इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और ऊर्जा में स्थायी चुम्बकों का उपयोग

आज, स्थायी चुंबक मानव जीवन के कई क्षेत्रों में उपयोगी अनुप्रयोग पाते हैं। कभी-कभी हम उनकी उपस्थिति को नोटिस नहीं करते हैं, हालांकि, लगभग हर अपार्टमेंट में विभिन्न विद्युत उपकरणों और यांत्रिक उपकरणों में, यदि आप ध्यान से देखते हैं, तो आप पा सकते हैं स्थायी चुंबक... इलेक्ट्रिक शेवर और स्पीकर, वीडियो प्लेयर और दीवार घड़ी, मोबाइल फोन और माइक्रोवेव ओवन, रेफ्रिजरेटर का दरवाजा, अंत में — स्थायी चुम्बक हर जगह पाए जा सकते हैं।

उनका उपयोग चिकित्सा उपकरणों और मापने के उपकरणों में, विभिन्न उपकरणों में और मोटर वाहन उद्योग में, डीसी मोटर्स में, ध्वनिक प्रणालियों में, घरेलू विद्युत उपकरणों में और कई अन्य स्थानों में किया जाता है: रेडियो इंजीनियरिंग, उपकरण, स्वचालन, टेलीमैकेनिक्स, आदि। . - इनमें से कोई भी क्षेत्र स्थायी चुम्बकों के उपयोग के बिना पूर्ण नहीं है।

स्थायी चुम्बकों का उपयोग करने वाले विशिष्ट समाधानों को अंतहीन रूप से सूचीबद्ध किया जा सकता है, लेकिन इस लेख का विषय इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और ऊर्जा में स्थायी चुम्बकों के कई अनुप्रयोगों का संक्षिप्त विवरण होगा।

इलेक्ट्रिक मोटर्स और जनरेटर

ओर्स्टेड और एम्पीयर के समय से, यह व्यापक रूप से ज्ञात है कि धारावाही तार और विद्युत चुम्बक एक स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। कई इंजन और जनरेटर इसी सिद्धांत पर काम करते हैं। आपको उदाहरण के लिए दूर जाने की जरूरत नहीं है। आपके कंप्यूटर की बिजली आपूर्ति के पंखे में एक रोटर और एक स्टेटर होता है।

एक फलक प्ररित करनेवाला एक चक्र में व्यवस्थित स्थायी चुम्बकों वाला एक रोटर होता है, और स्टेटर एक विद्युत चुंबक का मूल होता है। स्टेटर के चुंबकत्व को उलटते हुए, इलेक्ट्रॉनिक सर्किट स्टेटर के चुंबकीय क्षेत्र को घुमाने का प्रभाव पैदा करता है, स्टेटर के चुंबकीय क्षेत्र के बाद, इसे आकर्षित करने की कोशिश करते हुए, चुंबकीय रोटर का अनुसरण करता है - पंखा घूमता है। हार्ड डिस्क का रोटेशन एक समान तरीके से किया जाता है और एक समान तरीके से कार्य करता है कई स्टेपर मोटर्स.

स्थायी चुम्बकों ने विद्युत जनित्रों में भी अपना स्थान प्राप्त कर लिया है। घरेलू पवन टर्बाइनों के लिए तुल्यकालिक जनरेटर, उदाहरण के लिए, लागू क्षेत्रों में से एक हैं।

जनरेटर के स्टेटर की परिधि में जनरेटर कॉइल होते हैं, जो पवन टरबाइन के संचालन के दौरान घूमने के वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र (ब्लेड पर बहने वाली हवा की क्रिया के तहत) रोटर के स्थायी चुम्बकों द्वारा पार किए जाते हैं। भेजने से विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम, उपभोक्ता सर्किट में डीसी मैग्नेट द्वारा पार किए गए जनरेटर वाइंडिंग के तार।

ऐसे जनरेटर का उपयोग न केवल पवन टर्बाइनों में किया जाता है, बल्कि कुछ औद्योगिक मॉडलों में भी किया जाता है, जहां एक्साइटमेंट कॉइल के बजाय रोटर पर स्थायी मैग्नेट लगाए जाते हैं। मैग्नेट के साथ समाधान का लाभ एक जनरेटर को कम नाममात्र गति से प्राप्त करने की संभावना है।

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक डिवाइस और तंत्र

वी यांत्रिक प्रेरण बिजली मीटर संवाहक डिस्क एक स्थायी चुंबक के क्षेत्र में घूमती है। खपत धारा, डिस्क से होकर गुजरती है, स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के साथ संपर्क करती है और डिस्क घूमती है।

करंट जितना अधिक होता है, डिस्क के घूमने की गति उतनी ही अधिक होती है, क्योंकि लोरेंत्ज़ बल द्वारा टॉर्क बनाया जाता है, जो स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र की तरफ डिस्क के अंदर गतिमान आवेशित कणों पर कार्य करता है। दरअसल, यह एक ऐसा काउंटर है एसी मोटर स्टेटर चुंबक के साथ कम शक्ति।

कमजोर धाराओं को मापने के लिए उपयोग करें गैल्वेनोमीटर - बहुत संवेदनशील मापने वाले उपकरण। यहाँ, घोड़े की नाल का चुंबक एक छोटे से विद्युत प्रवाहित तार के साथ परस्पर क्रिया करता है जो स्थायी चुंबक के ध्रुवों के बीच की खाई में निलंबित होता है।

माप के दौरान कुंडल का विक्षेपण चुंबकीय प्रेरण द्वारा उत्पन्न टोक़ के कारण होता है जो तब होता है जब कुंडली के माध्यम से प्रवाह होता है। इस प्रकार, कॉइल का विक्षेपण अंतराल में परिणामी चुंबकीय प्रेरण के मूल्य के आनुपातिक हो जाता है और, तदनुसार, कॉइल कंडक्टर में वर्तमान के लिए। छोटे विचलन के लिए, गैल्वेनोमीटर का पैमाना रैखिक होता है।

घरेलू विद्युत उपकरणों में स्थायी चुंबक

निश्चित रूप से आपके किचन में माइक्रोवेव ओवन है। और इसमें दो स्थायी चुम्बक जितने होते हैं। पैदा करना विद्युतचुम्बकीय तरंगें माइक्रोवेव में स्थापित माइक्रोवेव रेंज मैग्नेट्रान… मैग्नेट्रॉन के अंदर, इलेक्ट्रॉन कैथोड से एनोड तक एक निर्वात में चलते हैं, और उनके आंदोलन की प्रक्रिया में, एनोड गुंजयमान यंत्रों को पर्याप्त रूप से उत्तेजित करने के लिए उनके प्रक्षेपवक्र को मोड़ना चाहिए।

इलेक्ट्रॉन प्रक्षेपवक्र को मोड़ने के लिए, मैग्नेट्रॉन के निर्वात कक्ष के ऊपर और नीचे रिंग स्थायी चुम्बक लगाए जाते हैं। स्थायी चुम्बकों का चुंबकीय क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों के प्रक्षेपवक्र को मोड़ देता है ताकि इलेक्ट्रॉनों का एक शक्तिशाली भंवर उत्पन्न हो, जो अनुनादकों को उत्तेजित करता है, जो बदले में भोजन को गर्म करने के लिए माइक्रोवेव विद्युत चुम्बकीय तरंगें उत्पन्न करते हैं।

हार्ड डिस्क हेड को ठीक से रखने के लिए, सूचना लिखने और पढ़ने की प्रक्रिया में इसकी गति को बहुत सटीक रूप से नियंत्रित और नियंत्रित किया जाना चाहिए। एक बार फिर, एक स्थायी चुम्बक बचाव के लिए आता है। हार्ड ड्राइव के अंदर, एक स्थिर स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र में, सिर से जुड़ा एक करंट-ले जाने वाला कॉइल चलता है।

जब एक करंट को मुख्य कॉइल पर लगाया जाता है, तो इस करंट का चुंबकीय क्षेत्र, इसके मूल्य के आधार पर, स्थायी चुंबक से कॉइल को कम या ज्यादा, एक दिशा या दूसरी दिशा में धकेलता है, इस प्रकार सिर हिलना शुरू हो जाता है और उच्च सटीकता के साथ। यह गति एक माइक्रोकंट्रोलर द्वारा नियंत्रित होती है।

बिजली में चुंबकीय बीयरिंग

ऊर्जा दक्षता में सुधार के लिए, कुछ देश व्यवसायों के लिए यांत्रिक ऊर्जा भंडारण का निर्माण कर रहे हैं। ये इलेक्ट्रोमैकेनिकल कन्वर्टर्स हैं जो एक घूमने वाले चक्का की गतिज ऊर्जा के रूप में जड़त्वीय ऊर्जा भंडारण के सिद्धांत पर काम करते हैं, तथाकथित गतिज ऊर्जा भंडारण.

उदाहरण के लिए, जर्मनी में ATZ ने 250 kW की शक्ति के साथ 20 MJ गतिज ऊर्जा भंडारण इकाई विकसित की है, और विशिष्ट ऊर्जा घनत्व लगभग 100 Wh / kg है। 6000 आरपीएम की गति से घूमते हुए 100 किलो वजन के चक्का के साथ, 1.5 मीटर के व्यास वाले एक बेलनाकार संरचना को उच्च गुणवत्ता वाले बीयरिंगों की आवश्यकता होती है। नतीजतन, स्थायी चुंबक के आधार पर, निचले असर को निश्चित रूप से बनाया जाता है।