ফেরোম্যাগনেটিক উপকরণের বৈশিষ্ট্য এবং প্রযুক্তিতে তাদের প্রয়োগ

একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ সঙ্গে একটি তারের চারপাশে, এমনকি একটি ভ্যাকুয়াম মধ্যে, আছে চৌম্বক ক্ষেত্র… এবং যদি এই ক্ষেত্রের মধ্যে একটি পদার্থ প্রবর্তিত হয়, তাহলে চৌম্বক ক্ষেত্রটি পরিবর্তিত হবে, যেহেতু একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের যে কোনো পদার্থ চুম্বকীয় হয়, অর্থাৎ, এটি একটি বড় বা কম চৌম্বকীয় মুহূর্ত অর্জন করে, যার সাথে সম্পর্কিত প্রাথমিক চৌম্বকীয় মুহূর্তের যোগফল হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। যে অংশ যে পদার্থ তৈরি.

ঘটনার সারমর্ম এই সত্যের মধ্যে রয়েছে যে অনেক পদার্থের অণুর নিজস্ব চৌম্বকীয় মুহূর্ত রয়েছে, কারণ চার্জগুলি অণুর ভিতরে চলে যায়, যা প্রাথমিক বৃত্তাকার স্রোত গঠন করে এবং তাই চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলির সাথে থাকে। যদি পদার্থের উপর কোন বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করা না হয়, তবে এর অণুর চৌম্বকীয় মুহূর্তগুলি এলোমেলোভাবে মহাকাশে অভিমুখী হয় এবং এই জাতীয় নমুনার মোট চৌম্বক ক্ষেত্র (সেইসাথে অণুর মোট চৌম্বকীয় মুহূর্ত) শূন্য হবে।

যদি নমুনাটি একটি বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্যে প্রবর্তিত হয়, তবে এর অণুর প্রাথমিক চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলির অভিযোজন বাহ্যিক ক্ষেত্রের প্রভাবের অধীনে একটি অগ্রাধিকারমূলক দিক অর্জন করবে। ফলস্বরূপ, পদার্থের মোট চৌম্বকীয় মুহূর্ত আর শূন্য হবে না, যেহেতু নতুন অবস্থার অধীনে পৃথক অণুর চৌম্বক ক্ষেত্র একে অপরকে ক্ষতিপূরণ দেয় না। এইভাবে, পদার্থটি একটি চৌম্বক ক্ষেত্র বি বিকাশ করে।

যদি একটি পদার্থের অণুতে প্রাথমিকভাবে চৌম্বকীয় মুহূর্ত না থাকে (এমন পদার্থ রয়েছে), তবে যখন এই জাতীয় নমুনা একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে প্রবর্তিত হয়, তখন বৃত্তাকার স্রোত এতে প্রবর্তিত হয়, অর্থাৎ, অণুগুলি চৌম্বকীয় মুহূর্তগুলি অর্জন করে, যা আবার, ফলস্বরূপ, একটি মোট চৌম্বক ক্ষেত্র বি চেহারা বাড়ে.

বেশিরভাগ পরিচিত পদার্থ চৌম্বক ক্ষেত্রে দুর্বলভাবে চুম্বকীয়, তবে এমন পদার্থও রয়েছে যা শক্তিশালী চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্য দ্বারা আলাদা করা হয়, তাদের বলা হয় ফেরোম্যাগনেট… ফেরোম্যাগনেটের উদাহরণ: লোহা, কোবাল্ট, নিকেল এবং তাদের সংকর ধাতু।

ফেরোম্যাগনেটগুলি এমন কঠিন পদার্থকে অন্তর্ভুক্ত করে যেগুলি নিম্ন তাপমাত্রায় একটি স্বতঃস্ফূর্ত (স্বতঃস্ফূর্ত) চুম্বককরণ থাকে যা একটি বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্র, যান্ত্রিক বিকৃতি বা পরিবর্তনশীল তাপমাত্রার প্রভাবে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়। ইস্পাত এবং লোহা, নিকেল এবং কোবাল্ট এবং সংকর ধাতুগুলি এভাবেই আচরণ করে। তাদের চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা ভ্যাকুয়ামের চেয়ে হাজার গুণ বেশি।

এই কারণে, বৈদ্যুতিক প্রকৌশলে, চৌম্বকীয় প্রবাহ পরিচালনা করতে এবং শক্তি রূপান্তর করতে, এটি ঐতিহ্যগতভাবে ব্যবহৃত হয় ফেরোম্যাগনেটিক পদার্থ দিয়ে তৈরি চৌম্বকীয় কোর.

এই জাতীয় পদার্থগুলিতে, চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলি চুম্বকত্বের প্রাথমিক বাহকগুলির চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলির উপর নির্ভর করে - ইলেকট্রন পরমাণুর ভিতরে চলে… অবশ্যই, ইলেকট্রন তাদের নিউক্লিয়াসের চারপাশে পরমাণুর কক্ষপথে চলমান বৃত্তাকার স্রোত (চৌম্বকীয় ডাইপোল) গঠন করে। কিন্তু এই ক্ষেত্রে, ইলেকট্রনগুলিও তাদের অক্ষের চারপাশে ঘোরে, স্পিন চৌম্বকীয় মুহূর্ত তৈরি করে, যা কেবল ফেরোম্যাগনেটের চুম্বকায়নে প্রধান ভূমিকা পালন করে।

ফেরোম্যাগনেটিক বৈশিষ্ট্যগুলি তখনই প্রকাশিত হয় যখন পদার্থটি একটি স্ফটিক অবস্থায় থাকে। উপরন্তু, এই বৈশিষ্ট্যগুলি অত্যন্ত তাপমাত্রা নির্ভর, কারণ তাপীয় গতি প্রাথমিক চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলির স্থিতিশীল অভিযোজনকে বাধা দেয়। সুতরাং, প্রতিটি ফেরোম্যাগনেটের জন্য, একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রা (কিউরি পয়েন্ট) নির্ধারিত হয় যেখানে চুম্বকীয়করণ কাঠামোটি ধ্বংস হয়ে যায় এবং পদার্থটি একটি প্যারাম্যাগনেটে পরিণত হয়। উদাহরণস্বরূপ, লোহার জন্য এটি 900 ° সে.

এমনকি দুর্বল চৌম্বক ক্ষেত্রে, ফেরোম্যাগনেটগুলিকে স্যাচুরেশনে চুম্বক করা যেতে পারে। অধিকন্তু, তাদের চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা প্রয়োগ করা বহিরাগত চৌম্বক ক্ষেত্রের মাত্রার উপর নির্ভর করে।

চুম্বককরণ প্রক্রিয়ার শুরুতে চৌম্বক আবেশ বি একটি ফেরোম্যাগনেটিক শক্তিশালী হয়ে ওঠে, যার অর্থ চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা এটি দুর্দান্ত৷ কিন্তু যখন সম্পৃক্ততা ঘটে, তখন বাহ্যিক ক্ষেত্রের চৌম্বকীয় আবেশকে আরও বাড়ানোর ফলে ফেরোম্যাগনেটের চৌম্বক ক্ষেত্রের আর বৃদ্ধি ঘটে না, এবং সেইজন্য নমুনার চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা হ্রাস পেয়েছে, এখন এটি 1-এ প্রবণতা রয়েছে৷

ফেরোম্যাগনেটের একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল অবশিষ্ট… ধরুন কয়েলে একটি ফেরোম্যাগনেটিক রড বসানো হল এবং কয়েলে কারেন্ট বাড়িয়ে এটিকে স্যাচুরেশনে আনা হল। তারপর কয়েলের কারেন্ট বন্ধ করে দেওয়া হল, অর্থাৎ কয়েলের চৌম্বক ক্ষেত্র সরিয়ে দেওয়া হল।

এটি লক্ষ্য করা সম্ভব হবে যে রডটি শুরুতে যে অবস্থায় ছিল তার সাথে চুম্বকীয়করণ করা হয়নি, এর চৌম্বক ক্ষেত্রটি আরও বেশি হবে, অর্থাৎ একটি অবশিষ্ট আবেশ থাকবে। এভাবে রড ঘোরানো হতো স্থায়ী চুম্বকের কাছে.

এই জাতীয় রডকে ডিম্যাগনেটাইজ করার জন্য, এটিতে বিপরীত দিক এবং অবশিষ্ট আবেশের সমান একটি আবেশ সহ একটি বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করা প্রয়োজন। চৌম্বকীয় ক্ষেত্র আবেশের মডুলাসের মান যা একটি চুম্বকীয় ফেরোম্যাগনেট (স্থায়ী চুম্বক) এর ডিম্যাগনেটাইজ করার জন্য প্রয়োগ করতে হবে তাকে বলে জবরদস্তিমূলক বল.

যে ঘটনাটি ফেরোম্যাগনেটের চুম্বকীকরণের সময় এটিতে আবেশ প্রয়োগকৃত চৌম্বক ক্ষেত্রের আবেশ থেকে পিছিয়ে যায় তাকে বলে চৌম্বক হিস্টেরেসিস (দেখা - হিস্টেরেসিস কি).

বিভিন্ন ফেরোম্যাগনেটিক পদার্থের জন্য চুম্বকীয়করণ বক্ররেখা (হিস্টেরেসিস লুপ) একে অপরের থেকে আলাদা।

কিছু উপাদানের প্রশস্ত হিস্টেরেসিস লুপ রয়েছে — এগুলি উচ্চ অবশিষ্ট চুম্বকীয়করণ সহ উপাদান, এগুলিকে চৌম্বকীয়ভাবে শক্ত পদার্থ বলা হয়। স্থায়ী চুম্বক তৈরিতে শক্ত চৌম্বক পদার্থ ব্যবহার করা হয়।

বিপরীতে, নরম চৌম্বকীয় পদার্থগুলির একটি সংকীর্ণ হিস্টেরেসিস লুপ থাকে, কম অবশিষ্ট চুম্বকীয়করণ হয় এবং দুর্বল ক্ষেত্রগুলিতে সহজেই চুম্বকীয় হয়। এগুলি নরম চৌম্বকীয় পদার্থ যা ট্রান্সফরমার, মোটর স্টেটর ইত্যাদির চৌম্বকীয় কোর হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

ফেরোম্যাগনেট আজ প্রযুক্তিতে খুব গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। নরম চৌম্বকীয় পদার্থ (ফেরাইট, বৈদ্যুতিক ইস্পাত) বৈদ্যুতিক মোটর এবং জেনারেটরে, ট্রান্সফরমার এবং চোকগুলিতে এবং সেইসাথে রেডিও প্রকৌশলে ব্যবহৃত হয়। Ferrites তৈরি করা হয় প্রবর্তক কোর.

শক্ত চৌম্বক পদার্থ (বেরিয়াম, কোবাল্ট, স্ট্রনটিয়াম, নিওডিয়ামিয়াম-লোহা-বোরনের ফেরাইট) স্থায়ী চুম্বক তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। স্থায়ী চুম্বক ব্যাপকভাবে বৈদ্যুতিক এবং শাব্দিক যন্ত্র, মোটর এবং জেনারেটরে, চৌম্বকীয় কম্পাস ইত্যাদিতে ব্যবহৃত হয়।