पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र सतह पर लगभग 25-65 माइक्रोटेस्ला (0.25-0.65 गॉस) है - जो कंपास की सुइयों को विक्षेपित करने के लिए पर्याप्त है

एक रेफ्रिजरेटर चुंबक अपनी सतह पर लगभग 0.001 टेस्ला (10 गॉस) उत्पन्न करता है

एमआरआई मशीनें 1.5 से 7 टेस्ला का उपयोग करती हैं - पृथ्वी के क्षेत्र से 140,000 गुना तक मजबूत!

एक प्रयोगशाला में बनाया गया अब तक का सबसे मजबूत निरंतर चुंबकीय क्षेत्र: 45.5 टेस्ला (फ्लोरिडा स्टेट यूनिवर्सिटी)

न्यूट्रॉन सितारों में 100 मिलियन टेस्ला तक के चुंबकीय क्षेत्र होते हैं - ब्रह्मांड में सबसे मजबूत

मानव मस्तिष्क लगभग 1-10 पिकोेटेस्ला के चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, जिसे एमईजी स्कैन द्वारा मापा जा सकता है

मैग्लेव ट्रेनें 600+ किमी/घंटा की रफ्तार से ट्रेनों को उठाने और चलाने के लिए 1-4 टेस्ला के चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करती हैं

1 टेस्ला = 10,000 गॉस बिल्कुल (एसआई और सीजीएस प्रणालियों के बीच परिभाषित संबंध)

परिभाषा: चुंबकीय फ्लक्स घनत्व की एसआई इकाई। 1 टी = 1 वेबर/एम² = 1 किग्रा/(ए·से²)

किसके नाम पर: निकोला टेस्ला (1856-1943), आविष्कारक और इलेक्ट्रिकल इंजीनियर

उपयोग: एमआरआई मशीनें, अनुसंधान चुंबक, मोटर विनिर्देश

विशिष्ट मान: पृथ्वी: 50 µटी | फ्रिज चुंबक: 10 एमटी | एमआरआई: 1.5-7 टी

परिभाषा: चुंबकीय फ्लक्स घनत्व की सीजीएस इकाई। 1 जी = 10⁻⁴ टी = 100 µटी

किसके नाम पर: कार्ल फ्रेडरिक गॉस (1777-1855), गणितज्ञ और भौतिक विज्ञानी

उपयोग: पुराने उपकरण, भूभौतिकी, औद्योगिक गॉसमीटर

विशिष्ट मान: पृथ्वी: 0.5 जी | स्पीकर चुंबक: 1-2 जी | नियोडिमियम चुंबक: 1000-3000 जी

परिभाषा: चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति की एसआई इकाई। प्रति इकाई लंबाई में करंट जो क्षेत्र बनाता है।

उपयोग: इलेक्ट्रोमैग्नेट डिजाइन, कॉइल गणना, चुंबकीय सामग्री परीक्षण

विशिष्ट मान: पृथ्वी: 40 ए/एम | सोलेनोइड: 1000-10000 ए/एम | औद्योगिक चुंबक: 100 केए/एम

परिभाषा: चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति की सीजीएस इकाई। 1 ओई = 79.5775 ए/एम

किसके नाम पर: हंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड (1777-1851), जिन्होंने विद्युत चुंबकत्व की खोज की

उपयोग: चुंबकीय रिकॉर्डिंग, स्थायी चुंबक विनिर्देश, हिस्टैरिसीस लूप

विशिष्ट मान: हार्ड डिस्क की निग्राहिता: 2000-4000 ओई | स्थायी चुंबक: 500-2000 ओई

परिभाषा: टेस्ला का दस लाखवां हिस्सा। 1 µटी = 10⁻⁶ टी = 0.01 जी

उपयोग: भूभौतिकी, नेविगेशन, ईएमएफ माप, बायोमैग्नेटिज्म

विशिष्ट मान: पृथ्वी का क्षेत्र: 25-65 µटी | मस्तिष्क (एमईजी): 0.00001 µटी | बिजली लाइनें: 1-10 µटी

परिभाषा: 1 नैनोटेस्ला के बराबर। 1 γ = 1 एनटी = 10⁻⁹ टी। भूभौतिकी में उपयोग किया जाता है।

उपयोग: चुंबकीय सर्वेक्षण, पुरातत्व, खनिज अन्वेषण

विशिष्ट मान: चुंबकीय विसंगति का पता लगाना: 1-100 γ | दैनिक भिन्नता: ±30 γ

विद्युत चुंबकत्व

एक व्याख्यान प्रदर्शन के दौरान, ओर्स्टेड ने देखा कि एक करंट ले जाने वाले तार के पास एक कंपास की सुई विक्षेपित हो रही थी। यह बिजली और चुंबकत्व को जोड़ने वाला पहला अवलोकन था। उन्होंने अपने निष्कर्ष लैटिन में प्रकाशित किए, और हफ्तों के भीतर, पूरे यूरोप के वैज्ञानिकों ने प्रयोग को दोहराया।

सिद्ध किया कि विद्युत धाराएं चुंबकीय क्षेत्र बनाती हैं, जिससे विद्युत चुंबकत्व के क्षेत्र की स्थापना हुई

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण

फैराडे ने पाया कि बदलते चुंबकीय क्षेत्र विद्युत धाराएं बनाते हैं। एक तार के कॉइल के माध्यम से एक चुंबक को स्थानांतरित करने से बिजली उत्पन्न हुई - आज हर विद्युत जनरेटर और ट्रांसफार्मर के पीछे का सिद्धांत।

विद्युत ऊर्जा उत्पादन, ट्रांसफार्मर और आधुनिक विद्युत ग्रिड को संभव बनाया

एकीकृत विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत

मैक्सवेल के समीकरणों ने बिजली, चुंबकत्व और प्रकाश को एक सिद्धांत में एकीकृत किया। उन्होंने बी-फील्ड और एच-फील्ड की अवधारणाओं को अलग-अलग मात्राओं के रूप में पेश किया, यह दिखाते हुए कि प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है।

विद्युत चुम्बकीय तरंगों की भविष्यवाणी की, जिससे रेडियो, रडार और वायरलेस संचार का विकास हुआ

लोरेंट्ज़ बल कानून

चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों में गतिमान एक आवेशित कण पर बल का वर्णन किया: एफ = क्यू (ई + वी × बी)। यह सूत्र मोटर्स, कण त्वरक और कैथोड रे ट्यूब कैसे काम करते हैं, यह समझने के लिए मौलिक है।

क्षेत्रों में कण गति, मास स्पेक्ट्रोमेट्री और प्लाज्मा भौतिकी को समझने का आधार

अतिचालकता

पारे को 4.2 केल्विन तक ठंडा करके, ओन्स ने पाया कि इसका विद्युत प्रतिरोध पूरी तरह से गायब हो गया। अतिचालक चुंबकीय क्षेत्रों को बाहर निकाल देते हैं (मीस्नर प्रभाव), जिससे शून्य ऊर्जा हानि के साथ अति-शक्तिशाली चुंबक बनाना संभव हो जाता है।

एमआरआई मशीनों, मैग्लेव ट्रेनों और कण त्वरक चुंबकों का नेतृत्व किया जो 10+ टेस्ला क्षेत्र उत्पन्न करते हैं

पहला लेजर

हालांकि सीधे चुंबकत्व के बारे में नहीं, लेजर ने फैराडे रोटेशन और ज़ीमन प्रभाव जैसे मैग्नेटो-ऑप्टिकल प्रभावों के माध्यम से सटीक चुंबकीय क्षेत्र माप को सक्षम किया।

चुंबकीय क्षेत्र संवेदन, ऑप्टिकल आइसोलेटर्स और चुंबकीय डेटा भंडारण में क्रांति ला दी

एमआरआई चिकित्सा इमेजिंग

डेमेडियन ने पाया कि कैंसरग्रस्त ऊतक में स्वस्थ ऊतक की तुलना में अलग-अलग चुंबकीय विश्राम समय होता है। इससे एमआरआई (मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग) का विकास हुआ, जो बिना विकिरण के विस्तृत शरीर स्कैन बनाने के लिए 1.5-7 टेस्ला क्षेत्रों का उपयोग करता है।

चिकित्सा निदान को बदल दिया, जिससे नरम ऊतकों, मस्तिष्क और अंगों की गैर-आक्रामक इमेजिंग संभव हो गई

निष्कर्ष: असत्य

दोनों एक ही चीज (बी-फील्ड/फ्लक्स घनत्व) मापते हैं, बस अलग-अलग इकाई प्रणालियों में। टेस्ला एसआई है, गॉस सीजीएस है। 1 टी = 10,000 जी बिल्कुल। वे मीटर और फीट की तरह ही विनिमेय हैं।

निष्कर्ष: सशर्त

केवल निर्वात/हवा में सच है! चुंबकीय सामग्रियों में, रूपांतरण पारगम्यता μᵣ पर निर्भर करता है। लोहे में (μᵣ~2000), 1000 ए/एम 2.5 टी बनाता है, 0.00126 टी नहीं। बी ↔ एच परिवर्तित करते समय हमेशा अपनी धारणा बताएं।

निष्कर्ष: अधिकतर असत्य

7 टेस्ला (एमआरआई मशीनें) तक के स्थिर चुंबकीय क्षेत्र सुरक्षित माने जाते हैं। आपका शरीर स्थिर चुंबकीय क्षेत्रों के लिए पारदर्शी है। अत्यधिक तेजी से बदलते क्षेत्रों (प्रेरित धाराओं) या 10 टी से ऊपर के क्षेत्रों के लिए चिंता मौजूद है। पृथ्वी का 50 µटी क्षेत्र पूरी तरह से हानिरहित है।

निष्कर्ष: अस्पष्ट

भ्रामक! भौतिकी में, 'चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति' का विशेष रूप से अर्थ एच-फील्ड (ए/एम) है। लेकिन बोलचाल की भाषा में, लोग 'मजबूत चुंबकीय क्षेत्र' कहते हैं जिसका अर्थ है उच्च बी-फील्ड (टेस्ला)। हमेशा स्पष्ट करें: बी-फील्ड या एच-फील्ड?

निष्कर्ष: असत्य (लेकिन करीब)

निर्वात में: 1 ओई ≈ 1 जी संख्यात्मक रूप से, लेकिन वे अलग-अलग मात्राओं को मापते हैं! ओर्स्टेड एच-फील्ड (चुंबकीयकरण बल) को मापता है, गॉस बी-फील्ड (फ्लक्स घनत्व) को मापता है। यह बल को ऊर्जा के साथ भ्रमित करने जैसा है - उनके पास हवा में समान संख्याएं हो सकती हैं, लेकिन वे शारीरिक रूप से अलग हैं।

निष्कर्ष: निर्भर करता है

विशिष्ट इलेक्ट्रोमैग्नेट: 0.1-2 टी। नियोडिमियम चुंबक: 1-1.4 टी सतह क्षेत्र। लेकिन अतिचालक इलेक्ट्रोमैग्नेट 20+ टेस्ला तक पहुंच सकते हैं, जो किसी भी स्थायी चुंबक से कहीं अधिक है। इलेक्ट्रोमैग्नेट अत्यधिक क्षेत्रों के लिए जीतते हैं; स्थायी चुंबक कॉम्पैक्टनेस और बिजली की खपत न होने के लिए जीतते हैं।

निष्कर्ष: असत्य

चुंबकीय क्षेत्र अधिकांश सामग्रियों में आसानी से प्रवेश कर जाते हैं! केवल अतिचालक ही बी-क्षेत्रों को पूरी तरह से बाहर निकालते हैं (मीस्नर प्रभाव), और उच्च-पारगम्यता वाली सामग्रियां (म्यू-मेटल) क्षेत्र रेखाओं को पुनर्निर्देशित कर सकती हैं। यही कारण है कि चुंबकीय परिरक्षण मुश्किल है - आप केवल बिजली क्षेत्रों की तरह क्षेत्रों को 'ब्लॉक' नहीं कर सकते।

सीमा: 1 µटी से 10 टी

सटीकता: ±1-5%

मापता है: बी-फील्ड (टेस्ला/गॉस)

सबसे आम। अर्धचालक चिप जो बी-फील्ड के अनुपात में वोल्टेज आउटपुट करता है। स्मार्टफोन (कंपास), गॉसमीटर और स्थिति सेंसर में उपयोग किया जाता है।

लाभ: सस्ता, कॉम्पैक्ट, स्थिर क्षेत्रों को मापता है

हानि: तापमान के प्रति संवेदनशील, सीमित सटीकता

सीमा: 0.1 एनटी से 1 एमटी

सटीकता: ±0.1 एनटी

मापता है: बी-फील्ड (टेस्ला)

छोटे क्षेत्र परिवर्तनों का पता लगाने के लिए चुंबकीय कोर की संतृप्ति का उपयोग करता है। भूभौतिकी, नेविगेशन और अंतरिक्ष अभियानों में उपयोग किया जाता है।

लाभ: अत्यंत संवेदनशील, कमजोर क्षेत्रों के लिए बढ़िया

हानि: उच्च क्षेत्रों को नहीं माप सकता, अधिक महंगा

सीमा: 1 एफटी से 1 एमटी

सटीकता: ±0.001 एनटी

मापता है: बी-फील्ड (टेस्ला)

सबसे संवेदनशील मैग्नेटोमीटर। तरल हीलियम शीतलन की आवश्यकता है। एमईजी मस्तिष्क स्कैन और मौलिक भौतिकी अनुसंधान में उपयोग किया जाता है।

लाभ: अद्वितीय संवेदनशीलता (फेम्टोटेस्ला!)

हानि: क्रायोजेनिक शीतलन की आवश्यकता है, बहुत महंगा

सीमा: 10 µटी से 10 टी

सटीकता: ±2-10%

मापता है: बी-फील्ड में परिवर्तन (डीबी/डीटी)

तार का एक कॉइल जो फ्लक्स बदलने पर वोल्टेज उत्पन्न करता है। स्थिर क्षेत्रों को नहीं माप सकता - केवल एसी या गतिमान क्षेत्र।

लाभ: सरल, मजबूत, उच्च-क्षेत्र में सक्षम

हानि: केवल बदलते क्षेत्रों को मापता है, डीसी नहीं

सीमा: 1 ए से 1 एमए

सटीकता: ±1%

मापता है: करंट (एच-फील्ड से संबंधित)

इसके द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र का पता लगाकर एसी करंट को मापता है। संपर्क के बिना एक कंडक्टर के चारों ओर लपेटता है।

लाभ: गैर-आक्रामक, विस्तृत गतिशील रेंज

हानि: केवल एसी, सीधे क्षेत्र को नहीं मापता

टेस्ला (टी) एसआई इकाई है, गॉस (जी) सीजीएस इकाई है। 1 टेस्ला = 10,000 गॉस बिल्कुल। टेस्ला को वैज्ञानिक और चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए पसंद किया जाता है, जबकि गॉस अभी भी पुराने साहित्य और कुछ औद्योगिक संदर्भों में आम है।

केवल निर्वात/हवा में! निर्वात में: बी (टेस्ला) = μ₀ × एच (ए/एम) जहां μ₀ = 4π×10⁻⁷ ≈ 1.257×10⁻⁶ टी·एम/ए। लोहा जैसी चुंबकीय सामग्रियों में, आपको सामग्री की सापेक्ष पारगम्यता (μᵣ) की आवश्यकता होती है, जो 1 से 100,000+ तक हो सकती है। हमारा परिवर्तक निर्वात मानता है।

बी-फील्ड (फ्लक्स घनत्व) सामग्री के प्रभावों सहित, अनुभव किए गए वास्तविक चुंबकीय बल को मापता है। एच-फील्ड (क्षेत्र की शक्ति) सामग्री से स्वतंत्र, क्षेत्र बनाने वाले चुंबकीयकरण बल को मापता है। निर्वात में बी = μ₀एच, लेकिन सामग्रियों में बी = μ₀μᵣएच जहां μᵣ बहुत भिन्न होता है।

पृथ्वी का क्षेत्र सतह पर 25-65 माइक्रोटेस्ला (0.25-0.65 गॉस) से लेकर है। यह भूमध्य रेखा पर सबसे कमजोर (~25 µटी) और चुंबकीय ध्रुवों पर सबसे मजबूत (~65 µटी) है। यह कंपास की सुइयों को उन्मुख करने के लिए पर्याप्त मजबूत है लेकिन एमआरआई मशीनों से 20,000-280,000 गुना कमजोर है।

हाँ! 1 टेस्ला पृथ्वी के क्षेत्र से लगभग 20,000 गुना मजबूत है। रेफ्रिजरेटर के चुंबक ~0.001 टी (10 जी) होते हैं। एमआरआई मशीनें 1.5-7 टी का उपयोग करती हैं। सबसे मजबूत प्रयोगशाला चुंबक ~45 टी तक पहुँचते हैं। केवल न्यूट्रॉन तारे ही लाखों टेस्ला से अधिक होते हैं।

1 ओर्स्टेड (ओई) = 1000/(4π) ए/एम ≈ 79.577 ए/एम। ओर्स्टेड एच-फील्ड के लिए सीजीएस इकाई है, जबकि ए/एम एसआई इकाई है। रूपांतरण कारक एम्पीयर और सीजीएस विद्युत चुम्बकीय इकाइयों की परिभाषा से आता है।

अंतर्राष्ट्रीय मानक (आईईसी, एफडीए) चिकित्सा इमेजिंग के लिए टेस्ला की आवश्यकता होती है। यह भ्रम (1.5 टी बनाम 15,000 जी) से बचाता है और एसआई इकाइयों के साथ संरेखित होता है। एमआरआई सुरक्षा क्षेत्र टेस्ला (0.5 एमटी, 3 एमटी दिशानिर्देश) में परिभाषित हैं।

1 टी से अधिक के स्थिर क्षेत्र पेसमेकर में हस्तक्षेप कर सकते हैं और फेरोमैग्नेटिक वस्तुओं को खींच सकते हैं (प्रक्षेप्य खतरा)। समय-भिन्न क्षेत्र धाराएं (तंत्रिका उत्तेजना) प्रेरित कर सकते हैं। एमआरआई सुरक्षा प्रोटोकॉल एक्सपोजर को सख्ती से नियंत्रित करते हैं। पृथ्वी का क्षेत्र और विशिष्ट चुंबक (<0.01 टी) सुरक्षित माने जाते हैं।