चुंबकीयकरण

This article is about magnetization as it appears in Maxwell's equations of classical electrodynamics. For a microscopic description of how magnetic materials react to a magnetic field, see magnetism. For mathematical description of fields surrounding magnets and currents, see magnetic field.

शास्त्रीय विद्युत चुंबकत्व में, लौह-चुंबकीयकरण सदिश क्षेत्र है जो चुंबकीय सामग्री में स्थायी या प्रेरित चुंबकीय द्विध्रुव क्षणों के घनत्व को व्यक्त करता है। इस क्षेत्र के भीतर आंदोलन को दिशा द्वारा वर्णित किया गया है और यह या तो अक्षीय या व्यासीय है। चुंबकत्व के लिए जिम्मेदार चुंबकीय क्षणों की उत्पत्ति या तो सूक्ष्म विद्युत धाराएं हो सकती हैं जो परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों की गति से उत्पन्न होती हैं, या इलेक्ट्रॉनों या नाभिकों के स्पिन (भौतिकी) से होती हैं। किसी सामग्री की बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की प्रतिक्रिया से शुद्ध चुंबकत्व का परिणाम होता है। अनुचुंबकीय पदार्थों में चुंबकीय क्षेत्र में एक कमजोर प्रेरित चुंबकत्व होता है, जो चुंबकीय क्षेत्र को हटा दिए जाने पर गायब हो जाता है। पैरामैग्नेटिक और फेरिमैग्नेटिक सामग्रियों में एक चुंबकीय क्षेत्र में मजबूत चुंबकत्व होता है, और बाहरी क्षेत्र की अनुपस्थिति में स्थायी चुंबक बनने के लिए 'चुंबकीय' हो सकता है। सामग्री के भीतर चुंबकीयकरण आवश्यक रूप से समान नहीं है, लेकिन विभिन्न बिंदुओं के बीच भिन्न हो सकता है। चुंबकीकरण यह भी वर्णन करता है कि कैसे एक सामग्री एक लागू चुंबकीय क्षेत्र के साथ-साथ जिस तरह से सामग्री चुंबकीय क्षेत्र को बदलती है, उस पर प्रतिक्रिया करती है, और उन इंटरैक्शन से उत्पन्न होने वाली ताकतों की गणना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। इसकी तुलना ध्रुवीकरण घनत्व से की जा सकती है, जो इलेक्ट्रोस्टाटिक्स में एक विद्युत क्षेत्र के लिए सामग्री की संगत प्रतिक्रिया का माप है। भौतिक विज्ञानी और इंजीनियर आमतौर पर चुंबकत्व को प्रति इकाई आयतन के चुंबकीय क्षण की मात्रा के रूप में परिभाषित करते हैं।

मैक्सवेल के समीकरणों में

चुंबकीय क्षेत्र (बी, एच), विद्युत क्षेत्र (ई, डी), चार्ज घनत्व (ρ), और वर्तमान घनत्व (जे) का व्यवहार मैक्सवेल के समीकरणों द्वारा वर्णित है। चुंबकत्व की भूमिका नीचे वर्णित है।

===बी, एच, और एम === के बीच संबंध

Main article: Magnetic field

चुंबकीयकरण सहायक चुंबकीय क्षेत्र एच को परिभाषित करता है

$\mathbf {B} =\mu _{0}(\mathbf {H+M} )$ (एसआई यूथ)

$\mathbf {B} =\mathbf {H} +4\pi \mathbf {M}$ (गाऊसी इकाइयां)

जो विभिन्न गणनाओं के लिए सुविधाजनक है। निर्वात पारगम्यता μ₀ है, परिभाषा के अनुसार, 4π×10⁻⁷ वाल्ट ·दूसरा /(एम्पीयर·मीटर) (एसआई इकाइयों में)।

कई सामग्रियों में एम और एच के बीच एक संबंध मौजूद है। dimagnet ्स और परमैग्नेट ्स में, संबंध आमतौर पर रैखिक होता है:

$\mathbf {M} =\chi \mathbf {H} ,\,\mathbf {B} =\mu \mathbf {H} =\mu _{0}(1+\chi )\mathbf {H} ,$

जहां χ को चुंबकीय संवेदनशीलता कहा जाता है, और μ को सामग्री की पारगम्यता (विद्युत चुंबकत्व) कहा जाता है। चुंबकीय क्षेत्र में पैरामैग्नेट (या डायमैग्नेट) की प्रति इकाई आयतन (यानी चुंबकीय ऊर्जा घनत्व) की चुंबकीय ऊर्जा है:

$-\mathbf {M} \cdot \mathbf {B} =-\chi \mathbf {H} \cdot \mathbf {B} =-{\frac {\chi }{1+\chi }}{\frac {\mathbf {B} ^{2}}{\mu _{0}}},$

जिसका ऋणात्मक ढाल चुंबकों के बीच का बल है#चुंबकीय बल प्रति इकाई आयतन (यानी बल घनत्व) पर अनुचुंबकीय (या प्रतिचुंबकीय) पर गैर-समान चुंबकीय क्षेत्र के कारण होता है। डायमैग्नेट में ($\chi <0$) और पैरामैग्नेट्स ($\chi >0$), आम तौर पर $|\chi |\ll 1$, और इसलिए $\mathbf {M} \approx \chi {\frac {\mathbf {B} }{\mu _{0}}}$.

लौह ्स में चुंबकीय हिस्टैरिसीस के कारण एम और एच के बीच एक-से-एक पत्राचार नहीं होता है।

चुंबकीय ध्रुवीकरण

चुंबकीयकरण के वैकल्पिक रूप से, कोई चुंबकीय ध्रुवीकरण को परिभाषित कर सकता है, I (अक्सर प्रतीक J का उपयोग किया जाता है, वर्तमान घनत्व से भ्रमित न होने के लिए)।

$\mathbf {B} =\mu _{0}\mathbf {H} +\mathbf {I}$ (एस आई यूनिट)।

यह विद्युत ध्रुवीकरण के प्रत्यक्ष सादृश्य द्वारा है, $\mathbf {D} =\varepsilon _{0}\mathbf {E} +\mathbf {P}$. चुंबकीय ध्रुवीकरण इस प्रकार चुंबकीयकरण से एक कारक से भिन्न होता है μ₀:

$\mathbf {I} =\mu _{0}\mathbf {M}$ (एस आई यूनिट)।

जबकि चुंबकत्व को आम तौर पर एम्पीयर/मीटर में मापा जाता है, चुंबकीय ध्रुवीकरण को टेस्लास में मापा जाता है।

चुंबकत्व वर्तमान

जब चुंबकीयकरण (काले तीर) द्वारा प्रेरित सूक्ष्म धाराएं संतुलित नहीं होती हैं, तो माध्यम में बाध्य आयतन धाराएं (नीला तीर) और बाध्य सतह धाराएं (लाल तीर) दिखाई देती हैं।

चुंबकीयकरण M वर्तमान घनत्व J में योगदान देता है, जिसे चुम्बकत्व धारा के रूप में जाना जाता है। जैसा कि आज ज्ञात है, धातु चुंबक के चुंबकीयकरण को उलटने के कुछ ही संभावित तरीके हैं:

1. एक लागू चुंबकीय क्षेत्र# स्पिन (भौतिकी) के साथ कणों के एक बीम के माध्यम से स्पिन इंजेक्शन# गोलाकार ध्रुवीकृत प्रकाश द्वारा चुंबकीयकरण उत्क्रमण; यानी, घटना विद्युत चुम्बकीय विकिरण जो गोलाकार ध्रुवीकरण है

विमुद्रीकरण

Main article: Degaussing

डीमैग्नेटाइजेशन मैग्नेटाइजेशन की कमी या उन्मूलन है। ऐसा करने का एक तरीका यह है कि वस्तु को उसके क्यूरी तापमान से ऊपर गर्म किया जाए, जहां तापीय उतार-चढ़ाव में पर्याप्त ऊर्जा होती है, जो विनिमय अंतःक्रियाओं, फेरोमैग्नेटिक ऑर्डर के स्रोत को दूर करने और उस क्रम को नष्ट करने के लिए पर्याप्त होती है। एक अन्य तरीका यह है कि इसे एक विद्युत तार से बाहर निकाला जाए, जिसमें वैकल्पिक धारा इसके माध्यम से चल रही हो, जो चुंबकीयकरण का विरोध करने वाले क्षेत्रों को जन्म देती है। विचुंबकीकरण का एक अनुप्रयोग अवांछित चुंबकीय क्षेत्रों को समाप्त करना है। उदाहरण के लिए, चुंबकीय क्षेत्र सेल फोन या कंप्यूटर जैसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और मशीनिंग के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं जिससे कटिंग उनके माता-पिता से चिपक जाती है।

यह भी देखें

• मैग्नेटोमीटर
• कक्षीय चुंबकीयकरण