നൂറ്റാണ്ടുകളായി മനുഷ്യ ഭാവനയെ പിടിച്ചടക്കിയ ആകർഷകമായ വസ്തുക്കളാണ് കാന്തങ്ങൾ.പുരാതന ഗ്രീക്കുകാർ മുതൽ ആധുനിക ശാസ്ത്രജ്ഞർ വരെ, കാന്തങ്ങളുടെ പ്രവർത്തന രീതിയും അവയുടെ നിരവധി പ്രയോഗങ്ങളും ആളുകൾക്ക് കൗതുകമുണർത്തിയിട്ടുണ്ട്.ഒരു ബാഹ്യ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ഇല്ലെങ്കിൽപ്പോലും അതിന്റെ കാന്തിക ഗുണങ്ങൾ നിലനിർത്തുന്ന ഒരു തരം കാന്തമാണ് സ്ഥിരമായ കാന്തങ്ങൾ. സ്ഥിരമായ കാന്തങ്ങളുടെയും കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളുടെയും പിന്നിലെ ശാസ്ത്രം, അവയുടെ ഘടന, ഗുണങ്ങൾ, പ്രയോഗങ്ങൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ ഞങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യും.
വിഭാഗം 1: എന്താണ് കാന്തികത?
കാന്തികക്ഷേത്രം ഉപയോഗിച്ച് മറ്റ് വസ്തുക്കളെ ആകർഷിക്കുന്നതിനോ പുറന്തള്ളുന്നതിനോ അനുവദിക്കുന്ന ചില വസ്തുക്കളുടെ ഭൗതിക സ്വത്തിനെ കാന്തികത സൂചിപ്പിക്കുന്നു.ഈ പദാർത്ഥങ്ങൾ കാന്തികമോ കാന്തിക ഗുണങ്ങളുള്ളതോ ആണെന്ന് പറയപ്പെടുന്നു.
കാന്തിക പദാർത്ഥങ്ങളുടെ സവിശേഷത കാന്തിക ഡൊമെയ്‌നുകളുടെ സാന്നിധ്യമാണ്, അവ വ്യക്തിഗത ആറ്റങ്ങളുടെ കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾ വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്ന സൂക്ഷ്മ പ്രദേശങ്ങളാണ്.ഈ ഡൊമെയ്‌നുകൾ ശരിയായി വിന്യസിക്കുമ്പോൾ, അവ മെറ്റീരിയലിന് പുറത്ത് കണ്ടെത്താനാകുന്ന ഒരു മാക്രോസ്‌കോപ്പിക് കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.
കാന്തിക പദാർത്ഥങ്ങളെ രണ്ട് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിക്കാം: ഫെറോ മാഗ്നറ്റിക്, പാരാമാഗ്നറ്റിക്.ഇരുമ്പ്, നിക്കൽ, കോബാൾട്ട് എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്ന ഫെറോ മാഗ്നറ്റിക് മെറ്റീരിയലുകൾ ശക്തമായ കാന്തികമാണ്.ബാഹ്യ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ അഭാവത്തിൽ പോലും അവയുടെ കാന്തിക ഗുണങ്ങൾ നിലനിർത്താൻ അവർക്ക് കഴിയും.മറുവശത്ത്, പരമാഗ്നറ്റിക് മെറ്റീരിയലുകൾ ദുർബലമായ കാന്തികമാണ്, കൂടാതെ അലുമിനിയം, പ്ലാറ്റിനം തുടങ്ങിയ വസ്തുക്കളും ഉൾപ്പെടുന്നു.ബാഹ്യ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന് വിധേയമാകുമ്പോൾ മാത്രമേ അവ കാന്തിക ഗുണങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുകയുള്ളൂ.
വൈദ്യുത മോട്ടോറുകൾ, ജനറേറ്ററുകൾ, ട്രാൻസ്ഫോർമറുകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടെ നമ്മുടെ ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ കാന്തികതയ്ക്ക് നിരവധി പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളുണ്ട്.ഹാർഡ് ഡ്രൈവുകൾ പോലുള്ള ഡാറ്റ സ്റ്റോറേജ് ഉപകരണങ്ങളിലും മാഗ്നെറ്റിക് റെസൊണൻസ് ഇമേജിംഗ് (എംആർഐ) പോലുള്ള മെഡിക്കൽ ഇമേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളിലും കാന്തിക വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
വിഭാഗം 2: കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ
കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾ കാന്തികതയുടെ ഒരു അടിസ്ഥാന വശമാണ്, കാന്തിക ശക്തി കണ്ടെത്താനാകുന്ന ഒരു കാന്തം അല്ലെങ്കിൽ വൈദ്യുതധാരയുള്ള വയർ ചുറ്റുമുള്ള പ്രദേശത്തെ വിവരിക്കുന്നു.ഈ ഫീൽഡുകൾ അദൃശ്യമാണ്, പക്ഷേ കാന്തിക വസ്തുക്കളുടെ ചലനത്തിലൂടെയോ കാന്തിക, വൈദ്യുത മണ്ഡലങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിലൂടെയോ അവയുടെ ഫലങ്ങൾ നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയും.
ഒരു വയറിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഒഴുക്ക് അല്ലെങ്കിൽ ഒരു ആറ്റത്തിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ കറക്കം പോലുള്ള വൈദ്യുത ചാർജുകളുടെ ചലനത്തിലൂടെയാണ് കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നത്.കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ദിശയും ശക്തിയും നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഈ ചാർജുകളുടെ ഓറിയന്റേഷനും ചലനവുമാണ്.ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ബാർ മാഗ്നറ്റിൽ, കാന്തികക്ഷേത്രം ധ്രുവങ്ങളിൽ ഏറ്റവും ശക്തവും കേന്ദ്രത്തിൽ ഏറ്റവും ദുർബലവുമാണ്, കൂടാതെ ഫീൽഡിന്റെ ദിശ ഉത്തരധ്രുവത്തിൽ നിന്ന് ദക്ഷിണധ്രുവത്തിലേക്കാണ്.
ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ശക്തി സാധാരണയായി ടെസ്‌ല (T) അല്ലെങ്കിൽ ഗോസ് (G) യൂണിറ്റുകളിലാണ് അളക്കുന്നത്, കൂടാതെ വലത് കൈ റൂൾ ഉപയോഗിച്ച് ഫീൽഡിന്റെ ദിശ വിവരിക്കാം, അത് വലതു കൈയുടെ തള്ളവിരൽ ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുന്നുവെങ്കിൽ വൈദ്യുതധാരയുടെ ദിശ, അപ്പോൾ വിരലുകൾ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ദിശയിൽ ചുരുട്ടും.
മോട്ടോറുകളും ജനറേറ്ററുകളും, മാഗ്നെറ്റിക് റെസൊണൻസ് ഇമേജിംഗ് (എംആർഐ) മെഷീനുകൾ, ഹാർഡ് ഡ്രൈവുകൾ പോലുള്ള ഡാറ്റ സ്റ്റോറേജ് ഡിവൈസുകൾ എന്നിവയിൽ ഉൾപ്പെടെ നിരവധി പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങൾ കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾക്ക് ഉണ്ട്.കണികാ ആക്സിലറേറ്ററുകൾ, മാഗ്നറ്റിക് ലെവിറ്റേഷൻ ട്രെയിനുകൾ എന്നിവ പോലുള്ള വിവിധ ശാസ്ത്ര, എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും അവ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
വൈദ്യുതകാന്തികത, ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ്, മെറ്റീരിയൽ സയൻസ് എന്നിവയുൾപ്പെടെ പല പഠന മേഖലകൾക്കും കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളുടെ സ്വഭാവവും ഗുണങ്ങളും മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് അത്യാവശ്യമാണ്.
വിഭാഗം 3: സ്ഥിരമായ കാന്തങ്ങളുടെ ഘടന
"സ്ഥിര കാന്തിക പദാർത്ഥം" അല്ലെങ്കിൽ "സ്ഥിരമായ കാന്തിക പദാർത്ഥം" എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന ഒരു സ്ഥിരമായ കാന്തം സാധാരണയായി ഫെറോ മാഗ്നറ്റിക് അല്ലെങ്കിൽ ഫെറിമാഗ്നറ്റിക് മെറ്റീരിയലുകളുടെ സംയോജനമാണ്.ഈ പദാർത്ഥങ്ങൾ ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം നിലനിർത്താനുള്ള അവരുടെ കഴിവിനായി തിരഞ്ഞെടുത്തിരിക്കുന്നു, കാലക്രമേണ സ്ഥിരമായ കാന്തിക പ്രഭാവം സൃഷ്ടിക്കാൻ അവരെ അനുവദിക്കുന്നു.
സ്ഥിര കാന്തങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഏറ്റവും സാധാരണമായ ഫെറോ മാഗ്നറ്റിക് മെറ്റീരിയലുകൾ ഇരുമ്പ്, നിക്കൽ, കോബാൾട്ട് എന്നിവയാണ്, അവയുടെ കാന്തിക ഗുണങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് മറ്റ് മൂലകങ്ങളുമായി അലോയ് ചെയ്യാൻ കഴിയും.ഉദാഹരണത്തിന്, നിയോഡൈമിയം, ഇരുമ്പ്, ബോറോൺ എന്നിവ അടങ്ങിയ ഒരു തരം അപൂർവ-ഭൂമി കാന്തമാണ് നിയോഡൈമിയം കാന്തങ്ങൾ, അതേസമയം സമരിയം കോബാൾട്ട് കാന്തങ്ങൾ സമരിയം, കോബാൾട്ട്, ഇരുമ്പ്, ചെമ്പ് എന്നിവ ചേർന്നതാണ്.
സ്ഥിരമായ കാന്തങ്ങളുടെ ഘടനയെ അവ ഉപയോഗിക്കുന്ന താപനില, കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ആവശ്യമുള്ള ശക്തിയും ദിശയും, ഉദ്ദേശിച്ച പ്രയോഗം തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങളാലും സ്വാധീനിക്കപ്പെടാം.ഉദാഹരണത്തിന്, ചില കാന്തങ്ങൾ ഉയർന്ന താപനിലയെ നേരിടാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കാം, മറ്റുള്ളവ ഒരു പ്രത്യേക ദിശയിൽ ശക്തമായ കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തേക്കാം.
അവയുടെ പ്രാഥമിക കാന്തിക പദാർത്ഥങ്ങൾക്ക് പുറമേ, സ്ഥിരമായ കാന്തങ്ങളിൽ നാശമോ കേടുപാടുകളോ തടയുന്നതിനുള്ള കോട്ടിംഗുകളോ സംരക്ഷിത പാളികളോ ഉൾപ്പെടാം, കൂടാതെ വ്യത്യസ്ത ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് പ്രത്യേക ആകൃതികളും വലുപ്പങ്ങളും സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള രൂപപ്പെടുത്തലും മെഷീനിംഗും.
വിഭാഗം 4: സ്ഥിരമായ കാന്തങ്ങളുടെ തരങ്ങൾ
സ്ഥിരമായ കാന്തങ്ങളെ അവയുടെ ഘടന, കാന്തിക ഗുണങ്ങൾ, നിർമ്മാണ പ്രക്രിയ എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി പല തരങ്ങളായി തിരിക്കാം.സ്ഥിരമായ കാന്തങ്ങളുടെ ചില സാധാരണ തരങ്ങൾ ഇതാ:
1.നിയോഡൈമിയം കാന്തങ്ങൾ: ഈ അപൂർവ ഭൗമ കാന്തങ്ങൾ നിയോഡൈമിയം, ഇരുമ്പ്, ബോറോൺ എന്നിവ ചേർന്നതാണ്, കൂടാതെ ലഭ്യമായ ഏറ്റവും ശക്തമായ സ്ഥിരമായ കാന്തങ്ങളാണ്.അവയ്ക്ക് ഉയർന്ന കാന്തിക ഊർജ്ജമുണ്ട്, മോട്ടോറുകൾ, ജനറേറ്ററുകൾ, മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും.
2.സമേറിയം കോബാൾട്ട് കാന്തങ്ങൾ: ഈ അപൂർവ ഭൗമ കാന്തങ്ങൾ സമരിയം, കൊബാൾട്ട്, ഇരുമ്പ്, ചെമ്പ് എന്നിവ ചേർന്നതാണ്, മാത്രമല്ല അവയുടെ ഉയർന്ന താപനില സ്ഥിരതയ്ക്കും നാശന പ്രതിരോധത്തിനും പേരുകേട്ടവയാണ്.എയ്‌റോസ്‌പേസ്, ഡിഫൻസ് തുടങ്ങിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള മോട്ടോറുകളിലും ജനറേറ്ററുകളിലും അവ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
3.ഫെറൈറ്റ് കാന്തങ്ങൾ: സെറാമിക് മാഗ്നറ്റുകൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, ഫെറൈറ്റ് കാന്തങ്ങൾ അയൺ ഓക്സൈഡ് കലർന്ന ഒരു സെറാമിക് പദാർത്ഥമാണ്.അവയ്ക്ക് അപൂർവ ഭൗമ കാന്തങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് കാന്തിക ഊർജ്ജം കുറവാണ്, എന്നാൽ കൂടുതൽ താങ്ങാനാവുന്നതും സ്പീക്കറുകൾ, മോട്ടോറുകൾ, റഫ്രിജറേറ്റർ മാഗ്നറ്റുകൾ തുടങ്ങിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നതുമാണ്.
4.അൽനിക്കോ കാന്തങ്ങൾ: ഈ കാന്തങ്ങൾ അലൂമിനിയം, നിക്കൽ, കോബാൾട്ട് എന്നിവ ചേർന്നതാണ്, മാത്രമല്ല അവയുടെ ഉയർന്ന കാന്തിക ശക്തിക്കും താപനില സ്ഥിരതയ്ക്കും പേരുകേട്ടവയാണ്.സെൻസറുകൾ, മീറ്ററുകൾ, ഇലക്ട്രിക് മോട്ടോറുകൾ തുടങ്ങിയ വ്യാവസായിക ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ അവ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
5.ബോണ്ടഡ് കാന്തങ്ങൾ: ഈ കാന്തങ്ങൾ ഒരു ബൈൻഡറുമായി കാന്തിക പൊടി കലർത്തി നിർമ്മിച്ചതാണ്, സങ്കീർണ്ണമായ ആകൃതിയിലും വലിപ്പത്തിലും നിർമ്മിക്കാം.സെൻസറുകൾ, ഓട്ടോമോട്ടീവ് ഘടകങ്ങൾ, മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ തുടങ്ങിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ അവ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
സ്ഥിരമായ കാന്തിക തരം തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് ആവശ്യമായ കാന്തിക ശക്തി, താപനില സ്ഥിരത, ചെലവ്, നിർമ്മാണ നിയന്ത്രണങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടെയുള്ള നിർദ്ദിഷ്ട ആപ്ലിക്കേഷൻ ആവശ്യകതകളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.
വിഭാഗം 5: കാന്തങ്ങൾ എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?
മറ്റ് കാന്തിക വസ്തുക്കളുമായോ വൈദ്യുത പ്രവാഹങ്ങളുമായോ ഇടപഴകുന്ന ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിച്ചാണ് കാന്തങ്ങൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നത്.കാന്തിക ശക്തി സൃഷ്ടിക്കുന്ന സൂക്ഷ്മ ഉത്തര-ദക്ഷിണ ധ്രുവങ്ങളായ പദാർത്ഥത്തിലെ കാന്തിക നിമിഷങ്ങളുടെ വിന്യാസത്തിലൂടെയാണ് കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നത്.
ഒരു ബാർ മാഗ്നറ്റ് പോലുള്ള സ്ഥിരമായ കാന്തികത്തിൽ, കാന്തിക നിമിഷങ്ങൾ ഒരു പ്രത്യേക ദിശയിൽ വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ കാന്തികക്ഷേത്രം ധ്രുവങ്ങളിൽ ഏറ്റവും ശക്തവും കേന്ദ്രത്തിൽ ഏറ്റവും ദുർബലവുമാണ്.കാന്തിക പദാർത്ഥത്തിന് സമീപം സ്ഥാപിക്കുമ്പോൾ, കാന്തിക നിമിഷങ്ങളുടെ ഓറിയന്റേഷൻ അനുസരിച്ച് കാന്തികക്ഷേത്രം വസ്തുവിൽ ഒരു ബലം ചെലുത്തുന്നു, ഒന്നുകിൽ അതിനെ ആകർഷിക്കുന്നു അല്ലെങ്കിൽ പിന്തിരിപ്പിക്കുന്നു.
ഒരു വൈദ്യുതകാന്തികത്തിൽ, ഒരു വയർ ചുരുളിലൂടെ ഒഴുകുന്ന ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹത്താൽ കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു.വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന്റെ ദിശയിലേക്ക് ലംബമായി ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, കൂടാതെ കോയിലിലൂടെ ഒഴുകുന്ന വൈദ്യുതധാരയുടെ അളവ് ക്രമീകരിച്ചുകൊണ്ട് കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ശക്തി നിയന്ത്രിക്കാനാകും.മോട്ടോറുകൾ, സ്പീക്കറുകൾ, ജനറേറ്ററുകൾ തുടങ്ങിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ വൈദ്യുതകാന്തികങ്ങൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളും വൈദ്യുത പ്രവാഹങ്ങളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം ജനറേറ്ററുകൾ, ട്രാൻസ്ഫോർമറുകൾ, ഇലക്ട്രിക് മോട്ടോറുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ നിരവധി സാങ്കേതിക പ്രയോഗങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനമാണ്.ഒരു ജനറേറ്ററിൽ, ഉദാഹരണത്തിന്, വയർ കോയിലിനടുത്തുള്ള ഒരു കാന്തം കറങ്ങുന്നത് വയറിൽ ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് വൈദ്യുതോർജ്ജം ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം.ഒരു ഇലക്ട്രിക് മോട്ടോറിൽ, മോട്ടറിന്റെ കാന്തികക്ഷേത്രവും വയർ കോയിലിലൂടെ ഒഴുകുന്ന വൈദ്യുതധാരയും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം മോട്ടോറിന്റെ ഭ്രമണത്തെ നയിക്കുന്ന ഒരു ടോർക്ക് സൃഷ്ടിക്കുന്നു.
ഈ സ്വഭാവം അനുസരിച്ച്, ഹാൽബെക്ക് പോലെയുള്ള ജോലി സമയത്ത് ഒരു പ്രത്യേക പ്രദേശത്ത് കാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ശക്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് വിഭജനത്തിനായി ഒരു പ്രത്യേക കാന്തിക ധ്രുവ ക്രമീകരണം നമുക്ക് രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ കഴിയും.
പോസ്റ്റ് സമയം: മാർച്ച്-24-2023