ማግኔቶች ለብዙ መቶ ዘመናት የሰውን ልጅ ምናብ የገዙ አስደናቂ ነገሮች ናቸው። ከጥንቶቹ ግሪኮች እስከ ዘመናዊ ሳይንቲስቶች ድረስ ሰዎች ማግኔቶችን በሚሠሩበት መንገድ እና በብዙ አፕሊኬሽኖቻቸው ሳቢ ሆነዋል። ቋሚ ማግኔቶች የውጭ መግነጢሳዊ መስክ በማይኖርበት ጊዜ እንኳን መግነጢሳዊ ባህሪያቱን የሚይዝ የማግኔት አይነት ነው። ከቋሚ ማግኔቶች እና መግነጢሳዊ መስኮች በስተጀርባ ያለውን ሳይንስ እንመረምራለን።
ክፍል 1፡ ማግኔቲዝም ምንድን ነው?
መግነጢሳዊነት አንዳንድ ቁሳቁሶችን በመግነጢሳዊ መስክ ለመሳብ ወይም ለማባረር የሚያስችሉትን የአንዳንድ ቁሳቁሶችን አካላዊ ንብረት ያመለክታል. እነዚህ ቁሳቁሶች መግነጢሳዊ ናቸው ወይም መግነጢሳዊ ባህሪያት አላቸው.
መግነጢሳዊ ቁሳቁሶች መግነጢሳዊ ጎራዎች በመኖራቸው ተለይተው ይታወቃሉ, እነዚህም ጥቃቅን ክልሎች የግለሰብ አተሞች መግነጢሳዊ መስኮች የተስተካከሉ ናቸው. እነዚህ ጎራዎች በትክክል ሲጣመሩ ከቁስ ውጭ ሊታወቅ የሚችል ማክሮስኮፒክ መግነጢሳዊ መስክ ይፈጥራሉ.
መግነጢሳዊ ቁሳቁሶች በሁለት ምድቦች ሊከፈሉ ይችላሉ-ferromagnetic እና paramagnetic. የፌሮማግኔቲክ ቁሳቁሶች ጠንካራ መግነጢሳዊ ናቸው, እና ብረት, ኒኬል እና ኮባልት ያካትታሉ. ውጫዊ መግነጢሳዊ መስክ በማይኖርበት ጊዜ እንኳን መግነጢሳዊ ባህሪያቸውን ማቆየት ይችላሉ. በሌላ በኩል ፓራማግኔቲክ ቁሶች ደካማ መግነጢሳዊ ናቸው እና እንደ አሉሚኒየም እና ፕላቲነም ያሉ ቁሳቁሶችን ይጨምራሉ. መግነጢሳዊ ባህሪያትን የሚያሳዩት ለውጫዊ መግነጢሳዊ መስክ ሲጋለጡ ብቻ ነው.
ማግኔቲዝም በዕለት ተዕለት ሕይወታችን ውስጥ በኤሌክትሪክ ሞተሮች ፣ በጄነሬተሮች እና ትራንስፎርመሮች ውስጥ ጨምሮ በርካታ ተግባራዊ አፕሊኬሽኖች አሉት። መግነጢሳዊ ቁሶች እንደ ሃርድ ድራይቭ ባሉ የመረጃ ማከማቻ መሳሪያዎች እና እንደ ማግኔቲክ ድምጽ ማጉያ ምስል (ኤምአርአይ) ባሉ የህክምና ኢሜጂንግ ቴክኖሎጂዎች ውስጥም ጥቅም ላይ ይውላሉ።
ክፍል 2: መግነጢሳዊ መስኮች
መግነጢሳዊ መስኮች የመግነጢሳዊነት መሰረታዊ ገጽታ ሲሆኑ በማግኔት ዙሪያ ያለውን አካባቢ ወይም ማግኔቲክ ኃይሉን የሚለይበትን የአሁኑን ተሸካሚ ሽቦ ይገልፃሉ። እነዚህ መስኮች የማይታዩ ናቸው, ነገር ግን ውጤታቸው በመግነጢሳዊ ቁሳቁሶች እንቅስቃሴ ወይም በመግነጢሳዊ እና በኤሌክትሪክ መስኮች መካከል ባለው መስተጋብር ሊታይ ይችላል.
መግነጢሳዊ መስኮች የሚፈጠሩት በኤሌክትሪክ ክፍያዎች እንቅስቃሴ ነው፣ ለምሳሌ በሽቦ ውስጥ ያለው የኤሌክትሮኖች ፍሰት ወይም በአተም ውስጥ የኤሌክትሮኖች መፍተል። የመግነጢሳዊ መስክ አቅጣጫ እና ጥንካሬ የሚወሰነው በእነዚህ ክፍያዎች አቅጣጫ እና እንቅስቃሴ ነው. ለምሳሌ, በባር ማግኔት ውስጥ, መግነጢሳዊ መስክ በፖሊሶች ላይ በጣም ጠንካራ እና በመሃል ላይ በጣም ደካማ ነው, እና የሜዳው አቅጣጫ ከሰሜን ምሰሶ ወደ ደቡብ ምሰሶ ነው.
የመግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬ በአብዛኛው የሚለካው በቴስላ (ቲ) ወይም በጋውስ (ጂ) አሃዶች ሲሆን የሜዳው አቅጣጫ የቀኝ እጅ ህግን በመጠቀም ሊገለፅ ይችላል ይህም የቀኝ እጅ አውራ ጣት ወደ ውስጥ ከገባ የአሁኑን አቅጣጫ, ከዚያም ጣቶቹ ወደ መግነጢሳዊ መስክ አቅጣጫ ይሽከረከራሉ.
መግነጢሳዊ መስኮች በሞተሮች እና ጄነሬተሮች ፣ ማግኔቲክ ሬዞናንስ ኢሜጂንግ (ኤምአርአይ) ማሽኖች እና እንደ ሃርድ ድራይቭ ባሉ የመረጃ ማከማቻ መሳሪያዎች ውስጥ ጨምሮ በርካታ ተግባራዊ አፕሊኬሽኖች አሏቸው። እንዲሁም በተለያዩ ሳይንሳዊ እና ኢንጂነሪንግ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ እንደ ቅንጣቢ አፋጣኝ እና ማግኔቲክ ሌቪቴሽን ባቡሮች።
የመግነጢሳዊ መስኮችን ባህሪ እና ባህሪያት መረዳት ኤሌክትሮ ማግኔቲዝምን፣ ኳንተም ሜካኒኮችን እና የቁሳቁስ ሳይንስን ጨምሮ ለብዙ የጥናት ዘርፎች አስፈላጊ ነው።
ክፍል 3፡ የቋሚ ማግኔቶች ቅንብር
ቋሚ ማግኔት፣ እንዲሁም "ቋሚ መግነጢሳዊ ቁስ" ወይም "ቋሚ ማግኔቲክ ቁስ" በመባል የሚታወቀው በተለምዶ የፌሮማግኔቲክ ወይም የፌሪማግኔቲክ ቁሶች ጥምረት ነው። እነዚህ ቁሳቁሶች የሚመረጡት መግነጢሳዊ መስክን የመቆየት ችሎታቸው ነው, ይህም በጊዜ ውስጥ የማያቋርጥ መግነጢሳዊ ተጽእኖ እንዲያሳድሩ ያስችላቸዋል.
በቋሚ ማግኔቶች ውስጥ በጣም የተለመዱት የፌሮማግኔቲክ ቁሳቁሶች ብረት, ኒኬል እና ኮባልት ናቸው, እነዚህም መግነጢሳዊ ባህሪያቸውን ለማሻሻል ከሌሎች ንጥረ ነገሮች ጋር ሊጣመሩ ይችላሉ. ለምሳሌ ኒዮዲሚየም ማግኔቶች ከኒዮዲሚየም፣ ከብረት እና ከቦሮን የተውጣጡ ብርቅዬ-ምድር ማግኔት ሲሆኑ ሳምሪየም ኮባልት ማግኔቶች ደግሞ ሳምሪየም፣ ኮባልት፣ ብረት እና መዳብ ናቸው።
የቋሚ ማግኔቶች ስብጥር እንደ ሙቀት መጠን ፣ የሚፈለገው ጥንካሬ እና የመግነጢሳዊ መስክ አቅጣጫ እና የታሰበው አተገባበር በመሳሰሉት ሁኔታዎች ተጽዕኖ ሊያሳድር ይችላል። ለምሳሌ, አንዳንድ ማግኔቶች ከፍተኛ ሙቀትን ለመቋቋም የተነደፉ ሊሆኑ ይችላሉ, ሌሎች ደግሞ በተወሰነ አቅጣጫ ኃይለኛ መግነጢሳዊ መስክ ለማምረት የተነደፉ ሊሆኑ ይችላሉ.
ከዋና መግነጢሳዊ ቁሳቁሶቻቸው በተጨማሪ ቋሚ ማግኔቶች ዝገትን ወይም ጉዳትን ለመከላከል ሽፋኖችን ወይም መከላከያ ንብርብሮችን እንዲሁም ለተለያዩ አፕሊኬሽኖች ጥቅም ላይ የሚውሉ ልዩ ቅርጾችን እና መጠኖችን እንዲፈጥሩ መቅረጽ እና ማሽነሪዎችን ሊያካትቱ ይችላሉ።
ክፍል 4: የቋሚ ማግኔቶች ዓይነቶች
ቋሚ ማግኔቶች እንደ ስብስባቸው፣ መግነጢሳዊ ባህሪያታቸው እና የማምረቻ ሂደታቸው ላይ ተመስርተው በተለያዩ ዓይነቶች ሊከፋፈሉ ይችላሉ። አንዳንድ የተለመዱ የቋሚ ማግኔቶች ዓይነቶች እዚህ አሉ
1.ኒዮዲሚየም ማግኔቶች፡- እነዚህ ብርቅዬ የምድር ማግኔቶች ኒዮዲሚየም፣ ብረት እና ቦሮን ያቀፉ ሲሆኑ በጣም ጠንካራው ቋሚ ማግኔቶች ናቸው። ከፍተኛ መግነጢሳዊ ሃይል ስላላቸው ሞተሮችን፣ ጄነሬተሮችን እና የህክምና መሳሪያዎችን ጨምሮ በተለያዩ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ሊያገለግሉ ይችላሉ።
2.ሳማሪየም ኮባልት ማግኔቶች፡- እነዚህ ብርቅዬ የምድር ማግኔቶች ሳምሪየም፣ ኮባልት፣ ብረት እና መዳብ የተዋቀሩ ሲሆኑ ከፍተኛ ሙቀት ባለው መረጋጋት እና የዝገት መቋቋም ይታወቃሉ። እንደ ኤሮስፔስ እና መከላከያ, እና ከፍተኛ አፈፃፀም ባላቸው ሞተሮች እና ጄነሬተሮች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ.
3.Ferrite ማግኔቶች፡- ሴራሚክ ማግኔቶች በመባልም የሚታወቁት የፌሪት ማግኔቶች ከብረት ኦክሳይድ ጋር የተቀላቀለ የሴራሚክ ቁስ ያቀፈ ነው። ብርቅዬ የምድር ማግኔቶች ያነሰ መግነጢሳዊ ኃይል አላቸው፣ ነገር ግን የበለጠ በተመጣጣኝ ዋጋ እና በስፋት ጥቅም ላይ የዋሉ እንደ ድምጽ ማጉያዎች፣ ሞተሮች እና ማቀዝቀዣ ማግኔቶች ናቸው።
4.Alnico ማግኔቶች፡- እነዚህ ማግኔቶች በአሉሚኒየም፣ ኒኬል እና ኮባልት የተውጣጡ ሲሆኑ በከፍተኛ መግነጢሳዊ ጥንካሬ እና የሙቀት መረጋጋት ይታወቃሉ። ብዙውን ጊዜ እንደ ዳሳሾች, ሜትሮች እና ኤሌክትሪክ ሞተሮች ባሉ የኢንዱስትሪ መተግበሪያዎች ውስጥ ያገለግላሉ.
5.Bonded magnets፡- እነዚህ ማግኔቶች የሚሠሩት ማግኔቲክ ዱቄቱን ከቢንደር ጋር በማዋሃድ ሲሆን ወደ ውስብስብ ቅርጾች እና መጠኖች ሊመረቱ ይችላሉ። ብዙውን ጊዜ እንደ ዳሳሾች፣ አውቶሞቲቭ ክፍሎች እና የህክምና መሳሪያዎች ባሉ መተግበሪያዎች ውስጥ ያገለግላሉ።
የቋሚ ማግኔት አይነት ምርጫ የሚወሰነው በሚፈለገው መግነጢሳዊ ጥንካሬ, የሙቀት መረጋጋት, ዋጋ እና የማምረት ገደቦችን ጨምሮ በተወሰኑ የመተግበሪያ መስፈርቶች ላይ ነው.
ክፍል 5፡ ማግኔቶች እንዴት ይሰራሉ?
ማግኔቶች ከሌሎች መግነጢሳዊ ቁሳቁሶች ወይም ከኤሌክትሪክ ሞገዶች ጋር የሚገናኝ መግነጢሳዊ መስክ በመፍጠር ይሰራሉ. መግነጢሳዊ መስክ የተፈጠረው በእቃው ውስጥ ባሉ መግነጢሳዊ አፍታዎች አሰላለፍ ነው ፣ እነዚህም መግነጢሳዊ ኃይልን የሚፈጥሩ ጥቃቅን የሰሜን እና ደቡብ ምሰሶዎች ናቸው።
በቋሚ ማግኔት ውስጥ፣ እንደ ባር ማግኔት፣ መግነጢሳዊ አፍታዎች በተወሰነ አቅጣጫ የተስተካከሉ ናቸው፣ ስለዚህ መግነጢሳዊ መስኩ በፖሊሶች ላይ በጣም ጠንካራ እና በመሃል ላይ በጣም ደካማ ነው። መግነጢሳዊ ቁስ አጠገብ ሲቀመጥ፣ መግነጢሳዊው መስክ እንደ መግነጢሳዊ አፍታዎች አቅጣጫ በመሳብ ወይም በመመለስ በቁሱ ላይ ኃይል ይፈጥራል።
በኤሌክትሮማግኔት ውስጥ, መግነጢሳዊ መስክ የተፈጠረው በኤሌክትሪክ ሽቦ ውስጥ በሚፈሰው ኤሌክትሪክ ነው. የኤሌክትሪክ ጅረት አሁን ካለው ፍሰት አቅጣጫ ጋር ቀጥ ያለ መግነጢሳዊ መስክ ይፈጥራል, እና የመግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬን በጥቅሉ ውስጥ የሚፈሰውን የአሁኑን መጠን በማስተካከል መቆጣጠር ይቻላል. ኤሌክትሮማግኔቶች እንደ ሞተሮች፣ ድምጽ ማጉያዎች እና ጀነሬተሮች ባሉ መተግበሪያዎች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ።
በመግነጢሳዊ መስኮች እና በኤሌክትሪክ ሞገዶች መካከል ያለው መስተጋብር ለብዙ የቴክኖሎጂ አፕሊኬሽኖች ማለትም ጄነሬተሮች፣ ትራንስፎርመሮች እና ኤሌክትሪክ ሞተሮችን ጨምሮ መሰረት ነው። በጄነሬተር ውስጥ, ለምሳሌ, ከሽቦው ሽቦ አጠገብ ያለው ማግኔት መዞር በሽቦው ውስጥ የኤሌክትሪክ ፍሰትን ያመጣል, ይህም የኤሌክትሪክ ኃይል ለማመንጨት ያገለግላል. በኤሌክትሪክ ሞተር ውስጥ በሞተሩ መግነጢሳዊ መስክ እና በሽቦው ጥቅል ውስጥ በሚፈሰው የአሁኑ መካከል ያለው መስተጋብር የሞተርን ሽክርክሪት የሚገፋው ጉልበት ይፈጥራል.
በዚህ ባህሪ መሰረት እንደ ሃልቤክ ባሉ ልዩ ቦታ ላይ የመግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬን ለመጨመር ልዩ ማግኔቲክ ምሰሶ ዝግጅትን መንደፍ እንችላለን ።
የልጥፍ ጊዜ: ማርች-24-2023