This work deals with the design of the Institute of Physics of the University of São Paulo (IFUSP) main racetrack microtron accelerator end magnets. This is the last stage of acceleration, comprised of an accelerating section (1.04 m) and two end magnets (0.1585 T), in which a 5.10 MeV beam, produced by a racetrack microtron booster has its energy raised up to 31.15 MeV after 28 accelerations. POISSON code was used to give the final configuration that includes auxiliary pole pieces (clamps) and auxiliary homogenizing gaps. The clamps create a reverse fringe field region and avoid the vertical defocusing and the horizontal displacement of the beam produced by extended fringe fields; PTRACE code was used to perform the trajectory calculations in the fringe field region. The auxiliary homogenizing gaps improve the field uniformity as they create a "magnetic shower" that provides uniformity of 60.3%, before the introduction of the correcting coils that will be attached to the pole faces. This method of correction, used in the IFUSP racetrack microtron booster magnets, enabled uniformity of 60.001% in an average field of 0.1 T and will also be employed for these end magnets. [S1098-4402(99)
ResumoEste trabalho descreve brevemente os principais aspectos da física e da tecnologia envolvidos no processo de estimulação magnética. Apresenta a lei de indução de Faraday e descreve como um pulso de campo magnético, intenso e rápido, tem condições de gerar campos elétricos localizados, adequados à produção de correntes elétricas em determinados tecidos. Discute-se, também, como a geometria da bobina e o perfil temporal dos pulsos de corrente que a percorrem, são usados para otimizar a distribuição e intensidade dos campos elétricos induzidos.Palavras-chave: Indução magnética; pulso; corrente elétrica; bobina; campo elétrico.
AbstractThis work presents a brief discussion of the physics and technology of magnetic stimulation. From Faraday's law of induction we describe how a fast and intense pulse of magnetic field may produce localized electric fields, suitable to generate electric currents in certain tissues. We discuss how the coil geometry, and the time profile of the pulse of current may be used to optimize the distribution and intensity of the induced electric fields.Keywords: Magnetic induction; pulse; electric current; coil, electric field.
Magnetic Stimulation: Physical and Technical AspectsIntrodução A estimulação magnética baseia-se em um princípio físico descrito por Michael Faraday 1 para a Royal Society (Londres) em 1831. As medidas de Faraday permitiram a observação do que se convencionou chamar de indução magnética. Trata-se da geração de uma força eletromotriz sobre um enrolamento quando ele é atravessado por um campo magnético variável. A Figura 1 (do original de Faraday) mostra a montagem de Faraday. Com esse experimento, Faraday mostrou que a variação da corrente no circuito A gerava uma corrente no circuito B, que estava eletricamente isolado de A. Faraday percebeu que o responsável pela indução era o campo magnético gerado pelo circuito A, que atravessava o circuito B. Daí a importância, nessa experiência, da argola de ferro; a mesma experiência, realizada com uma argola de material não-magnético (madeira, plástico), apresentaria efeitos muito pequenos, de difícil detecção.Um aspecto importante do ponto de vista da aplicação prática da estimulação magnética é que a indução magnética se dá independentemente da montagem ou do meio material existente. Ou seja, mesmo no vácuo, a variação temporal do campo magnético gera o aparecimento de um campo elétrico, processo
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