વિદ્યુત ઇજનેરી અને ઊર્જામાં કાયમી ચુંબકનો ઉપયોગ

આજે, કાયમી ચુંબક માનવ જીવનના ઘણા ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગી એપ્લિકેશનો શોધે છે. કેટલીકવાર આપણે તેમની હાજરીની નોંધ લેતા નથી, જો કે, લગભગ દરેક એપાર્ટમેન્ટમાં વિવિધ વિદ્યુત ઉપકરણો અને યાંત્રિક ઉપકરણોમાં, જો તમે કાળજીપૂર્વક જુઓ, તો તમે શોધી શકો છો કાયમી ચુંબક… ઇલેક્ટ્રિક શેવર અને સ્પીકર, વિડીયો પ્લેયર અને વોલ ક્લોક, મોબાઈલ ફોન અને માઇક્રોવેવ ઓવન, રેફ્રિજરેટરનો દરવાજો, છેવટે — કાયમી ચુંબક દરેક જગ્યાએ મળી શકે છે.

તેનો ઉપયોગ તબીબી સાધનો અને માપન સાધનોમાં, વિવિધ સાધનોમાં અને ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગમાં, ડીસી મોટર્સમાં, એકોસ્ટિક સિસ્ટમ્સમાં, ઘરગથ્થુ વિદ્યુત ઉપકરણોમાં અને અન્ય ઘણા સ્થળોએ થાય છે: રેડિયો એન્જિનિયરિંગ, સાધનો, ઓટોમેશન, ટેલિમિકેનિક્સ, વગેરે. . — આમાંથી કોઈ પણ ક્ષેત્ર કાયમી ચુંબકના ઉપયોગ વિના પૂર્ણ થતું નથી.

સ્થાયી ચુંબકનો ઉપયોગ કરીને વિશિષ્ટ ઉકેલો અવિરતપણે સૂચિબદ્ધ કરી શકાય છે, પરંતુ આ લેખનો વિષય ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ અને ઊર્જામાં કાયમી ચુંબકના ઘણા કાર્યક્રમોની સંક્ષિપ્ત ઝાંખી હશે.

ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ અને જનરેટર

ઓર્સ્ટેડ અને એમ્પીયરના સમયથી, તે વ્યાપકપણે જાણીતું છે કે વર્તમાન-વહન વાયર અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ કાયમી ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ઘણા એન્જિન અને જનરેટર આ સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે. તમારે ઉદાહરણો માટે દૂર જવાની જરૂર નથી. તમારા કમ્પ્યુટરના પાવર સપ્લાયમાં પંખામાં રોટર અને સ્ટેટર છે.

વેન ઇમ્પેલર એ વર્તુળમાં ગોઠવાયેલા કાયમી ચુંબક સાથેનું રોટર છે, અને સ્ટેટર એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનો મુખ્ય ભાગ છે. સ્ટેટરના ચુંબકીયકરણને ઉલટાવીને, ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ સ્ટેટરના ચુંબકીય ક્ષેત્રને ફેરવવાની અસર બનાવે છે, સ્ટેટરના ચુંબકીય ક્ષેત્ર પછી, તેના તરફ આકર્ષિત થવાનો પ્રયાસ કરીને, ચુંબકીય રોટરને અનુસરે છે - ચાહક ફરે છે. હાર્ડ ડિસ્ક રોટેશન એ જ રીતે કરવામાં આવે છે અને તે જ રીતે કામ કરે છે ઘણા સ્ટેપર મોટર્સ.

કાયમી ચુંબકને પાવર જનરેટરમાં પણ તેમનું સ્થાન મળ્યું છે. ઘરેલું વિન્ડ ટર્બાઇન્સ માટે સિંક્રનસ જનરેટર, ઉદાહરણ તરીકે, લાગુ કરાયેલા ક્ષેત્રોમાંનું એક છે.

જનરેટરના સ્ટેટરના પરિઘ પર જનરેટર કોઇલ હોય છે, જે વિન્ડ ટર્બાઇનના સંચાલન દરમિયાન રોટરના કાયમી ચુંબક (બ્લેડ પર ફૂંકાતા પવનની ક્રિયા હેઠળ) ફરતા વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા ઓળંગી જાય છે. સબમિટ કરી રહ્યા છીએ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનો કાયદો, કન્ઝ્યુમર સર્કિટમાં DC ચુંબક દ્વારા જનરેટર વિન્ડિંગ્સના વાયરો ક્રોસ થાય છે.

આવા જનરેટરનો ઉપયોગ માત્ર વિન્ડ ટર્બાઈનમાં જ નહીં, પણ કેટલાક ઔદ્યોગિક મોડલમાં પણ થાય છે, જ્યાં રોટર પર ઉત્તેજના કોઇલને બદલે કાયમી ચુંબક સ્થાપિત કરવામાં આવે છે. ચુંબક સાથેના ઉકેલોનો ફાયદો એ ઓછી નજીવી ઝડપ સાથે જનરેટર મેળવવાની શક્યતા છે.

મેગ્નેટોઇલેક્ટ્રિક ઉપકરણો અને મિકેનિઝમ્સ

વી યાંત્રિક ઇન્ડક્શન વીજળી મીટર વાહક ડિસ્ક કાયમી ચુંબકના ક્ષેત્રમાં ફરે છે. વપરાશ વર્તમાન, ડિસ્કમાંથી પસાર થાય છે, કાયમી ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને ડિસ્ક ફરે છે.

વર્તમાન ઊંચો, ડિસ્કના પરિભ્રમણની ઝડપ જેટલી વધારે છે, કારણ કે કાયમી ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્રની બાજુમાં ડિસ્કની અંદર ફરતા ચાર્જ થયેલા કણો પર કામ કરતા લોરેન્ટ્ઝ બળ દ્વારા ટોર્ક બનાવવામાં આવે છે. હકીકતમાં, તે આવા કાઉન્ટર છે એસી મોટર સ્ટેટર મેગ્નેટ સાથે ઓછી શક્તિ.

નબળા પ્રવાહોનો ઉપયોગ માપવા માટે ગેલ્વેનોમીટર - ખૂબ જ સંવેદનશીલ માપન ઉપકરણો. અહીં, ઘોડાની નાળનું ચુંબક સ્થાયી ચુંબકના ધ્રુવો વચ્ચેના અંતરમાં સસ્પેન્ડ કરાયેલા નાના વર્તમાન વહન કરતી કોઇલ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.

માપન દરમિયાન કોઇલનું વિચલન એ ચુંબકીય ઇન્ડક્શન દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ટોર્કને કારણે છે જે કોઇલમાંથી જ્યારે પ્રવાહ વહે છે ત્યારે થાય છે. આ રીતે, કોઇલનું વિચલન ગેપમાં પરિણામી ચુંબકીય ઇન્ડક્શનના મૂલ્ય અને તે મુજબ, કોઇલ કંડક્ટરમાં વર્તમાનના પ્રમાણસર હોવાનું બહાર આવ્યું છે. નાના વિચલનો માટે, ગેલ્વેનોમીટરનો સ્કેલ રેખીય છે.

ઘરગથ્થુ વિદ્યુત ઉપકરણોમાં કાયમી ચુંબક

ચોક્કસ તમારા રસોડામાં માઇક્રોવેવ ઓવન છે. અને તેમાં બે જેટલા કાયમી ચુંબક છે. પેદા કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો માઇક્રોવેવમાં માઇક્રોવેવ રેન્જ ઇન્સ્ટોલ કરેલી છે મેગ્નેટ્રોન… મેગ્નેટ્રોનની અંદર, ઇલેક્ટ્રોન શૂન્યાવકાશમાં કેથોડથી એનોડ તરફ જાય છે, અને તેમની હિલચાલની પ્રક્રિયામાં, એનોડ રિઝોનેટર્સ પૂરતી શક્તિશાળી રીતે ઉત્તેજિત થાય તે માટે તેમનો માર્ગ વાળવો જોઈએ.

ઇલેક્ટ્રોન માર્ગને વાળવા માટે, મેગ્નેટ્રોનના શૂન્યાવકાશ ચેમ્બરની ઉપર અને નીચે રિંગ પરમેનન્ટ મેગ્નેટ લગાવવામાં આવે છે. સ્થાયી ચુંબકનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રોનના માર્ગને વળાંક આપે છે જેથી ઇલેક્ટ્રોનનું શક્તિશાળી વમળ ઉત્પન્ન થાય છે, જે રેઝોનેટરને ઉત્તેજિત કરે છે, જે બદલામાં ખોરાકને ગરમ કરવા માઇક્રોવેવ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો ઉત્પન્ન કરે છે.

હાર્ડ ડિસ્ક હેડને ચોક્કસ રીતે સ્થિત કરવા માટે, માહિતી લખવાની અને વાંચવાની પ્રક્રિયામાં તેની હિલચાલ ખૂબ જ ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત અને નિયંત્રિત હોવી જોઈએ. ફરી એકવાર, કાયમી ચુંબક બચાવમાં આવે છે. હાર્ડ ડ્રાઈવની અંદર, સ્થિર કાયમી ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં, માથા સાથે જોડાયેલ વર્તમાન વહન કરતી કોઇલ ફરે છે.

જ્યારે મુખ્ય કોઇલ પર પ્રવાહ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે આ પ્રવાહનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર, તેના મૂલ્યના આધારે, કાયમી ચુંબકમાંથી કોઇલને વધુ કે ઓછા, એક અથવા બીજી દિશામાં ભગાડે છે, આમ માથું હલનચલન કરવાનું શરૂ કરે છે અને ઉચ્ચ ચોકસાઇ સાથે. આ ગતિ માઇક્રોકન્ટ્રોલર દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.

વીજળીમાં ચુંબકીય બેરિંગ્સ

ઉર્જા કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે, કેટલાક દેશો વ્યવસાયો માટે યાંત્રિક ઉર્જા સંગ્રહ બનાવી રહ્યા છે. આ ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ કન્વર્ટર છે જે ફરતી ફ્લાયવ્હીલની ગતિ ઊર્જાના સ્વરૂપમાં જડતા ઊર્જા સંગ્રહના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે, જેને કહેવાતા ગતિ ઊર્જા સંગ્રહ.

ઉદાહરણ તરીકે, જર્મનીમાં ATZ એ 250 kW ની શક્તિ સાથે 20 MJ ગતિ ઊર્જા સંગ્રહ એકમ વિકસાવ્યું છે, અને ચોક્કસ ઊર્જા ઘનતા આશરે 100 Wh/kg છે. 6000 આરપીએમની ઝડપે ફરતી વખતે 100 કિગ્રા વજનના ફ્લાયવ્હીલ સાથે, 1.5 મીટરના વ્યાસવાળા નળાકાર માળખાને ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા બેરિંગ્સની જરૂર છે. પરિણામે, નીચલા બેરિંગ, અલબત્ત, કાયમી ચુંબકના આધારે બનાવવામાં આવે છે.