विलारी इफेक्ट, मॅग्नेटोइलास्टिक इफेक्ट - मॅग्नेटोस्ट्रिक्शनची उलट घटना

विलारी प्रभाव इटालियन भौतिकशास्त्रज्ञाच्या नावावर एमिलियो विलारी1865 मध्ये ही घटना कोणी शोधली. या घटनेला सुद्धा म्हणतात मॅग्नेटोइलास्टिक प्रभाव… त्याचे भौतिक सार चुंबकीय पारगम्यतेच्या बदलामध्ये तसेच या फेरोमॅग्नेट्सच्या नमुन्यांच्या यांत्रिक विकृती दरम्यान फेरोमॅग्नेट्सच्या संबंधित चुंबकीय गुणधर्मांमध्ये आहे. काम या तत्त्वावर आधारित आहे मॅग्नेटो-लवचिक मोजणारे ट्रान्सड्यूसर.

उदाहरणार्थ, पहा हिस्टेरेसिस लूपचे या सामग्रीपासून बनवलेल्या यांत्रिकरित्या ताणलेल्या नमुन्यांवर ऑपरेटिंग परिस्थितीत परमलोइड आणि निकेल. म्हणून जेव्हा निकेल नमुना ताणला जातो, तसतसा ताण वाढतो, हिस्टेरेसिस लूप झुकतो. याचा अर्थ असा की निकेल जितके जास्त ताणले जाईल तितकी त्याची चुंबकीय पारगम्यता कमी होईल. निकेलची तन्य शक्ती देखील कमी होते. आणि परमालोय उलट आहे.

जेव्हा परमॅलॉय नमुना ताणला जातो, तेव्हा त्याच्या हिस्टेरेसिस लूपचा आकार आयताकृतीकडे येतो, याचा अर्थ असा होतो की स्ट्रेचिंग दरम्यान परमॅलॉयची चुंबकीय पारगम्यता वाढते आणि अवशिष्ट इंडक्टन्स देखील वाढते. जर ताण तणावापासून कॉम्प्रेशनमध्ये बदलला तर चुंबकीय पॅरामीटर्समधील बदलाचे चिन्ह देखील उलट होते.

विकृती अंतर्गत फेरोमॅग्नेट्सच्या विलारी प्रभावाच्या प्रकटीकरणाचे कारण खालीलप्रमाणे आहे. जेव्हा यांत्रिक ताण फेरोमॅग्नेटवर कार्य करतो, तेव्हा ते त्याच्या डोमेन स्ट्रक्चरमध्ये बदल करते, म्हणजेच, डोमेनच्या सीमा बदलतात, त्यांचे चुंबकीकरण वेक्टर फिरतात. हे विद्युत प्रवाहाने कोरचे चुंबकीकरण करण्यासारखे आहे. जर या प्रक्रियांची दिशा समान असेल तर चुंबकीय पारगम्यता वाढते, जर प्रक्रियांची दिशा विरुद्ध असेल तर ती कमी होते.

Villari प्रभाव उलट करता येण्याजोगा आहे, म्हणून त्याचे नाव उलट चुंबकीय प्रतिबंधात्मक प्रभाव… डायरेक्ट मॅग्नेटोस्ट्रिक्शनच्या प्रभावामध्ये फेरोमॅग्नेटला लागू केलेल्या चुंबकीय क्षेत्राच्या कृती अंतर्गत विकृत रूप येते, ज्यामुळे डोमेनच्या सीमांचे विस्थापन देखील होते, चुंबकीय क्षणांच्या वेक्टरच्या रोटेशनकडे जाते, तर क्रिस्टल जाळी पदार्थाची उर्जा स्थिती त्याच्या नोड्सच्या समतोल अंतरात बदल झाल्यामुळे, अणूंचे त्यांच्या मूळ ठिकाणाहून विस्थापन झाल्यामुळे बदलते. क्रिस्टल जाळी विकृत आहे जेणेकरून काही नमुन्यांसाठी (लोह, निकेल, कोबाल्ट, त्यांचे मिश्र धातु इ.) वाढ 0.01 पर्यंत पोहोचते.

तर, मॅग्नेटोस्ट्रिक्शन - चुंबकीकरणादरम्यान विकृत (करार किंवा विस्तार) करण्यासाठी आणि याउलट, यांत्रिक विकृती दरम्यान चुंबकीकरण बदलण्यासाठी काही फेरोमॅग्नेटिक धातू आणि मिश्र धातुंची मालमत्ता.

या इंद्रियगोचरचा वापर मॅग्नेटोस्ट्रिक्टिव रेझोनेटर्सची अंमलबजावणी करण्यासाठी केला जातो, जेथे चुंबकीय क्षेत्राच्या पर्यायी क्रिया अंतर्गत यांत्रिक अनुनाद होतो. मॅग्नेटोस्ट्रिक्टिव रेझोनेटर्स 100 kHz पर्यंत आणि त्याहूनही जास्त फ्रिक्वेन्सीसाठी तयार केले जाऊ शकतात आणि या फ्रिक्वेन्सीवर त्यांना अल्ट्रासाऊंड इ. प्राप्त करण्यासाठी वारंवारता स्थिरीकरण (पीझोइलेक्ट्रिक क्वार्ट्ज सारखे) विविध अनुप्रयोग आढळतात.

मॅग्नेटोइलास्टिक प्रभावाच्या दृष्टिकोनातून, सामग्री अशा पॅरामीटरद्वारे दर्शविली जाऊ शकते मॅग्नेटोइलास्टिक संवेदनशीलतेचे गुणांक… हे एखाद्या पदार्थाच्या सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यतेतील बदलाचे गुणोत्तर त्याच्या सापेक्ष ताण किंवा लागू केलेल्या यांत्रिक ताणामध्ये होते. आणि कारण लांबी आणि यांत्रिक ताणातील सापेक्ष बदल संबंधित आहेत हुकचा कायदा, नंतर गुणांक यंगच्या मॉड्यूलसद्वारे एकमेकांशी संबंधित आहेत:

सामग्रीच्या विकृती दरम्यान चुंबकीय पारगम्यतेतील बदल हे प्रेरक मापन (प्रेरणात्मक किंवा परस्पर प्रेरक रूपांतरण) वापरून विद्युत सिग्नलमध्ये रूपांतरित केले जाऊ शकते.

हे ज्ञात आहे की स्थिर क्रॉस-सेक्शनच्या बंद चुंबकीय सर्किटवर कॉइलचे प्रेरण खालील सूत्राद्वारे आढळते:

जर आता चुंबकीय सर्किट काही बाह्य शक्तीच्या क्रियेने विकृत झाले असेल, तर चुंबकीय सर्किट (कॉइल कोर) ची चुंबकीय परिमाणे आणि चुंबकीय पारगम्यता बदलेल. अशाप्रकारे, यांत्रिक विकृती कॉइलच्या इंडक्टन्समध्ये बदल करते. इंडक्टन्समधील बदलाची गणना भिन्नता वापरून केली जाऊ शकते:

अत्यंत उच्चारित विलारी प्रभावासह फेरोमॅग्नेटिक साहित्य हे घेण्यास अनुमती देते:

म्युच्युअल प्रेरक मापन रूपांतरणासाठी, कॉइलचे परस्पर प्रेरण बदलले आहे:

विलारी इफेक्ट आधुनिक मॅग्नेटो-लवचिक मापन ट्रान्सड्यूसरमध्ये वापरला जातोजे तुम्हाला महत्त्वपूर्ण शक्ती आणि दबाव, यांत्रिक ताण आणि विविध वस्तूंमधील विकृती मोजण्याची परवानगी देतात.