स्थायी चुम्बक. रिपोर्ट: चुम्बकों का अनुप्रयोग

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कार्य की शुरुआत में ही कुछ परिभाषाएँ और स्पष्टीकरण प्रदान करना उपयोगी होगा।

यदि किसी स्थान पर आवेश वाले गतिमान पिंडों पर कोई बल कार्य करता है जो स्थिर या आवेशहीन पिंडों पर कार्य नहीं करता है, तो वे कहते हैं कि इस स्थान पर कोई बल है। एक चुंबकीय क्षेत्र - अधिक सामान्य रूपों में से एक विद्युत चुम्बकीय .

ऐसे पिंड हैं जो अपने चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाने में सक्षम हैं (और ऐसा शरीर चुंबकीय क्षेत्र के बल से भी प्रभावित होता है); कहा जाता है कि वे चुंबकीय होते हैं और उनमें एक चुंबकीय क्षण होता है, जो चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए शरीर की क्षमता को निर्धारित करता है . ऐसे निकायों को कहा जाता है मैग्नेट .

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि विभिन्न सामग्रियां बाहरी चुंबकीय क्षेत्र पर अलग-अलग तरह से प्रतिक्रिया करती हैं।

ऐसी सामग्रियां हैं जो बाहरी क्षेत्र के प्रभाव को अपने भीतर कमजोर कर देती हैं – अनुचुम्बक और अपने भीतर बाहरी क्षेत्र को बढ़ाना – प्रतिचुंबकीय सामग्री.

ऐसी सामग्रियां हैं जिनमें अपने अंदर बाहरी क्षेत्र को बढ़ाने की जबरदस्त क्षमता (हजारों गुना) होती है - लोहा, कोबाल्ट, निकल, गैडोलीनियम, मिश्र धातु और इन धातुओं के यौगिक, उन्हें कहा जाता है – लौह चुम्बक.

लौह चुम्बकों में ऐसी सामग्रियां भी हैं जो पर्याप्त रूप से मजबूत बाह्य चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आने के बाद स्वयं चुम्बक बन जाती हैं - ये हैं कठोर चुंबकीय सामग्री.

ऐसी सामग्रियां हैं जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को केंद्रित करती हैं और, सक्रिय होने पर, चुंबक की तरह व्यवहार करती हैं; लेकिन यदि बाहरी क्षेत्र गायब हो जाता है तो वे चुम्बक नहीं बनते - यही है नरम चुंबकीय सामग्री

परिचय

हम चुंबक के आदी हैं और इसे स्कूली भौतिकी पाठों की एक पुरानी विशेषता के रूप में थोड़ा कृपापूर्वक मानते हैं, कभी-कभी यह भी संदेह नहीं करते कि हमारे आसपास कितने चुंबक हैं। हमारे अपार्टमेंट में दर्जनों चुंबक हैं: इलेक्ट्रिक शेवर, स्पीकर, टेप रिकॉर्डर, घड़ियों में, कीलों के जार में, अंततः। हम स्वयं भी चुम्बक हैं: हमारे भीतर प्रवाहित होने वाली जैवधाराएँ हमारे चारों ओर चुंबकीय बल रेखाओं के एक विचित्र पैटर्न को जन्म देती हैं। जिस पृथ्वी पर हम रहते हैं वह एक विशाल नीला चुंबक है। सूर्य एक पीला प्लाज़्मा बॉल है - एक और भी अधिक भव्य चुंबक। आकाशगंगाएँ और नीहारिकाएँ, जो दूरबीनों से बमुश्किल दिखाई देती हैं, समझ से परे आकार के चुम्बक हैं। थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन, बिजली का मैग्नेटोडायनामिक उत्पादन, सिंक्रोट्रॉन में आवेशित कणों का त्वरण, डूबे हुए जहाजों की रिकवरी - ये सभी ऐसे क्षेत्र हैं जहां अभूतपूर्व आकार के विशाल मैग्नेट की आवश्यकता होती है। मजबूत, अति-मजबूत, अति-मजबूत और यहां तक कि मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाने की समस्या आधुनिक भौतिकी और प्रौद्योगिकी में मुख्य समस्याओं में से एक बन गई है।

चुम्बक के बारे में मनुष्य प्राचीन काल से ही जानता है। हमें उल्लेख प्राप्त हुआ है

थेल्स ऑफ मिलिटस (लगभग 600 ईसा पूर्व) और प्लेटो (427-347 ईसा पूर्व) के कार्यों में चुंबक और उनके गुणों के बारे में। "चुम्बक" शब्द की उत्पत्ति इस तथ्य के कारण हुई कि प्राकृतिक चुम्बकों की खोज यूनानियों द्वारा मैग्नेशिया (थिस्सलि) में की गई थी।

प्राकृतिक (या प्राकृतिक) चुम्बक प्रकृति में चुंबकीय अयस्कों के भंडार के रूप में पाए जाते हैं। सबसे बड़ा ज्ञात प्राकृतिक चुंबक टार्टू विश्वविद्यालय में स्थित है। इसका वजन 13 किलो है और यह 40 किलो वजन उठाने में सक्षम है।

कृत्रिम चुम्बक विभिन्न आधारों पर मनुष्य द्वारा बनाये गये चुम्बक हैं लौह चुम्बक. तथाकथित "पाउडर" मैग्नेट (लोहा, कोबाल्ट और कुछ अन्य एडिटिव्स से बने) अपने वजन से 5,000 गुना से अधिक भार संभाल सकते हैं।

कृत्रिम चुम्बक दो भिन्न प्रकार के होते हैं:

कुछ तथाकथित हैं स्थायी चुम्बक , से बना " चुंबकीय रूप से कठोर »सामग्री. उनके चुंबकीय गुण बाहरी स्रोतों या धाराओं के उपयोग से संबंधित नहीं हैं।

दूसरे प्रकार में तथाकथित विद्युत चुम्बक शामिल हैं जिनका कोर बना होता है " नरम चुंबकीय " लोहा। वे जो चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं वह मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण होता है कि कोर के चारों ओर घुमावदार तार से विद्युत प्रवाह गुजरता है।

1600 में, शाही चिकित्सक डब्ल्यू. गिल्बर्ट की पुस्तक "ऑन द मैग्नेट, मैग्नेटिक बॉडीज़ एंड द ग्रेट मैग्नेट - द अर्थ" लंदन में प्रकाशित हुई थी। यह कार्य वैज्ञानिक दृष्टिकोण से चुंबकीय घटनाओं का अध्ययन करने का पहला ज्ञात प्रयास था। इस कार्य में बिजली और चुंबकत्व के बारे में तत्कालीन उपलब्ध जानकारी के साथ-साथ लेखक के स्वयं के प्रयोगों के परिणाम भी शामिल हैं।

अपने काम में मैं यह पता लगाने की कोशिश करूंगा कि कैसे चुम्बक का उपयोग मनुष्य युद्ध के लिए नहीं, बल्कि शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए करते हैं, जिसमें जीव विज्ञान, चिकित्सा और रोजमर्रा की जिंदगी में चुम्बक का उपयोग शामिल है।

दिशा सूचक यंत्र,ज़मीन पर क्षैतिज दिशाएँ निर्धारित करने के लिए एक उपकरण। यह निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है कि कोई जहाज, विमान या ज़मीनी वाहन किस दिशा में चल रहा है; वह दिशा जिसमें पैदल यात्री चल रहा है; किसी वस्तु या मील के पत्थर की दिशा। कम्पास को दो मुख्य वर्गों में विभाजित किया गया है: सूचक प्रकार के चुंबकीय कम्पास, जो स्थलाकृतिक और पर्यटकों द्वारा उपयोग किए जाते हैं, और गैर-चुंबकीय, जैसे जाइरोकोमपास और रेडियो कंपास।

11वीं सदी तक. प्राकृतिक चुम्बकों से कम्पास के निर्माण और नेविगेशन में उनके उपयोग के बारे में चीनी शेन कुआ और चू यू के संदेश को संदर्भित करता है। अगर

यदि प्राकृतिक चुंबक से बनी एक लंबी सुई को एक अक्ष पर संतुलित किया जाता है जो इसे क्षैतिज विमान में स्वतंत्र रूप से घूमने की अनुमति देता है, तो इसका एक छोर हमेशा उत्तर की ओर और दूसरा दक्षिण की ओर होता है। उत्तर की ओर इशारा करते हुए छोर को चिह्नित करके, आप दिशा निर्धारित करने के लिए ऐसे कंपास का उपयोग कर सकते हैं।

ऐसी सुई के सिरों पर चुंबकीय प्रभाव केंद्रित होते थे, और इसलिए उन्हें ध्रुव (क्रमशः उत्तर और दक्षिण) कहा जाता था।

मैग्नेट का उपयोग मुख्य रूप से इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, रेडियो इंजीनियरिंग, उपकरण निर्माण, स्वचालन और टेलीमैकेनिक्स में किया जाता है। यहां लौहचुंबकीय सामग्रियों का उपयोग चुंबकीय सर्किट, रिले आदि के निर्माण के लिए किया जाता है।

1820 में, जी. ओर्स्टेड (1777-1851) ने पाया कि एक विद्युत धारा प्रवाहित करने वाला कंडक्टर चुंबकीय सुई पर कार्य करता है और उसे घुमाता है। ठीक एक हफ्ते बाद, एम्पीयर ने दिखाया कि एक ही दिशा में करंट वाले दो समानांतर कंडक्टर एक-दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं। बाद में, उन्होंने सुझाव दिया कि सभी चुंबकीय घटनाएं धाराओं के कारण होती हैं, और स्थायी चुंबकों के चुंबकीय गुण इन चुंबकों के अंदर लगातार प्रसारित होने वाली धाराओं से जुड़े होते हैं। यह धारणा आधुनिक विचारों से पूर्णतः सुसंगत है।

इलेक्ट्रिक मशीन जनरेटर और इलेक्ट्रिक मोटर -घूर्णी मशीनें जो या तो यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा (जनरेटर) में या विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा (इंजन) में परिवर्तित करती हैं। जनरेटर का संचालन विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के सिद्धांत पर आधारित है: एक चुंबकीय क्षेत्र में घूम रहे तार में एक इलेक्ट्रोमोटिव बल (ईएमएफ) प्रेरित होता है। विद्युत मोटरों का संचालन इस तथ्य पर आधारित है कि अनुप्रस्थ चुंबकीय क्षेत्र में रखे विद्युत धारा प्रवाहित तार पर एक बल कार्य करता है।

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरण।ऐसे उपकरण चलती भाग की वाइंडिंग के घुमावों में धारा के साथ चुंबकीय क्षेत्र की परस्पर क्रिया के बल का उपयोग करते हैं, जो बाद वाले को घुमाने की प्रवृत्ति रखते हैं।

प्रेरण बिजली मीटर. एक इंडक्शन मीटर दो वाइंडिंग - एक करंट वाइंडिंग और एक वोल्टेज वाइंडिंग के साथ एक कम-शक्ति एसी इलेक्ट्रिक मोटर से ज्यादा कुछ नहीं है। वाइंडिंग्स के बीच रखी एक प्रवाहकीय डिस्क खपत की गई बिजली के आनुपातिक टॉर्क के प्रभाव में घूमती है। यह टॉर्क एक स्थायी चुंबक द्वारा डिस्क में प्रेरित धाराओं द्वारा संतुलित किया जाता है, ताकि डिस्क की घूर्णन गति बिजली की खपत के समानुपाती हो।

इलेक्ट्रिक कलाई घड़ीएक लघु बैटरी द्वारा संचालित। उन्हें संचालित करने के लिए यांत्रिक घड़ियों की तुलना में बहुत कम भागों की आवश्यकता होती है; इस प्रकार, एक विशिष्ट इलेक्ट्रिक पोर्टेबल घड़ी के सर्किट में दो चुंबक, दो प्रेरक और एक ट्रांजिस्टर शामिल होते हैं।

ताला -एक यांत्रिक, विद्युत या इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जो किसी चीज़ के अनधिकृत उपयोग की संभावना को सीमित करता है। लॉक को किसी विशिष्ट व्यक्ति के पास मौजूद डिवाइस (कुंजी), उस व्यक्ति द्वारा दर्ज की गई जानकारी (संख्यात्मक या वर्णमाला कोड), या उस व्यक्ति की कुछ व्यक्तिगत विशेषता (उदाहरण के लिए, एक रेटिना पैटर्न) द्वारा सक्रिय किया जा सकता है। एक लॉक आमतौर पर अस्थायी रूप से दो असेंबली या दो हिस्सों को एक डिवाइस में एक साथ जोड़ता है। अधिकतर, ताले यांत्रिक होते हैं, लेकिन विद्युत चुम्बकीय ताले का उपयोग तेजी से हो रहा है।

चुंबकीय ताले. सिलेंडर ताले के कुछ मॉडल चुंबकीय तत्वों का उपयोग करते हैं। ताला और चाबी स्थायी चुम्बकों के मिलान कोड सेट से सुसज्जित हैं। जब सही कुंजी को कीहोल में डाला जाता है, तो यह ताले के आंतरिक चुंबकीय तत्वों को आकर्षित करती है और उन्हें स्थिति में लाती है, जिससे ताला खुल जाता है।

डायनेमोमीटर -किसी मशीन, मशीन टूल या इंजन के कर्षण बल या टॉर्क को मापने के लिए एक यांत्रिक या विद्युत उपकरण।

ब्रेक डायनेमोमीटरविभिन्न प्रकार के डिज़ाइन में आते हैं; इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, प्रोनी ब्रेक, हाइड्रोलिक और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ब्रेक।

विद्युत चुम्बकीय डायनेमोमीटरछोटे आकार के इंजनों की विशेषताओं को मापने के लिए उपयुक्त लघु उपकरण के रूप में बनाया जा सकता है।

बिजली की शक्ति नापने का यंत्र- कमजोर धाराओं को मापने के लिए एक संवेदनशील उपकरण। एक गैल्वेनोमीटर घोड़े की नाल के आकार के स्थायी चुंबक और चुंबक के ध्रुवों के बीच के अंतराल में निलंबित एक छोटे वर्तमान-ले जाने वाले कुंडल (एक कमजोर विद्युत चुंबक) के संपर्क से उत्पन्न टोक़ का उपयोग करता है। टोक़, और इसलिए कुंडल का विक्षेपण, वायु अंतराल में वर्तमान और कुल चुंबकीय प्रेरण के समानुपाती होता है, ताकि कुंडल के छोटे विक्षेपण के लिए डिवाइस का पैमाना लगभग रैखिक हो। इस पर आधारित उपकरण सबसे सामान्य प्रकार के उपकरण हैं।

निर्मित उपकरणों की सीमा व्यापक और विविध है: प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा के लिए स्विचबोर्ड उपकरण (मैग्नेटोइलेक्ट्रिक, रेक्टिफायर और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक सिस्टम के साथ मैग्नेटोइलेक्ट्रिक), संयुक्त उपकरण, एम्पीयर-वोल्टमीटर, वाहनों के विद्युत उपकरणों के निदान और समायोजन के लिए, सपाट सतहों के तापमान को मापने के लिए , स्कूल की कक्षाओं को सुसज्जित करने के लिए उपकरण, विभिन्न विद्युत मापदंडों के परीक्षक और मीटर

उत्पादन अपघर्षक -विभिन्न सामग्रियों और उनसे बने उत्पादों (बड़ी स्टील प्लेटों से लेकर प्लाईवुड शीट, ऑप्टिकल ग्लास और कंप्यूटर चिप्स तक) के यांत्रिक प्रसंस्करण (आकार देने, खुरदरा करने, पीसने, चमकाने सहित) के लिए स्वतंत्र या बाध्य रूप में छोटे, कठोर, तेज कणों का उपयोग किया जाता है। अपघर्षक प्राकृतिक या कृत्रिम हो सकते हैं। अपघर्षक की क्रिया उपचारित सतह से सामग्री के हिस्से को हटाने तक कम हो जाती है। कृत्रिम अपघर्षक के उत्पादन के दौरान, मिश्रण में मौजूद फेरोसिलिकॉन भट्ठी के निचले भाग में बस जाता है, लेकिन थोड़ी मात्रा में अपघर्षक में समा जाता है और बाद में एक चुंबक द्वारा हटा दिया जाता है।

पदार्थ के चुंबकीय गुणों का व्यापक रूप से विज्ञान और प्रौद्योगिकी में विभिन्न निकायों की संरचना का अध्ययन करने के साधन के रूप में उपयोग किया जाता है। इस प्रकार उनका उदय हुआ विज्ञान:

मैग्नेटोकैमिस्ट्री(मैग्नेटोकैमिस्ट्री) - भौतिक रसायन विज्ञान की एक शाखा जो पदार्थों के चुंबकीय और रासायनिक गुणों के बीच संबंधों का अध्ययन करती है; इसके अलावा, मैग्नेटोकैमिस्ट्री रासायनिक प्रक्रियाओं पर चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव का अध्ययन करती है। मैग्नेटोकैमिस्ट्री चुंबकीय घटना के आधुनिक भौतिकी पर आधारित है। चुंबकीय और रासायनिक गुणों के बीच संबंधों का अध्ययन करने से किसी पदार्थ की रासायनिक संरचना की विशेषताओं को स्पष्ट करना संभव हो जाता है।

चुंबकीय दोष का पता लगाना, दोषों की खोज करने की एक विधि, जो लौहचुंबकीय सामग्रियों से बने उत्पादों में दोषों पर होने वाली चुंबकीय क्षेत्र विकृतियों के अध्ययन पर आधारित है।

. माइक्रोवेव प्रौद्योगिकी

अल्ट्रा-उच्च आवृत्ति रेंज (यूएचएफ) - अल्ट्रा-उच्च टेलीविजन आवृत्तियों और दूर अवरक्त आवृत्तियों के बीच स्पेक्ट्रम में स्थित विद्युत चुम्बकीय विकिरण (100¸300,000 मिलियन हर्ट्ज) की आवृत्ति रेंज

कनेक्शन.संचार प्रौद्योगिकी में माइक्रोवेव रेडियो तरंगों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। विभिन्न सैन्य रेडियो प्रणालियों के अलावा, दुनिया के सभी देशों में कई वाणिज्यिक माइक्रोवेव संचार लाइनें हैं। चूँकि ऐसी रेडियो तरंगें पृथ्वी की सतह की वक्रता का अनुसरण नहीं करती हैं बल्कि एक सीधी रेखा में चलती हैं, इन संचार लिंक में आमतौर पर लगभग 50 किमी के अंतराल पर पहाड़ी की चोटियों या रेडियो टावरों पर स्थापित रिले स्टेशन शामिल होते हैं।

खाद्य उत्पादों का ताप उपचार।माइक्रोवेव विकिरण का उपयोग घर और खाद्य उद्योग में खाद्य उत्पादों के ताप उपचार के लिए किया जाता है। उच्च-शक्ति वैक्यूम ट्यूबों द्वारा उत्पन्न ऊर्जा को तथाकथित उत्पादों के अत्यधिक कुशल थर्मल प्रसंस्करण के लिए एक छोटी मात्रा में केंद्रित किया जा सकता है। माइक्रोवेव या माइक्रोवेव ओवन, सफाई, नीरवता और कॉम्पैक्टनेस द्वारा विशेषता। ऐसे उपकरणों का उपयोग विमान गैली, रेलवे डाइनिंग कारों और वेंडिंग मशीनों में किया जाता है, जहां त्वरित भोजन तैयार करने और पकाने की आवश्यकता होती है। उद्योग घरेलू उपयोग के लिए माइक्रोवेव ओवन का भी उत्पादन करता है।

माइक्रोवेव प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में तीव्र प्रगति काफी हद तक विशेष वैक्यूम उपकरणों - मैग्नेट्रोन और क्लिस्ट्रॉन के आविष्कार से जुड़ी है, जो बड़ी मात्रा में माइक्रोवेव ऊर्जा उत्पन्न करने में सक्षम हैं। पारंपरिक वैक्यूम ट्रायोड पर आधारित जनरेटर, जिसका उपयोग कम आवृत्तियों पर किया जाता है, माइक्रोवेव रेंज में बहुत अप्रभावी साबित होता है।

मैग्नेट्रोन।द्वितीय विश्व युद्ध से पहले ग्रेट ब्रिटेन में आविष्कार किए गए मैग्नेट्रोन में ये नुकसान नहीं हैं, क्योंकि यह माइक्रोवेव विकिरण की पीढ़ी के लिए एक पूरी तरह से अलग दृष्टिकोण पर आधारित है - एक गुहा गुंजयमान यंत्र का सिद्धांत

मैग्नेट्रोन में केंद्र में स्थित कैथोड के चारों ओर सममित रूप से स्थित कई वॉल्यूमेट्रिक रेज़ोनेटर होते हैं। यह उपकरण एक मजबूत चुंबक के ध्रुवों के बीच रखा गया है।

ट्रैवलिंग वेव लैंप (TWT)।माइक्रोवेव रेंज में विद्युत चुम्बकीय तरंगों को उत्पन्न करने और बढ़ाने के लिए एक अन्य इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरण एक ट्रैवलिंग वेव लैंप है। इसमें एक पतली खाली ट्यूब होती है जिसे फोकसिंग चुंबकीय कुंडल में डाला जाता है।

कण त्वरक, एक संस्थापन जिसमें, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों की सहायता से, थर्मल ऊर्जा से काफी अधिक ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉनों, प्रोटॉन, आयनों और अन्य आवेशित कणों की निर्देशित किरणें प्राप्त की जाती हैं।

आधुनिक त्वरक कई और विविध प्रकार की प्रौद्योगिकी का उपयोग करते हैं, जिनमें शामिल हैं। शक्तिशाली परिशुद्धता मैग्नेट.

विभिन्न विज्ञानों के प्रतिनिधि अपने शोध में चुंबकीय क्षेत्र को ध्यान में रखते हैं। एक भौतिक विज्ञानी परमाणुओं और प्राथमिक कणों के चुंबकीय क्षेत्रों को मापता है, एक खगोलशास्त्री नए तारों के निर्माण की प्रक्रिया में ब्रह्मांडीय क्षेत्रों की भूमिका का अध्ययन करता है, एक भूविज्ञानी चुंबकीय अयस्कों के भंडार को खोजने के लिए पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में विसंगतियों का उपयोग करता है, और हाल ही में जीवविज्ञान ने चुम्बक के अध्ययन और उपयोग में भी सक्रिय रूप से शामिल रहे हैं।

जैविक विज्ञान 20वीं शताब्दी के पूर्वार्ध में किसी भी चुंबकीय क्षेत्र के अस्तित्व को ध्यान में रखे बिना, महत्वपूर्ण कार्यों का आत्मविश्वासपूर्वक वर्णन किया गया। इसके अलावा, कुछ जीवविज्ञानियों ने इस बात पर ज़ोर देना ज़रूरी समझा कि एक मजबूत कृत्रिम चुंबकीय क्षेत्र का भी जैविक वस्तुओं पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

विश्वकोश ने जैविक प्रक्रियाओं पर चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव के बारे में कुछ नहीं कहा। हर साल, दुनिया भर के वैज्ञानिक साहित्य में चुंबकीय क्षेत्र के एक या दूसरे जैविक प्रभाव के बारे में अलग-अलग सकारात्मक विचार सामने आते हैं। हालाँकि, यह कमजोर धार समस्या के निरूपण में भी अविश्वास के हिमखंड को नहीं पिघला सकी...और अचानक यह धार तूफानी धारा में बदल गई। मैग्नेटोबायोलॉजिकल प्रकाशनों का हिमस्खलन, मानो किसी शिखर से गिर रहा हो, 60 के दशक की शुरुआत से लगातार बढ़ रहा है और संदेहपूर्ण बयानों को खत्म कर रहा है।

16वीं शताब्दी के कीमियागरों से लेकर आज तक, चुंबक के जैविक प्रभाव को कई बार प्रशंसक और आलोचक मिले हैं। कई शताब्दियों के दौरान बार-बार, चुम्बकों के उपचारात्मक प्रभावों में रुचि में वृद्धि और गिरावट आई है। इसकी मदद से उन्होंने तंत्रिका रोगों, दांत दर्द, अनिद्रा, यकृत और पेट में दर्द - सैकड़ों बीमारियों का इलाज करने की कोशिश की (और सफलता के बिना नहीं)।

औषधीय प्रयोजनों के लिए, चुम्बकों का उपयोग, संभवतः, कार्डिनल दिशाओं को निर्धारित करने से पहले किया जाने लगा।

एक स्थानीय बाहरी उपचार और एक ताबीज के रूप में, चुंबक को चीनी, भारतीयों, मिस्रियों और अरबों के बीच बड़ी सफलता मिली। यूनानी, रोमन, आदि। दार्शनिक अरस्तू और इतिहासकार प्लिनी ने अपने कार्यों में इसके औषधीय गुणों का उल्लेख किया है।

20वीं सदी के उत्तरार्ध में, चुंबकीय कंगन व्यापक हो गए, जिनका रक्तचाप संबंधी विकारों (उच्च रक्तचाप और हाइपोटेंशन) के रोगियों पर लाभकारी प्रभाव पड़ा।

स्थायी चुम्बकों के अतिरिक्त विद्युत चुम्बकों का भी उपयोग किया जाता है। इनका उपयोग विज्ञान, प्रौद्योगिकी, इलेक्ट्रॉनिक्स, चिकित्सा (तंत्रिका रोग, हाथ-पैर के संवहनी रोग, हृदय रोग, कैंसर) में समस्याओं की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए भी किया जाता है।

सबसे बढ़कर, वैज्ञानिक यह सोचते हैं कि चुंबकीय क्षेत्र शरीर की प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाते हैं।

विद्युत चुम्बकीय रक्त वेग मीटर, लघु कैप्सूल हैं, जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके, उन्हें विस्तारित करने के लिए रक्त वाहिकाओं के माध्यम से ले जाया जा सकता है, पथ के कुछ हिस्सों में नमूने ले सकते हैं, या, इसके विपरीत, स्थानीय रूप से कैप्सूल से विभिन्न दवाएं निकाल सकते हैं।

आंख से धातु के कणों को हटाने के लिए चुंबकीय विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

हममें से अधिकांश लोग विद्युत सेंसर - एक इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम - का उपयोग करके हृदय की कार्यप्रणाली के अध्ययन से परिचित हैं। हृदय द्वारा उत्पन्न विद्युत आवेग हृदय का एक चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं, जिसका अधिकतम मान पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत का 10 -6 होता है। मैग्नेटोकार्डियोग्राफी का महत्व यह है कि यह किसी को हृदय के विद्युतीय रूप से "मौन" क्षेत्रों के बारे में जानकारी प्राप्त करने की अनुमति देता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जीवविज्ञानी अब भौतिकविदों से चुंबकीय क्षेत्र की जैविक क्रिया के प्राथमिक तंत्र का एक सिद्धांत देने के लिए कह रहे हैं, और जवाब में भौतिक विज्ञानी जीवविज्ञानी से अधिक सिद्ध जैविक तथ्यों की मांग कर रहे हैं। यह स्पष्ट है कि विभिन्न विशेषज्ञों के बीच घनिष्ठ सहयोग सफल होगा।

मैग्नेटोबायोलॉजिकल समस्याओं को एकजुट करने वाली एक महत्वपूर्ण कड़ी चुंबकीय क्षेत्र के प्रति तंत्रिका तंत्र की प्रतिक्रिया है। यह मस्तिष्क ही है जो बाहरी वातावरण में किसी भी परिवर्तन पर सबसे पहले प्रतिक्रिया करता है। इसकी प्रतिक्रियाओं का अध्ययन ही मैग्नेटोबायोलॉजी में कई समस्याओं को हल करने की कुंजी होगी।

उपरोक्त से जो सबसे सरल निष्कर्ष निकाला जा सकता है वह यह है कि व्यावहारिक मानव गतिविधि का कोई भी क्षेत्र ऐसा नहीं है जहाँ चुम्बकों का उपयोग नहीं किया जाता है।

सन्दर्भ:

1) टीएसबी, दूसरा संस्करण, मॉस्को, 1957।

3) इंटरनेट विश्वकोश से सामग्री

4) पुतिलोव के.ए. "भौतिकी पाठ्यक्रम", "फ़िज़मैटगिज़", मॉस्को, 1964।

स्थाई चुम्बक क्या है

एक लौहचुंबकीय उत्पाद जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को हटाने के बाद महत्वपूर्ण अवशिष्ट चुंबकत्व को बनाए रख सकता है उसे स्थायी चुंबक कहा जाता है। स्थायी चुम्बक विभिन्न धातुओं, जैसे कोबाल्ट, लोहा, निकल, दुर्लभ पृथ्वी मिश्र धातु (नियोडिमियम चुम्बक के लिए) के साथ-साथ मैग्नेटाइट जैसे प्राकृतिक खनिजों से बनाए जाते हैं।

आज स्थायी चुम्बकों के अनुप्रयोग का दायरा बहुत व्यापक है, लेकिन उनका उद्देश्य मूल रूप से हर जगह एक ही है - बिजली की आपूर्ति के बिना एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र के स्रोत के रूप में। इस प्रकार, चुंबक एक ऐसा पिंड है जिसका अपना होता है।

शब्द "चुंबक" स्वयं ग्रीक वाक्यांश से आया है, जिसका अनुवाद एशियाई शहर के नाम के बाद "मैग्नेशिया से पत्थर" के रूप में किया जाता है, जहां प्राचीन काल में मैग्नेटाइट - चुंबकीय लौह अयस्क - के भंडार की खोज की गई थी। भौतिक दृष्टिकोण से, प्राथमिक चुंबक एक इलेक्ट्रॉन है, और चुंबक के चुंबकीय गुण आम तौर पर इलेक्ट्रॉनों के चुंबकीय क्षणों द्वारा निर्धारित होते हैं जो चुंबकीय सामग्री का हिस्सा होते हैं।

जिस सामग्री से स्थायी चुंबक बनाया जाता है, उसके विचुंबकीय खंड की विशेषताएं एक विशेष स्थायी चुंबक के गुणों को निर्धारित करती हैं: उच्च बल एचसी, और अवशिष्ट चुंबकीय प्रेरण बीआर जितना अधिक होगा, चुंबक उतना ही मजबूत और अधिक स्थिर होगा।

जबरदस्ती बल (लैटिन से शाब्दिक रूप से अनुवादित - "धारण करने वाला बल") वह है जो फेरो- या फेरिमैग्नेटिक पदार्थ के पूर्ण विचुंबकीकरण के लिए आवश्यक है। इस प्रकार, किसी विशेष चुंबक में जितना अधिक बल होगा, वह विचुंबकीय कारकों के प्रति उतना ही अधिक प्रतिरोधी होगा।

अवपीड़क बल की इकाई एम्पीयर/मीटर है। ए, जैसा कि ज्ञात है, एक सदिश राशि है, जो चुंबकीय क्षेत्र की एक बल विशेषता है। स्थायी चुम्बकों के अवशिष्ट चुंबकीय प्रेरण का अभिलक्षणिक मान लगभग 1 टेस्ला है।

स्थायी चुम्बकों के प्रकार एवं गुण

फेराइट

फेराइट मैग्नेट, हालांकि नाजुक होते हैं, उनमें अच्छा संक्षारण प्रतिरोध होता है, जो उन्हें कम कीमत पर सबसे आम बनाता है। ऐसे चुम्बक बेरियम या स्ट्रोंटियम फेराइट के साथ आयरन ऑक्साइड के मिश्रधातु से बनाए जाते हैं। यह संरचना सामग्री को -30°C से +270°C तक - व्यापक तापमान रेंज में अपने चुंबकीय गुणों को बनाए रखने की अनुमति देती है।

फेराइट रिंग, बार और घोड़े की नाल के रूप में चुंबकीय उत्पाद उद्योग और रोजमर्रा की जिंदगी, प्रौद्योगिकी और इलेक्ट्रॉनिक्स दोनों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। इनका उपयोग ध्वनिक प्रणालियों, जनरेटरों आदि में किया जाता है। ऑटोमोटिव उद्योग में, फेराइट मैग्नेट का उपयोग स्टार्टर, विंडो रेगुलेटर, कूलिंग सिस्टम और पंखे में किया जाता है।

फेराइट मैग्नेट में लगभग 200 kA/m का प्रबल बल और लगभग 0.4 टेस्ला का अवशिष्ट चुंबकीय प्रेरण होता है। औसतन, एक फेराइट चुंबक 10 से 30 साल तक चल सकता है।

अल्निको (एल्यूमीनियम-निकल-कोबाल्ट)

एल्यूमीनियम, निकल और कोबाल्ट के मिश्र धातु पर आधारित स्थायी चुंबकों को नायाब तापमान प्रतिरोध और स्थिरता की विशेषता होती है: वे +550 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर अपने चुंबकीय गुणों को बनाए रखने में सक्षम होते हैं, हालांकि उनमें जबरदस्ती की विशेषता अपेक्षाकृत कम होती है। अपेक्षाकृत छोटे चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में, ऐसे चुंबक अपने मूल चुंबकीय गुण खो देंगे।

स्वयं जज करें: एक विशिष्ट बलपूर्वक बल लगभग 50 kA/m है और अवशिष्ट चुम्बकत्व लगभग 0.7 टेस्ला है। हालाँकि, इस सुविधा के बावजूद, कुछ वैज्ञानिक अनुसंधानों के लिए अलनीको मैग्नेट अपरिहार्य हैं।

अत्यधिक चुंबकीय अल्निको मिश्र धातुओं की विशिष्ट सामग्री 7 से 10% एल्यूमीनियम, 12 से 15% निकल, 18 से 40% कोबाल्ट और 3 से 4% तांबे तक होती है।

जितना अधिक कोबाल्ट होगा, मिश्र धातु की संतृप्ति प्रेरण और चुंबकीय ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी। 2 से 8% टाइटेनियम और केवल 1% नाइओबियम के रूप में योजक उच्च बल प्राप्त करने में मदद करते हैं - 145 kA/m तक। 0.5 से 1% सिलिकॉन जोड़ने से आइसोट्रोपिक चुंबकीय गुण सुनिश्चित होते हैं।

सामरियासी

यदि आपको संक्षारण, ऑक्सीकरण और +350 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान के लिए असाधारण प्रतिरोध की आवश्यकता है, तो कोबाल्ट के साथ समैरियम का एक चुंबकीय मिश्र धातु वह है जो आपको चाहिए।

लागत के संदर्भ में, समैरियम-कोबाल्ट मैग्नेट अधिक दुर्लभ और महंगी धातु - कोबाल्ट के कारण नियोडिमियम मैग्नेट की तुलना में अधिक महंगे हैं। हालाँकि, यदि अंतिम उत्पादों का न्यूनतम आयाम और वजन होना आवश्यक हो तो उनका उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

यह अंतरिक्ष यान, विमानन और कंप्यूटर उपकरण, लघु विद्युत मोटर और चुंबकीय कपलिंग, पहनने योग्य उपकरणों और उपकरणों (घड़ियां, हेडफ़ोन, मोबाइल फोन इत्यादि) में सबसे उपयुक्त है।

अपने विशेष संक्षारण प्रतिरोध के कारण, समैरियम मैग्नेट का उपयोग रणनीतिक विकास और सैन्य अनुप्रयोगों में किया जाता है। इलेक्ट्रिक मोटर, जनरेटर, लिफ्टिंग सिस्टम, मोटरसाइकिल - समैरियम-कोबाल्ट मिश्र धातु से बना एक मजबूत चुंबक आक्रामक वातावरण और कठिन परिचालन स्थितियों के लिए आदर्श है। लगभग 1 टेस्ला के अवशिष्ट चुंबकीय प्रेरण के साथ बलपूर्वक बल लगभग 700 kA/m है।

Neodymium

नियोडिमियम मैग्नेट आज बहुत मांग में हैं और सबसे अधिक आशाजनक प्रतीत होते हैं। नियोडिमियम-आयरन-बोरॉन मिश्र धातु कुंडी और खिलौनों से लेकर शक्तिशाली उठाने वाली मशीनों तक विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए सुपरमैग्नेट बनाना संभव बनाती है।

1000 kA/m क्रम का एक उच्च अवपीड़क बल और 1.1 टेस्ला क्रम का अवशिष्ट चुंबकत्व चुंबक को 10 वर्षों तक संरक्षित रखने की अनुमति देता है, एक नियोडिमियम चुंबक अपने चुंबकीयकरण का केवल 1% खो देता है यदि उसका तापमान कम हो; परिचालन की स्थिति +80°C (कुछ ब्रांडों के लिए +200°C तक) से अधिक नहीं होनी चाहिए। इस प्रकार, नियोडिमियम मैग्नेट के केवल दो नुकसान हैं - नाजुकता और कम ऑपरेटिंग तापमान।

चुंबकीय पाउडर बाइंडिंग घटक के साथ मिलकर एक नरम, लचीला और हल्का चुंबक बनाता है। विनाइल, रबर, प्लास्टिक या ऐक्रेलिक जैसे बाइंडिंग घटक विभिन्न आकृतियों और आकारों के मैग्नेट प्राप्त करना संभव बनाते हैं।

चुंबकीय बल, निश्चित रूप से, शुद्ध चुंबकीय सामग्री से कमतर है, लेकिन कभी-कभी मैग्नेट के लिए असामान्य कुछ उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए ऐसे समाधान आवश्यक होते हैं: विज्ञापन उत्पादों के उत्पादन में, कारों पर हटाने योग्य स्टिकर के निर्माण में, साथ ही निर्माण में भी। विभिन्न स्टेशनरी और स्मारिका उत्पाद।

चुम्बक के समान ध्रुव प्रतिकर्षित करते हैं और विपरीत ध्रुव आकर्षित करते हैं। चुम्बकों की परस्पर क्रिया को इस तथ्य से समझाया जाता है कि किसी भी चुम्बक में एक चुंबकीय क्षेत्र होता है, और ये चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। उदाहरण के लिए, लोहे के चुम्बकत्व का कारण क्या है?

फ्रांसीसी वैज्ञानिक एम्पीयर की परिकल्पना के अनुसार, पदार्थ के अंदर प्राथमिक विद्युत धाराएँ (एम्पीयर धाराएँ) होती हैं, जो परमाणुओं के नाभिक के चारों ओर और अपनी धुरी के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों की गति के परिणामस्वरूप बनती हैं।

जब इलेक्ट्रॉन गति करते हैं, तो प्राथमिक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होते हैं। और यदि लोहे के टुकड़े को बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में लाया जाता है, तो इस लोहे के सभी प्राथमिक चुंबकीय क्षेत्र बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में समान रूप से उन्मुख होते हैं, जिससे लोहे के टुकड़े का अपना चुंबकीय क्षेत्र बनता है। इसलिए, यदि लगाया गया बाहरी चुंबकीय क्षेत्र पर्याप्त मजबूत था, तो इसे बंद करने के बाद, लोहे का एक टुकड़ा एक स्थायी चुंबक बन जाएगा।

एक स्थायी चुंबक के आकार और चुंबकत्व को जानने से हमें इसे विद्युत चुंबकीय धाराओं की समकक्ष प्रणाली के साथ गणना के लिए बदलने की अनुमति मिलती है। चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताओं की गणना करते समय और बाहरी क्षेत्र से चुंबक पर कार्य करने वाले बलों की गणना करते समय ऐसा प्रतिस्थापन संभव है। उदाहरण के तौर पर, आइए दो स्थायी चुम्बकों के बीच परस्पर क्रिया के बल की गणना करें।

मान लीजिए कि चुम्बकों का आकार पतले बेलन जैसा है, उनकी त्रिज्याएँ r1 और r2 द्वारा निरूपित की जाएंगी, उनकी मोटाई h1, h2 होगी, चुम्बकों के अक्ष संपाती होंगे, चुम्बकों के बीच की दूरी z द्वारा निरूपित की जाएगी, और हम मान लेंगे यह चुम्बकों के आयामों से काफी बड़ा है।

चुम्बकों के बीच परस्पर क्रिया बल के उद्भव को पारंपरिक तरीके से समझाया गया है: एक चुम्बक एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है जो दूसरे चुम्बक को प्रभावित करता है।

अंतःक्रिया बल की गणना करने के लिए, आइए हम मानसिक रूप से समान चुंबकत्व J1 और J2 वाले चुंबकों को सिलेंडर की पार्श्व सतह पर बहने वाली गोलाकार धाराओं से प्रतिस्थापित करें। हम इन धाराओं की शक्तियों को चुम्बकों के चुम्बकत्व के माध्यम से व्यक्त करेंगे, और उनकी त्रिज्या चुम्बकों की त्रिज्या के बराबर मानी जाएगी।

आइए हम दूसरे चुंबक के स्थान पर पहले चुंबक द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण वेक्टर बी को दो घटकों में विघटित करें: अक्षीय, चुंबक की धुरी के साथ निर्देशित, और रेडियल, इसके लंबवत।

वलय पर लगने वाले कुल बल की गणना करने के लिए, इसे मानसिक रूप से छोटे तत्वों IΔl में विभाजित करना और ऐसे प्रत्येक तत्व पर लगने वाले बलों का योग करना आवश्यक है।

बाएं हाथ के नियम का उपयोग करके, यह दिखाना आसान है कि चुंबकीय क्षेत्र का अक्षीय घटक एम्पीयर बलों की उपस्थिति की ओर जाता है जो रिंग को खींचने (या संपीड़ित) करने की प्रवृत्ति रखते हैं - इन बलों का वेक्टर योग शून्य है।

क्षेत्र के एक रेडियल घटक की उपस्थिति से चुंबक की धुरी के साथ निर्देशित एम्पीयर बलों का उद्भव होता है, अर्थात उनका आकर्षण या प्रतिकर्षण होता है। एम्पीयर बलों की गणना करना बाकी है - ये दो चुम्बकों के बीच परस्पर क्रिया बल होंगे।

यदि किसी स्थान पर आवेश वाले गतिमान पिंडों पर कोई बल कार्य करता है जो स्थिर या आवेशहीन पिंडों पर कार्य नहीं करता है, तो वे कहते हैं कि इस स्थान पर कोई बल है। एक चुंबकीय क्षेत्र अधिक सामान्य रूपों में से एक विद्युत चुम्बकीय .

ऐसी सामग्रियां हैं जो बाहरी क्षेत्र के प्रभाव को अपने भीतर कमजोर कर देती हैं अनुचुम्बक और अपने भीतर बाहरी क्षेत्र को बढ़ाना प्रतिचुंबकीय सामग्री .

लौह चुम्बकों में ऐसी सामग्रियां भी होती हैं, जो पर्याप्त रूप से मजबूत बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आने के बाद स्वयं चुम्बक बन जाती हैं। कठोर चुंबकीय सामग्री.

ऐसी सामग्रियां हैं जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को केंद्रित करती हैं और, सक्रिय होने पर, चुंबक की तरह व्यवहार करती हैं; लेकिन यदि बाहरी क्षेत्र गायब हो जाए तो वे चुम्बक नहीं बनते नरम चुंबकीय सामग्री

परिचय

हम चुंबक के आदी हैं और इसे स्कूली भौतिकी पाठों की एक पुरानी विशेषता के रूप में थोड़ा कृपापूर्वक मानते हैं, कभी-कभी यह भी संदेह नहीं करते कि हमारे आसपास कितने चुंबक हैं। हमारे अपार्टमेंट में दर्जनों चुंबक हैं: इलेक्ट्रिक शेवर, स्पीकर, टेप रिकॉर्डर, घड़ियों में, कीलों के जार में, अंततः। हम स्वयं भी चुम्बक हैं: हमारे भीतर प्रवाहित होने वाली जैवधाराएँ हमारे चारों ओर चुंबकीय बल रेखाओं के एक विचित्र पैटर्न को जन्म देती हैं। जिस पृथ्वी पर हम रहते हैं वह एक विशाल नीला चुंबक है। सूर्य एक पीला प्लाज़्मा बॉल है, एक चुंबक जो और भी अधिक भव्य है। आकाशगंगाएँ और नीहारिकाएँ, जो दूरबीनों से बमुश्किल दिखाई देती हैं, समझ से परे आकार के चुम्बक हैं। थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन, बिजली का मैग्नेटोडायनामिक उत्पादन, सिंक्रोट्रॉन में आवेशित कणों का त्वरण, डूबे हुए जहाजों की रिकवरी - ये सभी ऐसे क्षेत्र हैं जहां अभूतपूर्व आकार के विशाल मैग्नेट की आवश्यकता होती है। मजबूत, अति-मजबूत, अति-मजबूत और यहां तक कि मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाने की समस्या आधुनिक भौतिकी और प्रौद्योगिकी में मुख्य समस्याओं में से एक बन गई है।

थेल्स ऑफ मिलिटस (लगभग 600 ईसा पूर्व) और प्लेटो (427,347 ईसा पूर्व) के कार्यों में चुंबक और उनके गुणों के बारे में। चुंबक शब्द की उत्पत्ति इस तथ्य के कारण हुई कि प्राकृतिक चुंबकों की खोज यूनानियों द्वारा मैग्नीशिया (थिस्सलि) में की गई थी।

कृत्रिम चुम्बक विभिन्न आधारों पर मनुष्य द्वारा बनाये गये चुम्बक हैं लौह चुम्बक. तथाकथित पाउडर मैग्नेट (लोहा, कोबाल्ट और कुछ अन्य एडिटिव्स से बने) अपने वजन से 5,000 गुना से अधिक भार संभाल सकते हैं।

कृत्रिम चुम्बक दो भिन्न प्रकार के होते हैं:

कुछ तथाकथित स्थायी चुम्बक , से बना चुंबकीय रूप से कठोर सामग्री. उनके चुंबकीय गुण बाहरी स्रोतों या धाराओं के उपयोग से संबंधित नहीं हैं।

दूसरे प्रकार में कोर से बने तथाकथित विद्युत चुम्बक शामिल हैं नरम चुंबकीय ग्रंथि. वे जो चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं वह मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण होता है कि कोर के चारों ओर घुमावदार तार से विद्युत प्रवाह गुजरता है।

एक व्यक्ति जिस भी चीज़ का सामना करता है, उसमें से सबसे पहले वह व्यावहारिक लाभ प्राप्त करने का प्रयास करता है। चुंबक भी इस भाग्य से बच नहीं सका।

घर पर, काम पर, अपनी कार में या सार्वजनिक परिवहन पर, हम विभिन्न प्रकार के चुम्बकों से घिरे रहते हैं। वे मोटर, सेंसर, माइक्रोफोन और कई अन्य सामान्य चीज़ों को शक्ति प्रदान करते हैं। इसके अलावा, प्रत्येक क्षेत्र में, विभिन्न विशेषताओं और विशेषताओं वाले उपकरणों का उपयोग किया जाता है। सामान्य तौर पर, निम्नलिखित प्रकार के चुम्बक प्रतिष्ठित हैं:

चुम्बक कितने प्रकार के होते हैं?

विद्युत चुम्बक।ऐसे उत्पादों के डिज़ाइन में एक लोहे का कोर होता है जिस पर तार के घुमाव घाव होते हैं। परिमाण और दिशा के विभिन्न मापदंडों के साथ विद्युत प्रवाह लागू करके, आवश्यक शक्ति और ध्रुवता के चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करना संभव है।

चुम्बकों के इस समूह का नाम इसके घटकों के नाम का संक्षिप्त रूप है: एल्यूमीनियम, निकल और कोबाल्ट। अलनिको मिश्र धातु का मुख्य लाभ सामग्री की नायाब तापमान स्थिरता है। अन्य प्रकार के चुम्बक +550 ⁰ C तक के तापमान पर उपयोग किए जाने का दावा नहीं कर सकते। साथ ही, इस हल्के पदार्थ को कमजोर बलपूर्वक बल की विशेषता होती है। इसका मतलब यह है कि मजबूत बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आने पर इसे पूरी तरह से विचुंबकित किया जा सकता है। साथ ही, अपनी किफायती कीमत के कारण, अलनिको कई वैज्ञानिक और औद्योगिक क्षेत्रों में एक अनिवार्य समाधान है।

आधुनिक चुंबकीय उत्पाद

इसलिए, हमने मिश्रधातुओं को सुलझा लिया है। अब आइए देखें कि चुम्बक किस प्रकार के होते हैं और रोजमर्रा की जिंदगी में उनका क्या उपयोग हो सकता है। वास्तव में, ऐसे उत्पादों के लिए विकल्पों की एक विशाल विविधता है:

1) खिलौने.तेज डार्ट्स के बिना डार्ट्स, बोर्ड गेम, शैक्षिक संरचनाएं - चुंबकत्व की ताकतें परिचित मनोरंजन को और अधिक रोचक और रोमांचक बनाती हैं।

2) माउंट और धारक.हुक और पैनल आपको धूल भरी स्थापना और दीवारों में ड्रिलिंग के बिना आसानी से अपना स्थान व्यवस्थित करने में मदद करेंगे। फास्टनरों की स्थायी चुंबकीय शक्ति घरेलू कार्यशाला, बुटीक और दुकानों में अपरिहार्य साबित होती है। इसके अलावा, उन्हें किसी भी कमरे में योग्य उपयोग मिलेगा।

3) कार्यालय चुम्बक.प्रस्तुतियों और योजना बैठकों के लिए चुंबकीय बोर्ड का उपयोग किया जाता है, जो आपको किसी भी जानकारी को स्पष्ट रूप से और विस्तार से प्रस्तुत करने की अनुमति देता है। वे स्कूल की कक्षाओं और विश्वविद्यालय की कक्षाओं में भी बेहद उपयोगी साबित होते हैं।

इलेक्ट्रिक मशीन जनरेटर और इलेक्ट्रिक मोटर घूर्णी मशीनें हैं जो या तो यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा (जनरेटर) में या विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा (इंजन) में परिवर्तित करती हैं। जनरेटर का संचालन विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के सिद्धांत पर आधारित है: एक चुंबकीय क्षेत्र में घूम रहे तार में एक इलेक्ट्रोमोटिव बल (ईएमएफ) प्रेरित होता है। विद्युत मोटरों का संचालन इस तथ्य पर आधारित है कि अनुप्रस्थ चुंबकीय क्षेत्र में रखे विद्युत धारा प्रवाहित तार पर एक बल कार्य करता है।

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरण। ऐसे उपकरण गतिशील भाग की वाइंडिंग के घुमावों में चुंबकीय क्षेत्र और धारा के बीच परस्पर क्रिया के बल का उपयोग करते हैं, जो बाद वाले को मोड़ देता है।

प्रेरण बिजली मीटर. एक इंडक्शन मीटर दो वाइंडिंग - एक करंट वाइंडिंग और एक वोल्टेज वाइंडिंग के साथ एक कम-शक्ति एसी इलेक्ट्रिक मोटर से ज्यादा कुछ नहीं है। वाइंडिंग्स के बीच रखी एक प्रवाहकीय डिस्क खपत की गई बिजली के आनुपातिक टॉर्क के प्रभाव में घूमती है। यह टॉर्क एक स्थायी चुंबक द्वारा डिस्क में प्रेरित धाराओं द्वारा संतुलित किया जाता है, ताकि डिस्क की घूर्णन गति बिजली की खपत के समानुपाती हो।

इलेक्ट्रिक कलाई घड़ियाँ एक लघु बैटरी द्वारा संचालित होती हैं। उन्हें संचालित करने के लिए यांत्रिक घड़ियों की तुलना में बहुत कम भागों की आवश्यकता होती है; इस प्रकार, एक विशिष्ट इलेक्ट्रिक पोर्टेबल घड़ी के सर्किट में दो चुंबक, दो प्रेरक और एक ट्रांजिस्टर शामिल होते हैं।

डायनेमोमीटर - किसी मशीन, मशीन टूल या इंजन के कर्षण बल या टॉर्क को मापने के लिए एक यांत्रिक या विद्युत उपकरण।

ब्रेक डायनेमोमीटर विभिन्न प्रकार के डिज़ाइन में आते हैं; इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, प्रोनी ब्रेक, हाइड्रोलिक और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ब्रेक।

छोटे आकार के इंजनों की विशेषताओं को मापने के लिए उपयुक्त एक लघु उपकरण के रूप में एक विद्युत चुम्बकीय डायनेमोमीटर बनाया जा सकता है।

गैल्वेनोमीटर कमजोर धाराओं को मापने के लिए एक संवेदनशील उपकरण है। एक गैल्वेनोमीटर घोड़े की नाल के आकार के स्थायी चुंबक और चुंबक के ध्रुवों के बीच के अंतराल में निलंबित एक छोटे वर्तमान-ले जाने वाले कुंडल (एक कमजोर विद्युत चुंबक) के संपर्क से उत्पन्न टोक़ का उपयोग करता है। टोक़, और इसलिए कुंडल का विक्षेपण, वायु अंतराल में वर्तमान और कुल चुंबकीय प्रेरण के समानुपाती होता है, ताकि कुंडल के छोटे विक्षेपण के लिए डिवाइस का पैमाना लगभग रैखिक हो। इस पर आधारित उपकरण सबसे सामान्य प्रकार के उपकरण हैं।

पदार्थ के चुंबकीय गुणों का व्यापक रूप से विज्ञान और प्रौद्योगिकी में विभिन्न निकायों की संरचना का अध्ययन करने के साधन के रूप में उपयोग किया जाता है। इस प्रकार विज्ञान अस्तित्व में आया:

मैग्नेटोकैमिस्ट्री भौतिक रसायन विज्ञान की एक शाखा है जो पदार्थों के चुंबकीय और रासायनिक गुणों के बीच संबंधों का अध्ययन करती है; इसके अलावा, मैग्नेटोकैमिस्ट्री रासायनिक प्रक्रियाओं पर चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव का अध्ययन करती है। मैग्नेटोकैमिस्ट्री चुंबकीय घटना के आधुनिक भौतिकी पर आधारित है। चुंबकीय और रासायनिक गुणों के बीच संबंधों का अध्ययन करने से किसी पदार्थ की रासायनिक संरचना की विशेषताओं को स्पष्ट करना संभव हो जाता है।

चुंबकीय दोष का पता लगाना, लौहचुंबकीय सामग्रियों से बने उत्पादों में दोषों पर होने वाली चुंबकीय क्षेत्र विकृतियों के अध्ययन के आधार पर दोषों की खोज करने की एक विधि।

कण त्वरक, एक सुविधा जिसमें विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके, थर्मल ऊर्जा से काफी अधिक ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉनों, प्रोटॉन, आयनों और अन्य चार्ज कणों के निर्देशित बीम प्राप्त किए जाते हैं।

त्वरक चिकित्सा चिकित्सा और निदान में एक महत्वपूर्ण व्यावहारिक भूमिका निभाते हैं। दुनिया भर के कई अस्पतालों में अब छोटे इलेक्ट्रॉन रैखिक त्वरक हैं जो ट्यूमर के इलाज के लिए उपयोग की जाने वाली तीव्र एक्स-रे उत्पन्न करते हैं। कुछ हद तक, प्रोटॉन बीम उत्पन्न करने वाले साइक्लोट्रॉन या सिंक्रोट्रॉन का उपयोग किया जाता है। ट्यूमर थेरेपी में एक्स-रे विकिरण पर प्रोटॉन का लाभ अधिक स्थानीयकृत ऊर्जा रिलीज है। इसलिए, प्रोटॉन थेरेपी मस्तिष्क और आंखों के ट्यूमर के इलाज में विशेष रूप से प्रभावी है, जहां आसपास के स्वस्थ ऊतकों को नुकसान जितना संभव हो उतना कम होना चाहिए।

20वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध के जैविक विज्ञान ने किसी भी चुंबकीय क्षेत्र के अस्तित्व को ध्यान में रखे बिना महत्वपूर्ण कार्यों का आत्मविश्वास से वर्णन किया। इसके अलावा, कुछ जीवविज्ञानियों ने इस बात पर ज़ोर देना ज़रूरी समझा कि एक मजबूत कृत्रिम चुंबकीय क्षेत्र का भी जैविक वस्तुओं पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

स्थानीय बाहरी उपचार और ताबीज के रूप में, चुंबक को चीनी, हिंदू, मिस्र, अरब, यूनानी, रोमन आदि के बीच बड़ी सफलता मिली। दार्शनिक अरस्तू और इतिहासकार प्लिनी ने अपने कार्यों में इसके औषधीय गुणों का उल्लेख किया है।

हममें से अधिकांश लोग विद्युत सेंसर - एक इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम - का उपयोग करके हृदय की कार्यप्रणाली के अध्ययन से परिचित हैं। हृदय द्वारा उत्पन्न विद्युत आवेग हृदय का एक चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं, जिसका अधिकतम मान पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत का 10-6 है। मैग्नेटोकार्डियोग्राफी का महत्व यह है कि यह किसी को हृदय के विद्युतीय रूप से "मौन" क्षेत्रों के बारे में जानकारी प्राप्त करने की अनुमति देता है।

20वीं सदी के उत्तरार्ध की तकनीकी क्रांतियों में, सबसे महत्वपूर्ण में से एक उपभोक्ताओं का परमाणु ईंधन की ओर परिवर्तन है। एक बार फिर, चुंबकीय क्षेत्र फोकस में आ गया। केवल वे ही "शांतिपूर्ण" थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया में अनियंत्रित प्लाज्मा पर अंकुश लगाने में सक्षम होंगे, जिसे रेडियोधर्मी यूरेनियम और थोरियम नाभिक की विखंडन प्रतिक्रियाओं को प्रतिस्थापित करना चाहिए।

और क्या जलाओगे? - वह सवाल जो ऊर्जा कर्मियों को हमेशा सताता रहता है, एक जुनूनी सवाल है। काफी लंबे समय तक, जलाऊ लकड़ी ने हमारी मदद की, लेकिन इसमें ऊर्जा की खपत कम होती है, और इसलिए लकड़ी जलाने वाली सभ्यता आदिम है। हमारी वर्तमान संपत्ति जीवाश्म ईंधन के जलने पर आधारित है, लेकिन तेल, कोयला और प्राकृतिक गैस के आसानी से उपलब्ध भंडार धीरे-धीरे लेकिन निश्चित रूप से ख़त्म हो रहे हैं। बिना सोचे-समझे, हमें देश के ईंधन और ऊर्जा संतुलन को किसी और चीज़ की ओर मोड़ना होगा। अगली सदी में रसायन विज्ञान की कच्चे माल की जरूरतों के लिए जैविक ईंधन के अवशेषों को संरक्षित करना होगा। और मुख्य ऊर्जा कच्चा माल, जैसा कि ज्ञात है, परमाणु ईंधन होगा।

प्लाज्मा के चुंबकीय थर्मल इन्सुलेशन का विचार चुंबकीय क्षेत्र में चलने वाले विद्युत आवेशित कणों की उनके प्रक्षेपवक्र को मोड़ने और क्षेत्र रेखाओं के सर्पिल के साथ चलने की प्रसिद्ध संपत्ति पर आधारित है। एक गैर-समान चुंबकीय क्षेत्र में प्रक्षेपवक्र की यह वक्रता इस तथ्य की ओर ले जाती है कि कण को ऐसे क्षेत्र में धकेल दिया जाता है जहां चुंबकीय क्षेत्र कमजोर होता है। कार्य प्लाज़्मा को चारों ओर से एक मजबूत क्षेत्र से घेरना है। दुनिया भर की कई प्रयोगशालाओं में इस समस्या का समाधान किया जा रहा है। प्लाज्मा के चुंबकीय बंधन की खोज सोवियत वैज्ञानिकों द्वारा की गई थी, जिन्होंने 1950 में तथाकथित चुंबकीय जाल (या, जैसा कि उन्हें अक्सर चुंबकीय बोतलें कहा जाता है) में प्लाज्मा को सीमित करने का प्रस्ताव रखा था।

प्लाज्मा के चुंबकीय परिरोध के लिए एक बहुत ही सरल प्रणाली का एक उदाहरण चुंबकीय प्लग या दर्पण (दर्पण जाल) वाला एक जाल है। यह प्रणाली एक लंबी पाइप है जिसमें एक अनुदैर्ध्य चुंबकीय क्षेत्र बनाया जाता है। बीच की तुलना में पाइप के सिरों पर अधिक विशाल वाइंडिंग लगी होती है। इससे यह तथ्य सामने आता है कि पाइप के सिरों पर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं सघन होती हैं और इन क्षेत्रों में चुंबकीय क्षेत्र अधिक मजबूत होता है। इस प्रकार, चुंबकीय बोतल में फंसा एक कण सिस्टम से बाहर नहीं निकल सकता, क्योंकि उसे क्षेत्र रेखाओं को पार करना होगा और, लोरेंत्ज़ बल के कारण, उन पर "हवा चढ़ना" होगा। इस सिद्धांत पर, I.V. के नाम पर परमाणु ऊर्जा संस्थान में लॉन्च किए गए Ogra-1 इंस्टॉलेशन का विशाल चुंबकीय जाल बनाया गया था। 1958 में कुरचटोव। ओग्रा-1 निर्वात कक्ष की लंबाई 19 मीटर और आंतरिक व्यास 1.4 मीटर है। चुंबकीय क्षेत्र बनाने वाली वाइंडिंग का औसत व्यास 1.8 मीटर है, कक्ष के मध्य में क्षेत्र की ताकत 0.5 टी है। , ट्रैफिक जाम में 0.8 टी.

फीडस्टॉक (पानी) की कम लागत के कारण थर्मोन्यूक्लियर पावर प्लांट से प्राप्त बिजली की लागत बहुत कम होगी। वह समय आएगा जब बिजली संयंत्र सचमुच बिजली का महासागर उत्पन्न करेंगे। इस बिजली की मदद से, शायद, न केवल पृथ्वी पर जीवन की स्थितियों को मौलिक रूप से बदलना संभव होगा - नदियों, नालों के दलदलों, पानी के रेगिस्तानों को वापस मोड़ना - बल्कि आसपास के बाहरी अंतरिक्ष की उपस्थिति को भी बदलना - मंगल ग्रह को वातावरण से घेरने के लिए चंद्रमा को आबाद और "पुनर्जीवित" करें।

इस पथ पर मुख्य कठिनाइयों में से एक किसी दिए गए ज्यामिति और परिमाण के चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण है। आधुनिक थर्मोन्यूक्लियर जाल में चुंबकीय क्षेत्र अपेक्षाकृत छोटे होते हैं। हालाँकि, यदि हम कक्षों की विशाल मात्रा, फेरोमैग्नेटिक कोर की अनुपस्थिति, साथ ही चुंबकीय क्षेत्र के आकार के लिए विशेष आवश्यकताओं को ध्यान में रखते हैं, जो ऐसी प्रणालियों के निर्माण को जटिल बनाते हैं, तो हमें यह स्वीकार करना होगा कि मौजूदा जाल एक महान तकनीकी उपलब्धि है.

उपरोक्त के आधार पर, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि वर्तमान में ऐसा कोई उद्योग नहीं है जिसमें चुंबक या चुंबकत्व की घटना का उपयोग नहीं किया जाता है।