1.1 Magnetismo 9

BENEMÉRITA UNIVERSIDAD
AUTÓNOMA DE PUEBLA
ESCUELA DE CIENCIAS DE LA ELECTRONICA
DIPLOMADO EN SISTEMAS DIGITALES
“MEDICION Y CONTROL DE
CAMPOS MAGNETICOS PARA
FINES TERAPEUTICOS”
TESINA
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE
LICENCIADO EN
ELECTRONICA
PRESENTA:
ANGEL JIMENEZ DIAZ
ASESOR:
FIS. ARNULFO LARA ELIOSA
COASESOR: M.C. ENRIQUE PEREZ- MAYESFFER AZCARRAGA
PUEBLA, PUE.
MAYO 2008
Contenido
Resumen
1
Introducción
3
Capitulo 1
1.1
Magnetismo
9
1.1.1 Imanes Naturales
9
1.1.2 Relación entre los Fenómenos Eléctricos y magnéticos
9
1.1.3 Punto de Vista Adoptado
10
1.2
10
Definición de Campo Magnético
1.2.1 Líneas de Campo Magnético
10
1.3
Ley de Gauss del Magnetismo
12
1.4
Campo Magnético Creado por un Elemento de Corriente. Ley de Biot y Savart 12
1.5
Campo Creado por una Corriente en un Conductor Recto
13
1.6
Ley de Ampere
15
1.6.2 Circulación del Campo Magnético a lo Largo de una Línea Arbitraria que
Rodea al Conductor
1.6.3 Campo Producido por una Espira en su Eje
16
19
Capitulo 2
2.1
La Magnetoterapia
2.1.1 Utilidades terapéuticas
2.2
21
21
El Biomagnetismo y los efectos de los campos magnéticos
en los seres vivos
2.2.1 Delimitacion y Metodología
22
22
2.2.2 Estructura biológica y su entorno Electromagnético Natural y artificial.
a)
Bioelectricidad como expresión de la materia viviente
b)
El espectro electromagnético y la caracterización de los
c)
2.3
23
23
Campos magnéticos de origen eléctrico, natural y artificial
24
Líneas de alta tensión y efectos ambientales
25
Campos magnéticos en la salud
26
2.3.1 Bioquímica y campos magnéticos
27
2.3.2 Efectos Colaterales
29
2.3.3 Tiempo y frecuencia de aplicación
29
2.3.4 Tratamientos más comunes
30
Capitulo 3
3.1
Efecto Hall
32
3.1.1 Teoría del Efecto Hall
32
3.1.2 Comprendiendo el Efecto Hall
34
3.2
Sensores de Efecto Hall
34
3.2.1 Razón para usar el Efecto Hall
35
3.2.2 Características del Sensor lineal de Efecto Hall
35
3.2.3 Calibración lineal
37
3.2.4 Medición de la Corriente
38
3.2.5 Medición de alta Corriente
38
3.2.6 Medición de Campo Magnético Usando un Espiral
39
3.2.7 Rango Máximo usando un Toroide
39
3.2.8 Aplicación del Sensor Lineal Usando Imanes Permanentes
40
a)
3.3
Medicion de frente (Imán sencillo)
40
Técnica de censado de la corriente con el IC A3516 (ALLEGRO)
41
a)
Induciendo un Campo Magnético
43
b)
Sensibilidad del Sensor
44
c)
Linealidad y simetría
44
d)
Rangos de Corriente Lineal
45
e)
Polarizando el Ics Lineal de Efecto Hall
45
f)
3.4
Voltaje de Salida
Manejo de una Pantalla de Cristal Liquido (LCD)
46
47
3.4.1 Adaptación de una LCD
47
3.4.2 Conexión de 8 Bits
49
3.4.3 Habilitación de la LCD
50
3.4.4 Selección de Modo (Carácter/comando)
50
3.4.5 Lectura escritura de la LCD
50
3.5
51
Microcontrolador CMOS de 8 bits
3.5.1 Organización de la Memoria
53
a)
Dato de Organización de Memoria
53
b)
PCL y PCLACH
54
c)
GOTO Computado
54
d)
Almacenamiento
54
3.5.2 Puertos de entrada y Salida
54
a)
Puerto A y el Registro TRISA
55
b)
Puerto B y el Registro TRISB
55
c)
Puerto C y el Registro TRISC
56
d)
Puerto D y el Registro TRISD
57
e)
Puerto E y el Registro TRISE
57
f)
Puerto Paralelo esclavo
58
g)
Convertidor A/D
59
3.5.3 Especificaciones para la programación de memoria EEPROM
61
a)
Requerimientos del Hardware
61
b)
Modo de programación
61
Capitulo 4
4.1
Diagrama de Bloques del Sistema
62
a) Características de la Bobina (Mediciones Teóricas y Prácticas)
b) Características de los Imanes
4.2
Diagramas Eléctricos de Una Fuente de Voltaje a 5 V y del Medidor
63
de Campo Magnético
64
4.3
Construcción del Circuito Eléctrico en Protoboard
67
4.4
Elaboración del Programa del PIC16F877
68
4.5
Elaboración del Programa para Graficar las Señales del Campo
Magnético y de
la Temperatura en Labview
68
4.6
Montaje en Circuito Impreso y en Caja
69
4.7
Pruebas de Medición del Campo magnético y Temperatura
72
a)
Imán Permanente
72
b)
Campo Electromagnético
76
c)
Temperatura
79
4.8
Resultados y Aplicaciones del Medidor de Campo Magnético
80
a)
Determinación Teórica del Campo Magnético en la Bobina
80
b)
Medición de la Corriente Alterna en la Bobina.
80
c)
Caracterización de la Bobina, Comportamiento del Campo
Magnético al Variar la Distancia
d)
d)
81
Variación de la Temperatura en la Bobina con Respecto
al Tiempo
84
Resultado de Mediciones Graficadas en Labview
86
4.9
Características Particulares del Medidor de Campo Magnético
4.10
Aplicación de la Bobina Generadora de Campos Electromagnéticos en Terapias 89
4.11
Experiencia Médica
Conclusiones
Bibliografía
88
91
93
94
Introducción
Las ondas que transportan información de la radio, la televisión, las microondas, las
ondas infrarrojos, la luz visible, la luz ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma, son
variaciones del mismo proceso básico en la que
Maxwell describe este comportamiento por
medio de sus ecuaciones, todas pertenecen a la familia de las Ondas Electromagnéticas.
El conocimiento de los efectos del magnetismo sobre el cuerpo humano, viene desde la
antigüedad. Las primeras observaciones sobre el tema fueron efectuadas por Hipócrates,
Pedanius, Dioscórides y posteriormente a lo largo de la Historia, por múltiples observadores del
funcionamiento del cuerpo humano.