అయస్కాంత క్షేత్ర మార్పిడి
అయస్కాంత క్షేత్ర మార్పిడి: టెస్లా, గాస్, A/m, ఓర్స్టెడ్ - అయస్కాంత ఫ్లక్స్ సాంద్రత & క్షేత్ర బలానికి పూర్తి మార్గదర్శి
అయస్కాంత క్షేత్రాలు అయస్కాంతాలు, విద్యుత్ ప్రవాహాలు, మరియు మన గ్రహం చుట్టూ ఉన్న అదృశ్య శక్తులు. విద్యుత్ ఇంజనీర్లు, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు, MRI టెక్నీషియన్లు మరియు ఎలక్ట్రోమాగ్నెట్లు లేదా మోటార్లతో పనిచేసే ఎవరికైనా అయస్కాంత క్షేత్ర యూనిట్లను అర్థం చేసుకోవడం చాలా అవసరం. కానీ ఇక్కడ చాలా మంది తప్పించుకునే ఒక కీలకమైన తేడా ఉంది: రెండు ప్రాథమికంగా భిన్నమైన అయస్కాంత కొలతలు ఉన్నాయి—బి-క్షేత్రం (ఫ్లక్స్ సాంద్రత) మరియు హెచ్-క్షేత్రం (క్షేత్ర బలం)—మరియు వాటి మధ్య మార్పిడికి పదార్థం యొక్క అయస్కాంత లక్షణాలను తెలుసుకోవడం అవసరం. ఈ గైడ్ టెస్లా, గాస్, A/m, ఓర్స్టెడ్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్ర కొలతల వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రాన్ని వివరిస్తుంది.
అయస్కాంత క్షేత్రం అంటే ఏమిటి?
అయస్కాంత క్షేత్రం అనేది కదిలే విద్యుత్ ఆవేశాలు, విద్యుత్ ప్రవాహాలు మరియు అయస్కాంత పదార్థాలపై అయస్కాంత ప్రభావాన్ని వివరించే ఒక వెక్టార్ క్షేత్రం. అయస్కాంత క్షేత్రాలు కదిలే ఆవేశాలు (విద్యుత్ ప్రవాహాలు) మరియు ఎలక్ట్రాన్ల వంటి ప్రాథమిక కణాల అంతర్గత అయస్కాంత క్షణాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి.
రెండు అయస్కాంత క్షేత్ర పరిమాణాలు
బి-క్షేత్రం (అయస్కాంత ఫ్లక్స్ సాంద్రత)
కదిలే ఆవేశం అనుభవించే వాస్తవ అయస్కాంత బలాన్ని కొలుస్తుంది. పదార్థం యొక్క ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. యూనిట్లు: టెస్లా (T), గాస్ (G), వెబర్/m².
సూత్రం: F = q(v × B)
ఇక్కడ: F = బలం, q = ఆవేశం, v = వేగం, B = ఫ్లక్స్ సాంద్రత
హెచ్-క్షేత్రం (అయస్కాంత క్షేత్ర బలం)
క్షేత్రాన్ని సృష్టించే అయస్కాంతీకరణ బలాన్ని కొలుస్తుంది, పదార్థంతో సంబంధం లేకుండా. యూనిట్లు: ఆంపియర్/మీటర్ (A/m), ఓర్స్టెడ్ (Oe).
సూత్రం: H = B/μ₀ - M (శూన్యంలో: H = B/μ₀)
ఇక్కడ: μ₀ = స్వేచ్ఛా స్థలం యొక్క పారగమ్యత = 1.257×10⁻⁶ T·m/A, M = అయస్కాంతీకరణ
శూన్యంలో లేదా గాలిలో: B = μ₀ × H. అయస్కాంత పదార్థాలలో: B = μ₀ × μᵣ × H, ఇక్కడ μᵣ సాపేక్ష పారగమ్యత (గాలికి 1, కొన్ని పదార్థాలకు 100,000+ వరకు!)
అయస్కాంత క్షేత్రం గురించి త్వరిత వాస్తవాలు
భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం ఉపరితలంపై సుమారు 25-65 మైక్రోటెస్లా (0.25-0.65 గాస్) ఉంటుంది - ఇది దిక్సూచి సూదులను మళ్లించడానికి సరిపోతుంది
ఒక రిఫ్రిజిరేటర్ అయస్కాంతం దాని ఉపరితలంపై సుమారు 0.001 టెస్లా (10 గాస్) ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది
MRI యంత్రాలు 1.5 నుండి 7 టెస్లాలను ఉపయోగిస్తాయి - ఇది భూమి యొక్క క్షేత్రం కంటే 140,000 రెట్లు బలంగా ఉంటుంది!
ఒక ప్రయోగశాలలో సృష్టించబడిన అత్యంత బలమైన నిరంతర అయస్కాంత క్షేత్రం: 45.5 టెస్లా (ఫ్లోరిడా రాష్ట్ర విశ్వవిద్యాలయం)
న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు 100 మిలియన్ టెస్లాల వరకు అయస్కాంత క్షేత్రాలను కలిగి ఉంటాయి - విశ్వంలో అత్యంత బలమైనవి
మానవ మెదడు సుమారు 1-10 పికోటెస్లాల అయస్కాంత క్షేత్రాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, వీటిని MEG స్కాన్ల ద్వారా కొలవవచ్చు
మాగ్లెవ్ రైళ్లు 600+ కిమీ/గం వేగంతో రైళ్లను తేలియాడేలా చేయడానికి మరియు నడపడానికి 1-4 టెస్లాల అయస్కాంత క్షేత్రాలను ఉపయోగిస్తాయి
1 టెస్లా = సరిగ్గా 10,000 గాస్ (SI మరియు CGS వ్యవస్థల మధ్య నిర్వచించబడిన సంబంధం)
మార్పిడి సూత్రాలు - అయస్కాంత క్షేత్ర యూనిట్లను ఎలా మార్చాలి
అయస్కాంత క్షేత్ర మార్పిడులు రెండు వర్గాలుగా విభజించబడ్డాయి: బి-క్షేత్ర (ఫ్లక్స్ సాంద్రత) మార్పిడులు సూటిగా ఉంటాయి, అయితే బి-క్షేత్రం ↔ హెచ్-క్షేత్రం మార్పిడులకు పదార్థం యొక్క లక్షణాలు అవసరం.
బి-క్షేత్ర (ఫ్లక్స్ సాంద్రత) మార్పిడులు - టెస్లా ↔ గాస్
ప్రాథమిక యూనిట్: టెస్లా (T) = 1 వెబర్/m² = 1 kg/(A·s²)
| నుండి | వరకు | సూత్రం | ఉదాహరణ |
|---|---|---|---|
| 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 |
త్వరిత చిట్కా: గుర్తుంచుకోండి: 1 T = సరిగ్గా 10,000 G. భూమి యొక్క క్షేత్రం ≈ 50 µT = 0.5 G.
ఆచరణాత్మకంగా: MRI స్కాన్: 1.5 T = 15,000 G. ఫ్రిజ్ అయస్కాంతం: 0.01 T = 100 G.
హెచ్-క్షేత్ర (క్షేత్ర బలం) మార్పిడులు - A/m ↔ ఓర్స్టెడ్
ప్రాథమిక యూనిట్: ఆంపియర్ ప్రతి మీటర్ (A/m) - అయస్కాంతీకరణ బలానికి SI యూనిట్
| నుండి | వరకు | సూత్రం | ఉదాహరణ |
|---|---|---|---|
| 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 |
త్వరిత చిట్కా: 1 ఓర్స్టెడ్ ≈ 79.58 A/m. ఎలక్ట్రోమాగ్నెట్ రూపకల్పన మరియు అయస్కాంత రికార్డింగ్లో ఉపయోగించబడుతుంది.
ఆచరణాత్మకంగా: హార్డ్ డిస్క్ కోర్సివిటీ: 200-300 kA/m. ఎలక్ట్రోమాగ్నెట్: 1000-10000 A/m.
బి-క్షేత్రం ↔ హెచ్-క్షేత్రం మార్పిడి (శూన్యంలో మాత్రమే)
| నుండి | వరకు | సూత్రం | ఉదాహరణ |
|---|---|---|---|
| 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 (శూన్యంలో) | 1 Oe ≈ 1 G గాలిలో |
| Oe | T | T = Oe × 0.0001 | 100 Oe = 0.01 T |
పదార్థం సూత్రం: పదార్థాలలో: B = μ₀ × μᵣ × H, ఇక్కడ μᵣ = సాపేక్ష పారగమ్యత
సాధారణ పదార్థాలకు μᵣ విలువలు
| పదార్థం | μᵣ విలువ |
|---|---|
| శూన్యం, గాలి | 1.0 |
| అల్యూమినియం, రాగి | ~1.0 |
| నికెల్ | 100-600 |
| మృదువైన ఉక్కు | 200-2,000 |
| సిలికాన్ ఉక్కు | 1,500-7,000 |
| పెర్మల్లాయ్ | 8,000-100,000 |
| సూపర్మల్లాయ్ | up to 1,000,000 |
ఇనుములో (μᵣ ≈ 2000), 1000 A/m 2.5 T ని సృష్టిస్తుంది, 0.00126 T కాదు!
కీలకం: బి-క్షేత్రం మరియు హెచ్-క్షేత్రం మధ్య తేడాను అర్థం చేసుకోవడం
B మరియు H లను గందరగోళపరచడం వల్ల ఎలక్ట్రోమాగ్నెట్ రూపకల్పన, మోటార్ గణనలు మరియు అయస్కాంత కవచంలో విపత్తుకరమైన లోపాలు ఏర్పడవచ్చు!
- బి-క్షేత్రం (టెస్లా, గాస్) అనేది మీరు గాస్మీటర్ లేదా హాల్ ప్రోబ్తో కొలిచేది
- హెచ్-క్షేత్రం (A/m, ఓర్స్టెడ్) అనేది మీరు కాయిల్స్ ద్వారా ప్రవాహంతో వర్తించేది
- గాలిలో: 1 Oe ≈ 1 G మరియు 1 A/m = 1.257 µT (మా మార్పిడి సాధనం దీనిని ఉపయోగిస్తుంది)
- ఇనుములో: అదే హెచ్-క్షేత్రం పదార్థం యొక్క అయస్కాంతీకరణ కారణంగా 1000 రెట్లు బలమైన బి-క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది!
- MRI స్పెసిఫికేషన్లు బి-క్షేత్రాన్ని (టెస్లా) ఉపయోగిస్తాయి, ఎందుకంటే అది శరీరాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది
- ఎలక్ట్రోమాగ్నెట్ రూపకల్పన హెచ్-క్షేత్రాన్ని (A/m) ఉపయోగిస్తుంది, ఎందుకంటే అది ప్రవాహాన్ని సృష్టిస్తుంది
ప్రతి అయస్కాంత క్షేత్ర యూనిట్ను అర్థం చేసుకోవడం
టెస్లా (T)(బి-క్షేత్రం)
నిర్వచనం: అయస్కాంత ఫ్లక్స్ సాంద్రత యొక్క SI యూనిట్. 1 T = 1 వెబర్/m² = 1 kg/(A·s²)
పేరు పెట్టబడినది: నికోలా టెస్లా (1856-1943), ఆవిష్కర్త మరియు విద్యుత్ ఇంజనీర్
ఉపయోగం: MRI యంత్రాలు, పరిశోధన అయస్కాంతాలు, మోటార్ స్పెసిఫికేషన్లు
సాధారణ విలువలు: భూమి: 50 µT | ఫ్రిజ్ అయస్కాంతం: 10 mT | MRI: 1.5-7 T
గాస్ (G)(బి-క్షేత్రం)
నిర్వచనం: అయస్కాంత ఫ్లక్స్ సాంద్రత యొక్క CGS యూనిట్. 1 G = 10⁻⁴ T = 100 µT
పేరు పెట్టబడినది: కార్ల్ ఫ్రెడరిక్ గాస్ (1777-1855), గణిత శాస్త్రవేత్త మరియు భౌతిక శాస్త్రవేత్త
ఉపయోగం: పాత పరికరాలు, భూభౌతిక శాస్త్రం, పారిశ్రామిక గాస్మీటర్లు
సాధారణ విలువలు: భూమి: 0.5 G | స్పీకర్ అయస్కాంతం: 1-2 G | నియోడిమియం అయస్కాంతం: 1000-3000 G
ఆంపియర్ ప్రతి మీటర్ (A/m)(హెచ్-క్షేత్రం)
నిర్వచనం: అయస్కాంత క్షేత్ర బలం యొక్క SI యూనిట్. క్షేత్రాన్ని సృష్టించే యూనిట్ పొడవుకు ప్రవాహం.
ఉపయోగం: ఎలక్ట్రోమాగ్నెట్ రూపకల్పన, కాయిల్ గణనలు, అయస్కాంత పదార్థాల పరీక్ష
సాధారణ విలువలు: భూమి: 40 A/m | సోలెనాయిడ్: 1000-10000 A/m | పారిశ్రామిక అయస్కాంతం: 100 kA/m
ఓర్స్టెడ్ (Oe)(హెచ్-క్షేత్రం)
నిర్వచనం: అయస్కాంత క్షేత్ర బలం యొక్క CGS యూనిట్. 1 Oe = 79.5775 A/m
పేరు పెట్టబడినది: హన్స్ క్రిస్టియన్ ఓర్స్టెడ్ (1777-1851), విద్యుదయస్కాంతత్వాన్ని కనుగొన్నారు
ఉపయోగం: అయస్కాంత రికార్డింగ్, శాశ్వత అయస్కాంత స్పెసిఫికేషన్లు, హిస్టెరిసిస్ లూప్లు
సాధారణ విలువలు: హార్డ్ డిస్క్ కోర్సివిటీ: 2000-4000 Oe | శాశ్వత అయస్కాంతం: 500-2000 Oe
మైక్రోటెస్లా (µT)(బి-క్షేత్రం)
నిర్వచనం: టెస్లాలో ఒక మిలియన్వ భాగం. 1 µT = 10⁻⁶ T = 0.01 G
ఉపయోగం: భూభౌతిక శాస్త్రం, నావిగేషన్, EMF కొలతలు, బయోమాగ్నెటిజం
సాధారణ విలువలు: భూమి యొక్క క్షేత్రం: 25-65 µT | మెదడు (MEG): 0.00001 µT | పవర్ లైన్లు: 1-10 µT
గామా (γ)(బి-క్షేత్రం)
నిర్వచనం: 1 నానోటెస్లాకు సమానం. 1 γ = 1 nT = 10⁻⁹ T. భూభౌతిక శాస్త్రంలో ఉపయోగించబడుతుంది.
ఉపయోగం: అయస్కాంత సర్వేలు, పురావస్తు శాస్త్రం, ఖనిజ అన్వేషణ
సాధారణ విలువలు: అయస్కాంత అసాధారణత గుర్తింపు: 1-100 γ | రోజువారీ వైవిధ్యం: ±30 γ
విద్యుదయస్కాంతత్వం కనుగొనడం
1820 — హన్స్ క్రిస్టియన్ ఓర్స్టెడ్
విద్యుదయస్కాంతత్వం
ఒక ఉపన్యాస ప్రదర్శన సమయంలో, ఓర్స్టెడ్ ఒక ప్రవాహం ఉన్న తీగ దగ్గర దిక్సూచి సూది మళ్లుతున్నట్లు గమనించారు. ఇది విద్యుత్ మరియు అయస్కాంతత్వాన్ని కలిపిన మొదటి పరిశీలన. ఆయన తన పరిశోధనలను లాటిన్లో ప్రచురించారు, మరియు కొన్ని వారాలలో, యూరప్లోని శాస్త్రవేత్తలు ఈ ప్రయోగాన్ని పునరావృతం చేశారు.
విద్యుత్ ప్రవాహాలు అయస్కాంత క్షేత్రాలను సృష్టిస్తాయని నిరూపించి, విద్యుదయస్కాంతత్వ రంగానికి పునాది వేశారు
1831 — మైఖేల్ ఫారడే
విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ
మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రాలు విద్యుత్ ప్రవాహాలను సృష్టిస్తాయని ఫారడే కనుగొన్నారు. ఒక తీగ చుట్ట గుండా అయస్కాంతాన్ని కదిలించడం విద్యుత్ను ఉత్పత్తి చేసింది - ఇది నేటి ప్రతి విద్యుత్ జనరేటర్ మరియు ట్రాన్స్ఫార్మర్ వెనుక ఉన్న సూత్రం.
విద్యుత్ శక్తి ఉత్పత్తి, ట్రాన్స్ఫార్మర్లు మరియు ఆధునిక విద్యుత్ గ్రిడ్ను సాధ్యం చేసింది
1873 — జేమ్స్ క్లర్క్ మాక్స్వెల్
ఏకీకృత విద్యుదయస్కాంత సిద్ధాంతం
మాక్స్వెల్ సమీకరణాలు విద్యుత్, అయస్కాంతత్వం మరియు కాంతిని ఒకే సిద్ధాంతంలో ఏకీకృతం చేశాయి. ఆయన బి-క్షేత్రం మరియు హెచ్-క్షేత్రం యొక్క భావనలను విభిన్న పరిమాణాలుగా పరిచయం చేశారు, కాంతి ఒక విద్యుదయస్కాంత తరంగమని చూపించారు.
విద్యుదయస్కాంత తరంగాలను అంచనా వేసి, రేడియో, రాడార్ మరియు వైర్లెస్ కమ్యూనికేషన్కు దారితీసింది
1895 — హెండ్రిక్ లారెంజ్
లారెంజ్ బలం నియమం
అయస్కాంత మరియు విద్యుత్ క్షేత్రాలలో కదులుతున్న ఒక ఆవేశిత కణంపై బలాన్ని వర్ణించారు: F = q(E + v × B). ఈ సూత్రం మోటార్లు, కణ త్వరణకారులు మరియు కాథోడ్ రే ట్యూబ్లు ఎలా పనిచేస్తాయో అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రాథమికమైనది.
క్షేత్రాలలో కణ గతి, ద్రవ్యరాశి స్పెక్ట్రోమెట్రీ మరియు ప్లాస్మా భౌతిక శాస్త్రాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి పునాది
1908 — హైకే కమర్లింగ్ ఓనెస్
అతివాహకత
పాదరసాన్ని 4.2 K కు చల్లబరచడం ద్వారా, ఓనెస్ దాని విద్యుత్ నిరోధం పూర్తిగా అదృశ్యమైనట్లు కనుగొన్నారు. అతివాహకాలు అయస్కాంత క్షేత్రాలను బయటకు నెట్టివేస్తాయి (మీస్నర్ ప్రభావం), ఇది సున్నా శక్తి నష్టంతో అత్యంత బలమైన అయస్కాంతాలను సాధ్యం చేస్తుంది.
MRI యంత్రాలు, మాగ్లెవ్ రైళ్లు మరియు 10+ టెస్లా క్షేత్రాలను ఉత్పత్తి చేసే కణ త్వరణకారి అయస్కాంతాలకు దారితీసింది
1960 — థియోడర్ మైమన్
మొదటి లేజర్
అయస్కాంతత్వం గురించి నేరుగా కానప్పటికీ, లేజర్లు ఫారడే భ్రమణం మరియు జీమాన్ ప్రభావం వంటి మాగ్నెటో-ఆప్టికల్ ప్రభావాల ద్వారా ఖచ్చితమైన అయస్కాంత క్షేత్ర కొలతలను సాధ్యం చేశాయి.
అయస్కాంత క్షేత్ర సెన్సింగ్, ఆప్టికల్ ఐసోలేటర్లు మరియు అయస్కాంత డేటా నిల్వలో విప్లవాన్ని సృష్టించింది
1971 — రేమండ్ డమాడియన్
MRI వైద్య ఇమేజింగ్
క్యాన్సర్ కణజాలం ఆరోగ్యకరమైన కణజాలం కంటే భిన్నమైన అయస్కాంత విశ్రాంతి సమయాలను కలిగి ఉందని డమాడియన్ కనుగొన్నారు. ఇది MRI (మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ ఇమేజింగ్) కు దారితీసింది, ఇది రేడియేషన్ లేకుండా వివరణాత్మక శరీర స్కాన్లను సృష్టించడానికి 1.5-7 టెస్లా క్షేత్రాలను ఉపయోగిస్తుంది.
వైద్య నిర్ధారణను మార్చివేసింది, మృదు కణజాలం, మెదడు మరియు అవయవాల నాన్-ఇన్వేసివ్ ఇమేజింగ్ను సాధ్యం చేసింది
నిజ ప్రపంచంలో అయస్కాంత క్షేత్రాల అనువర్తనాలు
వైద్య ఇమేజింగ్ & చికిత్స
MRI స్కానర్లు
క్షేత్ర బలం: 1.5-7 టెస్లా
మృదు కణజాలం, మెదడు మరియు అవయవాల వివరణాత్మక 3D చిత్రాలను సృష్టిస్తాయి
MEG (మాగ్నెటోఎన్సెఫలోగ్రఫీ)
క్షేత్ర బలం: 1-10 పికోటెస్లా
న్యూరాన్ల నుండి చిన్న అయస్కాంత క్షేత్రాలను గుర్తించడం ద్వారా మెదడు కార్యకలాపాలను కొలుస్తుంది
అయస్కాంత హైపర్థెర్మియా
క్షేత్ర బలం: 0.01-0.1 టెస్లా
క్యాన్సర్ కణాలను చంపడానికి కణితులలో అయస్కాంత నానోపార్టికల్స్ను వేడి చేస్తుంది
TMS (ట్రాన్స్క్రానియల్ మాగ్నెటిక్ స్టిమ్యులేషన్)
క్షేత్ర బలం: 1-2 టెస్లా పల్సులు
అయస్కాంత పల్సులతో మెదడు ప్రాంతాలను ఉత్తేజపరచడం ద్వారా నిరాశకు చికిత్స చేస్తుంది
రవాణా
మాగ్లెవ్ రైళ్లు
క్షేత్ర బలం: 1-4 టెస్లా
600+ కిమీ/గం వేగంతో సున్నా ఘర్షణతో రైళ్లను తేలియాడేలా చేస్తాయి మరియు నడుపుతాయి
ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు
క్షేత్ర బలం: 0.5-2 టెస్లా
EVలు, గృహోపకరణాలు, రోబోట్లలో విద్యుత్ శక్తిని యాంత్రిక గతికి మారుస్తాయి
అయస్కాంత బేరింగ్లు
క్షేత్ర బలం: 0.1-1 టెస్లా
అధిక వేగ టర్బైన్లు మరియు ఫ్లైవీల్స్కు ఘర్షణ రహిత మద్దతు
డేటా నిల్వ & ఎలక్ట్రానిక్స్
హార్డ్ డిస్క్ డ్రైవ్లు
క్షేత్ర బలం: 200-300 kA/m కోర్సివిటీ
అయస్కాంత డొమైన్లలో డేటాను నిల్వ చేస్తాయి; రీడింగ్ హెడ్లు 0.1-1 mT క్షేత్రాలను గుర్తిస్తాయి
అయస్కాంత RAM (MRAM)
క్షేత్ర బలం: 10-100 mT
అయస్కాంత టన్నెల్ జంక్షన్లను ఉపయోగించే అస్థిరత లేని మెమరీ
క్రెడిట్ కార్డులు
క్షేత్ర బలం: 300-400 Oe
ఖాతా సమాచారంతో కోడ్ చేయబడిన అయస్కాంత పట్టీలు
అయస్కాంత క్షేత్రాల గురించి సాధారణ అపోహలు మరియు తప్పుడు అభిప్రాయాలు
టెస్లా మరియు గాస్ వేర్వేరు విషయాలను కొలుస్తాయి
తీర్పు: తప్పు
రెండూ ఒకే విషయాన్ని (బి-క్షేత్రం/ఫ్లక్స్ సాంద్రత) కొలుస్తాయి, కేవలం వేర్వేరు యూనిట్ వ్యవస్థలలో. టెస్లా SI, గాస్ CGS. 1 T = సరిగ్గా 10,000 G. అవి మీటర్లు మరియు అడుగుల వలె మార్చుకోగలిగినవి.
మీరు A/m మరియు టెస్లా మధ్య స్వేచ్ఛగా మార్చవచ్చు
తీర్పు: షరతులతో కూడినది
శూన్యం/గాలిలో మాత్రమే నిజం! అయస్కాంత పదార్థాలలో, మార్పిడి పారగమ్యత μᵣ పై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇనుములో (μᵣ~2000), 1000 A/m 2.5 T ని సృష్టిస్తుంది, 0.00126 T కాదు. B ↔ H ను మార్చేటప్పుడు ఎల్లప్పుడూ మీ ఊహను పేర్కొనండి.
అయస్కాంత క్షేత్రాలు మానవులకు ప్రమాదకరమైనవి
తీర్పు: చాలావరకు తప్పు
7 టెస్లా (MRI యంత్రాలు) వరకు ఉన్న స్థిర అయస్కాంత క్షేత్రాలు సురక్షితమైనవిగా పరిగణించబడతాయి. మీ శరీరం స్థిర అయస్కాంత క్షేత్రాలకు పారదర్శకంగా ఉంటుంది. అత్యంత వేగంగా మారుతున్న క్షేత్రాలు (ప్రేరేపిత ప్రవాహాలు) లేదా 10 T కంటే ఎక్కువ ఉన్న క్షేత్రాల గురించి ఆందోళన ఉంది. భూమి యొక్క 50 µT క్షేత్రం పూర్తిగా హానికరం కాదు.
అయస్కాంత క్షేత్ర 'బలం' అంటే టెస్లా
తీర్పు: అస్పష్టమైనది
గందరగోళంగా ఉంది! భౌతిక శాస్త్రంలో, 'అయస్కాంత క్షేత్ర బలం' ప్రత్యేకంగా హెచ్-క్షేత్రాన్ని (A/m) సూచిస్తుంది. కానీ సంభాషణలో, ప్రజలు 'బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రం' అని చెప్పినప్పుడు అధిక బి-క్షేత్రాన్ని (టెస్లా) ఉద్దేశిస్తారు. ఎల్లప్పుడూ స్పష్టం చేయండి: బి-క్షేత్రమా లేదా హెచ్-క్షేత్రమా?
ఓర్స్టెడ్ మరియు గాస్ ఒకటే
తీర్పు: తప్పు (కానీ దగ్గరగా)
శూన్యంలో: 1 Oe ≈ 1 G సంఖ్యాపరంగా, కానీ అవి వేర్వేరు పరిమాణాలను కొలుస్తాయి! ఓర్స్టెడ్ హెచ్-క్షేత్రాన్ని (అయస్కాంతీకరణ బలం) కొలుస్తుంది, గాస్ బి-క్షేత్రాన్ని (ఫ్లక్స్ సాంద్రత) కొలుస్తుంది. ఇది బలాన్ని శక్తితో గందరగోళపరచడం లాంటిది - అవి గాలిలో ఒకే విధమైన సంఖ్యలను కలిగి ఉండవచ్చు, కానీ అవి భౌతికంగా భిన్నమైనవి.
ఎలక్ట్రోమాగ్నెట్లు శాశ్వత అయస్కాంతాల కంటే బలమైనవి
తీర్పు: ఆధారపడి ఉంటుంది
సాధారణ ఎలక్ట్రోమాగ్నెట్లు: 0.1-2 T. నియోడిమియం అయస్కాంతాలు: 1-1.4 T ఉపరితల క్షేత్రం. కానీ అతివాహక ఎలక్ట్రోమాగ్నెట్లు 20+ టెస్లాకు చేరుకోగలవు, ఇది ఏ శాశ్వత అయస్కాంతాన్ని అయినా మించిపోతుంది. ఎలక్ట్రోమాగ్నెట్లు తీవ్ర క్షేత్రాల కోసం గెలుస్తాయి; శాశ్వత అయస్కాంతాలు కాంపాక్ట్నెస్ మరియు విద్యుత్ వినియోగం లేకపోవడం కోసం గెలుస్తాయి.
అయస్కాంత క్షేత్రాలు పదార్థాల గుండా వెళ్లలేవు
తీర్పు: తప్పు
అయస్కాంత క్షేత్రాలు చాలా పదార్థాల గుండా సులభంగా చొచ్చుకుపోతాయి! అతివాహకాలు మాత్రమే బి-క్షేత్రాలను పూర్తిగా బయటకు నెట్టివేస్తాయి (మీస్నర్ ప్రభావం), మరియు అధిక పారగమ్యత గల పదార్థాలు (మ్యూ-మెటల్) క్షేత్ర రేఖలను పునఃనిర్దేశించగలవు. అందుకే అయస్కాంత కవచం కష్టం - మీరు విద్యుత్ క్షేత్రాలతో చేయగలిగినట్లుగా క్షేత్రాలను కేవలం 'అడ్డగించ'లేరు.
అయస్కాంత క్షేత్రాలను ఎలా కొలవాలి
హాల్ ప్రభావ సెన్సార్
పరిధి: 1 µT నుండి 10 T
ఖచ్చితత్వం: ±1-5%
కొలుస్తుంది: బి-క్షేత్రం (టెస్లా/గాస్)
అత్యంత సాధారణం. బి-క్షేత్రానికి అనులోమానుపాతంలో వోల్టేజ్ను అవుట్పుట్ చేసే సెమీకండక్టర్ చిప్. స్మార్ట్ఫోన్లు (దిక్సూచి), గాస్మీటర్లు మరియు పొజిషన్ సెన్సార్లలో ఉపయోగించబడుతుంది.
ప్రయోజనాలు: చౌకైనది, కాంపాక్ట్, స్థిర క్షేత్రాలను కొలుస్తుంది
నష్టాలు: ఉష్ణోగ్రతకు సున్నితమైనది, పరిమిత ఖచ్చితత్వం
ఫ్లక్స్గేట్ మాగ్నెటోమీటర్
పరిధి: 0.1 nT నుండి 1 mT
ఖచ్చితత్వం: ±0.1 nT
కొలుస్తుంది: బి-క్షేత్రం (టెస్లా)
చిన్న క్షేత్ర మార్పులను గుర్తించడానికి అయస్కాంత కోర్ యొక్క సంతృప్తతను ఉపయోగిస్తుంది. భూభౌతిక శాస్త్రం, నావిగేషన్ మరియు అంతరిక్ష మిషన్లలో ఉపయోగించబడుతుంది.
ప్రయోజనాలు: అత్యంత సున్నితమైనది, బలహీన క్షేత్రాలకు గొప్పది
నష్టాలు: అధిక క్షేత్రాలను కొలవలేదు, ఖరీదైనది
SQUID (అతివాహక క్వాంటం ఇంటర్ఫెరెన్స్ పరికరం)
పరిధి: 1 fT నుండి 1 mT
ఖచ్చితత్వం: ±0.001 nT
కొలుస్తుంది: బి-క్షేత్రం (టెస్లా)
అత్యంత సున్నితమైన మాగ్నెటోమీటర్. ద్రవ హీలియం శీతలీకరణ అవసరం. MEG మెదడు స్కాన్లు మరియు ప్రాథమిక భౌతిక శాస్త్ర పరిశోధనలో ఉపయోగించబడుతుంది.
ప్రయోజనాలు: సాటిలేని సున్నితత్వం (ఫెంటోటెస్లా!)
నష్టాలు: క్రయోజెనిక్ శీతలీకరణ అవసరం, చాలా ఖరీదైనది
శోధన కాయిల్ (ప్రేరణ కాయిల్)
పరిధి: 10 µT నుండి 10 T
ఖచ్చితత్వం: ±2-10%
కొలుస్తుంది: బి-క్షేత్రంలో మార్పు (dB/dt)
ఫ్లక్స్ మారినప్పుడు వోల్టేజ్ను ఉత్పత్తి చేసే తీగ చుట్ట. స్థిర క్షేత్రాలను కొలవలేదు - కేవలం AC లేదా కదిలే క్షేత్రాలు.
ప్రయోజనాలు: సరళమైనది, దృఢమైనది, అధిక క్షేత్ర సామర్థ్యం గలది
నష్టాలు: మారుతున్న క్షేత్రాలను మాత్రమే కొలుస్తుంది, DC కాదు
రోగోవ్స్కీ కాయిల్
పరిధి: 1 A నుండి 1 MA
ఖచ్చితత్వం: ±1%
కొలుస్తుంది: ప్రవాహం (హెచ్-క్షేత్రంతో సంబంధం ఉన్నది)
అది సృష్టించే అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని గుర్తించడం ద్వారా AC ప్రవాహాన్ని కొలుస్తుంది. సంపర్కం లేకుండా ఒక కండక్టర్ చుట్టూ చుట్టబడుతుంది.
ప్రయోజనాలు: నాన్-ఇన్వేసివ్, విస్తృత డైనమిక్ పరిధి
నష్టాలు: AC మాత్రమే, క్షేత్రాన్ని నేరుగా కొలవదు
అయస్కాంత క్షేత్ర మార్పిడికి ఉత్తమ పద్ధతులు
ఉత్తమ పద్ధతులు
- మీ క్షేత్ర రకాన్ని తెలుసుకోండి: బి-క్షేత్రం (టెస్లా, గాస్) మరియు హెచ్-క్షేత్రం (A/m, ఓర్స్టెడ్) ప్రాథమికంగా భిన్నమైనవి
- పదార్థం ముఖ్యం: B↔H మార్పిడికి పారగమ్యత తెలుసుకోవడం అవసరం. మీరు ఖచ్చితంగా ఉంటేనే శూన్యాన్ని ఊహించండి!
- సరైన ఉపసర్గలను ఉపయోగించండి: చదవడానికి సులభంగా ఉండేలా mT (మిల్లిటెస్లా), µT (మైక్రోటెస్లా), nT (నానోటెస్లా)
- 1 టెస్లా = సరిగ్గా 10,000 గాస్ అని గుర్తుంచుకోండి (SI మరియు CGS మార్పిడి)
- శూన్యంలో: 1 A/m ≈ 1.257 µT (μ₀ = 4π×10⁻⁷ తో గుణించండి)
- MRI భద్రత కోసం: ఎల్లప్పుడూ టెస్లాలలో వ్యక్తపరచండి, గాస్లో కాదు (అంతర్జాతీయ ప్రమాణం)
నివారించాల్సిన సాధారణ తప్పులు
- బి-క్షేత్రాన్ని హెచ్-క్షేత్రంతో గందరగోళపరచడం: టెస్లా B ని కొలుస్తుంది, A/m H ని కొలుస్తుంది - పూర్తిగా భిన్నమైనవి!
- పదార్థాలలో A/m ని టెస్లాలోకి మార్చడం: పదార్థం యొక్క పారగమ్యత అవసరం, కేవలం μ₀ కాదు
- బలమైన క్షేత్రాలకు గాస్ను ఉపయోగించడం: స్పష్టత కోసం టెస్లాను ఉపయోగించండి (1.5 T 15,000 G కంటే స్పష్టంగా ఉంటుంది)
- భూమి యొక్క క్షేత్రం 1 గాస్ అని ఊహించడం: వాస్తవానికి ఇది 0.25-0.65 గాస్ (25-65 µT)
- దిశను మరచిపోవడం: అయస్కాంత క్షేత్రాలు పరిమాణం మరియు దిశ రెండింటితో కూడిన వెక్టార్లు
- ఓర్స్టెడ్ను A/m తో తప్పుగా కలపడం: 1 Oe = 79.577 A/m (ఇది గుండ్రని సంఖ్య కాదు!)
తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు
టెస్లా మరియు గాస్ మధ్య తేడా ఏమిటి?
టెస్లా (T) SI యూనిట్, గాస్ (G) CGS యూనిట్. 1 టెస్లా = సరిగ్గా 10,000 గాస్. శాస్త్రీయ మరియు వైద్య అనువర్తనాలకు టెస్లా ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది, అయితే గాస్ పాత సాహిత్యం మరియు కొన్ని పారిశ్రామిక సందర్భాలలో ఇప్పటికీ సాధారణం.
నేను A/m ని నేరుగా టెస్లాలోకి మార్చవచ్చా?
శూన్యం/గాలిలో మాత్రమే! శూన్యంలో: B (టెస్లా) = μ₀ × H (A/m), ఇక్కడ μ₀ = 4π×10⁻⁷ ≈ 1.257×10⁻⁶ T·m/A. ఇనుము వంటి అయస్కాంత పదార్థాలలో, మీకు పదార్థం యొక్క సాపేక్ష పారగమ్యత (μᵣ) అవసరం, ఇది 1 నుండి 100,000+ వరకు ఉంటుంది. మా మార్పిడి సాధనం శూన్యాన్ని ఊహిస్తుంది.
అయస్కాంత క్షేత్రానికి రెండు వేర్వేరు కొలతలు ఎందుకు ఉన్నాయి?
బి-క్షేత్రం (ఫ్లక్స్ సాంద్రత) పదార్థం యొక్క ప్రభావాలతో సహా, అనుభవించే వాస్తవ అయస్కాంత బలాన్ని కొలుస్తుంది. హెచ్-క్షేత్రం (క్షేత్ర బలం) పదార్థంతో సంబంధం లేకుండా, క్షేత్రాన్ని సృష్టించే అయస్కాంతీకరణ బలాన్ని కొలుస్తుంది. శూన్యంలో B = μ₀H, కానీ పదార్థాలలో B = μ₀μᵣH, ఇక్కడ μᵣ చాలా ఎక్కువగా మారుతుంది.
భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం ఎంత బలంగా ఉంది?
భూమి యొక్క క్షేత్రం ఉపరితలంపై 25-65 మైక్రోటెస్లా (0.25-0.65 గాస్) వరకు ఉంటుంది. ఇది భూమధ్యరేఖ వద్ద అత్యంత బలహీనంగా (~25 µT) మరియు అయస్కాంత ధ్రువాల వద్ద అత్యంత బలంగా (~65 µT) ఉంటుంది. ఇది దిక్సూచి సూదులను దిశానిర్దేశం చేయడానికి తగినంత బలంగా ఉంది కానీ MRI యంత్రాల కంటే 20,000-280,000 రెట్లు బలహీనంగా ఉంటుంది.
1 టెస్లా బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రమా?
అవును! 1 టెస్లా భూమి యొక్క క్షేత్రం కంటే సుమారు 20,000 రెట్లు బలంగా ఉంది. రిఫ్రిజిరేటర్ అయస్కాంతాలు ~0.001 T (10 G) ఉంటాయి. MRI యంత్రాలు 1.5-7 T ఉపయోగిస్తాయి. అత్యంత బలమైన ప్రయోగశాల అయస్కాంతాలు ~45 T కు చేరుకుంటాయి. న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు మాత్రమే మిలియన్ల టెస్లాలను మించుతాయి.
ఓర్స్టెడ్ మరియు A/m మధ్య సంబంధం ఏమిటి?
1 ఓర్స్టెడ్ (Oe) = 1000/(4π) A/m ≈ 79.577 A/m. ఓర్స్టెడ్ హెచ్-క్షేత్రానికి CGS యూనిట్, అయితే A/m SI యూనిట్. మార్పిడి కారకం ఆంపియర్ మరియు CGS విద్యుదయస్కాంత యూనిట్ల నిర్వచనం నుండి వస్తుంది.
MRI యంత్రాలు టెస్లాను ఎందుకు ఉపయోగిస్తాయి, గాస్ను కాదు?
అంతర్జాతీయ ప్రమాణాలు (IEC, FDA) వైద్య ఇమేజింగ్ కోసం టెస్లాను అవసరం చేస్తాయి. ఇది గందరగోళాన్ని (1.5 T vs. 15,000 G) నివారిస్తుంది మరియు SI యూనిట్లతో సమలేఖనం చేస్తుంది. MRI భద్రతా మండలాలు టెస్లాలలో నిర్వచించబడ్డాయి (0.5 mT, 3 mT మార్గదర్శకాలు).
అయస్కాంత క్షేత్రాలు ప్రమాదకరమైనవి కాగలవా?
1 T కంటే ఎక్కువ ఉన్న స్థిర క్షేత్రాలు పేస్మేకర్లకు అంతరాయం కలిగించవచ్చు మరియు ఫెర్రోమాగ్నెటిక్ వస్తువులను ఆకర్షించవచ్చు (ప్రొజెక్టైల్ ప్రమాదం). సమయంతో మారుతున్న క్షేత్రాలు ప్రవాహాలను ప్రేరేపించగలవు (నరాల ఉత్తేజన). MRI భద్రతా ప్రోటోకాల్లు ఎక్స్పోజర్ను కఠినంగా నియంత్రిస్తాయి. భూమి యొక్క క్షేత్రం మరియు సాధారణ అయస్కాంతాలు (<0.01 T) సురక్షితమైనవిగా పరిగణించబడతాయి.
పూర్తి సాధనాల డైరెక్టరీ
UNITS లో అందుబాటులో ఉన్న అన్ని 71 సాధనాలు