80 के दशक की शुरुआत में, यूएसएसआर के कृषि क्षेत्र ने उद्योग से एक बहुक्रियाशील ऑल-व्हील ड्राइव ट्रक की मांग की, जो कृषि उत्पादों को सीधे खेत से गोदामों तक, साथ ही गांव से प्रसंस्करण उद्यमों तक समान रूप से परिवहन कर सके। इसके अलावा, संदर्भ की शर्तों ने कृषि मशीनरी के साथ मिलकर काम करने के लिए ट्रक की विशेष उपयुक्तता के बारे में बात की - ट्रैक्टर, कंबाइन - सीधे क्षेत्र में। यानी ऑफ-रोड और डामर क्षमताओं वाले तकनीकी वाहन की जरूरत थी। 1982 में, NAMI इंजीनियरों ने कुटैसी ऑटोमोबाइल प्लांट के विशेषज्ञों के साथ मिलकर KAZ-4540 डंप ट्रक विकसित किया, जिसे दो साल बाद उत्पादन में लाया गया। कार वास्तव में नई थी, मूल और - सोवियत उद्योग के लिए अपरंपरागत रूप से - पहले से निर्मित धारावाहिक उपकरणों के साथ एकीकरण का बहुत कम प्रतिशत था।

Colchis का कथित प्रतियोगी 1981 का ब्रिटिश यूनिवर्सल बेडफोर्ड TM 4-4 हो सकता है, जिसे नाटो देशों की सेनाओं के लिए बनाया गया था, लेकिन हमारे कृषि डंप ट्रक के समान ही सब कुछ कर सकता था।

काज़-4540

बाह्य रूप से, कारें काफी समान हैं: एक ही फ्लैट, "पाटा" कैबओवर कैब, बम्पर में गोल हेडलाइट्स, ऑफ-रोड चलने वाले सिंगल टायर और उच्च ग्राउंड क्लीयरेंस। नेत्रहीन, एक छोटे कांच के क्षेत्र के साथ संकीर्ण कैब के कारण, विदेशी कार लंबी लगती है, हालांकि हमारे आभासी प्रतियोगी ऊंचाई में लगभग समान हैं। पासपोर्ट के अनुसार Colchis की वहन क्षमता 6 टन थी। KAZ-4540 मुख्य रूप से थ्री-वे अनलोडिंग के साथ डंप बॉडी से लैस था, लेकिन कारखाने में छोटे बैचों में, और उसके बाद, कलात्मक परिस्थितियों में, इसके चेसिस पर विभिन्न विशेष उपकरण स्थापित किए गए थे। बेडफोर्ड टीएम अक्सर विशेष प्रतिष्ठानों के वाहक या हल्के बख्तरबंद वाहनों और अन्य ट्रकों के एक निकासी के रूप में कार्य करता था और 6.5-8 टन (संस्करण के आधार पर) वजन का भार ले जाने में सक्षम था।

तुलना किए गए ट्रकों के इंटीरियर के बारे में कहने के लिए बहुत कुछ नहीं है। हमारे काज़ और "ब्रिटिश" डैशबोर्ड दोनों में, स्टीयरिंग व्हील और डोर कार्ड "ओक" प्लास्टिक से बने होते हैं, गोल बड़े उपकरण सरल और सूचनात्मक होते हैं, कई कार्यों का नियंत्रण एकीकृत आयताकार स्विच को "प्रत्यायोजित" किया जाता है, और दोनों कारों के डबल कैब को सोने की जगह नहीं मिली - आखिरकार, उन्हें स्थानीय मार्गों पर आवाजाही के लिए डिज़ाइन किया गया है।

बेडफोर्डटीएम

ऑल-व्हील ड्राइव KAZ-4540 आठ-सिलेंडर उत्पादन डीजल इंजन से लैस था, जिसकी शक्ति 160 hp थी। बिजली इकाई सख्ती से कैब के नीचे स्थित नहीं थी, लेकिन शरीर की ओर थोड़ी सी ऑफसेट के साथ। एक डीजल इंजन के साथ जोड़ा गया, एक सिंगल-स्टेज ट्रांसफर केस के साथ संयुक्त आठ-स्पीड मैनुअल गियरबॉक्स ने काम किया। दिलचस्प है, रखरखाव को आसान बनाने के लिए, बॉक्स को इंजन से सख्ती से नहीं जोड़ा जाता है, लेकिन एक मध्यवर्ती कार्डन शाफ्ट के माध्यम से। एक विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया गियरबॉक्स ट्रक को 2 किमी / घंटा की न्यूनतम गति के साथ संयोजन के समानांतर कृषि योग्य भूमि पर लंबे समय तक चलने की अनुमति देता है। ऑफ-रोड "गैजेट्स" में, डंप ट्रक रियर एक्सल के क्रॉस-एक्सल अंतर को लॉक करने का दावा कर सकता है।

बेडफोर्ड कैब के नीचे 206 hp वाला 8.2-लीटर टर्बोडीजल छिपा हुआ था। छह-स्पीड मैनुअल ट्रांसमिशन के संयोजन में, बॉक्स के पीछे एक "रज़दतका" रखा गया था। मशीनों के निलंबन संरचनात्मक रूप से समान हैं - चार अनुदैर्ध्य स्प्रिंग्स पर। खराब ऑफ-रोड क्षमता और इंजनों की कम विश्वसनीयता के कारण, नाटो ने 80 के दशक के अंत तक ब्रिटिश वाहनों को छोड़ दिया।

काज़-4540

GAZ-4301 - रेनॉल्ट मिडलाइनर S100

1960 के दशक से, निर्माताओं ने मध्यम-ड्यूटी डिलीवरी ट्रकों के निर्माण के लिए दो रास्तों का अनुसरण किया है - या तो अमेरिकी एक, बोनट लेआउट के साथ, या यूरोपीय एक, इंजन के ऊपर एक कैब के साथ। यूएसएसआर में, बोनट लेआउट को हमेशा पसंद किया गया था, और 1984 का नया GAZ-4301, जिसने GAZ-53 को बदल दिया, वही बन गया। यूरोप में उसी वर्षों में, रेनॉल्ट ने सेविम, वोल्वो, डीएएफ और मैगिरस-ड्यूट्ज़ के साथ मिलकर "क्लब ऑफ़ फोर" बनाया, सहयोग किया और 1980-81 तक एक एकल सार्वभौमिक मॉडल तैयार किया, जो "रेनॉल्ट" में था। संस्करण को रेनॉल्ट मिडलाइनर S100 कहा जाता था।

डिजाइनरों ने गोर्की के नए ट्रक को अधिक लोड-असर वाले ZIL-169 के साथ उसी शैली में डिजाइन किया: GAZ-4301 में एक वर्ग रेडिएटर जंगला, कोणीय फेंडर में हेडलाइट्स और नाक की ओर एक संकीर्णता है। कैबओवर मिडलाइनर में एक कोणीय केबिन, एक अप्रकाशित प्लास्टिक ग्रिल भी है, लेकिन कुल मिलाकर यह अधिक आधुनिक दिखता है, क्योंकि यह 90 के दशक और शुरुआती शून्य से कैबओवर के समान था।

GAZ-4301

पहली नज़र में, तुलना की गई कारों के अंदरूनी भाग समान दिखते हैं। वे सस्ते रफ प्लास्टिक, साधारण गोल उपकरणों, लैंप संकेतकों के एक पूरे पैनल, एयर वेंट और एक विशाल दस्ताने बॉक्स से संबंधित हैं। लेकिन करीब से देखने पर पता चलता है कि विदेशी कार चालक को अधिक आराम प्रदान करती है। इसका स्टीयरिंग व्हील नरम है, और कठोर प्लास्टिक से नहीं बना है, गियरशिफ्ट लीवर ड्राइवर के कार्यस्थल के करीब स्थित है, सीटों में आर्मरेस्ट हैं, रेडियो और ऑडियो तैयारी के लिए एक नियमित जगह है। अतिरिक्त शुल्क के लिए, रेनॉल्ट को एक विस्तारित स्लीपर कैब के साथ खरीदा जा सकता है। ड्राइवर के आराम के लिए सीट के साथ GAZ-4301 का बड़े पैमाने पर उत्पादन नहीं किया गया था।

GAZon 6.2-लीटर GAZ-542 छह-सिलेंडर डीजल इंजन से लैस था जिसकी क्षमता 142 hp थी। एयर-कूल्ड, जो बड़ी संख्या में जलवायु क्षेत्रों वाले देश के लिए एक सार्वभौमिक समाधान था। मोटर Deutz इकाई की एक लाइसेंस प्राप्त प्रति थी, और ओवरहाल से पहले इसके संसाधन की गणना 300 हजार किमी के स्तर पर की गई थी। एक पांच गति हस्तचालित गियरबॉक्स इन-हाउस विकसित किया गया था। अल्ट्रा-लो स्पीड पर कृषि वाहनों के साथ ट्रक को निर्बाध रूप से उपयोग करने के लिए, पहले गियर के गियर अनुपात को बड़ा बनाया गया था। ड्राइव पारंपरिक रूप से रियर एक्सल पर थी।

रेनॉल्ट मिडलाइनर एस

रेनॉल्ट मिडलाइनर का आधार 5.4-लीटर इन-लाइन डीजल "छह" 150 hp की क्षमता वाला वाटर-कूल्ड था। ZF फ्रेडरिकशाफेन द्वारा विकसित एक पांच-स्पीड मैनुअल गियरबॉक्स ने उसके साथ काम किया। स्प्रिंग्स दोनों ट्रकों के चार पहियों पर भार और धक्कों का सामना करते हैं। उनकी बहुमुखी प्रतिभा के बावजूद, ग्रामीण क्षेत्रों में जीएजेड का अधिक बार उपयोग किया जाता था, और रेनॉल्ट ने गोदामों और उद्यमों के बीच शहरों में अधिक काम किया।

MAZ-5432 - मर्सिडीज-बेंज एनजी 80

80 के दशक की शुरुआत तक चालक के लिए उच्च स्तर के आराम वाले ट्रंक ट्रैक्टर सोवियत संघ में एक वर्ग के रूप में अनुपस्थित थे। यह व्यर्थ नहीं था कि यूएसएसआर ने पश्चिमी यूरोप की उड़ानों के लिए विदेशी निर्मित ट्रैक्टर खरीदे। लेकिन 1981 में स्थिति बदल गई: MAZ-5432 ट्रक ट्रैक्टर का उत्पादन मिन्स्क में शुरू हुआ। एक साल पहले, मर्सिडीज-बेंज ने अपने नई पीढ़ी के लंबी दूरी के वाहनों के परिवार को अपडेट किया, जिसे एनजी 80 इंडेक्स प्राप्त हुआ था।

एमएजेड-5432

मिन्स्क ऑटोमोबाइल प्लांट के ट्रैक्टरों की चौथी पीढ़ी के पहले जन्म को एक मौलिक रूप से नया डिज़ाइन प्राप्त हुआ - निश्चित रूप से विदेशी एनालॉग्स के स्तर पर। सामान्य तौर पर, ये दो मशीनें बाहरी रूप से समान होती हैं, लेकिन प्रत्येक में छोटी-छोटी विशेषताएं होती हैं। तो, कैब के किनारों पर उच्च स्थित मार्कर रोशनी और दिशा संकेतकों के कारण MAZ बाहर खड़ा है। कैब के पच्चर के आकार के फ्रंट पैनल की वजह से आप मर्सिडीज को किसी भी चीज़ से भ्रमित नहीं कर सकते, जिसका आकार कार की सुव्यवस्थितता में सुधार के प्रयासों के कारण होता है। दोनों मशीनों के केबिन के अंदर जाने की सुविधा के लिए, वे केबिन के किनारों पर चौड़े कदम और हैंडल से लैस थे। MAZ के लिए अर्ध-ट्रेलर का अधिकतम वजन 21 टन था, और मर्सिडीज-बेंज के लिए - 15.5-16 टन, संस्करण के आधार पर।

मर्सिडीज-बेंज NG80

बेशक, "जर्मन" ने अपने चालक दल को और भी अधिक "चिप्स" की पेशकश की, जिसमें एयर कंडीशनिंग और बर्थ से लेकर बिजली की खिड़कियों के लिए जाल के रूप में गिरने से सुरक्षा शामिल है। फिर भी, एमएजेड भी काफी अच्छा था - इसके उच्च स्तर के उपकरण और प्रदर्शन इस तथ्य से प्रमाणित होते हैं कि यह पहली घरेलू कार बन गई जिसने फ्रांस की राजधानी के पास एक शोध केंद्र में होमोलोगेशन परीक्षण पास किया और यूरोप में सभी सड़कों पर काम करने की अनुमति दी गई। .

मर्सिडीज-बेंज NG80

मिन्स्क ट्रैक्टर एक आधुनिक 12-सिलेंडर YaMZ-238M2 डीजल इंजन से लैस था जिसमें 14.86 लीटर की मात्रा और 280 hp की शक्ति थी। इसके लिए डिज़ाइन किए गए आठ-स्पीड मैनुअल ट्रांसमिशन, एक डिमल्टीप्लायर से लैस, ने ट्रक की भूख को काफी कम करना संभव बना दिया, ताकि एक भरी हुई कार एक पूर्ण टैंक पर लगभग 1,000 किमी की यात्रा कर सके। जर्मन कारों पर 280 से 375 hp की शक्ति वाले कई आठ-सिलेंडर डीजल इंजन लगाए गए थे। मिन्स्क से ट्रैक्टर की अधिकतम गति 85 किमी / घंटा थी, जबकि सबसे मामूली इंजन वाला मर्क 110 किमी / घंटा तक गति कर सकता था। दोनों कारों में एक एम्पलीफायर के साथ पावर स्टीयरिंग, वायवीय ब्रेक थे, लेकिन इसके अलावा, एक विदेशी कार को अतिरिक्त शुल्क के लिए एंटी-लॉक ब्रेक सिस्टम से लैस किया जा सकता था। MAZ सभी पहियों के स्प्रिंग सस्पेंशन से लैस थे, और मर्सिडीज-बेंज NG 80 पर यह अलग हो सकता था: सस्ते संस्करण भी अच्छे पुराने स्प्रिंग्स से लैस थे, लेकिन समृद्ध ट्रिम स्तरों पर, सभी पहियों पर वायवीय सिलेंडर लगाए गए थे।

एमएजेड-5432

उपसंहार

80 के दशक से घरेलू और विदेशी कारों की तुलना पर सामग्री की एक श्रृंखला को समाप्त करते हुए, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उनमें से अधिकांश ने एक सफल कन्वेयर जीवन जीया है, और कुछ डिजाइन, गहन आधुनिकीकरण के बाद, आज तक उत्पादित किए जाते हैं। लेकिन कई सोवियत ऑटोमोबाइल संयंत्रों के लिए, यह सफल दशक था जो हंस गीत बन गया। उसके बाद, राजनीतिक उथल-पुथल के कारण, हमारे ऑटो उद्योग ने तेजी से नीचे की ओर सर्पिल शुरू किया, और केवल सबसे मजबूत लोग ही इससे बाहर आए।

मैग्नेट दो अलग-अलग प्रकार के होते हैं। कुछ तथाकथित स्थायी चुम्बक हैं, जो "कठोर चुंबकीय" सामग्री से बने हैं। उनके चुंबकीय गुण बाहरी स्रोतों या धाराओं के उपयोग से संबंधित नहीं हैं। एक अन्य प्रकार में "नरम चुंबकीय" लोहे के कोर के साथ तथाकथित इलेक्ट्रोमैग्नेट शामिल हैं। उनके द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण हैं कि एक विद्युत प्रवाह कोर को कवर करने वाले घुमावदार तार से होकर गुजरता है।

चुंबकीय ध्रुव और चुंबकीय क्षेत्र।

एक छड़ चुंबक के चुंबकीय गुण इसके सिरों के पास सबसे अधिक ध्यान देने योग्य होते हैं। यदि ऐसा चुम्बक मध्य भाग से लटका दिया जाए ताकि वह स्वतंत्र रूप से एक क्षैतिज तल में घूम सके, तो यह लगभग उत्तर से दक्षिण की दिशा के अनुरूप स्थिति लेगा। उत्तर की ओर इशारा करने वाली छड़ के अंत को उत्तरी ध्रुव कहा जाता है, और विपरीत छोर को दक्षिणी ध्रुव कहा जाता है। दो चुम्बकों के विपरीत ध्रुव एक दूसरे को आकर्षित करते हैं, जबकि समान ध्रुव एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं।

यदि चुंबक के ध्रुवों में से एक के पास बिना चुम्बकित लोहे की छड़ लायी जाती है, तो बाद वाला अस्थायी रूप से चुम्बकित हो जाएगा। इस स्थिति में, चुम्बक के ध्रुव के निकटतम चुम्बकित छड़ का ध्रुव नाम में विपरीत होगा, और दूर वाला एक ही नाम का होगा। चुंबक के ध्रुव और छड़ में इसके द्वारा प्रेरित विपरीत ध्रुव के बीच का आकर्षण चुंबक की क्रिया की व्याख्या करता है। कुछ पदार्थ (जैसे स्टील) स्थायी चुंबक या विद्युत चुंबक के पास होने के बाद स्वयं कमजोर स्थायी चुंबक बन जाते हैं। एक स्टील की छड़ को केवल एक स्थायी चुंबक के सिरे को उसके सिरे से गुजारकर चुम्बकित किया जा सकता है।

इसलिए, चुंबक अन्य चुम्बकों और चुंबकीय पदार्थों से बनी वस्तुओं को उनके संपर्क में आए बिना आकर्षित करता है। दूरी पर इस तरह की क्रिया को चुंबक के चारों ओर अंतरिक्ष में चुंबकीय क्षेत्र के अस्तित्व द्वारा समझाया गया है। इस चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता और दिशा का कुछ अंदाजा किसी चुंबक पर रखे कार्डबोर्ड या कांच की शीट पर लोहे का बुरादा डालकर प्राप्त किया जा सकता है। चूरा क्षेत्र की दिशा में जंजीरों में पंक्तिबद्ध होगा, और चूरा रेखाओं का घनत्व इस क्षेत्र की तीव्रता के अनुरूप होगा। (वे चुंबक के सिरों पर सबसे मोटे होते हैं, जहां चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता सबसे अधिक होती है।)

एम. फैराडे (1791-1867) ने चुम्बकों के लिए बंद प्रेरण लाइनों की अवधारणा पेश की। प्रेरण की रेखाएं चुंबक को उसके उत्तरी ध्रुव पर आसपास के स्थान में छोड़ती हैं, दक्षिणी ध्रुव पर चुंबक में प्रवेश करती हैं, और चुंबक की सामग्री के अंदर दक्षिणी ध्रुव से उत्तर की ओर जाती हैं, जिससे एक बंद लूप बनता है। चुम्बक से निकलने वाली प्रेरण रेखाओं की कुल संख्या को चुम्बकीय फ्लक्स कहते हैं। चुंबकीय प्रवाह घनत्व, या चुंबकीय प्रेरण ( पर) इकाई आकार के प्राथमिक क्षेत्र के माध्यम से सामान्य के साथ गुजरने वाली प्रेरण की रेखाओं की संख्या के बराबर है।

चुंबकीय प्रेरण उस बल को निर्धारित करता है जिसके साथ एक चुंबकीय क्षेत्र उसमें स्थित वर्तमान-वाहक कंडक्टर पर कार्य करता है। यदि कंडक्टर वर्तमान ले जा रहा है मैं, प्रेरण की रेखाओं के लंबवत स्थित है, तो एम्पीयर के नियम के अनुसार, बल एफकंडक्टर पर अभिनय, क्षेत्र और कंडक्टर दोनों के लिए लंबवत है और चुंबकीय प्रेरण, वर्तमान ताकत और कंडक्टर की लंबाई के समानुपाती है। इस प्रकार, चुंबकीय प्रेरण के लिए बीआप एक अभिव्यक्ति लिख सकते हैं

कहाँ पे एफन्यूटन में बल है, मैं- एम्पीयर में करंट, मैं- मीटर में लंबाई। चुंबकीय प्रेरण के लिए माप की इकाई टेस्ला (टी) है।

गैल्वेनोमीटर।

गैल्वेनोमीटर कमजोर धाराओं को मापने के लिए एक संवेदनशील उपकरण है। गैल्वेनोमीटर चुंबक के ध्रुवों के बीच की खाई में निलंबित एक छोटे वर्तमान-वाहक कुंडल (कमजोर विद्युत चुंबक) के साथ घोड़े की नाल के आकार के स्थायी चुंबक की बातचीत से उत्पन्न टोक़ का उपयोग करता है। टोक़, और इसलिए कुंडल का विक्षेपण, हवा के अंतराल में वर्तमान और कुल चुंबकीय प्रेरण के समानुपाती होता है, जिससे कि कुंडल के छोटे विक्षेपण के साथ साधन का पैमाना लगभग रैखिक होता है।

चुंबकीय बल और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत।

अगला, एक और मात्रा पेश की जानी चाहिए जो विद्युत प्रवाह के चुंबकीय प्रभाव की विशेषता है। मान लीजिए कि करंट एक लंबी कॉइल के तार से होकर गुजरता है, जिसके अंदर चुंबकीय सामग्री स्थित है। चुंबकीय बल कुंडल में विद्युत प्रवाह और उसके घुमावों की संख्या का गुणनफल है (यह बल एम्पीयर में मापा जाता है, क्योंकि घुमावों की संख्या एक आयाम रहित मात्रा है)। चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एचकुंडल की प्रति इकाई लंबाई में चुंबकीय बल के बराबर। इस प्रकार, मान एचएम्पीयर प्रति मीटर में मापा जाता है; यह कुंडल के अंदर सामग्री द्वारा प्राप्त चुंबकीयकरण को निर्धारित करता है।

निर्वात चुंबकीय प्रेरण में बीचुंबकीय क्षेत्र की ताकत के समानुपाती एच:

कहाँ पे एम 0 - तथाकथित। चुंबकीय स्थिरांक जिसका सार्वभौमिक मान 4 . है पीच 10 -7 एच / एम। कई सामग्रियों में, मूल्य बीलगभग आनुपातिक एच. तथापि, लौहचुम्बकीय पदार्थों में के बीच का अनुपात बीऔर एचकुछ अधिक जटिल (जिस पर नीचे चर्चा की जाएगी)।

अंजीर पर। 1 भार को पकड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया एक साधारण विद्युत चुंबक दिखाता है। ऊर्जा स्रोत एक डीसी बैटरी है। यह आंकड़ा एक विद्युत चुंबक के क्षेत्र के बल की रेखाओं को भी दर्शाता है, जिसे लोहे के बुरादे की सामान्य विधि से पता लगाया जा सकता है।

लोहे के कोर वाले बड़े इलेक्ट्रोमैग्नेट और बहुत बड़ी संख्या में एम्पीयर-मोड़, निरंतर मोड में काम करते हुए, एक बड़ा चुंबकीय बल होता है। वे ध्रुवों के बीच की खाई में 6 T तक का चुंबकीय प्रेरण बनाते हैं; यह प्रेरण केवल यांत्रिक तनावों, कुंडलियों के गर्म होने और कोर के चुंबकीय संतृप्ति द्वारा सीमित है। पीएल मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी द्वारा वाटर कूलिंग के साथ-साथ स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए कई विशाल इलेक्ट्रोमैग्नेट्स (कोर के बिना) डिजाइन किए गए थे। ऐसे चुम्बकों पर 50 T तक का प्रेरण प्राप्त करना संभव था। लोसलामोस नेशनल लेबोरेटरी में एक अपेक्षाकृत छोटा इलेक्ट्रोमैग्नेट विकसित किया गया था, जो 6.2 टी तक के क्षेत्र का उत्पादन करता है, जो 15 किलोवाट की विद्युत शक्ति का उपभोग करता है और तरल हाइड्रोजन द्वारा ठंडा किया जाता है। क्रायोजेनिक तापमान पर इसी तरह के क्षेत्र प्राप्त होते हैं।

चुंबकीय पारगम्यता और चुंबकत्व में इसकी भूमिका।

चुम्बकीय भेद्यता एमएक मूल्य है जो सामग्री के चुंबकीय गुणों की विशेषता है। फेरोमैग्नेटिक धातु Fe, Ni, Co और उनकी मिश्र धातुओं की अधिकतम पारगम्यता बहुत अधिक होती है - 5000 (Fe के लिए) से 800,000 (सुपरमॉलॉय के लिए)। ऐसी सामग्रियों में अपेक्षाकृत कम क्षेत्र की ताकत एचबड़े प्रेरण होते हैं बी, लेकिन इन मात्राओं के बीच संबंध, आम तौर पर, संतृप्ति और हिस्टैरिसीस घटना के कारण गैर-रैखिक है, जिसकी चर्चा नीचे की गई है। लौहचुम्बकीय पदार्थ चुम्बक द्वारा अत्यधिक आकर्षित होते हैं। वे क्यूरी पॉइंट (Fe के लिए 770°C, Ni के लिए 358°C, Co के लिए 1120°C) से ऊपर के तापमान पर अपने चुंबकीय गुणों को खो देते हैं और पैरामैग्नेट की तरह व्यवहार करते हैं, जिसके लिए इंडक्शन बीबहुत उच्च तनाव मूल्यों तक एचइसके समानुपाती होता है - ठीक वैसा ही जैसा यह निर्वात में होता है। कई तत्व और यौगिक सभी तापमानों पर अनुचुंबकीय होते हैं। अनुचुंबकीय पदार्थों की विशेषता बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में चुम्बकित होने के कारण होती है; यदि यह फ़ील्ड बंद कर दिया जाता है, तो पैरामैग्नेट गैर-चुंबकीय स्थिति में वापस आ जाते हैं। फेरोमैग्नेट में चुंबकीयकरण बाहरी क्षेत्र के बंद होने के बाद भी संरक्षित रहता है।

अंजीर पर। 2 चुंबकीय रूप से कठोर (उच्च हानि) फेरोमैग्नेटिक सामग्री के लिए एक विशिष्ट हिस्टैरिसीस लूप दिखाता है। यह चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पर चुंबकीय रूप से आदेशित सामग्री के चुंबकीयकरण की अस्पष्ट निर्भरता की विशेषता है। प्रारंभिक (शून्य) बिंदु से चुंबकीय क्षेत्र की ताकत में वृद्धि के साथ ( 1 ) चुम्बकत्व धराशायी रेखा के साथ जाता है 1 –2 , और मूल्य एमनमूने के चुंबकीयकरण में वृद्धि के रूप में महत्वपूर्ण रूप से बदल जाता है। बिंदु पर 2 संतृप्ति तक पहुँच जाता है, अर्थात्। तीव्रता में और वृद्धि के साथ, चुंबकत्व अब नहीं बढ़ता है। अगर हम अब धीरे-धीरे मूल्य कम करते हैं एचशून्य करने के लिए, फिर वक्र बी(एच) अब उसी पथ का अनुसरण नहीं करता है, बल्कि बिंदु से होकर गुजरता है 3 , प्रकट करना, जैसा कि यह था, "पिछले इतिहास" के बारे में सामग्री की "स्मृति", इसलिए नाम "हिस्टैरिसीस"। जाहिर है, इस मामले में, कुछ अवशिष्ट चुंबकत्व बनाए रखा जाता है (खंड 1 –3 ) चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को विपरीत दिशा में बदलने के बाद, वक्र पर (एच) बिंदु से गुजरता है 4 , और खंड ( 1 )–(4 ) जबरदस्ती बल से मेल खाती है जो विमुद्रीकरण को रोकता है। मूल्यों की और वृद्धि (- एच) हिस्टैरिसीस वक्र को तीसरे चतुर्थांश तक ले जाता है - खंड 4 –5 . मूल्य में बाद में कमी (- एच) शून्य करने के लिए और फिर सकारात्मक मूल्यों में वृद्धि एचहिस्टैरिसीस लूप को बिंदुओं के माध्यम से बंद कर देगा 6 , 7 और 2 .

चुंबकीय रूप से कठोर सामग्री को आरेख पर एक महत्वपूर्ण क्षेत्र को कवर करने वाले एक विस्तृत हिस्टैरिसीस लूप की विशेषता है और इसलिए अवशिष्ट चुंबकीयकरण (चुंबकीय प्रेरण) और जबरदस्ती बल के बड़े मूल्यों के अनुरूप है। एक संकीर्ण हिस्टैरिसीस लूप (चित्र। 3) नरम चुंबकीय सामग्री जैसे हल्के स्टील और उच्च चुंबकीय पारगम्यता वाले विशेष मिश्र धातुओं की विशेषता है। हिस्टैरिसीस के कारण ऊर्जा के नुकसान को कम करने के लिए ऐसे मिश्र धातु बनाए गए थे। इन विशेष मिश्र धातुओं में से अधिकांश, जैसे फेराइट्स में उच्च विद्युत प्रतिरोध होता है, जो न केवल चुंबकीय हानियों को कम करता है, बल्कि एड़ी धाराओं के कारण विद्युत हानियों को भी कम करता है।

उच्च पारगम्यता के साथ चुंबकीय सामग्री लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर किए गए एनीलिंग द्वारा उत्पादित की जाती है, इसके बाद कमरे के तापमान में तड़के (क्रमिक शीतलन) होता है। इस मामले में, प्रारंभिक यांत्रिक और थर्मल उपचार, साथ ही नमूने में अशुद्धियों की अनुपस्थिति, बहुत महत्वपूर्ण हैं। 20 वीं सदी की शुरुआत में ट्रांसफार्मर कोर के लिए। सिलिकॉन स्टील्स विकसित किए गए, मूल्य एमजो सिलिकॉन की मात्रा बढ़ने के साथ बढ़ता गया। 1915 और 1920 के बीच, Permalloys (Fe के साथ Ni के मिश्र) अपने विशिष्ट संकीर्ण और लगभग आयताकार हिस्टैरिसीस लूप के साथ दिखाई दिए। चुंबकीय पारगम्यता के विशेष रूप से उच्च मूल्य एमछोटे मूल्यों के लिए एचहाइपरनिक (50% Ni, 50% Fe) और म्यू-मेटल (75% Ni, 18% Fe, 5% Cu, 2% Cr) मिश्र धातु भिन्न होते हैं, जबकि perminvar में (45% Ni, 30% Fe, 25% Co) मूल्य एमक्षेत्र शक्ति परिवर्तन की एक विस्तृत श्रृंखला पर व्यावहारिक रूप से स्थिर। आधुनिक चुंबकीय सामग्रियों में, हमें सुपरमॉलॉय का उल्लेख करना चाहिए, उच्चतम चुंबकीय पारगम्यता वाला एक मिश्र धातु (इसमें 79% Ni, 15% Fe और 5% Mo होता है)।

चुंबकत्व के सिद्धांत।

पहली बार, यह विचार कि चुंबकीय घटनाएं अंततः विद्युत में कम हो जाती हैं, 1825 में एम्पीयर से उत्पन्न हुई, जब उन्होंने एक चुंबक के प्रत्येक परमाणु में परिसंचारी बंद आंतरिक सूक्ष्म धाराओं के विचार को व्यक्त किया। हालांकि, पदार्थ में इस तरह की धाराओं की उपस्थिति की किसी भी प्रयोगात्मक पुष्टि के बिना (इलेक्ट्रॉन की खोज जे। थॉमसन द्वारा केवल 1897 में की गई थी, और परमाणु की संरचना का विवरण रदरफोर्ड और बोहर द्वारा 1913 में दिया गया था), यह सिद्धांत "फीका हो गया" " 1852 में, डब्ल्यू. वेबर ने सुझाव दिया कि एक चुंबकीय पदार्थ का प्रत्येक परमाणु एक छोटा चुंबक, या एक चुंबकीय द्विध्रुव होता है, ताकि किसी पदार्थ का पूर्ण चुंबकत्व तब प्राप्त हो जब सभी व्यक्तिगत परमाणु चुम्बकों को एक निश्चित क्रम में पंक्तिबद्ध किया जाए (चित्र 4)। , बी) वेबर का मानना ​​​​था कि आणविक या परमाणु "घर्षण" इन प्राथमिक चुम्बकों को थर्मल कंपन के परेशान करने वाले प्रभाव के बावजूद अपने क्रम को बनाए रखने में मदद करता है। उनका सिद्धांत चुंबक के संपर्क में आने पर पिंडों के चुम्बकत्व की व्याख्या करने में सक्षम था, साथ ही प्रभाव या ताप पर उनके विमुद्रीकरण की व्याख्या करने में सक्षम था; अंत में, चुम्बक के "गुणा" को भी समझाया गया जब एक चुम्बकित सुई या चुंबकीय छड़ को टुकड़ों में काट दिया गया। और फिर भी इस सिद्धांत ने या तो स्वयं प्राथमिक चुम्बकों की उत्पत्ति, या संतृप्ति और हिस्टैरिसीस की घटनाओं की व्याख्या नहीं की। वेबर के सिद्धांत में 1890 में जे. इविंग द्वारा सुधार किया गया, जिन्होंने परमाणु घर्षण की अपनी परिकल्पना को अंतर-परमाणु सीमित करने वाली ताकतों के विचार से बदल दिया, जो एक स्थायी चुंबक बनाने वाले प्राथमिक द्विध्रुवों के क्रम को बनाए रखने में मदद करते हैं।

समस्या के लिए दृष्टिकोण, एक बार एम्पीयर द्वारा प्रस्तावित, 1905 में दूसरा जीवन प्राप्त हुआ, जब पी। लैंगविन ने प्रत्येक परमाणु को एक आंतरिक असंपीड़ित इलेक्ट्रॉन प्रवाह के कारण पैरामैग्नेटिक सामग्रियों के व्यवहार की व्याख्या की। लैंगविन के अनुसार, ये धाराएं हैं जो छोटे चुंबक बनाती हैं, बाहरी क्षेत्र अनुपस्थित होने पर यादृच्छिक रूप से उन्मुख होती हैं, लेकिन इसके आवेदन के बाद एक आदेशित अभिविन्यास प्राप्त करती हैं। इस मामले में, ऑर्डर को पूरा करने का सन्निकटन मैग्नेटाइजेशन की संतृप्ति से मेल खाता है। इसके अलावा, लैंगविन ने एक चुंबकीय क्षण की अवधारणा पेश की, जो एक परमाणु चुंबक के लिए ध्रुव के "चुंबकीय चार्ज" और ध्रुवों के बीच की दूरी के उत्पाद के बराबर है। इस प्रकार, अनुचुम्बकीय पदार्थों का दुर्बल चुम्बकत्व असंतुलित इलेक्ट्रॉन धाराओं द्वारा निर्मित कुल चुंबकीय आघूर्ण के कारण होता है।

1907 में, पी. वीस ने "डोमेन" की अवधारणा पेश की, जो चुंबकत्व के आधुनिक सिद्धांत में एक महत्वपूर्ण योगदान बन गया। वीस ने डोमेन को परमाणुओं के छोटे "कालोनियों" के रूप में कल्पना की, जिसके भीतर सभी परमाणुओं के चुंबकीय क्षण, किसी कारण से, समान अभिविन्यास बनाए रखने के लिए मजबूर होते हैं, ताकि प्रत्येक डोमेन संतृप्ति के लिए चुंबकित हो। एक अलग डोमेन में 0.01 मिमी के क्रम के रैखिक आयाम हो सकते हैं और तदनुसार, 10–6 मिमी 3 के क्रम की मात्रा हो सकती है। डोमेन तथाकथित बलोच दीवारों से अलग होते हैं, जिनकी मोटाई 1000 परमाणु आयामों से अधिक नहीं होती है। अंजीर में "दीवार" और दो विपरीत रूप से उन्मुख डोमेन योजनाबद्ध रूप से दिखाए गए हैं। 5. ऐसी दीवारें "संक्रमण परतें" होती हैं जिनमें डोमेन चुंबकीयकरण की दिशा बदल जाती है।

सामान्य स्थिति में, प्रारंभिक चुंबकीयकरण वक्र (चित्र 6) पर तीन खंडों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है। प्रारंभिक खंड में, बाहरी क्षेत्र की कार्रवाई के तहत दीवार, पदार्थ की मोटाई के माध्यम से तब तक चलती है जब तक कि क्रिस्टल जाली दोष का सामना नहीं करता है, जो इसे रोकता है। क्षेत्र की ताकत बढ़ाकर, दीवार को धराशायी लाइनों के बीच मध्य खंड के माध्यम से आगे बढ़ने के लिए मजबूर किया जा सकता है। यदि उसके बाद क्षेत्र की ताकत फिर से शून्य हो जाती है, तो दीवारें अपनी मूल स्थिति में वापस नहीं आएंगी, जिससे नमूना आंशिक रूप से चुम्बकित रहेगा। यह चुंबक के हिस्टैरिसीस की व्याख्या करता है। वक्र के अंत में, अंतिम अव्यवस्थित डोमेन के भीतर चुंबकीयकरण के क्रम के कारण नमूना चुंबकीयकरण की संतृप्ति के साथ प्रक्रिया समाप्त होती है। यह प्रक्रिया लगभग पूरी तरह से प्रतिवर्ती है। चुंबकीय कठोरता उन सामग्रियों द्वारा प्रदर्शित की जाती है जिनमें परमाणु जाली में कई दोष होते हैं जो इंटरडोमेन दीवारों की गति को रोकते हैं। यह यांत्रिक और थर्मल प्रसंस्करण द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, उदाहरण के लिए पाउडर सामग्री को संपीड़ित और फिर sintering द्वारा। अलनिको मिश्र धातुओं और उनके एनालॉग्स में, एक ही परिणाम धातुओं को एक जटिल संरचना में फ्यूज करके प्राप्त किया जाता है।

पैरामैग्नेटिक और फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों के अलावा, तथाकथित एंटीफेरोमैग्नेटिक और फेरिमैग्नेटिक गुणों वाली सामग्री भी हैं। इस प्रकार के चुंबकत्व के बीच का अंतर अंजीर में दिखाया गया है। 7. डोमेन की अवधारणा के आधार पर, चुंबकीय द्विध्रुव के छोटे समूहों की सामग्री में उपस्थिति के कारण अनुचुंबकत्व को एक घटना के रूप में माना जा सकता है, जिसमें व्यक्तिगत द्विध्रुव एक दूसरे के साथ बहुत कमजोर रूप से बातचीत करते हैं (या बिल्कुल भी बातचीत नहीं करते हैं) और इसलिए , बाहरी क्षेत्र की अनुपस्थिति में, वे केवल यादृच्छिक अभिविन्यास लेते हैं (चित्र 7, ए) फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों में, प्रत्येक डोमेन के भीतर, अलग-अलग द्विध्रुवों के बीच एक मजबूत अंतःक्रिया होती है, जिससे उनका क्रमबद्ध समानांतर संरेखण होता है (चित्र। 7, बी) एंटीफेरोमैग्नेटिक सामग्रियों में, इसके विपरीत, अलग-अलग द्विध्रुवों के बीच परस्पर क्रिया उनके एंटीपैरेलल ऑर्डर संरेखण की ओर ले जाती है, ताकि प्रत्येक डोमेन का कुल चुंबकीय क्षण शून्य हो (चित्र। 7, में) अंत में, फेरिमैग्नेटिक सामग्रियों (उदाहरण के लिए, फेराइट्स) में समानांतर और एंटीपैरेलल ऑर्डरिंग (चित्र। 7, दोनों) होते हैं। जी), जिसके परिणामस्वरूप कमजोर चुंबकत्व होता है।

डोमेन के अस्तित्व की दो ठोस प्रयोगात्मक पुष्टियां हैं। उनमें से पहला तथाकथित बरखौसेन प्रभाव है, दूसरा पाउडर आकृति विधि है। 1919 में, जी. बरखौसेन ने स्थापित किया कि जब एक फेरोमैग्नेटिक सामग्री के नमूने पर एक बाहरी क्षेत्र लागू किया जाता है, तो इसका चुंबकीयकरण छोटे असतत भागों में बदल जाता है। डोमेन सिद्धांत के दृष्टिकोण से, यह इंटरडोमेन दीवार की छलांग जैसी उन्नति से ज्यादा कुछ नहीं है, जो व्यक्तिगत दोषों का सामना करती है जो इसे अपने रास्ते पर वापस रखती है। यह प्रभाव आमतौर पर एक कॉइल का उपयोग करके पता लगाया जाता है जिसमें एक फेरोमैग्नेटिक रॉड या तार रखा जाता है। यदि एक मजबूत चुंबक को बारी-बारी से नमूने में लाया जाता है और उसमें से हटा दिया जाता है, तो नमूने को चुम्बकित किया जाएगा और फिर से चुम्बकित किया जाएगा। नमूने के चुंबकीयकरण में कूद-जैसे परिवर्तन कुंडल के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह को बदलते हैं, और इसमें एक प्रेरण प्रवाह उत्तेजित होता है। इस मामले में कॉइल में उत्पन्न होने वाला वोल्टेज बढ़ाया जाता है और ध्वनिक हेडफ़ोन की एक जोड़ी के इनपुट को खिलाया जाता है। हेडफ़ोन के माध्यम से देखे जाने वाले क्लिक चुंबकीयकरण में अचानक परिवर्तन का संकेत देते हैं।

पाउडर के आंकड़ों की विधि द्वारा चुंबक की डोमेन संरचना को प्रकट करने के लिए, एक चुंबकीय सामग्री की अच्छी तरह से पॉलिश सतह पर फेरोमैग्नेटिक पाउडर (आमतौर पर Fe 3 O 4) के कोलाइडल निलंबन की एक बूंद लागू होती है। पाउडर के कण मुख्य रूप से चुंबकीय क्षेत्र की अधिकतम विषमता के स्थानों में - डोमेन की सीमाओं पर बस जाते हैं। इस तरह की संरचना का अध्ययन माइक्रोस्कोप के तहत किया जा सकता है। एक पारदर्शी फेरोमैग्नेटिक सामग्री के माध्यम से ध्रुवीकृत प्रकाश के पारित होने के आधार पर एक विधि भी प्रस्तावित की गई है।

इसकी मुख्य विशेषताओं में चुंबकत्व के वीस के मूल सिद्धांत ने आज तक इसके महत्व को बरकरार रखा है, हालांकि, परमाणु चुंबकत्व को निर्धारित करने वाले कारक के रूप में अप्रतिस्पर्धी इलेक्ट्रॉन स्पिन की अवधारणा के आधार पर एक अद्यतन व्याख्या प्राप्त की है। एक इलेक्ट्रॉन के आंतरिक क्षण के अस्तित्व की परिकल्पना को 1926 में एस। गौडस्मिट और जे। उहलेनबेक द्वारा सामने रखा गया था, और वर्तमान में यह इलेक्ट्रॉनों को स्पिन वाहक के रूप में "प्राथमिक चुंबक" के रूप में माना जाता है।

इस अवधारणा को स्पष्ट करने के लिए, (चित्र 8) लोहे का एक मुक्त परमाणु, एक विशिष्ट लौहचुम्बकीय पदार्थ पर विचार करें। इसके दो गोले ( कऔर ली), नाभिक के सबसे करीब, इलेक्ट्रॉनों से भरे होते हैं, उनमें से दो पहले पर और आठ दूसरे पर होते हैं। पर क-शेल, इलेक्ट्रॉनों में से एक का स्पिन सकारात्मक है, और दूसरा नकारात्मक है। पर ली-शेल (अधिक सटीक रूप से, इसके दो उपकोशों में), आठ में से चार इलेक्ट्रॉनों में सकारात्मक स्पिन होते हैं, और अन्य चार में नकारात्मक स्पिन होते हैं। दोनों ही मामलों में, एक ही कोश के भीतर इलेक्ट्रॉनों के स्पिन पूरी तरह से रद्द हो जाते हैं, जिससे कुल चुंबकीय क्षण शून्य हो जाता है। पर एम-शेल, स्थिति अलग है, तीसरे उपकोश में छह इलेक्ट्रॉनों के कारण, पांच इलेक्ट्रॉनों में एक दिशा में निर्देशित स्पिन होते हैं, और केवल छठे - दूसरे में। नतीजतन, चार अप्रतिदेय स्पिन बने रहते हैं, जो लोहे के परमाणु के चुंबकीय गुणों को निर्धारित करता है। (बाहरी में एन-शेल में केवल दो वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो लोहे के परमाणु के चुंबकत्व में योगदान नहीं करते हैं।) अन्य फेरोमैग्नेट्स, जैसे निकल और कोबाल्ट के चुंबकत्व को इसी तरह से समझाया गया है। चूंकि लोहे के नमूने में पड़ोसी परमाणु एक-दूसरे के साथ दृढ़ता से बातचीत करते हैं, और उनके इलेक्ट्रॉन आंशिक रूप से एकत्रित होते हैं, इसलिए इस स्पष्टीकरण को वास्तविक स्थिति की केवल एक उदाहरण, लेकिन बहुत सरल योजना के रूप में माना जाना चाहिए।

इलेक्ट्रॉन स्पिन पर आधारित परमाणु चुंबकत्व का सिद्धांत दो दिलचस्प जाइरोमैग्नेटिक प्रयोगों द्वारा समर्थित है, जिनमें से एक ए आइंस्टीन और डब्ल्यू डी हास द्वारा किया गया था, और दूसरा एस बार्नेट द्वारा। इन प्रयोगों में से पहले में, फेरोमैग्नेटिक सामग्री के एक सिलेंडर को निलंबित कर दिया गया था जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 9. यदि घुमावदार तार से करंट प्रवाहित होता है, तो सिलेंडर अपनी धुरी के चारों ओर घूमता है। जब धारा की दिशा (और इसलिए चुंबकीय क्षेत्र) बदलती है, तो यह विपरीत दिशा में मुड़ जाती है। दोनों ही मामलों में, सिलेंडर का घूर्णन इलेक्ट्रॉन के घूमने के क्रम के कारण होता है। बार्नेट के प्रयोग में, इसके विपरीत, एक निलंबित सिलेंडर, तेजी से घूर्णन की स्थिति में लाया जाता है, चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में चुंबकित होता है। इस प्रभाव को इस तथ्य से समझाया गया है कि चुंबक के घूर्णन के दौरान एक जाइरोस्कोपिक क्षण बनाया जाता है, जो घूमने के अपने अक्ष की दिशा में स्पिन के क्षणों को घुमाता है।

लघु-श्रेणी की शक्तियों की प्रकृति और उत्पत्ति की अधिक संपूर्ण व्याख्या के लिए, जो पड़ोसी परमाणु चुम्बकों को व्यवस्थित करती हैं और थर्मल गति के अव्यवस्थित प्रभाव का प्रतिकार करती हैं, किसी को क्वांटम यांत्रिकी की ओर मुड़ना चाहिए। इन बलों की प्रकृति की एक क्वांटम यांत्रिक व्याख्या 1928 में डब्ल्यू. हाइजेनबर्ग द्वारा प्रस्तावित की गई थी, जिन्होंने पड़ोसी परमाणुओं के बीच विनिमय अंतःक्रियाओं के अस्तित्व को माना था। बाद में, जी. बेथे और जे. स्लेटर ने दिखाया कि परमाणुओं के बीच घटती दूरी के साथ विनिमय बल काफी बढ़ जाते हैं, लेकिन एक निश्चित न्यूनतम अंतर-परमाणु दूरी तक पहुंचने के बाद, वे शून्य पर गिर जाते हैं।

पदार्थ के चुंबकीय गुण

पदार्थ के चुंबकीय गुणों का पहला व्यापक और व्यवस्थित अध्ययन पी. क्यूरी द्वारा किया गया था। उन्होंने पाया कि सभी पदार्थों को उनके चुंबकीय गुणों के अनुसार तीन वर्गों में विभाजित किया जा सकता है। पहले में लोहे के समान स्पष्ट चुंबकीय गुणों वाले पदार्थ शामिल हैं। ऐसे पदार्थों को लौहचुम्बकीय कहा जाता है; उनका चुंबकीय क्षेत्र काफी दूरी पर ध्यान देने योग्य है ( से। मी. उच्चतर) अनुचुम्बकीय कहलाने वाले पदार्थ द्वितीय श्रेणी में आते हैं; उनके चुंबकीय गुण आमतौर पर लौहचुंबकीय पदार्थों के समान होते हैं, लेकिन बहुत कमजोर होते हैं। उदाहरण के लिए, एक शक्तिशाली विद्युत चुंबक के ध्रुवों के लिए आकर्षण बल आपके हाथों से लोहे के हथौड़े को खींच सकता है, और एक ही चुंबक के लिए एक अनुचुंबकीय पदार्थ के आकर्षण का पता लगाने के लिए, एक नियम के रूप में, बहुत संवेदनशील विश्लेषणात्मक संतुलन की आवश्यकता होती है। . अंतिम, तीसरे वर्ग में तथाकथित प्रतिचुंबकीय पदार्थ शामिल हैं। वे एक विद्युत चुम्बक द्वारा प्रतिकर्षित होते हैं, अर्थात्। प्रतिचुंबक पर कार्य करने वाला बल फेरो- और अनुचुम्बक पर कार्य करने वाले बल के विपरीत निर्देशित होता है।

चुंबकीय गुणों का मापन।

चुंबकीय गुणों के अध्ययन में दो प्रकार के मापन सबसे महत्वपूर्ण हैं। उनमें से पहला चुंबक के पास नमूने पर कार्य करने वाले बल का माप है; इस प्रकार नमूने का चुंबकीयकरण निर्धारित किया जाता है। दूसरे में पदार्थ के चुंबकीयकरण से जुड़े "गुंजयमान" आवृत्तियों के माप शामिल हैं। परमाणु छोटे "जाइरोस्कोप" होते हैं और एक चुंबकीय क्षेत्र में (गुरुत्वाकर्षण द्वारा बनाए गए टोक़ के प्रभाव में एक सामान्य कताई शीर्ष की तरह) एक आवृत्ति पर मापा जा सकता है। इसके अलावा, एक बल मुक्त आवेशित कणों पर चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं के साथ-साथ एक चालक में इलेक्ट्रॉन धारा पर समकोण पर चलने पर कार्य करता है। यह कण को ​​एक गोलाकार कक्षा में ले जाने का कारण बनता है, जिसकी त्रिज्या द्वारा दी गई है

आर = एमवी/ईबी,

कहाँ पे एमकण का द्रव्यमान है, वी- उसकी गति इइसका प्रभार है, और बीक्षेत्र का चुंबकीय प्रेरण है। ऐसी वृत्तीय गति की आवृत्ति बराबर होती है

कहाँ पे एफहर्ट्ज़ में मापा जाता है इ- पेंडेंट में, एम- किलोग्राम में, बी- टेस्ला में। यह आवृत्ति किसी पदार्थ में चुंबकीय क्षेत्र में आवेशित कणों की गति की विशेषता है। दोनों प्रकार की गति (गोलाकार कक्षाओं में पूर्वता और गति) को किसी दिए गए सामग्री की "प्राकृतिक" आवृत्तियों के बराबर गुंजयमान आवृत्तियों के साथ वैकल्पिक क्षेत्रों द्वारा उत्साहित किया जा सकता है। पहले मामले में, अनुनाद को चुंबकीय कहा जाता है, और दूसरे में, साइक्लोट्रॉन (एक साइक्लोट्रॉन में एक उप-परमाणु कण की चक्रीय गति के साथ समानता को देखते हुए)।

परमाणुओं के चुंबकीय गुणों के बारे में बोलते हुए, उनके कोणीय गति पर विशेष ध्यान देना आवश्यक है। चुंबकीय क्षेत्र एक घूर्णन परमाणु द्विध्रुव पर कार्य करता है, इसे घुमाने और इसे क्षेत्र के समानांतर स्थापित करने का प्रयास करता है। इसके बजाय, परमाणु द्विध्रुवीय क्षण और लागू क्षेत्र की ताकत के आधार पर आवृत्ति के साथ क्षेत्र की दिशा (चित्र 10) के चारों ओर आगे बढ़ना शुरू कर देता है।

परमाणुओं की पूर्वता को सीधे नहीं देखा जा सकता है, क्योंकि नमूने के सभी परमाणु एक अलग चरण में होते हैं। यदि, हालांकि, निरंतर क्रम क्षेत्र के लंबवत निर्देशित एक छोटा वैकल्पिक क्षेत्र लागू किया जाता है, तो पूर्ववर्ती परमाणुओं के बीच एक निश्चित चरण संबंध स्थापित किया जाता है, और उनका कुल चुंबकीय क्षण व्यक्ति के पूर्ववर्ती की आवृत्ति के बराबर आवृत्ति के साथ शुरू होता है चुंबकीय क्षण। पूर्वता के कोणीय वेग का बहुत महत्व है। एक नियम के रूप में, यह मान इलेक्ट्रॉनों से जुड़े चुंबकीयकरण के लिए 10 10 हर्ट्ज/टी के क्रम का है, और परमाणुओं के नाभिक में सकारात्मक चार्ज से जुड़े चुंबकीयकरण के लिए 10 7 हर्ट्ज/टी के क्रम का है।

परमाणु चुंबकीय अनुनाद (NMR) के अवलोकन के लिए स्थापना का एक योजनाबद्ध आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 11. अध्ययन के तहत पदार्थ को ध्रुवों के बीच एक समान स्थिर क्षेत्र में पेश किया जाता है। यदि एक आरएफ क्षेत्र टेस्ट ट्यूब के चारों ओर एक छोटे से कॉइल से उत्साहित होता है, तो एक निश्चित आवृत्ति पर अनुनाद प्राप्त किया जा सकता है, जो नमूने के सभी परमाणु "जाइरोस्कोप" की पूर्ववर्ती आवृत्ति के बराबर होता है। माप एक रेडियो रिसीवर को किसी विशेष स्टेशन की आवृत्ति के लिए ट्यूनिंग के समान हैं।

चुंबकीय अनुनाद विधियां न केवल विशिष्ट परमाणुओं और नाभिकों के चुंबकीय गुणों का अध्ययन करना संभव बनाती हैं, बल्कि उनके पर्यावरण के गुणों का भी अध्ययन करती हैं। मुद्दा यह है कि ठोस और अणुओं में चुंबकीय क्षेत्र अमानवीय होते हैं, क्योंकि वे परमाणु आवेशों से विकृत होते हैं, और प्रायोगिक अनुनाद वक्र के पाठ्यक्रम का विवरण उस क्षेत्र में स्थानीय क्षेत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है जहां पूर्ववर्ती नाभिक स्थित होता है। यह अनुनाद विधियों द्वारा किसी विशेष नमूने की संरचना की विशेषताओं का अध्ययन करना संभव बनाता है।

चुंबकीय गुणों की गणना।

पृथ्वी के क्षेत्र का चुंबकीय प्रेरण 0.5×10 -4 टी है, जबकि एक मजबूत विद्युत चुंबक के ध्रुवों के बीच का क्षेत्र 2 टी या उससे अधिक के क्रम का है।

धाराओं के किसी भी विन्यास द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र की गणना वर्तमान तत्व द्वारा बनाए गए क्षेत्र के चुंबकीय प्रेरण के लिए बायोट-सावर्ट-लाप्लास सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है। विभिन्न आकृतियों और बेलनाकार कुंडलियों की आकृति द्वारा निर्मित क्षेत्र की गणना कई मामलों में बहुत जटिल है। नीचे कई साधारण मामलों के सूत्र दिए गए हैं। धारा के साथ एक लंबे सीधे तार द्वारा निर्मित क्षेत्र का चुंबकीय प्रेरण (टेस्ला में) मैं

चुम्बकित लोहे की छड़ का क्षेत्र एक लंबी परिनालिका के बाहरी क्षेत्र के समान होता है, जिसमें चुम्बकित छड़ की सतह पर परमाणुओं में धारा के अनुरूप एम्पीयर घुमावों की संख्या प्रति इकाई लंबाई होती है, क्योंकि छड़ के अंदर की धाराएँ एक दूसरे को रद्द करती हैं। बाहर (चित्र। 12)। एम्पीयर के नाम से, ऐसी सतह धारा को एम्पीयर कहा जाता है। चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एच एएम्पीयर करंट द्वारा बनाया गया, रॉड के यूनिट वॉल्यूम के चुंबकीय क्षण के बराबर होता है एम.

यदि सोलेनोइड में लोहे की छड़ डाली जाती है, तो इस तथ्य के अलावा कि सोलेनोइड करंट एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है एच, छड़ के चुम्बकित पदार्थ में परमाणु द्विध्रुवों के क्रम से चुम्बकत्व उत्पन्न होता है एम. इस मामले में, कुल चुंबकीय प्रवाह वास्तविक और एम्पीयर धाराओं के योग से निर्धारित होता है, ताकि बी = एम 0(एच + एच ए), या बी = एम 0(एच+एम) रवैया एम/एचबुलाया चुंबकीय संवेदनशीलता और ग्रीक अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है सी; सीएक आयामहीन मात्रा है जो चुंबकीय क्षेत्र में किसी सामग्री को चुम्बकित करने की क्षमता को दर्शाती है।

मूल्य बी/एच, जो सामग्री के चुंबकीय गुणों की विशेषता है, चुंबकीय पारगम्यता कहा जाता है और इसे द्वारा दर्शाया जाता है एम ए, और एम ए = एम 0एम, कहाँ पे एम एनिरपेक्ष है, और एम- तुलनात्मक भेद्दता,

लौहचुम्बकीय पदार्थों में, मान सीबहुत बड़े मान हो सकते हैं - 10 4 10 6 तक। मूल्य सीअनुचुंबकीय पदार्थों में शून्य से थोड़ा अधिक होता है, और प्रतिचुंबकीय पदार्थों में थोड़ा कम होता है। केवल निर्वात में और बहुत कमजोर क्षेत्रों में मात्राएँ होती हैं सीऔर एमस्थिर हैं और बाहरी क्षेत्र पर निर्भर नहीं हैं। निर्भरता प्रेरण बीसे एचआमतौर पर गैर-रैखिक होता है, और इसके रेखांकन, तथाकथित। विभिन्न सामग्रियों के लिए और विभिन्न तापमानों पर भी चुंबकीयकरण वक्र काफी भिन्न हो सकते हैं (ऐसे वक्रों के उदाहरण अंजीर में दिखाए गए हैं। 2 और 3)।

पदार्थ के चुंबकीय गुण बहुत जटिल होते हैं, और उनकी संरचना को पूरी तरह से समझने के लिए परमाणुओं की संरचना, अणुओं में उनकी बातचीत, गैसों में उनके टकराव और ठोस और तरल पदार्थों में उनके पारस्परिक प्रभाव का गहन विश्लेषण करने की आवश्यकता होती है; तरल पदार्थों के चुंबकीय गुणों का अभी भी सबसे कम अध्ययन किया जाता है।

पृथ्वी का एक चुंबकीय क्षेत्र है, जिसके अस्तित्व के कारणों को स्थापित नहीं किया गया है। एक चुंबकीय क्षेत्र में दो चुंबकीय ध्रुव और एक चुंबकीय अक्ष होता है। चुंबकीय ध्रुवों की स्थिति भौगोलिक स्थिति से मेल नहीं खाती। चुंबकीय ध्रुव उत्तरी और दक्षिणी गोलार्ध में एक दूसरे के सापेक्ष विषम रूप से स्थित होते हैं। इस संबंध में, उन्हें जोड़ने वाली रेखा - पृथ्वी की चुंबकीय धुरी इसके घूर्णन की धुरी के साथ 11 ° तक का कोण बनाती है।

पृथ्वी के चुंबकत्व की विशेषता चुंबकीय तीव्रता, झुकाव और झुकाव है। चुंबकीय शक्ति को ओर्स्टेड में मापा जाता है।

चुंबकीय झुकाव किसी दिए गए स्थान पर भौगोलिक मेरिडियन से चुंबकीय सुई के विचलन का कोण है। चूंकि चुंबकीय सुई चुंबकीय मेरिडियन की दिशा को इंगित करती है, चुंबकीय झुकाव चुंबकीय और भौगोलिक मेरिडियन के बीच के कोण के अनुरूप होगा। गिरावट पूर्व या पश्चिम हो सकती है। एक मानचित्र पर समान चढ़ावों को जोड़ने वाली रेखाएँ समद्विबाहु कहलाती हैं। शून्य के बराबर डिक्लाइनेशन आइसोगोन को जीरो मैग्नेटिक मेरिडियन कहा जाता है। आइसोगोन दक्षिणी गोलार्ध में चुंबकीय ध्रुव से निकलते हैं और उत्तरी गोलार्ध में चुंबकीय ध्रुव पर अभिसरण करते हैं।

चुंबकीय झुकाव क्षितिज के लिए चुंबकीय सुई के झुकाव का कोण है। समान झुकाव वाले बिंदुओं को जोड़ने वाली रेखाएँ समद्विबाहु कहलाती हैं। शून्य समद्विबाहु को चुंबकीय भूमध्य रेखा कहा जाता है। समांतर रेखाओं की तरह समांतर रेखाएं अक्षांशीय दिशा में खिंचती हैं और 0 से 90° तक भिन्न होती हैं।

पृथ्वी की सतह के कुछ स्थानों में समस्थानिकों और समद्विबाहुओं का सुचारू प्रवाह काफी तीव्र रूप से विक्षुब्ध है, जो चुंबकीय विसंगतियों के अस्तित्व से जुड़ा है। लौह अयस्कों का बड़ा संचय ऐसी विसंगतियों के स्रोत के रूप में काम कर सकता है। सबसे बड़ी चुंबकीय विसंगति कुर्स्क है। चुंबकीय विसंगतियाँ पृथ्वी की पपड़ी में टूटने के कारण भी हो सकती हैं - दोष, रिवर्स दोष, जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न चुंबकीय विशेषताओं वाली चट्टानें संपर्क में आती हैं, आदि। चुंबकीय विसंगतियों का व्यापक रूप से खनिज जमा की खोज और संरचना का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है। उपभूमि।

चुंबकीय तीव्रता, गिरावट और झुकाव के मूल्य दैनिक और धर्मनिरपेक्ष उतार-चढ़ाव (भिन्नता) का अनुभव करते हैं।

आयनोस्फीयर के सौर और चंद्र गड़बड़ी के कारण दैनिक भिन्नताएं होती हैं और सर्दियों की तुलना में गर्मियों में और रात की तुलना में दिन के दौरान अधिक प्रकट होती हैं। बहुत अधिक तीव्र

सदी की विविधताएं। ऐसा माना जाता है कि वे पृथ्वी के कोर की ऊपरी परतों में होने वाले परिवर्तनों के कारण हैं। विभिन्न भौगोलिक बिंदुओं में धर्मनिरपेक्ष विविधताएं अलग-अलग हैं।

अचानक, कई दिनों तक चलने वाले, चुंबकीय उतार-चढ़ाव (चुंबकीय तूफान) सौर गतिविधि से जुड़े होते हैं और उच्च अक्षांशों पर सबसे तीव्र होते हैं।

4. पृथ्वी की गर्मी

पृथ्वी को दो स्रोतों से गर्मी प्राप्त होती है: सूर्य से और अपनी आंतों से। पृथ्वी की सतह की तापीय अवस्था लगभग पूरी तरह से सूर्य द्वारा इसके ताप पर निर्भर करती है। हालांकि, कई कारकों के प्रभाव में, सौर ताप का पुनर्वितरण होता है जो पृथ्वी की सतह पर गिर गया है। पृथ्वी की सतह पर विभिन्न बिंदुओं को ग्रहण के तल के सापेक्ष पृथ्वी के घूर्णन अक्ष की झुकाव की स्थिति के कारण असमान मात्रा में गर्मी प्राप्त होती है।

तापमान की स्थिति की तुलना करने के लिए, पृथ्वी की सतह के कुछ हिस्सों में औसत दैनिक, औसत मासिक और औसत वार्षिक तापमान की अवधारणा पेश की जाती है।

उच्चतम तापमान में उतार-चढ़ाव पृथ्वी की ऊपरी परत द्वारा अनुभव किया जाता है। सतह से गहरा, दैनिक, मासिक और वार्षिक तापमान में उतार-चढ़ाव धीरे-धीरे कम हो जाता है। पृथ्वी की पपड़ी की मोटाई, जिसके भीतर चट्टानें सौर ताप से प्रभावित होती हैं, हेलियोथर्मल क्षेत्र कहलाती है। इस क्षेत्र की गहराई कुछ मीटर से लेकर 30 मीटर तक होती है।

सौर तापीय क्षेत्र के अंतर्गत स्थिर तापमान की एक पेटी होती है, जहां मौसमी तापमान के उतार-चढ़ाव का असर नहीं होता है। मास्को क्षेत्र में, यह 20 मीटर की गहराई पर स्थित है।

स्थिर तापमान के बेल्ट के नीचे भूतापीय क्षेत्र है। इस क्षेत्र में, तापमान पृथ्वी की आंतरिक गर्मी के कारण गहराई के साथ बढ़ता है - प्रत्येक 33 मीटर के लिए औसतन 1 डिग्री सेल्सियस। इस गहराई अंतराल को "जियोथर्मल स्टेप" कहा जाता है। पृथ्वी में गहराई में 100 मीटर तक गहराई में जाने पर तापमान में वृद्धि को भू-तापीय प्रवणता कहा जाता है। भूतापीय चरण और ढाल के मान पृथ्वी के विभिन्न क्षेत्रों के लिए व्युत्क्रमानुपाती और भिन्न हैं। उनका उत्पाद एक स्थिर मान है और 100 के बराबर है। उदाहरण के लिए, चरण 25 मीटर है, तो ढाल 4 डिग्री सेल्सियस है।

भूतापीय चरण के मूल्यों में अंतर विभिन्न रेडियोधर्मिता और चट्टानों की तापीय चालकता, आंतों में हाइड्रोकेमिकल प्रक्रियाओं, चट्टानों की घटना की प्रकृति, भूजल के तापमान और महासागरों और समुद्रों से दूर होने के कारण हो सकता है।

भूतापीय चरण का मान एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होता है। प्यतिगोर्स्क के क्षेत्र में यह 1.5 मीटर, लेनिनग्राद - 19.6 मीटर, मॉस्को - 38.4 मीटर, करेलिया में - 100 मीटर से अधिक, वोल्गा क्षेत्र और बश्किरिया के क्षेत्र में - 50 मीटर, आदि 14 है।

पृथ्वी की आंतरिक ऊष्मा का मुख्य स्रोत मुख्य रूप से पृथ्वी की पपड़ी में केंद्रित पदार्थों का रेडियोधर्मी क्षय है। यह माना जाता है कि इसमें गर्मी भू-तापीय चरण के अनुसार 15-20 किमी की गहराई तक बढ़ जाती है। गहराई से भूतापीय चरण के मूल्य में तेज वृद्धि होती है। विशेषज्ञों का मानना ​​है कि पृथ्वी के केंद्र में तापमान 4000 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं होता है। यदि भू-तापीय चरण का परिमाण पृथ्वी के केंद्र तक समान रहा, तो 900 किमी की गहराई पर तापमान 27,000 °C होगा, और पृथ्वी के केंद्र में यह लगभग 193,000 °C तक पहुँच जाएगा।