ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాల లక్షణాలు మరియు సాంకేతికతలో వాటి అప్లికేషన్

విద్యుత్ ప్రవాహం ఉన్న తీగ చుట్టూ, శూన్యంలో కూడా ఉంది అయిస్కాంత క్షేత్రం… మరియు ఈ ఫీల్డ్‌లోకి ఒక పదార్ధాన్ని ప్రవేశపెడితే, అయస్కాంత క్షేత్రం మారుతుంది, ఎందుకంటే అయస్కాంత క్షేత్రంలోని ఏదైనా పదార్ధం అయస్కాంతీకరించబడుతుంది, అంటే, అది ఎక్కువ లేదా తక్కువ అయస్కాంత క్షణం పొందుతుంది, ఇది ప్రాథమిక అయస్కాంత కదలికల మొత్తంగా నిర్వచించబడుతుంది. ఆ పదార్థాన్ని తయారు చేసే భాగాలు.

దృగ్విషయం యొక్క సారాంశం ఏమిటంటే, అనేక పదార్ధాల అణువులు వాటి స్వంత అయస్కాంత కదలికలను కలిగి ఉంటాయి, ఎందుకంటే ఛార్జీలు అణువుల లోపల కదులుతాయి, ఇవి ప్రాథమిక వృత్తాకార ప్రవాహాలను ఏర్పరుస్తాయి మరియు అందువల్ల అయస్కాంత క్షేత్రాలతో కలిసి ఉంటాయి. పదార్ధానికి బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం వర్తించకపోతే, దాని అణువుల యొక్క అయస్కాంత కదలికలు యాదృచ్ఛికంగా అంతరిక్షంలో ఉంటాయి మరియు అటువంటి నమూనా యొక్క మొత్తం అయస్కాంత క్షేత్రం (అలాగే అణువుల మొత్తం అయస్కాంత క్షణం) సున్నాగా ఉంటుంది.

నమూనా బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రంలోకి ప్రవేశపెడితే, దాని అణువుల యొక్క ప్రాథమిక అయస్కాంత కదలికల విన్యాసాన్ని బాహ్య క్షేత్రం ప్రభావంతో ప్రాధాన్యత దిశను పొందుతుంది. ఫలితంగా, పదార్ధం యొక్క మొత్తం అయస్కాంత క్షణం ఇకపై సున్నాగా ఉండదు, ఎందుకంటే కొత్త పరిస్థితులలో వ్యక్తిగత అణువుల అయస్కాంత క్షేత్రాలు ఒకదానికొకటి భర్తీ చేయవు. అందువలన, పదార్ధం ఒక అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని అభివృద్ధి చేస్తుంది B.

ఒక పదార్ధం యొక్క అణువులకు మొదట్లో అయస్కాంత కదలికలు లేకపోతే (అలాంటి పదార్థాలు ఉన్నాయి), అప్పుడు అటువంటి నమూనాను అయస్కాంత క్షేత్రంలోకి ప్రవేశపెట్టినప్పుడు, వృత్తాకార ప్రవాహాలు దానిలో ప్రేరేపించబడతాయి, అనగా, అణువులు అయస్కాంత కదలికలను పొందుతాయి, ఇది మళ్లీ, ఫలితంగా, మొత్తం అయస్కాంత క్షేత్రాలు B రూపానికి దారితీస్తుంది.

తెలిసిన చాలా పదార్థాలు అయస్కాంత క్షేత్రంలో బలహీనంగా అయస్కాంతీకరించబడతాయి, అయితే బలమైన అయస్కాంత లక్షణాల ద్వారా వేరు చేయబడిన పదార్థాలు కూడా ఉన్నాయి, వాటిని అంటారు ఫెర్రో అయస్కాంతాలు… ఫెర్రో అయస్కాంతాల ఉదాహరణలు: ఇనుము, కోబాల్ట్, నికెల్ మరియు వాటి మిశ్రమాలు.

ఫెర్రో అయస్కాంతాలలో ఘనపదార్థాలు ఉంటాయి, ఇవి తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సహజమైన (స్వయాత్మక) అయస్కాంతీకరణను కలిగి ఉంటాయి, ఇది బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం, యాంత్రిక వైకల్యం లేదా మారుతున్న ఉష్ణోగ్రత ప్రభావంతో గణనీయంగా మారుతుంది. ఈ విధంగా ఉక్కు మరియు ఇనుము, నికెల్ మరియు కోబాల్ట్ మరియు మిశ్రమాలు ప్రవర్తిస్తాయి. వాటి అయస్కాంత పారగమ్యత వాక్యూమ్ కంటే వేల రెట్లు ఎక్కువ.

ఈ కారణంగా, ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో, మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ నిర్వహించడానికి మరియు శక్తిని మార్చడానికి, ఇది సాంప్రదాయకంగా ఉపయోగించబడుతుంది ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన అయస్కాంత కోర్లు.

అటువంటి పదార్ధాలలో, అయస్కాంత లక్షణాలు అయస్కాంతత్వం యొక్క ప్రాథమిక వాహకాల యొక్క అయస్కాంత లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి - అణువుల లోపల కదులుతున్న ఎలక్ట్రాన్లు… వాస్తవానికి, ఎలక్ట్రాన్లు వాటి కేంద్రకాల చుట్టూ ఉన్న పరమాణువులలో కక్ష్యలలో కదులుతున్నప్పుడు వృత్తాకార ప్రవాహాలను (మాగ్నెటిక్ డైపోల్స్) ఏర్పరుస్తాయి. కానీ ఈ సందర్భంలో, ఎలక్ట్రాన్లు వాటి అక్షాల చుట్టూ తిరుగుతాయి, స్పిన్ అయస్కాంత కదలికలను సృష్టిస్తాయి, ఇవి ఫెర్రో అయస్కాంతాల అయస్కాంతీకరణలో ప్రధాన పాత్ర పోషిస్తాయి.

పదార్థం స్ఫటికాకార స్థితిలో ఉన్నప్పుడు మాత్రమే ఫెర్రో అయస్కాంత లక్షణాలు వ్యక్తమవుతాయి. అదనంగా, ఈ లక్షణాలు అధిక ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటాయి, ఎందుకంటే థర్మల్ మోషన్ ప్రాథమిక అయస్కాంత కదలికల స్థిరమైన ధోరణిని నిరోధిస్తుంది. కాబట్టి, ప్రతి ఫెర్రో అయస్కాంతానికి, ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత (క్యూరీ పాయింట్) నిర్ణయించబడుతుంది, దీనిలో అయస్కాంతీకరణ నిర్మాణం నాశనం చేయబడుతుంది మరియు పదార్ధం పారా అయస్కాంతం అవుతుంది. ఉదాహరణకు, ఇనుము కోసం ఇది 900 ° C.

బలహీనమైన అయస్కాంత క్షేత్రాలలో కూడా, ఫెర్రో అయస్కాంతాలను సంతృప్తతకు అయస్కాంతీకరించవచ్చు. ఇంకా, వాటి అయస్కాంత పారగమ్యత అనువర్తిత బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క పరిమాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

అయస్కాంతీకరణ ప్రక్రియ ప్రారంభంలో అయస్కాంత ప్రేరణ B ఫెర్రో అయస్కాంతంలో బలంగా మారుతుంది, అంటే అయస్కాంత పారగమ్యత కానీ సంతృప్తత సంభవించినప్పుడు, బాహ్య క్షేత్రం యొక్క అయస్కాంత ప్రేరణను మరింత పెంచడం వలన ఫెర్రో అయస్కాంతం యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం పెరుగుదలకు దారితీయదు మరియు అందువల్ల నమూనా యొక్క అయస్కాంత పారగమ్యత తగ్గింది, ఇప్పుడు అది 1కి చేరుకుంటుంది.

ఫెర్రో అయస్కాంతాల యొక్క ముఖ్యమైన లక్షణం మిగిలినవి… కాయిల్‌లో ఫెర్రో అయస్కాంత కడ్డీని ఉంచి, కాయిల్‌లో కరెంట్‌ని పెంచడం ద్వారా అది సంతృప్తతలోకి తీసుకురాబడిందని అనుకుందాం. అప్పుడు కాయిల్‌లోని కరెంట్ ఆఫ్ చేయబడింది, అంటే కాయిల్ యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం తొలగించబడింది.

రాడ్ ప్రారంభంలో ఉన్న స్థితికి డీమాగ్నెటైజ్ చేయబడలేదని గమనించడం సాధ్యమవుతుంది, దాని అయస్కాంత క్షేత్రం ఎక్కువగా ఉంటుంది, అంటే అవశేష ఇండక్షన్ ఉంటుంది. రాడ్ ఈ విధంగా తిప్పబడింది శాశ్వత అయస్కాంతానికి.

అటువంటి రాడ్‌ను తిరిగి డీమాగ్నెటైజ్ చేయడానికి, దానికి వ్యతిరేక దిశలో మరియు అవశేష ఇండక్షన్‌కు సమానమైన ఇండక్షన్‌తో బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేయడం అవసరం. అయస్కాంత క్షేత్ర ఇండక్షన్ యొక్క మాడ్యులస్ విలువను డీమాగ్నెటైజ్ చేయడానికి అయస్కాంతీకరించిన ఫెర్రో మాగ్నెట్ (శాశ్వత అయస్కాంతం)కి వర్తింపజేయాలి. బలవంతపు శక్తి.

ఫెర్రో అయస్కాంతం యొక్క అయస్కాంతీకరణ సమయంలో దానిలోని ఇండక్షన్ అనువర్తిత అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ఇండక్షన్ కంటే వెనుకబడి ఉన్న దృగ్విషయాన్ని అంటారు అయస్కాంత హిస్టెరిసిస్ (చూడండి - హిస్టెరిసిస్ అంటే ఏమిటి).

వివిధ ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాల కోసం అయస్కాంతీకరణ వక్రతలు (హిస్టెరిసిస్ లూప్స్) ఒకదానికొకటి భిన్నంగా ఉంటాయి.

కొన్ని పదార్థాలు విస్తృత హిస్టెరిసిస్ లూప్‌లను కలిగి ఉంటాయి - ఇవి అధిక అవశేష అయస్కాంతీకరణతో కూడిన పదార్థాలు, వాటిని అయస్కాంతపరంగా కఠినమైన పదార్థాలు అంటారు. శాశ్వత అయస్కాంతాల తయారీలో గట్టి అయస్కాంత పదార్థాలను ఉపయోగిస్తారు.

దీనికి విరుద్ధంగా, మృదువైన అయస్కాంత పదార్థాలు ఇరుకైన హిస్టెరిసిస్ లూప్, తక్కువ అవశేష అయస్కాంతీకరణను కలిగి ఉంటాయి మరియు బలహీనమైన క్షేత్రాలలో సులభంగా అయస్కాంతీకరించబడతాయి. ఇవి మృదువైన అయస్కాంత పదార్థాలు, ఇవి ట్రాన్స్ఫార్మర్లు, మోటారు స్టేటర్లు మొదలైన వాటి యొక్క అయస్కాంత కోర్లుగా ఉపయోగించబడతాయి.

ఫెర్రో అయస్కాంతాలు నేడు టెక్నాలజీలో చాలా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తున్నాయి. మృదువైన అయస్కాంత పదార్థాలు (ఫెర్రైట్స్, ఎలక్ట్రికల్ స్టీల్) ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు మరియు జనరేటర్లలో, ట్రాన్స్ఫార్మర్లు మరియు చోక్స్లో, అలాగే రేడియో ఇంజనీరింగ్లో ఉపయోగించబడతాయి. ఫెర్రైట్‌లు తయారు చేస్తారు ఇండక్టర్ కోర్లు.

శాశ్వత అయస్కాంతాలను తయారు చేయడానికి గట్టి అయస్కాంత పదార్థాలు (బేరియం, కోబాల్ట్, స్ట్రోంటియం, నియోడైమియం-ఐరన్-బోరాన్ యొక్క ఫెర్రైట్‌లు) ఉపయోగించబడతాయి. శాశ్వత అయస్కాంతాలు ఎలక్ట్రికల్ మరియు అకౌస్టిక్ సాధనాలలో, మోటార్లు మరియు జనరేటర్లలో, అయస్కాంత దిక్సూచి మొదలైన వాటిలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.