El tesla és la unitat del Sistema Internacional per a la inducció magnètica. Es tracta d'una unitat derivada amb nom propi i amb un símbol particular que és la lletra majúscula T. que va ser adoptada a la Conferència General de Pesos i Mesures de París del 1960, en honor a Nikola Tesla, a proposta de l'enginyer elèctric eslovè France Avčin.Resolució 12 de la 11a reunió de la CGPM (1960) en el lloc web de l'Oficina Internacional de Pesos i Mesures Aquesta unitat és utilitzada per definir la intensitat o densitat d'un camp magnètic. Un tesla és igual a un weber per metre quadrat.
El nom de la unitat s'ha d'escriure en minúscules, mentre que el seu símbol s'escriu en majúscula.
Se li va donar aquest nom en honor de l'inventor, científic i enginyer elèctric Nikola Tesla.sizes.com - Details of SI units El llegat de Tesla és visible arreu, la nostra civilització utilitza massivament l'electricitat perquè Tesla va inventar el corrent altern.
Els camps més forts que es troben en els imants permanents en la Terra provenen de les esferes de Halbach i poden superar els 4,5 T. El rècord del camp magnètic premut sostingut més alt ha estat produït per científics al campus del Laboratori Nacional Los Alamos del Laboratori Nacional d'Alt Camp Magnètic, el primer camp magnètic no destructiu de 100 tesles del món. Al setembre de 2018, investigadors de la Universitat de Tòquio van generar un camp de 1.200 T que va durar de l'ordre de 100 microsegons utilitzant la tècnica de compressió de flux electromagnètic.D. Nakamura, A. Ikeda, H. Sawabe, Y. H. Matsuda, and S. Takeyama (2018), Magnetic field milestone
Definició Una partícula que porta una càrrega d'un coulomb i es mou perpendicularment a través d'un camp magnètic d'un tesla, a una velocitat d'un metre per segon, experimenta una força amb una magnitud d'un newton, d'acord amb la llei de força de Lorentz. Com unitat derivada del SI, el tesla també es pot expressar com:
On A = ampere, C = coulomb, kg = quilogram, m = metre, N = newton, s = segon, H = henri, V = volt, J = jule i Wb = weber
Un tesla es defineix, també, com una inducció magnètica uniforme que, repartida normalment sobre una superfície d'un metre quadrat, produeix a través d'aquesta superfície un flux magnètic total d'un weber.
1 T = 1 Wb·m-2 = 1 kg·s−2·A−1= 1 N·A−1·m−1 = 1 kg·s−1·C−1
Es pot expressar com «newton-segons per coulomb-metre» o com «newton per ampere-metre».
També es defineix com la inducció d'un camp magnètic que exerceix una força d'1 N (newton) sobre una càrrega d'1 C (coulomb) que es mou a velocitat d'1 m/s dins del camp i perpendicularment a les línies d'inducció magnètica.
El tesla és el valor del total del flux magnètic dividit per l'àrea, del que pot deduir-se que si reduïm l'àrea afectada s'incrementa la densitat del flux magnètic. Això continuaria passant fins que el material arribés a un punt de saturació magnètica.
Camp elèctric vs. magnètic En la producció de la força de Lorentz, la diferència entre camps elèctrics i camps magnètics és que la força d'un camp magnètic sobre una partícula carregada generalment es deu al moviment de la partícula carregada, mentre que la força impartida per un camp elèctric sobre una partícula carregada no es deu al moviment de la partícula carregada. Això es pot apreciar observant les unitats de cadascun. La unitat de camp elèctric en el Sistema MKS d'unitats és newton per coulomb, N/C, mentre que el camp magnètic (en tesles) es pot escriure com a N/(C⋅m/s). El factor divisori entre els dos tipus de camp és metres per segon (m/s), que és la velocitat. Aquesta relació destaca immediatament el fet que si una estàtica al camp electromagnètic es veu com purament magnètic, o purament elèctric, o alguna combinació d'aquests, depèn del marc de referència d'un (és a dir, la velocitat d'un en relació amb el camp).
En els ferromagnetos, el moviment que crea el camp magnètic és l'espín de l'electró (i, encara menys, el moment angular orbital de l'electró). En un cable que transporta corrent (electroimants), el moviment es deu als electrons que es mouen a través del cable (sigui recte o circular).
Efectes d'exposició a camps electromagnètics Durant el , l'exposició ambiental als camps electromagnètics artificials ha anat augmentant de manera constant, ja que la creixent demanda d'electricitat, l'avanç constant de les tecnologies i els canvis en el comportament social han creat cada vegada més fonts artificials. Tothom està exposat a una complexa mescla de camps elèctrics i magnètics febles, tant a casa com en el treball, des de la generació i transmissió d'electricitat, els electrodomèstics i els equips industrials, fins a les telecomunicacions i la radiodifusió.W. H. Bailey, S. H. Su, T. D. Bracken and R. Kavet, "Summary and evaluation of guidelines for occupational exposure to power frequency electric and magnetic fields", Health Phys., vol. 73, p. 433-453, 1997.M. A. Stuchly and T. W. Dawson, "Interaction of low-frequency electric and magnetic fields with the human body," in Proceedings of the IEEE, vol. 88, no. 5, p. 643-664, May 2000, doi: 10.1109/5.849161.
En el cos humà existeixen petits corrents elèctrics a causa de les reaccions químiques que es produeixen com a part de les funcions corporals normals, fins i tot en absència de camps elèctrics externs. Per exemple, els nervis transmeten senyals mitjançant impulsos elèctrics. La majoria de les reaccions bioquímiques, des de la digestió fins a les activitats cerebrals, van acompanyades de la reorganització de partícules carregades. Fins i tot el cor és elèctricament actiu, una activitat que el seu metge pot rastrejar amb l'ajuda d'un electrocardiograma.
Els camps elèctrics de baixa freqüència influeixen en el cos humà de la mateixa manera que en qualsevol altre material format per partícules carregades. Quan els camps elèctrics actuen sobre materials conductors, influeixen en la distribució de les càrregues elèctriques en la seva superfície. Fan que el corrent flueixi a través del cos fins al sòl.
Els camps magnètics de baixa freqüència indueixen corrents circulants dins del cos humà. La força d'aquests corrents depèn de la intensitat del camp magnètic exterior. Si són prou grans, aquests corrents poden provocar l'estimulació de nervis i músculs o afectar altres processos biològics.Possible Health Effects of Exposure to Residential Electric and Magnetic Fields, DC, Washington:National Academy Press, 1997.
Tant els camps elèctrics com els magnètics indueixen tensions i corrents en el cos, però fins i tot directament sota una línia de transmissió d'alta tensió, els corrents induïts són molt petites en comparació amb els llindars per a produir descàrregues i altres efectes elèctrics.
L'escalfament és el principal efecte biològic dels camps electromagnètics de radiofreqüència. Els nivells dels camps de radiofreqüència als quals s'exposen normalment les persones són molt inferiors als necessaris per a produir un escalfament significatiu. L'efecte d'escalfament de les ones de ràdio constitueix la base de les directrius actuals. Els científics també estan investigant la possibilitat que es produeixin efectes per sota del llindar d'escalfament del cos com a resultat d'una exposició prolongada. Fins a la data, no s'ha confirmat cap efecte advers per a la salut derivat d'una exposició de baix nivell i a llarg termini a camps de radiofreqüència o de freqüència de potència, però els científics continuen investigant activament en aquest àmbit.L. M. Green, A. B. Miller, P. J. Villeneuve, D. A. Agnew, M. L. Greenberg, J. Li, et al., "A case-control study of childhood leukemia in southern Ontario Canada and exposure to magnetic fields in residences", Int. J. Cancer, vol. 82, p. 171-170, 1999.
Múltiples A continuació una taula dels múltiples i submúltiples del Sistema Internacional d'Unitats. Múltiple Nom Símbol Múltiple Nom Símbol 100 tesla T 10¹ decatesla daT 10–1 decitesla dT 10² hectotesla hT 10–2 centitesla cT 103 quilotesla kT 10–3 mil·litesla mT 10⁶ megatesla MT 10–6 microtesla µT 10⁹ gigatesla GT 10–9 nanotesla nT 1012 teratesla TT 10–12 picotesla pT 1015 petatesla PT 10–15 femtotesla fT 1018 exatesla ET 10–18 attotesla aT 1021 zettatesla ZT 10–21 zeptotesla zT 1024 yottatesla YT 10–24 yoctotesla yT
Explicació El tesla és el valor del total del flux magnètic dividit per l'àrea. D'aquí hom pot deduir que si reduïm l'àrea afectada s'incrementaria la densitat del flux magnètic. Això continuaria passant fins que el material arribés a un punt de saturació magnètica.
Conversions 1 tesla és equivalent a: 10 000 gauss (G), unitat utilitzada al sistema CGS 10⁹ gammes (γ), usat en geofísica
Exemples A l'espai exterior la densitat del flux magnètic és d'entre 0,1 i 10 nanotesles (10−10 T i 10−8 T), a la Terra, el camp magnètic a una latitud de 50° és de 58 µT (5,8×10−5 T) i a l'equador, a una latitud de 0°, és 31 µT (3,1×10−5 T), a una taca solar és d'uns 0,15 T, a un gran altaveu és d'1 T, a un aparell de Ressonància Magnètica Nuclear més de 7 T, experimentalment més de 20 T,« Centre Européen de Résonance Magnétique Nucléaire à Très Hauts Champs à Lyon » , sur le site de l'université Claude Bernard Lyon 1, universite-lyon.fr, consulté le 27 octobre 2009. en Lión a l'octubre de 2019 amb un camp de 23,5 T.« Le spectromètre le plus puissant au monde », 9 octobre 2009, Paris, sur le site du CNRS, cnrs.fr, consulté le 27 octobre 2009. el camp magnètic continu més fort mai produït a un laboratori (al National High Magnetic Field Laboratory de la Florida State University a Tallahassee, Florida és de 45 T El camp instantani més fort produït en laboratori és de 1.200 T (Universitat de Tòquio, agost de 2020) a una estrella de neutrons d'1 a 100 megatesles (10⁶ T a 108 T), a una estrella de neutrons de tipus magnetar, 0,1 a 100 gigatesles (108 a 1011 T), el màxim camp magnètic teòric per a una estrella de neutrons i, per tant, el límit més gran per a un fenomen conegut, 1013 T (10 teratesles). Cada imant utilitzat per a desviar la trajectòria de les partícules a l'accelerador de partícules del LHC produeix un camp magnètic de 8,4 tesles.L’union fait la force : les aimants supraconducteurs le CERN. 3.2 × 10−5 T (31.869 μT):intensitat del camp magnètic de la Terra a 0° de latitud, 0° de longitud 5 × 10−3 T (5 mT): la força d'un imant de nevera típic 0,3 T: la força de les taques solars 1,25 T: densitat de flux magnètic en la superfície d'un imant de neodimi 1 T a 2,4 T: separació de bobina d'un imant d'altaveu típic De 1,5 T a 3 T: força dels sistemes mèdics d'imatges per ressonància magnètica en la pràctica, experimentalment fins a 17 T. 4 T: força de l'imant superconductor construït al voltant del detector CMS en el CERN. 5,16 T: la força d'una Matriu Halbach a temperatura ambient especialment dissenyada. 8 T: la força dels imants del LHC 11,75 T: la força dels imants INUMAC, l'escàner de ressonància magnètica més gran. 13 T: força del sistema magnètic superconductor ITER. 14,5 T: la força de camp magnètic més alta mai registrada per a un imant de direcció de l'accelerador al Fermilab. 16 T: intensitat del camp magnètic necessària per a levitar una granota (mitjançant la Levitació magnètica de l'aigua en els seus teixits corporals) segons el Premi Ig Nobel de Física de 2000.) 17,6 T: el camp més intens atrapat en un superconductor en un laboratori el juliol de 2014. 27 T: intensitats de camp màximes d'electroimants superconductors a temperatures criogèniques 35,4 T: el rècord mundial actual (2009) d'un electroimant superconductor en un camp magnètic de fons. 45 T: el rècord mundial actual (2015) per a imants de camp continu. 100 T: força de camp magnètic aproximada d'una estrella nana blanca típica 100,75 T: rècord mundial actual (2012) de camps magnètics premuts generats de forma no destructiva 108 – 1011 T (100 MT – 100 GT) – rang de força magnètica d'estrelles de neutrons magnetars
Referències
Bibliografia