ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন: চৌম্বকীয় উপকরণের একটি বৈশিষ্ট্য
ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন হল কিছু চৌম্বকীয় উপাদানের একটি বৈশিষ্ট্য যা তাদের আকার বা মাত্রা পরিবর্তন করে যখন তাদের বহিরাগত চৌম্বকীয় ক্ষেত্র দ্বারা চুম্বকীকরণ করা হয়। ম্যাগনেটোস্ট্রিকশনের কারণে উপাদানের আকার বা দৈর্ঘ্যের পরিবর্তন প্রয়োগকৃত চৌম্বকীয় ক্ষেত্র-এর শক্তি এবং দিক, উপাদানের চৌম্বকীয় অনিসোট্রপি এবং ক্রিস্টাল গঠনের উপর নির্ভর করে।
ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন বিদ্যুৎচৌম্বকীয় শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে বা তার বিপরীতে রূপান্তর করতে ব্যবহার করা যায়, এবং এটি অনেক প্রয়োগের ভিত্তি, যেমন একটুরেটর, সেন্সর, ট্রান্সডিউসার, ট্রান্সফরমার, মোটর এবং জেনারেটর।
ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন কি?
ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন ১৮৪২ সালে জেমস জুল দ্বারা প্রথম আবিষ্কৃত হয়, যখন তিনি লক্ষ্য করেন যে একটি লোহার রড যখন তার দৈর্ঘ্যের দিকে চুম্বকীকরণ করা হয়, তখন তা কিছুটা দীর্ঘায়িত হয়, এবং যখন তার প্রস্থের দিকে চুম্বকীকরণ করা হয়, তখন তা কিছুটা সঙ্কুচিত হয়। এই ঘটনাটি জুলের প্রভাব নামে পরিচিত, এবং এটি সবচেয়ে বেশি ফেরোম্যাগনেটিক উপাদান (বহিরাগত ক্ষেত্র দ্বারা চুম্বকীকরণযোগ্য উপাদান) এবং কিছু ফেরিম্যাগনেটিক উপাদান (উপাদান যার দুটি বিপরীত চৌম্বকীয় উপরাষ্ট্র) তে ঘটে।
ম্যাগনেটোস্ট্রিকশনের পিছনে পদার্থবিজ্ঞানী তত্ত্ব চৌম্বকীয় উপাদানের অভ্যন্তরীণ গঠনের সাথে সম্পর্কিত, যা মাইক্রোস্কোপিক অঞ্চলগুলি ডোমেইন নামে পরিচিত। প্রতিটি ডোমেইনে একটি সমন্বিত চুম্বকীকরণের দিক থাকে, যা চৌম্বকীয় অনিসোট্রপি শক্তি (উপাদানের চুম্বকীকরণকে নির্দিষ্ট ক্রিস্টাল দিকে সামঞ্জস্য করার প্রবণতা) এবং চুম্বকস্থাতিক শক্তি (উপাদানের চুম্বকীয় পোল মিনিমাইজ করার প্রবণতা) এর মধ্যে ভারসাম্যের উপর নির্ভর করে।
যখন একটি বহিরাগত চৌম্বকীয় ক্ষেত্র কোনও চৌম্বকীয় উপাদানে প্রয়োগ করা হয়, তখন এটি ডোমেইনগুলিতে একটি টর্ক প্রয়োগ করে, যা তাদের ঘুরিয়ে ক্ষেত্রের দিকে সামঞ্জস্য করে। এই প্রক্রিয়াটি ডোমেইন ওয়ালস (ডোমেইনগুলির মধ্যে ভিন্ন চুম্বকীকরণের দিকের সীমানা) এবং ক্রিস্টাল ল্যাটিস (উপাদানের মধ্যে অণু-এর বিন্যাস) এর বিকৃতি অন্তর্ভুক্ত করে। ফলে, উপাদানটি তার ম্যাগনেটোস্ট্রিক্টিভ প্রসারণ (ম্যাগনেটোস্ট্রিকশনের কারণে দৈর্ঘ্য বা আয়তনের ভগ্নাংশ পরিবর্তন) অনুযায়ী তার আকার বা মাত্রা পরিবর্তন করে।
ম্যাগনেটোস্ট্রিক্টিভ প্রসারণ নিম্নলিখিত কিছু উপাদানের উপর নির্ভর করে:
প্রয়োগকৃত চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের মাত্রা এবং দিক
উপাদানের স্যাচারেশন চুম্বকীকরণ (সর্বাধিক সম্ভাব্য চুম্বকীকরণ)
উপাদানের চৌম্বকীয় অনিসোট্রপি (নির্দিষ্ট চুম্বকীকরণের দিকের পছন্দ)
উপাদানের ম্যাগনেটোইলাস্টিক কুপলিং (চুম্বকীকরণ এবং এলাস্টিক প্রসারণের মধ্যে বিনিময়)
উপাদানের তাপমাত্রা এবং টেনশন অবস্থা
ম্যাগনেটোস্ট্রিক্টিভ প্রসারণ ধনাত্মক বা ঋণাত্মক হতে পারে, যার উপর নির্ভর করে উপাদানটি চুম্বকীকরণের সময় বিস্তৃত হয় কিংবা সঙ্কুচিত হয়। কিছু উপাদান উচ্চ চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে তাদের ম্যাগনেটোস্ট্রিক্টিভ প্রসারণের চিহ্ন পরিবর্তন করে, যা ভিলারি প্রতিলোম নামে পরিচিত।
ম্যাগনেটোস্ট্রিক্টিভ প্রসারণ বিভিন্ন পদ্ধতিতে মাপা যায়, যেমন অপটিক্যাল ইন্টারফেরোমেট্রি, স্ট্রেইন গেজ, পিয়েজোইলেকট্রিক ট্রান্সডিউসার, বা রেজোন্যান্ট পদ্ধতি। ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন বৈশিষ্ট্যের সবচেয়ে সাধারণ প্যারামিটার হল ম্যাগনেটোস্ট্রিক্টিভ সহগ (যা জুলের সহগও বলা হয়), যা নিম্নরূপ সংজ্ঞায়িত করা হয়:
λ=LΔL
যেখানে ΔL হল উপাদানের দৈর্ঘ্যের পরিবর্তন যখন তা শূন্য থেকে স্যাচারেশন পর্যন্ত চুম্বকীকরণ করা হয়, এবং L হল তার প্রাথমিক দৈর্ঘ্য।
ম্যাগনেটোস্ট্রিক্টিভ উপাদান
অনেক উপাদান ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন দেখায়, কিন্তু কিছু উপাদানের মান এবং পারফরম্যান্স অন্যদের তুলনায় বেশি। ম্যাগনেটোস্ট্রিক্টিভ উপাদানের কিছু উদাহরণ হল:
লোহা: লোহা একটি সাধারণ এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত ম্যাগনেটোস্ট্রিক্টিভ উপাদান, কারণ এর উচ্চ স্যাচারেশন চুম্বকীকরণ এবং কম খরচ। তবে, লোহার কিছু দুর্বলতাও রয়েছে, যেমন একটি কম ম্যাগনেটোস্ট্রিক্টিভ সহগ (প্রায় 20 ppm), উচ্চ হিস্টেরিসিস লোস (প্রতিটি চুম্বকীকরণ চক্রে শক্তি বিসর্জন), এবং উচ্চ এডি কারেন্ট লোস (পরিচালিত উপাদানে প্রবৃত্ত কারেন্টের কারণে শক্তি বিসর্জন)। লোহার কুরি তাপমাত্রা (উপাদান যা তার ফেরোম্যাগনেটিক বৈশিষ্ট্য হারায়) কম, যা উচ্চ তাপমাত্রার প্রয়োগে এর ব্যবহারকে সীমাবদ্ধ করে।
নিকেল: নিকেলের ম্যাগনেটোস্ট্রিক্টিভ সহগ লোহার তুলনায় বেশি (প্রায় 60 ppm), কিন্তু এর উচ্চ হিস্টেরিসিস লোস
