Champ magnétique et réplique IRM

[MaxIRM]

Bonjour,
Je suis étudiant manipulateur en électroradiologie médical.
J'ai comme projet pour les 33èmes journées francophones d'IRM de créer une réplique d'IRM miniature pour sensibiliser aux dangers des champs magnétiques.
L'objectif étant de tester la ferromagnéticité de petits objets sur la réplique d'IRM.
J'avais comme objectif d'essayer de créer mon champ magnétique grâce à un aimant résistif (bobinage de cuivre), pour rajouter un côté ludique au projet.
J'ai très peur de l'échauffement du bobinage de cuivre, j'ai peur aussi que mon champ magnétique soit trop faible pour attirer le moindre petit objet.
J'ai vu que pour éviter l'échauffement des bobines de cuivre il était utilisé un interrupteur de type Morse, je trouve l'idée séduisante.
J'aimerais avoir des conseils avant de me lancer, pour quel type de fil de cuivre utiliser, quel type de générateur utiliser.
Je suis ouvert à toute critique, conseil ou idée !

Merci d'avance !
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[penthode]

les champs magnétiques étant infiniment moins dangereux ( si ils le sont) que les rayon X

je trouve cette démarche curieuse.

[MaxIRM]

Les dangers des champs magnétiques que j'évoque ne sont pas des dangers biologique comme avec les rayons X mais bien des risques de projection d'objets ferromagnétiques (clamp, éclat métallique intraorbitaire) l'intérêt du projet et de montrer que certains objets dont on ne se méfie pas risque d'être projeté lorsque l'on rentre dans une salle d'IRM.

[Deedee81]

Salut,

EDIT on s'est croisé

Il parle d'objets ferromagnétique. C'est clair qu'entrer dans dans IRM avec du fer dans ou hors du corps est dangereux. Je pense que c'est ça qu'il veut illustrer.
On trouve pas mal de site expliquant comment fabriquer un tel électro-aimant, mais je ne connais pas leur fiabilité / sécurité. Je laisse donc les ténors du forum se prononcer

[A voir en vidéo sur Futura]

[nornand]

Bjr, j'ai bien compris le sens de ta maquette , le problème est qu'il faut mettre en oeuvre des courants très important, si tu souhaites te rapproché a minima des effets que peut avoir un générateur IRM sur un objet métallique , et là si tu ne maîtrises pas les bases des valeurs électrique tu risques fort de te blesser par brûlure les puissances a mettre en jeux sont significatives.

Tu peux faire une démo avec des aimants néodyme ils présentent un champ magnétique intense , et statique , tu pourras faire une démo avec de tel aimants .

[mag1]

Bonjour,

Oui, mais pour la démo, le plus efficace sera de voir un petit objet venir se coller sur l'aimant à la fermeture du contact.

J'essayerais de me procurer une bobine de fil émaillé (faut pouvoir récupérer les deux bouts).

La puissance de l'aimant, peut s'exprimer simplement en A x tours. Càd le nombre de tours de la bobine multipliée par de courant circulant dedans.


MM

[Antoane]

Bonjour,

En première approximation (et c'est déjà une bonne approximation), la "puissance" de l'électro-aimant ne dépend que de ses dimensions. Vu autrement : la "puissance" de l'électro-aimant ne dépend que de la masse de cuivre employée (pour un facteur de forme donné). Mettre beaucoup de tours de fil fin ou peu de tours de fils de gros diamètre donnera le même résultat.
Cela se démontre en supposant fixée la section de la fenêtre bobinable et la résistance thermique entre la bobine et l'air.

La géométrie étant fixée, les paramètres permettant de déterminer les caractéristiques du bobinage sont :
- la capacité du bobinage à emmagasiner/dissiper la chaleur produite par la circulation du courant dans la résistance électrique intrinsèque à l'électro-aimant ;
- les caractéristiques de l'alimentation (et en particulier sa tension).
Le premier point limite la "puissance magnétique" de l'électro-aimant, le second permet de définir le diamètre du fil et le nombre de tours.

Si on suppose que l'électro-aimant ne sera pas alimenté longtemps à chaque fois, on peut considérer le fonctionnement comme adiabatique : la question des échanges de chaleurs avec l'extérieur pendant la phase de fonctionnement ne se pose pas. On peut alors chercher à déterminer, en fonction de la durée de fonctionnement voulue et de la capacité thermique du bobinage, la densité max de courant acceptable dans le bobinage. Cela se fait relativement aisément, à condition de connaitre les dimensions du bobinage. A défault, on peut prendre une valeur habituelle de 5 à 10 A/mm² par exemple.

Connaissant la densité de courant acceptable dans le bobinage et la surface de bobinage, on obtient alors (en multipliant les deux valeurs entre elles) le nombre d'ampère.tours de l'électroaimant (ce qui défini sa "puissance magnétique").
Reste alors à déterminer le nombre de tour et la section du fil, ce qui se fait connaissant la tension fournie par l'alimentation :
- d'un côté la tension E appliquée à la résistance du bobinage R_b donne le courant I y circulant :

- tandis que R_b est reliée au nombre de tours N, à la section du fil S_w et aux paramètres géométriques de la bobine (diamètre moyen de la bobine D_m, conductivité du cuivre ) :

- de l'autre côté, on sait que le nombre d'ampère.tours est fixé à une valeur F=N I.

Alors :

La seule inconnue dans cette équation étant S_w, on peut ainsi choisir la section du fil, donc son diamètre, et par suite le nombre de tour (connaissant la surface de la fenêtre bobinable).