चुम्बकीय भेद्यता। पदार्थों के चुंबकीय गुण पदार्थ के सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता
कई वर्षों के तकनीकी अभ्यास से, हम जानते हैं कि कॉइल का अधिष्ठापन उस वातावरण की विशेषताओं पर अत्यधिक निर्भर है जहां यह कॉइल स्थित है। यदि एक ज्ञात अधिष्ठापन L0 के साथ एक तांबे के तार के तार में एक फेरोमैग्नेटिक कोर जोड़ा जाता है, तो अन्य पिछली परिस्थितियों में, इस कुंडल में स्व-प्रेरण धाराएं (बंद करने और खोलने की अतिरिक्त धाराएं) कई गुना बढ़ जाएंगी, प्रयोग इसकी पुष्टि करेगा, जिसका अर्थ होगा कि यह कई गुना बढ़ गया है, जो अब L के बराबर हो गया है।
प्रायोगिक अवलोकन
आइए मान लें कि पर्यावरण, वह पदार्थ जो वर्णित कॉइल के अंदर और आसपास के स्थान को भरता है, सजातीय है, और इसके तार के माध्यम से बहने वाली धारा से उत्पन्न होता है, केवल इस निर्दिष्ट क्षेत्र में स्थानीयकृत होता है, इसकी सीमाओं से परे जाने के बिना।
यदि कॉइल में एक टॉरॉयडल आकार है, एक बंद रिंग का आकार है, तो यह माध्यम, क्षेत्र के साथ मिलकर, कॉइल के आयतन के अंदर ही केंद्रित होगा, क्योंकि टॉरॉयड के बाहर लगभग कोई चुंबकीय क्षेत्र नहीं है। यह स्थिति एक लंबी कुंडल - एक परिनालिका के लिए भी मान्य है, जिसमें सभी चुंबकीय रेखाएँ भी अक्ष के साथ-साथ अंदर केंद्रित होती हैं।
उदाहरण के लिए, मान लें कि वैक्यूम में कोर के बिना किसी सर्किट या कॉइल का इंडक्शन L0 है। फिर उसी कॉइल के लिए, लेकिन पहले से ही एक सजातीय पदार्थ में जो उस स्थान को भरता है जहां इस कॉइल की चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं मौजूद हैं, अधिष्ठापन L के बराबर होने दें। इस मामले में, यह पता चला है कि अनुपात L / L0 कुछ भी नहीं है सापेक्ष चुंबकीय से अधिक नामित पदार्थ की पारगम्यता (कभी-कभी "चुंबकीय पारगम्यता" कहा जाता है)।
यह स्पष्ट हो जाता है: चुंबकीय पारगम्यता एक मान है जो किसी दिए गए पदार्थ के चुंबकीय गुणों को दर्शाता है।यह अक्सर पदार्थ की स्थिति (और पर्यावरणीय परिस्थितियों जैसे तापमान और दबाव) और अपनी तरह पर निर्भर करता है।
शब्द को समझना
शब्द "चुंबकीय पारगम्यता" की शुरूआत, एक चुंबकीय क्षेत्र में रखे गए पदार्थ के संबंध में, एक विद्युत क्षेत्र में स्थित पदार्थ के लिए "ढांकता हुआ स्थिरांक" शब्द की शुरूआत के समान है।
उपरोक्त सूत्र L/L0 द्वारा निर्धारित चुंबकीय पारगम्यता का मान, किसी दिए गए पदार्थ की पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता और पूर्ण शून्यता (निर्वात) के अनुपात के रूप में भी व्यक्त किया जा सकता है।
यह देखना आसान है: सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता (यह चुंबकीय पारगम्यता भी है) एक आयामहीन मात्रा है। लेकिन पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता - में Gn / m का आयाम होता है, जो वैक्यूम के चुंबकीय पारगम्यता (पूर्ण!) के समान होता है (यह चुंबकीय स्थिरांक भी है)।
वास्तव में, हम देखते हैं कि माध्यम (चुंबक) सर्किट के अधिष्ठापन को प्रभावित करता है, और यह स्पष्ट रूप से इंगित करता है कि माध्यम में परिवर्तन से सर्किट में प्रवेश करने वाले चुंबकीय प्रवाह एफ में परिवर्तन होता है, और इसलिए प्रेरण बी में परिवर्तन होता है। , चुंबकीय क्षेत्र के किसी भी बिंदु के संबंध में।
इस अवलोकन का भौतिक अर्थ यह है कि एक ही कॉइल करंट (समान चुंबकीय तीव्रता H के साथ) के साथ, इसके चुंबकीय क्षेत्र का प्रेरण एक चुंबकीय पारगम्यता वाले पदार्थ में एक निश्चित संख्या में अधिक (कुछ मामलों में कम) होगा। पूर्ण निर्वात की तुलना में।
ऐसा इसलिए है, और खुद एक चुंबकीय क्षेत्र होने लगता है। वे पदार्थ जिन्हें इस प्रकार चुम्बकित किया जा सकता है चुम्बक कहलाते हैं।
पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता की माप की इकाई 1 Gn / m (हेनरी प्रति मीटर या न्यूटन प्रति एम्पीयर वर्ग) है, अर्थात यह ऐसे माध्यम की चुंबकीय पारगम्यता है, जहां चुंबकीय क्षेत्र की ताकत H के बराबर 1 A / मी, 1 टी का चुंबकीय प्रेरण होता है।
घटना की भौतिक तस्वीर
पूर्वगामी से, यह स्पष्ट हो जाता है कि विभिन्न पदार्थ (चुंबक) वर्तमान के साथ सर्किट के चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में चुम्बकित होते हैं, और परिणामस्वरूप, एक चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त होता है, जो चुंबकीय क्षेत्र का योग है - चुंबकीय क्षेत्र चुम्बकीय माध्यम से धारा के साथ परिपथ से अधिक, इसलिए यह केवल माध्यम के बिना धारा वाले परिपथों के क्षेत्र से परिमाण में भिन्न होता है। चुम्बकों के चुम्बकत्व का कारण उनके प्रत्येक परमाणु के अंदर सबसे छोटी धाराओं के अस्तित्व में है।
चुंबकीय पारगम्यता के मूल्य के अनुसार, पदार्थों को डायमैग्नेट्स में वर्गीकृत किया जाता है (एक से कम - वे लागू क्षेत्र के विरुद्ध चुम्बकित होते हैं), पैरामैग्नेट्स (एक से अधिक - वे लागू क्षेत्र की दिशा में चुम्बकित होते हैं) और फेरोमैग्नेट्स (बहुत अधिक) एक - वे चुम्बकित होते हैं, और लागू चुंबकीय क्षेत्र को बंद करने के बाद चुम्बकत्व होता है)।
यह फेरोमैग्नेट्स की विशेषता है, इसलिए "चुंबकीय पारगम्यता" की अवधारणा अपने शुद्ध रूप में फेरोमैग्नेट पर लागू नहीं होती है, लेकिन चुंबकत्व की एक निश्चित सीमा में, कुछ सन्निकटन में, चुंबकीयकरण वक्र के एक रैखिक खंड को बाहर करना संभव है, जिसके लिए चुंबकीय पारगम्यता का अनुमान लगाना संभव होगा।
सुपरकंडक्टर्स में 0 की चुंबकीय पारगम्यता होती है (क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र पूरी तरह से उनकी मात्रा से विस्थापित हो जाता है), और हवा की पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता लगभग वैक्यूम म्यू (चुंबकीय स्थिरांक पढ़ें) के बराबर होती है। वायु के लिए mu 1 से थोड़ा अधिक होता है।
विभिन्न माध्यमों के लिए चुंबकीय पारगम्यता अलग-अलग होती है और इसके गुणों पर निर्भर करती है, इसलिए किसी विशेष माध्यम की चुंबकीय पारगम्यता (इसकी संरचना, स्थिति, तापमान, आदि का अर्थ) के बारे में बात करना प्रथागत है।
एक सजातीय आइसोट्रोपिक माध्यम के मामले में, चुंबकीय पारगम्यता μ:
μ \u003d बी / (μ ओ एच),
अनिसोट्रोपिक क्रिस्टल में, चुंबकीय पारगम्यता एक टेन्सर है।
चुंबकीय पारगम्यता के मान के अनुसार अधिकांश पदार्थों को तीन वर्गों में बांटा गया है:
- डायमैग्नेट्स ( μ < 1 ),
- पैरामैग्नेट्स ( μ > 1 )
- फेरोमैग्नेट्स (अधिक स्पष्ट चुंबकीय गुण, जैसे कि लोहा)।
अतिचालकों की चुंबकीय पारगम्यता शून्य होती है।
हवा की पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता लगभग निर्वात की चुंबकीय पारगम्यता के बराबर होती है और तकनीकी गणना में बराबर ली जाती है 4π 10 -7 एच / एम
μ = 1 + χ (एसआई इकाइयों में);
μ = 1 + 4πχ (सीजीएस इकाइयों में)।
भौतिक निर्वात की चुंबकीय पारगम्यता μ =1, चूंकि χ=0।
चुंबकीय पारगम्यता से पता चलता है कि किसी दिए गए पदार्थ की पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता चुंबकीय स्थिरांक से कितनी गुना अधिक है, अर्थात मैक्रोक्यूरेंट्स का चुंबकीय क्षेत्र कितनी बार है एचमाध्यम के माइक्रोक्यूरेंट्स के क्षेत्र द्वारा बढ़ाया जाता है। फेरोमैग्नेटिक सामग्री के अपवाद के साथ हवा और अधिकांश पदार्थों की चुंबकीय पारगम्यता एकता के करीब है।
चुंबकीय सामग्री के विशिष्ट अनुप्रयोगों के आधार पर तकनीक में कई प्रकार की चुंबकीय पारगम्यता का उपयोग किया जाता है। सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता से पता चलता है कि किसी दिए गए माध्यम में वैक्यूम की तुलना में वर्तमान परिवर्तनों के साथ तारों के बीच बातचीत का बल कितनी बार होता है। संख्यात्मक रूप से चुंबकीय स्थिरांक के पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता के अनुपात के बराबर। पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता चुंबकीय पारगम्यता और चुंबकीय स्थिरांक के उत्पाद के बराबर है।
डायमैग्नेट्स के लिए, χμχ>0 और μ> 1. फेरोमैग्नेट्स के μ को एक स्थिर या वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र में मापा जाता है, इस पर निर्भर करते हुए, इसे क्रमशः स्थिर या गतिशील चुंबकीय पारगम्यता कहा जाता है।
फेरोमैग्नेट्स की चुंबकीय पारगम्यता एक जटिल तरीके से निर्भर करती है एच . फेरोमैग्नेट के चुंबकीयकरण वक्र से, चुंबकीय पारगम्यता की निर्भरता का निर्माण किया जा सकता है एन।
चुंबकीय पारगम्यता, सूत्र द्वारा निर्धारित:
μ \u003d बी / (μ ओ एच),
स्थैतिक चुंबकीय पारगम्यता कहा जाता है।
यह मुख्य चुंबकीयकरण वक्र पर संबंधित बिंदु के माध्यम से मूल से खींची गई छेदक के ढलान के स्पर्शरेखा के समानुपाती होता है। चुंबकीय पारगम्यता का सीमित मान μ n एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ शून्य हो जाता है जिसे प्रारंभिक चुंबकीय पारगम्यता कहा जाता है। कई चुंबकीय सामग्रियों के तकनीकी उपयोग में इस विशेषता का बहुत महत्व है। प्रयोगात्मक रूप से, यह कमजोर चुंबकीय क्षेत्र में 0.1 ए / एम के क्रम की ताकत के साथ निर्धारित किया जाता है।
पदार्थों का ढांकता हुआ स्थिरांक
पदार्थ |
पदार्थ |
||
गैसें और जल वाष्प |
तरल पदार्थ |
||
| नाइट्रोजन | 1,0058 | ग्लिसरॉल | 43 |
| हाइड्रोजन | 1,00026 | तरल ऑक्सीजन (टी = -192.4 ओ सी पर) | 1,5 |
| हवा | 1,00057 | ट्रांसफार्मर का तेल | 2,2 |
| खालीपन | 1,00000 | शराब | 26 |
| जल वाष्प (t=100 o C पर) | 1,006 | ईथर | 4,3 |
| हीलियम | 1,00007 | एसएनएफ |
|
| ऑक्सीजन | 1,00055 | हीरा | 5,7 |
| कार्बन डाइआक्साइड | 1,00099 | मोम लगा हुआ कागज़ | 2,2 |
तरल पदार्थ |
लकड़ी सूखी | 2,2-3,7 | |
| तरल नाइट्रोजन (t = -198.4 o C पर) | 1,4 | बर्फ (t = -10 o C पर) | 70 |
| पेट्रोल | 1,9-2,0 | तेल | 1,9-2,2 |
| पानी | 81 | रबड़ | 3,0-6,0 |
| हाइड्रोजन (t= - 252.9 o C पर) | 1,2 | अभ्रक | 5,7-7,2 |
| हीलियम द्रव (t = - 269 o C पर) | 1,05 | काँच | 6,0-10,0 |
| बेरियम टाइटेनेट | 1200 | ||
| चीनी मिटटी | 4,4-6,8 | ||
| अंबर | 2,8 | ||
टिप्पणी। विद्युत स्थिरांक Α o (वैक्यूम परमिटिटिविटी) के बराबर: Α o = 1\4πs 2 * 10 7 F / m ≈ 8.85 * 10 -12 F / m
किसी पदार्थ की चुंबकीय पारगम्यता
टिप्पणी। चुंबकीय स्थिरांक μ o (निर्वात चुंबकीय पारगम्यता) है: μ o = 4π * 10 -7 H/m ≈ 1.257 * 10 -6 H/m
फेरोमैग्नेट्स की चुंबकीय पारगम्यता
तालिका कुछ फेरोमैग्नेट्स (μ> 1 वाले पदार्थ) के लिए चुंबकीय पारगम्यता के मूल्यों को दिखाती है। फेरोमैग्नेट्स (लोहा, कच्चा लोहा, स्टील, निकल, आदि) के लिए चुंबकीय पारगम्यता स्थिर नहीं है। तालिका अधिकतम मान दिखाती है।
1 परमाल - 68- 68% निकल और 325 लोहे का मिश्र धातु; इस मिश्र धातु का उपयोग ट्रांसफॉर्मर कोर बनाने के लिए किया जाता है।
क्यूरी तापमान
सामग्री की विद्युत प्रतिरोधकता
उच्च प्रतिरोध मिश्र
मिश्र धातु का नाम |
विद्युत प्रतिरोधकता µOhm m |
मिश्र धातु संरचना,% |
|||
मैंगनीज |
अन्य तत्व |
||||
| कॉन्स्टेंटन | 0,50 | 54 | 45 | 1 | - |
| कोपेल | 0,47 | 56,5 | 43 | 0,05 | - |
| मंगनिन | 0,43 | > 85 | 2-4 | 12 | - |
| निकेल चांदी | 0,3 | 65 | 15 | - | 20 जेएन |
| निकलिन | 0,4 | 68,5 | 30 | 1,5 | - |
| निक्रोम | 1,1 | - | > 60 | < 4 | 30 < Cr ост. Fe |
| फेक्रल | 1,3 | - | - | - | 12-15 करोड़ 3-4 अल 80< Fe |
कंडक्टरों के विद्युत प्रतिरोध का तापमान गुणांक
कंडक्टर |
कंडक्टर |
||
| अल्युमीनियम | निकल | ||
| टंगस्टन | निक्रोम | ||
| लोहा | टिन | ||
| सोना | प्लैटिनम | ||
| कॉन्स्टेंटन | बुध | ||
| पीतल | प्रमुख | ||
| मैगनीशियम | चाँदी | ||
| मंगनिन | इस्पात | ||
| ताँबा | फेक्रल | ||
| निकेल चांदी | जस्ता | ||
| निकलिन | कच्चा लोहा |
कंडक्टरों की अतिचालकता
- टिप्पणियाँ।
- अतिचालकता 25 से अधिक धात्विक तत्वों और बड़ी संख्या में मिश्र धातुओं और यौगिकों में पाया जाता है।
- अतिचालक अवस्था में उच्चतम संक्रमण तापमान वाला अतिचालक -23.2 K (-250.0 o C) - हाल तक नाइओबियम जर्मेनाइड (Nb 3 Ge) था। 1986 के अंत में, ≈ 30 K (≈ -243 o C) के संक्रमण तापमान वाला एक सुपरकंडक्टर प्राप्त किया गया था। नए उच्च-तापमान सुपरकंडक्टर्स के संश्लेषण की सूचना दी गई है: ≈ 90-120 K के संक्रमण तापमान के साथ चीनी मिट्टी की चीज़ें (बैरियम, कॉपर और लैंथेनम ऑक्साइड के सिंटरिंग द्वारा उत्पादित)।
कुछ अर्धचालकों और डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत प्रतिरोधकता
| पदार्थ | कांच का तापमान, ओ सी | प्रतिरोधकता | |
| ओम एम | ओहम मिमी2/मी | ||
अर्धचालकों |
|||
| एंटीमोनाइड इंडियम | 17 | 5.8 x 10 -5 | 58 |
| बीओआर | 27 | 1.7 x 10 4 | 1.7 x 10 10 |
| जर्मेनियम | 27 | 0,47 | 4.7 x 10 5 |
| सिलिकॉन | 27 | 2.3 x 10 3 | 2.3 x 10 9 |
| सीसा (II) सेलेनाइड (PbSe) | 20 | 9.1 x 10 -6 | 9,1 |
| लेड (II) सल्फाइड (PbS) | 20 | 1.7 x 10 -5 | 0,17 |
पारद्युतिक |
|||
| आसुत जल | 20 | 10 3 -10 4 | 10 9 -10 10 |
| हवा | 0 | 10 15 -10 18 | 10 21 -10 24 |
| मोम | 20 | 10 13 | 10 19 |
| सूखी लकड़ी | 20 | 10 9 -10 10 | 10 15 -10 16 |
| क्वार्ट्ज | 230 | 10 9 | 10 15 |
| ट्रांसफार्मर का तेल | 20 | 10 11 -10 13 | 10 16 -10 19 |
| तेल | 20 | 10 14 | 10 20 |
| रबड़ | 20 | 10 11 -10 12 | 10 17 -10 18 |
| अभ्रक | 20 | 10 11 -10 15 | 10 17 -10 21 |
| काँच | 20 | 10 9 -10 13 | 10 15 -10 19 |
प्लास्टिक के विद्युत गुण
| प्लास्टिक का नाम | ढांकता हुआ स्थिरांक | |
| गेटिनाक्स | 4,5-8,0 | 10 9 -10 12 |
| कप्रोन | 3,6-5,0 | 10 10 -10 11 |
| लावसन | 3,0-3,5 | 10 14 -10 16 |
| ऑर्गेनिक ग्लास | 3,5-3,9 | 10 11 -10 13 |
| स्टायरोफोम | 1,0-1,3 | ≈ 10 11 |
| polystyrene | 2,4-2,6 | 10 13 -10 15 |
| पीवीसी | 3,2-4,0 | 10 10 -10 12 |
| polyethylene | 2,2-2,4 | ≈ 10 15 |
| फाइबरग्लास | 4,0-5,5 | 10 11 -10 12 |
| टेक्स्टोलाइट | 6,0-8,0 | 10 7 -10 19 |
| सिलोलाइड | 4,1 | 10 9 |
| आबनिट | 2,7-3,5 | 10 12 -10 14 |
इलेक्ट्रोलाइट्स की विद्युत प्रतिरोधकता (टी = 18 ओ सी और 10% समाधान एकाग्रता पर)
टिप्पणी। इलेक्ट्रोलाइट्स का विशिष्ट प्रतिरोध तापमान और एकाग्रता पर निर्भर करता है, अर्थात। घुले हुए अम्ल, क्षार या नमक के द्रव्यमान के अनुपात से घुलने वाले पानी के द्रव्यमान के अनुपात से। समाधानों की संकेतित सांद्रता पर, तापमान में 1 o C की वृद्धि से 18 o C पर 0.012 सोडियम हाइड्रॉक्साइड द्वारा लिए गए घोल की प्रतिरोधकता कम हो जाती है, 0.022 - कॉपर सल्फेट के लिए, 0.021 - सोडियम क्लोराइड के लिए, 0.013 - सल्फ्यूरिक के लिए एसिड और 0.003 द्वारा - 100% सल्फ्यूरिक एसिड के लिए।
तरल पदार्थों का विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध
तरल |
विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध, ओम एम |
तरल |
विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध, ओम एम |
| एसीटोन | 8.3 x 10 4 | पिघला हुआ नमक: | |
| आसुत जल | 10 3 - 10 4 | पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH; t = 450 o C पर) | 3.6 x 10 -3 |
| समुद्र का पानी | 0,3 | सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH; t = 320 o C पर) | 4.8 x 10 -3 |
| नदी का पानी | 10-100 | सोडियम क्लोराइड (NaCI; t = 900 o C पर) | 2.6 x 10 -3 |
| द्रव वायु (t = -196 o C पर) | 10 16 | सोडा (Na 2 CO 3 x10H 2 O; t = 900 o C पर) | 4.5 x 10 -3 |
| ग्लिसरॉल | 1.6 x 10 5 | शराब | 1.5 x 10 5 |
| मिटटी तेल | 10 10 | ||
| पिघला हुआ नेफ़थलीन (at (at = 82 o C) | 2.5 x 10 7 | ||
पदार्थों के चुंबकीय गुण
जिस प्रकार किसी पदार्थ के विद्युत गुणों की विशेषता पारगम्यता होती है, उसी प्रकार किसी पदार्थ के चुंबकीय गुणों की विशेषता होती है चुम्बकीय भेद्यता।
इस तथ्य के कारण कि एक चुंबकीय क्षेत्र में सभी पदार्थ अपने स्वयं के चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण करते हैं, एक सजातीय माध्यम में चुंबकीय प्रेरण वेक्टर एक माध्यम की अनुपस्थिति में, अर्थात, निर्वात में अंतरिक्ष में एक ही बिंदु पर वेक्टर से भिन्न होता है।
सम्बन्ध कहा जाता है माध्यम की चुंबकीय पारगम्यता।
तो, एक सजातीय माध्यम में चुंबकीय प्रेरण के बराबर है:
लोहे के लिए m का मान बहुत अधिक है। इसे अनुभव द्वारा सत्यापित किया जा सकता है। यदि एक लोहे की कोर को एक लंबी कुंडली में डाला जाता है, तो सूत्र (12.1) के अनुसार चुंबकीय प्रेरण m गुना बढ़ जाएगा। नतीजतन, चुंबकीय प्रेरण का प्रवाह उसी मात्रा से बढ़ जाएगा। जब परिपथ जो प्रत्यक्ष धारा के साथ चुम्बकीय कुंडल को भरता है, खोला जाता है, तो एक प्रेरण धारा दूसरे में दिखाई देती है, मुख्य कुंडली के ऊपर छोटा कुंडल लपेटा जाता है, जिसे गैल्वेनोमीटर (चित्र 12.1) द्वारा दर्ज किया जाता है।
यदि कुंडली में लोहे की कोर डाली जाती है, तो सर्किट खोलने पर गैल्वेनोमीटर की सुई का विचलन m गुना अधिक होगा। मापन से पता चलता है कि कुंडली में लोहे की कोर डालने पर चुंबकीय प्रवाह हजारों गुना बढ़ सकता है। इसलिए, लोहे की चुंबकीय पारगम्यता बहुत अधिक है।
तीव्र भिन्न चुंबकीय गुणों वाले पदार्थों के तीन मुख्य वर्ग हैं: फेरोमैग्नेट्स, पैरामैग्नेट्स और डायमैग्नेट्स।
फेरोमैग्नेट्स
ऐसे पदार्थ जिनमें लोहा, m >> 1, लौह चुम्बक कहलाते हैं। लोहे के अलावा, कोबाल्ट और निकल, साथ ही कई दुर्लभ पृथ्वी तत्व और कई मिश्र धातुएं फेरोमैग्नेट्स हैं। फेरोमैग्नेट्स की सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति अवशिष्ट चुंबकत्व का अस्तित्व है। एक फेरोमैग्नेटिक पदार्थ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के बिना चुंबकीय अवस्था में हो सकता है।
एक लोहे की वस्तु (उदाहरण के लिए, एक छड़) को चुंबकीय क्षेत्र में खींचे जाने के लिए जाना जाता है, अर्थात यह उस क्षेत्र में जाता है जहां चुंबकीय प्रेरण अधिक होता है। तदनुसार, यह एक चुंबक या एक विद्युत चुंबक की ओर आकर्षित होता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि लोहे में प्राथमिक धाराएँ इस तरह से उन्मुख होती हैं कि उनके क्षेत्र के चुंबकीय प्रेरण की दिशा चुंबकीयकरण क्षेत्र के प्रेरण की दिशा से मेल खाती है। नतीजतन, लोहे की छड़ एक चुंबक में बदल जाती है, जिसका निकटतम ध्रुव विद्युत चुंबक के ध्रुव के विपरीत होता है। चुम्बकों के विपरीत ध्रुव आकर्षित होते हैं (चित्र 12.2)।
चावल। 12.2 
विराम! अपने लिए तय करें: A1-A3, B1, B3।
पैरामैग्नेट्स
ऐसे पदार्थ हैं जो लोहे की तरह व्यवहार करते हैं, अर्थात वे एक चुंबकीय क्षेत्र में खींचे जाते हैं। ये पदार्थ कहलाते हैं पैरामैग्नेटिक. इनमें कुछ धातुएं (एल्यूमीनियम, सोडियम, पोटेशियम, मैंगनीज, प्लेटिनम, आदि), ऑक्सीजन और कई अन्य तत्व, साथ ही विभिन्न इलेक्ट्रोलाइट समाधान शामिल हैं।
चूँकि पैरामैग्नेट्स को क्षेत्र में खींचा जाता है, उनके द्वारा बनाए गए अपने स्वयं के चुंबकीय क्षेत्र की प्रेरण की रेखाएँ और चुम्बकीय क्षेत्र एक ही दिशा में निर्देशित होते हैं, इसलिए क्षेत्र को बढ़ाया जाता है। इस प्रकार, उनके पास m> 1 है। लेकिन m एकता से बहुत कम भिन्न है, केवल 10 -5 ... 10 -6 के क्रम के मान से। इसलिए, अनुचुंबकीय घटना का निरीक्षण करने के लिए शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है।
Diamagnets
पदार्थों का एक विशेष वर्ग है dimagnetsफैराडे द्वारा खोजा गया। उन्हें चुंबकीय क्षेत्र से बाहर धकेल दिया जाता है। यदि आप किसी प्रबल विद्युत चुम्बक के ध्रुव के पास एक प्रतिचुंबकीय छड़ लटका दें, तो वह उससे प्रतिकर्षित होगी। नतीजतन, उसके द्वारा बनाए गए क्षेत्र की प्रेरण की रेखाएं चुंबकीयकरण क्षेत्र की प्रेरण की रेखाओं के विपरीत निर्देशित होती हैं, अर्थात क्षेत्र कमजोर होता है (चित्र। 12.3)। तदनुसार, हीरे के लिए एम< 1, причем отличается от единицы на величину порядка 10 –6 . Магнитные свойства у диамагнетиков выражены слабее, чем у парамагнетиков.
चावल। 12.3
 चावल। 12.4 |
डायमैग्नेट्स में बिस्मथ, तांबा, सल्फर, पारा, क्लोरीन, अक्रिय गैसें और वस्तुतः सभी कार्बनिक यौगिक शामिल हैं। प्रतिचुंबकीय एक ज्वाला है, जैसे मोमबत्ती की लौ (मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड के कारण)। इसलिए, ज्वाला को चुंबकीय क्षेत्र से बाहर धकेल दिया जाता है (चित्र 12.4)। .
कॉइल का चुंबकीय क्षेत्र वर्तमान और इस क्षेत्र की तीव्रता और क्षेत्र प्रेरण द्वारा निर्धारित किया जाता है। वे। वैक्यूम में फील्ड इंडक्शन करंट के परिमाण के समानुपाती होता है। यदि एक निश्चित माध्यम या पदार्थ में एक चुंबकीय क्षेत्र बनाया जाता है, तो क्षेत्र पदार्थ पर कार्य करता है, और बदले में, चुंबकीय क्षेत्र को एक निश्चित तरीके से बदलता है।
बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में कोई पदार्थ चुम्बकित हो जाता है और उसमें एक अतिरिक्त आंतरिक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न हो जाता है। यह इंट्राएटॉमिक कक्षाओं के साथ-साथ अपनी धुरी के आसपास इलेक्ट्रॉनों के आंदोलन से जुड़ा हुआ है। परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनों और नाभिकों की गति को प्राथमिक वृत्ताकार धाराएँ माना जा सकता है।
प्राथमिक वृत्ताकार धारा के चुंबकीय गुण एक चुंबकीय क्षण की विशेषता है।
बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में, पदार्थ के अंदर प्राथमिक धाराएं बेतरतीब ढंग से (अराजक रूप से) उन्मुख होती हैं और इसलिए, कुल या कुल चुंबकीय क्षण शून्य होता है और प्राथमिक आंतरिक धाराओं के चुंबकीय क्षेत्र का आसपास के स्थान में पता नहीं चलता है।
पदार्थ में प्राथमिक धाराओं पर एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र का प्रभाव यह है कि आवेशित कणों के रोटेशन के अक्षों का उन्मुखीकरण बदल जाता है ताकि उनके चुंबकीय क्षण एक दिशा में निर्देशित हो जाएं। (बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की ओर)। एक ही बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में अलग-अलग पदार्थों में चुंबकीयकरण की तीव्रता और प्रकृति में काफी अंतर होता है। माध्यम के गुणों की विशेषता और चुंबकीय क्षेत्र घनत्व पर माध्यम के प्रभाव को निरपेक्ष कहा जाता है चुम्बकीय भेद्यताया माध्यम की चुंबकीय पारगम्यता (μ साथ ) . यह संबंध है = . मापा [ μ साथ ]=एच/एम.
निर्वात की पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता को चुंबकीय स्थिरांक कहा जाता है μ के बारे में \u003d 4π 10 -7 जीएन / एम।
चुंबकीय स्थिरांक के लिए पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता के अनुपात को कहा जाता है सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यताμ सी /μ 0 \u003d μ। वे। सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता एक मान है जो दर्शाता है कि किसी माध्यम की पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता निर्वात की पूर्ण पारगम्यता से कितनी बार अधिक या कम है। μ एक आयाम रहित मात्रा है जो एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होती है। यह मान सभी सामग्रियों और मीडिया को तीन समूहों में विभाजित करने का आधार है।
Diamagnets . इन पदार्थों में μ होता है< 1. К ним относятся - медь, серебро, цинк, ртуть, свинец, сера, хлор, вода и др. Например, у меди μ Cu = 0,999995. Эти вещества слабо взаимодействуют с магнитом.
पैरामैग्नेट्स . इन पदार्थों में μ> 1 है। इनमें एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम, टिन, प्लैटिनम, मैंगनीज, ऑक्सीजन, वायु आदि शामिल हैं। वायु में = 1.0000031 है। . ये पदार्थ, साथ ही डायमैग्नेट्स, एक चुंबक के साथ कमजोर रूप से संपर्क करते हैं।
तकनीकी गणनाओं के लिए प्रतिचुंबकीय और अनुचुंबकीय पिंडों के μ को एक के बराबर माना जाता है।
फेरोमैग्नेट्स . यह पदार्थों का एक विशेष समूह है जो इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में बहुत बड़ी भूमिका निभाता है। इन पदार्थों में μ >> 1 होता है। इनमें लोहा, स्टील, कच्चा लोहा, निकल, कोबाल्ट, गैडोलिनियम और धातु मिश्र धातु शामिल हैं। ये पदार्थ चुम्बक की ओर अत्यधिक आकर्षित होते हैं। इन पदार्थों में μ = 600-10,000 है। कुछ मिश्र धातुओं के लिए, μ रिकॉर्ड मान 100,000 तक पहुंचता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि फेरोमैग्नेटिक सामग्री के लिए μ स्थिर नहीं है और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत, सामग्री के प्रकार और तापमान पर निर्भर करता है।
फेरोमैग्नेट्स में μ के बड़े मूल्य को इस तथ्य से समझाया गया है कि उनके पास सहज चुंबकीयकरण (डोमेन) के क्षेत्र हैं, जिसके भीतर प्राथमिक चुंबकीय क्षण उसी तरह निर्देशित होते हैं। जब एक साथ जोड़ा जाता है, तो वे डोमेन के सामान्य चुंबकीय क्षण बनाते हैं।
चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में, डोमेन के चुंबकीय क्षण बेतरतीब ढंग से उन्मुख होते हैं और शरीर या पदार्थ का कुल चुंबकीय क्षण शून्य होता है। बाहरी क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, डोमेन के चुंबकीय क्षण एक दिशा में उन्मुख होते हैं और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के समान दिशा में निर्देशित शरीर के कुल चुंबकीय क्षण का निर्माण करते हैं।
इस महत्वपूर्ण विशेषता का उपयोग कॉइल्स में फेरोमैग्नेटिक कोर का उपयोग करके अभ्यास में किया जाता है, जो धाराओं के समान मूल्यों और घुमावों की संख्या, या दूसरे शब्दों में, ध्यान केंद्रित करने के लिए चुंबकीय प्रेरण और चुंबकीय प्रवाह को तेजी से बढ़ाना संभव बनाता है। अपेक्षाकृत कम मात्रा में चुंबकीय क्षेत्र।
