这些设备通常用于治疗患有心律失常(心律不齐)的患者。然而,它们存在电源限制。目前的植入式起搏器采用锂碘电池,使用寿命为 5 至 10 年或更长时间 - 平均约 7 年。一旦电池完全耗尽,必须建议患者更换新的起搏器,这可以通过手术完成。为了克服这一限制,引入了电感耦合无线电力传输 (IC-WPT)。IC-WPT 的工作原理是磁感应,电导体中磁场的变化会产生电动势。采用可充电锂碘电池的 IC-WPT 技术可以解决我们的电源问题。它还避免了与手术和术后感染相关的风险。
目的是研究是否可以使用能量收集方法为 MCU 供电。MCU 及其传感器需要的最大功率输出高达 200 mW(5 V)。由于变压器周围有许多高电流传输线,因此主要关注点是电磁感应。探索的其他类型的能量收集 (EH) 包括热能和振动。最初的目标是研究是否有可能将 EH 安装在变压器侧面。这可以使用磁感应、热能或振动来收集能量。如果这不可能,则更具侵入性的设计是将 EH 放在变压器箱顶部,靠近 400V 高电流线的输出。在这里,可以探索使用围绕传输线的电流变压器等选项。
摘要:在此,我们在感应方程(麦克斯韦方程之一)中引入了一个附加项。应用标量和矢量势的相关拉格朗日形式适用于此修改的麦克斯韦方程。在哈密顿原理的框架内,我们能够推导出场变量电场 E 和磁感应 B 具有负“质量项”的克莱因-戈登方程。我们可以从方程的数学结构得出结论,出现了排斥相互作用。可以计算出当前情况下的惠勒传播子,由此可以讨论场的时间演化。尽管这些方程具有快子解,但结果符合因果关系原理。根据该理论,场中可能会出现自发电荷分离过程。
量子物理学的一个基本概念,维格纳-亚纳斯信息,在这里被用作与生物磁感应有关的自旋相关自由基对反应中量子相干性的量度。该量度与反应产量的不确定性有关,并且与用于生物化学传递磁场变化的细胞受体-配体系统的统计数据有关。可测量的生理量,例如受体数量和配体浓度的波动,被证明反映了引入的单重态-三重态相干性的维格纳-亚纳斯量度。得出了将生物资源和生物性能系数的乘积与维格纳-亚纳斯相干性联系起来的量子生物不确定性关系。这种方法可以作为在细胞环境中对量子相干效应的一般搜索。
在上一课中,您已经了解了导线中的稳定电流会产生稳定磁场。法拉第最初(错误地)认为稳定磁场可以产生电流。他在磁感应电流方面的一些研究使用了与图 19.1 类似的装置。左侧线圈中的电流产生集中在铁环中的磁场。右侧线圈连接到检流计 G,检流计可以指示该电路中是否存在感应电流。观察到,对于稳定电流,G 没有偏转,但是当左侧电路中的开关 S 闭合时,检流计会显示片刻的偏转。同样,当开关 S 打开时,会记录到瞬时偏转,但方向相反。这意味着只有当左侧电路中的电流引起的磁场发生变化时才会感生电流。
2.1 I型超导体的磁性特性让我们考虑超导体的磁化曲线。假设样品是纵向外部磁场H 0中的长圆柱体。随着场h 0的增加,首先,样品内部的诱导不会改变,并且保持b = 0。H 0到达临界场H C后,超导性被破坏,场将渗透到超导体中,B = H 0因此,磁化曲线b = b(h 0)出现如图2.1 a)。磁感应B和磁场强度H 0与表达式B = H 0+4πm相互关联,[SI单位:B/ µ 0 = H 0 + M](2.1),其中m是单位体积的磁矩。磁化曲线通常被绘制为-4πm对H 0,如图2.1 b)。现在,我们将得出从方程式(1.3):ρ= 0,b = 0的I型超导体的基本磁性特性。
4.1.2.3.直流电缆的设计特性 ......................................................................39 单极子系统 ......................................................................................39 双极子系统 ......................................................................................42 4.1.3.海底电力电缆的预期 EMF 水平 ......................................................42 4.1.3.1.交流磁场 .............................................................................43 4.1.3.2 直流磁场 .............................................................................45 4.1.3.3 直接电场 .............................................................................48 4.1.3.4 感应电场 .............................................................................49 4.1.3.5.非正常条件下的 EMF .............................................................50 4.2.磁敏感和电敏感海洋物种 ................................................................50 4.2.1.海洋物种的磁感应和电感应 ................................................................51 4.2.1.1.海洋物种的感觉系统 ................................................................51 4.2.1.2.磁感应 .............................................................................................52 4.2.1.3.电感应 .............................................................................................53 4.2.1.4.人为 EMF 对海洋物种的潜在影响 .............................................................54 4.2.2.其他鱼类 ................................................................................................................69 4.2.3.1 现有信息审查 ......................................................................................69 对 EMF 敏感的证据基础 ......................................................................69 电感受性 ......................................................................................................69 磁感受性 ......................................................................................................74 其他鱼类物种初步清单 ......................................................................75 4.2.3.2 海底电缆 EMF 的影响 ......................................................................75 预期 EMF 水平与报告的敏感度的比较 .............................................................75 对其他鱼类的潜在影响 .............................................................................77板鳃类 ................................................................................................................54 4.2.2.1 现有信息综述 ..........................................................................................54 EMF 敏感性的证据基础 ..............................................................................54 电感受器的解剖学和生理学 ......................................................................54 板鳃类鱼的磁感受机制 ......................................................................59 电感受器的功能性作用 ......................................................................................60 板鳃类物种初步列表 ................................................................................61 4.2.2.2 海底电缆 EMF 的影响 .............................................................................61 预期 EMF 水平与报告的敏感性的比较 .............................................................................61 交流电缆系统 .............................................................................................61 直流电缆系统 .............................................................................................62 直接磁感受 .............................................................................................62 4.2.2.3 对板鳃类的潜在影响 .............................................................................63 迁徙 .............................................................................................................63非迁徙物种和栖息地利用 ................................................................63 摄食行为 ......................................................................................63 生殖行为 ......................................................................................63 育苗场 ......................................................................................64 4.2.2.4 各地区的优先物种 ......................................................................64 4.2.2.5 沙洲鲨 Carcharhinus plumbeus 案例研究 ................................................66 结论 .............................................................................................68 4.2.3.
4.1.2.3.直流电缆的设计特性 ......................................................................39 单极子系统 ......................................................................................39 双极子系统 ......................................................................................42 4.1.3.海底电力电缆的预期 EMF 水平 ......................................................42 4.1.3.1.交流磁场 .............................................................................43 4.1.3.2 直流磁场 .............................................................................45 4.1.3.3 直接电场 .............................................................................48 4.1.3.4 感应电场 .............................................................................49 4.1.3.5.非正常条件下的 EMF .............................................................50 4.2.磁敏感和电敏感海洋物种 ................................................................50 4.2.1.海洋物种的磁感应和电感应 ................................................................51 4.2.1.1.海洋物种的感觉系统 ................................................................51 4.2.1.2.磁感应 .............................................................................................52 4.2.1.3.电感应 .............................................................................................53 4.2.1.4.人为 EMF 对海洋物种的潜在影响 .............................................................54 4.2.2.其他鱼类 ................................................................................................................69 4.2.3.1 现有信息审查 ......................................................................................69 对 EMF 敏感的证据基础 ......................................................................69 电感受性 ......................................................................................................69 磁感受性 ......................................................................................................74 其他鱼类物种初步清单 ......................................................................75 4.2.3.2 海底电缆 EMF 的影响 ......................................................................75 预期 EMF 水平与报告的敏感度的比较 .............................................................75 对其他鱼类的潜在影响 .............................................................................77板鳃类 ................................................................................................................54 4.2.2.1 现有信息综述 ..........................................................................................54 EMF 敏感性的证据基础 ..............................................................................54 电感受器的解剖学和生理学 ......................................................................54 板鳃类鱼的磁感受机制 ......................................................................59 电感受器的功能性作用 ......................................................................................60 板鳃类物种初步列表 ................................................................................61 4.2.2.2 海底电缆 EMF 的影响 .............................................................................61 预期 EMF 水平与报告的敏感性的比较 .............................................................................61 交流电缆系统 .............................................................................................61 直流电缆系统 .............................................................................................62 直接磁感受 .............................................................................................62 4.2.2.3 对板鳃类的潜在影响 .............................................................................63 迁徙 .............................................................................................................63非迁徙物种和栖息地利用 ................................................................63 摄食行为 ......................................................................................63 生殖行为 ......................................................................................63 育苗场 ......................................................................................64 4.2.2.4 各地区的优先物种 ......................................................................64 4.2.2.5 沙洲鲨 Carcharhinus plumbeus 案例研究 ................................................66 结论 .............................................................................................68 4.2.3.
简介 磁传感器的发明已有 2000 多年的历史。市场对提高传感器性能、减小尺寸、与电子系统集成以及降低价格等各种需求推动了磁传感器技术的发展。根据对磁场感应范围的需求,磁传感器可大致分为三类:低场(小于 1 微高斯)、中场(1 微高斯至 10 高斯)和高场感应(10 高斯以上)[1]。低场传感器主要用于医疗应用和军事监视,例如超导量子干涉装置 (SQUID)、搜索线圈和光纤磁力仪。中场传感器适用于检测地球磁场,例如磁通门和磁感应磁力仪。大多数用于高场感应的工业传感器使用永磁体(偏置)作为检测磁场的源。磁传感器在生物技术中有着重要的应用。典型应用之一是感应生理功能产生的磁场,例如神经元信号和心脏信号。