भौतिकी में उपयोग की जाने वाली बुनियादी अवधारणाओं में से एक चुंबकीय क्षेत्र है। यह गतिमान विद्युत आवेशों पर कार्य करता है। यह अगोचर है और किसी व्यक्ति द्वारा महसूस नहीं किया जाता है, लेकिन चुंबक या लोहे का उपयोग करके इसकी उपस्थिति का पता लगाया जा सकता है। यह समझना भी काफी आसान है कि किस चुंबकीय क्षेत्र को सजातीय और अमानवीय कहा जाता है।
चुंबकीय क्षेत्र का पता लगाने की परिभाषा और तरीके
जब हम चुंबकीय क्षेत्र की अवधारणा का सामना करते हैं, तो हमारे मन में एक प्रश्न होता है कि यह किस प्रकार का चुंबकीय क्षेत्र है, चाहे वह सजातीय हो या अमानवीय। ऐसे प्रश्न का उत्तर देने से पहले शब्दों की प्रारंभिक परिभाषा देना आवश्यक है।
चुंबकीय क्षेत्र को एक विशेष प्रकार का पदार्थ माना जाता है जो गतिमान विद्युत आवेशों के पास मौजूद होता है, विशेष रूप से करंट वाले कंडक्टरों के पास। चुंबकीय सुई या लोहे के बुरादे का उपयोग करके पता लगाया जा सकता है।
वर्दी क्षेत्र
बैंड के अंदर होता हैचुंबक और परिनालिका में, जब इसकी लंबाई व्यास से बहुत अधिक होती है। इस मामले में, गिलेट नियम के अनुसार, चुंबकीय क्षेत्र की आकृति वामावर्त निर्देशित की जाएगी।
चुंबकीय रेखाएं समानांतर और सीधी होती हैं, उनके बीच का खालीपन हमेशा समान होता है, चुंबकीय सुई पर प्रभाव का बल सभी बिंदुओं पर परिमाण और दिशा में भिन्न नहीं होता है।
विषम क्षेत्र
एक अमानवीय क्षेत्र के मामले में, चुंबकीय रेखाएं मुड़ी हुई होंगी, उनके बीच की शून्य आकार में भिन्न होगी, चुंबकीय सुई पर क्रिया का बल क्षेत्र में विभिन्न बिंदुओं पर परिमाण और दिशा में भिन्न होगा। इसके अलावा, एक पट्टी चुंबक के क्षेत्र में रखे तीर पर कार्य करने वाला बल विभिन्न बिंदुओं पर बल के साथ कार्य करता है जो परिमाण और दिशा में भिन्न होते हैं। इसे एक अमानवीय क्षेत्र कहा जाता है। ऐसे क्षेत्र की रेखाएं घुमावदार होती हैं, आवृत्ति बिंदु से बिंदु पर भिन्न होती है।
धारा, छड़ चुम्बक और एक परिनालिका के साथ एक सीधे चालक के पास इस तरह के क्षेत्र का पता लगाना संभव है।
चुंबकीय रेखाएं क्या हैं
सबसे पहले, जब कोई समस्या आती है, तो यह निर्धारित करना चाहिए कि किस तरह का चुंबकीय क्षेत्र, सजातीय या अमानवीय, बनता है, चुंबकीय रेखाओं के बारे में सीखना चाहिए, जिसके आकार से क्षेत्र की विशेषता स्पष्ट हो जाती है।
चुंबकीय क्षेत्र को चित्रित करने के लिए चुंबकीय रेखाओं का उपयोग करना शुरू किया। वे चुंबकीय सुई के साथ काल्पनिक धारियां होती हैं और चुंबकीय क्षेत्र में रखी जाती हैं। किसी के माध्यम से चुंबकीय रेखा खींचना संभव हैक्षेत्र बिंदु, इसकी दिशा होगी और हमेशा पास होगी।
दिशा
वे चुम्बक के उत्तरी ध्रुव को छोड़ कर दक्षिण की ओर जाते हैं। चुंबक के अंदर ही, सब कुछ सख्ती से विपरीत है। रेखाओं का स्वयं कोई आदि या अंत नहीं है, बंद हैं या अनंत से अनंत तक जाती हैं।
चुंबक के बाहर, रेखाएं ध्रुवों के पास यथासंभव घनी स्थित होती हैं। इससे यह स्पष्ट हो जाता है कि ध्रुवों के निकट क्षेत्र का प्रभाव प्रबल होता है और जैसे-जैसे आप नीचे से दूर जाते हैं यह कमजोर होता जाता है। यह देखते हुए कि चुंबकीय धारियां घुमावदार हैं, चुंबकीय सुई पर कार्य करने वाले बल की दिशा भी बदल जाती है।
कैसे चित्रित करें
यह समझने के लिए कि कैसे सजातीय चुंबकीय क्षेत्र अमानवीय क्षेत्रों से भिन्न होते हैं, आपको यह सीखना होगा कि चुंबकीय रेखाओं का उपयोग करके उन्हें कैसे चित्रित किया जाए।
तथाकथित सोलनॉइड में एक समान चुंबकीय क्षेत्र की घटना के उपरोक्त उदाहरण पर विचार करना चाहिए, जो एक बेलनाकार तार का तार है जिसके माध्यम से करंट गुजरता है। इसके अंदर, चुंबकीय क्षेत्र को एक समान माना जा सकता है, बशर्ते कि लंबाई व्यास से बहुत अधिक हो (कुंडल के बाहर, क्षेत्र असमान होगा, चुंबकीय रेखाएं उसी तरह स्थित होंगी जैसे कि एक बार चुंबक में).
एकसमान क्षेत्र भी स्थायी दंड चुम्बक के केंद्र में स्थित होता है। अंतरिक्ष में किसी भी सीमित क्षेत्र में, एक समान चुंबकीय क्षेत्र को पुन: उत्पन्न करना भी संभव है, जिसमें चुंबकीय सुई पर कार्य करने वाले बल परिमाण और दिशा में समान होंगे।
चुंबकीय क्षेत्र को दर्शाने के लिए निम्न उदाहरण का प्रयोग करें। यदि रेखाएं स्थित हैंड्राइंग प्लेन के लंबवत और दर्शक से निर्देशित होते हैं, फिर उन्हें क्रॉस के साथ चित्रित किया जाता है, यदि दर्शक पर - डॉट्स के साथ। करंट की तरह, प्रत्येक क्रॉस, जैसा था, देखने वाले से उड़ते हुए एक तीर की दृश्य पूंछ है, और बिंदु उस तीर से तेज है जो हमारी ओर उड़ता है।
साथ ही, "एक समान और असमान चुंबकीय क्षेत्र बनाएं" की आवश्यकता आसानी से पूरी हो जाती है। क्षेत्र की विशेषताओं (एकरूपता और विषमता) को ध्यान में रखते हुए बस इन चुंबकीय रेखाओं को खींचे।
हालाँकि, अमानवीय क्षेत्रों का अस्तित्व कार्य को बहुत जटिल करता है। इस मामले में, सामान्य समीकरण का उपयोग करके कोई भौतिक परिणाम प्राप्त करने की संभावना नहीं है।
मतभेद
सजातीय चुंबकीय क्षेत्र अमानवीय क्षेत्रों से कैसे भिन्न होते हैं, इस प्रश्न का उत्तर देना काफी आसान है। सबसे पहले, यह चुंबकीय रेखाओं पर निर्भर करता है। एक समान क्षेत्र के मामले में, उनके बीच की दूरी समान होगी, और वे समान रूप से दूरी पर होंगे, किसी भी बिंदु पर उपकरणों पर समान बल कार्य करेगा। अमानवीय क्षेत्रों के लिए, सब कुछ सख्ती से विपरीत है। रेखाएं असमान रूप से स्थित हैं, विभिन्न स्थानों पर वे उपकरणों पर असमान बल के साथ कार्य करती हैं।
व्यवहार में, एक अमानवीय क्षेत्र काफी सामान्य है, जिसे भी याद रखना चाहिए, क्योंकि एकसमान क्षेत्र केवल किसी वस्तु के अंदर ही हो सकते हैं, जैसे कि चुंबक या सोलेनोइड। बाहरी अवलोकन विषमता को ठीक करेंगे।
फील्ड डिटेक्शन
यह समझने के बाद कि एकसमान और अमानवीय चुंबकीय क्षेत्र क्या हैं, और उन्हें परिभाषित करनाअलग होने के बाद, आपको पता लगाना चाहिए कि आप उन्हें कैसे ढूंढ सकते हैं।
इसके लिए सबसे सरल है ओर्स्टेड द्वारा किया गया प्रयोग। इसमें एक चुंबकीय सुई का उपयोग होता है, जो विद्युत प्रवाह के अस्तित्व को निर्धारित करने में मदद करता है। जैसे ही करंट कंडक्टर के साथ चलता है, पास में स्थित तीर चला जाएगा, इस तथ्य के कारण कि एक समान और गैर-समान चुंबकीय क्षेत्र हैं।
वर्तमान के साथ कंडक्टरों की बातचीत
धारा वाले प्रत्येक कंडक्टर का अपना चुंबकीय क्षेत्र होता है, जो निकटतम पर एक निश्चित बल के साथ कार्य करता है। धारा की दिशा के आधार पर, चालक एक दूसरे को आकर्षित या प्रतिकर्षित करेंगे। विभिन्न स्रोतों से उत्पन्न होने वाले क्षेत्र जुड़ जाएंगे और एक परिणामी क्षेत्र का निर्माण करेंगे।
वे कैसे बनते हैं और क्यों
कैथोड रे उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले समान और गैर-समान चुंबकीय क्षेत्रों के उदाहरण कॉइल द्वारा बनाए जाते हैं जो करंट पास करते हैं। चुंबकीय क्षेत्र का आवश्यक आकार प्राप्त करने के लिए, मजबूत चुंबकीय पारगम्यता वाली सामग्री से बने शेल्फ युक्तियों और चुंबकीय स्क्रीन का उपयोग किया जाता है।
अमानवीय चुंबकीय क्षेत्रों का प्रभाव अपरिवर्तनीय भौतिक और रासायनिक घटनाओं के पाठ्यक्रम को बदल सकता है, ज्यादातर एक विषम प्रक्रिया। अशांत प्रसार की उपस्थिति के रूप में किसी भी तरल से सतह तक गैस की गति की दर में परिमाण के कई आदेशों में वृद्धि होती हैसूक्ष्म बुलबुले। आयनों और कणों के स्थानीय निर्जलीकरण का प्रभाव माइक्रोक्रिस्टलीकरण प्रक्रिया की तीव्रता के कारण होता है। प्रवाहित मीडिया में, उच्च-ऊर्जा प्रतिक्रियाएं मुक्त कण, परमाणु ऑक्सीजन, पेरोक्साइड और नाइट्रोजनयुक्त यौगिक बना सकती हैं। जमावट होता है, और क्षरणकारी विनाश के कारण उत्पाद तरल में दिखाई देते हैं।
हाइड्रोडायनामिक पोकेशन के दौरान, उभरते हुए बुलबुले और गुफाओं का बड़ा आकार कम दबाव के क्षेत्र से उच्च दबाव के क्षेत्र में तरल द्वारा उनके प्रवेश को जटिल बनाता है, जहां बुलबुले गिरते हैं। एक छोटे बुलबुले के ढहने के दौरान, हवा की मात्रा कम होती है और प्लाज्मा डिस्चार्ज के समान एक मजबूत रासायनिक प्रतिक्रिया होती है। अमानवीय चुंबकीय क्षेत्रों की उपस्थिति से गुहाओं की अस्थिरता, उनके विघटन और छोटे पैमाने पर भंवर और बुलबुले की उपस्थिति होती है। यह देखते हुए कि इस तरह के एक भंवर के केंद्र में दबाव कम हो जाता है, यह छोटे गैस बुलबुले को परिवर्तित करता है।
गैर-समान चुंबकीय क्षेत्र में प्रेरण को मापते समय, याद रखें कि हॉल वोल्टेज ट्रांसड्यूसर की सतह से घिरे क्षेत्र के भीतर क्षेत्र प्रेरण के औसत मूल्य के समानुपाती होता है।
पैराएक्सियल बीम पर ध्यान केंद्रित करने के लिए, गैर-समान चुंबकीय क्षेत्रों का भी उपयोग किया जाता है, जो शॉर्ट कॉइल द्वारा निर्मित होते हैं, जो बहुपरत सोलनॉइड होते हैं, जिनकी लंबाई उनके व्यास के अनुरूप होती है। ऐसे क्षेत्र में प्रवेश करने वाला इलेक्ट्रॉन अपनी दिशा बदलने वाले बलों के अधीन होता है। इस तरह के बल के प्रभाव में एक इलेक्ट्रॉन लेंस की धुरी के पास पहुंचता है, जबकि जिस तल में इसका प्रक्षेपवक्र स्थित होता है वह हैझुकता है इलेक्ट्रॉन एक सर्पिल खंड के साथ चलता है जो एक दिए गए बिंदु पर लेंस की धुरी को काटता है।
स्थानिक वृद्धि कारक तरल से धोए गए एक विषम प्रणाली के क्षेत्र में अमानवीय क्षेत्रों के स्थानिक फैलाव के कारण होता है। पृथक्करण विधि द्वारा स्तरों का जनसंख्या व्युत्क्रमण प्राप्त करने के लिए, मल्टीबैंड चुंबक द्वारा बनाए गए गैर-समान क्षेत्रों का उपयोग किया जाता है। ध्रुवों का आकार अमोनिया-आधारित आणविक जनरेटर के चौगुनी संधारित्र में छड़ के समान होता है।
उपयोग
दोष का पता लगाने की चुंबकीय-क्रम विधि दोषों के ऊपर दिखाई देने वाले अमानवीय क्षेत्रों की ताकतों द्वारा चुंबकीय कणों के कर्षण पर आधारित है। इस तरह के पाउडर का संचय एक दोष की उपस्थिति, उसके आकार और जाँच किए जाने वाले हिस्से पर स्थिति निर्धारित करता है।
मजबूत अमानवीय चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके आणविक बीम विधि का एक छोटा विभाजन प्रभाव एक महत्वपूर्ण नुकसान माना जाता है। इस प्रभाव को बढ़ाने के लिए एक सरल और प्रतीत होता है असंभव तरीका है। यह एक हल्के बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के अनुप्रयोग में शामिल है। उत्तरार्द्ध गैर-समान चुंबकीय क्षेत्रों की ओर परमाणु प्रीसेशनल मैग्नेटोमीटर के उपयोग के क्षेत्र को बढ़ाना संभव बना देगा।
इस पद्धति का लाभ इसका उच्च रिज़ॉल्यूशन है, जो टेप की चुंबकीय परत के कणों के आकार के अनुरूप गैर-समान चुंबकीय क्षेत्रों का पता लगाना संभव बनाता है, साथ ही साथ क्षति का पता लगाने की क्षमता भी। जटिल सतहों और तंग उद्घाटन में।
नुकसान हैंसूचना के द्वितीयक प्रसंस्करण की आवश्यकता, टेप के साथ चुंबकीय क्षेत्र के केवल कण तय होते हैं, टेप के विचुंबकीकरण और संरक्षण की जटिलता, और बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों के प्रभाव को रोकने के लिए आवश्यक है।
समान और अमानवीय चुंबकीय क्षेत्र काफी सामान्य हैं, इस तथ्य के बावजूद कि वे औसत आम आदमी के लिए अदृश्य हैं। एकसमान और गैर-समान चुंबकीय क्षेत्रों के उदाहरण बार मैग्नेट और सोलनॉइड में पाए जा सकते हैं। उसी समय, आप उन्हें एक साधारण चुंबकीय सुई या लोहे के बुरादे का उपयोग करके देख सकते हैं।
