चुम्बकीय भेद्यता। पदार्थों के चुंबकीय गुण

चुंबकीय क्षण मुख्य वेक्टर मात्रा है जो किसी पदार्थ के चुंबकीय गुणों की विशेषता है। चूँकि चुम्बकत्व का स्रोत एक बंद धारा है, चुम्बकीय आघूर्ण का मान एमवर्तमान ताकत के उत्पाद के रूप में परिभाषित किया गया है मैंवर्तमान सर्किट द्वारा कवर किए गए क्षेत्र के लिए एस:

एम = आई × एसए × एम 2 .

परमाणुओं और अणुओं के इलेक्ट्रॉन गोले में चुंबकीय क्षण होते हैं। इलेक्ट्रॉनों और अन्य प्राथमिक कणों में एक स्पिन चुंबकीय क्षण होता है जो उनके स्वयं के यांत्रिक क्षण - स्पिन के अस्तित्व से निर्धारित होता है। एक इलेक्ट्रॉन के स्पिन चुंबकीय क्षण को एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में इस तरह से उन्मुख किया जा सकता है कि चुंबकीय क्षेत्र वेक्टर की दिशा में पल के केवल दो समान और विपरीत दिशा में अनुमान संभव हैं, के बराबर बोहर मैग्नेटन- 9.274 × 10 -24 ए × एम 2।

1. किसी पदार्थ के "चुम्बकत्व" की अवधारणा को परिभाषित करें।

चुम्बकत्व - जे-पदार्थ का प्रति इकाई आयतन कुल चुंबकीय क्षण है:

1. "चुंबकीय संवेदनशीलता" शब्द को परिभाषित करें।

किसी पदार्थ की चुंबकीय संवेदनशीलता, ए वीप्रति इकाई आयतन में चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति के लिए किसी पदार्थ के चुंबकत्व का अनुपात:

אवी =,आयाम रहित मात्रा।

विशिष्ट चुंबकीय संवेदनशीलता, ए – किसी पदार्थ के घनत्व के लिए चुंबकीय संवेदनशीलता का अनुपात, अर्थात। प्रति यूनिट द्रव्यमान में चुंबकीय संवेदनशीलता, मीटर 3 / किग्रा में मापा जाता है।

1. "चुंबकीय पारगम्यता" शब्द को परिभाषित करें।

चुम्बकीय भेद्यता, μ – यह एक भौतिक मात्रा है जो चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आने पर चुंबकीय प्रेरण में परिवर्तन की विशेषता है . आइसोट्रोपिक मीडिया के लिए, चुंबकीय पारगम्यता माध्यम में प्रेरण के अनुपात के बराबर होती है परबाहरी चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के लिए एचऔर चुंबकीय स्थिरांक के लिए μ 0 :

चुंबकीय पारगम्यता एक आयाम रहित मात्रा है। किसी विशेष माध्यम के लिए इसका मान उसी माध्यम की चुंबकीय संवेदनशीलता से 1 अधिक है:

μ = אवी+1,चूँकि B \u003d μ 0 (H + J)।

1. चुंबकीय गुणों के अनुसार पदार्थों का वर्गीकरण दीजिए।

चुंबकीय संरचना और चुंबकीय पारगम्यता (संवेदनशीलता) के मूल्य के अनुसार, सामग्रियों को इसमें विभाजित किया गया है:

Diamagnets μ< 1 (सामग्री चुंबकीय क्षेत्र का "प्रतिरोध" करती है);

पैरामैग्नेट्स μ > 1(सामग्री कमजोर रूप से चुंबकीय क्षेत्र को मानती है);

फेरोमैग्नेट्स μ >> 1(सामग्री में चुंबकीय क्षेत्र प्रवर्धित है);

फेरिमैग्नेट्स μ >> 1(सामग्री में चुंबकीय क्षेत्र बढ़ता है, लेकिन सामग्री की चुंबकीय संरचना फेरोमैग्नेट की संरचना से भिन्न होती है);

एंटीफेरोमैग्नेट्स μ ≈ 1(सामग्री चुंबकीय क्षेत्र में कमजोर प्रतिक्रिया करती है, हालांकि चुंबकीय संरचना फेरिमैग्नेट्स के समान होती है)।

1. प्रतिचुम्बकत्व की प्रकृति का वर्णन कीजिए।

प्रतिचुम्बकत्व किसी पदार्थ का वह गुण है जो उस पर कार्य करने वाले बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में चुम्बकित होता है (विद्युतचुंबकीय प्रेरण के नियम और लेंज़ के नियम के अनुसार)। प्रतिचुम्बकत्व सभी पदार्थों की विशेषता है, लेकिन अपने "शुद्ध रूप" में यह स्वयं को प्रतिचुंबक में प्रकट करता है। प्रतिचुम्बक ऐसे पदार्थ होते हैं जिनके अणुओं का अपना चुंबकीय आघूर्ण नहीं होता (उनका कुल चुंबकीय आघूर्ण शून्य होता है), इसलिए प्रतिचुंबकत्व के अलावा उनके पास कोई अन्य गुण नहीं होता है। डायमैग्नेट्स के उदाहरण:

हाइड्रोजन, ए = - 2×10 -9 मीटर 3/किग्रा।

जल, ए = - 0.7×10 -9 मीटर 3/किग्रा।

हीरा, ए = - 0.5×10 -9 मीटर 3/किग्रा।

ग्रेफाइट, ए = - 3×10 -9 मीटर 3/किग्रा।

ताँबा = - 0.09×10 -9 मीटर 3/किग्रा।

जिंक, ए = - 0.17×10 -9 मीटर 3/किग्रा।

चाँदी = - 0.18×10 -9 मीटर 3 / किग्रा।

गोल्ड, ए = - 0.14×10 -9 मीटर 3 / किग्रा।

43. अनुचुम्बकत्व की प्रकृति का वर्णन कीजिए।

अनुचुंबकत्व पदार्थों का एक गुण है जिसे पैरामैग्नेट कहा जाता है, जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखे जाने पर एक चुंबकीय क्षण प्राप्त कर लेता है जो इस क्षेत्र की दिशा के साथ मेल खाता है। पैरामैग्नेट्स के परमाणुओं और अणुओं, डायमैग्नेट्स के विपरीत, अपने स्वयं के चुंबकीय क्षण होते हैं। एक क्षेत्र की अनुपस्थिति में, इन क्षणों का अभिविन्यास अव्यवस्थित (तापीय गति के कारण) होता है और पदार्थ का कुल चुंबकीय क्षण शून्य होता है। जब एक बाहरी क्षेत्र लागू किया जाता है, तो क्षेत्र की दिशा में कणों के चुंबकीय क्षणों का आंशिक अभिविन्यास होता है, और चुंबकीयकरण J को बाहरी क्षेत्र H: B = μ 0 (H+J) की ताकत में जोड़ा जाता है। पदार्थ में प्रेरण बढ़ाया जाता है। पैरामैग्नेट्स के उदाहरण:

ऑक्सीजन, ए = 108×10 -9 मीटर 3 / किग्रा।

टाइटेनियम = 3×10 -9 मीटर 3/किग्रा।

एल्युमिनियम, ए = 0.6×10 -9 मीटर 3/किग्रा।

प्लेटिनम, ए = 0.97×10 -9 मीटर 3 / किग्रा।

44. लोहचुम्बकत्व की प्रकृति का वर्णन कीजिए।

फेरोमैग्नेटिज्म पदार्थ की एक चुंबकीय रूप से व्यवस्थित अवस्था है, जिसमें एक निश्चित मात्रा में पदार्थ (डोमेन) में परमाणुओं के सभी चुंबकीय क्षण समानांतर होते हैं, जो डोमेन के सहज चुंबकीयकरण का कारण बनता है। चुंबकीय क्रम की उपस्थिति इलेक्ट्रॉनों के आदान-प्रदान के साथ जुड़ी हुई है, जो एक इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रकृति (कूलॉम्ब के नियम) की है। बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में, विभिन्न डोमेन के चुंबकीय क्षणों का अभिविन्यास मनमाना हो सकता है, और विचाराधीन पदार्थ की मात्रा में आमतौर पर कमजोर या शून्य चुंबकत्व हो सकता है। जब एक चुंबकीय क्षेत्र लागू किया जाता है, तो डोमेन के चुंबकीय क्षण क्षेत्र के साथ उन्मुख होते हैं, क्षेत्र की ताकत जितनी अधिक होती है। इस मामले में, फेरोमैग्नेट की चुंबकीय पारगम्यता का मूल्य बदल जाता है और पदार्थ में प्रेरण बढ़ जाता है। फेरोमैग्नेट्स के उदाहरण:

लोहा, निकल, कोबाल्ट, गैडोलिनियम

और आपस में और अन्य धातुओं (Al, Au, Cr, Si, आदि) के बीच इन धातुओं की मिश्रधातुएँ। μ ≈ 100…100000.

45. लौह चुंबकत्व की प्रकृति का वर्णन कीजिए।

फेरिमैग्नेटिज़्म पदार्थ की एक चुंबकीय रूप से व्यवस्थित अवस्था है, जिसमें परमाणुओं या आयनों के चुंबकीय क्षण एक निश्चित मात्रा में पदार्थ (डोमेन) परमाणुओं या आयनों के चुंबकीय उप-वर्गों में कुल चुंबकीय क्षणों के साथ होते हैं जो एक दूसरे के बराबर नहीं होते हैं और प्रतिपक्षी निर्देशित होते हैं। फेरिमैग्नेटिज्म को चुंबकीय रूप से आदेशित राज्य का सबसे सामान्य मामला माना जा सकता है, और फेरोमैग्नेटिज्म को एक सबलेटिस के मामले के रूप में माना जा सकता है। फेरिमैग्नेट्स की संरचना में आवश्यक रूप से फेरोमैग्नेट्स के परमाणु शामिल हैं। फेरिमैग्नेट्स के उदाहरण:

फे 3 ओ 4; एमजीएफई2ओ4; सीयूएफई 2 ओ 4; एमएनएफई 2 ओ 4; एनआईएफई 2 ओ 4; CoFe2O4 …

फेरिमैग्नेट्स की चुंबकीय पारगम्यता फेरोमैग्नेट्स के समान क्रम की है: μ ≈ 100…100000.

46. ​​प्रतिलौह चुंबकत्व की प्रकृति का वर्णन कीजिए।

एंटीफेरोमैग्नेटिज्म एक पदार्थ की एक चुंबकीय रूप से आदेशित स्थिति है, इस तथ्य की विशेषता है कि पदार्थ के पड़ोसी कणों के चुंबकीय क्षण उन्मुख एंटीपैरल हैं, और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में, पदार्थ का कुल चुंबकीयकरण शून्य है। चुंबकीय संरचना के संबंध में एक एंटीफेरोमैग्नेट को फेरिमैग्नेट के एक विशेष मामले के रूप में माना जा सकता है जिसमें सबलेटिस के चुंबकीय क्षण पूर्ण मूल्य और एंटीपैरल में बराबर होते हैं। प्रतिलौह चुम्बकों की चुंबकीय पारगम्यता 1 के करीब होती है। प्रतिलौह चुम्बकों के उदाहरण:

Cr2O3; मैंगनीज; FeSi; फे 2 ओ 3; एनआईओ ……… μ ≈ 1.

47. अतिचालक अवस्था में पदार्थों की चुंबकीय पारगम्यता का मान कितना होता है?

अधिसंक्रमण तापमान से नीचे के अतिचालक आदर्श प्रतिचुंबक होते हैं:

א= - 1; μ = 0.

आकर्षणविद्या

एक चुंबकीय क्षेत्र में सभी पदार्थ चुम्बकित होते हैं (उनमें एक आंतरिक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है)। आंतरिक क्षेत्र के परिमाण और दिशा के आधार पर, पदार्थों को इसमें विभाजित किया गया है:

1) डायमैग्नेट्स,

2) पैरामैग्नेट्स,

3) फेरोमैग्नेट्स।

किसी पदार्थ का चुंबकीयकरण चुंबकीय पारगम्यता की विशेषता है,

पदार्थ में चुंबकीय प्रेरण,

वैक्यूम में चुंबकीय प्रेरण।

किसी भी परमाणु को एक चुंबकीय क्षण द्वारा चित्रित किया जा सकता है .

सर्किट में करंट, - सर्किट का क्षेत्र, - सर्किट की सतह पर सामान्य का वेक्टर।

एक परमाणु का सूक्ष्म प्रवाह नकारात्मक इलेक्ट्रॉनों की कक्षा के साथ और अपनी धुरी के चारों ओर गति के साथ-साथ अपनी धुरी के चारों ओर सकारात्मक नाभिक के घूर्णन द्वारा बनाया जाता है।

1. डायमैग्नेट्स।

जब परमाणुओं में कोई बाहरी क्षेत्र नहीं होता है dimagnetsइलेक्ट्रॉन और नाभिक धाराओं की भरपाई की जाती है। एक परमाणु का कुल सूक्ष्म प्रवाह और उसका चुंबकीय क्षण शून्य के बराबर होता है।

एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में, गैर-शून्य प्राथमिक धाराएं परमाणुओं में प्रेरित (प्रेरित) होती हैं। इस मामले में, परमाणुओं के चुंबकीय क्षण विपरीत दिशा में उन्मुख होते हैं।

एक छोटा सा अपना क्षेत्र बनाया जाता है, जो बाहरी रूप से विपरीत दिशा में निर्देशित होता है और इसे कमजोर करता है।

हीरे में।

इसलिये< , то для диамагнетиков 1.

2. पैरामैग्नेट्स

पर पैरामैग्नेट्सपरमाणुओं के सूक्ष्म प्रवाह और उनके चुंबकीय क्षण शून्य के बराबर नहीं होते हैं।

बाहरी क्षेत्र के बिना, ये माइक्रोक्यूरेंट्स बेतरतीब ढंग से स्थित हैं।

एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में, अनुचुंबकीय परमाणुओं के माइक्रोक्यूरेंट्स क्षेत्र के साथ उन्मुख होते हैं, इसे बढ़ाते हैं।

पैरामैग्नेट में, चुंबकीय प्रेरण = + थोड़ा अधिक होता है।

पैरामैग्नेट्स के लिए, 1. डाया- और पैरामैग्नेट्स के लिए, आप 1 की गिनती कर सकते हैं।

तालिका 1. पैरा- और डायमैग्नेट्स की चुंबकीय पारगम्यता।

पैरामैग्नेट्स का चुंबकीयकरण तापमान पर निर्भर करता है, क्योंकि। परमाणुओं की ऊष्मीय गति माइक्रोक्यूरेंट्स की क्रमबद्ध व्यवस्था को रोकती है।

प्रकृति में अधिकांश पदार्थ पैरामैग्नेटिक हैं।

डाया- और पैरामैग्नेट्स में आंतरिक चुंबकीय क्षेत्र नगण्य है और पदार्थ को बाहरी क्षेत्र से हटा दिए जाने पर नष्ट हो जाता है (परमाणु अपनी मूल स्थिति में लौट आते हैं, पदार्थ का विमुद्रीकरण हो जाता है)।

3. फेरोमैग्नेट्स

चुम्बकीय भेद्यता फेरोमैग्नेट्ससैकड़ों हजारों तक पहुंचता है और चुंबकीय क्षेत्र के परिमाण पर निर्भर करता है ( अत्यधिक चुंबकीय पदार्थ).

फेरोमैग्नेट्स: लोहा, स्टील, निकल, कोबाल्ट, उनके मिश्र धातु और यौगिक।

फेरोमैग्नेट्स में, सहज चुंबकत्व ("डोमेन") के क्षेत्र होते हैं, जिसमें परमाणुओं के सभी माइक्रोक्यूरेंट्स समान तरीके से उन्मुख होते हैं। डोमेन का आकार 0.1 मिमी तक पहुंचता है।

बाहरी क्षेत्र की अनुपस्थिति में, अलग-अलग डोमेन के चुंबकीय क्षण बेतरतीब ढंग से उन्मुख होते हैं और क्षतिपूर्ति करते हैं। बाहरी क्षेत्र में, वे डोमेन जिनमें माइक्रोक्यूरेंट्स बाहरी क्षेत्र को बढ़ाते हैं, उनके आकार को पड़ोसी लोगों की कीमत पर बढ़ाते हैं। फेरोमैग्नेट्स में परिणामी चुंबकीय क्षेत्र = + पैरा- और डायमैग्नेट्स की तुलना में बहुत अधिक मजबूत होता है।

अरबों परमाणुओं वाले डोमेन में जड़ता होती है और जल्दी से अपनी मूल अव्यवस्थित स्थिति में नहीं लौटते हैं। इसलिए, यदि किसी फेरोमैग्नेट को बाहरी क्षेत्र से हटा दिया जाता है, तो उसका अपना क्षेत्र लंबे समय तक संरक्षित रहता है।

लंबी अवधि के भंडारण के दौरान चुंबक विचुंबकित हो जाता है (समय के साथ, डोमेन अराजक स्थिति में लौट आते हैं)।

डीमैग्नेटाइजेशन का एक अन्य तरीका हीटिंग है। प्रत्येक फेरोमैग्नेट के लिए, एक तापमान होता है (इसे "क्यूरी पॉइंट" कहा जाता है) जिस पर डोमेन में परमाणुओं के बीच के बंधन नष्ट हो जाते हैं। इस मामले में, फेरोमैग्नेट एक पैरामैग्नेट में बदल जाता है और डिमैग्नेटाइजेशन होता है। उदाहरण के लिए, लोहे का क्यूरी बिंदु 770 डिग्री सेल्सियस है।

चुम्बकीय पारगम्यता कहलाती है . पूर्ण चुंबकीयभेद्यतापर्यावरण बी से एच का अनुपात है। इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली के अनुसार, इसे 1 हेनरी प्रति मीटर नामक इकाइयों में मापा जाता है।

इसका संख्यात्मक मान निर्वात की चुंबकीय पारगम्यता के मान के मान के अनुपात द्वारा व्यक्त किया जाता है और इसे μ द्वारा निरूपित किया जाता है। यह मान कहलाता है सापेक्ष चुंबकीयभेद्यतामाध्यम की (या केवल चुंबकीय पारगम्यता)। एक सापेक्ष मात्रा के रूप में, इसकी माप की कोई इकाई नहीं है।

इसलिए, सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता μ एक मान है जो दर्शाता है कि वैक्यूम चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण की तुलना में किसी दिए गए माध्यम का क्षेत्र प्रेरण कितनी बार कम (या अधिक) है।

जब कोई पदार्थ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आता है, तो वह चुम्बकित हो जाता है। यह कैसे होता है? एम्पीयर की परिकल्पना के अनुसार, प्रत्येक पदार्थ में सूक्ष्म विद्युत धाराएँ लगातार घूमती रहती हैं, जो उनकी कक्षाओं में इलेक्ट्रॉनों की गति और स्वयं की उपस्थिति के कारण होती हैं। सामान्य परिस्थितियों में, यह गति अव्यवस्थित होती है, और क्षेत्र एक दूसरे को "क्वेंच" (क्षतिपूर्ति) करते हैं। . जब किसी पिंड को बाहरी क्षेत्र में रखा जाता है, तो धाराओं का क्रम होता है, और शरीर चुम्बकित हो जाता है (अर्थात इसका अपना क्षेत्र होता है)।

सभी पदार्थों की चुंबकीय पारगम्यता अलग-अलग होती है। इसके आकार के आधार पर, पदार्थों को तीन बड़े समूहों में विभाजित किया जा सकता है।

पर dimagnetsचुंबकीय पारगम्यता μ का मान एकता से थोड़ा कम है। उदाहरण के लिए, बिस्मथ में μ = 0.9998 है। डायमैग्नेट्स में जस्ता, सीसा, क्वार्ट्ज, तांबा, कांच, हाइड्रोजन, बेंजीन और पानी शामिल हैं।

चुम्बकीय भेद्यता पैरामैग्नेट्सएकता से थोड़ा अधिक (एल्यूमीनियम के लिए, μ = 1.000023)। पैरामैग्नेट्स के उदाहरण निकल, ऑक्सीजन, टंगस्टन, एबोनाइट, प्लेटिनम, नाइट्रोजन, वायु हैं।

अंत में, तीसरे समूह में कई पदार्थ (मुख्य रूप से धातु और मिश्र धातु) शामिल हैं, जिनकी चुंबकीय पारगम्यता महत्वपूर्ण रूप से (परिमाण के कई आदेशों द्वारा) एकता से अधिक है। ये पदार्थ हैं फेरोमैग्नेट्स।इनमें मुख्य रूप से निकल, लोहा, कोबाल्ट और उनके मिश्र धातु शामिल हैं। स्टील के लिए μ = 8∙10^3, निकल-लौह मिश्र धातु के लिए μ=2.5∙10^5। फेरोमैग्नेट्स में ऐसे गुण होते हैं जो उन्हें अन्य पदार्थों से अलग करते हैं। सबसे पहले, उनके पास अवशिष्ट चुंबकत्व है। दूसरे, उनकी चुंबकीय पारगम्यता बाहरी क्षेत्र के प्रेरण के परिमाण पर निर्भर करती है। तीसरा, उनमें से प्रत्येक के लिए एक निश्चित तापमान सीमा होती है, जिसे कहा जाता है क्यूरी बिंदुजिस पर यह अपने फेरोमैग्नेटिक गुणों को खो देता है और पैरामैग्नेट बन जाता है। निकल के लिए क्यूरी पॉइंट 360°C होता है, लोहे के लिए यह 770°C होता है।

फेरोमैग्नेट्स के गुण न केवल चुंबकीय पारगम्यता से निर्धारित होते हैं, बल्कि I के मान से भी निर्धारित होते हैं, जिसे कहा जाता है आकर्षण संस्कारइस पदार्थ का। यह चुंबकीय प्रेरण का एक जटिल गैर-रैखिक कार्य है, चुंबकत्व की वृद्धि को एक रेखा द्वारा वर्णित किया जाता है चुंबकीयकरण वक्र. इस मामले में, एक निश्चित बिंदु तक पहुंचने के बाद, चुंबकीयकरण व्यावहारिक रूप से बढ़ना बंद कर देता है (आता है चुंबकीय संतृप्ति). बाहरी क्षेत्र के प्रेरण के बढ़ते मूल्य से फेरोमैग्नेट के चुंबकीयकरण के मूल्य में कमी को कहा जाता है चुंबकीय हिस्टैरिसीस. इस मामले में, फेरोमैग्नेट की चुंबकीय विशेषताओं की निर्भरता न केवल इसकी वर्तमान स्थिति पर है, बल्कि इसके पिछले चुंबकीयकरण पर भी है। इस निर्भरता के वक्र के ग्राफिक प्रतिनिधित्व को कहा जाता है हिस्टैरिसीस पाश.

उनके गुणों के कारण, इंजीनियरिंग में फेरोमैग्नेट का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उनका उपयोग जनरेटर और इलेक्ट्रिक मोटर्स के रोटर्स में, ट्रांसफार्मर कोर के निर्माण में और इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटरों के लिए भागों के उत्पादन में किया जाता है। फेरोमैग्नेट्स का उपयोग टेप रिकॉर्डर, टेलीफोन, चुंबकीय टेप और अन्य मीडिया में किया जाता है।

6. चुंबकीय सामग्री

सभी पदार्थ चुंबकीय होते हैं और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में चुम्बकित होते हैं।

उनके चुंबकीय गुणों के अनुसार, सामग्रियों को कमजोर चुंबकीय में उपविभाजित किया जाता है ( dimagnetsतथा पैरामैग्नेट्स) और जोरदार चुंबकीय ( फेरोमैग्नेट्सतथा लौह चुम्बक).

Diamagnetsμ आर < 1, значение которой не зависит от напряженности внешнего магнитного поля. Диамагнетиками являются вещества, атомы (молекулы) которых в отсутствие намагничивающего поля имеют магнитный момент равный нулю: водород, инертные газы, большинство органических соединений и некоторые металлы ( Cu, Zn, Ag, Au, Hg) और भी पर मैं, गा, एस.बी.

पैरामैग्नेट्स- चुंबकीय पारगम्यता वाले पदार्थμ आर> 1, जो कमजोर क्षेत्रों में बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पर निर्भर नहीं करता है। पैरामैग्नेट्स में ऐसे पदार्थ शामिल होते हैं जिनके परमाणुओं (अणुओं) में चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में शून्य के अलावा एक चुंबकीय क्षण होता है: ऑक्सीजन, नाइट्रिक ऑक्साइड, लोहे के लवण, कोबाल्ट, निकल और दुर्लभ पृथ्वी तत्व, क्षार धातु, एल्यूमीनियम, प्लैटिनम।

Diamagnets और Paramagnets के लिए, चुंबकीय पारगम्यताμ आरएकता के करीब। इंजीनियरिंग में चुंबकीय सामग्री के रूप में आवेदन सीमित है।

अत्यधिक चुंबकीय सामग्री में, चुंबकीय पारगम्यता एकता से बहुत अधिक होती है (μ आर >> 1) और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पर निर्भर करता है। इनमें शामिल हैं: लोहा, निकल, कोबाल्ट और उनकी मिश्र धातु, साथ ही क्रोमियम और मैंगनीज मिश्र धातु, गैडोलिनियम, विभिन्न रचनाओं के फेराइट।

6.1। सामग्री की चुंबकीय विशेषताएं

सामग्रियों के चुंबकीय गुणों का मूल्यांकन भौतिक मात्राओं द्वारा किया जाता है जिन्हें चुंबकीय विशेषताएँ कहा जाता है।

चुम्बकीय भेद्यता

अंतर करना रिश्तेदारतथा शुद्ध चुम्बकीय भेद्यतापदार्थ (सामग्री) जो अनुपात से परस्पर जुड़े हुए हैं

μ ए = μ ओ μ, एच / एम

μoचुंबकीय स्थिरांक है,μo = 4π 10 -7 जीएन/एम;

μ - सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता (आयाम रहित मान)।

चुंबकीय सामग्री के गुणों का वर्णन करने के लिए सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता का उपयोग किया जाता हैμ (आमतौर पर चुंबकीय पारगम्यता के रूप में जाना जाता है), और व्यावहारिक गणना के लिए पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता का उपयोग करेंμ ए, समीकरण द्वारा गणना की गई

μ ए = पर /एच, एच / एम

एच- चुंबकीयकरण (बाहरी) चुंबकीय क्षेत्र की ताकत, ए / एम

पर – चुंबक में चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण।

बड़ा मूल्यμ दिखाता है कि सामग्री कमजोर और मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों में आसानी से चुम्बकित हो जाती है। अधिकांश चुम्बकों की चुंबकीय पारगम्यता चुम्बकीय चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति पर निर्भर करती है।

चुंबकीय गुणों को चिह्नित करने के लिए, एक आयामहीन मात्रा का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसे कहा जाता है चुंबकीय संवेदनशीलता χ .

μ = 1 + χ

चुंबकीय पारगम्यता का तापमान गुणांक

पदार्थ के चुंबकीय गुण तापमान पर निर्भर करते हैंμ = μ (टी) .

परिवर्तन की प्रकृति का वर्णन करने के लिएतापमान के साथ चुंबकीय गुणचुंबकीय पारगम्यता के तापमान गुणांक का उपयोग करें।

तापमान पर पैरामैग्नेट्स की चुंबकीय संवेदनशीलता की निर्भरताटीक्यूरी कानून द्वारा वर्णित

कहाँ पे सी - क्यूरी स्थिरांक .

फेरोमैग्नेट्स की चुंबकीय विशेषताएं

फेरोमैग्नेट्स के चुंबकीय गुणों की निर्भरता में एक अधिक जटिल चरित्र होता है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, और तापमान के करीब अधिकतम तक पहुंचता हैक्यू प्रति.

जिस तापमान पर चुंबकीय संवेदनशीलता तेजी से घट जाती है, लगभग शून्य हो जाती है, उसे क्यूरी तापमान कहा जाता है -क्यू प्रति. ऊपर के तापमान परक्यूप्रति परमाणुओं और अणुओं की तीव्र ऊष्मीय गति के कारण फेरोमैग्नेट के चुंबकीयकरण की प्रक्रिया बाधित होती है, और सामग्री फेरोमैग्नेटिक होना बंद कर देती है और पैरामैग्नेट बन जाती है।

लोहे के लिए क्यूके = 768 ° सी, निकल के लिए क्यूके = 358 ° सी, कोबाल्ट के लिए क्यूके = 1131 ° सी।

क्यूरी तापमान से ऊपर, फेरोमैग्नेट की चुंबकीय संवेदनशीलता की तापमान पर निर्भरताटीक्यूरी-वीस कानून द्वारा वर्णित

अत्यधिक चुंबकीय सामग्री (फेरोमैग्नेट) के चुंबकीयकरण की प्रक्रिया में है हिस्टैरिसीस. यदि एक डीमैग्नेटाइज्ड फेरोमैग्नेट को बाहरी क्षेत्र में चुम्बकित किया जाता है, तो यह साथ में चुम्बकित होता है चुंबकीयकरण वक्र बी = बी(एच) . यदि तब, कुछ मूल्य से शुरूएचक्षेत्र की ताकत कम करना शुरू करें, फिर प्रेरणबीकुछ देरी से घटेगा ( हिस्टैरिसीस) चुंबकीयकरण वक्र के संबंध में। विपरीत दिशा के क्षेत्र में वृद्धि के साथ, फिर फेरोमैग्नेट को डिमैग्नेटाइज किया जाता है फिर से चुम्बकित करता है, और चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में एक नए परिवर्तन के साथ, यह प्रारंभिक बिंदु पर वापस आ सकता है, जहां से विमुद्रीकरण प्रक्रिया शुरू हुई थी। चित्र में दिखाए गए परिणामी लूप को कहा जाता है हिस्टैरिसीस पाश.

किसी अधिकतम तनाव परएचएम चुम्बकीय क्षेत्र, पदार्थ को संतृप्ति की स्थिति में चुम्बकित किया जाता है, जिसमें प्रेरण मूल्य तक पहुँच जाता हैपरएच , जिसे कहा जाता हैसंतृप्ति प्रेरण।

अवशिष्ट चुंबकीय प्रेरण परहे – चुंबकीय क्षेत्र की ताकत शून्य होने पर फेरोमैग्नेटिक सामग्री में मनाया जाता है, संतृप्ति के लिए चुंबकित किया जाता है, जब इसे डीमैग्नेटाइज किया जाता है। सामग्री के नमूने को विचुंबकित करने के लिए, यह आवश्यक है कि चुंबकीय क्षेत्र की ताकत इसकी दिशा को उलट दे (-एच). फील्ड की छमताएचप्रति , जिसके लिए प्रेरण शून्य है, कहा जाता है ज़बरदस्ती बल(धारण बल) .

वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्रों में फेरोमैग्नेट का चुंबकीयकरण उत्क्रमण हमेशा तापीय ऊर्जा हानियों के साथ होता है, जो निम्न के कारण होते हैं हिस्टैरिसीस हानितथा गतिशील नुकसान. गतिशील नुकसान सामग्री की मात्रा में प्रेरित एड़ी धाराओं से संबंधित हैं और बढ़ते प्रतिरोध के साथ घटते हुए सामग्री के विद्युत प्रतिरोध पर निर्भर करते हैं। हिस्टैरिसीस हानिडब्ल्यू चुंबकीयकरण उत्क्रमण के एक चक्र में हिस्टैरिसीस लूप के क्षेत्र द्वारा निर्धारित

और अनुभवजन्य सूत्र द्वारा किसी पदार्थ की इकाई मात्रा के लिए गणना की जा सकती है

जे / एम 3

कहाँ पे η - सामग्री के आधार पर गुणांक,बी एच चक्र के दौरान प्राप्त अधिकतम प्रेरण है,एन- सामग्री के आधार पर घातांक 1.6 के बराबर¸ 2.

हिस्टैरिसीस के कारण विशिष्ट ऊर्जा हानि आरजी – प्रति सेकंड सामग्री की एक इकाई मात्रा में एक इकाई द्रव्यमान के चुंबकीयकरण उत्क्रमण पर खर्च किए गए नुकसान।

कहाँ पे एफ - एसी आवृत्ति,टीदोलन काल है।

चुंबकीय विरूपण

चुंबकीय विरूपण - चुंबकीय क्षेत्र के परिमाण में परिवर्तन के साथ फेरोमैग्नेट के ज्यामितीय आयामों और आकार को बदलने की घटना, अर्थात। चुंबकीयकरण के दौरान। भौतिक आयामों में सापेक्ष परिवर्तनΔ एल/ एलसकारात्मक और नकारात्मक हो सकता है। निकल के लिए, मैग्नेटोस्ट्रिक्शन शून्य से कम है और 0.004% के मान तक पहुंचता है।

इस स्थिति को बदलने वाले बाहरी कारकों के प्रभाव के लिए सिस्टम के प्रतिरोध पर ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, फेरोमैग्नेट के यांत्रिक विरूपण, इसके आकार में परिवर्तन के लिए अग्रणी, इन सामग्रियों के चुंबकीयकरण को प्रभावित करना चाहिए।

यदि चुंबकीयकरण के दौरान, शरीर किसी दिए गए दिशा में अपने आकार में कमी का अनुभव करता है, तो इस दिशा में यांत्रिक संपीड़न तनाव के आवेदन से चुंबकीयकरण में योगदान होता है, और तनाव से चुंबकीय बनाना मुश्किल हो जाता है।

6.2. फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों का वर्गीकरण

चुंबकीय क्षेत्र में उनके व्यवहार के अनुसार सभी फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है।

शीतल चुंबकीय – उच्च चुंबकीय पारगम्यता के साथμ और छोटी जबरदस्तीएचप्रति< 10पूर्वाह्न। वे आसानी से चुंबकित और विचुंबकित होते हैं। उनके पास कम हिस्टैरिसीस नुकसान है, यानी। संकीर्ण हिस्टैरिसीस लूप।

चुंबकीय विशेषताएं रासायनिक शुद्धता और क्रिस्टल संरचना के विरूपण की डिग्री पर निर्भर करती हैं। कम अशुद्धियाँ(से, आर, बेटा ) , सामग्री की विशेषताओं का स्तर जितना अधिक होगा, इसलिए फेरोमैग्नेट के उत्पादन में उन्हें और ऑक्साइड को हटाना आवश्यक है, और सामग्री की क्रिस्टल संरचना को विकृत न करने का प्रयास करें।

कठोर चुंबकीय पदार्थ - बहुत अच्छा हैएचके > 0.5 एमए / एम और अवशिष्ट प्रेरण (परहे ≥ 0.1 टी)। वे एक विस्तृत हिस्टैरिसीस लूप के अनुरूप हैं। उन्हें बड़ी मुश्किल से चुम्बकित किया जाता है, लेकिन वे चुम्बकीय ऊर्जा को कई वर्षों तक संग्रहीत कर सकते हैं, अर्थात। एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र के स्रोत के रूप में सेवा करें। इसलिए इनसे स्थायी चुम्बक बनाए जाते हैं।

रचना द्वारा, सभी चुंबकीय सामग्रियों को इसमें विभाजित किया गया है:

· धातु;

· गैर धातु;

· magnetodielectrics.

धातु चुंबकीय सामग्री - ये शुद्ध धातुएँ (लोहा, कोबाल्ट, निकल) और कुछ धातुओं के चुंबकीय मिश्र धातु हैं।

गैर-धातु के लिए सामग्री शामिल हैं फेराइट्स,लौह आक्साइड और अन्य धातुओं के पाउडर से प्राप्त किया। उन्हें 1300 - 1500 डिग्री सेल्सियस पर दबाया और निकाल दिया जाता है और वे ठोस अखंड चुंबकीय भागों में बदल जाते हैं। धातु चुंबकीय सामग्री की तरह फेराइट्स चुंबकीय रूप से नरम और चुंबकीय रूप से कठोर हो सकते हैं।

मैग्नेटोडायइलेक्ट्रिक्स – ये 60 - 80% चुंबकीय सामग्री पाउडर और 40 - 20% कार्बनिक ढांकता हुआ मिश्रित सामग्री हैं। फेराइट्स और magnetodielectricsविद्युत प्रतिरोधकता का एक बड़ा मूल्य है (ρ \u003d 10 ÷ 10 8 ओम एम), इन सामग्रियों का उच्च प्रतिरोध वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों में कम गतिशील ऊर्जा हानि सुनिश्चित करता है और उन्हें उच्च आवृत्ति प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग करने की अनुमति देता है।

6.3। धातु चुंबकीय सामग्री

6.3.1। धातु कोमल चुंबकीय सामग्री

धात्विक नरम चुंबकीय सामग्री में कार्बोनिल आयरन, पर्मालॉयज, अलसिफर्स और कम कार्बन सिलिकॉन स्टील्स शामिल हैं।

कार्बोनिल आयरन – तरल लोहे के पेंटाकारबोनील के थर्मल अपघटन द्वारा प्राप्त किया गयाएफ इ( सीओ) 5 शुद्ध चूर्ण लोहे के कण प्राप्त करने के लिए:

एफ इ( सीओ) 5 → फ़े+ 5 सीओ,

लगभग 200 के तापमान परडिग्री सेल्सियसऔर 15 एमपीए का दबाव। लोहे के कण गोलाकार होते हैं, आकार में 1-10 माइक्रोमीटर। कार्बन कणों से छुटकारा पाने के लिए, लोहे के पाउडर को वातावरण में गर्मी उपचार के अधीन किया जाता हैएच 2 .

कार्बोनिल आयरन की चुंबकीय पारगम्यता 20000 तक पहुंच जाती है, जबरदस्ती बल 4.5 है¸ 6,2पूर्वाह्न। उच्च आवृत्ति बनाने के लिए लौह चूर्ण का उपयोग किया जाता है magnetodielectricकोर, चुंबकीय टेप में भराव के रूप में।

Permalloys -नमनीय लोहा-निकल मिश्र। गुणों में सुधार करने के लिए, दर्ज करेंमो, से आर, कु, डोप्ड पर्मलॉय प्राप्त करना। उनके पास उच्च प्लास्टिसिटी है, वे आसानी से 1 माइक्रोन तक की चादरों और पट्टियों में लुढ़क जाते हैं।

यदि Permalloy में निकेल की मात्रा 40-50% है, तो इसे निम्न-निकल कहा जाता है, यदि 60-80% - उच्च निकल.

Permalloys में उच्च स्तर की चुंबकीय विशेषताएँ होती हैं, जो न केवल मिश्र धातु की संरचना और उच्च रासायनिक शुद्धता द्वारा सुनिश्चित की जाती हैं, बल्कि विशेष थर्मल वैक्यूम उपचार द्वारा भी सुनिश्चित की जाती हैं। Permalloys में कमजोर क्षेत्रों के क्षेत्र में 2000 से 30000 (संरचना के आधार पर) प्रारंभिक चुंबकीय पारगम्यता का एक उच्च स्तर है, जो मैग्नेटोस्ट्रिक्शन के कम मूल्य और चुंबकीय गुणों के आइसोट्रॉपी के कारण है। सुपरमलॉय में विशेष रूप से उच्च विशेषताएं हैं, जिसकी प्रारंभिक चुंबकीय पारगम्यता 100,000 है, और अधिकतम 1.5 तक पहुंचती है 10 6 बजे बी= 0.3 टी

Permalloys स्ट्रिप्स, शीट्स और रॉड्स के रूप में आपूर्ति की जाती हैं। लो-निकल पर्मालॉयज का उपयोग प्रारंभ करनेवाला कोर, छोटे आकार के ट्रांसफार्मर और चुंबकीय एम्पलीफायरों के निर्माण के लिए किया जाता है, उच्च निकल permalloys – ध्वनि और सुपरसोनिक आवृत्तियों पर काम करने वाले उपकरणों के पुर्जों के लिए। Permalloys की चुंबकीय विशेषताएँ -60 + 60 ° C पर स्थिर होती हैं।

अलसिफेरा – गैर निंदनीय भंगुररचना अल के मिश्र - सी- फे , जिसमें 5.5 - 13% शामिल हैंअल, 9 – 10 % सी, बाकी लोहा है। Alsifer गुणों में permalloy के करीब है, लेकिन सस्ता है। कास्ट कोर इससे बने होते हैं, चुंबकीय स्क्रीन और कम से कम 2-3 मिमी की दीवार मोटाई वाले अन्य खोखले हिस्से डाले जाते हैं। अलसिफर की नाजुकता इसके आवेदन के दायरे को सीमित करती है। अलसिफर की भंगुरता का उपयोग करते हुए, इसे पाउडर के रूप में पीसा जाता है, जिसे दबाए गए उच्च-आवृत्ति में फेरोमैग्नेटिक फिलर के रूप में उपयोग किया जाता है। magnetodielectrics(कोर, अंगूठियां)।

सिलिकॉन कम कार्बन स्टील (इलेक्ट्रिकल स्टील) –लोहा और सिलिकॉन का मिश्र धातु (0.8 - 4.8%सी). बड़े पैमाने पर आवेदन की मुख्य चुंबकीय रूप से नरम सामग्री। इसे आसानी से 0.05 - 1 मिमी की शीट और स्ट्रिप्स में रोल किया जाता है और यह एक सस्ती सामग्री है। सिलिकॉन, जो भंग अवस्था में स्टील में होता है, दो कार्य करता है।

· स्टील की प्रतिरोधकता को बढ़ाकर, सिलिकॉन एड़ी धाराओं से जुड़े गतिशील नुकसान में कमी का कारण बनता है। से प्रतिरोध बढ़ जाता हैसिलिका गठन एसआईओ 2 प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप

2 फेहे + सी→ 2Fe+ एसआईओ 2 .

· स्टील में घुले सिलिकॉन की उपस्थिति सीमेंटाइट के अपघटन में योगदान करती हैफे 3 सी - एक हानिकारक अशुद्धता जो चुंबकीय विशेषताओं को कम करती है, और कार्बन को ग्रेफाइट के रूप में छोड़ती है। इस मामले में, शुद्ध लोहा बनता है, जिसके क्रिस्टल का विकास होता है स्टील की चुंबकीय विशेषताओं के स्तर को बढ़ाता है.

4.8% से अधिक की मात्रा में स्टील में सिलिकॉन की शुरूआत की अनुशंसा नहीं की जाती है, क्योंकि चुंबकीय विशेषताओं में सुधार करके, सिलिकॉन तेजी से स्टील की भंगुरता को बढ़ाता है और इसके यांत्रिक गुणों को कम करता है।

6.3.2। धात्विक कठोर चुंबकीय सामग्री

कठिन चुंबकीय सामग्री - ये एक उच्च ज़बरदस्त बल (1 kA / m से अधिक) के साथ फेरोमैग्नेट हैं और अवशिष्ट चुंबकीय प्रेरण का एक बड़ा मूल्य हैपरहे. इनका उपयोग स्थायी चुम्बक बनाने के लिए किया जाता है।

वे संरचना, स्थिति और प्राप्त करने की विधि के आधार पर विभाजित हैं:

· मिश्रित मार्टेंसिटिक स्टील्स;

· कठोर चुंबकीय मिश्र धातुएँ।

मिश्र धातु मार्टेंसिटिक स्टील्स – यह कार्बन स्टील्स और स्टील्स, मिश्र धातु के बारे में हैकरोड़, डब्ल्यू, कं, मो . कारबोनकेयस जल्दी बूढ़ा हो जानाऔर उनके गुणों को बदलते हैं, इसलिए स्थायी चुम्बकों के निर्माण के लिए उनका उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। स्थायी चुम्बकों के निर्माण के लिए, मिश्रित स्टील्स का उपयोग किया जाता है - टंगस्टन और क्रोमियम (एचसी ≈ 4800 पूर्वाह्न,परलगभग ≈ 1 टी), जो विभिन्न क्रॉस-अनुभागीय आकृतियों के साथ बार के रूप में बने होते हैं। कोबाल्ट स्टील में एक उच्च ज़बरदस्त बल होता है (एचसी ≈ 12000 पूर्वाह्न,परलगभग ≈ 1 टी) टंगस्टन और क्रोमियम की तुलना में। ज़बरदस्ती बल एचसे बढ़ती सामग्री के साथ कोबाल्ट स्टील बढ़ता है सेके बारे में ।

कठोर चुंबकीय मिश्रधातुएँ कास्ट करें। मिश्र धातुओं के बेहतर चुंबकीय गुण एक विशेष रूप से चयनित संरचना और विशेष प्रसंस्करण के कारण होते हैं - एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में ढलाई के बाद चुम्बकों को ठंडा करना, साथ ही चुंबकीय के साथ संयोजन में शमन और तड़के के रूप में एक विशेष बहु-चरण ताप उपचार उपचार, वर्षा सख्त कहा जाता है।

स्थायी चुम्बकों के निर्माण के लिए मिश्र धातुओं के तीन मुख्य समूहों का उपयोग किया जाता है:

· लोहा - कोबाल्ट - मोलिब्डेनम मिश्र धातु प्रकार remalloyजबरदस्ती के साथएचके \u003d 12 - 18 केए / मी।

· मिश्र धातु समूह:

§ तांबा - निकल - लोहा;

§ तांबा - निकल - कोबाल्ट;

§ लोहा - मैंगनीज, डाल दिया गयाएल्यूमीनियम या टाइटेनियम;

§ लोहा - कोबाल्ट - वैनेडियम (एफइ- सह - वी)।

कॉपर-निकल-लोहे की मिश्रधातु कहलाती है कुनिफे (से यू– नी - फ़े). मिश्र धातु एफइ– सह – वी (लौह - कोबाल्ट - वैनेडियम) कहा जाता है wicala . इस समूह की मिश्रधातुओं में एक बलकारी बल होता है एचप्रति = 24 - 40 केए/एम। एक तार के रूप में और चादरों में जारी किए जाते हैं।

· सिस्टम मिश्र लोहा - निकल - एल्यूमीनियम(एफइ – नी– अल), पूर्व मिश्र धातु के रूप में जाना जाता है अलनी. मिश्र धातु में 20 - 33% होता हैनी + 11 - 17% अल, बाकी लोहा है। कोबाल्ट, तांबा, टाइटेनियम, सिलिकॉन, नाइओबियम को मिश्र धातुओं में मिलाने से उनके चुंबकीय गुणों में सुधार होता है, विनिर्माण प्रौद्योगिकी की सुविधा मिलती है, मापदंडों की पुनरावृत्ति सुनिश्चित होती है और यांत्रिक गुणों में सुधार होता है। ब्रांड के आधुनिक अंकन में जोड़े गए धातुओं (यू - एल्यूमीनियम, एन - निकल, डी - तांबा, के - कोबाल्ट, टी - टाइटेनियम, बी - नाइओबियम, सी - सिलिकॉन) को इंगित करने वाले अक्षर हैं, संख्या - तत्व की सामग्री, जिसका अक्षर संख्या से पहले आता है, उदाहरण के लिए, UNDK15।

मिश्र धातुओं में जबरदस्ती बल का उच्च मूल्य होता है एचप्रति = 40 - 140 केए/एम और एक बड़ी संग्रहीत चुंबकीय ऊर्जा।

6.4। गैर-धातु चुंबकीय सामग्री। फेराइट्स

फेराइट कम इलेक्ट्रॉनिक विद्युत चालकता वाले सिरेमिक फेरोमैग्नेटिक पदार्थ हैं। उच्च चुंबकीय विशेषताओं के साथ संयुक्त कम विद्युत चालकता फेराइट्स को उच्च आवृत्तियों पर व्यापक रूप से उपयोग करने की अनुमति देती है।

फेराइट्स आयरन ऑक्साइड और अन्य धातुओं के विशेष रूप से चयनित ऑक्साइड के पाउडर मिश्रण से बने होते हैं। उन्हें दबाया जाता है और फिर उच्च तापमान पर पाप किया जाता है। सामान्य रासायनिक सूत्र है:

मेवफे 2 ओ 3 या मेफ 2 ओ 4,

कहाँ पे मैंद्विसंयोजक धातु प्रतीक।

उदाहरण के लिए,

जेडएनओफे 2 ओ 3 या

एनआईओफे 2 ओ 3 या निफे 2 ओ 4

फेराइट्स में क्यूबिक स्पिनल-प्रकार की जाली होती हैएमजीओएएल 2O3 - मैग्नीशियम एल्यूमिनेट।सभी फेराइट चुंबकीय नहीं होते हैं। क्यूबिक स्पिनल जाली में धातु आयनों की व्यवस्था के साथ चुंबकीय गुणों की उपस्थिति जुड़ी हुई है। तो सिस्टमZnFe 2 ओ 4 फेरोमैग्नेटिक गुण नहीं है।

फेराइट्स सिरेमिक तकनीक का उपयोग करके बनाए जाते हैं। प्रारंभिक चूर्ण धातु आक्साइड को बॉल मिलों में कुचला जाता है, दबाया जाता है और भट्टियों में निकाल दिया जाता है। निसादित ब्रिकेट को एक महीन पाउडर में मिलाया जाता है, एक प्लास्टिसाइज़र जोड़ा जाता है, उदाहरण के लिए, पॉलीविनाइल अल्कोहल का एक घोल। परिणामी द्रव्यमान से, फेराइट उत्पादों को दबाया जाता है - कोर, अंगूठियां, जिन्हें 1000 - 1400 डिग्री सेल्सियस पर हवा में निकाल दिया जाता है। परिणामी कठोर, भंगुर उत्पाद, ज्यादातर काले, केवल पीसकर और पॉलिश करके ही संसाधित किए जा सकते हैं।

शीतल चुंबकीय फेराइट्स

शीतल चुंबकीयफेराइट्स का व्यापक रूप से इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग की उच्च आवृत्तियों और फिल्टर के निर्माण के लिए इंस्ट्रूमेंटेशन, कम और उच्च आवृत्ति एम्पलीफायरों के लिए ट्रांसफार्मर, रेडियो प्रसारण के लिए एंटेना और रेडियो प्राप्त करने वाले उपकरणों, पल्स ट्रांसफार्मर और चुंबकीय मॉड्यूलेटर के क्षेत्र में उपयोग किया जाता है। उद्योग चुंबकीय और विद्युत गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ निम्न प्रकार के नरम चुंबकीय फेराइट का उत्पादन करता है: निकल - जस्ता, मैंगनीज - जस्ता और लिथियम - जस्ता। फेराइट के उपयोग की ऊपरी सीमित आवृत्ति उनकी संरचना पर निर्भर करती है और 100 kHz से 600 मेगाहर्ट्ज तक फेराइट के विभिन्न ग्रेड के लिए भिन्न होती है, जबरदस्ती बल लगभग 16 A / m है।

फेराइट्स का लाभ चुंबकीय विशेषताओं की स्थिरता है, रेडियो घटकों के निर्माण की सापेक्ष आसानी। सभी फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों की तरह, फेराइट्स अपने चुंबकीय गुणों को केवल क्यूरी तापमान तक बनाए रखते हैं, जो फेराइट्स की संरचना पर निर्भर करता है और 45 ° से 950 ° C तक होता है।

कठोर चुंबकीय फेराइट

स्थायी चुम्बकों के निर्माण के लिए कठोर चुंबकीय फेराइट्स का उपयोग किया जाता है; बेरियम फेराइट्स (वीएओ 6 फ़े 2 ओ 3 ). उनके पास एक बड़े के साथ एक हेक्सागोनल क्रिस्टल संरचना हैएचप्रति . बेरियम फेराइट एक पॉलीक्रिस्टलाइन सामग्री है। वे आइसोट्रोपिक हो सकते हैं - सभी दिशाओं में फेराइट के गुणों की समानता इस तथ्य के कारण है कि क्रिस्टलीय कण मनमाने ढंग से उन्मुख होते हैं। यदि, चुम्बक के दबाव के दौरान, चूर्ण द्रव्यमान उच्च तीव्रता के बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आता है, तो क्रिस्टलीय फेराइट कण एक दिशा में उन्मुख होंगे, और चुंबक अनिसोट्रोपिक होगा।

बेरियम फेराइट्स उनकी विशेषताओं की अच्छी स्थिरता से प्रतिष्ठित हैं, लेकिन तापमान परिवर्तन और यांत्रिक तनाव के प्रति संवेदनशील हैं। बेरियम फेराइट मैग्नेट सस्ते होते हैं।

6.5. मैग्नेटोडायइलेक्ट्रिक्स

मैग्नेटोडायइलेक्ट्रिक्स - ये एक कार्बनिक या अकार्बनिक ढांकता हुआ द्वारा एक दूसरे से जुड़े चुंबकीय रूप से नरम सामग्री के बारीक छितरे हुए कणों से युक्त मिश्रित सामग्री हैं। कार्बोनिल आयरन, अलसिफर, और कुछ ग्रेड के पर्मालॉय, पाउडर अवस्था में कुचले जाते हैं, जिनका उपयोग नरम चुंबकीय सामग्री के रूप में किया जाता है।

पॉलीस्टाइरीन, बेक्लाइट रेजिन, लिक्विड ग्लास आदि का उपयोग डाइलेक्ट्रिक्स के रूप में किया जाता है।

ढांकता हुआ का उद्देश्य न केवल चुंबकीय सामग्री के कणों को जोड़ना है, बल्कि उन्हें एक दूसरे से अलग करना भी है, और इसके परिणामस्वरूप, विद्युत प्रतिरोधकता में तेजी से वृद्धि करना magnetodielectric. विशिष्ट विद्युत प्रतिरोधआरmagnetodielectrics10 3 - 10 4 ओम है× एम

मैग्नेटोडायइलेक्ट्रिक्सरेडियो उपकरणों के उच्च आवृत्ति घटकों के कोर के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। फेराइट्स की तुलना में उत्पादों की उत्पादन प्रक्रिया सरल है, क्योंकि। उन्हें उच्च तापमान ताप उपचार की आवश्यकता नहीं होती है। से उत्पाद magnetodielectricsचुंबकीय गुणों की उच्च स्थिरता, उच्च श्रेणी की सतह खत्म और आयामी सटीकता की विशेषता है।

उच्चतम चुंबकीय विशेषताओं में मोलिब्डेनम पर्मलॉय या कार्बोनिल आयरन से भरे मैग्नेटोडाइइलेक्ट्रिक्स होते हैं।

सभी घुमावों को भेदने वाले कुल चुंबकीय प्रवाह को सर्किट का फ्लक्स लिंकेज कहा जाता है।

यदि सभी घुमाव समान हैं, तो कुल चुंबकीय प्रवाह, अर्थात प्रवाह लिंकेज:

कहाँ पे
- एक मोड़ के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह; - घुमावों की संख्या। इसलिए, सोलनॉइड का फ्लक्स लिंकेज, उदाहरण के लिए, इंडक्शन के दौरान पर=0,2 टी,सोलनॉइड के घुमावों की संख्या
और सोलनॉइड विंडो का खंड
डीएम 2 डब्ल्यूबी होगा।

पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता इकाइयों में मापा जाता है "हेनरी प्रति मीटर"
.

चुम्बकीय भेद्यता खालीपन इकाइयों की एसआई प्रणाली में बराबर लिया जाता है
एच / एम

रवैया
पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता वैक्यूम की चुंबकीय पारगम्यता के लिए सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता कहा जाता है .

मान के अनुसार  सभी सामग्रियों को तीन समूहों में बांटा गया है:

यदि डाया- और पैरामैग्नेटिक पदार्थों को एक समान चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो डायमैग्नेटिक में क्षेत्र कमजोर हो जाएगा, और पैरामैग्नेटिक में इसे बढ़ाया जाएगा। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि एक प्रतिचुंबकीय पदार्थ में प्राथमिक धाराओं के क्षेत्र बाहरी क्षेत्र की ओर निर्देशित होते हैं, और एक अनुचुंबकीय पदार्थ में - इसके अनुसार।

तालिका में। 1 कुछ सामग्रियों के सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता के मूल्यों को दर्शाता है। यह देखा जा सकता है कि प्रति-चुंबकीय और अनुचुंबकीय पदार्थों के सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता के मान एकता से बहुत कम भिन्न होते हैं, इसलिए, अभ्यास के लिए, उनकी चुंबकीय पारगम्यता को एकता माना जाता है।

क्षेत्र शक्ति आयाम एच(तालिका 2):

.

1 कार - ऐसे चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता है, जिसका प्रेरण निर्वात में बराबर होता है
टी एल।

तालिका 1. कुछ सामग्रियों की सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता

कभी-कभी क्षेत्र की ताकत को भी मापा जाता है

"ओएर्स्टेडच" (ई),

"एम्प्स प्रति सेंटीमीटर" (ए / सेमी),

"किलोएम्पीयर प्रति मीटर" (kA/m)।

इन मूल्यों के बीच संबंध इस प्रकार है:

1 ए/सेमी = 100 ए/एम; 1 ई \u003d 0.796 ए / सेमी; 1 केए/एम = 10 ए/सेमी;

1 ए/सेमी = 0.1 केए/एम; 1 ई \u003d 79.6 ए / सेमी; 1 केए/एम = 12.56 ओई;

1 ए/सेमी = 1.256 ओई; 1 ई \u003d 0.0796 केए / सेमी; 1 केए/एम = 1000 ए/एम।

कुछ चुंबकीय क्षेत्रों की ताकत जानना दिलचस्प है।

मॉस्को क्षेत्र में पृथ्वी के क्षेत्र की तीव्रता 0.358 A/cm है।

संरचनात्मक इस्पात भागों के चुंबकीयकरण के लिए क्षेत्र की ताकत 100...200 A/cm है,

एक स्थायी चुंबक के ध्रुवों पर - 1000 ... 2000 A / cm।

कभी-कभी वे तथाकथित का उपयोग करते हैं चुंबकीय पल
करंट के साथ सर्किट . यह वर्तमान के उत्पाद के बराबर है चौक को , एक समोच्च से घिरा हुआ
(चित्र 4)।

जब एक चुंबक को भागों में विभाजित किया जाता है, तो उनमें से प्रत्येक दो ध्रुवों वाला एक चुंबक होता है। इस फिग से देखा जा सकता है। 5. तालिका के अनुसार। 2 यह निर्धारित किया जा सकता है कि चुंबकीय क्षण की एक इकाई 1 के बराबर है
एम 2 \u003d 1
. इस इकाई को "एम्पीयर-वर्ग मीटर" कहा जाता है। एक एम्परस्क्वायर मीटर एक सर्किट का चुंबकीय क्षण है जिसके माध्यम से 1 ए की धारा प्रवाहित होती है और जो 1 मीटर 2 के बराबर क्षेत्र को सीमित करती है।

चावल। 4. सर्किट (1) करंट के साथ ; चावल। 5. स्थायी चुम्बक का भागों में विभाजन।

2 - वर्तमान स्रोत:

- चुंबकीय पल;

- फील्ड की छमता।

तालिका 2. गैर-विनाशकारी परीक्षण में उपयोग की जाने वाली एसआई प्रणाली की माप की मूल और व्युत्पन्न इकाइयाँ

इलेक्ट्रॉन चुंबकीय क्षणबराबरी

, इसलिये
, एक
,
.

अपेक्षाकृत हाल ही में, चुंबक के ध्रुवों की बातचीत को एक विशेष पदार्थ - चुंबकत्व की उपस्थिति से समझाया गया था। विज्ञान के विकास के साथ, यह दिखाया गया कि कोई पदार्थ मौजूद नहीं है। चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत विद्युत धाराएं हैं। इसलिए, जब एक स्थायी चुंबक को प्रत्येक टुकड़े में विभाजित किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन धाराएं एक चुंबकीय क्षेत्र (चित्र 5) बनाती हैं। चुंबकीय आवेश को ही माना जाता हैकुछ गणितीय मात्रा जिसमें भौतिक नहीं हैकैल सामग्री।

चुंबकीय आवेश की इकाई सूत्र द्वारा प्राप्त की जा सकती है:

,
,

कहाँ पे - करंट के साथ कंडक्टर के चारों ओर चुंबकीय ध्रुव को बायपास करने का काम करें .

चुंबकीय आवेश की एक पारंपरिक इकाई होगी
.

गाऊसी प्रणाली में, चुंबकीय आवेश की एक इकाई को ऐसा मान लिया जाता है जो 1 डाइन के बराबर बल वाले निर्वात में 1 सेमी की दूरी पर समान चुंबकीय आवेश पर कार्य करता है।

चुम्बकित होने वाली सामग्रियों की क्षमता को उनमें धाराओं के अस्तित्व से समझाया गया है:

एक परमाणु में नाभिक के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन का घूमना,

अपनी स्वयं की कुल्हाड़ियों (इलेक्ट्रॉन स्पिन) के आसपास और

इलेक्ट्रॉन कक्षाओं का घूर्णन (इलेक्ट्रॉन कक्षाओं की पूर्वता) (चित्र 6)।

फेरोमैग्नेटिक सामग्री में छोटे क्षेत्र होते हैं (लगभग 0.001 मिमी के रैखिक आयामों के साथ) जिसमें प्राथमिक धाराएँ अनायास निर्देशित होती हैं। इन सहज चुम्बकत्व के क्षेत्रों को डोमेन कहा जाता है।प्रत्येक डोमेन में प्राथमिक धाराओं का परिणामी क्षेत्र बनता है।

एक विचुंबकित सामग्री में, डोमेन के चुंबकीय क्षेत्र अव्यवस्थित रूप से निर्देशित होते हैं और एक दूसरे को क्षतिपूर्ति करते हैं ताकि भाग में परिणामी क्षेत्र लगभग शून्य हो।

बाहरी कार्रवाई के परिणामस्वरूप, अलग-अलग क्षेत्रों (डोमेन) के क्षेत्र बाहरी क्षेत्र की दिशा में सेट होते हैं, और इस प्रकार चुंबकीय भाग का एक मजबूत क्षेत्र बनता है।

फलस्वरूप, आकर्षण संस्कार - की उपाधि हैफीता उन्मुखीकरणएक धातु में डोमेन के चुंबकीय क्षेत्र, या अन्यथा, यह प्राथमिक धाराओं द्वारा निर्मित एक प्रेरण है।

चूंकि प्राथमिक धाराओं में चुंबकीय क्षण होते हैं, चुंबकत्व को शरीर के कुल चुंबकीय क्षण के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है, अर्थात:

.

आकर्षण संस्कार "एम्प्स प्रति मीटर" (ए / एम) में मापा जाता है।

धातु संरचना का साइन-वैरिएबल लोडिंग, उदाहरण के लिए, लगातार संचालित टरबाइन ब्लेड, बोल्ट आदि में। भागों की सतह पर इस क्षेत्र के निशान की उपस्थिति के लिए भागों लोडिंग क्षेत्र में आंतरिक चुंबकीय क्षेत्र के एक निश्चित क्रम की ओर जाता है। यांत्रिक तनावों को निर्धारित करने के लिए इस घटना का उपयोग अवशिष्ट जीवन का अनुमान लगाने के लिए किया जाता है।

आकर्षण संस्कार परीक्षण किया जाने वाला भाग क्षेत्र की ताकत पर निर्भर करता है
, इस भाग पर अभिनय। सामग्री के फेरोमैग्नेटिक गुण तापमान पर भी निर्भर करते हैं। प्रत्येक फेरोमैग्नेटिक सामग्री के लिए, एक तापमान होता है जिस पर सहज चुंबकीयकरण के क्षेत्र थर्मल गति से नष्ट हो जाते हैं और फेरोमैग्नेटिक सामग्री अनुचुंबकीय बन जाती है। इस तापमान को क्यूरी पॉइंट कहा जाता है। लोहे के लिए क्यूरी बिंदु 753 0C है। जब यह तापमान इस बिंदु से नीचे चला जाता है, तो चुंबकीय गुण बहाल हो जाते हैं।

चावल। 6. प्राथमिक धाराओं के प्रकार:

ए - नाभिक 4 के चारों ओर इलेक्ट्रॉन 1 की गति;

बी - अपनी धुरी के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन का घूमना;

सी - इलेक्ट्रॉन कक्षा की पूर्वता;

5 - इलेक्ट्रॉनिक कक्षा;

6 - इलेक्ट्रॉन कक्षा का तल;

8 - इलेक्ट्रॉन कक्षा की पूर्ववर्ती गति का प्रक्षेपवक्र।

प्रवेश भाग के परिणामी क्षेत्र को प्रसिद्ध सूत्र द्वारा निर्धारित किया जा सकता है:

,

कहाँ पे - चुंबकीयकरण, यानी आणविक धाराओं द्वारा निर्मित प्रेरण;
बाहरी क्षेत्र की ताकत है। उपरोक्त सूत्र से यह देखा जा सकता है कि भाग में प्रेरण दो घटकों का योग है:
- बाहरी क्षेत्र द्वारा निर्धारित
तथा - चुंबकत्व, जिस पर भी निर्भर करता है
.

अंजीर पर। 7 निर्भरता दिखाता है
, तथा
बाहरी क्षेत्र की ताकत से फेरोमैग्नेटिक सामग्री।

चावल। 7. चुंबकीय प्रेरण की निर्भरता और चुंबकीयकरण चुम्बकीय क्षेत्र से
.

वक्र
दिखाता है कि अपेक्षाकृत कमजोर क्षेत्रों में, चुंबकीयकरण बहुत तेज़ी से बढ़ता है (अनुभाग a-b) . फिर विकास धीमा हो जाता है (खंड बी-सी) . आगे की वृद्धि घटता हुआ, वक्र
सीधी रेखा में चला जाता है , क्षैतिज अक्ष पर थोड़ा सा झुकाव होना
. साथ ही, मान
धीरे-धीरे अपनी सीमा के करीब पहुंच रहा है
. अवयव
क्षेत्र की ताकत के अनुपात में भिन्न होता है
. अंजीर पर। 7 यह निर्भरता एक सीधी रेखा o-e द्वारा दर्शाई गई है .

चुंबकीय प्रेरण वक्र प्राप्त करने के लिए बाहरी क्षेत्र के बल पर, वक्रों के संगत निर्देशांकों को जोड़ना आवश्यक है
तथा
. यह निर्भरता एक वक्र द्वारा दर्शायी जाती है
, प्रारंभिक चुंबकीयकरण वक्र कहा जाता है। चुंबकीयकरण के विपरीत, चुंबकीय प्रेरण मूल्य के रूप में लंबे समय तक बढ़ता है
, चूंकि चुंबकीयकरण के विकास के बाद मात्रा बंद हो जाती है
अनुपात में बढ़ता रहता है
.

भाग का रीमैग्नेटाइजेशन एक वैकल्पिक या समय-समय पर दिशा स्थिर क्षेत्र में बदलते हुए होता है।

अंजीर पर। 8 नमूने की पूर्ण चुंबकीय प्रतिक्रिया दिखाता है - हिस्ट्रेसिस लूप। प्रारंभिक अवस्था में, नमूना demagnetized है। वाइंडिंग में करंट 0-8 सीधी रेखा में बढ़ाया जाता है . इस करंट द्वारा निर्मित क्षेत्र की ताकत एक सीधी रेखा में 0-1 से बदल जाती है। साथ ही इंडक्शन भी किया और चुंबकीयकरण नमूने में प्रारंभिक चुंबकीयकरण 16 और 17 के अंक 16 "और 17" के घटता के साथ बढ़ेगा, चुंबकीय संतृप्ति के अनुरूप, जिसमें डोमेन के सभी चुंबकीय क्षेत्र बाहरी क्षेत्र के साथ निर्देशित होते हैं।

एक सीधी रेखा में करंट में कमी के साथ 8-9 क्षेत्र की ताकत 1-0 (चित्र 8, ए) से घट जाती है। साथ ही इंडक्शन भी किया और चुंबकीयकरण मूल्य में बदलें .

जैसे ही धारा ऋणात्मक दिशा में 9-10 तक बढ़ती है, क्षेत्र शक्ति भी ऋणात्मक दिशा में 0-2 से बढ़ जाती है , नमूना रीमैपिंग।

बिंदु 6 पर प्रवेश
, इसलिये
, वे।
. क्षेत्र की ताकत बिंदु 6 के अनुरूप है , दमनकारी बल कहा जाता है
प्रेरण द्वारा।

बिंदु पर 4 आकर्षण संस्कार
, एक
.

क्षेत्र की ताकत बिंदु 4 के अनुरूप है, दमनकारी बल कहा जाता है एच सी चुंबकीयकरण द्वारा। चुंबकीय नियंत्रण के साथ, जबरदस्ती बल की गणना की जाती है
.

क्षेत्र की ताकत में बिंदु 2 की और वृद्धि के साथ, प्रेरण और चुंबकीयकरण सबसे बड़े नकारात्मक मूल्यों तक पहुँचें
तथा
(अंक 16" और 17") चुंबकीय संतृप्ति के अनुरूप
नमूना। एक सीधी रेखा में घटते करंट के साथ 10-11 इंडक्शन और चुंबकीयकरण के अनुरूप मान लेगा
.

इस प्रकार, बाहरी क्षेत्र को बदलने के परिणामस्वरूप
0-1, 1-0, 0-2, 2-0 (चित्र 8) के साथ, और नमूने की चुंबकीय स्थिति एक बंद वक्र के साथ बदलती है - एक चुंबकीय हिस्टैरिसीस लूप।

चावल। 8. प्रेरण निर्भरता और चुंबकीयकरण तनाव से
(ए), मैग्नेटाइजेशन वाइंडिंग (बी) में करंट में बदलाव।

चुंबकीय हिस्टैरिसीस लूप चुंबकीय परीक्षण में प्रयुक्त निम्नलिखित विशेषताओं को निर्धारित करता है:

एच टी - अधिकतम चुंबकीय क्षेत्र की ताकत जिस पर नमूने की संतृप्ति स्थिति तक पहुँच जाती है;

पर आर - क्षेत्र को हटाने के बाद नमूने में अवशिष्ट प्रेरण;

एच साथ - ज़बरदस्त बल चुंबकीय क्षेत्र की ताकत है जिसे नमूने के चुंबकीयकरण के विपरीत लागू किया जाना चाहिए ताकि इसे पूरी तरह से विमुद्रीकृत किया जा सके;

पर टी - तकनीकी संतृप्ति प्रेरण। ऐसा माना जाता है पर टी = 0,95 बी मैक्स, कहाँ पे बी मैक्स- सैद्धांतिक रूप से प्रारंभिक चुंबकीयकरण की संतृप्ति प्रेरण।

यदि एक फेरोमैग्नेटिक बॉडी एक ही चिन्ह के क्षेत्रों के संपर्क में है, तो हिस्टैरिसीस लूप, जो इस मामले में उत्पत्ति के बारे में असममित है, को निजी (चित्र 9) कहा जाता है।

स्थैतिक और गतिशील हिस्टैरिसीस लूप हैं।

स्टेटिक हिस्टैरिसीस लूपधीरे-धीरे बदलकर प्राप्त लूप कहलाता है एच,जिस पर भँवर धाराओं के प्रभाव की उपेक्षा की जा सकती है।

डायनेमिक हिस्टैरिसीस लूपसमय-समय पर बदलते हुए प्राप्त लूप कहा जाता है एचकुछ परिमित गति के साथ जिस पर भँवर धाराओं का प्रभाव महत्वपूर्ण हो जाता है। इसका परिणाम डायनेमिक लूप में स्टैटिक लूप की तुलना में बहुत अधिक चौड़ाई वाला होता है। लागू वोल्टेज के आयाम में वृद्धि के साथ, गतिशील हिस्टैरिसीस लूप की चौड़ाई बढ़ जाती है।

अंजीर पर। 10 निर्भरता को दर्शाता है
. पर एच =0 चुंबकीय पारगम्यता इसके प्रारंभिक मूल्य के बराबर है।

चावल। 9. असममित हिस्टैरिसीस लूप 1-3 - मध्यवर्ती लूप; 4 - सीमा पाश; 5 - प्रारंभिक चुंबकीयकरण वक्र।

चुंबकीयकरण वक्र के साथ एच (एच)किसी दिए गए क्षेत्र में पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता एचके रूप में परिभाषित किया गया है
, और रिश्तेदार के रूप में
.

अंतर चुंबकीय पारगम्यता का अक्सर उल्लेख किया जाता है:

.

उनमें से पहला रेखा 1 के ढलान के स्पर्शरेखा के बराबर है, और दूसरा स्पर्शरेखा 2 के ढलान के स्पर्शरेखा के बराबर है।

मैग्नेटोमोटिव बल (एमएफएस) के बराबर है एफ = आईडब्ल्यू, वर्तमान उत्पाद मैंघुमावों की संख्या के लिए घुमावदार में।

चुंबकीय प्रवाह है:

कहाँ पे एफ - एमडीएस, एम्पीयर-टर्न में मापा जाता है; एल बुध- चुंबकीय सर्किट की केंद्र रेखा की लंबाई, मी; एस - चुंबकीय सर्किट का क्रॉस सेक्शन, एम 2।

मूल्य
चुंबकीय प्रतिरोध को निर्धारित करता है आर एम .

चावल। 10. चुंबकीय पारगम्यता , और प्रेरण परफील्ड की छमता
:
,
;
.

चुंबकीय प्रवाह वर्तमान के सीधे आनुपातिक है मैं और चुंबकीय प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होता है आर एम . मान लीजिए कि हमें 1 टी के इंडक्शन के साथ असर वाली रिंग को चुम्बकित करने के लिए केबल के 10 घुमावों की टॉरॉयडल वाइंडिंग में वर्तमान ताकत निर्धारित करने की आवश्यकता है।

सूत्र एफ = का उपयोग करना एफ/ आर एम , पाना:

कंडक्टर के चारों ओर फ़ील्ड पैटर्न कंडक्टर की धुरी पर केंद्रित एक संकेंद्रित वृत्त है (चित्र 11)।

चावल। 11. पाउडर वितरण पैटर्न (ए) और करंट के साथ कंडक्टर के चारों ओर इंडक्शन (बी)

कंडक्टर के चारों ओर क्षेत्र की दिशा या केबल के कॉइल द्वारा बनाई गई सोलनॉइड को गिमलेट नियम द्वारा निर्धारित किया जा सकता है।

यदि आप कॉर्कस्क्रू को कंडक्टर की धुरी के साथ रखते हैं और इसे दक्षिणावर्त घुमाते हैं ताकि इसका ट्रांसलेशनल मूवमेंट कंडक्टर में करंट की दिशा के साथ मेल खाता हो, तो कॉर्कस्क्रू हैंडल के रोटेशन की दिशा क्षेत्र की दिशा को इंगित करेगी।

फील्ड स्ट्रेंथ में बदलाव एचअंदर और बाहर कंडक्टर 3 जब एक प्रत्यक्ष धारा दूर से इसके माध्यम से गुजरती है मापने के बिंदु से एक त्रिज्या के साथ कंडक्टर की धुरी तक चित्र में दिखाया गया है। 12.

चित्र 12। वर्तमान ले जाने वाले कंडक्टर के अंदर (1) और बाहर (2) क्षेत्र की ताकत एच का वितरण।

जहां से यह देखा जा सकता है कि कंडक्टर की धुरी पर क्षेत्र शून्य है, और कंडक्टर के अंदर (पर > ) यह रैखिक रूप से बदलता है:

,

और इसके बाहर (के साथ > ) अतिशयोक्ति द्वारा
, कहाँ पे - कंडक्टर अक्ष से माप बिंदु तक की दूरी, मी; - कंडक्टर में करंट, ए।

यदि क्षेत्र की ताकत दी जाती है एच तार की धुरी से दूरी पर स्थित एक बिंदु पर, फिर इस तीव्रता को प्राप्त करने के लिए सूत्र का उपयोग करके वर्तमान शक्ति निर्धारित की जाती है:

,

कहाँ पे एच[पूर्वाह्न], [एम]।

यदि एक करंट ले जाने वाला कंडक्टर एक खोखले भाग से गुजरता है, उदाहरण के लिए, एक असर वाली अंगूठी, फिर, पिछले मामले के विपरीत, फेरोमैग्नेटिक भाग (चित्र 13) के क्षेत्र में प्रेरण तेजी से बढ़ता है।

चावल। 13- केंद्रीय कंडक्टर के माध्यम से करंट पास होने पर भाग के चुंबकीयकरण के दौरान प्रेरण।

क्षेत्र क्षेत्रों में परिवर्तन: 0-1 ससुराल वाले एच =0 ; कानून द्वारा 1-2
; कानून द्वारा 2-3
.

चुंबकीय प्रेरण बीपरिवर्तन: कानून के अनुसार धारा 0-2 में
; खंड 2-3 में; कानून द्वारा 6-7
.

प्रेरण कूदता है परखंड 3-4 में; 5-6 भाग के फेरोमैग्नेटिज्म के कारण 8 (- कंडक्टर त्रिज्या; - कंडक्टर के केंद्र से दूरी)।

आइए मान लें कि एक केंद्रीय कंडक्टर द्वारा एक बेलनाकार खोखले भाग को चुम्बकित किया जाता है। प्रेरण प्राप्त करने के लिए कंडक्टर में वर्तमान ताकत का निर्धारण करें पर= 12.56 mT 80 मिमी व्यास वाले भाग की भीतरी सतह पर।

कंडक्टर में करंट की ताकत सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

खोखले भाग 4 के अंदर और बाहर क्षेत्र वितरण, इसके माध्यम से करंट प्रवाहित करके चुम्बकित किया जाता है, चित्र में दिखाया गया है। 14. यह देखा जा सकता है कि त्रिज्या वाले भाग के अंदर का क्षेत्र आर 1 शून्य के बराबर। प्लॉट 1-2 में फील्ड (भाग सामग्री के अंदर) कानून के अनुसार भिन्न होता है

और खंड 2-3 में - ससुराल वाले
. यह सूत्र भाग की बाहरी सतह पर या उससे कुछ दूरी पर क्षेत्र की ताकत को निर्धारित करता है।

चावल। 14. क्षेत्र वितरण एचभाग के अंदर और बाहर।

यदि 200.0 A का करंट 50 मिमी के व्यास के साथ एक बेलनाकार भाग से होकर गुजरता है और भाग की सतह से 100 मिमी की दूरी पर स्थित बिंदुओं पर क्षेत्र की ताकत निर्धारित करना आवश्यक है। भाग की सतह से 100 मिमी की दूरी पर क्षेत्र की ताकत सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

.

भाग की सतह पर क्षेत्र की ताकत होगी:

.

अंजीर पर। चित्र 15 सोलनॉइड के चारों ओर और अंदर चुंबकीय क्षेत्र का आरेख दिखाता है। चित्र यह भी दर्शाता है कि परिनालिका के भीतर बल की चुंबकीय रेखाएँ इसके अनुदैर्ध्य अक्ष के अनुदिश निर्देशित होती हैं। सोलनॉइड की आउटपुट विंडो में चुंबकीय ध्रुव बनते हैं एनतथा एस.

सोलनॉइड के किनारे पर धुरी पर केंद्र में क्षेत्र की ताकत उपरोक्त सूत्रों द्वारा निर्धारित की जाती है।

कुंडल के केंद्र में त्रिज्या के साथ क्षेत्र की ताकत आर सूत्र द्वारा निर्धारित एच = मैं/ आर, ए / एम, जहां मैं- कंडक्टर के कॉइल में करंट, ए।

यदि 200 ए के वर्तमान के साथ संलग्न सोलनॉइड के केंद्र में क्षेत्र की ताकत निर्धारित करना आवश्यक है, और उसी समय घुमावों की संख्या डब्ल्यू = = -6, लंबाई 210 मिमी, व्यास 100 मिमी, तो क्षेत्र की ताकत होगी:

.

यदि परिनालिका में धारा 200 A है, और परिनालिका की लंबाई 400 मिमी है, व्यास 100 मिमी है, घुमावों की संख्या 8 है,
,
(अंजीर देखें। 15), तो सोलनॉइड के अलग-अलग बिंदुओं पर ताकत की गणना करना संभव है।

सोलनॉइड के अंदर क्षेत्र शक्ति वितरण है:

एक - सोलनॉइड के केंद्र में:

,

कहाँ पे एच -क्षेत्र की ताकत में सोलनॉइड का केंद्र, A/cm; एल, साथ- सोलेनोइड की लंबाई और त्रिज्या, सेमी; डब्ल्यू- घुमावों की संख्या;

बी - सोलेनोइड की धुरी पर:

,

कहाँ पे एल- सोलनॉइड की लंबाई, सेमी;

में - सोलनॉइड के किनारे पर:

,

कहाँ पे एल , साथ -सोलनॉइड की लंबाई और त्रिज्या, सेमी; डब्ल्यू- घुमावों की संख्या।

टॉरॉयडल वाइंडिंग में करंट द्वारा बनाई गई फील्ड स्ट्रेंथ:
, ए / सेमी; मैं- वर्तमान, ए; एल- घुमावदार की मध्य रेखा की लंबाई, सेमी; डब्ल्यू - घुमावों की संख्या। इस उदाहरण में:

ए) तनाव एच 1, सोलनॉइड की धुरी पर केंद्र में:

बी) एक बिंदु पर क्षेत्र की ताकत ए - एच 2 :

ग) परिनालिका के किनारे पर क्षेत्र की प्रबलता - एच 3:

यदि कुण्डली का व्यास 160 मिमी है और कुल धारा 180.0 A है, तो कुण्डली के केन्द्र पर क्षेत्र की शक्ति होगी:

चावल। 15. सोलनॉइड का चुंबकीय क्षेत्र और इसके केंद्र (ए), अक्ष (बी) और किनारे (सी) पर शक्ति का वितरण।