चुम्बक कैसे काम करते हैं?

चुम्बक कैसे काम करते हैं?

चुंबक आकर्षक वस्तुएं हैं जिन्होंने सदियों से मानव कल्पना पर कब्जा कर रखा है।प्राचीन यूनानियों से लेकर आधुनिक वैज्ञानिकों तक, लोग चुम्बकों के काम करने के तरीके और उनके कई अनुप्रयोगों से आकर्षित हुए हैं।स्थायी चुम्बक एक प्रकार के चुम्बक होते हैं जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में न होने पर भी अपने चुंबकीय गुणों को बरकरार रखते हैं। हम स्थायी चुम्बकों और चुंबकीय क्षेत्रों के पीछे के विज्ञान का पता लगाएंगे, जिसमें उनकी संरचना, गुण और अनुप्रयोग शामिल हैं।

धारा 1: चुंबकत्व क्या है?

चुंबकत्व कुछ सामग्रियों की भौतिक संपत्ति को संदर्भित करता है जो उन्हें चुंबकीय क्षेत्र के साथ अन्य सामग्रियों को आकर्षित या विकर्षित करने की अनुमति देता है।इन सामग्रियों को चुंबकीय कहा जाता है या इनमें चुंबकीय गुण होते हैं।

चुंबकीय सामग्री को चुंबकीय डोमेन की उपस्थिति की विशेषता होती है, जो सूक्ष्म क्षेत्र होते हैं जिनमें व्यक्तिगत परमाणुओं के चुंबकीय क्षेत्र संरेखित होते हैं।जब ये डोमेन ठीक से संरेखित होते हैं, तो वे एक स्थूल चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं जिसे सामग्री के बाहर पता लगाया जा सकता है।

चुंबक

चुंबकीय पदार्थों को दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है: लौहचुंबकीय और अनुचुंबकीय।लौहचुंबकीय पदार्थ अत्यधिक चुंबकीय होते हैं, और इसमें लोहा, निकल और कोबाल्ट शामिल हैं।वे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में भी अपने चुंबकीय गुणों को बनाए रखने में सक्षम हैं।दूसरी ओर, पैरामैग्नेटिक सामग्री कमजोर रूप से चुंबकीय होती है और इसमें एल्यूमीनियम और प्लैटिनम जैसी सामग्री शामिल होती है।बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आने पर ही वे चुंबकीय गुण प्रदर्शित करते हैं।

विद्युत मोटर, जनरेटर और ट्रांसफार्मर सहित हमारे दैनिक जीवन में चुंबकत्व के कई व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं।चुंबकीय सामग्री का उपयोग हार्ड ड्राइव जैसे डेटा भंडारण उपकरणों और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) जैसी चिकित्सा इमेजिंग प्रौद्योगिकियों में भी किया जाता है।

धारा 2: चुंबकीय क्षेत्र

चुंबकीय क्षेत्र

चुंबकीय क्षेत्र चुंबकत्व का एक मूलभूत पहलू है और चुंबक या करंट ले जाने वाले तार के आसपास के क्षेत्र का वर्णन करता है जहां चुंबकीय बल का पता लगाया जा सकता है।ये क्षेत्र अदृश्य हैं, लेकिन इनका प्रभाव चुंबकीय पदार्थों की गति या चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों के बीच परस्पर क्रिया के माध्यम से देखा जा सकता है।

चुंबकीय क्षेत्र विद्युत आवेशों की गति से निर्मित होते हैं, जैसे किसी तार में इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह या किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों का घूमना।चुंबकीय क्षेत्र की दिशा और शक्ति इन आवेशों के अभिविन्यास और गति से निर्धारित होती है।उदाहरण के लिए, एक बार चुंबक में, चुंबकीय क्षेत्र ध्रुवों पर सबसे मजबूत और केंद्र पर सबसे कमजोर होता है, और क्षेत्र की दिशा उत्तरी ध्रुव से दक्षिणी ध्रुव तक होती है।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत आमतौर पर टेस्ला (टी) या गॉस (जी) की इकाइयों में मापी जाती है, और क्षेत्र की दिशा को दाहिने हाथ के नियम का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है, जो बताता है कि यदि दाहिने हाथ का अंगूठा अंदर की ओर इंगित करता है धारा की दिशा, फिर उंगलियां चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में मुड़ेंगी।

चुंबकीय क्षेत्रों में कई व्यावहारिक अनुप्रयोग होते हैं, जिनमें मोटर और जनरेटर, चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) मशीनें और हार्ड ड्राइव जैसे डेटा भंडारण उपकरण शामिल हैं।इनका उपयोग विभिन्न वैज्ञानिक और इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में भी किया जाता है, जैसे कि कण त्वरक और चुंबकीय उत्तोलन ट्रेनों में।

विद्युत चुंबकत्व, क्वांटम यांत्रिकी और सामग्री विज्ञान सहित अध्ययन के कई क्षेत्रों के लिए चुंबकीय क्षेत्रों के व्यवहार और गुणों को समझना आवश्यक है।

धारा 3: स्थायी चुम्बकों की संरचना

एक स्थायी चुंबक, जिसे "स्थायी चुंबकीय सामग्री" या "स्थायी चुंबक सामग्री" के रूप में भी जाना जाता है, आमतौर पर लौहचुंबकीय या लौहचुंबकीय सामग्रियों के संयोजन से बना होता है।इन सामग्रियों को चुंबकीय क्षेत्र को बनाए रखने की उनकी क्षमता के लिए चुना जाता है, जिससे वे समय के साथ लगातार चुंबकीय प्रभाव पैदा कर सकें।

स्थायी चुम्बकों में उपयोग की जाने वाली सबसे आम लौहचुंबकीय सामग्री लोहा, निकल और कोबाल्ट हैं, जिन्हें उनके चुंबकीय गुणों को बेहतर बनाने के लिए अन्य तत्वों के साथ मिश्रित किया जा सकता है।उदाहरण के लिए, नियोडिमियम मैग्नेट एक प्रकार के दुर्लभ-पृथ्वी चुंबक हैं जो नियोडिमियम, लोहा और बोरॉन से बने होते हैं, जबकि समैरियम कोबाल्ट मैग्नेट समैरियम, कोबाल्ट, लोहा और तांबे से बने होते हैं।

स्थायी चुम्बकों की संरचना उन कारकों से भी प्रभावित हो सकती है जैसे तापमान जिस पर उनका उपयोग किया जाएगा, चुंबकीय क्षेत्र की वांछित शक्ति और दिशा और इच्छित अनुप्रयोग।उदाहरण के लिए, कुछ चुम्बकों को उच्च तापमान का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, जबकि अन्य को एक विशिष्ट दिशा में एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है।

अपनी प्राथमिक चुंबकीय सामग्रियों के अलावा, स्थायी चुंबकों में जंग या क्षति को रोकने के लिए कोटिंग्स या सुरक्षात्मक परतें भी शामिल हो सकती हैं, साथ ही विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए विशिष्ट आकार और आकार बनाने के लिए आकार देने और मशीनिंग भी शामिल हो सकती है।

धारा 4: स्थायी चुम्बकों के प्रकार

स्थायी चुम्बकों को उनकी संरचना, चुंबकीय गुणों और विनिर्माण प्रक्रिया के आधार पर कई प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है।यहां स्थायी चुम्बकों के कुछ सामान्य प्रकार दिए गए हैं:

1.नियोडिमियम चुंबक: ये दुर्लभ पृथ्वी चुंबक नियोडिमियम, लौह और बोरान से बने होते हैं, और उपलब्ध स्थायी चुंबकों में सबसे मजबूत प्रकार के होते हैं।इनमें उच्च चुंबकीय ऊर्जा होती है और इसका उपयोग मोटर, जनरेटर और चिकित्सा उपकरण सहित विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जा सकता है।
2.सैमरियम कोबाल्ट मैग्नेट: ये दुर्लभ पृथ्वी चुंबक समैरियम, कोबाल्ट, लोहा और तांबे से बने होते हैं, और अपने उच्च तापमान स्थिरता और संक्षारण प्रतिरोध के लिए जाने जाते हैं।इनका उपयोग एयरोस्पेस और रक्षा जैसे अनुप्रयोगों और उच्च-प्रदर्शन वाले मोटर्स और जनरेटर में किया जाता है।
3.फेराइट मैग्नेट: जिसे सिरेमिक मैग्नेट के रूप में भी जाना जाता है, फेराइट मैग्नेट आयरन ऑक्साइड के साथ मिश्रित सिरेमिक सामग्री से बने होते हैं।उनमें दुर्लभ पृथ्वी चुम्बकों की तुलना में कम चुंबकीय ऊर्जा होती है, लेकिन वे अधिक किफायती होते हैं और स्पीकर, मोटर और रेफ्रिजरेटर मैग्नेट जैसे अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।
4.एल्निको मैग्नेट: ये मैग्नेट एल्यूमीनियम, निकल और कोबाल्ट से बने होते हैं, और अपनी उच्च चुंबकीय शक्ति और तापमान स्थिरता के लिए जाने जाते हैं।इनका उपयोग अक्सर सेंसर, मीटर और इलेक्ट्रिक मोटर जैसे औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है।
5.बंधित चुंबक: ये चुंबक चुंबकीय पाउडर को बाइंडर के साथ मिलाकर बनाए जाते हैं, और इन्हें जटिल आकार और आकार में निर्मित किया जा सकता है।इनका उपयोग अक्सर सेंसर, ऑटोमोटिव घटकों और चिकित्सा उपकरण जैसे अनुप्रयोगों में किया जाता है।

स्थायी चुंबक प्रकार का चुनाव विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं पर निर्भर करता है, जिसमें आवश्यक चुंबकीय शक्ति, तापमान स्थिरता, लागत और विनिर्माण बाधाएं शामिल हैं।

D50 नियोडिमियम चुंबक (7)
सटीक सूक्ष्म मिनी बेलनाकार दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक
सर्कल सर्कुलर हार्ड सिन्जेड फेराइट मैग्नेट
चुंबकीय पृथक्करण के लिए अलनिको चैनल मैग्नेट
इंजेक्शन बंधुआ फेराइट चुंबक

धारा 5: चुंबक कैसे काम करते हैं?

चुंबक एक चुंबकीय क्षेत्र बनाकर काम करते हैं जो अन्य चुंबकीय सामग्रियों या विद्युत धाराओं के साथ संपर्क करता है।चुंबकीय क्षेत्र सामग्री में चुंबकीय क्षणों के संरेखण द्वारा निर्मित होता है, जो सूक्ष्म उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव होते हैं जो चुंबकीय बल उत्पन्न करते हैं।

एक स्थायी चुंबक में, जैसे बार चुंबक में, चुंबकीय क्षण एक विशिष्ट दिशा में संरेखित होते हैं, इसलिए चुंबकीय क्षेत्र ध्रुवों पर सबसे मजबूत और केंद्र में सबसे कमजोर होता है।जब किसी चुंबकीय सामग्री के पास रखा जाता है, तो चुंबकीय क्षेत्र उस पर एक बल लगाता है, जो चुंबकीय क्षणों के अभिविन्यास के आधार पर या तो उसे आकर्षित करता है या प्रतिकर्षित करता है।

एक विद्युत चुम्बक में, चुंबकीय क्षेत्र तार की कुंडली के माध्यम से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा द्वारा निर्मित होता है।विद्युत धारा एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है जो धारा प्रवाह की दिशा के लंबवत होती है, और कुंडली के माध्यम से बहने वाली धारा की मात्रा को समायोजित करके चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को नियंत्रित किया जा सकता है।इलेक्ट्रोमैग्नेट का व्यापक रूप से मोटर, स्पीकर और जनरेटर जैसे अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।

चुंबकीय क्षेत्र और विद्युत धाराओं के बीच परस्पर क्रिया जनरेटर, ट्रांसफार्मर और इलेक्ट्रिक मोटर सहित कई तकनीकी अनुप्रयोगों का आधार भी है।उदाहरण के लिए, जनरेटर में, तार की कुंडली के पास चुंबक के घूमने से तार में विद्युत धारा उत्पन्न होती है, जिसका उपयोग विद्युत शक्ति उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।एक विद्युत मोटर में, मोटर के चुंबकीय क्षेत्र और तार के कुंडल के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा के बीच परस्पर क्रिया एक टॉर्क बनाती है जो मोटर के घूर्णन को संचालित करती है।

हेलबेक

इस विशेषता के अनुसार, हम काम के दौरान एक विशेष क्षेत्र में चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को बढ़ाने के लिए स्प्लिसिंग के लिए एक विशेष चुंबकीय ध्रुव व्यवस्था डिजाइन कर सकते हैं, जैसे कि हैल्बेक


पोस्ट समय: मार्च-24-2023