Розрахунок границь робочої зони круглого магнітного аплікатора

Анотація

Розглянута задача моделювання магнітного аплікатора круглої форми, призначеного для дії на об’єкт (мішень) постійним чи змінним магнітним полем. У зв’язку з тим, що магнітне поле монотонно спадає з ростом відстані до аплікатора, модель включає 3 аплікатори з різними радіусами, а задача вирішується на основі їх порівняння. При цьому більший та менший аплікатори мають радіуси, які більше чи менше радіуса середнього аплікатора в однакову кількість раз (коефіцієнт масштабу k). В наближенні витка зі струмом знайдено аналітичні залежності від k ближньої, дальньої границі та середини проміжної зони, тобто робочої зони, в якій повинна знаходитися мішень. Знайдено асимпотики у крайніх випадках мінімального (k=1) та великого (k>>1) коефіцієнтів масштабу. Показано, що середина робочої зони при k=1 рівна R/√2, (R – радіус аплікатора),а при k>>1 росте як (R/2) k^(1/3). Ці результати дають вирішення «прямої» задачі – для аплікатора певного радіусу підібрати параметри мішені – розмір та відстань до неї. Такий підбір критичний, коли мішені мають достатньо великий розмір та відстань до яких не може перевищувати певної критичної величини (глибини залягання), що має місце зокрема при дії магнітним полем на певні органи чи області локалізації магнітних (нано)матеріалів всередині біооб’єктів, в т. ч. людини чи тварини.