ચુંબકીય ક્ષેત્ર કન્વર્ટર
ચુંબકીય ક્ષેત્ર કન્વર્ટર: ટેસ્લા, ગૌસ, A/m, ઓર્સ્ટેડ - ચુંબકીય ફ્લક્સ ઘનતા અને ક્ષેત્રની તીવ્રતા માટે સંપૂર્ણ માર્ગદર્શિકા
ચુંબકીય ક્ષેત્રો અદ્રશ્ય બળો છે જે ચુંબક, વિદ્યુત પ્રવાહો અને આપણા સમગ્ર ગ્રહની આસપાસ હોય છે. ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરો, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ, MRI ટેકનિશિયનો અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ અથવા મોટર સાથે કામ કરતા કોઈપણ માટે ચુંબકીય ક્ષેત્રના એકમોને સમજવું આવશ્યક છે. પરંતુ અહીં એક નિર્ણાયક તફાવત છે જે મોટાભાગના લોકો ચૂકી જાય છે: બે મૂળભૂત રીતે અલગ ચુંબકીય માપન છે—B-ક્ષેત્ર (ફ્લક્સ ઘનતા) અને H-ક્ષેત્ર (ક્ષેત્રની તીવ્રતા)—અને તેમની વચ્ચે રૂપાંતર કરવા માટે પદાર્થના ચુંબકીય ગુણધર્મો જાણવા જરૂરી છે. આ માર્ગદર્શિકા ટેસ્લા, ગૌસ, A/m, ઓર્સ્ટેડ અને ચુંબકીય ક્ષેત્રના માપન પાછળના ભૌતિકશાસ્ત્રને સમજાવે છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્ર શું છે?
ચુંબકીય ક્ષેત્ર એક વેક્ટર ક્ષેત્ર છે જે ગતિમાન વિદ્યુતભારો, વિદ્યુત પ્રવાહો અને ચુંબકીય પદાર્થો પર ચુંબકીય પ્રભાવનું વર્ણન કરે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રો ગતિમાન વિદ્યુતભારો (વિદ્યુત પ્રવાહો) અને ઇલેક્ટ્રોન જેવા મૂળભૂત કણોની આંતરિક ચુંબકીય ક્ષણો દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
બે ચુંબકીય ક્ષેત્રની માત્રાઓ
B-ક્ષેત્ર (ચુંબકીય ફ્લક્સ ઘનતા)
ગતિમાન વિદ્યુતભાર દ્વારા અનુભવાતા વાસ્તવિક ચુંબકીય બળને માપે છે. તેમાં પદાર્થની અસરનો સમાવેશ થાય છે. એકમો: ટેસ્લા (T), ગૌસ (G), વેબર/m².
સૂત્ર: F = q(v × B)
જ્યાં: F = બળ, q = વિદ્યુતભાર, v = વેગ, B = ફ્લક્સ ઘનતા
H-ક્ષેત્ર (ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા)
ક્ષેત્ર બનાવનાર ચુંબકીય બળને માપે છે, જે પદાર્થથી સ્વતંત્ર છે. એકમો: એમ્પીયર/મીટર (A/m), ઓર્સ્ટેડ (Oe).
સૂત્ર: H = B/μ₀ - M (શૂન્યાવકાશમાં: H = B/μ₀)
જ્યાં: μ₀ = મુક્ત અવકાશની પારગમ્યતા = 1.257×10⁻⁶ T·m/A, M = ચુંબકત્વ
શૂન્યાવકાશ અથવા હવામાં: B = μ₀ × H. ચુંબકીય પદાર્થોમાં: B = μ₀ × μᵣ × H, જ્યાં μᵣ સાપેક્ષ પારગમ્યતા છે (હવા માટે 1, કેટલાક પદાર્થો માટે 100,000+ સુધી!)
ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઝડપી હકીકતો
પૃથ્વીનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર સપાટી પર લગભગ 25-65 માઇક્રોટેસ્લા (0.25-0.65 ગૌસ) છે - હોકાયંત્રની સોયને વિચલિત કરવા માટે પૂરતું
ફ્રિજનું ચુંબક તેની સપાટી પર લગભગ 0.001 ટેસ્લા (10 ગૌસ) ઉત્પન્ન કરે છે
MRI મશીનો 1.5 થી 7 ટેસ્લાનો ઉપયોગ કરે છે - પૃથ્વીના ક્ષેત્ર કરતાં 140,000 ગણું વધુ મજબૂત!
લેબમાં બનાવેલું અત્યાર સુધીનું સૌથી મજબૂત સતત ચુંબકીય ક્ષેત્ર: 45.5 ટેસ્લા (ફ્લોરિડા સ્ટેટ યુનિવર્સિટી)
ન્યુટ્રોન તારાઓ પાસે 100 મિલિયન ટેસ્લા સુધીના ચુંબકીય ક્ષેત્રો હોય છે - બ્રહ્માંડમાં સૌથી મજબૂત
માનવ મગજ લગભગ 1-10 પિકોટેસ્લાના ચુંબકીય ક્ષેત્રો ઉત્પન્ન કરે છે, જે MEG સ્કેન દ્વારા માપી શકાય છે
મેગલેવ ટ્રેનો 600+ કિમી/કલાકની ઝડપે ટ્રેનોને હવામાં ઉડાડવા અને ચલાવવા માટે 1-4 ટેસ્લાના ચુંબકીય ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ કરે છે
1 ટેસ્લા = 10,000 ગૌસ બરાબર (SI અને CGS સિસ્ટમ વચ્ચે નિર્ધારિત સંબંધ)
રૂપાંતરણ સૂત્રો - ચુંબકીય ક્ષેત્રના એકમોને કેવી રીતે રૂપાંતરિત કરવા
ચુંબકીય ક્ષેત્રના રૂપાંતરણો બે શ્રેણીઓમાં આવે છે: B-ક્ષેત્ર (ફ્લક્સ ઘનતા) ના રૂપાંતરણો સીધા છે, જ્યારે B-ક્ષેત્ર ↔ H-ક્ષેત્રના રૂપાંતરણો માટે પદાર્થના ગુણધર્મોની જરૂર પડે છે.
B-ક્ષેત્ર (ફ્લક્સ ઘનતા) રૂપાંતરણો - ટેસ્લા ↔ ગૌસ
મૂળભૂત એકમ: ટેસ્લા (T) = 1 વેબર/m² = 1 kg/(A·s²)
| થી | સુધી | સૂત્ર | ઉદાહરણ |
|---|---|---|---|
| T | G | G = T × 10,000 | 0.001 T = 10 G |
| G | T | T = G ÷ 10,000 | 1 G = 0.0001 T |
| T | mT | mT = T × 1,000 | 0.001 T = 1 mT |
| T | µT | µT = T × 1,000,000 | 0.00005 T = 50 µT |
| G | mG | mG = G × 1,000 | 0.5 G = 500 mG |
ઝડપી ટિપ: યાદ રાખો: 1 T = 10,000 G બરાબર. પૃથ્વીનું ક્ષેત્ર ≈ 50 µT = 0.5 G.
વ્યવહારિક: MRI સ્કેન: 1.5 T = 15,000 G. ફ્રિજ ચુંબક: 0.01 T = 100 G.
H-ક્ષેત્ર (ક્ષેત્રની તીવ્રતા) રૂપાંતરણો - A/m ↔ ઓર્સ્ટેડ
મૂળભૂત એકમ: એમ્પીયર પ્રતિ મીટર (A/m) - ચુંબકીય બળ માટે SI એકમ
| થી | સુધી | સૂત્ર | ઉદાહરણ |
|---|---|---|---|
| Oe | A/m | A/m = Oe × 79.5775 | 1 Oe = 79.58 A/m |
| A/m | Oe | Oe = A/m ÷ 79.5775 | 1000 A/m = 12.57 Oe |
| kA/m | Oe | Oe = kA/m × 12.566 | 10 kA/m = 125.7 Oe |
ઝડપી ટિપ: 1 ઓર્સ્ટેડ ≈ 79.58 A/m. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ ડિઝાઇન અને ચુંબકીય રેકોર્ડિંગમાં વપરાય છે.
વ્યવહારિક: હાર્ડ ડિસ્કની જડતા: 200-300 kA/m. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ: 1000-10000 A/m.
B-ક્ષેત્ર ↔ H-ક્ષેત્ર રૂપાંતર (માત્ર શૂન્યાવકાશમાં)
| થી | સુધી | સૂત્ર | ઉદાહરણ |
|---|---|---|---|
| A/m | T | T = A/m × μ₀ = A/m × 1.257×10⁻⁶ | 1000 A/m = 0.001257 T |
| T | A/m | A/m = T ÷ μ₀ = T ÷ 1.257×10⁻⁶ | 0.001 T = 795.8 A/m |
| Oe | G | G ≈ Oe (શૂન્યાવકાશમાં) | 1 Oe ≈ 1 G હવામાં |
| Oe | T | T = Oe × 0.0001 | 100 Oe = 0.01 T |
પદાર્થનું સૂત્ર: પદાર્થોમાં: B = μ₀ × μᵣ × H, જ્યાં μᵣ = સાપેક્ષ પારગમ્યતા
સામાન્ય પદાર્થો માટે μᵣ મૂલ્યો
| પદાર્થ | μᵣ મૂલ્ય |
|---|---|
| શૂન્યાવકાશ, હવા | 1.0 |
| એલ્યુમિનિયમ, તાંબુ | ~1.0 |
| નિકલ | 100-600 |
| નરમ સ્ટીલ | 200-2,000 |
| સિલિકોન સ્ટીલ | 1,500-7,000 |
| પરમાલોય | 8,000-100,000 |
| સુપરમાલોય | up to 1,000,000 |
લોખંડમાં (μᵣ ≈ 2000), 1000 A/m 2.5 T બનાવે છે, 0.00126 T નહીં!
નિર્ણાયક: B-ક્ષેત્ર વિરુદ્ધ H-ક્ષેત્રને સમજવું
B અને H ને ભેળવવાથી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ ડિઝાઇન, મોટર ગણતરીઓ અને ચુંબકીય શિલ્ડિંગમાં ભયંકર ભૂલો થઈ શકે છે!
- B-ક્ષેત્ર (ટેસ્લા, ગૌસ) એ છે જે તમે ગૌસમીટર અથવા હોલ પ્રોબ વડે માપો છો
- H-ક્ષેત્ર (A/m, ઓર્સ્ટેડ) એ છે જે તમે કોઇલ દ્વારા પ્રવાહ વડે લાગુ કરો છો
- હવામાં: 1 Oe ≈ 1 G અને 1 A/m = 1.257 µT (અમારું કન્વર્ટર આનો ઉપયોગ કરે છે)
- લોખંડમાં: સમાન H-ક્ષેત્ર પદાર્થના ચુંબકત્વને કારણે 1000 ગણું વધુ મજબૂત B-ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે!
- MRI વિશિષ્ટતાઓ B-ક્ષેત્ર (ટેસ્લા) નો ઉપયોગ કરે છે કારણ કે તે શરીરને અસર કરે છે
- ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ ડિઝાઇન H-ક્ષેત્ર (A/m) નો ઉપયોગ કરે છે કારણ કે તે પ્રવાહ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે
દરેક ચુંબકીય ક્ષેત્રના એકમને સમજવું
ટેસ્લા (T)(B-ક્ષેત્ર)
વ્યાખ્યા: ચુંબકીય ફ્લક્સ ઘનતાનો SI એકમ. 1 T = 1 વેબર/m² = 1 kg/(A·s²)
નામકરણ: નિકોલા ટેસ્લા (1856-1943), શોધક અને ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયર
ઉપયોગ: MRI મશીનો, સંશોધન ચુંબકો, મોટર વિશિષ્ટતાઓ
પ્રારૂપિક મૂલ્યો: પૃથ્વી: 50 µT | ફ્રિજ ચુંબક: 10 mT | MRI: 1.5-7 T
ગૌસ (G)(B-ક્ષેત્ર)
વ્યાખ્યા: ચુંબકીય ફ્લક્સ ઘનતાનો CGS એકમ. 1 G = 10⁻⁴ T = 100 µT
નામકરણ: કાર્લ ફ્રેડરિક ગૌસ (1777-1855), ગણિતશાસ્ત્રી અને ભૌતિકશાસ્ત્રી
ઉપયોગ: જૂના સાધનો, ભૂ-ભૌતિકશાસ્ત્ર, ઔદ્યોગિક ગૌસમીટર
પ્રારૂપિક મૂલ્યો: પૃથ્વી: 0.5 G | સ્પીકર ચુંબક: 1-2 G | નિયોડીમિયમ ચુંબક: 1000-3000 G
એમ્પીયર પ્રતિ મીટર (A/m)(H-ક્ષેત્ર)
વ્યાખ્યા: ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતાનો SI એકમ. એકમ લંબાઈ દીઠ પ્રવાહ જે ક્ષેત્ર બનાવે છે.
ઉપયોગ: ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ ડિઝાઇન, કોઇલ ગણતરીઓ, ચુંબકીય પદાર્થોનું પરીક્ષણ
પ્રારૂપિક મૂલ્યો: પૃથ્વી: 40 A/m | સોલેનોઇડ: 1000-10000 A/m | ઔદ્યોગિક ચુંબક: 100 kA/m
ઓર્સ્ટેડ (Oe)(H-ક્ષેત્ર)
વ્યાખ્યા: ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતાનો CGS એકમ. 1 Oe = 79.5775 A/m
નામકરણ: હંસ ક્રિશ્ચિયન ઓર્સ્ટેડ (1777-1851), જેમણે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ શોધ્યું
ઉપયોગ: ચુંબકીય રેકોર્ડિંગ, કાયમી ચુંબક વિશિષ્ટતાઓ, હિસ્ટ્રેસિસ લૂપ્સ
પ્રારૂપિક મૂલ્યો: હાર્ડ ડિસ્કની જડતા: 2000-4000 Oe | કાયમી ચુંબક: 500-2000 Oe
માઇક્રોટેસ્લા (µT)(B-ક્ષેત્ર)
વ્યાખ્યા: ટેસ્લાનો દસ લાખમો ભાગ. 1 µT = 10⁻⁶ T = 0.01 G
ઉપયોગ: ભૂ-ભૌતિકશાસ્ત્ર, નેવિગેશન, EMF માપન, બાયોમેગ્નેટિઝમ
પ્રારૂપિક મૂલ્યો: પૃથ્વીનું ક્ષેત્ર: 25-65 µT | મગજ (MEG): 0.00001 µT | પાવર લાઇન્સ: 1-10 µT
ગામા (γ)(B-ક્ષેત્ર)
વ્યાખ્યા: 1 નેનોટેસ્લા બરાબર. 1 γ = 1 nT = 10⁻⁹ T. ભૂ-ભૌતિકશાસ્ત્રમાં વપરાય છે.
ઉપયોગ: ચુંબકીય સર્વેક્ષણો, પુરાતત્વ, ખનિજ સંશોધન
પ્રારૂપિક મૂલ્યો: ચુંબકીય વિસંગતતા શોધ: 1-100 γ | દૈનિક વિવિધતા: ±30 γ
ઇલેક્ટ્રોમૅગ્નેટિઝમની શોધ
1820 — હંસ ક્રિશ્ચિયન ઓર્સ્ટેડ
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ
એક વ્યાખ્યાન પ્રદર્શન દરમિયાન, ઓર્સ્ટેડે જોયું કે પ્રવાહ વહન કરતા તારની નજીક હોકાયંત્રની સોય વિચલિત થાય છે. આ વીજળી અને ચુંબકત્વને જોડતી પ્રથમ અવલોકન હતી. તેમણે તેમના તારણો લેટિનમાં પ્રકાશિત કર્યા, અને થોડા અઠવાડિયામાં, સમગ્ર યુરોપના વૈજ્ઞાનિકો આ પ્રયોગનું પુનરાવર્તન કરી રહ્યા હતા.
સાબિત કર્યું કે વિદ્યુત પ્રવાહો ચુંબકીય ક્ષેત્રો બનાવે છે, જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમના ક્ષેત્રનો પાયો નાખે છે
1831 — માઇકલ ફેરાડે
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન
ફેરાડેએ શોધી કાઢ્યું કે બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્રો વિદ્યુત પ્રવાહો બનાવે છે. વાયરની કોઇલમાંથી ચુંબકને ખસેડવાથી વીજળી ઉત્પન્ન થાય છે - જે આજે દરેક ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર અને ટ્રાન્સફોર્મર પાછળનો સિદ્ધાંત છે.
વિદ્યુત શક્તિ ઉત્પાદન, ટ્રાન્સફોર્મર્સ અને આધુનિક ઇલેક્ટ્રિકલ ગ્રીડને શક્ય બનાવ્યું
1873 — જેમ્સ ક્લર્ક મેક્સવેલ
એકીકૃત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સિદ્ધાંત
મેક્સવેલના સમીકરણોએ વીજળી, ચુંબકત્વ અને પ્રકાશને એક સિદ્ધાંતમાં એકીકૃત કર્યા. તેમણે B-ક્ષેત્ર અને H-ક્ષેત્રના ખ્યાલોને અલગ માત્રા તરીકે રજૂ કર્યા, જે દર્શાવે છે કે પ્રકાશ એક ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ છે.
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોની આગાહી કરી, જે રેડિયો, રડાર અને વાયરલેસ કમ્યુનિકેશન તરફ દોરી ગયું
1895 — હેન્ડ્રિક લોરેન્ટ્ઝ
લોરેન્ટ્ઝ બળનો નિયમ
ચુંબકીય અને વિદ્યુત ક્ષેત્રોમાં ગતિ કરતા વિદ્યુતભારિત કણ પરના બળનું વર્ણન કર્યું: F = q(E + v × B). આ સૂત્ર મોટર્સ, કણ પ્રવેગકો અને કેથોડ રે ટ્યુબ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે સમજવા માટે મૂળભૂત છે.
ક્ષેત્રોમાં કણની ગતિ, માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી અને પ્લાઝ્મા ભૌતિકશાસ્ત્રને સમજવા માટેનો પાયો
1908 — હેઇક કેમરલિંગ ઓનેસ
સુપરકન્ડક્ટિવિટી
પારાને 4.2 K સુધી ઠંડુ કરીને, ઓનેસે શોધી કાઢ્યું કે તેનો વિદ્યુત પ્રતિકાર સંપૂર્ણપણે અદૃશ્ય થઈ ગયો છે. સુપરકન્ડક્ટર્સ ચુંબકીય ક્ષેત્રોને બહાર કાઢે છે (મિસ્નર અસર), જે શૂન્ય ઉર્જા નુકસાન સાથે અતિ-મજબૂત ચુંબકને સક્ષમ કરે છે.
MRI મશીનો, મેગલેવ ટ્રેનો અને 10+ ટેસ્લા ક્ષેત્રો ઉત્પન્ન કરતા કણ પ્રવેગક ચુંબકો તરફ દોરી ગયું
1960 — થિયોડોર મેમેન
પ્રથમ લેસર
જ્યારે સીધા ચુંબકત્વ વિશે નહોતું, ત્યારે લેસરોએ ફેરાડે રોટેશન અને ઝીમેન અસર જેવી મેગ્નેટો-ઓપ્ટિકલ અસરો દ્વારા ચોક્કસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર માપનને સક્ષમ બનાવ્યું.
ચુંબકીય ક્ષેત્ર સંવેદન, ઓપ્ટિકલ આઇસોલેટર્સ અને ચુંબકીય ડેટા સ્ટોરેજમાં ક્રાંતિ લાવી
1971 — રેમન્ડ ડામેડિયન
MRI મેડિકલ ઇમેજિંગ
ડામેડિયને શોધી કાઢ્યું કે કેન્સરગ્રસ્ત પેશીઓમાં તંદુરસ્ત પેશીઓ કરતાં અલગ ચુંબકીય આરામનો સમય હોય છે. આ MRI (મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ) તરફ દોરી ગયું, જે 1.5-7 ટેસ્લા ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ કરીને કિરણોત્સર્ગ વિના વિગતવાર શરીરના સ્કેન બનાવે છે.
મેડિકલ ડાયગ્નોસ્ટિક્સમાં પરિવર્તન લાવ્યું, જે નરમ પેશીઓ, મગજ અને અવયવોનું બિન-આક્રમક ઇમેજિંગ સક્ષમ કરે છે
ચુંબકીય ક્ષેત્રોના વાસ્તવિક-વિશ્વના કાર્યક્રમો
મેડિકલ ઇમેજિંગ અને સારવાર
MRI સ્કેનર્સ
ક્ષેત્રની તીવ્રતા: 1.5-7 ટેસ્લા
નરમ પેશીઓ, મગજ અને અવયવોની વિગતવાર 3D છબીઓ બનાવે છે
MEG (મેગ્નેટોએન્સેફાલોગ્રાફી)
ક્ષેત્રની તીવ્રતા: 1-10 પિકોટેસ્લા
ન્યુરોન્સમાંથી નાના ચુંબકીય ક્ષેત્રોને શોધીને મગજની પ્રવૃત્તિને માપે છે
મેગ્નેટિક હાઇપરથર્મિયા
ક્ષેત્રની તીવ્રતા: 0.01-0.1 ટેસ્લા
કેન્સરના કોષોને મારવા માટે ગાંઠોમાં ચુંબકીય નેનોપાર્ટિકલ્સને ગરમ કરે છે
TMS (ટ્રાન્સક્રેનિયલ મેગ્નેટિક સ્ટીમ્યુલેશન)
ક્ષેત્રની તીવ્રતા: 1-2 ટેસ્લા પલ્સ
ચુંબકીય પલ્સ સાથે મગજના પ્રદેશોને ઉત્તેજીત કરીને હતાશાની સારવાર કરે છે
પરિવહન
મેગલેવ ટ્રેનો
ક્ષેત્રની તીવ્રતા: 1-4 ટેસ્લા
600+ કિમી/કલાકની ઝડપે શૂન્ય ઘર્ષણ સાથે ટ્રેનોને ઉડાડે છે અને ચલાવે છે
ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ
ક્ષેત્રની તીવ્રતા: 0.5-2 ટેસ્લા
ઇલેક્ટ્રિકલ ઉર્જાને ઇલેક્ટ્રિક વાહનો, ઉપકરણો, રોબોટ્સમાં યાંત્રિક ગતિમાં રૂપાંતરિત કરે છે
મેગ્નેટિક બેરિંગ્સ
ક્ષેત્રની તીવ્રતા: 0.1-1 ટેસ્લા
ઉચ્ચ-ગતિ ટર્બાઇન અને ફ્લાયવ્હીલ્સ માટે ઘર્ષણહીન આધાર
ડેટા સ્ટોરેજ અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સ
હાર્ડ ડિસ્ક ડ્રાઇવ્સ
ક્ષેત્રની તીવ્રતા: 200-300 kA/m જડતા
ચુંબકીય ડોમેન્સમાં ડેટા સ્ટોર કરે છે; રીડિંગ હેડ્સ 0.1-1 mT ક્ષેત્રોને શોધી કાઢે છે
મેગ્નેટિક રેમ (MRAM)
ક્ષેત્રની તીવ્રતા: 10-100 mT
ચુંબકીય ટનલ જંકશનનો ઉપયોગ કરતી બિન-અસ્થિર મેમરી
ક્રેડિટ કાર્ડ્સ
ક્ષેત્રની તીવ્રતા: 300-400 Oe
ખાતાની માહિતી સાથે કોડ કરેલી ચુંબકીય પટ્ટીઓ
ચુંબકીય ક્ષેત્રો વિશેની સામાન્ય દંતકથાઓ અને ગેરસમજો
ટેસ્લા અને ગૌસ અલગ-અલગ વસ્તુઓ માપે છે
ચુકાદો: ખોટું
બંને એક જ વસ્તુ (B-ક્ષેત્ર/ફ્લક્સ ઘનતા) માપે છે, ફક્ત અલગ-અલગ એકમ પ્રણાલીઓમાં. ટેસ્લા SI છે, ગૌસ CGS છે. 1 T = 10,000 G બરાબર. તેઓ મીટર અને ફૂટ જેટલા જ વિનિમયક્ષમ છે.
તમે A/m અને ટેસ્લા વચ્ચે મુક્તપણે રૂપાંતર કરી શકો છો
ચુકાદો: શરતી
ફક્ત શૂન્યાવકાશ/હવામાં જ સાચું છે! ચુંબકીય પદાર્થોમાં, રૂપાંતર પારગમ્યતા μᵣ પર આધાર રાખે છે. લોખંડમાં (μᵣ~2000), 1000 A/m 2.5 T બનાવે છે, 0.00126 T નહીં. B ↔ H રૂપાંતર કરતી વખતે હંમેશા તમારી ધારણા જણાવો.
ચુંબકીય ક્ષેત્રો માનવો માટે જોખમી છે
ચુકાદો: મોટાભાગે ખોટું
7 ટેસ્લા (MRI મશીનો) સુધીના સ્થિર ચુંબકીય ક્ષેત્રોને સુરક્ષિત માનવામાં આવે છે. તમારું શરીર સ્થિર ચુંબકીય ક્ષેત્રો માટે પારદર્શક છે. અત્યંત ઝડપથી બદલાતા ક્ષેત્રો (પ્રેરિત પ્રવાહો) અથવા 10 T થી ઉપરના ક્ષેત્રો માટે ચિંતા અસ્તિત્વમાં છે. પૃથ્વીનું 50 µT ક્ષેત્ર સંપૂર્ણપણે હાનિકારક છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્રની 'તીવ્રતા' નો અર્થ ટેસ્લા છે
ચુકાદો: અસ્પષ્ટ
ગૂંચવણભર્યું! ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, 'ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા' ખાસ કરીને H-ક્ષેત્ર (A/m) નો અર્થ થાય છે. પરંતુ બોલચાલની ભાષામાં, લોકો 'મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્ર' કહે છે જેનો અર્થ ઉચ્ચ B-ક્ષેત્ર (ટેસ્લા) થાય છે. હંમેશા સ્પષ્ટ કરો: B-ક્ષેત્ર કે H-ક્ષેત્ર?
ઓર્સ્ટેડ અને ગૌસ એક જ વસ્તુ છે
ચુકાદો: ખોટું (પરંતુ નજીક)
શૂન્યાવકાશમાં: 1 Oe ≈ 1 G આંકડાકીય રીતે, પરંતુ તેઓ અલગ-અલગ માત્રા માપે છે! ઓર્સ્ટેડ H-ક્ષેત્ર (ચુંબકીય બળ) માપે છે, ગૌસ B-ક્ષેત્ર (ફ્લક્સ ઘનતા) માપે છે. તે બળ અને ઉર્જાને ભેળવવા જેવું છે - તેઓ હવામાં સમાન સંખ્યાઓ ધરાવે છે, પરંતુ તેઓ શારીરિક રીતે અલગ છે.
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ કાયમી ચુંબક કરતાં વધુ મજબૂત હોય છે
ચુકાદો: આધાર રાખે છે
લાક્ષણિક ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ: 0.1-2 T. નિયોડીમિયમ ચુંબક: 1-1.4 T સપાટી ક્ષેત્ર. પરંતુ સુપરકન્ડક્ટિંગ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ 20+ ટેસ્લા સુધી પહોંચી શકે છે, જે કોઈપણ કાયમી ચુંબક કરતાં ઘણું વધારે છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ અત્યંત ક્ષેત્રો માટે જીતે છે; કાયમી ચુંબક કોમ્પેક્ટનેસ અને શક્તિ વપરાશ ન હોવા માટે જીતે છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્રો પદાર્થોમાંથી પસાર થઈ શકતા નથી
ચુકાદો: ખોટું
ચુંબકીય ક્ષેત્રો મોટાભાગના પદાર્થોમાંથી સરળતાથી પસાર થાય છે! ફક્ત સુપરકન્ડક્ટર્સ જ B-ક્ષેત્રોને સંપૂર્ણપણે બહાર કાઢે છે (મિસ્નર અસર), અને ઉચ્ચ-પારગમ્યતાવાળા પદાર્થો (મ્યુ-મેટલ) ક્ષેત્ર રેખાઓને પુનઃદિશામાન કરી શકે છે. આથી જ ચુંબકીય શિલ્ડિંગ મુશ્કેલ છે - તમે વિદ્યુત ક્ષેત્રોની જેમ ક્ષેત્રોને ફક્ત 'અવરોધિત' કરી શકતા નથી.
ચુંબકીય ક્ષેત્રો કેવી રીતે માપવા
હોલ ઇફેક્ટ સેન્સર
સીમા: 1 µT થી 10 T
ચોકસાઈ: ±1-5%
માપે છે: B-ક્ષેત્ર (ટેસ્લા/ગૌસ)
સૌથી સામાન્ય. સેમિકન્ડક્ટર ચિપ જે B-ક્ષેત્રના પ્રમાણમાં વોલ્ટેજ આઉટપુટ કરે છે. સ્માર્ટફોન (હોકાયંત્ર), ગૌસમીટર અને પોઝિશન સેન્સરમાં વપરાય છે.
ફાયદા: સસ્તું, કોમ્પેક્ટ, સ્થિર ક્ષેત્રો માપે છે
ગેરફાયદા: તાપમાન પ્રત્યે સંવેદનશીલ, મર્યાદિત ચોકસાઈ
ફ્લક્સગેટ મેગ્નેટોમીટર
સીમા: 0.1 nT થી 1 mT
ચોકસાઈ: ±0.1 nT
માપે છે: B-ક્ષેત્ર (ટેસ્લા)
નાના ક્ષેત્રના ફેરફારોને શોધવા માટે ચુંબકીય કોરની સંતૃપ્તિનો ઉપયોગ કરે છે. ભૂ-ભૌતિકશાસ્ત્ર, નેવિગેશન અને અવકાશ મિશનમાં વપરાય છે.
ફાયદા: અત્યંત સંવેદનશીલ, નબળા ક્ષેત્રો માટે ઉત્તમ
ગેરફાયદા: ઉચ્ચ ક્ષેત્રો માપી શકતું નથી, વધુ ખર્ચાળ
SQUID (સુપરકન્ડક્ટિંગ ક્વોન્ટમ ઇન્ટરફરન્સ ડિવાઇસ)
સીમા: 1 fT થી 1 mT
ચોકસાઈ: ±0.001 nT
માપે છે: B-ક્ષેત્ર (ટેસ્લા)
સૌથી સંવેદનશીલ મેગ્નેટોમીટર. પ્રવાહી હિલીયમ ઠંડકની જરૂર છે. MEG મગજ સ્કેન અને મૂળભૂત ભૌતિકશાસ્ત્ર સંશોધનમાં વપરાય છે.
ફાયદા: અજોડ સંવેદનશીલતા (ફેમટોટેસ્લા!)
ગેરફાયદા: ક્રાયોજેનિક ઠંડકની જરૂર છે, ખૂબ ખર્ચાળ
સર્ચ કોઇલ (ઇન્ડક્શન કોઇલ)
સીમા: 10 µT થી 10 T
ચોકસાઈ: ±2-10%
માપે છે: B-ક્ષેત્રમાં ફેરફાર (dB/dt)
વાયરની કોઇલ જે ફ્લક્સ બદલાય ત્યારે વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરે છે. સ્થિર ક્ષેત્રો માપી શકતું નથી - ફક્ત AC અથવા ગતિમાન ક્ષેત્રો.
ફાયદા: સરળ, મજબૂત, ઉચ્ચ-ક્ષેત્ર સક્ષમ
ગેરફાયદા: ફક્ત બદલાતા ક્ષેત્રો માપે છે, DC નહીં
રોગોવસ્કી કોઇલ
સીમા: 1 A થી 1 MA
ચોકસાઈ: ±1%
માપે છે: પ્રવાહ (H-ક્ષેત્ર સાથે સંબંધિત)
તે જે ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે તેને શોધીને AC પ્રવાહને માપે છે. સંપર્ક વિના કંડક્ટરની આસપાસ લપેટાય છે.
ફાયદા: બિન-આક્રમક, વિશાળ ગતિશીલ શ્રેણી
ગેરફાયદા: ફક્ત AC, સીધું ક્ષેત્ર માપતું નથી
ચુંબકીય ક્ષેત્ર રૂપાંતરણની શ્રેષ્ઠ પદ્ધતિઓ
શ્રેષ્ઠ પદ્ધતિઓ
- તમારા ક્ષેત્રનો પ્રકાર જાણો: B-ક્ષેત્ર (ટેસ્લા, ગૌસ) વિરુદ્ધ H-ક્ષેત્ર (A/m, ઓર્સ્ટેડ) મૂળભૂત રીતે અલગ છે
- પદાર્થ મહત્વપૂર્ણ છે: B↔H રૂપાંતરણ માટે પારગમ્યતા જાણવી જરૂરી છે. ખાતરી હોય તો જ શૂન્યાવકાશ ધારો!
- યોગ્ય ઉપસર્ગોનો ઉપયોગ કરો: વાંચનક્ષમતા માટે mT (મિલિટેસ્લા), µT (માઇક્રોટેસ્લા), nT (નેનોટેસ્લા)
- યાદ રાખો 1 ટેસ્લા = 10,000 ગૌસ બરાબર (SI વિરુદ્ધ CGS રૂપાંતરણ)
- શૂન્યાવકાશમાં: 1 A/m ≈ 1.257 µT (μ₀ = 4π×10⁻⁷ વડે ગુણાકાર કરો)
- MRI સુરક્ષા માટે: હંમેશા ટેસ્લામાં વ્યક્ત કરો, ગૌસમાં નહીં (આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણ)
ટાળવા માટેની સામાન્ય ભૂલો
- B-ક્ષેત્રને H-ક્ષેત્ર સાથે ભેળવવું: ટેસ્લા B માપે છે, A/m H માપે છે - સંપૂર્ણપણે અલગ!
- પદાર્થોમાં A/m ને ટેસ્લામાં રૂપાંતરિત કરવું: પદાર્થની પારગમ્યતાની જરૂર છે, ફક્ત μ₀ નહીં
- મજબૂત ક્ષેત્રો માટે ગૌસનો ઉપયોગ કરવો: સ્પષ્ટતા માટે ટેસ્લાનો ઉપયોગ કરો (1.5 T 15,000 G કરતાં વધુ સ્પષ્ટ છે)
- પૃથ્વીનું ક્ષેત્ર 1 ગૌસ છે તેમ માનવું: તે વાસ્તવમાં 0.25-0.65 ગૌસ (25-65 µT) છે
- દિશા ભૂલી જવી: ચુંબકીય ક્ષેત્રો તીવ્રતા અને દિશા બંને સાથેના વેક્ટર છે
- ઓર્સ્ટેડને A/m સાથે ખોટી રીતે ભેળવવું: 1 Oe = 79.577 A/m (ગોળ સંખ્યા નથી!)
વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો
ટેસ્લા અને ગૌસ વચ્ચે શું તફાવત છે?
ટેસ્લા (T) SI એકમ છે, ગૌસ (G) CGS એકમ છે. 1 ટેસ્લા = 10,000 ગૌસ બરાબર. ટેસ્લા વૈજ્ઞાનિક અને તબીબી કાર્યક્રમો માટે પસંદ કરવામાં આવે છે, જ્યારે ગૌસ હજુ પણ જૂના સાહિત્ય અને કેટલાક ઔદ્યોગિક સંદર્ભોમાં સામાન્ય છે.
શું હું A/m ને સીધા ટેસ્લામાં રૂપાંતરિત કરી શકું?
ફક્ત શૂન્યાવકાશ/હવામાં! શૂન્યાવકાશમાં: B (ટેસ્લા) = μ₀ × H (A/m) જ્યાં μ₀ = 4π×10⁻⁷ ≈ 1.257×10⁻⁶ T·m/A. લોખંડ જેવા ચુંબકીય પદાર્થોમાં, તમારે પદાર્થની સાપેક્ષ પારગમ્યતા (μᵣ) ની જરૂર છે, જે 1 થી 100,000+ સુધી હોઈ શકે છે. અમારું કન્વર્ટર શૂન્યાવકાશ ધારે છે.
શા માટે બે અલગ-અલગ ચુંબકીય ક્ષેત્રના માપન છે?
B-ક્ષેત્ર (ફ્લક્સ ઘનતા) પદાર્થની અસરો સહિત, અનુભવાતા વાસ્તવિક ચુંબકીય બળને માપે છે. H-ક્ષેત્ર (ક્ષેત્રની તીવ્રતા) પદાર્થથી સ્વતંત્ર, ક્ષેત્ર બનાવનાર ચુંબકીય બળને માપે છે. શૂન્યાવકાશમાં B = μ₀H, પરંતુ પદાર્થોમાં B = μ₀μᵣH જ્યાં μᵣ ખૂબ જ બદલાય છે.
પૃથ્વીનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર કેટલું મજબૂત છે?
પૃથ્વીનું ક્ષેત્ર સપાટી પર 25-65 માઇક્રોટેસ્લા (0.25-0.65 ગૌસ) થી લઈને હોય છે. તે વિષુવવૃત્ત પર સૌથી નબળું (~25 µT) અને ચુંબકીય ધ્રુવો પર સૌથી મજબૂત (~65 µT) છે. આ હોકાયંત્રની સોયને દિશામાન કરવા માટે પૂરતું મજબૂત છે પરંતુ MRI મશીનો કરતાં 20,000-280,000 ગણું નબળું છે.
શું 1 ટેસ્લા એક મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે?
હા! 1 ટેસ્લા પૃથ્વીના ક્ષેત્ર કરતાં લગભગ 20,000 ગણું વધુ મજબૂત છે. ફ્રિજના ચુંબકો ~0.001 T (10 G) હોય છે. MRI મશીનો 1.5-7 T નો ઉપયોગ કરે છે. સૌથી મજબૂત લેબ ચુંબકો ~45 T સુધી પહોંચે છે. ફક્ત ન્યુટ્રોન તારાઓ જ લાખો ટેસ્લાને વટાવે છે.
ઓર્સ્ટેડ અને A/m વચ્ચે શું સંબંધ છે?
1 ઓર્સ્ટેડ (Oe) = 1000/(4π) A/m ≈ 79.577 A/m. ઓર્સ્ટેડ H-ક્ષેત્ર માટે CGS એકમ છે, જ્યારે A/m SI એકમ છે. રૂપાંતરણ પરિબળ એમ્પીયર અને CGS ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક એકમોની વ્યાખ્યા પરથી આવે છે.
શા માટે MRI મશીનો ટેસ્લાનો ઉપયોગ કરે છે, ગૌસનો નહીં?
આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણો (IEC, FDA) ને તબીબી ઇમેજિંગ માટે ટેસ્લાની જરૂર છે. તે ગૂંચવણને ટાળે છે (1.5 T વિરુદ્ધ 15,000 G) અને SI એકમો સાથે સુસંગત છે. MRI સુરક્ષા ઝોન ટેસ્લામાં વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવ્યા છે (0.5 mT, 3 mT માર્ગદર્શિકા).
શું ચુંબકીય ક્ષેત્રો જોખમી હોઈ શકે છે?
1 T થી વધુના સ્થિર ક્ષેત્રો પેસમેકરમાં દખલ કરી શકે છે અને ફેરોમેગ્નેટિક વસ્તુઓને ખેંચી શકે છે (પ્રોજેક્ટાઇલ જોખમ). સમય-વિવિધ ક્ષેત્રો પ્રવાહોને પ્રેરિત કરી શકે છે (ચેતા ઉત્તેજના). MRI સુરક્ષા પ્રોટોકોલ સંપર્કને સખત રીતે નિયંત્રિત કરે છે. પૃથ્વીનું ક્ષેત્ર અને લાક્ષણિક ચુંબકો (<0.01 T) ને સુરક્ષિત માનવામાં આવે છે.
સંપૂર્ણ ટૂલ ડિરેક્ટરી
UNITS પર ઉપલબ્ધ બધા 71 ટૂલ્સ