విల్లారి ప్రభావం, మాగ్నెటోలాస్టిక్ ప్రభావం — మాగ్నెటోస్ట్రిక్షన్ యొక్క రివర్స్ దృగ్విషయం

విల్లారి ప్రభావం ఇటాలియన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త పేరు పెట్టారు ఎమిలియో విల్లారిఎవరు ఈ దృగ్విషయాన్ని 1865లో కనుగొన్నారు. ఈ దృగ్విషయాన్ని కూడా అంటారు మాగ్నెటోలాస్టిక్ ప్రభావం… దీని భౌతిక సారాంశం అయస్కాంత పారగమ్యత యొక్క మార్పులో ఉంటుంది, అలాగే ఈ ఫెర్రో అయస్కాంతాలతో తయారు చేయబడిన నమూనాల యాంత్రిక రూపాంతరం సమయంలో ఫెర్రో అయస్కాంతాల యొక్క అనుబంధ అయస్కాంత లక్షణాలలో ఉంటుంది. పని ఈ సూత్రంపై ఆధారపడి ఉంటుంది మాగ్నెటో-ఎలాస్టిక్ కొలిచే ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు.

ఉదాహరణకు, చూడండి హిస్టెరిసిస్ లూప్స్ ఈ పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన యాంత్రికంగా ఒత్తిడికి గురైన నమూనాలపై ఆపరేటింగ్ పరిస్థితుల్లో permaloid మరియు నికెల్. కాబట్టి ఒక నికెల్ నమూనా విస్తరించబడినప్పుడు, తన్యత ఒత్తిడి పెరిగేకొద్దీ, హిస్టెరిసిస్ లూప్ వంగిపోతుంది. దీనర్థం నికెల్ ఎంత ఎక్కువ సాగదీయబడిందో, దాని అయస్కాంత పారగమ్యత తక్కువగా ఉంటుంది. నికెల్ యొక్క తన్యత బలం కూడా తగ్గుతుంది. మరియు permaloy వ్యతిరేకం.

పెర్మల్లాయ్ నమూనా విస్తరించబడినప్పుడు, దాని హిస్టెరిసిస్ లూప్ యొక్క ఆకారం దీర్ఘచతురస్రాకారానికి చేరుకుంటుంది, అంటే సాగదీయేటప్పుడు పెర్మల్లాయ్ యొక్క అయస్కాంత పారగమ్యత పెరుగుతుంది మరియు అవశేష ఇండక్టెన్స్ కూడా పెరుగుతుంది. ఒత్తిడి ఉద్రిక్తత నుండి కుదింపుకు మారినట్లయితే, అయస్కాంత పారామితులలో మార్పు యొక్క సంకేతం కూడా తిరగబడుతుంది.

వైకల్యం కింద ఫెర్రో అయస్కాంతాల యొక్క విల్లారి ప్రభావం యొక్క అభివ్యక్తికి కారణం క్రింది విధంగా ఉంది. ఫెర్రో మాగ్నెట్‌పై యాంత్రిక ఒత్తిడి పనిచేసినప్పుడు, అది దాని డొమైన్ నిర్మాణాన్ని మారుస్తుంది, అంటే డొమైన్ సరిహద్దులు మారుతాయి, వాటి అయస్కాంతీకరణ వెక్టర్స్ తిరుగుతాయి. ఇది కరెంట్‌తో కోర్‌ను అయస్కాంతీకరించడం లాంటిది. ఈ ప్రక్రియలు ఒకే దిశను కలిగి ఉంటే, అప్పుడు అయస్కాంత పారగమ్యత పెరుగుతుంది, ప్రక్రియల దిశ విరుద్ధంగా ఉంటే, అది తగ్గుతుంది.

విల్లారి ఎఫెక్ట్ రివర్సిబుల్, అందుకే దీనికి పేరు రివర్స్ మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ప్రభావం… డైరెక్ట్ మాగ్నెటోస్ట్రిక్షన్ ప్రభావం దానికి వర్తించే అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క చర్యలో ఫెర్రో అయస్కాంతం యొక్క వైకల్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది డొమైన్ సరిహద్దుల స్థానభ్రంశం, అయస్కాంత కదలికల వెక్టర్స్ యొక్క భ్రమణానికి దారితీస్తుంది, అయితే క్రిస్టల్ లాటిస్ పదార్ధం దాని నోడ్‌ల సమతౌల్య దూరాలలో మార్పు కారణంగా, పరమాణువులను వాటి అసలు స్థానాల నుండి స్థానభ్రంశం చేయడం వల్ల దాని శక్తి స్థితిని మారుస్తుంది. క్రిస్టల్ లాటిస్ వైకల్యంతో ఉంటుంది, తద్వారా కొన్ని నమూనాల (ఇనుము, నికెల్, కోబాల్ట్, వాటి మిశ్రమాలు మొదలైనవి) పొడుగు 0.01కి చేరుకుంటుంది.

కాబట్టి, మాగ్నెటోస్ట్రిక్షన్ - కొన్ని ఫెర్రో అయస్కాంత లోహాలు మరియు మిశ్రమాలు అయస్కాంతీకరణ సమయంలో వైకల్యం (కాంట్రాక్టు లేదా విస్తరించడం) మరియు, దీనికి విరుద్ధంగా, యాంత్రిక రూపాంతరం సమయంలో అయస్కాంతీకరణను మార్చడం.

ఈ దృగ్విషయం మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ రెసొనేటర్లను అమలు చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, ఇక్కడ యాంత్రిక ప్రతిధ్వని ప్రత్యామ్నాయ అయస్కాంత క్షేత్రాల చర్యలో సంభవిస్తుంది. మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ రెసొనేటర్‌లను 100 kHz మరియు అంతకంటే ఎక్కువ పౌనఃపున్యాల కోసం తయారు చేయవచ్చు మరియు ఈ పౌనఃపున్యాల వద్ద వారు అల్ట్రాసౌండ్ స్వీకరించడం కోసం ఫ్రీక్వెన్సీ స్థిరీకరణ (పైజోఎలెక్ట్రిక్ క్వార్ట్జ్ మాదిరిగానే) కోసం వివిధ అప్లికేషన్‌లను కనుగొంటారు.

మాగ్నెటోలాస్టిక్ ప్రభావం యొక్క కోణం నుండి, పదార్థం అటువంటి పరామితి ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది మాగ్నెటోలాస్టిక్ ససెప్టబిలిటీ యొక్క గుణకం… ఇది ఒక పదార్ధం యొక్క సాపేక్ష అయస్కాంత పారగమ్యతలో దాని సాపేక్ష జాతికి లేదా అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి మార్పు యొక్క నిష్పత్తిగా నిర్వచించబడింది మరియు పొడవులో సాపేక్ష మార్పు మరియు యాంత్రిక ఒత్తిడికి సంబంధించినవి కాబట్టి హుక్ యొక్క చట్టం, అప్పుడు గుణకాలు యంగ్ యొక్క మాడ్యులస్ ద్వారా ఒకదానికొకటి సంబంధం కలిగి ఉంటాయి:

ఒక పదార్థం యొక్క వైకల్యం సమయంలో అయస్కాంత పారగమ్యతలో మార్పు ప్రేరక కొలత (ఇండక్టివ్ లేదా మ్యూచువల్ ఇండక్టివ్ కన్వర్షన్) ఉపయోగించి ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌గా మార్చబడుతుంది.

స్థిరమైన క్రాస్-సెక్షన్ యొక్క క్లోజ్డ్ మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్‌పై కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ క్రింది సూత్రం ద్వారా కనుగొనబడుతుంది:

ఇప్పుడు మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ కొంత బాహ్య శక్తి చర్య ద్వారా వైకల్యంతో ఉంటే, అప్పుడు మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ (కాయిల్ కోర్) యొక్క రేఖాగణిత కొలతలు మరియు అయస్కాంత పారగమ్యత మారుతుంది. అందువలన, యాంత్రిక వైకల్యం కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ను మారుస్తుంది. ఇండక్టెన్స్ మార్పును భేదం ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు:

అధిక ఉచ్చారణ విల్లారి ప్రభావంతో ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాలు తీసుకోవడానికి అనుమతిస్తాయి:

పరస్పర ప్రేరక కొలత మార్పిడి కోసం, కాయిల్స్ యొక్క పరస్పర ఇండక్టెన్స్ మార్చబడింది:

విల్లారి ప్రభావం ఆధునిక మాగ్నెటో-ఎలాస్టిక్ కొలిచే ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లలో ఉపయోగించబడుతుందిఇది వివిధ వస్తువులలో ముఖ్యమైన శక్తులు మరియు ఒత్తిళ్లు, యాంత్రిక ఒత్తిళ్లు మరియు వైకల్యాలను కొలవడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.