காந்தங்கள் பல நூற்றாண்டுகளாக மனித கற்பனையை கவர்ந்த கவர்ச்சிகரமான பொருள்கள்.பண்டைய கிரேக்கர்கள் முதல் நவீன விஞ்ஞானிகள் வரை, காந்தங்கள் செயல்படும் விதம் மற்றும் அவற்றின் பல பயன்பாடுகளால் மக்கள் ஆர்வமாக உள்ளனர்.நிரந்தர காந்தங்கள் என்பது ஒரு வகை காந்தமாகும், அது வெளிப்புற காந்தப்புலத்தின் முன்னிலையில் இல்லாவிட்டாலும் கூட அதன் காந்த பண்புகளை தக்க வைத்துக் கொள்ளும். நிரந்தர காந்தங்கள் மற்றும் காந்தப்புலங்களின் பின்னால் உள்ள அறிவியலை ஆராய்வோம், அவற்றின் கலவை, பண்புகள் மற்றும் பயன்பாடுகள் உட்பட.
பிரிவு 1: காந்தவியல் என்றால் என்ன?
காந்தவியல் என்பது சில பொருட்களின் இயற்பியல் பண்புகளைக் குறிக்கிறது, இது ஒரு காந்தப்புலத்துடன் மற்ற பொருட்களை ஈர்க்க அல்லது விரட்ட அனுமதிக்கிறது.இந்த பொருட்கள் காந்தம் அல்லது காந்த பண்புகள் கொண்டவை என்று கூறப்படுகிறது.
காந்தப் பொருட்கள் காந்த களங்களின் முன்னிலையில் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, அவை நுண்ணிய பகுதிகளாகும், இதில் தனிப்பட்ட அணுக்களின் காந்தப்புலங்கள் சீரமைக்கப்படுகின்றன.இந்த களங்கள் சரியாக சீரமைக்கப்படும் போது, அவை பொருளுக்கு வெளியே கண்டறியக்கூடிய மேக்ரோஸ்கோபிக் காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகின்றன.
காந்தப் பொருட்களை இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: ஃபெரோ காந்தம் மற்றும் பாரா காந்தம்.ஃபெரோமேக்னடிக் பொருட்கள் வலுவான காந்தம் மற்றும் இரும்பு, நிக்கல் மற்றும் கோபால்ட் ஆகியவை அடங்கும்.வெளிப்புற காந்தப்புலம் இல்லாவிட்டாலும் அவற்றின் காந்தப் பண்புகளைத் தக்கவைத்துக் கொள்ள முடிகிறது.மறுபுறம், பாரா காந்த பொருட்கள் பலவீனமான காந்தம் மற்றும் அலுமினியம் மற்றும் பிளாட்டினம் போன்ற பொருட்களை உள்ளடக்கியது.அவை வெளிப்புற காந்தப்புலத்திற்கு உட்படுத்தப்படும் போது மட்டுமே காந்த பண்புகளை வெளிப்படுத்துகின்றன.
மின்சார மோட்டார்கள், ஜெனரேட்டர்கள் மற்றும் மின்மாற்றிகள் உட்பட நமது அன்றாட வாழ்வில் காந்தவியல் பல நடைமுறை பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது.ஹார்ட் டிரைவ்கள் போன்ற தரவு சேமிப்பக சாதனங்களிலும், காந்த அதிர்வு இமேஜிங் (எம்ஆர்ஐ) போன்ற மருத்துவ இமேஜிங் தொழில்நுட்பங்களிலும் காந்தப் பொருட்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
பிரிவு 2: காந்தப்புலங்கள்
காந்தப்புலங்கள் காந்தத்தின் ஒரு அடிப்படை அம்சமாகும், மேலும் காந்த சக்தியைக் கண்டறியக்கூடிய ஒரு காந்தம் அல்லது மின்னோட்டத்தைச் சுமந்து செல்லும் கம்பியைச் சுற்றியுள்ள பகுதியை விவரிக்கிறது.இந்த புலங்கள் கண்ணுக்கு தெரியாதவை, ஆனால் அவற்றின் விளைவுகளை காந்தப் பொருட்களின் இயக்கம் அல்லது காந்த மற்றும் மின்சார புலங்களுக்கு இடையிலான தொடர்பு மூலம் காணலாம்.
ஒரு கம்பியில் எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டம் அல்லது அணுவில் எலக்ட்ரான்கள் சுழல்வது போன்ற மின் கட்டணங்களின் இயக்கத்தால் காந்தப்புலங்கள் உருவாக்கப்படுகின்றன.காந்தப்புலத்தின் திசையும் வலிமையும் இந்த கட்டணங்களின் நோக்குநிலை மற்றும் இயக்கத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு பார் காந்தத்தில், காந்தப்புலம் துருவங்களில் வலுவாகவும் மையத்தில் பலவீனமாகவும் இருக்கும், மேலும் புலத்தின் திசை வட துருவத்திலிருந்து தென் துருவம் வரை இருக்கும்.
ஒரு காந்தப்புலத்தின் வலிமை பொதுவாக டெஸ்லா (டி) அல்லது காஸ் (ஜி) அலகுகளில் அளவிடப்படுகிறது, மேலும் புலத்தின் திசையை வலது கை விதியைப் பயன்படுத்தி விவரிக்கலாம், இது வலது கையின் கட்டைவிரல் சுட்டிக்காட்டினால் மின்னோட்டத்தின் திசை, பின்னர் விரல்கள் காந்தப்புலத்தின் திசையில் சுருண்டுவிடும்.
மோட்டார்கள் மற்றும் ஜெனரேட்டர்கள், காந்த அதிர்வு இமேஜிங் (எம்ஆர்ஐ) இயந்திரங்கள் மற்றும் ஹார்ட் டிரைவ்கள் போன்ற தரவு சேமிப்பக சாதனங்களில் காந்தப்புலங்கள் பல நடைமுறை பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன.துகள் முடுக்கிகள் மற்றும் காந்த லெவிடேஷன் ரயில்கள் போன்ற பல்வேறு அறிவியல் மற்றும் பொறியியல் பயன்பாடுகளிலும் அவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
மின்காந்தவியல், குவாண்டம் இயக்கவியல் மற்றும் பொருள் அறிவியல் உள்ளிட்ட பல ஆய்வுத் துறைகளுக்கு காந்தப்புலங்களின் நடத்தை மற்றும் பண்புகளைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம்.
பிரிவு 3: நிரந்தர காந்தங்களின் கலவை
நிரந்தர காந்தம், "நிரந்தர காந்தப் பொருள்" அல்லது "நிரந்தர காந்தப் பொருள்" என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது பொதுவாக ஃபெரோ காந்தம் அல்லது ஃபெரி காந்தப் பொருட்களின் கலவையால் ஆனது.இந்த பொருட்கள் ஒரு காந்தப்புலத்தை தக்கவைத்துக்கொள்ளும் திறனுக்காக தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன, அவை காலப்போக்கில் ஒரு நிலையான காந்த விளைவை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது.
நிரந்தர காந்தங்களில் பயன்படுத்தப்படும் மிகவும் பொதுவான ஃபெரோ காந்த பொருட்கள் இரும்பு, நிக்கல் மற்றும் கோபால்ட் ஆகும், அவை அவற்றின் காந்த பண்புகளை மேம்படுத்த மற்ற உறுப்புகளுடன் கலக்கப்படலாம்.எடுத்துக்காட்டாக, நியோடைமியம் காந்தங்கள் நியோடைமியம், இரும்பு மற்றும் போரான் ஆகியவற்றால் ஆன ஒரு வகை அரிய-பூமி காந்தமாகும், அதே சமயம் சமாரியம் கோபால்ட் காந்தங்கள் சமாரியம், கோபால்ட், இரும்பு மற்றும் தாமிரம் ஆகியவற்றால் ஆனவை.
நிரந்தர காந்தங்களின் கலவை அவை பயன்படுத்தப்படும் வெப்பநிலை, விரும்பிய வலிமை மற்றும் காந்தப்புலத்தின் திசை மற்றும் நோக்கம் கொண்ட பயன்பாடு போன்ற காரணிகளாலும் பாதிக்கப்படலாம்.எடுத்துக்காட்டாக, சில காந்தங்கள் அதிக வெப்பநிலையைத் தாங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்படலாம், மற்றவை ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் வலுவான காந்தப்புலத்தை உருவாக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.
அவற்றின் முதன்மையான காந்தப் பொருட்களுடன், நிரந்தர காந்தங்களில் அரிப்பை அல்லது சேதத்தைத் தடுக்க பூச்சுகள் அல்லது பாதுகாப்பு அடுக்குகள் இருக்கலாம், அத்துடன் வெவ்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்த குறிப்பிட்ட வடிவங்கள் மற்றும் அளவுகளை உருவாக்க வடிவமைத்தல் மற்றும் எந்திரம் ஆகியவை அடங்கும்.
பிரிவு 4: நிரந்தர காந்தங்களின் வகைகள்
நிரந்தர காந்தங்களை அவற்றின் கலவை, காந்த பண்புகள் மற்றும் உற்பத்தி செயல்முறை ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் பல வகைகளாக வகைப்படுத்தலாம்.நிரந்தர காந்தங்களின் சில பொதுவான வகைகள் இங்கே:
1.நியோடைமியம் காந்தங்கள்: இந்த அரிய பூமி காந்தங்கள் நியோடைமியம், இரும்பு மற்றும் போரான் ஆகியவற்றால் ஆனவை, மேலும் அவை கிடைக்கக்கூடிய நிலையான காந்தங்களின் வலிமையான வகையாகும்.அவை அதிக காந்த ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் மோட்டார்கள், ஜெனரேட்டர்கள் மற்றும் மருத்துவ உபகரணங்கள் உட்பட பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படலாம்.
2.சமாரியம் கோபால்ட் காந்தங்கள்: இந்த அரிய பூமி காந்தங்கள் சமாரியம், கோபால்ட், இரும்பு மற்றும் தாமிரம் ஆகியவற்றால் ஆனவை, மேலும் அவை அதிக வெப்பநிலை நிலைத்தன்மை மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பிற்காக அறியப்படுகின்றன.அவை விண்வெளி மற்றும் பாதுகாப்பு போன்ற பயன்பாடுகளிலும், அதிக செயல்திறன் கொண்ட மோட்டார்கள் மற்றும் ஜெனரேட்டர்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
3.ஃபெரைட் காந்தங்கள்: பீங்கான் காந்தங்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன, ஃபெரைட் காந்தங்கள் இரும்பு ஆக்சைடு கலந்த பீங்கான் பொருளால் ஆனவை.அவை அரிதான பூமி காந்தங்களைக் காட்டிலும் குறைந்த காந்த ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் அவை மிகவும் மலிவு விலையில் உள்ளன மற்றும் ஸ்பீக்கர்கள், மோட்டார்கள் மற்றும் குளிர்சாதனப் பெட்டி காந்தங்கள் போன்ற பயன்பாடுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
4.அல்னிகோ காந்தங்கள்: இந்த காந்தங்கள் அலுமினியம், நிக்கல் மற்றும் கோபால்ட் ஆகியவற்றால் ஆனது, மேலும் அவை அதிக காந்த வலிமை மற்றும் வெப்பநிலை நிலைத்தன்மைக்கு அறியப்படுகின்றன.சென்சார்கள், மீட்டர்கள் மற்றும் மின்சார மோட்டார்கள் போன்ற தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் அவை பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
5.பிணைக்கப்பட்ட காந்தங்கள்: இந்த காந்தங்கள் ஒரு பைண்டருடன் காந்தப் பொடியைக் கலந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன, மேலும் அவை சிக்கலான வடிவங்கள் மற்றும் அளவுகளில் தயாரிக்கப்படலாம்.சென்சார்கள், வாகனக் கூறுகள் மற்றும் மருத்துவ உபகரணங்கள் போன்ற பயன்பாடுகளில் அவை பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
நிரந்தர காந்த வகையின் தேர்வு, தேவையான காந்த வலிமை, வெப்பநிலை நிலைத்தன்மை, செலவு மற்றும் உற்பத்திக் கட்டுப்பாடுகள் உள்ளிட்ட குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டுத் தேவைகளைப் பொறுத்தது.
பிரிவு 5: காந்தங்கள் எவ்வாறு வேலை செய்கின்றன?
காந்தங்கள் மற்ற காந்தப் பொருட்களுடன் அல்லது மின்னோட்டங்களுடன் தொடர்பு கொள்ளும் காந்தப்புலத்தை உருவாக்குவதன் மூலம் வேலை செய்கின்றன.காந்தப்புலம் என்பது பொருளில் உள்ள காந்த தருணங்களின் சீரமைப்பு மூலம் உருவாக்கப்படுகிறது, அவை காந்த சக்தியை உருவாக்கும் நுண்ணிய வட மற்றும் தென் துருவங்களாகும்.
பார் காந்தம் போன்ற ஒரு நிரந்தர காந்தத்தில், காந்த தருணங்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் சீரமைக்கப்படுகின்றன, எனவே காந்தப்புலம் துருவங்களில் வலுவாகவும் மையத்தில் பலவீனமாகவும் இருக்கும்.ஒரு காந்தப் பொருளுக்கு அருகில் வைக்கப்படும் போது, காந்தப்புலம் பொருளின் மீது ஒரு சக்தியைச் செலுத்துகிறது, காந்தத் தருணங்களின் நோக்குநிலையைப் பொறுத்து அதை ஈர்க்கிறது அல்லது விரட்டுகிறது.
ஒரு மின்காந்தத்தில், காந்தப்புலம் கம்பி சுருள் வழியாக பாயும் மின்சாரத்தால் உருவாக்கப்படுகிறது.மின்னோட்டம் தற்போதைய ஓட்டத்தின் திசைக்கு செங்குத்தாக இருக்கும் ஒரு காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது, மேலும் சுருள் வழியாக பாயும் மின்னோட்டத்தின் அளவை சரிசெய்வதன் மூலம் காந்தப்புலத்தின் வலிமையை கட்டுப்படுத்தலாம்.மோட்டார்கள், ஸ்பீக்கர்கள் மற்றும் ஜெனரேட்டர்கள் போன்ற பயன்பாடுகளில் மின்காந்தங்கள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
காந்தப்புலங்கள் மற்றும் மின்னோட்டங்களுக்கு இடையிலான தொடர்பு ஜெனரேட்டர்கள், மின்மாற்றிகள் மற்றும் மின்சார மோட்டார்கள் உட்பட பல தொழில்நுட்ப பயன்பாடுகளுக்கு அடிப்படையாகும்.ஒரு ஜெனரேட்டரில், எடுத்துக்காட்டாக, கம்பிச் சுருளுக்கு அருகில் ஒரு காந்தத்தின் சுழற்சியானது கம்பியில் ஒரு மின்னோட்டத்தைத் தூண்டுகிறது, இது மின்சாரத்தை உருவாக்க பயன்படுகிறது.ஒரு மின்சார மோட்டாரில், மோட்டாரின் காந்தப்புலத்திற்கும் கம்பிச் சுருள் வழியாக பாயும் மின்னோட்டத்திற்கும் இடையிலான தொடர்பு மோட்டாரின் சுழற்சியை இயக்கும் முறுக்குவிசையை உருவாக்குகிறது.
இந்த குணாதிசயத்தின்படி, ஹால்பெக் போன்ற வேலையின் போது ஒரு சிறப்பு பகுதியில் காந்தப்புல வலிமையை அதிகரிக்க பிளவுபடுத்துவதற்கான ஒரு சிறப்பு காந்த துருவ ஏற்பாட்டை நாம் வடிவமைக்க முடியும்.
இடுகை நேரம்: மார்ச்-24-2023