मैग्नेट पर अवलोकन | यह 2 महत्वपूर्ण प्रकार है | स्थायी और विद्युत चुंबक

विषय-सूची

  • मैग्नेट का इतिहास
  • चुंबकीय सामग्री के प्रकार
  • Diamagnetic सामग्री
  • पैरामैग्नेटिक सामग्री
  • फेरोमैग्नेटिक सामग्री
  • चुंबक के प्रकार
  • हार्ड मैग्नेट और सॉफ्ट मैग्नेट
  • स्थायी चुंबक और विद्युत चुंबक
  • इलेक्ट्रोमैग्नेट्स के अनुप्रयोग

मैग्नेट का इतिहास

पहले लॉस्टस्टोन (या मैग्नेटाइट) से, लोगों को मैग्नेट के काम करने के बारे में एक विचार मिला, जो कि प्रकृति में पाए जाने वाले लौह अयस्क के चुंबकीय टुकड़े हैं। चुंबक शब्द ग्रीक से आया है, "मैग्नेशिया" नामक भूमि से, प्राचीन ग्रीस का एक हिस्सा जहां लॉस्टस्टोन पाए गए थे। 12 वीं शताब्दी ईस्वी के अंत तक, मैग्नेट का उपयोग किया गया था और चुंबकीय कम्पास दुनिया के विभिन्न हिस्सों जैसे चीन, यूरोप आदि में नेविगेशन में बनाया और उपयोग किया गया था।

एक स्वाभाविक रूप से होने वाला स्थायी चुंबक: लॉज़स्टोन (काला)
छवि क्रेडिट: TeraVolt (बात), लॉडस्टोन (काला)सीसी द्वारा 3.0

मूल रूप से, मैग्नेट ऐसी सामग्री है जो चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करती है। भौतिकविदों क्यूरी और फैराडे ने देखा कि लगभग सभी सामग्रियों में कुछ चुंबकीय गुण होते हैं और उनके चुंबकीय व्यवहार के अनुसार उन्हें तीन श्रेणियों में विभाजित किया गया है:

  • Diamagnetic सामग्री
  • पैरामैग्नेटिक सामग्री
  • फेरोमैग्नेटिक सामग्री

चुंबक के प्रकार:

कठिन चुंबकीय सामग्री: 

हार्ड मैग्नेट आम तौर पर फेरोमैग्नेटिक मटेरियल होते हैं जो काफी लंबे समय तक मैग्नेटाइजेशन को बनाए रखने की क्षमता रखते हैं, यानी मटीरियल में हाई रेटेंटिविटी होनी चाहिए।

हार्ड मैग्नेट का उच्च स्तर भी होना चाहिए जबरदस्ती, अर्थात् बाहरी चुंबकीय क्षेत्र का केवल एक बड़ा परिमाण सामग्री द्वारा बनाए रखा अवशिष्ट चुंबकत्व को खत्म करने में सक्षम होना चाहिए।

कठिन चुंबकीय सामग्री के कुछ उदाहरण हैं Alnico (लोहा, कोबाल्ट, एल्युमिनियम, निकेल और कॉपर के संयोजन से बना एक मिश्र धातु) और लॉस्टस्टोन (एक स्वाभाविक रूप से होने वाली धातु)।

हार्ड मैग्नेट के लिए हिस्टैरिसीस लूप

नरम चुंबकीय सामग्री: 

शीतल चुम्बक भी फेरोमैग्नेटिक मटेरियल होते हैं जो बाहरी चुम्बकीय क्षेत्र से बाहर निकलने तक अपने चुम्बकत्व को बनाए रख सकते हैं, यानी इनमें कम पश्चाताप होता है। उनके पास ज़बरदस्ती की एक कम डिग्री भी होती है, अर्थात उनका बनाए रखा हुआ चुम्बकत्व (हालाँकि बहुत कम होना) बहुत आसानी से समाप्त किया जा सकता है।

इसलिए, वे आसानी से चुंबकित और विघटित हो सकते हैं।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक बनाने के लिए इस तरह की सामग्रियों (सॉफ्ट मैग्नेट) का इस्तेमाल किया जा रहा है क्योंकि इलेक्ट्रोमैग्नेटिक मैटेरियल में कम रेटेंटिविटी और साथ ही कम कॉर्सेटिविटी भी होनी चाहिए। नरम लोहा एक नरम फेरोमैग्नेट के रूप में एक उपयुक्त सामग्री है।

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शीतल चुंबक के लिए हिस्टैरिसीस लूप

दो प्रकार के चुंबक: स्थायी चुंबक और विद्युत चुंबक

स्थायी मैग्नेट:

मैग्नेट
स्थायी मैग्नेट

सामग्री जो सामान्य कमरे के तापमान पर लंबे समय तक अपने फेरोमैग्नेटिक गुणों को बनाए रख सकती है, उन्हें स्थायी मैग्नेट के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

एक उच्च डिग्री रेटेन्सेटिविटी (चुंबक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में अपने चुंबकत्व को बनाए रख सकता है) और एक उच्च डिग्री की ज़बरदस्ती (बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा चुंबकीय संपत्ति का सफाया नहीं किया जाता है) एक स्थायी चुंबक होना आवश्यक है।

स्थायी मैग्नेट भी यांत्रिक तनाव और तापमान परिवर्तन के लिए प्रतिरोधी होना चाहिए। 

जैसा कि पहले कहा गया है, एक बदलते विद्युत क्षेत्र द्वारा एक चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन किया जाता है। इसलिए यह सिद्धांतित है कि स्थायी चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र सामग्री के परमाणुओं के भीतर एक विशेष दिशा में इलेक्ट्रॉनों की एकसमान स्पिन का परिणाम है क्योंकि गति में विद्युत आवेश एक बदलते विद्युत क्षेत्र का उत्पादन करता है। किसी पदार्थ के परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों की एक समान कताई मूल रूप से परमाणु संरचना और सामग्री के इलेक्ट्रॉनिक अभिविन्यास के कारण होती है। इसलिए, केवल कुछ प्रकार के पदार्थों में चुंबकीय क्षेत्र को स्थायी रूप से बनाए रखने या बनाए रखने की क्षमता होती है।

लॉडस्टोन, अल्निको, जैसा कि हार्ड मैग्नेट में वर्णित है, स्थायी चुंबक का एक उदाहरण हो सकता है। हमारे विचार-विमर्श से यह अनुमान लगाया जा सकता है कि स्टील लोहे की तुलना में स्थायी चुंबक के निर्माण के लिए अधिक उपयुक्त है क्योंकि स्टील में लोहे की तुलना में बहुत अधिक मूल्य है, हालांकि लोहे में स्टील की तुलना में थोड़ी अधिक मात्रा है। स्थायी चुंबक के निर्माण के लिए बहुत सारे मूल्यों के साथ मिश्रधातुओं और ज़बरदस्ती के मिश्र धातुओं का विकास किया गया है। इस तरह के एक मिश्र धातु को बहुत ही उच्च कोटि के मूल्य के साथ रखा जाता है, जिसका नाम मुखर रूप से रखा गया है (वैनेडियम, लोहा और कोबाल्ट से बना मिश्र धातु)।

विद्युत चुम्बकों

विद्युत चुंबक आम तौर पर एक कॉइल में एक तार द्वारा एक सामग्री (आमतौर पर फेरोमैग्नेटिक सामग्री) को घुमावदार करके और तारों को एक चर बिजली आपूर्ति से जोड़कर निर्मित होते हैं (जैसे कि तारों में वर्तमान विविध हो सकता है)।

एक इलेक्ट्रोमैग्नेट

इलेक्ट्रोमैग्नेट कैसे काम करता है?

जब तारों के माध्यम से एक धारा प्रवाहित होती है, तो प्रत्येक अलग-अलग कॉइल लूप्स द्वारा निर्मित चुंबकीय क्षेत्र को पड़ोसी छोरों के चुंबकीय क्षेत्र के साथ सम्‍मिलित किया जाता है, और कुल मिलाकर यह अलग उत्तरी ध्रुव और दक्षिणी ध्रुव के साथ एक मजबूत बार चुंबक के रूप में काम करता है।

अपने अलग उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव के साथ यह परिणामी बार चुंबक किसी भी स्थायी बार चुंबक की तुलना में बहुत अधिक मजबूत होता है जिसे चुंबकित किया जा सकता है और इच्छानुसार डिग्नेटाइज किया जा सकता है, अर्थात यह केवल जरूरत पड़ने पर चुंबक के रूप में व्यवहार कर सकता है।

कोर के रूप में उपयोग की जाने वाली सामग्री में उच्च पारगम्यता, कम प्रतिसादिता और कम समरूपता होनी चाहिए। एक विद्युत चुंबक में, चुंबकीय क्षेत्र और फ्लक्स घनत्व आसानी से वाइंडिंग्स में वर्तमान के अनुसार विविध हो सकता है। इलेक्ट्रोमैग्नेट की इस संपत्ति का व्यापक रूप से विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, लेकिन स्थायी चुंबक के विपरीत, इसे काम करने के लिए एक विद्युत आपूर्ति की आवश्यकता होती है और साथ ही इलेक्ट्रोमैग्नेट के लिए, कोर के मैग्नेटाइजेशन और डीमैगनेटाइजेशन में कुछ ऊर्जा की हानि होती है, जैसा कि पहले अध्ययन के रूप में है। हिस्टैरिसीस लूप।

उत्तरी ध्रुव और दक्षिणी ध्रुव का निर्माण जब प्रवाह के माध्यम से प्रवाह होता है, तो छोरों में वर्तमान प्रवाह की दिशा पर निर्भर करता है। उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव का निर्माण कहाँ किया जाएगा इसका अनुमान नीचे दिखाए गए चित्र से लगाया जा सकता है।

कुंडल में करंट की दिशा के अनुसार उत्तर-दक्षिणी ध्रुव

कारक जिन पर इलेक्ट्रोमैग्नेट की ताकत निर्भर करती है

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत या चुंबकीय प्रवाह घनत्व पर निर्भर करता है घुमावदार के माध्यम से बहने वाली वर्तमान की मात्रा और भी कुंडल में घुमावों की संख्या। विशेष रूप से, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत सीधे उन दोनों के लिए आनुपातिक होती है, जो मैग्नेटोमोटिव बल की अभिव्यक्ति से प्रासंगिक है, जो इस प्रकार है:

मैग्नेटो-मकसद बल (MMF) = IXN 

जहां  घुमावदार के माध्यम से बहने वाला वर्तमान है और N, घुमावों की संख्या है।

एक और शर्त जिस पर एक इलेक्ट्रोमैग्नेट की चुंबकीय शक्ति निर्भर करती है जो कोर के रूप में उपयोग की जाने वाली सामग्री है। आमतौर पर, कोर फेरोमैग्नेटिक मैटेरियल से बना होता है, जिसमें उच्च स्तर की पारगम्यता होती है (आसानी से माप जिससे एक मैग्नेटाइजिंग फील्ड किसी दिए गए मटेरियल में प्रवेश या परमीट कर सकता है)। यदि हम लकड़ी, प्लास्टिक आदि किसी भी गैर-चुंबकीय सामग्री का उपयोग करते हैं, तो यह माना जा सकता है कि कोर मुक्त स्थान से बना है क्योंकि ऐसी सामग्री की पारगम्यता बहुत कम है और इसलिए, चुंबकीय प्रवाह घनत्व नगण्य होगा।

इलेक्ट्रोमैग्नेट का अनुप्रयोग
छवि क्रेडिट: एंटेनामैक्सAGEM5520सीसी द्वारा एसए 3.0

इलेक्ट्रोमैग्नेट्स के अनुप्रयोग

  • विद्युत उपकरणों में बड़े पैमाने पर विद्युत उपकरणों का उपयोग किया जाता है जैसे कि बिजली की घंटी, इंडक्शन हीटर, बिजली के पंखे, टेलीग्राफ, इलेक्ट्रिक ट्रेन, इलेक्ट्रिक मोटर-जनरेटर आदि।
  • मैग्लेव ट्रेनों में इनका उपयोग चुंबकीय उत्तोलन के लिए किया जाता है।
  • उनका उपयोग हेडफ़ोन, स्पीकर, टेप रिकॉर्डर और यहां तक ​​कि हमारे कंप्यूटर के हार्ड डिस्क में भी किया जाता है।
  • उनका उपयोग रिले के रूप में और बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रोमीटर और यहां तक ​​कि कण त्वरक में उपकरण के रूप में किया जाता है।
  • यहां तक ​​कि उनका उपयोग चिकित्सा उद्देश्यों में भी किया जाता है जैसे कि घावों से लोहे के टुकड़े निकालने के लिए और एमआरआई (चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग) मशीनों में भी। 

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अमृत ​​शॉ के बारे में

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