लोहे जैसे सामग्री के हिस्टरीसिस लूप मापने की प्रक्रिया क्या है

लोहे जैसी सामग्रियों के हिस्टरीसिस लूप मापन की प्रक्रिया

लोहे जैसी सामग्रियों के हिस्टरीसिस लूप (Hysteresis Loop) को मापना इन सामग्रियों के चुंबकीय गुणों का अध्ययन करने के लिए एक महत्वपूर्ण प्रयोगात्मक प्रक्रिया है। हिस्टरीसिस लूप मेँ ऊर्जा नुकसान, बलपूर्वकता और शेष चुंबकता जैसी महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है। नीचे हिस्टरीसिस लूप को मापने की विस्तृत प्रक्रिया दी गई है:

प्रयोगशाला उपकरण

• विद्युत स्रोत: स्थिर DC या AC विद्युत स्रोत प्रदान करता है।

• चुंबकीकरण कुंडली: नमूने के चारों ओर लपेटी जाती है ताकि चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न किया जा सके।

• हॉल प्रभाव सेंसर: नमूने में चुंबकीय आवेश B को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।

• विद्युत धारा मापक: चुंबकीकरण कुंडली में धारा I को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।

• डेटा एकीकरण प्रणाली: प्रयोगशाला डेटा को रिकॉर्ड और प्रोसेस करने के लिए उपयोग की जाती है।

• नमूना धारक: नमूने को स्थिर रखने के लिए उपयोग किया जाता है।

प्रयोगशाला कदम

नमूना की तैयारी:

परीक्षण सामग्री (जैसे लोहे की छड़ या लोहे की शीट) को नमूना धारक में सुरक्षित करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि इसकी स्थिति स्थिर रहे।

चुंबकीकरण कुंडली की सेटअप:

चुंबकीकरण कुंडली को नमूने के चारों ओर ठीक से लपेटें, यह सुनिश्चित करते हुए कि यह समान रूप से वितरित हो।

सर्किट को जोड़ें:

चुंबकीकरण कुंडली को विद्युत स्रोत और विद्युत धारा मापक से जोड़ें, यह सुनिश्चित करते हुए कि सर्किट कनेक्शन सही हैं।

नमूने पर एक उचित स्थिति पर हॉल प्रभाव सेंसर को रखें ताकि चुंबकीय आवेश B को मापा जा सके।

उपकरणों का कैलिब्रेशन:

हॉल प्रभाव सेंसर और विद्युत धारा मापक का कैलिब्रेशन करें ताकि सही मापन हो सके।

आरंभिक डीमैग्नेटाइजेशन:

नमूने का आरंभिक डीमैग्नेटाइजेशन करें ताकि यह शून्य-चुंबकीकृत अवस्था में हो। यह विपरीत चुंबकीय क्षेत्र लगाकर या नमूने को इसके क्यूरी बिंदु से ऊपर गर्म करके फिर ठंडा करके प्राप्त किया जा सकता है।

चुंबकीय क्षेत्र को धीरे-धीरे बढ़ाएं:

चुंबकीकरण कुंडली में धारा I को धीरे-धीरे बढ़ाएं और प्रत्येक धारा मान पर चुंबकीय आवेश B को रिकॉर्ड करें। डेटा एकीकरण प्रणाली का उपयोग I और B के संबंधित मानों को रिकॉर्ड करने के लिए करें।

चुंबकीय क्षेत्र को धीरे-धीरे घटाएं:

चुंबकीकरण कुंडली में धारा I को धीरे-धीरे घटाएं और प्रत्येक धारा मान पर चुंबकीय आवेश B को रिकॉर्ड करें। I और B के संबंधित मानों को रिकॉर्ड करना जारी रखें जब तक धारा शून्य नहीं हो जाती।

मापन की पुनरावृत्ति:

अधिक सटीक डेटा प्राप्त करने के लिए, ऊपर दिए गए कदमों को बार-बार दोहराएं ताकि डेटा की संगतता और विश्वसनीयता सुनिश्चित हो।

हिस्टरीसिस लूप को प्लॉट करें:

रिकॉर्ड किए गए डेटा का उपयोग करके चुंबकीय आवेश B और चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता H के बीच संबंध प्लॉट करें।

चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता H को निम्नलिखित सूत्र से गणना की जा सकती है: H = NI/L

जहाँ:

• N चुंबकीकरण कुंडली के घुमावों की संख्या है

• I चुंबकीकरण कुंडली में धारा है

• L चुंबकीकरण कुंडली की औसत लंबाई है

डेटा विश्लेषण

शेष चुंबकता Br निर्धारित करें:

शेष चुंबकता Br वह चुंबकीय आवेश है जो सामग्री में रहता है जब चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता H शून्य होती है।

बलपूर्वकता Hc निर्धारित करें:

बलपूर्वकता Hc वह विपरीत चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता है जो चुंबकीय आवेश B को इसके धनात्मक अधिकतम मान से शून्य तक कम करने के लिए आवश्यक होती है।

हिस्टरीसिस नुकसान की गणना करें:

हिस्टरीसिस नुकसान का अनुमान हिस्टरीसिस लूप द्वारा घिरे क्षेत्र की गणना करके लगाया जा सकता है। हिस्टरीसिस नुकसान Ph निम्नलिखित सूत्र से व्यक्त किया जा सकता है: P h = f⋅हिस्टरीसिस लूप का क्षेत्र जहाँ:

f आवृत्ति (इकाई: हर्ट्ज, Hz)

सावधानियाँ

• तापमान नियंत्रण: प्रयोग के दौरान तापमान को नियत रखें ताकि तापमान परिवर्तनों का मापन परिणामों पर प्रभाव न पड़े।

• डेटा रिकॉर्डिंग: अधिक सटीक और पूर्ण डेटा रिकॉर्डिंग सुनिश्चित करें ताकि कोई छूट या त्रुटि न हो।

• उपकरणों का कैलिब्रेशन: प्रयोगशाला उपकरणों का नियमित रूप से कैलिब्रेशन करें ताकि मापन परिणामों की विश्वसनीयता सुनिश्चित हो।

इन कदमों का पालन करके, लोहे जैसी सामग्रियों का हिस्टरीसिस लूप प्रभावी रूप से मापा जा सकता है, और महत्वपूर्ण चुंबकीय गुण प्राप्त किए जा सकते हैं। ये पैरामीटर सामग्री चयन और अनुप्रयोग के लिए आवश्यक हैं।