विलारी प्रभाव, मैग्नेटोइलास्टिक प्रभाव - मैग्नेटोस्ट्रिक्शन की विपरीत घटना

विलारी प्रभाव एक इतालवी भौतिक विज्ञानी के नाम पर एमिलियो विलारीजिन्होंने 1865 में इस घटना की खोज की। इस घटना को भी कहा जाता है मैग्नेटोइलास्टिक प्रभाव… इसका भौतिक सार चुंबकीय पारगम्यता के परिवर्तन के साथ-साथ इन फेरोमैग्नेट से बने नमूनों के यांत्रिक विरूपण के दौरान फेरोमैग्नेट्स के संबद्ध चुंबकीय गुणों में निहित है। काम इसी सिद्धांत पर आधारित है मैग्नेटो-लोचदार मापने वाले ट्रांसड्यूसर।

उदाहरण के लिए देखें हिस्टैरिसीस लूप्स की इन सामग्रियों से बने यांत्रिक रूप से तनावग्रस्त नमूनों पर परिचालन स्थितियों के तहत स्थायी और निकल। तो जब निकल का नमूना खींचा जाता है, तो तन्यता तनाव बढ़ता है, हिस्ट्रेसिस लूप झुकता है। इसका मतलब यह है कि निकेल जितना अधिक खिंचता है, उसकी चुंबकीय पारगम्यता उतनी ही कम होती है। निकल की तनन शक्ति भी घट जाती है। और पर्मालोय इसके विपरीत है।

जब पर्मलॉयल सैंपल को खींचा जाता है, तो उसके हिस्टैरिसीस लूप का आकार एक आयताकार के करीब पहुंच जाता है, जिसका अर्थ है कि स्ट्रेचिंग के दौरान पर्मालॉय की चुंबकीय पारगम्यता बढ़ जाती है, और अवशिष्ट अधिष्ठापन भी बढ़ जाता है। यदि तनाव तनाव से संपीड़न में बदल जाता है, तो चुंबकीय मापदंडों में परिवर्तन का संकेत भी उलट जाता है।

विरूपण के तहत फेरोमैग्नेट के विलारी प्रभाव के प्रकट होने का कारण इस प्रकार है। जब एक यांत्रिक तनाव फेरोमैग्नेट पर कार्य करता है, तो यह अपनी डोमेन संरचना को बदल देता है, अर्थात, डोमेन सीमाएं बदल जाती हैं, उनके चुंबकीयकरण वैक्टर घूमते हैं। यह करंट के साथ कोर को चुम्बकित करने के समान है। यदि इन प्रक्रियाओं की दिशा समान है, तो चुंबकीय पारगम्यता बढ़ जाती है, यदि प्रक्रियाओं की दिशा विपरीत है, तो यह घट जाती है।

विलारी प्रभाव उत्क्रमणीय है, इसलिए इसका नाम है रिवर्स मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव प्रभाव… प्रत्यक्ष मैग्नेटोस्ट्रिक्शन के प्रभाव में उस पर लागू चुंबकीय क्षेत्र की कार्रवाई के तहत फेरोमैग्नेट की विकृति होती है, जो डोमेन सीमाओं के विस्थापन की ओर भी ले जाती है, चुंबकीय क्षणों के वैक्टर के रोटेशन के लिए, जबकि क्रिस्टल जाली पदार्थ अपने मूल स्थानों से परमाणुओं के विस्थापन के कारण, अपने नोड्स की संतुलन दूरी में बदलाव के कारण अपनी ऊर्जा स्थिति को बदलता है। क्रिस्टल जाली को विकृत किया जाता है ताकि कुछ नमूनों (लोहा, निकल, कोबाल्ट, उनके मिश्र धातु आदि) के लिए बढ़ाव 0.01 तक पहुँच जाए।

इसलिए, मैग्नेटोस्ट्रिक्शन - चुंबकीयकरण के दौरान कुछ फेरोमैग्नेटिक धातुओं और मिश्र धातुओं को विकृत (संकुचित या विस्तारित) करने की संपत्ति और, इसके विपरीत, यांत्रिक विरूपण के दौरान चुंबकीयकरण को बदलने के लिए।

इस घटना का उपयोग मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव रेज़ोनेटर को लागू करने के लिए किया जाता है, जहां वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्रों की कार्रवाई के तहत यांत्रिक अनुनाद होता है। मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव रेज़ोनेटर 100 kHz तक और उससे भी अधिक आवृत्तियों के लिए निर्मित किए जा सकते हैं, और इन आवृत्तियों पर वे अल्ट्रासाउंड प्राप्त करने के लिए आवृत्ति स्थिरीकरण (पीज़ोइलेक्ट्रिक क्वार्ट्ज के समान) के लिए विभिन्न अनुप्रयोग पाते हैं, आदि।

मैग्नेटोलेस्टिक प्रभाव के दृष्टिकोण से, सामग्री को इस तरह के एक पैरामीटर द्वारा विशेषता दी जा सकती है मैग्नेटोलेस्टिक संवेदनशीलता का गुणांक… इसे किसी पदार्थ के सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता में उसके सापेक्ष तनाव या लागू यांत्रिक तनाव में परिवर्तन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। और चूंकि लंबाई और यांत्रिक तनाव में सापेक्ष परिवर्तन संबंधित हैं हुक का नियम, तो गुणांक एक दूसरे से यंग के मापांक से संबंधित हैं:

इसके विरूपण के दौरान किसी सामग्री की चुंबकीय पारगम्यता में परिवर्तन को आगमनात्मक माप (आगमनात्मक या पारस्परिक आगमनात्मक रूपांतरण) का उपयोग करके विद्युत संकेत में परिवर्तित किया जा सकता है।

यह ज्ञात है कि निरंतर क्रॉस-सेक्शन के एक बंद चुंबकीय सर्किट पर कॉइल का अधिष्ठापन निम्न सूत्र द्वारा पाया जाता है:

यदि अब किसी बाहरी बल की क्रिया से चुंबकीय सर्किट विकृत हो जाता है, तो चुंबकीय सर्किट (कॉइल कोर) की ज्यामितीय आयाम और चुंबकीय पारगम्यता बदल जाएगी। इस प्रकार, यांत्रिक विरूपण कॉइल के अधिष्ठापन को बदल देता है। अधिष्ठापन में परिवर्तन की गणना भेदभाव का उपयोग करके की जा सकती है:

अत्यधिक स्पष्ट विलारी प्रभाव वाली फेरोमैग्नेटिक सामग्री लेने की अनुमति देती है:

आपसी आगमनात्मक माप रूपांतरण के लिए, कॉइल्स का पारस्परिक अधिष्ठापन बदल जाता है:

विलारी प्रभाव का उपयोग आधुनिक मैग्नेटो-लोचदार मापने वाले ट्रांसड्यूसर में किया जाता हैजो आपको विभिन्न वस्तुओं में महत्वपूर्ण बलों और दबावों, यांत्रिक तनावों और विकृतियों को मापने की अनुमति देता है।