodotto per effetto Joule, bisogna quindi porvi rimedio con lo smaltimento.
Per quanto riguarda la forza sviluppata dal campo magnetico, la sua intensità diminuisce con il quadrato della distanza tra le parti, per questo l'elettromagnete è efficace solo a breve distanza.
Se la bobina è alimentata con una corrente variabile, il campo magnetico è a sua volta variabile e così la forza prodotta.
Questo è alla base del funzionamento dei comuni altoparlanti magnetodinamici.
Nel calcolo degli elettromagneti a correnti variabili si deve tenere conto anche dell'effetto dell'induttanza alle diverse frequenze. Inoltre, per evitare la formazione di correnti parassite nel nucleo, questo è realizzato con sottili lamierini piuttosto che un blocco compatto, esattamente come nel trasformatore.
Quale è il tuo nickname
EliminaAmplitudemodulation505
EliminaOttimo... adesso tocca agli altri. Cercate qualche nuova applicazione. Anche per i capitoli successivi.
RispondiEliminaLa magnetoterapia (o elettromagnetoterapia) è un genere di terapia alternativa che utilizza campi magnetici di vario genere. Coloro che attuano questa pratica affermano che sottoporre determinate parti del corpo ai campi magnetici prodotti da magneti produrrebbe effetti benefici sulla salute. Lo studio delle interazioni dei campi magnetici con la salute umana è di origini antichissime per quanto l'effetto dei magneti permanenti sulla vita umana abbia una valenza molto limitata e più che altro psicologica.
EliminaI primi riferimenti compiuti nell'utilizzo di magneti permanenti per la cura di patologie umane possono essere fatti risalire al mesmerismo della fine '700, inizio '800. Dimostrata l'infondatezza degli effetti terapeutici vantati da Franz Anton Mesmer la magnetoterapia per lungo tempo è stata considerata appannaggio soprattutto di ciarlatani. La ricerca è comunque proseguita, soprattutto dopo la Seconda guerra mondiale, focalizzandosi sugli effetti biologici dei campi elettrici e magnetici. Alcune ricerche hanno attribuito a campi magnetici a bassa energia un effetto benefico nei processi di riparazione dei tessuti.L'eventuale effetto biologico non è chiaramente distinto dagli effetti soprattutto termici indotti da campi elettromagnetici prodotti da radiofrequenza o analoghe onde elettromagnetiche.
Un salto in avanti in questo campo fu compiuto grazie agli studi sulle proprietà elettrochimiche e piezoelettriche dei tessuti e nella introduzione di strumenti di indagine basati su forti campi magnetici, risonanza magnetica nucleare, di cui si è dovuto cercare eventuali effetti collaterali positivi o negativi.
Quale è il tuo nickname?
EliminaTreni a levitazione magnetica o Maglev
EliminaUn treno a levitazione magnetica o Maglev è un tipo di treno che viaggia senza toccare le rotaie grazie alla levitazione magnetica. La repulsione e l'attrazione magnetica vengono utilizzate anche come mezzo di locomozione. Il MagLev è in grado di viaggiare a velocità elevatissime (oltre i 600 km/h) con un consumo di energia limitato e un livello di rumore accettabile. Sebbene la velocità del MagLev gli consenta di fare concorrenza all'aereo anche nei lunghi percorsi, i costi per la realizzazione delle infrastrutture ne hanno limitato finora l'utilizzo a brevi tratte molto frequentate. A Shanghai un MagLev collega la città con l'aeroporto. La linea è lunga 33 chilometri e viene percorsa dal treno in 7 minuti e 20 secondi con una velocità massima di 501,5 km/h e una velocità media di 250 km/h.
Le tecnologie che si possono usare per realizzare un MagLev sono due:
1. Sospensione elettromagnetica (EMS): utilizza elettromagneti convenzionali montati sull'estremità di una coppia di strutture poste sotto il treno che avvolgono i fianchi e la parte inferiore della guidovia. I magneti, attirati verso i binari laminati in ferro, sorreggono il treno. Questo sistema però è instabile, perché bisogna controlla costantemente la distanza tra il treno e il binario, che deve essere sempre di 1 cm.
2. Sospensione elettrodinamica (EDS): il treno ottiene la levitazione sfruttando le polarità opposte dei magneti del veicolo e gli avvolgimenti siti sul binario, o viceversa. La forza repulsiva si sviluppa in conseguenza del movimento del veicolo e non è attiva a veicolo fermo.
3. Un esempio di treno basato su tale tecnologia è il JR-Maglev, che utilizza materiali superconduttori raffreddati fino a 20 K circa, montando a bordo refrigeratori e criostati. Un altro esempio è il sistema Inductrack che utilizza magneti permanenti anziché avvolgimenti superconduttori, questa tecnologia rende il veicolo totalmente passivo.
Giappone e Germania sono paesi molto attivi nella ricerca sui maglev e hanno prodotto degli approcci al problema differenti. In un progetto il treno levita grazie alla forza repulsiva dello stesso polo magnetico e si muove grazie alla forza attrattiva che si sviluppa tra due poli opposti. Il treno è mosso da un motore lineare posto nel tracciato o nel treno (o in entrambi). Gli induttori magnetici di grandi dimensioni sono installati nel tracciato e questi generano il campo magnetico necessario a sostenere il treno e a farlo muovere. Alcuni commentatori hanno fatto notare che la realizzazione di infrastrutture ferroviarie basate su questa tecnologia sarebbe estremamente costosa.
Magneti diamagnetici e a superconduttori non possono mantenere stabile un maglev. Gli attuali sistemi maglev sono stabilizzati da elettromagneti gestiti elettronicamente. Questi grandi elettromagneti sono molto pesanti e richiedono elevate quantità di corrente elettrica.
RispondiEliminaIl peso di un grande elettromagnete è una componente importante di un progetto per un maglev. Un campo magnetico molto intenso è necessario per far levitare un pesante treno e la ricerca convenzionale sui maglev punta ad utilizzare superconduttori per realizzare elettromagneti efficienti.
Il Giappone ha testato nella prefettura di Yamanashi un treno maglev che ha raggiunto la velocità record di 603 km/h, la maggior velocità mai raggiunta da un convoglio terrestre. Il treno utilizza magneti superconduttori e sospensioni elettrodinamiche. Al contrario il Transrapid utilizza convenzionali elettromagneti e sospensioni elettromagnetiche di tipo attrattivo. Il "Superconducting Maglev Shinkansen" sviluppato dalla Central Japan Railway Co. e Kawasaki Heavy Industries è attualmente il treno più veloce del mondo. Se la proposta del Chuo Shinkansen verrà approvata, Tokyo e Osaka verranno collegate dal maglev e il tracciato di test entrerà a far parte della linea.
Il primo sistema commerciale di maglev urbano è diventato operativo in Giappone nel marzo 2005. Questo sistema è formato di nove stazioni lungo un tracciato di 8,9 chilometri della linea Tobu-kyuryo conosciuta anche come Linimo. La linea ha un raggio operativo minimo di 75 metri e un'inclinazione di 6º. Il motore lineare a levitazione magnetica ha una velocità massima di 100 km/h. Il treno è stato sviluppato dalla Chubu HSST Development Corporation che ha collaborato anche al tracciato di test a Nagoya. Un maglev urbano simile a quello giapponese è stato presentato in Corea dall'azienda Rotem.
-TLMM
Molto bene!
RispondiEliminaLe variazioni temporali del campo magnetico terrestre possono separarsi in due grandi categorie: quelle aventi origine interna e quelle aventi origine esterna rispetto alla superficie terrestre. Pur non essendo rigidamente possibile fissare un limite netto tra le due categorie, applicando l'analisi in armoniche sferiche alle variazioni del campo geomagnetico si e' trovato che le variazioni su scale temporali con tempi caratteristici inferiori a circa 1 anno sono di origine esterna mentrequelle che avvengono su scale temporali piu' lunghe, comunemente chiamate "variazione secolare",sono di origine interna alla Terra.
RispondiEliminaVariazione Secolare
L'ampiezza di queste variazioni per un dato luogo di osservazione, oscilla tra pochi nT e qualche decina di nT all'anno per le componenti intensive e da qualche primo a qualche decina di primi l'anno per l'inclinazione e la declinazione. Anche se la variazione secolare sembra mostrare andamenti diversi nei vari osservatori del mondo e' una caratteristica del campo principale per questa ragione e' rappresentativa di un fenomeno planetario. Brevemente la variazione secolare osservata al suolo (negli ultimi 400 anni) e' costituita da:
una diminuzione annuale media del momento di dipolo dell'ordine dello 0.005% del suo valore medio in questo intervallo;
una precessione verso ovest dell'asse del dipolo di 0.008% all'anno;
uno spostamento del dipolo verso nord dell'ordine di 2 km all'anno;
una deriva occidentale del campo non dipolare, o parte di esso, di 0.2°-0.3° all'anno, accompagnata da una possibile ma non ben precisa deriva meridionale;
una variazione di intensita' del campo non dipolare al tasso medio di circa 10 nT all'anno.
Le variazioni di origine esterna
Le variazioni rapide del campo magnetico terrestre sono principalmente dovute a fattori esterni alla Terra ed essenzialmente legate all'attivita' solare. Il sole, infatti, e' un fattore determinante per l'interpretazione sia dei fenomeni regolari (come ad esempio la variazione diurna) che di quelli irregolari delle variazioni magnetiche. L'emissione di radiazione solare viene accompagnata dalla continua emissione di un gas ionizzato, detto vento solare, che costituisce in sostanza l'espansione della corona solare. Il nostro pianeta come tutto il sistema solare, viene investito da questo vento il cui effetto principale e' di confinare il campo geomagnetico in una cavita' a forma di cometa detta magnetosfera. La modulazione del vento solare produce in buona sostanza l'energia necessaria per le variazioni esterne irregolari del campo mentre l'attrazione gravitazionale e le maree atmosferiche di origine termica sono le principali responsabili delle variazioni esterne regolari.
Le variazioni regolari
I magnetogrammi di un osservatorio geomagnetico rivelano l'esistenza di un andamento temporale degli elementi del campo magnetico terrestre che tende a ripetersi sistematicamente giorno per giorno; tale variazione, nota come "variazione diurna", procede secondo il tempo locale, con forme caratteristiche per ciascun elementointerpretabili come sovrapposizione di onde aventi periodo di parecchie ore, e con un ampiezza dell'ordine di qualche decina di nT. A volte la variazione diurna e' mascherata da variazioni irregolari che in parte la deformano. La variazione diurna media (calcolata su giorni quieti) viene chiamata Sq (solar quiet, solar indica che essa procede con il tempolocale, quiet che è caratteristica di una situazione di assenza di perturbazioni). L'ampiezza della Sq presenta un andamento stagionale con un massimo e un minimo rispettivamente nell'estate e nell'inverno locali alle alte e medie latitudini, e con un massimo agli equinozi nella zona intertropicale per H e Z.
Il campo magnetico è il risultato di una serie complessa di fattori. Benché l'elemento dominante sia quello generato 3.000 km sotto i nostri piedi dai moti vorticosi del nucleo di ferro liquido del pianeta, al campo contribuiscono numerosi altri fenomeni, dal magnetismo delle rocce alle correnti oceaniche di acqua salata.
EliminaGli studi, consolidati dai dati dei satelliti SWARM, si basano su misure dei differenti segnali magnetici dal nucleo della Terra, dal mantello, dalla crosta, dagli oceani, dalla ionosfera e dalla magnetosfera.
Nel suo insieme, il campo può essere rappresentato come una bolla che protegge la Terra - e la vita - dalle radiazioni cosmiche e dalle particelle del vento solare. Quello di una bolla attorno al pianeta è però un'immagine ideale: è più un "flusso" che si genera dal nostro pianeta e la cui forma e intensità cambiano in continuazione.
Che cosa avviene all'interno del nostro pianeta?
I ricercatori ritengono che, nel suo complesso, il campo sia in una fase ciclica di indebolimento, e per alcuni - come Chris Finlay (Technical University of Denmark), che ha illustrato la sua tesi al Living Planet Symposium 2016 - questo potrebbe essere il preludio a un'inversione dei poli magnetici, come si è già verificato circa 800.000 anni fa. Non esiste però un "modello" che permetta di fare previsioni: per arrivare a questo sono necessari molti altri studi sui dati satellitari.
-Lbtm
AURORA BOREALE
RispondiEliminaquando le particelle incontrano lo scudo magnetico terrestre vengono attratte verso un ovale attorno al Polo Nord magnetico, dove interagiscono con le parti superiori dell'atmosfera, gli strati di ozono, ossigeno e altro che proteggono la terra. L'energia che viene così sprigionata viene mandata a noi sotto forma di aurora boreale.
Rende il tutto più magico sapere che questo spettacolo avviene a circa 100 chilometri sopra la nostra testa. La sua immensa energia è il motivo per cui possiamo vederla con tanta chiarezza, grazie a una miriade di atomi e molecole.
Ma non possiamo dare per scontato l’aurora boreale. È un fenomeno naturale tanto quanto il clima. La sua apparizione e intensità è determinata dall’attività solare e la sua posizione dipende dal campo magnetico terrestre.
L’aurora boreale appare in una cinta, o ovale aurorale, che è situato al di sopra della Terra in una posizione costante in relazione al sole. Le luci sono solitamente visibili sopra la Norvegia settentrionale continentale durante la notte e sopra le Svalbard durante il giorno. Quando l’attività solare aumenta l’aurora boreale può essere vista anche in zone molto più meridionali della Norvegia
-MM
Molto bene!
EliminaIl magnetismo è la parte dell’elettromagnetismo che studia i campi magnetici.
RispondiEliminaEsistono materiali in natura che manifestano fenomeni magnetici cioè capacità di esercitare azioni a distanza.
È facilmente verificabile che i magneti si presentano sempre con due polarità opposte chiamate per convenzione nord-sud: polarità opposte si attraggono mentre stesse polarità si respingono.
Caratteristica dei magneti è che, anche procedendo a numerose successive suddivisioni a partire da un magnete, non è mai possibile separare le due polarità.
Per rappresentare il campo magnetico nello spazio attorno ad una calamita, si fa uso delle linee di forza.
Preso un ago magnetico, esso viene posto in più posizioni nello spazio attorno al magnete, assumendo delle posizioni/direzioni ben precise. Collegando tutte le posizioni assunte dall’ago, è possibile costruire le linee di forza.
Per convenzione le linee escono dal polo nord ed entrano nel polo sud.
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