चुंबकीय सामग्री का वर्गीकरण और बुनियादी विशेषताएं

प्रकृति के सभी पदार्थ इस अर्थ में चुंबकीय हैं कि उनमें कुछ चुंबकीय गुण होते हैं और वे एक निश्चित तरीके से बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।

प्रौद्योगिकी में प्रयुक्त सामग्री को उनके चुंबकीय गुणों को ध्यान में रखते हुए चुंबकीय कहा जाता है। किसी पदार्थ के चुंबकीय गुण सूक्ष्म कणों के चुंबकीय गुणों, परमाणुओं और अणुओं की संरचना पर निर्भर करते हैं।

चुंबकीय सामग्री का वर्गीकरण

चुंबकीय सामग्री को कमजोर चुंबकीय और दृढ़ता से चुंबकीय में विभाजित किया गया है।

कमजोर चुंबकीय होने के कारण डायमैग्नेट और पैरामैग्नेट शामिल हैं।

मजबूत चुंबकीय - फेरोमैग्नेट्स, जो बदले में चुंबकीय रूप से नरम और चुंबकीय रूप से कठोर हो सकते हैं। औपचारिक रूप से, सामग्रियों के चुंबकीय गुणों में अंतर को सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता द्वारा चित्रित किया जा सकता है।

डायमैग्नेट उन सामग्रियों को संदर्भित करता है जिनके परमाणुओं (आयनों) का कोई परिणामी चुंबकीय क्षण नहीं होता है। बाह्य रूप से, डायमैग्नेट स्वयं को चुंबकीय क्षेत्र द्वारा प्रतिकर्षित करके प्रकट करते हैं। इनमें जस्ता, तांबा, सोना, पारा और अन्य सामग्री शामिल हैं।

पैरामैग्नेट्स को पदार्थ कहा जाता है, जिसके परमाणु (आयन) बाहरी चुंबकीय क्षेत्र से स्वतंत्र एक चुंबकीय क्षण में परिणत होते हैं। बाह्य रूप से, पैरामैग्नेट आकर्षण के माध्यम से प्रकट होते हैं विषम चुंबकीय क्षेत्र… इनमें एल्युमीनियम, प्लेटिनम, निकल और अन्य सामग्री शामिल हैं।

फेरोमैग्नेट्स को ऐसी सामग्री कहा जाता है जिसमें उनका अपना (आंतरिक) चुंबकीय क्षेत्र बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की तुलना में सैकड़ों और हजारों गुना अधिक हो सकता है।

प्रत्येक फेरोमैग्नेटिक बॉडी को क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है - सहज (सहज) चुंबकीयकरण के छोटे क्षेत्र। एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में, विभिन्न क्षेत्रों के चुंबकीयकरण वैक्टर की दिशाएं मेल नहीं खाती हैं, और परिणामस्वरूप पूरे शरीर का चुंबकीयकरण शून्य हो सकता है।

फेरोमैग्नेटिक मैग्नेटाइजेशन प्रोसेस तीन प्रकार के होते हैं:

1. चुंबकीय डोमेन के उत्क्रमणीय विस्थापन की प्रक्रिया। इस मामले में, बाहरी क्षेत्र की दिशा के निकटतम उन्मुख क्षेत्रों की सीमाओं का विस्थापन होता है। जब फ़ील्ड हटा दी जाती है, तो डोमेन विपरीत दिशा में स्थानांतरित हो जाते हैं। प्रतिवर्ती डोमेन विस्थापन का क्षेत्र चुंबकीयकरण वक्र के प्रारंभिक भाग में स्थित है।

2. चुंबकीय डोमेन के अपरिवर्तनीय विस्थापन की प्रक्रिया। इस मामले में, चुंबकीय डोमेन के बीच की सीमाओं का विस्थापन चुंबकीय क्षेत्र में कमी के साथ नहीं हटाया जाता है। चुंबकीयकरण उत्क्रमण प्रक्रिया में डोमेन की प्रारंभिक स्थिति प्राप्त की जा सकती है।

डोमेन सीमाओं का अपरिवर्तनीय विस्थापन उपस्थिति की ओर ले जाता है चुंबकीय हिस्टैरिसीस - से चुंबकीय प्रेरण का अंतराल फील्ड की छमता.

3. डोमेन रोटेशन प्रक्रियाएं। इस मामले में, डोमेन सीमाओं के विस्थापन प्रक्रियाओं के पूरा होने से सामग्री की तकनीकी संतृप्ति हो जाती है।संतृप्ति क्षेत्र में, सभी क्षेत्र क्षेत्र की दिशा में घूमते हैं। संतृप्ति क्षेत्र तक पहुँचने वाले हिस्टैरिसीस लूप को सीमा कहा जाता है।

सीमित हिस्टैरिसीस सर्किट में निम्नलिखित विशेषताएं हैं: Bmax — संतृप्ति प्रेरण; ब्र - अवशिष्ट प्रेरण; एचसी - रिटार्डिंग (जबरदस्ती) बल।

कम एचसी मान (संकीर्ण हिस्टैरिसीस चक्र) और उच्च वाली सामग्री चुम्बकीय भेद्यता कोमल चुंबकीय कहलाते हैं।

एचसी (वाइड हिस्टैरिसीस लूप) के उच्च मूल्यों और कम चुंबकीय पारगम्यता वाली सामग्री को चुंबकीय रूप से कठोर सामग्री कहा जाता है।

वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्रों में फेरोमैग्नेट के चुंबकीयकरण के दौरान, थर्मल ऊर्जा हानि हमेशा देखी जाती है, अर्थात सामग्री गर्म हो जाती है। ये नुकसान हिस्टैरिसीस और के कारण होते हैं एड़ी वर्तमान नुकसान… हिस्टैरिसीस हानि हिस्टैरिसीस लूप के क्षेत्र के समानुपाती होती है। भंवर धारा हानियां फेरोमैग्नेट के विद्युत प्रतिरोध पर निर्भर करती हैं। प्रतिरोध जितना अधिक होगा, भंवर धारा हानियां उतनी ही कम होंगी।

चुंबकीय रूप से नरम और चुंबकीय रूप से कठोर सामग्री

शीतल चुंबकीय सामग्री में शामिल हैं:

1. तकनीकी रूप से शुद्ध लोहा (इलेक्ट्रिक लो कार्बन स्टील)।

2. इलेक्ट्रोटेक्निकल सिलिकॉन स्टील्स.

3. आयरन-निकल और आयरन-कोबाल्ट मिश्र।

4. शीतल चुंबकीय फेराइट।

कम कार्बन स्टील (तकनीकी रूप से शुद्ध लोहा) के चुंबकीय गुण अशुद्धियों की सामग्री, विरूपण, अनाज के आकार और गर्मी उपचार के कारण क्रिस्टल जाली के विरूपण पर निर्भर करते हैं। इसकी कम प्रतिरोधकता के कारण, व्यावसायिक रूप से शुद्ध लोहे का उपयोग इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में बहुत कम किया जाता है, मुख्य रूप से डीसी चुंबकीय प्रवाह सर्किट के लिए।

बड़े पैमाने पर खपत के लिए इलेक्ट्रोटेक्निकल सिलिकॉन स्टील मुख्य चुंबकीय सामग्री है। यह एक आयरन-सिलिकॉन मिश्र धातु है। सिलिकॉन के साथ मिश्रधातुकरण आपको जबरदस्ती बल को कम करने और प्रतिरोध को बढ़ाने की अनुमति देता है, अर्थात, एड़ी के मौजूदा नुकसान को कम करता है।

शीट इलेक्ट्रिकल स्टील, व्यक्तिगत शीट या कॉइल में आपूर्ति की जाती है, और स्ट्रिप स्टील, केवल कॉइल में आपूर्ति की जाती है, अर्ध-तैयार उत्पाद हैं जो चुंबकीय सर्किट (कोर) के निर्माण के लिए अभिप्रेत हैं।

चुंबकीय कोर या तो स्टैम्पिंग या कटिंग द्वारा प्राप्त व्यक्तिगत प्लेटों से या स्ट्रिप्स से घुमाकर बनते हैं।

उन्हें कहा जाता है निकल-लौह स्थायी मिश्र धातु... कमजोर चुंबकीय क्षेत्रों के क्षेत्र में उनके पास एक बड़ी प्रारंभिक चुंबकीय पारगम्यता है। Permalloy का उपयोग छोटे बिजली ट्रांसफार्मर, चोक और रिले के कोर के लिए किया जाता है।

फेराइट्स उच्च प्रतिरोध वाले चुंबकीय सिरेमिक हैं, जो लोहे की तुलना में 1010 गुना अधिक हैं। फेराइट्स का उपयोग उच्च आवृत्ति सर्किट में किया जाता है क्योंकि बढ़ती आवृत्ति के साथ उनकी चुंबकीय पारगम्यता व्यावहारिक रूप से कम नहीं होती है।

फेराइट्स के नुकसान उनकी कम संतृप्ति प्रेरण और कम यांत्रिक शक्ति हैं। इसलिए, फेराइट्स का उपयोग आमतौर पर कम वोल्टेज वाले इलेक्ट्रॉनिक्स में किया जाता है।

चुंबकीय रूप से कठिन सामग्री में शामिल हैं:

1. Fe-Ni-Al मिश्र धातुओं पर आधारित चुंबकीय रूप से कठोर सामग्री कास्ट करें।

2. पाउडर ठोस चुंबकीय सामग्री बाद में गर्मी उपचार के साथ पाउडर दबाकर प्राप्त की जाती है।

3. कठोर चुंबकीय फेराइट। चुम्बकीय रूप से कठोर पदार्थ होते हैं स्थायी चुंबक के लिए सामग्रीइलेक्ट्रिक मोटर्स और अन्य विद्युत उपकरणों में उपयोग किया जाता है जिन्हें स्थायी चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है।