विद्युत अभियांत्रिकी आणि उर्जेमध्ये कायम चुंबकाचा वापर

आज, कायमस्वरूपी चुंबक मानवी जीवनाच्या अनेक क्षेत्रांमध्ये उपयुक्त अनुप्रयोग शोधतात. काहीवेळा आम्हाला त्यांची उपस्थिती लक्षात येत नाही, तथापि, जवळजवळ प्रत्येक अपार्टमेंटमध्ये विविध विद्युत उपकरणे आणि यांत्रिक उपकरणांमध्ये, आपण काळजीपूर्वक पाहिल्यास, आपण शोधू शकता. कायम चुंबक… इलेक्ट्रिक शेव्हर आणि स्पीकर, व्हिडिओ प्लेयर आणि वॉल क्लॉक, मोबाईल फोन आणि मायक्रोवेव्ह ओव्हन, रेफ्रिजरेटरचा दरवाजा, शेवटी — कायमचे चुंबक सर्वत्र आढळू शकतात.

ते वैद्यकीय उपकरणे आणि मोजमाप उपकरणे, विविध उपकरणे आणि ऑटोमोटिव्ह उद्योगात, डीसी मोटर्समध्ये, ध्वनिक प्रणालींमध्ये, घरगुती विद्युत उपकरणांमध्ये आणि इतर अनेक ठिकाणी वापरले जातात: रेडिओ अभियांत्रिकी, उपकरणे, ऑटोमेशन, टेलिमेकॅनिक्स इ. . — यापैकी कोणतेही क्षेत्र कायम चुंबकाच्या वापराशिवाय पूर्ण होत नाही.

कायम चुंबक वापरून विशिष्ट उपाय अविरतपणे सूचीबद्ध केले जाऊ शकतात, परंतु या लेखाचा विषय विद्युत अभियांत्रिकी आणि उर्जेमध्ये स्थायी चुंबकांच्या अनेक अनुप्रयोगांचे संक्षिप्त विहंगावलोकन असेल.

इलेक्ट्रिक मोटर्स आणि जनरेटर

Oersted आणि Ampere च्या काळापासून, हे सर्वत्र ज्ञात आहे की विद्युत प्रवाह वाहून नेणाऱ्या तारा आणि विद्युत चुंबक कायम चुंबकाच्या चुंबकीय क्षेत्राशी संवाद साधतात. अनेक इंजिन आणि जनरेटर या तत्त्वावर कार्य करतात. उदाहरणांसाठी फार दूर जाण्याची गरज नाही. तुमच्या संगणकाच्या वीज पुरवठ्यातील पंख्याला रोटर आणि स्टेटर आहे.

व्हेन इंपेलर हे वर्तुळात कायम चुंबक असलेले रोटर असते आणि स्टेटर हा इलेक्ट्रोमॅग्नेटचा गाभा असतो. स्टेटरचे चुंबकीकरण उलटे करून, इलेक्ट्रॉनिक सर्किट स्टेटरचे चुंबकीय क्षेत्र फिरवण्याचा प्रभाव निर्माण करते, स्टेटरचे चुंबकीय क्षेत्र, त्याकडे आकर्षित होण्याचा प्रयत्न केल्यानंतर, चुंबकीय रोटरचे अनुसरण करते - पंखा फिरतो. हार्ड डिस्क रोटेशन त्याच प्रकारे केले जाते आणि त्याच प्रकारे कार्य करते अनेक स्टेपर मोटर्स.

पॉवर जनरेटरमध्ये स्थायी चुंबकांनाही त्यांचे स्थान मिळाले आहे. घरगुती पवन टर्बाइनसाठी सिंक्रोनस जनरेटर, उदाहरणार्थ, लागू केलेल्या क्षेत्रांपैकी एक आहेत.

जनरेटरच्या स्टेटरच्या परिघावर जनरेटर कॉइल्स असतात, जे पवन टर्बाइनच्या ऑपरेशन दरम्यान रोटरच्या स्थायी चुंबकांच्या (ब्लेडवर वाहणाऱ्या वाऱ्याच्या कृती अंतर्गत) फिरण्याच्या वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्राद्वारे ओलांडले जातात. सादर करत आहे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनचा नियम, जनरेटरच्या विंडिंग्सच्या तारा ग्राहक सर्किटमध्ये डीसी मॅग्नेटद्वारे ओलांडल्या जातात.

अशा जनरेटरचा वापर केवळ पवन टर्बाइनमध्येच नाही तर काही औद्योगिक मॉडेल्समध्ये देखील केला जातो, जेथे रोटरवर उत्तेजना कॉइलऐवजी कायम चुंबक स्थापित केले जातात. मॅग्नेटसह सोल्यूशनचा फायदा म्हणजे कमी नाममात्र गतीसह जनरेटर मिळण्याची शक्यता.

मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरणे आणि यंत्रणा

व्ही यांत्रिक प्रेरण वीज मीटर कंडक्टिंग डिस्क कायम चुंबकाच्या क्षेत्रात फिरते. डिस्कमधून जाणारा उपभोग प्रवाह कायम चुंबकाच्या चुंबकीय क्षेत्राशी संवाद साधतो आणि डिस्क फिरते.

करंट जितका जास्त असेल तितका डिस्कच्या रोटेशनचा वेग जास्त असेल, कारण टॉर्क हा लॉरेन्ट्झ फोर्सद्वारे डिस्कच्या आत असलेल्या स्थायी चुंबकीय क्षेत्राच्या बाजूला असलेल्या फिरत्या चार्ज केलेल्या कणांवर कार्य करतो. खरं तर, तो असा काउंटर आहे एसी मोटर स्टेटर मॅग्नेटसह कमी पॉवर.

कमकुवत प्रवाह मोजण्यासाठी वापरा गॅल्व्हानोमीटर - अतिशय संवेदनशील मोजमाप साधने. येथे, घोड्याचा नाल चुंबक एका लहान विद्युत्-वाहक कॉइलशी संवाद साधतो जो कायम चुंबकाच्या ध्रुवांमधील अंतरामध्ये निलंबित केला जातो.

मापन दरम्यान कॉइलचे विक्षेपण हे चुंबकीय प्रेरणाने निर्माण होणाऱ्या टॉर्कमुळे होते जे कॉइलमधून विद्युत प्रवाह वाहते तेव्हा उद्भवते. अशाप्रकारे, कॉइलचे विक्षेपन अंतरामध्ये परिणामी चुंबकीय प्रेरणाच्या मूल्याच्या प्रमाणात आणि त्यानुसार, कॉइल कंडक्टरमधील विद्युत् प्रवाहाच्या प्रमाणात होते. लहान विचलनांसाठी, गॅल्व्हनोमीटरचे प्रमाण रेषीय असते.

घरगुती विद्युत उपकरणांमध्ये कायम चुंबक

तुमच्या स्वयंपाकघरात नक्कीच मायक्रोवेव्ह ओव्हन आहे. आणि त्यात तब्बल दोन कायम चुंबक असतात. निर्माण करणे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा मायक्रोवेव्हमध्ये मायक्रोवेव्ह श्रेणी स्थापित केली आहे मॅग्नेट्रॉन… मॅग्नेट्रॉनच्या आत, इलेक्ट्रॉन व्हॅक्यूममध्ये कॅथोडपासून एनोडकडे जातात आणि त्यांच्या हालचालीच्या प्रक्रियेत, एनोड रेझोनेटर्सना पुरेशा ताकदीने उत्तेजित होण्यासाठी त्यांचा मार्ग वाकलेला असावा.

इलेक्ट्रॉन मार्ग वाकण्यासाठी, मॅग्नेट्रॉनच्या व्हॅक्यूम चेंबरच्या वर आणि खाली रिंग कायम चुंबक बसवले जातात. स्थायी चुंबकांचे चुंबकीय क्षेत्र इलेक्ट्रॉनच्या प्रक्षेपकाला वाकवते ज्यामुळे इलेक्ट्रॉनचा एक शक्तिशाली भोवरा तयार होतो, जो रेझोनेटर्सना उत्तेजित करतो, ज्यामुळे अन्न गरम करण्यासाठी मायक्रोवेव्ह इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरी निर्माण होतात.

हार्ड डिस्क हेड तंतोतंत स्थितीत ठेवण्यासाठी, माहिती लिहिण्याच्या आणि वाचण्याच्या प्रक्रियेत त्याच्या हालचाली अगदी अचूकपणे नियंत्रित आणि नियंत्रित केल्या पाहिजेत. पुन्हा एकदा, कायमस्वरूपी चुंबक बचावासाठी येतो. हार्ड ड्राइव्हच्या आत, स्थिर स्थायी चुंबकाच्या चुंबकीय क्षेत्रात, डोक्याला जोडलेली विद्युत-वाहक कॉइल फिरते.

जेव्हा मुख्य कॉइलवर विद्युतप्रवाह लागू केला जातो तेव्हा या प्रवाहाचे चुंबकीय क्षेत्र, त्याच्या मूल्यावर अवलंबून, कायम चुंबकापासून कॉइलला कमी-अधिक प्रमाणात, एका दिशेने किंवा दुसर्या दिशेने मागे टाकते, अशा प्रकारे डोके हलू लागते आणि उच्च अचूकतेसह. ही गती मायक्रोकंट्रोलरद्वारे नियंत्रित केली जाते.

विजेमध्ये चुंबकीय बियरिंग्ज

ऊर्जा कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी, काही देश व्यवसायांसाठी यांत्रिक ऊर्जा साठवण तयार करत आहेत. हे इलेक्ट्रोमेकॅनिकल कन्व्हर्टर आहेत जे फिरत्या फ्लायव्हीलच्या गतिज उर्जेच्या स्वरूपात जडत्व ऊर्जा संचयनाच्या तत्त्वावर कार्य करतात, तथाकथित गतीज ऊर्जा साठवण.

उदाहरणार्थ, जर्मनीमध्ये एटीझेडने 250 किलोवॅट क्षमतेचे 20 एमजे काइनेटिक एनर्जी स्टोरेज युनिट विकसित केले आहे आणि विशिष्ट ऊर्जा घनता अंदाजे 100 Wh/kg आहे. 6000 आरपीएमच्या वेगाने फिरत असताना 100 किलो वजनाच्या फ्लायव्हीलसह, 1.5 मीटर व्यासाच्या दंडगोलाकार संरचनेसाठी उच्च-गुणवत्तेची बेअरिंग्ज आवश्यक आहेत. परिणामी, लोअर बेअरिंग अर्थातच कायम चुंबकाच्या आधारे बनवले जाते.