કાયમી ચુંબક ચુંબકીય ક્ષેત્ર કવચ, વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર કવચ

અવકાશના ચોક્કસ પ્રદેશમાં વૈકલ્પિક પ્રવાહો સાથે કાયમી ચુંબક અથવા ઓછી-આવર્તન વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રની ચુંબકીય ક્ષેત્રની તાકાત ઘટાડવા માટે, ઉપયોગ કરો ચુંબકીય રક્ષણ… વિદ્યુત ક્ષેત્રની તુલનામાં, જે એપ્લિકેશન દ્વારા ખૂબ જ સરળતાથી સુરક્ષિત છે ફેરાડે કોષો, ચુંબકીય ક્ષેત્રને સંપૂર્ણ રીતે તપાસી શકાતું નથી, તે ચોક્કસ સ્થાન પર અમુક અંશે જ નબળું પાડી શકાય છે.

વ્યવહારમાં, વૈજ્ઞાનિક સંશોધનના હેતુઓ માટે, દવામાં, ભૂસ્તરશાસ્ત્રમાં, અવકાશ અને પરમાણુ ઊર્જા સંબંધિત કેટલાક તકનીકી ક્ષેત્રોમાં, ખૂબ નબળા ચુંબકીય ક્ષેત્રોને ઘણીવાર રક્ષણ આપવામાં આવે છે, ઇન્ડક્શન જે ભાગ્યે જ 1 nT કરતાં વધી જાય છે.

અમે બહોળી આવર્તન શ્રેણીમાં કાયમી ચુંબકીય ક્ષેત્રો અને ચલ ચુંબકીય ક્ષેત્રો બંને વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ. પૃથ્વીનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇન્ડક્શન, ઉદાહરણ તરીકે, સરેરાશ 50 μT કરતાં વધુ નથી; આવા ક્ષેત્ર, ઉચ્ચ-આવર્તન અવાજ સાથે, ચુંબકીય કવચ દ્વારા ઓછું કરવું સરળ છે.

જ્યારે પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ (કાયમી ચુંબક, ટ્રાન્સફોર્મર્સ, ઉચ્ચ વર્તમાન સર્કિટ) માં છૂટાછવાયા ચુંબકીય ક્ષેત્રોને બચાવવાની વાત આવે છે, ત્યારે તે ચુંબકીય ક્ષેત્રના નોંધપાત્ર ભાગને સંપૂર્ણપણે દૂર કરવાનો પ્રયાસ કરવાને બદલે તેને ફક્ત સ્થાનિકીકરણ કરવા માટે પૂરતું છે. ફેરોમેગ્નેટિક કવચ - કાયમી અને ઓછી-આવર્તનવાળા ચુંબકીય ક્ષેત્રોને બચાવવા માટે

ચુંબકીય ક્ષેત્રને સુરક્ષિત કરવાનો પ્રથમ અને સહેલો રસ્તો છે સિલિન્ડર, શીટ અથવા ગોળાના રૂપમાં ફેરોમેગ્નેટિક કવચ (શરીર) નો ઉપયોગ. આવા શેલની સામગ્રી હોવી આવશ્યક છે ઉચ્ચ ચુંબકીય અભેદ્યતા અને નિમ્ન બળજબરી બળ.

જ્યારે આવી કવચ બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે, ત્યારે ઢાલના ફેરોમેગ્નેટમાં ચુંબકીય ઇન્ડક્શન પોતે ઢાલવાળા વિસ્તારની અંદર કરતાં વધુ મજબૂત હોવાનું બહાર આવે છે, જ્યાં ઇન્ડક્શન અનુરૂપ રીતે ઓછું હશે.

ચાલો હોલો સિલિન્ડરના રૂપમાં સ્ક્રીનના ઉદાહરણને ધ્યાનમાં લઈએ.

આકૃતિ બતાવે છે કે ફેરોમેગ્નેટિક સ્ક્રીનની દિવાલમાં પ્રવેશતા બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઇન્ડક્શન લાઇન્સ તેની અંદર અને સીધી સિલિન્ડર પોલાણમાં જાડી છે, તેથી ઇન્ડક્શન લાઇન વધુ દુર્લભ હશે. એટલે કે, સિલિન્ડરની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર ન્યૂનતમ રહેશે. જરૂરી અસરની ઉચ્ચ ગુણવત્તાની કામગીરી માટે, ઉચ્ચ ચુંબકીય અભેદ્યતા સાથે લોહચુંબકીય સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમ કે પરમાલોઇડ અથવા મ્યુ-મેટલ.

માર્ગ દ્વારા, સ્ક્રીનની દિવાલને જાડી કરવી એ તેની ગુણવત્તા સુધારવાનો શ્રેષ્ઠ માર્ગ નથી.કવચ બનાવતા સ્તરો વચ્ચેના અંતર સાથે મલ્ટિલેયર ફેરોમેગ્નેટિક શિલ્ડ વધુ અસરકારક છે, જ્યાં શિલ્ડિંગ ગુણાંક વ્યક્તિગત સ્તરો માટે શિલ્ડિંગ ગુણાંકના ઉત્પાદનની સમાન હશે — મલ્ટિલેયર શિલ્ડની કવચની ગુણવત્તા તેની અસર કરતાં વધુ સારી હશે. ઉપલા સ્તરોના સરવાળા જેટલી જાડાઈ સાથે સતત સ્તર.

બહુ-સ્તરવાળી ફેરોમેગ્નેટિક સ્ક્રીનો માટે આભાર, વિવિધ અભ્યાસો માટે ચુંબકીય રીતે ઢાલવાળા રૂમ બનાવવાનું શક્ય છે. આવા સ્ક્રીનોના બાહ્ય સ્તરો ફેરોમેગ્નેટના કિસ્સામાં બનાવવામાં આવે છે, જે ઇન્ડક્શનના ઉચ્ચ મૂલ્યો પર સંતૃપ્ત થાય છે, જ્યારે તેમના આંતરિક સ્તરો મ્યુ મેટલ, પરમાલોઇડ, મેટગ્લાસ વગેરેના હોય છે. - ફેરોમેગ્નેટમાંથી જે ચુંબકીય ઇન્ડક્શનના નીચલા મૂલ્યો પર સંતૃપ્ત થાય છે.

તાંબાની ઢાલ - વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રોને બચાવવા માટે

જો વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રને સુરક્ષિત રાખવું જરૂરી હોય, તો ઉચ્ચ વિદ્યુત વાહકતા ધરાવતી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમ કે મધ.

આ કિસ્સામાં, બદલાતા બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર વાહક સ્ક્રીનમાં ઇન્ડક્શન પ્રવાહોને પ્રેરિત કરશે, જે સુરક્ષિત વોલ્યુમની જગ્યાને આવરી લેશે, અને સ્ક્રીનમાં આ ઇન્ડક્શન પ્રવાહોના ચુંબકીય ક્ષેત્રોની દિશા બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની વિરુદ્ધ હશે. , જેમાંથી રક્ષણ આમ ગોઠવાય છે. તેથી, બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રને આંશિક રીતે વળતર આપવામાં આવશે.

વધુમાં, પ્રવાહોની આવર્તન જેટલી વધારે છે, શિલ્ડિંગ ગુણાંક વધારે છે. તદનુસાર, ઓછી આવર્તન માટે અને તેથી પણ વધુ સતત ચુંબકીય ક્ષેત્રો માટે, ફેરોમેગ્નેટિક સ્ક્રીનો સૌથી યોગ્ય છે.

ચાળણી ગુણાંક K, વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર f ની આવર્તન, સ્ક્રીન Lનું કદ, ચાળણીની સામગ્રીની વાહકતા અને તેની જાડાઈ d પર આધાર રાખીને, લગભગ સૂત્ર દ્વારા શોધી શકાય છે:

સુપરકન્ડક્ટીંગ સ્ક્રીનોની એપ્લિકેશન

જેમ તમે જાણો છો, સુપરકન્ડક્ટર ચુંબકીય ક્ષેત્રને સંપૂર્ણપણે પોતાનાથી દૂર કરવામાં સક્ષમ છે. આ ઘટના તરીકે ઓળખાય છે Meissner અસર… અનુસાર લેન્ઝનો નિયમ, ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કોઈપણ ફેરફાર સુપરકન્ડક્ટરમાં ઇન્ડક્શન કરંટ જનરેટ કરે છે જે, તેમના ચુંબકીય ક્ષેત્રો સાથે, સુપરકન્ડક્ટરમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રના ફેરફાર માટે વળતર આપે છે.

જો આપણે તેની તુલના સામાન્ય વાહક સાથે કરીએ, તો સુપરકન્ડક્ટરમાં ઇન્ડક્શન પ્રવાહો નબળા પડતા નથી અને તેથી તે અનંત (સૈદ્ધાંતિક રીતે) લાંબા સમય સુધી વળતર આપતી ચુંબકીય અસરને લાગુ કરવામાં સક્ષમ છે.

પદ્ધતિના ગેરફાયદાને તેની ઊંચી કિંમત ગણી શકાય, સ્ક્રીનની અંદર અવશેષ ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરી કે જે સામગ્રીના સુપરકન્ડક્ટિંગ સ્થિતિમાં સંક્રમણ પહેલા હતી, તેમજ તાપમાનમાં સુપરકન્ડક્ટરની સંવેદનશીલતા. આ કિસ્સામાં, સુપરકન્ડક્ટર માટે નિર્ણાયક ચુંબકીય ઇન્ડક્શન ટેસ્લાના દસ સુધી પહોંચી શકે છે.

સક્રિય વળતર સાથે રક્ષણ પદ્ધતિ

બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રને ઘટાડવા માટે, એક વધારાનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર જે તીવ્રતામાં સમાન છે પરંતુ બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં વિરુદ્ધ છે કે જેમાંથી ચોક્કસ વિસ્તારને સુરક્ષિત રાખવાનો છે તે વિશિષ્ટ રીતે બનાવી શકાય છે.

આ અમલીકરણ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે ખાસ વળતર આપતી કોઇલ (હેલ્મહોલ્ટ્ઝ કોઇલ) - સમાન કોક્સિયલ રીતે ગોઠવાયેલ વર્તમાન-વહન કોઇલની જોડી જે કોઇલ ત્રિજ્યાના અંતરથી અલગ પડે છે. આવા કોઇલ વચ્ચે એકદમ સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રાપ્ત થાય છે.

આપેલ વિસ્તારના સમગ્ર વોલ્યુમ માટે વળતર પ્રાપ્ત કરવા માટે, તમારે ઓછામાં ઓછા છ આવા કોઇલ (ત્રણ જોડી) ની જરૂર છે, જે ચોક્કસ કાર્ય અનુસાર મૂકવામાં આવે છે.

આવી વળતર પ્રણાલી માટેની લાક્ષણિક એપ્લિકેશનો વિદ્યુત નેટવર્ક્સ (50 હર્ટ્ઝ) દ્વારા પેદા થતી ઓછી-આવર્તન વિક્ષેપ સામે રક્ષણ તેમજ પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રનું રક્ષણ છે.

સામાન્ય રીતે, આ પ્રકારની સિસ્ટમો ચુંબકીય ક્ષેત્ર સેન્સર્સ સાથે જોડાણમાં કામ કરે છે. ચુંબકીય ઢાલથી વિપરીત, જે કવચ દ્વારા બંધાયેલા સમગ્ર જથ્થામાં અવાજ સાથે ચુંબકીય ક્ષેત્રને ઘટાડે છે, વળતર કોઇલનો ઉપયોગ કરીને સક્રિય સુરક્ષા માત્ર સ્થાનિક વિસ્તારમાં જ ચુંબકીય વિક્ષેપને દૂર કરવાની મંજૂરી આપે છે જ્યાં તેને ટ્યુન કરવામાં આવે છે.

વિરોધી ચુંબકીય હસ્તક્ષેપ સિસ્ટમની રચનાને ધ્યાનમાં લીધા વિના, તેમાંના દરેકને સ્પંદન વિરોધી સુરક્ષાની જરૂર છે, કારણ કે સ્ક્રીન અને સેન્સરના સ્પંદનો વાઇબ્રેટિંગ સ્ક્રીનમાંથી જ વધારાના ચુંબકીય હસ્તક્ષેપના નિર્માણમાં ફાળો આપે છે.