संतृप्ति (चुंबकीय)
कुछ चुंबकत्व सामग्री में देखा गया, संतृप्ति वह स्थिति है जब लागू बाहरी चुंबकीय क्षेत्र 'एच' में वृद्धि सामग्री के चुंबकीयकरण को और अधिक नहीं बढ़ा सकती है, इसलिए कुल चुंबकीय प्रवाह घनत्व 'बी' कम या ज्यादा स्तर बंद हो जाता है। (यद्यपि, अनुचुंबकत्व के कारण क्षेत्र के साथ चुंबकत्व बहुत धीरे-धीरे बढ़ता रहता है।) संतृप्ति लोह चुंबकत्व और फेरी चुम्बकत्व सामग्री, जैसे लोहा , निकल , कोबाल्ट और उनके मिश्र धातुओं की विशेषता है। विभिन्न फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों में अलग-अलग संतृप्ति स्तर होते हैं।
विवरण
किसी पदार्थ के चुंबकीयकरण वक्र (जिसे बीएच वक्र या हिस्टैरिसीस वक्र भी कहा जाता है) में वक्र के दाईं ओर झुकने के रूप में संतृप्ति सबसे स्पष्ट रूप से देखी जाती है (दाईं ओर ग्राफ देखें)। जैसे-जैसे H क्षेत्र बढ़ता है, B क्षेत्र पदार्थ के लिए अधिकतम मान स्पर्शोन्मुख, संतृप्ति स्तर तक पहुँच जाता है। तकनीकी रूप से, संतृप्ति के ऊपर, बी क्षेत्र में वृद्धि जारी है, किन्तु अनुचुंबकत्व दर पर, जो परिमाण के कई आदेश (चुंबकीय क्षेत्र) है जो संतृप्ति के नीचे देखी गई फेरोमैग्नेटिक दर से कम है।[1]
चुम्बकीय क्षेत्र H और चुंबकीय क्षेत्र B के बीच संबंध को चुंबकीय पारगम्यता (विद्युत चुंबकत्व) के रूप में भी व्यक्त किया जा सकता है: या सापेक्ष पारगम्यता , कहाँ पे वैक्यूम पारगम्यता है। फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों की पारगम्यता स्थिर नहीं है, किन्तु एच पर निर्भर करती है। संतृप्त सामग्रियों में सापेक्ष पारगम्यता एच के साथ अधिकतम तक बढ़ जाती है, फिर जैसे-जैसे यह संतृप्ति के पास पहुंचता है और की ओर घटता जाता है।[1][2]
विभिन्न सामग्रियों में अलग-अलग संतृप्ति स्तर होते हैं। उदाहरण के लिए, ट्रांसफॉर्मर में उपयोग होने वाली उच्च पारगम्यता वाली लौह मिश्र धातुएं 1.6-2.2 पर चुंबकीय संतृप्ति तक पहुंचती हैं टेस्ला (यूनिट) एस (टी),[3] जबकि फेराइट (चुंबक) 0.2–0.5 टी पर संतृप्त होता है।[4] कुछ अनाकार धातु मिश्र 1.2-1.3 टी पर संतृप्त होते हैंटी।[5] धातु में लगभग 0.8 पर संतृप्त होता है।[6][7]
स्पष्टीकरण
फेरोमैग्नेटिक सामग्री (लोहे की तरह) सूक्ष्म क्षेत्रों से बनी होती है जिन्हें चुंबकिय प्रभाव क्षेत्र कहा जाता है, जो छोटे चुंबक की तरह काम करते हैं जो उनके चुंबकीयकरण की दिशा बदल सकते हैं। सामग्री पर बाहरी चुंबकीय क्षेत्र लागू होने से पहले, प्रभाव क्षेत्र के चुंबकीय क्षेत्र यादृच्छिक दिशाओं में उन्मुख होते हैं, प्रभावी रूप से दूसरे को रद्द कर देते हैं, इसलिए शुद्ध बाहरी चुंबकीय क्षेत्र नगण्य रूप से छोटा होता है। जब बाहरी चुम्बकीय क्षेत्र H को सामग्री पर लागू किया जाता है, तो यह सामग्री में प्रवेश करता है और प्रभाव क्षेत्र को संरेखित करता है, जिससे उनके छोटे चुंबकीय क्षेत्र मुड़ते हैं और बाहरी क्षेत्र के समानांतर संरेखित होते हैं, बड़े चुंबकीय क्षेत्र B को बनाने के लिए साथ जुड़ते हैं जो बाहर से फैलता है। सामग्री। इसे चुंबकीयकरण कहा जाता है। बाहरी चुंबकीय क्षेत्र H जितना मजबूत होता है, उतना ही अधिक प्रभाव क्षेत्र संरेखित होता है, उच्च चुंबकीय प्रवाह घनत्व B उत्पन्न करता है। आखिरकार, निश्चित बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में, प्रभाव क्षेत्र दीवार (चुंबकत्व) जितनी दूर तक जा सकती है, और प्रभाव क्षेत्र उतने ही आगे बढ़ गए हैं क्रिस्टल संरचना के रूप में उन्हें संरेखित करने की अनुमति देता है, इसलिए इसके ऊपर बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को बढ़ाने पर प्रभाव क्षेत्र संरचना में नगण्य परिवर्तन होता है। चुंबकीयकरण लगभग स्थिर रहता है, और कहा जाता है कि यह संतृप्त हो गया है।[8] संतृप्ति पर प्रभाव क्षेत्र संरचना तापमान पर निर्भर करती है।[8]
प्रभाव और उपयोग
संतृप्ति फेरोमैग्नेटिक-कोर इलेक्ट्रोमैग्नेट्स और लगभग 2टी के ट्रांसफार्मर में प्राप्त होने वाले अधिकतम चुंबकीय क्षेत्रों पर व्यावहारिक सीमा लगाती है, जो उनके कोर के न्यूनतम आकार पर सीमा लगाती है। यह कारण है कि क्यों उच्च शक्ति मोटर्स, जनरेटर, और विद्युत उपयोगिता ट्रांसफार्मर भौतिक रूप से बड़े हैं; उच्च शक्ति उत्पादन के लिए आवश्यक बड़ी मात्रा में चुंबकीय प्रवाह का संचालन करने के लिए, उनके पास बड़े चुंबकीय कोर होने चाहिए। उन अनुप्रयोगों में जिनमें चुंबकीय कोर का वजन कम से कम रखा जाना चाहिए, जैसे विमान में ट्रांसफॉर्मर और इलेक्ट्रिक मोटर्स, उच्च संतृप्ति मिश्र धातु जैसे कि उल्लिखित अधिकांशतः उपयोग किया जाता है।
विद्युत सर्किट में, फेरोमैग्नेटिक कोर वाले ट्रांसफॉर्मर और इंडिकेटर्स लीनियर सर्किट को संचालित करते हैं, जब उनके माध्यम से करंट उनकी कोर सामग्री को संतृप्ति में चलाने के लिए अधिक बड़ा होता है। इसका मतलब यह है कि ड्राइव करंट में बदलाव के साथ उनका इंडक्शन और अन्य गुण अलग-अलग होते हैं। रैखिक सर्किट में इसे सामान्यतः आदर्श व्यवहार से अवांछित प्रस्थान माना जाता है। जब वैकल्पिक वर्तमान सिग्नल (इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग) लागू होते हैं, तो यह गैर-रैखिकता लयबद्ध इंटरमॉड्यूलेशन विरूपण की पीढ़ी का कारण बन सकती है। इसे रोकने के लिए, आयरन कोर इंडिकेटर्स पर लागू सिग्नल का स्तर सीमित होना चाहिए ताकि वे संतृप्त न हों। इसके प्रभाव को कम करने के लिए, कुछ प्रकार के ट्रांसफॉर्मर कोर में एयर गैप बनाया जाता है।[9] संतृप्ति धारा, चुंबकीय कोर को संतृप्त करने के लिए आवश्यक घुमाव के माध्यम से वर्तमान, निर्माताओं द्वारा कई इंडक्टर्स और ट्रांसफार्मर के विनिर्देशों में दिया जाता है।
दूसरी ओर, कुछ इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में संतृप्ति को शोषित किया जाता है। आर्क वेल्डिंग में उपयोग किए जाने वाले सैचुरेबल-कोर ट्रांसफॉर्मर, और फेरोरेसोनेंट ट्रांसफॉर्मर जो वोल्टेज रेगुलेटर के रूप में काम करते हैं, उसमे करंट को सीमित करने के लिए संतृप्ति का उपयोग किया जाता है। जब प्राथमिक करंट एक निश्चित मान से अधिक हो जाता है, तो कोर को उसके संतृप्ति क्षेत्र में धकेल दिया जाता है, जिससे द्वितीयक धारा में और वृद्धि होती है। अधिक परिष्कृत अनुप्रयोग में, संतृप्त रिएक्टर और चुंबकीय एम्पलीफायर प्रारंभ करनेवाला के विद्युत प्रतिबाधा को नियंत्रित करने के लिए अलग वाइंडिंग के माध्यम से डीसी करंट का उपयोग करते हैं। कंट्रोल वाइंडिंग में करंट को बदलते हुए ऑपरेटिंग पॉइंट को संतृप्ति वक्र पर ऊपर और नीचे ले जाता है, प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से प्रत्यावर्ती धारा को नियंत्रित करता है। इनका उपयोग चर फ्लोरोसेंट लैंप विद्युत रोड़े और बिजली नियंत्रण प्रणालियों में किया जाता है।[10]
मैग्नेटोमीटर फ्लक्सगेट मैग्नेटोमीटर और फ्लक्सगेट कम्पास में संतृप्ति का भी उपयोग किया जाता है।
कुछ ऑडियो अनुप्रयोगों में, संतृप्त ट्रांसफॉर्मर या इंडक्टर्स इच्छापूर्वक ऑडियो सिग्नल में विरूपण प्रस्तुत करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। चुंबकीय संतृप्ति अजीब क्रम हार्मोनिक्स उत्पन्न करती है, सामान्यतः निचली और मध्य आवृत्ति रेंज में तीसरी और पांचवीं हार्मोनिक पीढ़ी विरूपण प्रस्तुत करती है।[11]
यह भी देखें
- चुंबकीय अनिच्छा
- परमेंदुर|परमेंदुर/हिपरको
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 Bozorth, Richard M. (1993) [Reissue of 1951 publication]. Ferromagnetism. AN IEEE Press Classic Reissue. Wiley-IEEE Press. ISBN 0-7803-1032-2.
- ↑ Bakshi, V.U.; U.A.Bakshi (2009). Basic Electrical Engineering. Technical Publications. pp. 3–31. ISBN 978-81-8431-334-5.
- ↑ Laughton, M. A.; Warne, D. F., eds. (2003). "8". Electrical Engineer's Reference Book (Sixteenth ed.). Newnes. ISBN 0-7506-4637-3.
- ↑ Chikazumi, Sōshin (1997). "table 9.2". Physics of Ferromagnetism. Clarendon Press. ISBN 0-19-851776-9.
- ↑ USA 5126907, Yoshihiro Hamakawa, Hisashi Takano, Naoki Koyama, Eijin Moriwaki, Shinobu Sasaki, Kazuo Shiiki, "Thin film magnetic head having at least one magnetic core member made at least partly of a material having a high saturation magnetic flux density", issued 1992
- ↑ "Shielding Materials". K+J Magnetics. Retrieved 2013-05-07.
- ↑ "Mumetal is one of a family of three Nickel-Iron alloys". mumetal.co.uk. Archived from the original on 2013-05-07. Retrieved 2013-05-07.
- ↑ 8.0 8.1 "Magnetic properties of materials" (PDF). unlcms.unl.edu. Retrieved 2016-03-16.
- ↑ Rod, Elliott (May 2010). "Transformers - The Basics (Section 2)". Beginner's Guide to Transformers. Elliott Sound Products. Archived from the original on 2019-07-21. Retrieved 2011-03-17.
- ↑ Choudhury, D. Roy (2005). "2.9.1". Modern Control Engineering. Prentice-Hall of India. ISBN 81-203-2196-0.
- ↑ "The Benefits of Harmonic Distortion (HMX)". Audient Help Desk (in English). Retrieved 2020-07-16.
