चुंबकीय सामग्री: गुण और विशेषताएं। विभिन्न प्रकार के चुंबकत्व की विशेषताएं। चुंबकीयकरण प्रक्रियाएं। जोरदार चुंबकीय सामग्री की विशेषताएं। पुनर्चुंबकीय नुकसान।

नरम चुंबकीय सामग्री: वर्गीकरण, गुण, उद्देश्य।

कठोर चुंबकीय सामग्री: वर्गीकरण, गुण, उद्देश्य। विशेष प्रयोजनों के लिए चुंबकीय सामग्री: वर्गीकरण, गुण, उद्देश्य।

साहित्य

प्रकृति के सभी पदार्थ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, लेकिन प्रत्येक पदार्थ अलग होता है।

पदार्थों के चुंबकीय गुण प्राथमिक कणों के चुंबकीय गुणों, परमाणुओं और अणुओं की संरचना, साथ ही साथ उनके समूहों पर निर्भर करते हैं, लेकिन मुख्य निर्धारण प्रभाव इलेक्ट्रॉनों और उनके चुंबकीय क्षणों द्वारा लगाया जाता है।

चुंबकीय क्षेत्र, उसमें व्यवहार के संबंध में सभी पदार्थ निम्नलिखित समूहों में विभाजित हैं:

Diamagnets- ऐसी सामग्री जिनमें एक स्थायी चुंबकीय द्विध्रुवीय क्षण नहीं होता है, एक सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता (μ≤1) एकता से थोड़ा कम होता है। प्रतिचुंबक की सापेक्ष पारगम्यता μ चुंबकीय क्षेत्र (H) के परिमाण से लगभग स्वतंत्र होती है और तापमान पर निर्भर नहीं करती है। इनमें शामिल हैं: अक्रिय गैसें (Ne, Ar, Kr, Xe), हाइड्रोजन (H 2); तांबा (Сu), जस्ता (Zn), चांदी (Аg), सोना (Au), सुरमा (Sb), आदि।

पैरामैग्नेट- ऐसी सामग्री जिनमें स्थायी द्विध्रुवीय क्षण होते हैं, लेकिन वे बेतरतीब ढंग से स्थित होते हैं, इसलिए उनके बीच की बातचीत बहुत कमजोर होती है। पैरामैग्नेट्स की सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता एकता (μ≥1) से थोड़ी अधिक है, जो चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और तापमान पर कमजोर रूप से निर्भर है।

पैरामैग्नेट में निम्नलिखित सामग्री शामिल हैं: ऑक्सीजन (O 2), एल्यूमीनियम (Al), प्लैटिनम (Pt), क्षार धातु, लोहे के लवण, निकल, कोबाल्ट, आदि।

लौह चुम्बक- स्थायी चुंबकीय द्विध्रुवीय क्षण, डोमेन संरचना वाली सामग्री। प्रत्येक क्षेत्र में, वे एक दूसरे के समानांतर और समान रूप से निर्देशित होते हैं, इसलिए उनके बीच की बातचीत बहुत मजबूत होती है। फेरोमैग्नेट्स की सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता बड़ी है (μ >> 1), कुछ मिश्र धातुओं के लिए यह 1500000 तक पहुंच जाती है। यह चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और तापमान पर निर्भर करता है।

इनमें शामिल हैं: लोहा (Fe), निकल (Ni), कोबाल्ट (Co), कई मिश्र, दुर्लभ पृथ्वी तत्व: समैरियम (Sm), गैडोलीनियम (Gd), आदि।

एंटीफेरोमैग्नेट्स- ऐसी सामग्री जिनमें स्थायी द्विध्रुवीय चुंबकीय क्षण होते हैं जो एक दूसरे के समानांतर होते हैं। उनकी सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता एकता (μ 1) से थोड़ी अधिक है, जो चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और तापमान पर बहुत कमजोर रूप से निर्भर है। इनमें शामिल हैं: कोबाल्ट (CoO), मैंगनीज (MnO), निकल फ्लोराइड (NiF 2), आदि के ऑक्साइड।

फेरिमैग्नेट्स- ऐसी सामग्री जिनमें एंटीपैरल समानांतर स्थायी द्विध्रुवीय चुंबकीय क्षण होते हैं जो एक दूसरे को पूरी तरह से क्षतिपूर्ति नहीं करते हैं। यह मुआवजा जितना छोटा होगा, उनके फेरोमैग्नेटिक गुण उतने ही अधिक होंगे। फेरिमैग्नेट्स की सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता एकता के करीब हो सकती है (क्षणों के लगभग पूर्ण मुआवजे के साथ), और हजारों (थोड़े मुआवजे के साथ) तक पहुंच सकती है।

फेराइट फेरिमैग्नेट हैं, उन्हें ऑक्सीफेरर्स कहा जा सकता है, क्योंकि वे Fe 2 O 3 के साथ द्विसंयोजक धातुओं के ऑक्साइड हैं। फेराइट का सामान्य सूत्र, जहाँ Me एक द्विसंयोजी धातु है।

फेराइट्स की चुंबकीय पारगम्यता तापमान और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पर निर्भर करती है, लेकिन फेरोमैग्नेट्स की तुलना में कुछ हद तक कम होती है।

फेराइट कम विद्युत चालकता वाले सिरेमिक फेरोमैग्नेटिक पदार्थ हैं, जिसके परिणामस्वरूप उन्हें उच्च चुंबकीय (μ 10 4) और उच्च ढांकता हुआ (ε 10 3) पारगम्यता वाले इलेक्ट्रॉनिक अर्धचालक के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

दीया-, पैरा- और एंटीफेरोमैग्नेट्स को कमजोर चुंबकीय पदार्थों के समूह में जोड़ा जा सकता है, और फेरो- और फेरिमैग्नेट्स को जोरदार चुंबकीय पदार्थों के समूह में जोड़ा जा सकता है।

रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में तकनीकी अनुप्रयोगों के लिए, अत्यधिक चुंबकीय पदार्थ सबसे अधिक रुचि रखते हैं (चित्र 6.1)

चावल। 6.1. चुंबकीय सामग्री का संरचनात्मक आरेख

सामग्रियों के चुंबकीय गुणों को विद्युत आवेशों के आंतरिक छिपे हुए रूपों द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो प्राथमिक परिपत्र धाराएं हैं। वृत्ताकार धारा को एक चुंबकीय क्षण की विशेषता होती है और इसे एक समान चुंबकीय द्विध्रुवीय द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। चुंबकीय द्विध्रुव मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनों के स्पिन रोटेशन द्वारा बनते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉनों का कक्षीय रोटेशन इस प्रक्रिया में एक कमजोर हिस्सा लेता है, साथ ही साथ परमाणु रोटेशन भी।

अधिकांश सामग्रियों में, इलेक्ट्रॉनों के स्पिन क्षण एक दूसरे को रद्द कर देते हैं। इसलिए, आवर्त सारणी के सभी पदार्थों में लौह चुंबकत्व नहीं देखा जाता है।

किसी पदार्थ के लौहचुम्बकीय होने के लिए आवश्यक शर्तें:

1. परमाणुओं में प्राथमिक वृत्ताकार धाराओं का अस्तित्व।

2. अप्रतिस्पर्धी स्पिन क्षणों, इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति।

3. इलेक्ट्रॉन कक्षा (डी) के व्यास के बीच का अनुपात, जिसमें एक असम्पीडित स्पिन पल है, और पदार्थ के क्रिस्टल जाली स्थिरांक (ए) होना चाहिए

. (6.1)

4. एक डोमेन संरचना की उपस्थिति, अर्थात। ऐसे क्रिस्टलीय क्षेत्र जिनमें द्विध्रुवीय चुंबकीय क्षण समानांतर उन्मुख होते हैं।

5. सामग्री (पदार्थ) का तापमान क्यूरी बिंदु से नीचे होना चाहिए, क्योंकि उच्च तापमान पर डोमेन संरचना गायब हो जाती है, सामग्री फेरोमैग्नेटिक अवस्था से पैरामैग्नेटिक अवस्था में चली जाती है।

पदार्थ की लौहचुंबकीय अवस्था का एक विशिष्ट गुण बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के उपयोग के बिना सहज चुम्बकत्व की उपस्थिति है। हालांकि, ऐसे शरीर का चुंबकीय प्रवाह शून्य के बराबर होगा, क्योंकि अलग-अलग डोमेन के चुंबकीय क्षणों की दिशा अलग होती है (एक बंद चुंबकीय सर्किट वाला डोमेन संरचना)।

किसी पदार्थ के चुंबकीयकरण की डिग्री को चुंबकत्व के परिमाण, या चुंबकत्व की तीव्रता (J) की विशेषता होती है, जिसे पदार्थ के आयतन (V) से संबंधित परिणामी चुंबकीय क्षण m के अनुपात की सीमा के रूप में परिभाषित किया जाता है। , जब मात्रा शून्य हो जाती है

. (6.2)

यदि हम पदार्थ को H की शक्ति वाले बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखते हैं, तो J और H के बीच का अनुपात होगा

जे = 4 एच, (6.3)

कहाँ पे χ (कप्पा) को चुंबकीय श्यानता कहते हैं।

सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता μ χ पर निर्भर करता है:

μ = 1 +4 πχ . (6.4)

चुंबकीयकरण की तीव्रता को जानकर निर्धारित किया जा सकता है μ

μ = 1+. (6.5)

सामान्य तौर पर, फेरोमैग्नेट में चुंबकीय क्षेत्र दो घटकों के योग के रूप में बनाया जाता है: बाहरी, बाहरी चुंबकीय क्षेत्र एच की ताकत से बनाया गया है, और आंतरिक, चुंबकीयकरण (जे) द्वारा बनाया गया है।

कुल चुंबकीय क्षेत्र चुंबकीय प्रेरण बी द्वारा विशेषता है:

बी = μ 0 (एच + जे), (6.6)

कहाँ पे μ 0 - चुंबकीय स्थिरांक (निर्वात की चुंबकीय पारगम्यता)

μ 0 = 4 π ∙10 -7 , जी / एम। (6.7)

J के मान को और फिर μ के रूप में व्यक्त करने पर, हम प्राप्त करते हैं:

बी = μ 0 एच(1 + 4 πχ ) याबी = μ 0 μH. (6.8)

चुंबकीय पारगम्यता का निरपेक्ष मान

μ पेट = μ 0 ∙ μ . (6.9)

चुंबकीय प्रेरण B . का अंतिम सूत्र

बी = μ पेट एच. (6.10)

बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में लौहचुंबकीय पदार्थ के चुम्बकण की प्रक्रिया इस प्रकार है:

उन डोमेन की वृद्धि जिनके चुंबकीय क्षण बाहरी क्षेत्र की दिशा के करीब हैं, और अन्य डोमेन में कमी;

बाहरी क्षेत्र की दिशा में सभी डोमेन के चुंबकीय क्षणों का उन्मुखीकरण।

चुंबकीयकरण प्रक्रिया प्रत्येक फेरोमैग्नेट के लिए उसके मुख्य चुंबकीयकरण वक्र B \u003d f (H) द्वारा विशेषता है।

चुंबकीय पारगम्यता μ भी चुंबकीयकरण प्रक्रिया के दौरान बदल जाती है।

यह आकृति में दिखाया गया है। 6.2.

चावल। 6.2. चुम्बकत्व वक्र (B = f(H)) और चुंबकीय पारगम्यता (μ = f(H))

शून्य के करीब एक ताकत एच पर चुंबकीय पारगम्यता μ को प्रारंभिक (खंड 1) कहा जाता है, और जब सामग्री संतृप्ति में जाती है, तो यह अधिकतम मूल्य (2) पर ले जाएगा, एच में और वृद्धि के साथ, चुंबकीय पारगम्यता μ घट जाती है (धारा 3 और 4)।

फेरोमैग्नेट के चक्रीय चुंबकत्व के दौरान, चुंबकीयकरण और विचुंबकीयकरण वक्र एक हिस्टैरिसीस लूप बनाते हैं। सामग्री की संतृप्ति की स्थिति के तहत प्राप्त हिस्टैरिसीस लूप को सीमित कहा जाता है। प्राप्त हिस्टैरिसीस लूप से, उदाहरण के लिए, आस्टसीलस्कप स्क्रीन पर, आप सामग्री के मुख्य चुंबकीय मापदंडों (चित्र। 6.3) के बारे में पूरी जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।

चावल। 6.3. हिस्टैरिसीस पाश

मुख्य पैरामीटर हैं:

1) अवशिष्ट प्रेरण, क्षेत्र की ताकत को हटाने के बाद - Br;

2) जबरदस्ती बल एचसी - तनाव जो अवशिष्ट प्रेरण को हटाने के लिए नमूने पर लागू किया जाना चाहिए;

3) अधिकतम प्रेरण बी अधिकतम, जो नमूना पूरी तरह से संतृप्त होने पर प्राप्त होता है;

4) मैग्नेटाइजेशन रिवर्सल के एक चक्र के लिए विशिष्ट हिस्टैरिसीस नुकसान, जो हिस्टैरिसीस लूप द्वारा कवर किए गए क्षेत्र की विशेषता है।

सामग्री के शेष चुंबकीय मापदंडों, साथ ही मैग्नेटाइजेशन रिवर्सल (हिस्टैरिसीस), एड़ी धाराओं, अंतराल में ऊर्जा (स्थायी चुंबक के लिए) के कारण होने वाले नुकसान की गणना ऊपर दिए गए सूत्रों का उपयोग करके की जा सकती है और बाद में दी जाएगी।

फेरोमैग्नेटिक में नुकसानसामग्री - ये ऊर्जा लागतें हैं जो फेरोमैग्नेट्स के पुनर्चुंबकीकरण पर जाती हैं, एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र में एड़ी धाराओं की घटना के लिए, सामग्री की चुंबकीय चिपचिपाहट के लिए - वे तथाकथित नुकसान पैदा करते हैं, जिन्हें निम्न प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

ए) हिस्टैरिसीस नुकसान g, हिस्टैरिसीस लूप के क्षेत्र के लिए आनुपातिक

आरजी =एफ∙
∙ वी, डब्ल्यू (6.11)

कहाँ पे η दी गई सामग्री के लिए हिस्टैरिसीस गुणांक है;

एफक्षेत्र आवृत्ति है, हर्ट्ज;

पर मैक्स- अधिकतम प्रेरण, टी;

वीनमूना मात्रा है, एम 3;

एन 1.6...2 - घातांक का मान;

बी) एड़ी वर्तमान नुकसान

आर.वी.टी. =एफ 2 बी मैक्स ∙ वी, डब्ल्यू (6.12)

जहां सामग्री के विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध और नमूने के आकार के आधार पर गुणांक है;

ग) प्रभाव के बाद के नुकसान पीपी.एस. सूत्र के अनुसार

आरपी.एस. \u003d पी - आरजी - प्रा। (6.13)

फेरोमैग्नेट के विद्युत प्रतिरोध को बढ़ाकर एड़ी करंट के नुकसान को कम किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, चुंबकीय सर्किट, उदाहरण के लिए, ट्रांसफार्मर के लिए, एक दूसरे से पृथक अलग पतली फेरोमैग्नेटिक प्लेटों से भर्ती किया जाता है।

व्यवहार में, कभी-कभी इसका उपयोग किया जाता है एक खुले चुंबकीय सर्किट के साथ फेरोमैग्नेट, अर्थात। उदाहरण के लिए, उच्च चुंबकीय प्रतिरोध के साथ हवा का अंतर होना। हवा के अंतराल वाले शरीर में, मुक्त ध्रुव उत्पन्न होते हैं, जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की ओर निर्देशित एक विचुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं। इंडक्शन में कमी जितनी अधिक होगी, हवा का अंतर उतना ही व्यापक होगा। यह विद्युत मशीनों, चुंबकीय भारोत्तोलन उपकरणों आदि में प्रकट होता है।

अंतराल में ऊर्जा (डब्ल्यू एल), उदाहरण के लिए, एक स्थायी चुंबक, सूत्र द्वारा व्यक्त किया जाता है

, जम्मू / एम 3 , (6.14)

कहाँ पे पर लीऔर एच लीवायु अंतराल की दी गई लंबाई के लिए वास्तविक प्रेरण और क्षेत्र की ताकत हैं।

लागू तनाव को फेरोमैग्नेट में बदलकर, किसी दिए गए अंतराल में अधिकतम ऊर्जा प्राप्त करना संभव है।

डब्ल्यू मैक्स को खोजने के लिए, एक आरेख का उपयोग किया जाता है, जिसमें दूसरे चतुर्थांश (हिस्टैरिसीस लूप के खंड) में स्थित चुंबकीय सामग्री के लिए विमुद्रीकरण वक्र के अनुसार, अंतराल में एक ऊर्जा वक्र प्लॉट किया जाता है, जो विभिन्न मूल्यों द्वारा दिया जाता है बी (या एच)। बी एल और एच एल पर डब्ल्यू एल की निर्भरता को अंजीर में दिखाया गया है। 6.4.

चावल। 6.4. फेरोमैग्नेट के वायु अंतराल में ऊर्जा

क्षेत्र की ताकत एच निर्धारित करने के लिए, जिस पर चुंबक अंतराल में अधिकतम ऊर्जा होगी, अधिकतम ऊर्जा (बिंदु ए पर) के लिए एक स्पर्शरेखा खींचना आवश्यक है, और जब तक यह हिस्टैरिसीस के साथ प्रतिच्छेद नहीं करता तब तक एक क्षैतिज रेखा खींचना आवश्यक है। दूसरे चतुर्थांश में लूप। फिर निर्देशांक एच के साथ चौराहे पर लंबवत कम करें। बिंदु एच एल 2 वांछित चुंबकीय क्षेत्र की ताकत निर्धारित करेगा।

मुख्य चुंबकीय मापदंडों के अनुसार, फेरोमैग्नेटिक सामग्री हो सकती है निम्नलिखित समूहों में वर्गीकृत करें:;

चुंबकीय रूप से नरम -कम जबरदस्त बल एचसी (100 ए / एम तक), उच्च चुंबकीय पारगम्यता और कम हिस्टैरिसीस नुकसान वाली सामग्री। उनका उपयोग डीसी चुंबकीय सर्किट (ट्रांसफॉर्मर के कोर, मापने के उपकरण, इंडक्टर्स, आदि) के रूप में किया जाता है।

सेवानरम चुंबकीय सामग्री संबद्ध करना:

तकनीकी रूप से शुद्ध लोहा, कार्बोनिल लोहा;

विद्युत इस्पात;

परमालॉयस;

अलसीफेरा;

फेराइट्स (कॉपर-मैंगनीज);

थर्मोमैग्नेटिक मिश्र (Ni-Cr-Fe), आदि।

2. चुंबकीय रूप से कठोर -एक बड़े बल के साथ सामग्री (Hc> 100 A/m) (चित्र 4.5 देखें, जी).

स्थायी चुंबक बनाने के लिए कठोर चुंबकीय सामग्री का उपयोग किया जाता है, जो चुंबक ध्रुवों के बीच हवा के अंतराल में चुंबकीय ऊर्जा का उपयोग करता है।

सेवा कठोर चुंबकीय सामग्रीसंबद्ध करना:

अलनी मिश्र (अल-नी-फे) कास्ट करें;

अलनिको (अल-नी-को-फे);

मैग्निको;

मिश्र धातु स्टील्स को मार्टेंसाइट, आदि के लिए कठोर किया गया।

विशेष रूप से रुचि दुर्लभ पृथ्वी सामग्री (YCo, CeCo, SmCo, आदि) पर आधारित मिश्र धातुएं हैं, जिनका उच्च मूल्य H c और w अधिकतम है।

3. फेराइट्स -सामग्री जो द्विसंयोजक धातुओं के ऑक्साइड के साथ डबल आयरन ऑक्साइड हैं (MeO∙Fe 2 O 3)। फेराइट्स उनकी क्रिस्टल संरचना के आधार पर चुंबकीय रूप से नरम और चुंबकीय रूप से कठोर हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, स्पिनल का प्रकार - (MgAl 3 O 4), गॉसमैग्नेट (Mn 3 O 4), गार्नेट Ga 3 Al 2 (SiO 4) 3, आदि। उनकी विद्युत प्रतिरोधकता अधिक है (10 -1 से 10 10 ओम तक), इसलिए, विशेष रूप से उच्च आवृत्तियों पर एड़ी वर्तमान नुकसान छोटे होते हैं।

4. मैग्नेटोडायइलेक्ट्रिक्स -एक ढांकता हुआ बांधने की मशीन के साथ एक फेरोमैग्नेटिक पाउडर से युक्त सामग्री। पाउडर को आमतौर पर चुंबकीय रूप से नरम सामग्री के आधार पर लिया जाता है - कार्बोनिल आयरन, अल्सिफर, और कम ढांकता हुआ नुकसान वाली सामग्री - पॉलीस्टाइनिन, बैक्लाइट, आदि, एक बाइंडर ढांकता हुआ के रूप में कार्य करता है।

आत्मनिरीक्षण के लिए प्रश्न:

चुंबकीय गुणों के अनुसार पदार्थों का वर्गीकरण।

अत्यधिक चुंबकीय पदार्थों की विशेषताएं (डोमेन, अनिसोट्रॉपी, मैग्नेटाइजेशन कर्व, मैग्नेटोस्ट्रिक्शन, चुंबकीय पारगम्यता, हिस्टैरिसीस, आदि)

चुंबकीय गुणों को प्रभावित करने वाले कारक

चुंबकीय सामग्री में नुकसान

अत्यधिक चुंबकीय सामग्री का वर्गीकरण

कम आवृत्ति नरम चुंबकीय सामग्री

उच्च आवृत्ति नरम चुंबकीय सामग्री

कठोर चुंबकीय सामग्री

विशेष प्रयोजनों के लिए चुंबकीय सामग्री

अनुप्रयोग

कंडक्टर सामग्री तालिका A.1

कंडक्टर		ओह्मम 2 / एम	विशिष्ट प्रतिरोध-		गर्मी का हस्तांतरण पानी की मात्रा डब्ल्यू / एमडीजी	विशेष रूप से तांबा,	इलेक्ट्रॉन का कार्य फलन	बोर्ड तापमान,
शुद्ध धातु
अल्युमीनियम
मोलिब्डेनम
टंगस्टन
पाली क्रिस्टल
मैंगनीन			(5…30)∙10 -6
कॉन्स्टेंटन			(5…20)∙10 -6
निकेल चांदी
थर्मोकपल्स
तांबे Constantan				350 °С . तक टिस्म
क्रोमेल-एल्यूमेल				1000 °С . तक टिस्म
प्लेटिनम-प्लैटिनम-रोडियम				1600 °С . तक टिस्म

सेमीकंडक्टर सामग्री तालिका A.2

	नाम सेमीकंडक्टर कोवी सामग्री			अपना वाहक	गतिशीलता वाहक तुम,
अकार्बनिक क्रिस्टल। प्राथमिक (परमाणु)
	जर्मेनियम
क्रिस्टल। सम्बन्ध
	सिलिकन कार्बाइड						उच्च बनाने की क्रिया
	सुरमा ईण्डीयुम
	गैलियम आर्सेनाइड
	गैलियम फॉस्फाइड
	ईण्डीयुम आर्सेनाइड
	बिस्मथ टेलुराइड
	लेड सल्फाइड
बेजान
	चालकोडेनिज	2 ते 2 से के रूप में, 2 से 3 अल 2 से 3 . के रूप में
कार्बनिक
	अंगारिन
	नेफ़थलीन
	रंग और वर्णक कॉपर फथलोसायनिन
	आणविक परिसरों आयोडीन पायरीन
	पॉलिमर पॉलीएक्रिलोनिट्राइल

ढांकता हुआ सामग्री तालिका A.3

एकत्रीकरण की स्थिति	माता का नाम एलोव (डाइलेक्ट्रिक्स)	ढांकता हुआ स्थिरांक, सापेक्ष E	मात्रा- प्रतिरोध , ओह एम	ढांकता हुआ नुकसान कोण	शक्ति (विद्युत) ई पीआर, एमवी / एम	विशिष्ट ताप घनत्व λ, डब्ल्यू / एम K
	SF6
तरल-हड्डियाँ	ट्रांसफार्मर का तेल
ठोस सामग्री	कार्बनिक ए) पैराफिन होलोवैक्स
	बी) बेकेल राल राल पॉलीविनाइल- polystyrene polyethylene पॉलिमिथाइल मेथाक्रायलेट एपॉक्सी रेजि़न
	मिश्रण
	d) फिनोल-लेयर (FAS)
	ई) वार्निश कपड़े
	इलेक्ट्रो-कार्डबोर्ड (EVT)
	छ) ब्यूटाडीन रबर
	रबड़ इन्सुलेट
	ज) फ्लोरो-प्लास्ट-4 फ्लोरोप्लास्ट-3
	अकार्बनिक ए) विद्युत कांच।
	बी) स्टीटाइट (सिरेमिक) इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग चीनी मिट्टी के बरतन
	ग) मस्कोवाइट अभ्रक मिकालेक्स
	d) फेरो-सिरेमिक VK-1 पीजोक्वार्ट्ज
	ई) फ्लोराइड इन्सुलेशन (एएलएफ 3)
	च) अभ्रक
	तत्व अंग। ए) सिलिकॉन org. राल
	बी) सिलिकॉन अंग। रबड़

चुंबकीय सामग्री तालिका A.4

चुंबकीय सामग्री का नाम	रासायनिक संरचना या ब्रांड	सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता, μ		चुंबकीय प्रेरण बी, टी		ज़बरदस्ती- बल एनएस, ए / एम	विशिष्ट ईमेल प्रतिरोध , μOhm∙m	अंतराल में ऊर्जा , जम्मू / एम 3
		प्रारंभिक, μ n	मैक्सी-छोटा, μ मैक्स	सटीक शेष, वी	मैक्सी-छोटा, वी मैक्स
चुंबकीय रूप से नरम
विद्युत तकनीक। इस्पात
Permalloy कम निकल
Permalloy उच्च निकल
सुपरमलॉय
अल्सिफर
फेराइट्स
निकल-जस्ता फेराइट
फेराइट मैंगनीज-जस्ता
चुंबकीय कठोर
बेरियम
बेरियम
मैग्नेटोडायइलेक्ट्रिक्स
कार्बोनिल आयरन पर आधारित

ग्रंथ सूची सूची

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निरपेक्ष चुंबकीय पारगम्यता -यह एक आनुपातिकता कारक है जो उस वातावरण के प्रभाव को ध्यान में रखता है जिसमें तार स्थित हैं।

माध्यम के चुंबकीय गुणों का अंदाजा लगाने के लिए, हमने दिए गए माध्यम में तार के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र की तुलना उसी तार के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र से की, लेकिन निर्वात में। यह पाया गया कि कुछ मामलों में क्षेत्र निर्वात की तुलना में अधिक तीव्र होता है, अन्य में यह कम होता है।

अंतर करना:

v पैरामैग्नेटिक सामग्री और वातावरण जिसमें एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त होता है (सोडियम, पोटेशियम, एल्यूमीनियम, प्लैटिनम, मैंगनीज, वायु);

v प्रतिचुंबकीय पदार्थ और माध्यम जिसमें चुंबकीय क्षेत्र कमजोर होता है (चांदी, पारा, पानी, कांच, तांबा);

v लौहचुंबकीय पदार्थ जिसमें सबसे मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाया जाता है (लोहा, निकल, कोबाल्ट, कच्चा लोहा और उनके मिश्र)।

विभिन्न पदार्थों के लिए पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता का एक अलग मूल्य होता है।

चुंबकीय स्थिरांक - निर्वात की पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता है।

माध्यम की सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता- एक आयामहीन मात्रा यह दर्शाती है कि किसी पदार्थ की पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता चुंबकीय स्थिरांक से कितनी बार अधिक या कम है:

प्रतिचुंबकीय पदार्थों के लिए - , अनुचुंबकीय के लिए - (प्रतिचुंबकीय और अनुचुंबकीय निकायों की तकनीकी गणना के लिए इसे एकता के बराबर लिया जाता है), लौहचुंबकीय पदार्थों के लिए -।

एमपी टेंशन नंबरएमएफ की उत्तेजना के लिए शर्तों की विशेषता है। एक सजातीय माध्यम में तीव्रता उस पदार्थ के चुंबकीय गुणों पर निर्भर नहीं करती है जिसमें क्षेत्र बनाया गया है, लेकिन चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता पर वर्तमान के परिमाण और कंडक्टरों के आकार के प्रभाव को ध्यान में रखता है। दिया गया बिंदु।

MP तनाव एक सदिश राशि है। वेक्टर दिशा एच आइसोट्रोपिक मीडिया के लिए (सभी दिशाओं में समान चुंबकीय गुणों वाला मीडिया) , किसी दिए गए बिंदु पर चुंबकीय क्षेत्र या वेक्टर की दिशा के साथ मेल खाता है।

विभिन्न स्रोतों द्वारा निर्मित चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता को अंजीर में दिखाया गया है। तेरह।

चुंबकीय प्रवाह विचाराधीन पूरी सतह से गुजरने वाली चुंबकीय रेखाओं की कुल संख्या है।चुंबकीय प्रवाह एफ या क्षेत्र के माध्यम से एमआई का प्रवाह एस , चुंबकीय रेखाओं के लंबवत चुंबकीय प्रेरण के परिमाण के उत्पाद के बराबर है पर इस चुंबकीय प्रवाह द्वारा प्रवेश किए गए क्षेत्र के आकार से।

42) जब एक लोहे की कोर को कॉइल में पेश किया जाता है, तो चुंबकीय क्षेत्र बढ़ जाता है और कोर चुंबकित हो जाता है। इस प्रभाव की खोज एम्पीयर ने की थी। उन्होंने यह भी पाया कि किसी पदार्थ में चुंबकीय क्षेत्र का प्रेरण क्षेत्र के प्रेरण से अधिक या कम हो सकता है। ऐसे पदार्थों को चुंबक के रूप में जाना जाने लगा।

आकर्षणविद्यावे पदार्थ हैं जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के गुणों को बदलने में सक्षम हैं।

चुम्बकीय भेद्यतापदार्थ अनुपात द्वारा निर्धारित किया जाता है:

बी 0 - बाहरी चुंबकीय क्षेत्र का प्रेरण, बी - पदार्थ के अंदर प्रेरण।

बी और बी 0 के अनुपात के आधार पर, पदार्थों को तीन प्रकारों में बांटा गया है:

1) Diamagnets(एम<1), к ним относятся химические элементы: Cu, Ag, Au, Hg. Магнитная проницаемость m=1-(10 -5 - 10 -6) очень незначительно отличается от единицы.

पदार्थों के इस वर्ग की खोज फैराडे ने की थी। इन पदार्थों को चुंबकीय क्षेत्र से "धक्का" दिया जाता है। यदि आप किसी प्रबल विद्युत चुम्बक के ध्रुव के पास एक प्रतिचुम्बकीय छड़ लटकाते हैं, तो वह उससे प्रतिकर्षित होगी। इसलिए, क्षेत्र और चुंबक की प्रेरण की रेखाएं अलग-अलग दिशाओं में निर्देशित होती हैं।

2) पैरामैग्नेटचुंबकीय पारगम्यता एम> 1 है, और इस मामले में यह एकता से थोड़ा अधिक है: एम = 1 + (10 -5 - 10 -6)। इस प्रकार के चुम्बकों में रासायनिक तत्व Na, Mg, K, Al शामिल हैं।

पैरामैग्नेट की चुंबकीय पारगम्यता तापमान पर निर्भर करती है और इसके बढ़ने के साथ घटती जाती है। चुंबकीय क्षेत्र के बिना, पैरामैग्नेट अपना चुंबकीय क्षेत्र नहीं बनाते हैं। प्रकृति में कोई स्थायी पैरामैग्नेट नहीं होते हैं।

3) लौह चुम्बक(एम>> 1): फे, सीओ, नी, सीडी।

ये पदार्थ बाहरी क्षेत्र के बिना चुंबकीय अवस्था में हो सकते हैं। अस्तित्व अवशिष्ट चुंबकत्वफेरोमैग्नेट्स के महत्वपूर्ण गुणों में से एक। उच्च तापमान पर गर्म करने पर किसी पदार्थ के लौहचुम्बकीय गुण गायब हो जाते हैं। जिस तापमान पर ये गुण गायब हो जाते हैं उसे कहा जाता है क्यूरी तापमान(उदाहरण के लिए, आयरन टी क्यूरी के लिए = 1043 के)।

क्यूरी बिंदु से नीचे के तापमान पर, एक लौह चुंबक में डोमेन होते हैं। डोमेन- ये स्वतःस्फूर्त चुंबकीयकरण के क्षेत्र हैं (चित्र 9.21)। डोमेन का आकार लगभग 10 -4 -10 -7 मीटर है। पदार्थ में सहज चुंबकीयकरण के क्षेत्रों की घटना चुंबक के अस्तित्व के कारण होती है। एक लोहे का चुंबक अपने चुंबकीय गुणों को लंबे समय तक बनाए रख सकता है, क्योंकि इसमें डोमेन एक व्यवस्थित तरीके से पंक्तिबद्ध होते हैं (एक दिशा प्रबल होती है)। यदि चुंबक को जोर से मारा जाए या जोर से गर्म किया जाए तो चुंबकीय गुण गायब हो जाएंगे। इन प्रभावों के परिणामस्वरूप, डोमेन "अव्यवस्थित" हैं।

चित्र.9.21. डोमेन आकार: ए) चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में, बी) बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में।

डोमेन को मैग्नेट के माइक्रोवॉल्यूम में बंद धाराओं के रूप में दर्शाया जा सकता है। डोमेन को चित्र 9.21 में अच्छी तरह से दर्शाया गया है, जो दर्शाता है कि डोमेन में करंट टूटे हुए बंद लूप के साथ चलता है। इलेक्ट्रॉनों की बंद धाराएं इलेक्ट्रॉन कक्षा के तल के लंबवत चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति की ओर ले जाती हैं। बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में, डोमेन का चुंबकीय क्षेत्र अव्यवस्थित रूप से निर्देशित होता है। यह चुंबकीय क्षेत्र बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया के तहत दिशा बदलता है। मैग्नेटिक्स, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, को समूहों में विभाजित किया जाता है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि डोमेन का चुंबकीय क्षेत्र बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया पर कैसे प्रतिक्रिया करता है। हीरे में, बड़ी संख्या में डोमेन के चुंबकीय क्षेत्र को बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया के विपरीत दिशा में निर्देशित किया जाता है, और पैरामैग्नेट्स में, इसके विपरीत, बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में। हालाँकि, उन डोमेन की संख्या जिनके चुंबकीय क्षेत्र विपरीत दिशाओं में निर्देशित होते हैं, बहुत कम मात्रा में भिन्न होते हैं। इसलिए, डाया- और पैरामैग्नेट में चुंबकीय पारगम्यता मीटर 10 -5 - 10 -6 के क्रम के मान से एकता से भिन्न होती है। फेरोमैग्नेट्स में, बाहरी क्षेत्र की दिशा में चुंबकीय क्षेत्र वाले डोमेन की संख्या चुंबकीय क्षेत्र की विपरीत दिशा वाले डोमेन की संख्या से कई गुना अधिक होती है।

चुम्बकत्व वक्र। हिस्टैरिसीस पाश।चुंबकत्व की घटना किसी पदार्थ पर बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया के तहत अवशिष्ट चुंबकत्व के अस्तित्व के कारण होती है।

चुंबकीय हिस्टैरिसीसबाहरी चुंबकीय क्षेत्र की ताकत में परिवर्तन के सापेक्ष फेरोमैग्नेट में चुंबकीय प्रेरण में परिवर्तन में देरी की घटना को कहा जाता है।

चित्र 9.22 बाहरी चुंबकीय क्षेत्र B=B(B0) पर पदार्थ में चुंबकीय क्षेत्र की निर्भरता को दर्शाता है। इसके अलावा, बाहरी क्षेत्र को ऑक्स अक्ष के साथ प्लॉट किया जाता है, और पदार्थ के चुंबकीयकरण को ओए अक्ष के साथ प्लॉट किया जाता है। बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में वृद्धि से पदार्थ में मान तक की रेखा के साथ चुंबकीय क्षेत्र में वृद्धि होती है। बाह्य चुंबकीय क्षेत्र में शून्य की कमी से पदार्थ में चुंबकीय क्षेत्र में कमी होती है (बिंदु पर साथ) तक ओस्टो में(अवशिष्ट चुंबकीयकरण, जिसका मान शून्य से अधिक है)। यह प्रभाव नमूने के चुंबकीयकरण में देरी का परिणाम है।

पदार्थ के पूर्ण विचुंबकीयकरण के लिए आवश्यक बाह्य चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण का मान (चित्र 9.21 में बिंदु d) कहलाता है ज़बरदस्ती बल. नमूना चुंबकीयकरण का शून्य मान बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को मान में बदलकर प्राप्त किया जाता है। बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को विपरीत दिशा में अधिकतम मूल्य तक बढ़ाना जारी रखते हुए, हम इसे मूल्य पर लाते हैं। फिर, हम चुंबकीय क्षेत्र की दिशा बदलते हैं, इसे वापस मूल्य में बढ़ाते हैं। ऐसे में हमारा मामला चुम्बकित बना रहता है। केवल चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण के परिमाण में बिंदु पर मान की तुलना में विपरीत दिशा होती है। उसी दिशा में चुंबकीय प्रेरण के मूल्य को बढ़ाना जारी रखते हुए, हम बिंदु पर पदार्थ का पूर्ण विमुद्रीकरण प्राप्त करते हैं, और आगे, हम खुद को फिर से बिंदु पर पाते हैं। इस प्रकार, हम एक बंद फलन प्राप्त करते हैं जो पूर्ण पुनर्चुंबकीकरण के चक्र का वर्णन करता है। बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के परिमाण पर नमूने के चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण के पूर्ण चुंबकीयकरण उत्क्रमण के चक्र के लिए इस तरह की निर्भरता को कहा जाता है हिस्टैरिसीस पाश. हिस्टैरिसीस लूप का आकार किसी भी लौहचुंबकीय पदार्थ की मुख्य विशेषताओं में से एक है। हालांकि, इस तरह से बिंदु तक पहुंचना असंभव है।

वर्तमान में, मजबूत चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करना काफी आसान है। बड़ी संख्या में संस्थापन और उपकरण स्थायी चुम्बकों पर कार्य करते हैं। कमरे के तापमान पर उनमें 1-2 टी के क्षेत्र प्राप्त किए जाते हैं। छोटी मात्रा में, भौतिकविदों ने सीखा है कि इस उद्देश्य के लिए विशेष मिश्र धातुओं का उपयोग करके 4 टी तक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र कैसे प्राप्त करें। कम तापमान पर, तरल हीलियम के तापमान के क्रम पर, 10 T से ऊपर के चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त होते हैं।

43) विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम (जेड। फैराडे-मैक्सवेल)। लेन्ज़ के नियम

प्रयोगों के परिणामों को सारांशित करते हुए, फैराडे ने विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम तैयार किया। उन्होंने दिखाया कि बंद संवाहक सर्किट में चुंबकीय प्रवाह में किसी भी बदलाव के साथ, एक प्रेरण धारा उत्तेजित होती है। इसलिए, सर्किट में एक इंडक्शन ईएमएफ होता है।

प्रेरण ईएमएफ समय के साथ चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के सीधे आनुपातिक है. इस कानून का गणितीय रिकॉर्ड मैक्सवेल द्वारा डिजाइन किया गया था और इसलिए इसे फैराडे-मैक्सवेल कानून (विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का कानून) कहा जाता है।

चुम्बकीय भेद्यता। पदार्थों के चुंबकीय गुण

पदार्थों के चुंबकीय गुण

जिस प्रकार किसी पदार्थ के विद्युत गुणों की विशेषता पारगम्यता द्वारा होती है, उसी प्रकार किसी पदार्थ के चुंबकीय गुणों की विशेषता होती है चुम्बकीय भेद्यता।

इस तथ्य के कारण कि एक चुंबकीय क्षेत्र में सभी पदार्थ अपने स्वयं के चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण करते हैं, एक सजातीय माध्यम में चुंबकीय प्रेरण वेक्टर एक माध्यम की अनुपस्थिति में अंतरिक्ष में एक ही बिंदु पर वेक्टर से भिन्न होता है, अर्थात निर्वात में।

रिश्ता कहलाता है माध्यम की चुंबकीय पारगम्यता।

तो, एक सजातीय माध्यम में, चुंबकीय प्रेरण बराबर होता है:

लोहे के लिए m का मान बहुत अधिक होता है। इसे अनुभव से सत्यापित किया जा सकता है। यदि एक लोहे की कोर को एक लंबी कुंडली में डाला जाता है, तो सूत्र (12.1) के अनुसार चुंबकीय प्रेरण, m गुना बढ़ जाएगा। नतीजतन, चुंबकीय प्रेरण का प्रवाह उसी मात्रा में बढ़ जाएगा। जब प्रत्यक्ष धारा के साथ मैग्नेटाइजिंग कॉइल को फीड करने वाले सर्किट को खोला जाता है, तो दूसरे में एक इंडक्शन करंट दिखाई देता है, मुख्य कॉइल के ऊपर छोटा कॉइल घाव, जिसे गैल्वेनोमीटर (चित्र 12.1) द्वारा रिकॉर्ड किया जाता है।

यदि कुण्डली में लोहे की कोर डाली जाती है, तो परिपथ को खोलने पर गैल्वेनोमीटर की सुई का विचलन m गुना अधिक होगा। माप से पता चलता है कि जब एक लोहे की कोर को कॉइल में डाला जाता है तो चुंबकीय प्रवाह हजारों गुना बढ़ सकता है। इसलिए, लोहे की चुंबकीय पारगम्यता बहुत अधिक है।

तेजी से भिन्न चुंबकीय गुणों वाले पदार्थों के तीन मुख्य वर्ग हैं: लौह चुम्बक, अनुचुम्बक और प्रतिचुम्बक।

लौह चुम्बक

वे पदार्थ जिनमें लोहा जैसे m >> 1, लौह चुम्बक कहलाते हैं। लोहे के अलावा, कोबाल्ट और निकल, साथ ही कई दुर्लभ पृथ्वी तत्व और कई मिश्र धातु, फेरोमैग्नेट हैं। लौह चुम्बक का सबसे महत्वपूर्ण गुण अवशिष्ट चुम्बकत्व का अस्तित्व है। एक फेरोमैग्नेटिक पदार्थ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के बिना चुंबकीय अवस्था में हो सकता है।

एक लोहे की वस्तु (उदाहरण के लिए, एक छड़) को चुंबकीय क्षेत्र में खींचा जाने के लिए जाना जाता है, अर्थात यह उस क्षेत्र में जाती है जहां चुंबकीय प्रेरण अधिक होता है। तदनुसार, यह एक चुंबक या एक विद्युत चुंबक की ओर आकर्षित होता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि लोहे में प्राथमिक धाराएं इस तरह से उन्मुख होती हैं कि उनके क्षेत्र के चुंबकीय प्रेरण की दिशा चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण की दिशा से मेल खाती है। नतीजतन, लोहे की छड़ एक चुंबक में बदल जाती है, जिसका निकटतम ध्रुव विद्युत चुंबक के ध्रुव के विपरीत होता है। चुम्बक के विपरीत ध्रुव आकर्षित होते हैं (चित्र 12.2)।

चावल। 12.2

रुकना! अपने लिए तय करें: A1-A3, B1, B3।

पैरामैग्नेट

ऐसे पदार्थ होते हैं जो लोहे की तरह व्यवहार करते हैं, यानी वे चुंबकीय क्षेत्र में खींचे जाते हैं। इन पदार्थों को कहा जाता है अनुचुंबकीय. इनमें कुछ धातु (एल्यूमीनियम, सोडियम, पोटेशियम, मैंगनीज, प्लैटिनम, आदि), ऑक्सीजन और कई अन्य तत्व, साथ ही विभिन्न इलेक्ट्रोलाइट समाधान शामिल हैं।

चूंकि पैरामैग्नेट को क्षेत्र में खींचा जाता है, इसलिए उनके द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण की रेखाएं उसी तरह निर्देशित होती हैं, इसलिए क्षेत्र को बढ़ाया जाता है। इस प्रकार, उनके पास m > 1 है। लेकिन m एकता से बहुत थोड़ा भिन्न है, केवल 10 -5 ... 10 -6 के कोटि के मान से। इसलिए, अनुचुंबकीय परिघटनाओं को देखने के लिए शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्रों की आवश्यकता होती है।

Diamagnets

पदार्थों का एक विशेष वर्ग है हीरा चुम्बकफैराडे द्वारा खोजा गया। उन्हें चुंबकीय क्षेत्र से बाहर धकेल दिया जाता है। यदि आप किसी प्रबल विद्युत चुम्बक के ध्रुव के पास एक प्रतिचुम्बकीय छड़ लटकाते हैं, तो वह उससे प्रतिकर्षित होगी। नतीजतन, उसके द्वारा बनाई गई क्षेत्र की प्रेरण की रेखाएं चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण की रेखाओं के विपरीत निर्देशित होती हैं, अर्थात, क्षेत्र कमजोर होता है (चित्र 12.3)। तदनुसार, प्रतिचुम्बक m . के लिए< 1, причем отличается от единицы на вели­чину порядка 10 –6 . Магнитные свойства у диамагнетиков вы­ражены слабее, чем у парамагнетиков.

यदि ऊपर वर्णित प्रयोगों में लोहे के क्रोड के स्थान पर अन्य पदार्थों के कोर लिए जाएं तो चुंबकीय फ्लक्स में भी परिवर्तन का पता लगाया जा सकता है। यह उम्मीद करना सबसे स्वाभाविक है कि सबसे अधिक ध्यान देने योग्य प्रभाव उनके चुंबकीय गुणों में लोहे, यानी निकल, कोबाल्ट और कुछ चुंबकीय मिश्र धातुओं के समान होगा। दरअसल, जब इन सामग्रियों का एक कोर कॉइल में पेश किया जाता है, तो चुंबकीय प्रवाह में वृद्धि काफी महत्वपूर्ण हो जाती है। दूसरे शब्दों में, हम कह सकते हैं कि उनकी चुंबकीय पारगम्यता अधिक है; निकल के लिए, उदाहरण के लिए, यह कोबाल्ट 100 के लिए 50 के मान तक पहुंच सकता है। बड़े मूल्यों वाले इन सभी सामग्रियों को फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों के एक समूह में जोड़ा जाता है।

हालांकि, अन्य सभी "गैर-चुंबकीय" सामग्रियों का चुंबकीय प्रवाह पर भी कुछ प्रभाव पड़ता है, हालांकि यह प्रभाव फेरोमैग्नेटिक सामग्री की तुलना में बहुत कम है। बहुत सावधानीपूर्वक माप के साथ, इस परिवर्तन का पता लगाया जा सकता है और विभिन्न सामग्रियों की चुंबकीय पारगम्यता निर्धारित की जा सकती है। हालाँकि, यह ध्यान में रखना चाहिए कि ऊपर वर्णित प्रयोग में, हमने कॉइल में चुंबकीय प्रवाह की तुलना की, जिसकी गुहा लोहे से भरी होती है, कुंडल में प्रवाह के साथ, जिसके अंदर हवा होती है। जब हम लोहे, निकल, कोबाल्ट जैसे प्रबल चुंबकीय पदार्थों के बारे में बात कर रहे थे, तो इससे कोई फर्क नहीं पड़ा, क्योंकि हवा की उपस्थिति का चुंबकीय प्रवाह पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। लेकिन अन्य पदार्थों के चुंबकीय गुणों का अध्ययन करते समय, विशेष रूप से स्वयं वायु में, हमें निश्चित रूप से एक कुंडल के साथ तुलना करनी चाहिए जिसमें हवा न हो (वैक्यूम)। इस प्रकार, चुंबकीय पारगम्यता के लिए हम अध्ययन किए गए पदार्थ में और निर्वात में चुंबकीय प्रवाह का अनुपात लेते हैं। दूसरे शब्दों में, हम निर्वात के लिए चुंबकीय पारगम्यता को एक इकाई (यदि, तब) के रूप में लेते हैं।

माप से पता चलता है कि सभी पदार्थों की चुंबकीय पारगम्यता एकता से भिन्न होती है, हालांकि ज्यादातर मामलों में यह अंतर बहुत कम होता है। लेकिन तथ्य यह है कि कुछ पदार्थों में एक से अधिक चुंबकीय पारगम्यता होती है, जबकि अन्य में एक से कम होती है, विशेष रूप से उल्लेखनीय है, यानी, कुछ पदार्थों के साथ कॉइल भरने से चुंबकीय प्रवाह बढ़ जाता है, और अन्य पदार्थों के साथ कॉइल भरने से यह प्रवाह कम हो जाता है। . इन पदार्थों में से पहले को अनुचुंबकीय () कहा जाता है, और दूसरा - प्रतिचुंबकीय ()। तालिका के रूप में। 7, अनुचुंबकीय और प्रतिचुंबकीय पदार्थों दोनों के लिए एकता से पारगम्यता में अंतर छोटा है।

यह विशेष रूप से जोर दिया जाना चाहिए कि अनुचुंबकीय और प्रतिचुंबकीय निकायों के लिए, चुंबकीय पारगम्यता बाहरी, चुंबकीय क्षेत्र के चुंबकीय प्रेरण पर निर्भर नहीं करती है, अर्थात, यह एक स्थिर मान है जो किसी दिए गए पदार्थ की विशेषता है। जैसा कि हम 149 देखेंगे, यह लोहे और अन्य समान (लौहचुंबकीय) निकायों के मामले में नहीं है।

तालिका 7. कुछ अनुचुंबकीय और प्रतिचुंबकीय पदार्थों के लिए पारगम्यता

अनुचुंबकीय पदार्थ		प्रतिचुंबकीय पदार्थ
नाइट्रोजन (गैसीय)		हाइड्रोजन (गैसीय)
वायु (गैसीय)
ऑक्सीजन (गैसीय)
ऑक्सीजन (तरल)
अल्युमीनियम
टंगस्टन

चुंबकीय प्रवाह पर अनुचुंबकीय और प्रतिचुंबकीय पदार्थों के प्रभाव को समझाया गया है, साथ ही लौहचुंबकीय पदार्थों के प्रभाव को इस तथ्य से समझाया गया है कि प्राथमिक एम्पीयर धाराओं से निकलने वाला एक प्रवाह कुंडल घुमावदार में वर्तमान द्वारा बनाए गए चुंबकीय प्रवाह में जोड़ा जाता है। अनुचुम्बकीय पदार्थ कुंडली के चुंबकीय फ्लक्स को बढ़ाते हैं। जब कुंडल एक अनुचुंबकीय पदार्थ से भरा होता है तो प्रवाह में यह वृद्धि इंगित करती है कि अनुचुंबकीय पदार्थों में, बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया के तहत, प्राथमिक धाराएं उन्मुख होती हैं ताकि उनकी दिशा घुमावदार धारा की दिशा के साथ मेल खाती हो (चित्र 276)। एकता से थोड़ा सा अंतर केवल यह दर्शाता है कि अनुचुंबकीय पदार्थों के मामले में यह अतिरिक्त चुंबकीय प्रवाह बहुत छोटा है, अर्थात, अनुचुंबकीय पदार्थ बहुत कमजोर रूप से चुम्बकित होते हैं।

जब कुंडल एक प्रतिचुंबकीय पदार्थ से भर जाता है तो चुंबकीय प्रवाह में कमी का मतलब है कि इस मामले में प्राथमिक एम्पीयर धाराओं से चुंबकीय प्रवाह कुंडल के चुंबकीय प्रवाह के विपरीत निर्देशित होता है, अर्थात, क्रिया के तहत प्रतिचुंबकीय पदार्थों में प्राथमिक धाराएं उत्पन्न होती हैं एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र का, घुमावदार धाराओं के विपरीत निर्देशित (चित्र। 277)। इस मामले में एकता से विचलन का छोटा होना यह भी इंगित करता है कि इन प्राथमिक धाराओं का अतिरिक्त प्रवाह छोटा है।

चावल। 277. कुंडल के अंदर प्रतिचुंबकीय पदार्थ परिनालिका के चुंबकीय क्षेत्र को कमजोर करते हैं। उनमें प्राथमिक धाराएँ सोलेनोइड में धारा के विपरीत निर्देशित होती हैं

किसी पदार्थ की चुंबकीय पारगम्यता का निर्धारण। चुंबकीय क्षेत्र के वर्णन में इसकी भूमिका

यदि आप एक बैलिस्टिक गैल्वेनोमीटर से जुड़े सोलनॉइड के साथ एक प्रयोग करते हैं, तो जब सोलेनोइड में करंट चालू होता है, तो आप चुंबकीय प्रवाह Ф का मान निर्धारित कर सकते हैं, जो गैल्वेनोमीटर सुई की अस्वीकृति के समानुपाती होगा। हम दो बार प्रयोग करेंगे, और गैल्वेनोमीटर में करंट (I) को समान सेट किया जाएगा, लेकिन पहले प्रयोग में सोलनॉइड बिना कोर के होगा, और दूसरे प्रयोग में, करंट चालू करने से पहले, हम परिचय देंगे सोलनॉइड में एक लोहे की कोर। यह पाया गया है कि दूसरे प्रयोग में चुंबकीय प्रवाह पहले (कोर के बिना) की तुलना में काफी अधिक है। विभिन्न मोटाई के कोर के साथ प्रयोग को दोहराते समय, यह पता चलता है कि अधिकतम प्रवाह तब प्राप्त होता है जब पूरे सोलनॉइड को लोहे से भर दिया जाता है, अर्थात, लोहे के कोर के चारों ओर घुमावदार घुमावदार होता है। आप विभिन्न कोर के साथ प्रयोग कर सकते हैं। नतीजा यह है कि:

जहां $Ф$ एक कोर के साथ एक कुंडल में चुंबकीय प्रवाह है, $Ф_0$ एक कोर के बिना एक कुंडल में चुंबकीय प्रवाह है। चुंबकीय प्रवाह में वृद्धि जब कोर को सोलनॉइड में पेश किया जाता है, तो इस तथ्य से समझाया जाता है कि उन्मुख एम्पीयर आणविक धाराओं के संयोजन द्वारा बनाए गए चुंबकीय प्रवाह को चुंबकीय प्रवाह में जोड़ा गया था, जो सोलनॉइड वाइंडिंग में एक करंट बनाता है। एक चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में, आणविक धाराएं उन्मुख होती हैं, और उनका कुल चुंबकीय क्षण शून्य के बराबर हो जाता है, एक अतिरिक्त चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है।

परिभाषा

मान $\mu $, जो माध्यम के चुंबकीय गुणों को दर्शाता है, चुंबकीय पारगम्यता (या सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता) कहलाता है।

यह पदार्थ की एक आयामहीन विशेषता है। फ्लक्स Ф में $\mu $ गुना (1) की वृद्धि का मतलब है कि कोर में चुंबकीय प्रेरण $\overrightarrow(B)$ सोलनॉइड में समान धारा पर वैक्यूम की तुलना में कई गुना अधिक है। इसलिए, यह लिखा जा सकता है कि:

\[\overrightarrow(B)=\mu (\overrightarrow(B))_0\left(2\right),\]

जहां $(\overrightarrow(B))_0$ निर्वात में चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण है।

चुंबकीय प्रेरण के साथ, जो क्षेत्र की मुख्य बल विशेषता है, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत ($\overrightarrow(H)$) जैसी सहायक वेक्टर मात्रा का उपयोग किया जाता है, जो $\overrightarrow(B)$ से संबंधित है निम्नलिखित संबंध:

\[\overrightarrow(B)=\mu \overrightarrow(H)\left(3\right).\]

यदि सूत्र (3) को कोर के साथ प्रयोग में लागू किया जाता है, तो हम कोर की अनुपस्थिति में प्राप्त करते हैं:

\[(\overrightarrow(B))_0=(\mu )_0\overrightarrow(H_0)\left(4\right),\]

जहां $\mu$=1. कोर की उपस्थिति में, हम प्राप्त करते हैं:

\[\overrightarrow(B)=\mu (\mu )_0\overrightarrow(H)\left(5\right).\]

लेकिन चूंकि (2) संतुष्ट है, यह पता चला है कि:

\[\mu (\mu )_0\overrightarrow(H)=(\mu m)_0\overrightarrow(H_0)\to \overrightarrow(H)=\overrightarrow(H_0)\left(6\right).\]

हमने प्राप्त किया है कि चुंबकीय क्षेत्र की ताकत इस बात पर निर्भर नहीं करती है कि अंतरिक्ष किस तरह के सजातीय पदार्थ से भरा है। अधिकांश पदार्थों की चुंबकीय पारगम्यता फेरोमैग्नेट के अपवाद के साथ, एकता के बारे में है।

पदार्थ की चुंबकीय संवेदनशीलता

आमतौर पर, चुंबकत्व वेक्टर ($\overrightarrow(J)$) चुंबक के प्रत्येक बिंदु पर तीव्रता वेक्टर से जुड़ा होता है:

\[\overrightarrow(J)=\varkappa \overrightarrow(H)\left(7\right),\]

जहां $\varkappa $ चुंबकीय संवेदनशीलता, एक आयामहीन मात्रा है। गैर-लौहचुंबकीय पदार्थों के लिए और छोटे क्षेत्रों में, $\varkappa $ तीव्रता पर निर्भर नहीं करता है, यह एक अदिश राशि है। अनिसोट्रोपिक मीडिया में, $\varkappa$ एक टेंसर है और $\overrightarrow(J)$ और $\overrightarrow(H)$ की दिशाएं मेल नहीं खाती हैं।

चुंबकीय संवेदनशीलता और चुंबकीय पारगम्यता के बीच संबंध

\[\overrightarrow(H)=\frac(\overrightarrow(B))((\mu _0)-\overrightarrow(J)\left(8\right).\]

चुम्बकत्व सदिश (7) के लिए व्यंजक (8) में प्रतिस्थापित करें, हम प्राप्त करते हैं:

\[\overrightarrow(H)=\frac(\overrightarrow(B))((\mu _0)-\overrightarrow(H)\left(9\right).\]

हम तनाव व्यक्त करते हैं, हमें मिलता है:

\[\overrightarrow(H)=\frac(\overrightarrow(B))((\mu _0\left(1+\varkappa \right))\to \overrightarrow(B)=(\mu )_0\left( 1+\varkappa \right)\overrightarrow(H)\left(10\right).\]

व्यंजकों (5) और (10) की तुलना करने पर, हम प्राप्त करते हैं:

\[\mu =1+\varkappa \left(11\right).\]

चुंबकीय संवेदनशीलता या तो सकारात्मक या नकारात्मक हो सकती है। (11) से यह इस प्रकार है कि चुंबकीय पारगम्यता एकता से अधिक और इससे कम दोनों हो सकती है।

उदाहरण 1

कार्य: यदि इसे तरल ऑक्सीजन में डुबोया जाता है तो I=2A की धारा के साथ R=0.1 m त्रिज्या के एक वृत्ताकार कुंडल के केंद्र में चुंबकीयकरण की गणना करें। तरल ऑक्सीजन की चुंबकीय संवेदनशीलता $\varkappa =3.4\cdot (10)^(-3).$ . है

समस्या को हल करने के आधार के रूप में, हम एक अभिव्यक्ति लेते हैं जो चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और चुंबकत्व के बीच संबंध को दर्शाता है:

\[\overrightarrow(J)=\varkappa \overrightarrow(H)\left(1.1\right).\]

आइए वर्तमान के साथ कुंडल के केंद्र में क्षेत्र का पता लगाएं, क्योंकि हमें इस बिंदु पर चुंबकीयकरण की गणना करने की आवश्यकता है।

हम वर्तमान-वाहक कंडक्टर (छवि 1) पर एक प्राथमिक खंड का चयन करते हैं, समस्या को हल करने के आधार के रूप में, हम वर्तमान के साथ एक कॉइल तत्व की तीव्रता के सूत्र का उपयोग करते हैं:

जहां $\ \overrightarrow(r)$ वर्तमान तत्व से विचाराधीन बिंदु तक खींचा गया त्रिज्या वेक्टर है, $\overrightarrow(dl)$ वर्तमान के साथ कंडक्टर तत्व है (दिशा वर्तमान दिशा द्वारा दी गई है), $\ vartheta$ $ \overrightarrow(dl)$ और $\overrightarrow(r)$ के बीच का कोण है। अंजीर के आधार पर। 1 $\vartheta=90()^\circ $, इसलिए (1.1) को सरल बनाया जाएगा, इसके अलावा, वर्तमान के साथ कंडक्टर तत्व के सर्कल के केंद्र से दूरी (वह बिंदु जहां हम चुंबकीय क्षेत्र की तलाश कर रहे हैं) स्थिर है और कुंडली (R) की त्रिज्या के बराबर है, इसलिए हमारे पास है:

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के परिणामी वेक्टर को एक्स अक्ष के साथ निर्देशित किया जाता है, इसे अलग-अलग वैक्टर $\ \ \overrightarrow(dH),$ के योग के रूप में पाया जा सकता है क्योंकि सभी मौजूदा तत्व बाती के केंद्र में चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं, निर्देशित कुंडल के सामान्य के साथ। फिर, सुपरपोजिशन के सिद्धांत के अनुसार, इंटीग्रल में जाकर चुंबकीय क्षेत्र की कुल ताकत प्राप्त की जा सकती है:

हम (1.3) को (1.4) में प्रतिस्थापित करते हैं, हम प्राप्त करते हैं:

हम चुंबकत्व पाते हैं, यदि हम तीव्रता को (1.5) से (1.1) में प्रतिस्थापित करते हैं, तो हमें प्राप्त होता है:

सभी इकाइयाँ SI प्रणाली में दी गई हैं, आइए गणना करें:

उत्तर: $J=3,4\cdot (10)^(-2)\frac(A)(m).$

उदाहरण 2

कार्य: एक टंगस्टन रॉड में कुल चुंबकीय क्षेत्र के अनुपात की गणना करें, जो एक बाहरी समान चुंबकीय क्षेत्र में है, जो आणविक धाराओं द्वारा निर्धारित किया जाता है। टंगस्टन की चुंबकीय पारगम्यता $\mu = 1.0176 है।$

चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण ($B"$), जिसका आण्विक धाराओं द्वारा हिसाब लगाया जाता है, को इस प्रकार पाया जा सकता है:

जहां $J$ चुंबकत्व है। यह अभिव्यक्ति द्वारा चुंबकीय क्षेत्र की ताकत से संबंधित है:

जहां किसी पदार्थ की चुंबकीय संवेदनशीलता को इस प्रकार पाया जा सकता है:

\[\varkappa =\mu -1\ \बाएं(2.3\दाएं)।\]

इसलिए, हम आणविक धाराओं के चुंबकीय क्षेत्र को इस प्रकार पाते हैं:

बार में कुल फ़ील्ड की गणना सूत्र के अनुसार की जाती है:

वांछित संबंध ज्ञात करने के लिए हम व्यंजकों (2.4) और (2.5) का उपयोग करते हैं:

\[\frac(B")(B)=\frac((\mu )_0\left(\mu -1\right)H)(\mu (\mu )_0H)=\frac(\mu -1) (\म्यू ).\]

आइए गणना करते हैं:

\[\frac(B")(B)=\frac(1.0176-1)(1.0176)=0.0173.\]

उत्तर: $\frac(B")(B)=0.0173.$