(!LANG:स्थायी चुंबकांसह प्रणालींच्या गणनेची मूलभूत तत्त्वे. कायम चुंबकांसह चुंबकीय सर्किट्स कायम चुंबकासह बाह्य चुंबकीय प्रवाहांची बेरीज

अ) सामान्य माहिती.अनेक विद्युत उपकरणांमध्ये स्थिर चुंबकीय क्षेत्र तयार करण्यासाठी, कायम चुंबकांचा वापर केला जातो, जे विस्तृत हिस्टेरेसिस लूप (चित्र 5.6) सह चुंबकीयदृष्ट्या कठोर सामग्रीपासून बनलेले असतात.

पासून क्षेत्रामध्ये कायम चुंबकाचे कार्य होते H=0आधी H \u003d - H s.लूपच्या या भागाला डिमॅग्नेटायझेशन वक्र म्हणतात.

कायम चुंबकामधील मूलभूत संबंधांचा विचार करा, ज्यामध्ये एका लहान अंतरासह टॉरॉइडचा आकार असतो. b(अंजीर 5.6). टॉरॉइडच्या आकारामुळे आणि लहान अंतरामुळे, अशा चुंबकामधील भटक्या प्रवाहांकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते. जर अंतर लहान असेल तर त्यातील चुंबकीय क्षेत्र एकसमान मानले जाऊ शकते.

अंजीर.5.6. स्थायी चुंबक डिमॅग्नेटाइझेशन वक्र

जर बकलिंगकडे दुर्लक्ष केले गेले तर अंतरामध्ये प्रेरण एटी आणिआणि चुंबकाच्या आत एटीसमान आहेत.

बंद-लूप एकत्रीकरणातील एकूण वर्तमान कायद्यावर आधारित 1231 तांदूळ आम्हाला मिळते:

अंजीर.5.7. टॉरॉइड सारखा आकार असलेला स्थायी चुंबक

अशा प्रकारे, अंतरातील फील्ड सामर्थ्य चुंबकाच्या शरीरातील क्षेत्र शक्तीच्या विरुद्ध निर्देशित केले जाते. इलेक्ट्रोमॅग्नेटसाठी थेट वर्तमान, ज्याचा चुंबकीय सर्किटचा आकार समान आहे, संपृक्तता विचारात न घेता, आपण लिहू शकतो: .

तुलना केल्यास असे दिसून येते की कायम चुंबकाच्या बाबतीत एन. c, जे कार्यरत अंतरामध्ये प्रवाह निर्माण करते, हे चुंबकाच्या शरीरातील तणावाचे उत्पादन आहे आणि विरुद्ध चिन्हासह त्याची लांबी - Hl.

याचा फायदा घेत

, (5.29)

, (5.30)

कुठे एस- खांबाचे क्षेत्रफळ; - हवेच्या अंतराची चालकता.

समीकरण म्हणजे अक्षाच्या कोनात दुसऱ्या चतुर्थांशातील उगमस्थानातून जाणार्‍या सरळ रेषेचे समीकरण एच. प्रेरणाचे प्रमाण दिले मध्ये tआणि तणाव t nकोन a समानतेद्वारे परिभाषित केला जातो

स्थायी चुंबकाच्या शरीरातील चुंबकीय क्षेत्राचे प्रेरण आणि सामर्थ्य डिमॅग्नेटाइझेशन वक्र द्वारे जोडलेले असल्याने, या सरळ रेषेचा विच्छेदन वक्र (बिंदू परंतु Fig.5.6 मध्ये) आणि दिलेल्या अंतरावर कोरची स्थिती निर्धारित करते.

बंद सर्किटसह आणि

वाढीसह bकार्यरत अंतराची चालकता आणि tgaकमी होते, कार्यरत अंतरातील प्रेरण कमी होते आणि चुंबकाच्या आत फील्ड सामर्थ्य वाढते.

कायम चुंबकाच्या महत्त्वाच्या वैशिष्ट्यांपैकी एक म्हणजे कार्यरत अंतरामध्ये चुंबकीय क्षेत्राची ऊर्जा डब्ल्यू टी.अंतरातील फील्ड एकसमान आहे हे लक्षात घेऊन,

बदली मूल्य एचआम्हाला मिळते:

, (5.35)

जेथे V M हे चुंबकाच्या शरीराचे आकारमान आहे.

अशा प्रकारे, कार्यरत अंतरातील उर्जा चुंबकाच्या आतल्या उर्जेइतकी असते.

उत्पादन अवलंबित्व B(-H)इंडक्शन फंक्शन मध्ये Fig.5.6 मध्ये दाखवले आहे. अर्थात, बिंदू C साठी, कुठे B(-H)त्याच्या कमाल मूल्यापर्यंत पोहोचते, हवेच्या अंतरातील ऊर्जा देखील त्याच्या कमाल मूल्यापर्यंत पोहोचते आणि कायम चुंबक वापरण्याच्या दृष्टिकोनातून, हा बिंदू इष्टतम आहे. हे दर्शविले जाऊ शकते की उत्पादनाच्या कमालशी संबंधित बिंदू C हा बीम डिमॅग्नेटायझेशन वक्र सह छेदनबिंदू आहे. ठीक आहे,निर्देशांकासह एका बिंदूद्वारे आणि .

अंतराच्या प्रभावाचा अधिक तपशीलवार विचार करूया bप्रेरणाच्या प्रमाणात एटी(अंजीर 5.6). जर चुंबकाचे चुंबकीकरण अंतराने चालते b, मग चुंबकाच्या शरीरातील बाह्य क्षेत्र काढून टाकल्यानंतर, बिंदूशी संबंधित एक प्रेरण स्थापित केले जाईल परंतु.या बिंदूचे स्थान अंतर b द्वारे निर्धारित केले जाते.

मूल्यातील अंतर कमी करा , नंतर

. (5.36)

अंतर कमी झाल्यामुळे, चुंबकाच्या शरीरातील प्रेरण वाढते, तथापि, प्रेरण बदलण्याची प्रक्रिया डिमॅग्नेटायझेशन वक्र अनुसरण करत नाही, परंतु खाजगी हिस्टेरेसिस लूपच्या शाखेच्या बाजूने असते. AMD.प्रेरण एटी 1 अक्षाच्या कोनात काढलेल्या किरणाने या शाखेच्या छेदनबिंदूद्वारे निर्धारित केला जातो - एच(बिंदू डी).

जर आपण अंतर पुन्हा मूल्यापर्यंत वाढवले b, नंतर इंडक्शन मूल्यावर जाईल एटी,आणि अवलंबित्व B (H)शाखेद्वारे निश्चित केले जाईल डीएनएखाजगी हिस्टेरेसिस लूप. सहसा आंशिक हिस्टेरेसिस लूप AMDNAपुरेसे अरुंद आणि सरळ ने बदलले इ.स.ज्याला रिटर्न लाइन म्हणतात. या रेषेच्या क्षैतिज अक्षाच्या (+ H) उताराला परतावा गुणांक म्हणतात:

. (5.37)

सामग्रीचे डिमॅग्नेटायझेशन वैशिष्ट्य सहसा पूर्ण दिले जात नाही, परंतु केवळ संपृक्तता प्रेरण मूल्ये दिली जातात. बी एस,अवशिष्ट प्रेरण जी मध्ये,जबरदस्ती शक्ती N s. चुंबकाची गणना करण्यासाठी, संपूर्ण विचुंबकीकरण वक्र जाणून घेणे आवश्यक आहे, जे बहुतेक चुंबकीयदृष्ट्या कठीण सामग्रीसाठी सूत्रानुसार अंदाजे असते.

(5.30) द्वारे दिलेला डिमॅग्नेटायझेशन वक्र ग्राफिक पद्धतीने प्लॉट केला जाऊ शकतो जर एखाद्याला माहित असेल तर बी एस , बी आर .

ब) दिलेल्या चुंबकीय सर्किटसाठी कार्यरत अंतरामध्ये प्रवाहाचे निर्धारण. कायम चुंबक असलेल्या वास्तविक प्रणालीमध्ये, स्ट्रे आणि बकलिंग प्रवाह (चित्र.) च्या उपस्थितीमुळे कार्यरत अंतरातील प्रवाह तटस्थ विभागातील (चुंबकाच्या मध्यभागी) प्रवाहापेक्षा भिन्न असतो.

तटस्थ विभागातील प्रवाह समान आहे:

, (5.39)

तटस्थ विभागात प्रवाह कोठे आहे;

ध्रुवांवर फुगवटा प्रवाह;

फ्लक्स स्कॅटरिंग;

कार्यप्रवाह

स्कॅटरिंग गुणांक o समानतेद्वारे निर्धारित केला जातो

जर आपण ते प्रवाह स्वीकारले नंतर समान चुंबकीय संभाव्य फरकाने तयार केले

. (5.41)

आम्ही परिभाषित करून तटस्थ विभागात प्रेरण शोधतो:

,

आणि डिमॅग्नेटायझेशन वक्र वापरणे Fig.5.6. कार्यरत अंतरामध्ये प्रेरण समान आहे:

कारण कार्यरत अंतरातील प्रवाह तटस्थ विभागातील प्रवाहापेक्षा कित्येक पट कमी आहे.

बर्‍याचदा, प्रणालीचे चुंबकीकरण एकत्रित न केलेल्या अवस्थेत होते, जेव्हा फेरोमॅग्नेटिक सामग्रीच्या भागांच्या अनुपस्थितीमुळे कार्यरत अंतराची चालकता कमी होते. या प्रकरणात, गणना थेट परतावा वापरून केली जाते. जर गळतीचे प्रवाह लक्षणीय असतील, तर गणना विभागांद्वारे तसेच इलेक्ट्रोमॅग्नेटच्या बाबतीत करण्याची शिफारस केली जाते.

इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सच्या तुलनेत स्थायी चुंबकांमधील स्ट्रे फ्लक्स खूप मोठी भूमिका बजावतात. वस्तुस्थिती अशी आहे की कठोर चुंबकीय सामग्रीची चुंबकीय पारगम्यता मऊ चुंबकीय सामग्रीपेक्षा खूपच कमी आहे, ज्यापासून इलेक्ट्रोमॅग्नेट्ससाठी सिस्टम तयार केले जातात. स्ट्रे फ्लक्समुळे कायम चुंबकाच्या बाजूने चुंबकीय क्षमतेमध्ये लक्षणीय घट होते आणि एन कमी होते. c, आणि म्हणून कार्यरत अंतरामध्ये प्रवाह.

पूर्ण झालेल्या सिस्टीमचा अपव्यय गुणांक बर्‍यापैकी विस्तृत श्रेणीत बदलतो. स्कॅटरिंग गुणांक आणि स्कॅटरिंग फ्लक्सेसची गणना मोठ्या अडचणींशी संबंधित आहे. म्हणून, नवीन डिझाइन विकसित करताना, एका विशेष मॉडेलवर स्कॅटरिंग गुणांकाचे मूल्य निर्धारित करण्याची शिफारस केली जाते ज्यामध्ये कायम चुंबकइलेक्ट्रोमॅग्नेटने बदलले. कार्यरत अंतरामध्ये आवश्यक प्रवाह प्राप्त करण्यासाठी चुंबकीय विंडिंग निवडले जाते.

अंजीर.5.8. कायम चुंबक आणि गळती आणि बकलिंग फ्लक्ससह चुंबकीय सर्किट

c) कार्यरत अंतरामध्ये आवश्यक इंडक्शननुसार चुंबकाचे परिमाण निश्चित करणे.ज्ञात परिमाणांसह प्रवाह निश्चित करण्यापेक्षा हे कार्य अधिक कठीण आहे. चुंबकीय परिपथाची परिमाणे निवडताना, एखादी व्यक्ती सहसा इंडक्शनची खात्री करण्याचा प्रयत्न करते 0 वाजताआणि तणाव एच 0तटस्थ विभागात उत्पादनाच्या कमाल मूल्याशी संबंधित N 0 V 0 .या प्रकरणात, चुंबकाची मात्रा कमीतकमी असेल. सामग्रीच्या निवडीसाठी खालील शिफारसी दिल्या आहेत. मोठ्या अंतरांवर मोठ्या प्रमाणात प्रेरण प्राप्त करणे आवश्यक असल्यास, सर्वात योग्य सामग्री मॅग्निको आहे. मोठ्या अंतरासह लहान इंडक्शन तयार करणे आवश्यक असल्यास, अल्निसीची शिफारस केली जाऊ शकते. लहान कार्यरत अंतर आणि प्रेरणाचे मोठे मूल्य, अल्नी वापरण्याचा सल्ला दिला जातो.

चुंबकाचा क्रॉस सेक्शन खालील विचारांतून निवडला आहे. तटस्थ विभागातील प्रेरण समान निवडले आहे 0 वाजता.मग तटस्थ विभागात प्रवाह

,

चुंबकाचा क्रॉस सेक्शन कुठे आहे

.
कार्यरत अंतरामध्ये प्रेरण मूल्ये मध्ये आरआणि ध्रुवाचे क्षेत्रफळ मूल्य दिले जाते. गुणांकाचे मूल्य निश्चित करणे सर्वात कठीण आहे विखुरणेत्याचे मूल्य कोरमधील डिझाइन आणि इंडक्शनवर अवलंबून असते. जर चुंबकाचा क्रॉस सेक्शन मोठा असेल तर समांतर जोडलेले अनेक चुंबक वापरले जातात. आवश्यक एनएस तयार करण्याच्या स्थितीवरून चुंबकाची लांबी निश्चित केली जाते. चुंबकाच्या शरीरातील तणावासह कार्यरत अंतरामध्ये H 0:

कुठे b p - कार्यरत अंतराचे मूल्य.

मुख्य परिमाणे निवडल्यानंतर आणि चुंबकाची रचना केल्यानंतर, पूर्वी वर्णन केलेल्या पद्धतीनुसार सत्यापन गणना केली जाते.

ड) चुंबकाच्या वैशिष्ट्यांचे स्थिरीकरण.चुंबकाच्या ऑपरेशन दरम्यान, सिस्टमच्या कार्यरत अंतरातील प्रवाहात घट दिसून येते - चुंबकाचे वृद्धत्व. संरचनात्मक, यांत्रिक आणि चुंबकीय वृद्धत्व आहेत.

स्ट्रक्चरल वृद्धत्व या वस्तुस्थितीमुळे उद्भवते की सामग्री कठोर झाल्यानंतर, त्यात अंतर्गत ताण उद्भवतात, सामग्री एक विसंगत रचना प्राप्त करते. कामाच्या प्रक्रियेत, सामग्री अधिक एकसंध बनते, अंतर्गत ताण अदृश्य होतात. या प्रकरणात, अवशिष्ट प्रेरण मध्ये टीआणि जबरदस्ती शक्ती एन एसकमी स्ट्रक्चरल वृद्धत्वाचा सामना करण्यासाठी, सामग्रीला टेम्परिंगच्या स्वरूपात उष्णता उपचार केले जाते. या प्रकरणात, सामग्रीमधील अंतर्गत ताण अदृश्य होतात. त्याची वैशिष्ट्ये अधिक स्थिर होतात. अॅल्युमिनियम-निकेल मिश्र धातुंना (अल्नी, इ.) संरचनात्मक स्थिरीकरण आवश्यक नसते.

यांत्रिक वृद्धत्व चुंबकाच्या शॉक आणि कंपनाने होते. चुंबकाला यांत्रिक प्रभावांना असंवेदनशील बनवण्यासाठी, ते कृत्रिम वृद्धत्वाच्या अधीन आहे. चुंबकाचे नमुने अशा धक्क्यांचा आणि कंपनांच्या अधीन असतात जे उपकरणामध्ये स्थापनेपूर्वी ऑपरेशनमध्ये येतात.

चुंबकीय वृद्धत्व म्हणजे बाह्य चुंबकीय क्षेत्रांच्या प्रभावाखाली असलेल्या सामग्रीच्या गुणधर्मांमध्ये बदल. सकारात्मक बाह्य क्षेत्र रिटर्न लाइनसह प्रेरण वाढवते आणि नकारात्मक ते विचुंबकीकरण वक्रसह कमी करते. चुंबक अधिक स्थिर करण्यासाठी, ते डिमॅग्नेटाइझिंग फील्डच्या अधीन आहे, त्यानंतर चुंबक रिटर्न लाइनवर कार्य करतो. रिटर्न लाइनच्या खालच्या स्टेपनेसमुळे, बाह्य फील्डचा प्रभाव कमी होतो. कायम चुंबकांसह चुंबकीय प्रणालीची गणना करताना, हे लक्षात घेतले पाहिजे की स्थिरीकरण प्रक्रियेत, चुंबकीय प्रवाह 10-15% कमी होतो.

स्विचिंग मॅग्नेटिक फ्लक्स सिस्टीम विलग करण्यायोग्य कॉइलच्या सापेक्ष चुंबकीय प्रवाह स्विचिंगवर आधारित आहेत.
इंटरनेटवर विचारात घेतलेल्या सीई उपकरणांचे सार असे आहे की एक चुंबक आहे ज्यासाठी आपण एकदा पैसे भरतो आणि चुंबकाचे चुंबकीय क्षेत्र आहे ज्यासाठी कोणीही पैसे देत नाही.
प्रश्न असा आहे की स्विचिंग चुंबकीय प्रवाह असलेल्या ट्रान्सफॉर्मरमध्ये अशा परिस्थिती निर्माण करणे आवश्यक आहे ज्यामध्ये चुंबक क्षेत्र नियंत्रित होते आणि आम्ही ते निर्देशित करतो. व्यत्यय याप्रमाणे पुनर्निर्देशित करा. जेणेकरुन स्विचिंगसाठी उर्जा कमीत कमी किंवा किफायतशीर असेल

या प्रणालींच्या पर्यायांचा विचार करण्यासाठी, मी अभ्यास करण्याचे ठरवले आणि नवीन कल्पनांवर माझे विचार मांडले.

सुरुवातीला, मला फेरोमॅग्नेटिक मटेरियलमध्ये कोणते चुंबकीय गुणधर्म आहेत हे पहायचे होते. चुंबकीय पदार्थांमध्ये जबरदस्ती शक्ती असते.

त्यानुसार, चक्रातून किंवा चक्रातून प्राप्त होणारी सक्तीची शक्ती मानली जाते. अनुक्रमे नियुक्त केले जातात

जबरदस्ती शक्ती नेहमीच जास्त असते. ही वस्तुस्थिती या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केली गेली आहे की हिस्टेरेसिस ग्राफच्या उजव्या अर्ध्या विमानात, मूल्य मूल्यापेक्षा मोठे आहे:

त्याउलट, डाव्या अर्ध्या विमानात, ते मूल्यानुसार पेक्षा कमी आहे. त्यानुसार, पहिल्या प्रकरणात, वक्र वक्रांच्या वर स्थित असतील आणि दुसऱ्यामध्ये, खाली. यामुळे हिस्टेरेसिस सायकल सायकलपेक्षा अरुंद होते.

जबरदस्ती शक्ती

जबरदस्ती बल - (अक्षांश पासून. coercitio - होल्डिंग), फेरो- किंवा फेरीमॅग्नेटिक पदार्थाच्या संपूर्ण विचुंबकीकरणासाठी आवश्यक चुंबकीय क्षेत्राच्या ताकदीचे मूल्य. हे अँपिअर/मीटर (SI प्रणालीमध्ये) मध्ये मोजले जाते. जबरदस्ती शक्तीच्या परिमाणानुसार, खालील चुंबकीय पदार्थ वेगळे केले जातात

सॉफ्ट मॅग्नेटिक मटेरिअल ही कमी जबरदस्ती शक्ती असलेली सामग्री आहे जी संपृक्ततेसाठी चुंबकीकृत केली जाते आणि सुमारे 8-800 A/m च्या तुलनेने कमकुवत चुंबकीय क्षेत्रामध्ये पुनर्चुंबकीकृत केली जाते. चुंबकीकरण उलटल्यानंतर, ते बाह्यरित्या चुंबकीय गुणधर्म प्रदर्शित करत नाहीत, कारण ते संपृक्ततेसाठी चुंबकीकृत यादृच्छिकपणे देणारे प्रदेश असतात. एक उदाहरण विविध स्टील्स असेल. चुंबकात जितके जबरदस्त बल असते, तितकेच ते चुंबकीय घटकांना अधिक प्रतिरोधक असते. हार्ड मॅग्नेटिक मटेरिअल म्हणजे उच्च सक्तीची शक्ती असलेली सामग्री जी संपृक्ततेसाठी चुंबकीकृत केली जाते आणि तुलनेने मजबूत चुंबकीय क्षेत्रामध्ये हजारो आणि हजारो a/m च्या सामर्थ्याने पुनर्चुंबकीकृत केली जाते. चुंबकीकरणानंतर, जबरदस्ती बल आणि चुंबकीय प्रेरण यांच्या उच्च मूल्यांमुळे चुंबकीयदृष्ट्या कठोर पदार्थ कायम चुंबक राहतात. उदाहरणे म्हणजे दुर्मिळ पृथ्वी चुंबक NdFeB आणि SmCo, बेरियम आणि स्ट्रॉन्टियम हार्ड मॅग्नेटिक फेराइट्स.

कणाच्या वस्तुमानाच्या वाढीसह, प्रक्षेपणाच्या वक्रतेची त्रिज्या वाढते आणि न्यूटनच्या पहिल्या नियमानुसार, त्याची जडत्व वाढते.

चुंबकीय प्रेरणाच्या वाढीसह, प्रक्षेपणाच्या वक्रतेची त्रिज्या कमी होते, म्हणजे. कणाचे केंद्राभिमुख प्रवेग वाढते. परिणामी, समान शक्तीच्या कृती अंतर्गत, कणांच्या वेगातील बदल लहान असेल आणि प्रक्षेपकाच्या वक्रतेची त्रिज्या मोठी असेल.

कणाच्या चार्जमध्ये वाढ झाल्यामुळे, लॉरेंट्झ बल (चुंबकीय घटक) वाढते, म्हणून, केंद्राभिमुख प्रवेग देखील वाढतो.

जेव्हा कणाचा वेग बदलतो, तेव्हा त्याच्या प्रक्षेपणाच्या वक्रतेची त्रिज्या बदलते, केंद्राभिमुख प्रवेग बदलतो, जे यांत्रिकी नियमांचे पालन करते.

जर एखादा कण प्रेरणाने एकसमान चुंबकीय क्षेत्रात उडतो एटी 90° पेक्षा इतर कोनात, नंतर वेगाचा क्षैतिज घटक बदलत नाही आणि उभ्या घटकाला लॉरेन्ट्झ बलाच्या क्रियेखाली केंद्राभिमुख प्रवेग प्राप्त होतो आणि कण चुंबकीय वेक्टरला लंब असलेल्या समतल वर्तुळाचे वर्णन करेल. प्रेरण आणि वेग. इंडक्शन वेक्टरच्या दिशेने एकाचवेळी हालचाली केल्यामुळे, कण हेलिक्सचे वर्णन करतो आणि नियमित अंतराने मूळ आडव्याकडे परत येईल, म्हणजे. समान अंतरावर पार करा.

चुंबकीय क्षेत्रांची मंद होणारी परस्परक्रिया फुकॉल्ट प्रवाहांमुळे होते

इंडक्टरमधील सर्किट बंद होताच, कंडक्टरभोवती दोन विरुद्ध दिग्दर्शित प्रवाह कार्य करू लागतात. लेन्झच्या नियमानुसार, इलेक्ट्रोगॅसचे सकारात्मक शुल्क (इथर) त्यांची हेलिकल हालचाल सुरू करतात आणि अणूंना गती देतात, त्यानुसार विद्युत कनेक्शन स्थापित केले आहे. येथून चुंबकीय क्रिया आणि प्रतिकार यांचे अस्तित्व स्पष्ट करणे हे मोनो आहे.

याद्वारे मी रोमांचक चुंबकीय क्षेत्राचा प्रतिबंध आणि बंद सर्किटमध्ये त्याचा प्रतिकार, इलेक्ट्रिक जनरेटरमधील ब्रेकिंग इफेक्ट (यांत्रिक ब्रेकिंग किंवा इलेक्ट्रिक जनरेटरच्या रोटरला यांत्रिकरित्या लागू केलेल्या शक्तीचा प्रतिकार आणि विरोध (ब्रेकिंग) स्पष्ट करतो. तांब्याच्या नळीत पडणाऱ्या निओडीमियम चुंबकाला फॉकॉल्ट प्रवाह.

चुंबकीय मोटर्सबद्दल थोडेसे

चुंबकीय प्रवाह स्विच करण्याचे सिद्धांत देखील येथे लागू केले आहे.
परंतु रेखाचित्रांवर जाणे सोपे आहे.

ही यंत्रणा कशी काम करायची?

मधली कॉइल काढता येण्याजोगी आहे आणि तुलनेने रुंद पल्स लांबीवर चालते, जी आकृतीमध्ये दर्शविलेल्या चुंबकांमधून चुंबकीय प्रवाहांच्या मार्गाने तयार होते.
नाडीची लांबी कॉइलच्या इंडक्टन्स आणि लोड प्रतिरोधनाद्वारे निर्धारित केली जाते.
वेळ संपताच आणि कोर चुंबकीकृत होताच, कोरमध्येच व्यत्यय आणणे, विचुंबकीकरण करणे किंवा पुन्हा चुंबकीय करणे आवश्यक आहे. लोडसह कार्य करणे सुरू ठेवण्यासाठी.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड एनर्जीचे ट्रान्सजनरेशन

संशोधनाचे सार:

संशोधनाची मुख्य दिशा म्हणजे लेखकाने शोधलेल्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड एनर्जीच्या ट्रान्सजनरेशनच्या भौतिक प्रक्रियेमुळे वीज निर्माण करणारी उपकरणे तयार करण्याच्या सैद्धांतिक आणि तांत्रिक व्यवहार्यतेचा अभ्यास करणे. प्रभावाचे सार या वस्तुस्थितीत आहे की इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड (स्थिर आणि व्हेरिएबल) जोडताना, ऊर्जा जोडली जात नाही, परंतु फील्ड अॅम्प्लिट्यूड्स. फील्ड एनर्जी एकूण इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या मोठेपणाच्या वर्गाच्या प्रमाणात असते. परिणामी, फील्ड्सच्या साध्या जोडणीसह, एकूण फील्डची ऊर्जा स्वतंत्रपणे सर्व प्रारंभिक फील्डच्या ऊर्जेपेक्षा कितीतरी पट जास्त असू शकते. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या या गुणधर्माला फील्ड एनर्जीची नॉन-अॅडिव्हिटी असे म्हणतात. उदाहरणार्थ, स्टॅकमध्ये तीन फ्लॅट डिस्क कायम चुंबक जोडताना, एकूण चुंबकीय क्षेत्राची ऊर्जा नऊ पटीने वाढते! फीडर लाइन्स आणि रेझोनंट सिस्टममध्ये इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा जोडतानाही अशीच प्रक्रिया होते. एकूण उभ्या असलेल्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्हची उर्जा लाटांच्या ऊर्जेपेक्षा आणि जोडण्यापूर्वी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या कितीतरी पट जास्त असू शकते. परिणामी, प्रणालीची एकूण ऊर्जा वाढते. प्रक्रियेचे वर्णन एका साध्या फील्ड एनर्जी सूत्राद्वारे केले आहे:

तीन कायमस्वरूपी डिस्क मॅग्नेट जोडताना, फील्डची मात्रा तीनच्या एका घटकाने कमी होते आणि चुंबकीय क्षेत्राची घनता ऊर्जा घनता नऊच्या घटकाने वाढते. परिणामी, तीन चुंबकांच्या एकूण क्षेत्राची ऊर्जा तीन खंडित चुंबकांच्या ऊर्जेच्या तिप्पट होते.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा एका व्हॉल्यूममध्ये जोडताना (फीडर लाइन, रेझोनेटर्स, कॉइलमध्ये, मूळच्या तुलनेत इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डची उर्जा देखील वाढते).

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड सिद्धांत हस्तांतरण (ट्रान्स-) आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा आणि फील्डच्या जोडणीमुळे ऊर्जा निर्मितीची शक्यता दर्शविते. लेखकाने विकसित केलेला इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या ऊर्जा ट्रान्सजनरेशनचा सिद्धांत शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्सचा विरोध करत नाही. प्रचंड अव्यक्त वस्तुमान उर्जेसह सुपरडेन्स डायलेक्ट्रिक माध्यम म्हणून भौतिक निरंतरतेची कल्पना ही वस्तुस्थिती दर्शवते की भौतिक जागेत ऊर्जा असते आणि ट्रान्सजनरेशन संपूर्ण ऊर्जा संरक्षण कायद्याचे उल्लंघन करत नाही (माध्यमाची उर्जा लक्षात घेऊन). इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या ऊर्जेची नॉन-अॅडिव्हिटी हे दर्शवते की इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डसाठी, उर्जेच्या संरक्षणाच्या नियमाची साधी पूर्तता होत नाही. उदाहरणार्थ, उमोव्ह-पॉईंटिंग व्हेक्टरच्या सिद्धांतामध्ये, पॉयंटिंग वेक्टर जोडण्यामुळे विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रे एकाच वेळी जोडली जातात. म्हणून, उदाहरणार्थ, तीन पॉइंटिंग व्हेक्टर जोडताना, एकूण पॉइंटिंग व्हेक्टर नऊच्या घटकाने वाढते, तीन नाही, जसे पहिल्या दृष्टीक्षेपात दिसते.

संशोधन परिणाम:

संशोधनाच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरी जोडून ऊर्जा मिळविण्याची शक्यता विविध प्रकारच्या फीडर लाइन्स - वेव्हगाइड्स, टू-वायर, स्ट्रिप, कोएक्सियलमध्ये प्रायोगिकपणे तपासण्यात आली. वारंवारता श्रेणी 300 MHz ते 12.5 GHz पर्यंत आहे. पॉवर थेट - वॉटमीटर आणि अप्रत्यक्षपणे - डिटेक्टर डायोड आणि व्होल्टमीटरद्वारे मोजली गेली. परिणामी, फीडर लाइन्समध्ये काही सेटिंग्ज करत असताना, सकारात्मक परिणाम प्राप्त झाले. फील्डचे मोठेपणा (भारांमध्ये) जोडताना, लोडमधील वाटप केलेली शक्ती वेगवेगळ्या चॅनेलमधून पुरवलेल्या उर्जेपेक्षा जास्त आहे (पॉवर डिव्हायडर वापरण्यात आले होते). मोठेपणा जोडण्याचे तत्त्व स्पष्ट करणारा सर्वात सोपा प्रयोग हा एक प्रयोग आहे ज्यामध्ये तीन अरुंद निर्देशित अँटेना एका रिसीव्हरवर टप्प्यात कार्य करतात, ज्याला वॉटमीटर जोडलेले असते. या अनुभवाचा परिणाम: प्राप्त करणार्‍या अँटेनावर रेकॉर्ड केलेली शक्ती वैयक्तिकरित्या प्रत्येक प्रसारित करणार्‍या अँटेनापेक्षा नऊ पट जास्त आहे. रिसीव्हिंग अँटेनावर, तीन ट्रान्समिटिंग अँटेनामधील अॅम्प्लिट्यूड्स (तीन) जोडले जातात आणि रिसीव्ह पॉवर अॅम्प्लिट्यूडच्या स्क्वेअरच्या प्रमाणात असते. म्हणजे, तीन कॉमन-मोड अॅम्प्लिट्यूड्स जोडताना, रिसीव्हिंग पॉवर नऊ पटीने वाढते!

हे लक्षात घेतले पाहिजे की हवेतील हस्तक्षेप (व्हॅक्यूम) मल्टीफेज आहे, फीडर लाइन, पोकळी रेझोनेटरमधील हस्तक्षेपापेक्षा अनेक प्रकारे भिन्न आहे. उभ्या लाटाकॉइल इ. मध्ये ah. तथाकथित शास्त्रीय हस्तक्षेप पॅटर्नमध्ये, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या मोठेपणाची बेरीज आणि वजाबाकी दोन्ही पाहिली जातात. म्हणून, सर्वसाधारणपणे, मल्टीफेस हस्तक्षेपाच्या बाबतीत, ऊर्जा संवर्धन कायद्याचे उल्लंघन स्थानिक स्वरूपाचे आहे. रेझोनेटरमध्ये किंवा फीडर लाइनमध्ये उभ्या असलेल्या लहरींच्या उपस्थितीत, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींचे सुपरपोझिशन स्पेसमध्ये इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या पुनर्वितरणसह नसते. या प्रकरणात, एक चतुर्थांश आणि अर्ध-वेव्ह रेझोनेटर्समध्ये, केवळ फील्ड अॅम्प्लिट्यूड्सची जोडणी होते. एका व्हॉल्यूममध्ये एकत्रित केलेल्या लहरींची ऊर्जा जनरेटरमधून रेझोनेटरमध्ये गेलेल्या ऊर्जेतून येते.

प्रायोगिक अभ्यास ट्रान्सजनरेशनच्या सिद्धांताची पूर्णपणे पुष्टी करतात. मायक्रोवेव्ह प्रॅक्टिसवरून हे ज्ञात आहे की फीडर लाईन्समध्ये सामान्य विद्युत खंडित होऊनही, वीज जनरेटरमधून पुरवलेल्या वीजपेक्षा जास्त आहे. उदाहरणार्थ, 100 मेगावॅटच्या मायक्रोवेव्ह पॉवरसाठी डिझाइन केलेल्या वेव्हगाइडला प्रत्येकी 25 मेगावॅटच्या दोन मायक्रोवेव्ह पॉवर जोडून छिद्र केले जाते - वेव्हगाइडमध्ये दोन प्रतिप्रसारित मायक्रोवेव्ह वेव्ह जोडून. जेव्हा मायक्रोवेव्ह पॉवर ओळीच्या टोकापासून परावर्तित होते तेव्हा असे होऊ शकते.

मूळ संख्या सर्किट आकृत्यावापरून ऊर्जा निर्माण करणे विविध प्रकारहस्तक्षेप मुख्य वारंवारता श्रेणी मीटर आणि डेसिमीटर (UHF) आहे, सेंटीमीटर पर्यंत. ट्रान्सजनरेशनच्या आधारावर, विजेचे कॉम्पॅक्ट स्वायत्त स्त्रोत तयार करणे शक्य आहे.

कायम चुंबक म्हणजे काय? कायम चुंबक हे एक शरीर आहे जे दीर्घकाळ चुंबकीकरण टिकवून ठेवण्यास सक्षम असते. अनेक अभ्यास, असंख्य प्रयोगांचा परिणाम म्हणून आपण असे म्हणू शकतो की पृथ्वीवरील केवळ तीन पदार्थच कायम चुंबक असू शकतात (चित्र 1).

तांदूळ. 1. कायम चुंबक. ()

केवळ हे तीन पदार्थ आणि त्यांचे मिश्रधातू कायम चुंबक असू शकतात, फक्त ते चुंबकीय होऊ शकतात आणि अशी स्थिती दीर्घकाळ टिकवून ठेवू शकतात.

कायमस्वरूपी चुंबकांचा बराच काळ वापर केला जात आहे आणि सर्व प्रथम, ही स्थानिक अभिमुखता साधने आहेत - वाळवंटात नेव्हिगेट करण्यासाठी चीनमध्ये प्रथम कंपासचा शोध लावला गेला. आज, चुंबकीय सुया, कायम चुंबकांबद्दल कोणीही वाद घालत नाही, ते सर्वत्र टेलिफोन आणि रेडिओ ट्रान्समीटरमध्ये आणि विविध इलेक्ट्रिकल उत्पादनांमध्ये वापरले जातात. ते भिन्न असू शकतात: बार मॅग्नेट आहेत (चित्र 2)

तांदूळ. 2. बार चुंबक ()

आणि तेथे चुंबक असतात ज्यांना आर्क्युएट किंवा हॉर्सशो म्हणतात (चित्र 3)

तांदूळ. 3. आर्क्युएट मॅग्नेट ()

स्थायी चुंबकाचा अभ्यास केवळ त्यांच्या परस्परसंवादाशी संबंधित आहे. चुंबकीय क्षेत्र विद्युत प्रवाह आणि कायम चुंबकाद्वारे तयार केले जाऊ शकते, म्हणून सर्वप्रथम चुंबकीय सुयांसह संशोधन केले गेले. जर तुम्ही चुंबकाला बाणावर आणले, तर आम्ही परस्परसंवाद पाहू - समान ध्रुव मागे टाकतील आणि विरुद्ध ध्रुव आकर्षित करतील. हा संवाद सर्व चुंबकांसोबत दिसून येतो.

बार मॅग्नेट (Fig. 4) च्या बाजूने लहान चुंबकीय बाण ठेवू, दक्षिण ध्रुव उत्तरेशी संवाद साधेल आणि उत्तर दक्षिणेला आकर्षित करेल. चुंबकीय सुया चुंबकीय क्षेत्र रेषेवर ठेवल्या जातील. हे सामान्यतः स्वीकारले जाते की चुंबकीय रेषा उत्तर ध्रुवापासून दक्षिणेकडे कायम चुंबकाच्या बाहेर आणि दक्षिण ध्रुवापासून उत्तरेकडे चुंबकाच्या आत निर्देशित केल्या जातात. अशा प्रकारे, चुंबकीय रेषा विद्युत प्रवाहाप्रमाणेच बंद केल्या जातात, ही एकाग्र वर्तुळे आहेत, ती चुंबकाच्या आतच बंद आहेत. असे दिसून आले की चुंबकाच्या बाहेर चुंबकीय क्षेत्र उत्तरेकडून दक्षिणेकडे निर्देशित केले जाते आणि चुंबकाच्या आत दक्षिणेकडून उत्तरेकडे निर्देशित केले जाते.

तांदूळ. 4. बार चुंबकाच्या चुंबकीय क्षेत्र रेषा ()

बार मॅग्नेटच्या चुंबकीय क्षेत्राचा आकार, आर्क्युएट मॅग्नेटच्या चुंबकीय क्षेत्राचा आकार पाहण्यासाठी, आम्ही खालील उपकरणे किंवा तपशील वापरू. एक पारदर्शक प्लेट, लोखंडी फायलिंग्ज घ्या आणि एक प्रयोग करा. बार मॅग्नेटवर असलेल्या प्लेटवर लोखंडी फायलिंग्स शिंपडू (चित्र 5):

तांदूळ. 5. बार चुंबकाच्या चुंबकीय क्षेत्राचा आकार ()

आपण पाहतो की चुंबकीय क्षेत्राच्या रेषा उत्तर ध्रुवातून बाहेर पडतात आणि दक्षिण ध्रुवात प्रवेश करतात, रेषांच्या घनतेनुसार आपण चुंबकाच्या ध्रुवांचा न्याय करू शकतो, जिथे रेषा जाड आहेत - तिथे चुंबकाचे ध्रुव आहेत ( अंजीर 6).

तांदूळ. 6. कमानीच्या आकाराच्या चुंबकाच्या चुंबकीय क्षेत्राचा आकार ()

आपण आर्क्युएट मॅग्नेटसह असाच प्रयोग करू. आपण पाहतो की चुंबकीय रेषा उत्तरेपासून सुरू होतात आणि संपूर्ण चुंबकावर दक्षिण ध्रुवावर संपतात.

आपल्याला आधीच माहित आहे की चुंबकीय क्षेत्र फक्त चुंबक आणि विद्युत प्रवाहांभोवती तयार होते. आपण पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र कसे ठरवू शकतो? पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रातील कोणताही बाण, कोणताही होकायंत्र काटेकोरपणे ओरिएंटेड असतो. चुंबकीय सुई अंतराळात काटेकोरपणे केंद्रित असल्याने, एक चुंबकीय क्षेत्र त्यावर कार्य करते आणि हे पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र आहे. असा निष्कर्ष काढला जाऊ शकतो की आपली पृथ्वी एक मोठे चुंबक आहे (चित्र 7) आणि त्यानुसार, हे चुंबक अंतराळात एक ऐवजी शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र तयार करते. जेव्हा आपण चुंबकीय होकायंत्राची सुई पाहतो तेव्हा आपल्याला कळते की लाल बाण दक्षिणेकडे आणि निळा बाण उत्तरेकडे निर्देश करतो. पृथ्वीचे चुंबकीय ध्रुव कसे स्थित आहेत? या प्रकरणात, हे लक्षात ठेवणे आवश्यक आहे की दक्षिण चुंबकीय ध्रुव पृथ्वीच्या भौगोलिक उत्तर ध्रुवावर स्थित आहे आणि पृथ्वीचा उत्तर चुंबकीय ध्रुव भौगोलिक दक्षिण ध्रुवावर स्थित आहे. जर आपण पृथ्वीला अंतराळातील एक शरीर मानले तर आपण असे म्हणू शकतो की जेव्हा आपण होकायंत्राच्या बाजूने उत्तरेकडे जाऊ तेव्हा आपण दक्षिण चुंबकीय ध्रुवावर येऊ आणि जेव्हा आपण दक्षिणेकडे जाऊ तेव्हा आपण उत्तर चुंबकीय ध्रुवावर येऊ. विषुववृत्तावर, होकायंत्राची सुई पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या सापेक्ष जवळजवळ क्षैतिजरित्या स्थित असेल आणि आपण ध्रुवाच्या जितके जवळ असू तितका बाण अधिक अनुलंब असेल. पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र बदलू शकते, असे काही वेळा होते जेव्हा ध्रुव एकमेकांच्या सापेक्ष बदलले होते, म्हणजेच दक्षिणेकडे उत्तर होते आणि त्याउलट. शास्त्रज्ञांच्या मते, हे पृथ्वीवरील मोठ्या आपत्तींचे आश्रयस्थान होते. गेल्या अनेक सहस्राब्दींपासून हे पाहिले गेले नाही.

तांदूळ. 7. पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र ()

चुंबकीय आणि भौगोलिक ध्रुव जुळत नाहीत. पृथ्वीच्या आत एक चुंबकीय क्षेत्र देखील आहे आणि कायम चुंबकाप्रमाणेच ते दक्षिण चुंबकीय ध्रुवापासून उत्तरेकडे निर्देशित केले जाते.

कायम चुंबकांमधील चुंबकीय क्षेत्र कुठून येते? या प्रश्नाचे उत्तर फ्रेंच शास्त्रज्ञ आंद्रे-मेरी अँपेरे यांनी दिले. त्यांनी कल्पना व्यक्त केली की स्थायी चुंबकाचे चुंबकीय क्षेत्र हे कायम चुंबकाच्या आत वाहणाऱ्या प्राथमिक, साध्या प्रवाहांद्वारे स्पष्ट केले जाते. हे सर्वात सोपे प्राथमिक प्रवाह एका विशिष्ट प्रकारे एकमेकांना वाढवतात आणि चुंबकीय क्षेत्र तयार करतात. एक नकारात्मक चार्ज केलेला कण - एक इलेक्ट्रॉन - अणूच्या केंद्रकाभोवती फिरतो, ही हालचाल निर्देशित मानली जाऊ शकते आणि त्यानुसार, अशा फिरत्या चार्जभोवती चुंबकीय क्षेत्र तयार केले जाते. कोणत्याही शरीराच्या आत, अणू आणि इलेक्ट्रॉन्सची संख्या अनुक्रमे फक्त प्रचंड असते, हे सर्व प्राथमिक प्रवाह एक क्रमाने दिशा घेतात आणि आपल्याला बऱ्यापैकी लक्षणीय चुंबकीय क्षेत्र मिळते. आपण पृथ्वीबद्दल असेच म्हणू शकतो, म्हणजेच पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र हे कायम चुंबकाच्या चुंबकीय क्षेत्रासारखे आहे. आणि कायम चुंबक हे चुंबकीय क्षेत्राच्या कोणत्याही प्रकटीकरणाचे एक उज्ज्वल वैशिष्ट्य आहे.

चुंबकीय वादळांच्या अस्तित्वाव्यतिरिक्त, चुंबकीय विसंगती देखील आहेत. ते सौर चुंबकीय क्षेत्राशी संबंधित आहेत. जेव्हा सूर्यावर पुरेसे शक्तिशाली स्फोट किंवा उत्सर्जन होतात तेव्हा ते सूर्याच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रकटीकरणाच्या मदतीशिवाय होत नाहीत. हा प्रतिध्वनी पृथ्वीवर पोहोचतो आणि त्याच्या चुंबकीय क्षेत्रावर परिणाम करतो, परिणामी, आपण चुंबकीय वादळे पाहतो. चुंबकीय विसंगती पृथ्वीवरील लोह धातूच्या साठ्यांशी संबंधित आहेत, पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राद्वारे दीर्घकाळापर्यंत प्रचंड ठेवी चुंबकीकृत केल्या जातात आणि आजूबाजूच्या सर्व शरीरांना या विसंगतीतून चुंबकीय क्षेत्राचा अनुभव येईल, होकायंत्राच्या सुया चुकीची दिशा दाखवतील.

पुढील धड्यात, आपण चुंबकीय क्रियांशी संबंधित इतर घटनांचा विचार करू.

संदर्भग्रंथ

1. Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. भौतिकशास्त्र 8 / एड. ऑर्लोव्हा व्ही.ए., रोझेना आय.आय. - एम.: निमोसिन.
2. पेरीश्किन ए.व्ही. भौतिकशास्त्र 8. - एम.: बस्टर्ड, 2010.
3. फदीवा ए.ए., झासोव ए.व्ही., किसेलेव डी.एफ. भौतिकशास्त्र 8. - एम.: ज्ञान.

1. वर्ग-fizika.narod.ru ().
2. वर्ग-fizika.narod.ru ().
3. Files.school-collection.edu.ru ().

गृहपाठ

1. होकायंत्राच्या सुईचे कोणते टोक पृथ्वीच्या उत्तर ध्रुवाकडे आकर्षित होते?
2. पृथ्वीच्या कोणत्या ठिकाणी तुम्ही चुंबकीय सुईवर विश्वास ठेवू शकत नाही?
3. चुंबकावरील रेषांची घनता काय दर्शवते?

चुंबकांचे दोन मुख्य प्रकार आहेत: स्थायी आणि विद्युत चुंबक. कायमस्वरूपी चुंबक त्याच्या मुख्य गुणधर्मावर आधारित काय आहे हे निर्धारित करणे शक्य आहे. कायम चुंबकाला त्याचे नाव मिळाले की त्याचे चुंबकत्व नेहमीच "चालू" असते. ते स्वतःचे चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करते, इलेक्ट्रोमॅग्नेटच्या विपरीत, जे लोखंडी कोरभोवती गुंडाळलेल्या वायरपासून बनवले जाते आणि चुंबकीय क्षेत्र तयार करण्यासाठी प्रवाहाची आवश्यकता असते.

चुंबकीय गुणधर्मांच्या अभ्यासाचा इतिहास

शतकांपूर्वी, लोकांनी शोधून काढले की काही प्रकारच्या खडकांमध्ये मूळ वैशिष्ट्ये आहेत: ते लोखंडी वस्तूंकडे आकर्षित होतात. मॅग्नेटाइटचा उल्लेख प्राचीन ऐतिहासिक इतिहासात आढळतो: दोन हजार वर्षांपूर्वी युरोपियन आणि पूर्व आशियाईमध्ये. सुरुवातीला एक जिज्ञासू वस्तू म्हणून त्याचे मूल्यांकन केले गेले.

नंतर, नेव्हिगेशनसाठी मॅग्नेटाईटचा वापर केला गेला, जेव्हा त्याला फिरवण्याचे स्वातंत्र्य दिले जाते तेव्हा ते विशिष्ट स्थान घेण्यास प्रवृत्त होते. वैज्ञानिक संशोधन, 13व्या शतकात पी. ​​पेरेग्रीन यांनी केले, हे दाखवून दिले की मॅग्नेटाईट घासल्यानंतर स्टील ही वैशिष्ट्ये प्राप्त करू शकते.

चुंबकीय वस्तूंचे दोन ध्रुव होते: "उत्तर" आणि "दक्षिण", पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राशी संबंधित. पेरेग्रीनने शोधल्याप्रमाणे, मॅग्नेटाईटचा एक तुकडा दोनमध्ये कापून एका ध्रुवाला वेगळे करणे शक्य नव्हते - परिणामी प्रत्येक स्वतंत्र तुकड्याला स्वतःचे ध्रुव होते.

आजच्या कल्पनांच्या अनुषंगाने, स्थायी चुंबकांचे चुंबकीय क्षेत्र म्हणजे एकाच दिशेने इलेक्ट्रॉनचे परिणामी अभिमुखता. केवळ काही प्रकारची सामग्री चुंबकीय क्षेत्राशी संवाद साधतात, त्यापैकी खूपच कमी संख्या स्थिर चुंबकीय क्षेत्र राखण्यास सक्षम असतात.

कायम चुंबकाचे गुणधर्म

स्थायी चुंबकांचे मुख्य गुणधर्म आणि ते तयार केलेले क्षेत्र हे आहेत:

• दोन ध्रुवांचे अस्तित्व;
• विरुद्ध ध्रुव आकर्षित करतात आणि ध्रुव सारखे दूर करतात (सकारात्मक आणि नकारात्मक शुल्काप्रमाणे);
• चुंबकीय शक्ती अस्पष्टपणे अंतराळात पसरते आणि वस्तूंमधून (कागद, लाकूड) जाते;
• खांबाजवळ एमएफ तीव्रतेत वाढ झाली आहे.

स्थायी चुंबक बाह्य मदतीशिवाय एमटीला समर्थन देतात. चुंबकीय गुणधर्मांवर अवलंबून असलेली सामग्री मुख्य प्रकारांमध्ये विभागली गेली आहे:

• ferromagnets - सहज चुंबकीय;
• paramagnets - मोठ्या अडचणीने चुंबकीय;
• डायमॅग्नेट्स - विरुद्ध दिशेने चुंबकीकरण करून बाह्य MF प्रतिबिंबित करतात.

महत्वाचे!स्टीलसारखे मऊ चुंबकीय पदार्थ चुंबकाला जोडल्यावर चुंबकत्व चालवतात, परंतु ते काढून टाकल्यावर हे थांबते. स्थायी चुंबक चुंबकीयदृष्ट्या कठीण सामग्रीपासून बनवले जातात.

कायम चुंबक कसे कार्य करते

त्याचे कार्य अणु रचनेशी संबंधित आहे. सर्व फेरोमॅग्नेट्स एक नैसर्गिक, कमकुवत, चुंबकीय क्षेत्र तयार करतात, अणूंच्या केंद्रकाभोवती असलेल्या इलेक्ट्रॉन्समुळे. अणूंचे हे गट एकाच दिशेने निर्देशित करण्यास सक्षम आहेत आणि त्यांना चुंबकीय डोमेन म्हणतात. प्रत्येक डोमेनमध्ये दोन ध्रुव असतात: उत्तर आणि दक्षिण. जेव्हा फेरोमॅग्नेटिक सामग्रीचे चुंबकीकरण होत नाही, तेव्हा त्याचे क्षेत्र यादृच्छिक दिशानिर्देशांमध्ये केंद्रित असतात आणि त्यांचे MF एकमेकांना रद्द करतात.

कायमस्वरूपी चुंबक तयार करण्यासाठी, फेरोमॅग्नेट्स अतिशय उच्च तापमानात गरम केले जातात आणि मजबूत बाह्य चुंबकीय क्षेत्राच्या अधीन असतात. हे या वस्तुस्थितीकडे नेत आहे की सामग्रीमधील वैयक्तिक चुंबकीय डोमेन स्वतःला बाह्य MF च्या दिशेने निर्देशित करू लागतात जोपर्यंत सर्व डोमेन संरेखित होत नाहीत आणि चुंबकीय संपृक्तता बिंदूपर्यंत पोहोचतात. नंतर सामग्री थंड केली जाते आणि संरेखित डोमेन स्थितीत लॉक केली जातात. बाह्य MF काढून टाकल्यानंतर, चुंबकीयदृष्ट्या कठोर सामग्री त्यांचे बहुतेक डोमेन टिकवून ठेवेल, कायम चुंबक तयार करेल.

कायम चुंबकाची वैशिष्ट्ये

1. चुंबकीय शक्ती अवशिष्ट चुंबकीय प्रेरण द्वारे दर्शविले जाते. नियुक्त केलेले बी.आर. ही शक्ती आहे जी बाह्य एमटी गायब झाल्यानंतर राहते. चाचण्या (Tl) किंवा गॉस (Gs) मध्ये मोजले;
2. डिमॅग्नेटायझेशनला जबरदस्ती किंवा प्रतिकार - एन. A / m मध्ये मोजले. सामग्री डिमॅग्नेटाइज करण्यासाठी बाह्य MF ची तीव्रता काय असावी हे दर्शवते;
3. कमाल ऊर्जा - BHmax. अवशिष्ट चुंबकीय बल Br आणि जबरदस्ती Hc चा गुणाकार करून गणना केली जाते. MGSE (megagaussersted) मध्ये मोजलेले;
4. अवशिष्ट चुंबकीय शक्तीचे तापमान गुणांक Br चा Тс आहे. तापमान मूल्यावर Br चे अवलंबित्व वैशिष्ट्यीकृत करते;
5. Tmax हे सर्वोच्च तापमान मूल्य आहे ज्यावर कायमस्वरूपी चुंबक उलट पुनर्प्राप्तीच्या शक्यतेसह त्यांचे गुणधर्म गमावतात;
6. Tcur हे सर्वोच्च तापमान मूल्य आहे ज्यावर चुंबकीय सामग्री कायमचे त्याचे गुणधर्म गमावते. या निर्देशकाला क्युरी तापमान म्हणतात.

चुंबकाची वैयक्तिक वैशिष्ट्ये तापमानानुसार बदलतात. वेगवेगळ्या तापमानात वेगळे प्रकारचुंबकीय पदार्थ वेगळ्या पद्धतीने कार्य करतात.

महत्वाचे!सर्व स्थायी चुंबक तापमान वाढल्यामुळे चुंबकत्वाची टक्केवारी गमावतात, परंतु त्यांच्या प्रकारानुसार भिन्न दराने.

कायम चुंबकाचे प्रकार

एकूण पाच प्रकारचे स्थायी चुंबक आहेत, त्यातील प्रत्येक भिन्न गुणधर्म असलेल्या सामग्रीच्या आधारे वेगळ्या पद्धतीने बनवले जाते:

• अल्निको;
• फेराइट्स;
• कोबाल्ट आणि सॅमेरियमवर आधारित दुर्मिळ पृथ्वी SmCo;
• neodymium;
• पॉलिमरिक

अल्निको

हे कायमस्वरूपी चुंबक असतात जे प्रामुख्याने अॅल्युमिनियम, निकेल आणि कोबाल्टच्या मिश्रणाने बनलेले असतात, परंतु त्यात तांबे, लोह आणि टायटॅनियम देखील समाविष्ट असू शकतात. अल्निको मॅग्नेटच्या गुणधर्मांमुळे, ते त्यांचे चुंबकत्व टिकवून ठेवत उच्च तापमानात कार्य करू शकतात, तथापि, ते फेराइट किंवा दुर्मिळ पृथ्वी SmCo पेक्षा अधिक सहजपणे विचुंबकीकरण करतात. चुंबकीय धातू आणि महागड्या इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सची जागा घेणारे ते पहिले वस्तुमान-उत्पादित स्थायी चुंबक होते.

अर्ज:

• इलेक्ट्रिक मोटर्स;
• उष्णता उपचार;
• बेअरिंग्ज;
• एरोस्पेस वाहने;
• लष्करी उपकरणे;
• उच्च-तापमान लोडिंग आणि अनलोडिंग उपकरणे;
• मायक्रोफोन

फेराइट्स

फेराइट मॅग्नेट तयार करण्यासाठी, ज्याला सिरॅमिक देखील म्हणतात, 10/90 च्या प्रमाणात स्ट्रॉन्टियम कार्बोनेट आणि लोह ऑक्साईड वापरला जातो. दोन्ही साहित्य मुबलक आणि आर्थिकदृष्ट्या उपलब्ध आहेत.

कमी उत्पादन खर्च, उष्णतेचा प्रतिकार (२५० डिग्री सेल्सिअस पर्यंत) आणि गंज यामुळे फेराइट मॅग्नेट हे रोजच्या वापरासाठी सर्वात लोकप्रिय आहेत. त्यांच्याकडे अल्निकोपेक्षा जास्त आंतरिक जबरदस्ती असते, परंतु निओडीमियम समकक्षांपेक्षा कमी चुंबकीय शक्ती असते.

अर्ज:

• ध्वनी स्पीकर्स;
• सुरक्षा प्रणाली;
• प्रक्रिया ओळींमधून लोह दूषित दूर करण्यासाठी मोठ्या प्लेट मॅग्नेट;
• इलेक्ट्रिक मोटर्स आणि जनरेटर;
• वैद्यकीय उपकरणे;
• चुंबक उचलणे;
• सागरी शोध चुंबक;
• एडी करंट्सच्या ऑपरेशनवर आधारित उपकरणे;
• स्विच आणि रिले;
• ब्रेक

SmCo दुर्मिळ पृथ्वी चुंबक

कोबाल्ट आणि सॅमेरियम मॅग्नेट विस्तृत तापमान श्रेणीवर कार्य करतात, उच्च तापमान गुणांक आणि उच्च गंज प्रतिरोधक असतात. हा प्रकार अगदी शून्यापेक्षा कमी तापमानातही त्याचे चुंबकीय गुणधर्म राखून ठेवतो, ज्यामुळे ते क्रायोजेनिक ऍप्लिकेशन्समध्ये वापरण्यासाठी लोकप्रिय होतात.

अर्ज:

• टर्बोटेक्निक्स;
• पंप कपलिंग;
• ओले वातावरण;
• उच्च तापमान उपकरणे;
• लघु इलेक्ट्रिक रेसिंग कार;
• गंभीर परिस्थितीत ऑपरेशनसाठी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे.

निओडीमियम चुंबक

सर्वात मजबूत विद्यमान चुंबक, ज्यामध्ये निओडीमियम, लोह आणि बोरॉन मिश्रधातू असतात. त्यांच्या प्रचंड ताकदीमुळे, सूक्ष्म चुंबक देखील प्रभावी आहेत. हे वापराची अष्टपैलुत्व प्रदान करते. प्रत्येक व्यक्ती सतत निओडीमियम चुंबकांजवळ असते. ते, उदाहरणार्थ, स्मार्टफोनमध्ये आहेत. इलेक्ट्रिक मोटर्स, वैद्यकीय उपकरणे, रेडिओ इलेक्ट्रॉनिक्सचे उत्पादन हेवी-ड्यूटी निओडीमियम मॅग्नेटवर अवलंबून असते. त्यांची सुपर स्ट्रेंथ, प्रचंड चुंबकीय शक्ती आणि डिमॅग्नेटायझेशनच्या प्रतिकारामुळे 1 मिमी पर्यंतचे नमुने तयार केले जाऊ शकतात.

अर्ज:

• हार्ड ड्राइव्हस्;
• ध्वनी-पुनरुत्पादक उपकरणे - मायक्रोफोन, ध्वनिक सेन्सर, हेडफोन, लाउडस्पीकर;
• कृत्रिम अवयव;
• चुंबकीय कपलिंग पंप;
• दरवाजा बंद करणारे;
• इंजिन आणि जनरेटर;
• दागिन्यांवर कुलूप;
• एमआरआय स्कॅनर;
• मॅग्नेटोथेरपी;
• कारमध्ये एबीएस सेन्सर;
• उचल उपकरणे;
• चुंबकीय विभाजक;
• रीड स्विच इ.

लवचिक चुंबकांमध्ये पॉलिमर बाईंडरमध्ये चुंबकीय कण असतात. ते अनन्य उपकरणांसाठी वापरले जातात जेथे घन एनालॉग स्थापित करणे अशक्य आहे.

अर्ज:

• प्रदर्शन जाहिराती - प्रदर्शन आणि कार्यक्रमांमध्ये द्रुत निर्धारण आणि द्रुत काढणे;
• वाहन चिन्हे, शैक्षणिक शाळा पॅनेल, कंपनी लोगो;
• खेळणी, कोडी आणि खेळ;
• पेंटिंगसाठी मास्किंग पृष्ठभाग;
• कॅलेंडर आणि चुंबकीय बुकमार्क;
• खिडकी आणि दरवाजा सील.

बहुतेक स्थायी चुंबक ठिसूळ असतात आणि ते संरचनात्मक घटक म्हणून वापरले जाऊ नयेत. ते मानक स्वरूपात बनवले जातात: रिंग्ज, रॉड्स, डिस्क आणि वैयक्तिक: ट्रॅपेझॉइड्स, आर्क्स इ. जास्त लोह सामग्रीमुळे, निओडीमियम मॅग्नेट गंजण्यास संवेदनाक्षम असतात, म्हणून ते निकेल, स्टेनलेस स्टील, टेफ्लॉन, टायटॅनियम, रबर आणि इतर साहित्य.

व्हिडिओ