ચુંબકીય સામગ્રીનું વર્ગીકરણ અને મૂળભૂત લાક્ષણિકતાઓ

પ્રકૃતિના તમામ પદાર્થો એ અર્થમાં ચુંબકીય છે કે તેમની પાસે ચોક્કસ ચુંબકીય ગુણધર્મો છે અને તે બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ચોક્કસ રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.

ટેક્નોલોજીમાં વપરાતી સામગ્રીને ચુંબકીય કહેવામાં આવે છે, તેમના ચુંબકીય ગુણધર્મોને ધ્યાનમાં લેતા. પદાર્થના ચુંબકીય ગુણધર્મો માઇક્રોપાર્ટિકલ્સના ચુંબકીય ગુણધર્મો, અણુઓ અને પરમાણુઓની રચના પર આધારિત છે.

ચુંબકીય સામગ્રીનું વર્ગીકરણ

ચુંબકીય સામગ્રીને નબળા ચુંબકીય અને મજબૂત ચુંબકીયમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

નબળા ચુંબકીય હોવાથી ડાયમેગ્નેટ અને પેરામેગ્નેટનો સમાવેશ થાય છે.

મજબૂત ચુંબકીય - ફેરોમેગ્નેટ, જે બદલામાં ચુંબકીય રીતે નરમ અને ચુંબકીય રીતે સખત હોઈ શકે છે. ઔપચારિક રીતે, સામગ્રીના ચુંબકીય ગુણધર્મોમાં તફાવત સંબંધિત ચુંબકીય અભેદ્યતા દ્વારા વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.

ડાયમેગ્નેટ એવી સામગ્રીનો સંદર્ભ આપે છે કે જેના પરમાણુઓ (આયનો) પાસે પરિણામી ચુંબકીય ક્ષણ નથી. બાહ્ય રીતે, ડાયમેગ્નેટ ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા ભગાડવામાં આવીને પોતાને પ્રગટ કરે છે. તેમાં જસત, તાંબુ, સોનું, પારો અને અન્ય સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે.

પેરામેગ્નેટને સામગ્રી કહેવામાં આવે છે, જેના પરમાણુ (આયનો) બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રથી સ્વતંત્ર ચુંબકીય ક્ષણમાં પરિણમે છે. બાહ્ય રીતે, પેરામેગ્નેટ આકર્ષણ દ્વારા પ્રગટ થાય છે અસંગત ચુંબકીય ક્ષેત્ર… આમાં એલ્યુમિનિયમ, પ્લેટિનમ, નિકલ અને અન્ય સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે.

ફેરોમેગ્નેટ્સને એવી સામગ્રી કહેવામાં આવે છે જેમાં તેનું પોતાનું (આંતરિક) ચુંબકીય ક્ષેત્ર બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર કરતાં સેંકડો અને હજારો ગણું વધારે હોઈ શકે છે જે તેને કારણે છે.

દરેક ફેરોમેગ્નેટિક બોડીને પ્રદેશોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે - સ્વયંસ્ફુરિત (સ્વયંસ્ફુરિત) ચુંબકીયકરણના નાના વિસ્તારો. બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં, વિવિધ પ્રદેશોના ચુંબકીય વેક્ટરની દિશાઓ એકરૂપ થતી નથી, અને સમગ્ર શરીરનું પરિણામી ચુંબકીયકરણ શૂન્ય હોઈ શકે છે.

ફેરોમેગ્નેટિક મેગ્નેટાઇઝેશન પ્રક્રિયાઓ ત્રણ પ્રકારની છે:

1. ચુંબકીય ડોમેન્સના ઉલટાવી શકાય તેવા વિસ્થાપનની પ્રક્રિયા. આ કિસ્સામાં, બાહ્ય ક્ષેત્રની દિશાની નજીકના લક્ષી પ્રદેશોની સીમાઓનું વિસ્થાપન છે. જ્યારે ફીલ્ડ દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે ડોમેન્સ વિરુદ્ધ દિશામાં શિફ્ટ થાય છે. ઉલટાવી શકાય તેવું ડોમેન ડિસ્પ્લેસમેન્ટનો પ્રદેશ મેગ્નેટાઇઝેશન કર્વના પ્રારંભિક ભાગમાં સ્થિત છે.

2. ચુંબકીય ડોમેન્સના અફર વિસ્થાપનની પ્રક્રિયા. આ કિસ્સામાં, ચુંબકીય ડોમેન્સ વચ્ચેની સીમાઓનું વિસ્થાપન ઘટતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે દૂર કરવામાં આવતું નથી. મેગ્નેટાઇઝેશન રિવર્સલ પ્રક્રિયામાં ડોમેન્સની પ્રારંભિક સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

ડોમેન સીમાઓનું ઉલટાવી શકાય તેવું વિસ્થાપન દેખાવ તરફ દોરી જાય છે ચુંબકીય હિસ્ટેરેસિસ - માંથી ચુંબકીય ઇન્ડક્શનનો લેગ ક્ષેત્ર શક્તિ.

3. ડોમેન રોટેશન પ્રક્રિયાઓ. આ કિસ્સામાં, ડોમેન સીમાઓની વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓની પૂર્ણતા સામગ્રીની તકનીકી સંતૃપ્તિ તરફ દોરી જાય છે.સંતૃપ્તિ પ્રદેશમાં, બધા પ્રદેશો ક્ષેત્રની દિશામાં ફરે છે. હિસ્ટેરેસિસ લૂપ જે સંતૃપ્તિ પ્રદેશ સુધી પહોંચે છે તેને સીમા કહેવામાં આવે છે.

લિમિટિંગ હિસ્ટેરેસિસ સર્કિટમાં નીચેની લાક્ષણિકતાઓ છે: Bmax — સંતૃપ્તિ ઇન્ડક્શન; Br — શેષ ઇન્ડક્શન; Hc — રિટાર્ડિંગ (જબરદસ્તી) બળ.

નીચા Hc મૂલ્યો (સંકુચિત હિસ્ટેરેસિસ ચક્ર) અને ઉચ્ચ સાથે સામગ્રી ચુંબકીય અભેદ્યતા સોફ્ટ મેગ્નેટિક કહેવાય છે.

Hc (વિશાળ હિસ્ટેરેસીસ લૂપ) ના ઉચ્ચ મૂલ્યો અને ઓછી ચુંબકીય અભેદ્યતા ધરાવતી સામગ્રીને ચુંબકીય રીતે સખત સામગ્રી કહેવામાં આવે છે.

વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રોમાં ફેરોમેગ્નેટના ચુંબકીયકરણ દરમિયાન, થર્મલ ઊર્જાની ખોટ હંમેશા જોવા મળે છે, એટલે કે, સામગ્રી ગરમ થાય છે. આ નુકસાન હિસ્ટેરેસિસ અને કારણે છે એડી વર્તમાન નુકસાન… હિસ્ટેરેસિસનું નુકસાન હિસ્ટ્રેસીસ લૂપના ક્ષેત્રફળના પ્રમાણસર છે. એડી વર્તમાન નુકસાન ફેરોમેગ્નેટના વિદ્યુત પ્રતિકાર પર આધારિત છે. પ્રતિકાર જેટલો ઊંચો, એડી વર્તમાનનું નુકસાન ઓછું.

ચુંબકીય રીતે નરમ અને ચુંબકીય રીતે સખત સામગ્રી

નરમ ચુંબકીય સામગ્રીમાં શામેલ છે:

1. તકનીકી રીતે શુદ્ધ આયર્ન (ઇલેક્ટ્રિક લો કાર્બન સ્ટીલ).

2. ઇલેક્ટ્રોટેકનિકલ સિલિકોન સ્ટીલ્સ.

3. આયર્ન-નિકલ અને આયર્ન-કોબાલ્ટ એલોય.

4. સોફ્ટ મેગ્નેટિક ફેરાઈટ.

લો-કાર્બન સ્ટીલના ચુંબકીય ગુણધર્મો (તકનીકી રીતે શુદ્ધ આયર્ન) અશુદ્ધિઓની સામગ્રી, વિરૂપતાને કારણે સ્ફટિક જાળીની વિકૃતિ, અનાજના કદ અને ગરમીની સારવાર પર આધાર રાખે છે. તેની ઓછી પ્રતિરોધકતાને લીધે, વ્યાપારી રીતે શુદ્ધ આયર્નનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં ભાગ્યે જ થાય છે, મુખ્યત્વે ડીસી મેગ્નેટિક ફ્લક્સ સર્કિટ માટે.

ઇલેક્ટ્રોટેક્નિકલ સિલિકોન સ્ટીલ મોટા પ્રમાણમાં વપરાશ માટે મુખ્ય ચુંબકીય સામગ્રી છે. તે આયર્ન-સિલિકોન એલોય છે. સિલિકોન સાથે એલોયિંગ તમને બળજબરી ઘટાડવા અને પ્રતિકાર વધારવા માટે પરવાનગી આપે છે, એટલે કે, એડી વર્તમાન નુકસાન ઘટાડે છે.

શીટ ઇલેક્ટ્રિકલ સ્ટીલ, વ્યક્તિગત શીટ્સ અથવા કોઇલમાં પૂરા પાડવામાં આવે છે, અને સ્ટ્રીપ સ્ટીલ, જે ફક્ત કોઇલમાં પૂરા પાડવામાં આવે છે, તે અર્ધ-તૈયાર ઉત્પાદનો છે જે ચુંબકીય સર્કિટ (કોર) ના ઉત્પાદન માટે બનાવાયેલ છે.

ચુંબકીય કોરો કાં તો સ્ટેમ્પિંગ અથવા કટીંગ દ્વારા મેળવવામાં આવતી વ્યક્તિગત પ્લેટોમાંથી અથવા સ્ટ્રીપ્સમાંથી વિન્ડિંગ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.

તેમને નિકલ-આયર્ન પરમાલોઇડ એલોય કહેવામાં આવે છે... તેઓ નબળા ચુંબકીય ક્ષેત્રોના ક્ષેત્રમાં મોટી પ્રારંભિક ચુંબકીય અભેદ્યતા ધરાવે છે. પરમલોયનો ઉપયોગ નાના પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સ, ચોક્સ અને રિલેના કોરો માટે થાય છે.

ફેરાઇટ એ ઉચ્ચ પ્રતિકાર સાથે ચુંબકીય સિરામિક્સ છે, જે આયર્ન કરતા 1010 ગણું વધારે છે. ફેરાઇટનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-આવર્તન સર્કિટમાં થાય છે કારણ કે તેમની ચુંબકીય અભેદ્યતા વધતી આવર્તન સાથે વ્યવહારીક રીતે ઘટતી નથી.

ફેરાઇટ્સના ગેરફાયદામાં તેમની ઓછી સંતૃપ્તિ ઇન્ડક્શન અને ઓછી યાંત્રિક શક્તિ છે. તેથી, ફેરાઇટનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઓછા વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં થાય છે.

ચુંબકીય રીતે સખત સામગ્રીમાં શામેલ છે:

1. ફે-ની-અલ એલોય પર આધારિત ચુંબકીય રીતે સખત સામગ્રી કાસ્ટ કરો.

2. પાઉડર ઘન ચુંબકીય સામગ્રી જે અનુગામી હીટ ટ્રીટમેન્ટ સાથે પાવડરને દબાવીને મેળવવામાં આવે છે.

3. સખત ચુંબકીય ફેરાઇટ. ચુંબકીય રીતે સખત સામગ્રી છે કાયમી ચુંબક માટે સામગ્રીઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ અને અન્ય ઇલેક્ટ્રિકલ ઉપકરણોમાં વપરાય છે જેને કાયમી ચુંબકીય ક્ષેત્રની જરૂર હોય છે.