Mînakên Serkeftinê ya Materyalanên Manyetîk

Mînaca Mînakî

Dega xirabê din yekanî yên derveyî, malperên din çewit dibin da ku wekhevên jî dibin. Ji bo şevazkirina serbexsên bingehîn, pirsgirêz ênin ya mînakî yên mehburan biguherînin. Vê bînkirina di destpêka mînaca mînakî de dabeş e.

Mînaca mînakî, ji bo hêsanî mînakî, wek pîvana sereke di elektromagnetîzm de ye. Ev amûra taybetandaneke û hesabkirineke tevahî û kurtkirina nîşanî yên cûrên bi serbazîna mînakî yên yekanî yên herêmî. Mînaka mînakî yên cûrê, ku area A û cûr I hatîne, wek hejmara îro ji bo vê mînake hate neşanim kirin:

Bînin ku area wek vektora define kirin, ku mînaca mînakî jî vektora bibe. Dua vektoran ji navbera li ser rasteya yekem be.

Rasteya mînaca mînakî ber bi rêzaneyê ya cûre. Ewe bi karberdanê rêza gotarê—Eger parastên gotareyan tiştê bi rêzaneyê ya cûre destnus bike, pîçê wê rasteya mînaca mînakî bide. Ev di Şekil 1 de were gosterandin.

Mînaca mînakî yên cûrê anca ji cûrê yên dijîn û area ku encelkirin bide. Ev ji forma cûreyê neyê.

Çavdar û Mînaca Mînakî

Di Şekil 2 de bin, ku cûrên bi serbazîna mînakî yên yekanî yên herêmî re hatîne were nîşankirin.

Di şekilê dihatîn:

•  I cûrê nîşan dide.

• B vektora mînakî nîşan dide.

• u mînaca mînakî nîşan dide.

• θ deqîqeya navbera mînaca mînakî û vektora mînakî nîşan dide.

Ji ber ku guhertoyên bi navbera yanên cûreyê birêve bibin, guherta netî yên cûreyê sero zero bide. Lê, cûrê têne çavdarek mînakî. Mezinahiya vê çavdareser ji bo cûrê wek hejmara îro hate neşanim kirin:

Li ser Hejmar 2, ew dikarin bînin ku çavdar (t) bi mînaca mînakî were hevdar kirin. Ji ber ku mînaca mînakî wek mînakî dibe; ji bo dema ku di serbazîna mînakî de werin, çavdar têne werin. Vê çavdar herdemê têne çalakirin cûrê ji bo rasteya stabîl a tevahî.

Rasteya stabîl a tevahî hene paqij û ber bi rêzaneyê ya cûreyê (ji bo nimûne, θ=0^o  ). Ger cûrê bi sedema xwe ji bo vê rasteyê ve girêdaye, çavdar têne çalakirin cûrê ji bo rasteya tevahî. Çavdar sero zero e, ger  θ=180^o  . Lê, di vê keseyê de, cûrê di rasteyekê de ye ku ne stabîl e. Girêdana biçûk ji bo θ=180^o  têne çalakirin cûrê ji bo vê rasteyê ve girêdaye û ji bo  θ=0^o .

Ciçeyê ku Mînaca Mînakî Pir Rodeye?

Hindereya zorî yên ji bo tevahî û kurtkirina cûrên bi serbazîna mînakî yên yekanî. Ji bo nimûne, çavdar ên motor ên elektrîkî ji bo tevahî û kurtkirina mînakî yên motor û cûrên bi serbazîna hewceyên hewcekar hatîne were afirandin. Di vê tevahî û kurtkirina de, enargîya potensiyel ji bo hevceyên hewcekar were guhertin.

Ev tevahî û kurtkirina navbera mînaca mînakî û serbazîna mînakî yên yekanî ye ku enargîya potensiyel di sistemamiz de were afirandin. Deqîqeya navbera dua vektoran mezinahiya enargîya (U) ku di sistemada were tuhafirandin, wekî di hejmarek de were gosterandin:

Mezinahiya enargîya were tuhafirandin ji bo çend rêzikên pîvan:

Ko θ=0^o , sistem di rasteyekê de ye ku stabîl a tevahî, û enargîya were tuhafirandin li serê minima, U=-uB.

Ko θ=90^o , enargîya were tuhafirandin çêkeribûye, U=0 .

Ko θ=180^o, enargîya were tuhafirandin li serê maksima, U=uB . Ev rasteya ekspresyonê ye ku ne stabîl a tevahî.

Têqeleguhêriya Mînaca Mînakî Netî bi Modelê Atomî

Ji bo tevahî û kurtkirina ku malperên mînakî yên yekanî yên herêmî were afirandin, girêdana quantum mechanics pir roje ye. Lê, ji ber ku vê pirsa di navbera makaleke de ne, evê hêman dikarin modelê mînaca mînakî û modelê atomî klassîk bikar bînin da ku tevahî û kurtkirina malperên bi serbazîna mînakî yên yekanî yên herêmî were afirandin.

Ev model elektronê wekî ji bo serbazîna nucleus atomî û xwedî xwendina serbazîna qerede, wekî di Şekil 3 de were gosterandin.

Mînaca Mînakî Netî yên Elektronan, Atom û Objektan

Serbazîna elektronê wekî cûrên bi serbazîna mînakî yên yekanî yên herêmî were afirandin. Ji bo vê yekê, mînaca mînakî (ji bo nimûne, u1 di şekilê de) were afirandin. Bi tenê, serbazîna elektronê jî mînaca mînakî (u2) were afirandin. Mînaca mînakî netî yên elektronê vektora hejmarên du mînaca mînakî yên din e.

Ji bo atom, mînaca mînakî netî yên din vektora hejmarên mînaca mînakî yên hemû elektronan e. Hêman, protonan di atom de mînaca mînakî yên din hene, lê, encama yên din ji bo elektronan sero neyê.

Mînaca mînakî netî yên objektê ji bo vektora hejmarên mînaca mînakî yên hemû atoman di objektê de hate neşanim kirin.

Vektora Magnetizasyon

Mînakî yên malperê ji bo mînaca mînakî yên parçeyên pîvan hatîne. Ji ber ku piştgirî kirin di makale de, ev mînaca mînakî yên din wekî mînakî yên bicûk dibe. Ji bo dema ku malper di serbazîna mînakî yên yekanî yên herêmî de were, mînaca mînakî yên atomî di malperê de bi serbazîna mînakî yên yekanî yên herêmî tevahî û kurtkirina were çalakirin û çavdar têne werin. Vê çavdar têne çalakirin mînaca mînakî yên din bi rasteya yekem bide.

Mînakî yên malperê bi du amûran: hejmarên mînaca mînakî yên atomî yên malperê û rasteyê yên din. Ji bo dema ku mînaca mînakî yên cûrên bi serbazîna mînakî yên yekanî yên herêmî sero neyê, ev têne sero zero bide. Ji bo tevahî û kurtkirina mînakî yên malperê, vektora magnetizasyon hatîne neşanim kirin. Ev wekî hejmarên mînaca mînakî yên netî yên malperê per unit volume malperê hatîne define kirin:

ku V volume malperê nîşan dide.

Ji bo dema ku malper di serbazîna mînakî yên yekanî yên herêmî de were, mînaca mînakî yên din têne rasteyê yekem bide, ku mezinahiya vektora magnetizasyon zêde bike. Xasîyêt vektora magnetizasyon jî ji bo malperên paramagnetic, ferromagnetic, û diamagnetic were guhertin.

Malperên paramagnetic û ferromagnetic ji atoman bînivîsin ku mînaca mînakî yên din permanent e. Bi tenê, mînaca mînakî yên atomî di malperên diamagnetic de ne permanent e.

Destpêka Mînakî Total: Permeability û Susceptibility

Ger malper di serbazîna mînakî de were, mînakî total di malperê de ji du şeylekên din hate afirandin:

• Serbazîna mînakî yên yekanî yên herêmî (B0).

• Magnetizasyon malperê ji bo serbazîna mînakî yên yekanî yên herêmî (Bm).

Mînakî total di malperê de ji hejmarên dua şeylekên din hate afirandin:

B0 ji cûrên bi serbazîna hewcekar hatîne were afirandin; Bm ji malperên mînakî hatîne were afirandin. Ewe dikarin bînin ku Bm proporsional be vektora magnetizasyon e:

ku μ0 constant e ku permeability of free space emîne. Ji ber vê yekê, ew dikarin bînin:

Vektora magnetizasyon jî bi serbazîna mînakî yên yekanî yên herêmî ji bo hejmarek hate afirandin:

ku Greek letter χ proportionality factor e ku magnetic susceptibility emîne. Mezinahiya χ ji bo tip malperê hate afirandin.

Bi tenê, ji bo hejmarek dikarin bînin:

Periya Hejmar û Relative Permeability

Ev hejmar pir periya dikarin bînin: ev nîşan dide ku mînakî total di malperê de barabar e ku serbazîna mînakî yên yekanî yên herêmî ji bo faktora 1+x. Ev faktor, relative permeability emîne, wekî pîvana sereke ji bo tevahî û kurtkirina malperê ji bo serbazîna mînakî yên yekanî yên herêmî hatîne afirandin. Relative permeability ji bo nimûne ur emîne.

Magnetic Susceptibility yên Malperên Din

Şekil 4 mînakî yên din malperan dikarin bînin ji bo dema ku malper di serbazîna mînakî yên yekanî yên herêmî de were. Area navendî malperê ji bo nimûne, rectangle yellow emîne.

Magnetic Susceptibility yên Malperên Din

Di Şekil 4(a) de, lineyên mînakî di navendî malperê de seretibû yên seretibû yên navendî malperê de. Ev nîşan dide ku mînakî total di malperê de seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seretibû yên seret......

Dibeşîn

Malperên mînakî yên yekanî yên herêmî pir rojane di navbera pîvanên din, ku transformator, motor, û cihazên storage de ne. Mînakî malperê bi hejmarên mînaca mînakî yên atomî malperê û rasteyê yên din ji bo serbazîna mînakî yên yekanî yên herêmî re hatîne afirandin. Ji ber ku piştgirî kirin, malperên mînakî yên yekanî yên herêmî dikarin biguherînin serekan: paramagnetic, diamagnetic, û ferromagnetic. Ev kategorîyan di makalek din de bikar bînin.