13.7 Zastosowania indukcji elektromagnetycznej

W tym i innych rozdziałach podaliśmy wiele przykładów wykorzystania przez współczesne społeczeństwo prawa Faradaya indukcji elektromagnetycznej. Obecnie omówimy kilka dalszych zastosowań tego prawa, dotyczących magnetycznego zapisu informacji.

Zjawisko indukcji elektromagnetycznej wykorzystywane jest w pracy niektórych komputerowych dysków twardych. W tego typu urządzeniach zapis informacji odbywa się na powierzchni obracającego się dysku pokrytej odpowiednią warstwą czynną. Pierwotnie odczyt zapisanych w ten sposób informacji odbywał się z wykorzystaniem zjawiska indukcji elektromagnetycznej. Obecnie większość danych zapisywana jest raczej w postaci cyfrowej niż analogowej – na obracającym się twardym dysku rejestrowane są ciągi logicznych zer i jedynek. Z tego względu w większości twardych dysków do odczytu informacji nie wykorzystuje się już zjawiska indukcji elektromagnetycznej, lecz zjawisko znane pod nazwą gigamagnetooporu (ang. giant magnetoresistance). Gigamagnetoopór jest efektem olbrzymiej zmiany oporu elektrycznego – wywołanym zewnętrznym polem magnetycznym przyłożonym do cienkich, ułożonych naprzemiennie warstw ferromagnetyków i materiałów niemagnetycznych. Warto zaznaczyć, że jest to jeden z pierwszych, olbrzymich sukcesów nanotechnologii.

Zjawisko indukcji elektromagnetycznej wykorzystuje się także w pracy tzw. pasywnych tabletów graficznych, w których cyfrowe obrazy i rysunki tworzy się za pomocą specjalnie zaprojektowanego pióra. Wygląd przykładowego tabletu pasywnego przedstawia Ilustracja 13.34. Zasada działania tego typu urządzeń różni się od zasady funkcjonowania najczęściej używanych tabletów i telefonów z ekranem dotykowym. Pod widocznym na Ilustracji 13.34 ekranem znajduje się siatka prostopadłych do siebie cienkich drucików, wzdłuż i w poprzek ekranu. Końcówka pióra wytwarza słabe pole magnetyczne. Podczas przesuwania końca pióra po ekranie zmieniające się pole magnetyczne indukuje w drucikach siłę elektromotoryczną. Powstający w ten sposób sygnał elektryczny jest następnie zamieniany przez układ elektroniczny tabletu na obraz rysowanej linii. W tabletach innych niż pasywne, pióro zaopatrzone jest we własne zasilanie bateryjne, bądź też rysowanie odbywa się z wykorzystaniem sygnałów optycznych.

Z wykorzystaniem zjawiska indukcji elektromagnetycznej należy także łączyć charakterystyczny pasek widoczny na odwrocie karty kredytowej, której używamy w sklepie bądź wypłacając pieniądze z bankomatu. Ów pasek magnetyczny jest nośnikiem informacji zapisanych na karcie i działa na tej samej zasadzie co taśma magnetyczna używana do zapisu i odczytu obrazu oraz dźwięku. Odczyt informacji odbywa się za pomocą specjalnej głowicy przesuwającej się po powierzchni paska.

Korzyści z indukcji elektromagnetycznej czerpią także użytkownicy pojazdów elektrycznych i z napędem hybrydowym. Jednym z czynników ograniczających popularność samochodów napędzanych wyłącznie prądem elektrycznym jest pojemność stosowanych w nich akumulatorów. Pojemność ta jest wciąż zbyt mała, aby zasięg samochodów elektrycznych był porównywalny z zasięgiem w pełni zatankowanego samochodu z napędem spalinowym. Sposobem na jego zwiększenie jest systematyczne doładowywanie akumulatorów prądem wytwarzanym podczas każdego hamowania samochodu elektrycznego. Rozpędzony silnik generujący własną siłę przeciwelektromotoryczną działa wówczas jak prądnica ładująca akumulatory.

Kolejną dziedziną współczesnych badań, w której z powodzeniem wykorzystuje się indukcję elektromagnetyczną, jest terapeutyczna przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (ang. transcranial magnetic stimulation – TMS). Pojawienie się szeregu zaburzeń psychicznych, w tym depresji i halucynacji, łączy się bowiem z występowaniem w mózgu obszarów o podwyższonej aktywności elektrycznej. Podczas zabiegu przezczaszkowej stymulacji magnetycznej takie obszary mózgu poddaje się działaniu szybkozmiennego, silnie zlokalizowanego pola magnetycznego. Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna stanowi obecnie również dobrze opanowaną technikę diagnostyczną.