مقناطیسیت اور برقی مقناطیسیت

قدرتی اور مصنوعی میگنےٹ

میٹالرجیکل صنعت کے لیے کھدائی کی جانے والی خام لوہے میں ایک دھات ہے جسے مقناطیسی لوہا کہتے ہیں۔ اس دھات میں لوہے کی اشیاء کو اپنی طرف متوجہ کرنے کی خاصیت ہے۔

اس طرح کے لوہے کے ایک ٹکڑے کو قدرتی مقناطیس کہا جاتا ہے، اور اس کی کشش کی خاصیت مقناطیسیت ہے۔

آج کل، مقناطیسیت کا رجحان مختلف برقی تنصیبات میں بہت وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ تاہم، اب وہ قدرتی نہیں، بلکہ نام نہاد مصنوعی میگنےٹ استعمال کرتے ہیں۔

مصنوعی میگنےٹ خاص اسٹیل سے بنے ہوتے ہیں۔ ایسے سٹیل کے ٹکڑے کو ایک خاص طریقے سے مقناطیسی کیا جاتا ہے، جس کے بعد یہ مقناطیسی خصوصیات حاصل کر لیتا ہے، یعنی یہ بن جاتا ہے۔ مستقل مقناطیس.

مستقل میگنےٹ کی شکل ان کے مقصد کے لحاظ سے بہت متنوع ہو سکتی ہے۔

مستقل مقناطیس میں، صرف اس کے قطبوں میں کشش ثقل کی قوتیں ہوتی ہیں۔ مقناطیس کے شمال کی طرف والے سرے کو قطب شمالی مقناطیس کہلانے پر اتفاق کیا گیا ہے، اور جنوب کی طرف کا اختتام قطب جنوبی مقناطیس ہے۔ ہر مستقل مقناطیس کے دو قطب ہوتے ہیں: شمال اور جنوب۔ مقناطیس کا شمالی قطب خط C یا N سے ظاہر ہوتا ہے، جنوبی قطب یو یا S کے ذریعے ظاہر ہوتا ہے۔

مقناطیس لوہے، سٹیل، کاسٹ آئرن، نکل، کوبالٹ کو اپنی طرف کھینچتا ہے۔ ان تمام اجسام کو مقناطیسی جسم کہا جاتا ہے۔ دیگر تمام اجسام جو مقناطیس کی طرف متوجہ نہیں ہوتے غیر مقناطیسی اجسام کہلاتے ہیں۔

مقناطیس کی ساخت۔ میگنیٹائزیشن

ہر جسم، بشمول مقناطیسی، سب سے چھوٹے ذرات یعنی مالیکیولز پر مشتمل ہوتا ہے۔ غیر مقناطیسی جسموں کے مالیکیولز کے برعکس، مقناطیسی جسم کے مالیکیولز میں مقناطیسی خصوصیات ہوتی ہیں، جو مالیکیولر میگنےٹس کی نمائندگی کرتی ہیں۔ مقناطیسی جسم کے اندر، یہ مالیکیولر میگنےٹ اپنے محور کے ساتھ مختلف سمتوں میں ترتیب دیئے جاتے ہیں، جس کے نتیجے میں جسم خود کوئی مقناطیسی خصوصیات نہیں دکھاتا۔ لیکن اگر ان مقناطیسوں کو اپنے محور کے گرد گھومنے پر مجبور کیا جائے تاکہ ان کے شمالی قطب ایک سمت اور جنوبی قطب دوسری طرف مڑ جائیں تو جسم مقناطیسی خصوصیات حاصل کر لے گا، یعنی یہ مقناطیس بن جائے گا۔

وہ عمل جس کے ذریعے مقناطیسی جسم مقناطیس کی خصوصیات حاصل کرتا ہے اسے میگنیٹائزیشن کہا جاتا ہے... مستقل میگنےٹ کی پیداوار میں، مقناطیسیت برقی رو کی مدد سے کی جاتی ہے۔ لیکن آپ ایک عام مستقل مقناطیس کا استعمال کرتے ہوئے جسم کو دوسرے طریقے سے مقناطیس کر سکتے ہیں۔

اگر ایک مستطیل مقناطیس کو غیر جانبدار لائن کے ساتھ کاٹا جاتا ہے، تو دو آزاد میگنےٹ حاصل کیے جائیں گے، اور مقناطیس کے سروں کی قطبیت محفوظ رہے گی، اور کاٹنے کے نتیجے میں حاصل ہونے والے سروں پر مخالف قطب ظاہر ہوں گے۔

نتیجے میں آنے والے میگنےٹ میں سے ہر ایک کو بھی دو میگنےٹس میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، اور چاہے ہم اس تقسیم کو کتنا ہی جاری رکھیں، ہمیں ہمیشہ دو قطبوں کے ساتھ آزاد میگنےٹ ملیں گے۔ ایک مقناطیسی قطب کے ساتھ بار حاصل کرنا ناممکن ہے۔ یہ مثال اس پوزیشن کی تصدیق کرتی ہے کہ مقناطیسی جسم بہت سے سالماتی میگنےٹس پر مشتمل ہوتا ہے۔

مقناطیسی جسم مالیکیولر میگنےٹس کی نقل و حرکت کی ڈگری میں ایک دوسرے سے مختلف ہوتے ہیں۔ ایسی لاشیں ہیں جو جلدی سے مقناطیسی ہوجاتی ہیں اور اتنی ہی تیزی سے ڈی میگنیٹائز ہوجاتی ہیں۔ اس کے برعکس، ایسی لاشیں ہیں جو آہستہ آہستہ مقناطیسی کرتی ہیں لیکن طویل عرصے تک اپنی مقناطیسی خصوصیات کو برقرار رکھتی ہیں۔

لہٰذا بیرونی مقناطیس کے عمل کے تحت لوہا تیزی سے مقناطیسی ہو جاتا ہے، لیکن بالکل اسی طرح تیزی سے ڈی میگنیٹائز ہو جاتا ہے، یعنی جب مقناطیس کو ہٹا دیا جاتا ہے تو وہ اپنی مقناطیسی خصوصیات کھو دیتا ہے۔ سٹیل، مقناطیسی ہونے کے بعد، طویل عرصے تک اپنی مقناطیسی خصوصیات کو برقرار رکھتا ہے، یعنی ، یہ ایک مستقل مقناطیس بن جاتا ہے۔

لوہے کی تیزی سے میگنیٹائز اور ڈی میگنیٹائز کرنے کی خاصیت کی وضاحت اس حقیقت سے ہوتی ہے کہ لوہے کے مالیکیولر میگنےٹ انتہائی متحرک ہوتے ہیں، وہ بیرونی مقناطیسی قوتوں کے زیر اثر آسانی سے گھومتے ہیں، لیکن بالکل اسی طرح تیزی سے اپنی سابقہ ​​خراب حالت پر واپس آجاتے ہیں جب مقناطیسی جسم ہٹا دیا

لوہے میں، تاہم، میگنےٹ کا ایک چھوٹا سا تناسب، اور مستقل مقناطیس کو ہٹانے کے بعد، اب بھی کچھ عرصے کے لیے اس پوزیشن میں رہتا ہے جس پر وہ مقناطیسیت کے وقت قابض تھے۔ لہذا، میگنیٹائزیشن کے بعد، آئرن بہت کمزور مقناطیسی خصوصیات کو برقرار رکھتا ہے. اس کی تصدیق اس حقیقت سے ہوتی ہے کہ جب لوہے کی پلیٹ کو مقناطیس کے کھمبے سے ہٹایا گیا تو سارا چورا اس کے سرے سے نہیں گرا بلکہ اس کا ایک چھوٹا سا حصہ پلیٹ کی طرف متوجہ رہا۔

اسٹیل کی طویل عرصے تک مقناطیسی رہنے کی خاصیت کی وضاحت اس حقیقت سے ہوتی ہے کہ اسٹیل کے مالیکیولر میگنےٹ میگنیٹائزیشن کے دوران مشکل سے مطلوبہ سمت میں گھومتے ہیں، لیکن مقناطیسی جسم کو ہٹانے کے بعد بھی وہ طویل عرصے تک اپنی مستحکم پوزیشن برقرار رکھتے ہیں۔

مقناطیسیت کے بعد مقناطیسی جسم کی مقناطیسی خصوصیات کو ظاہر کرنے کی صلاحیت کو بقایا مقناطیسیت کہا جاتا ہے۔

بقایا مقناطیسیت کا رجحان اس حقیقت کی وجہ سے ہوتا ہے کہ مقناطیسی جسم میں ایک نام نہاد ریٹارڈنگ فورس ہوتی ہے جو مالیکیولر میگنےٹس کو اس پوزیشن میں رکھتی ہے جس پر وہ مقناطیسیت کے دوران قابض ہوتے ہیں۔

لوہے میں، ریٹارڈنگ فورس کا عمل بہت کمزور ہوتا ہے، جس کا نتیجہ یہ ہوتا ہے کہ یہ جلدی سے ڈی میگنیٹائز ہو جاتا ہے اور اس میں بہت کم بقایا مقناطیسیت ہوتی ہے۔

لوہے کی خاصیت کو تیزی سے میگنیٹائز اور ڈی میگنیٹائز کرنے کے لیے الیکٹریکل انجینئرنگ میں بہت زیادہ استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ کہنا کافی ہے کہ ہر ایک کے کور برقی مقناطیسجو برقی آلات میں استعمال ہوتے ہیں وہ خاص لوہے سے بنے ہوتے ہیں جن میں انتہائی کم بقایا مقناطیسیت ہوتی ہے۔

اسٹیل میں زبردست ہولڈنگ پاور ہوتی ہے جس کی وجہ سے اس میں مقناطیسیت کی خاصیت محفوظ رہتی ہے۔ اس لیے مستقل میگنےٹ خصوصی سٹیل مرکب سے بنا رہے ہیں.

مستقل میگنےٹ کی خصوصیات جھٹکے، اثر اور درجہ حرارت کے اچانک اتار چڑھاؤ سے بری طرح متاثر ہوتی ہیں۔ اگر، مثال کے طور پر، ایک مستقل مقناطیس کو سرخ رنگ میں گرم کیا جائے اور پھر اسے ٹھنڈا ہونے دیا جائے، تو وہ اپنی مقناطیسی خصوصیات کو مکمل طور پر کھو دے گا۔ اسی طرح، اگر آپ مستقل مقناطیس کو جھٹکے لگاتے ہیں، تو اس کی کشش کی قوت نمایاں طور پر کم ہو جائے گی۔

اس کی وضاحت اس حقیقت سے ہوتی ہے کہ تیز حرارت یا جھٹکوں کے ساتھ، پیچھے چلنے والی قوت کے عمل پر قابو پا لیا جاتا ہے اور اس طرح مالیکیولر میگنےٹس کی منظم ترتیب میں خلل پڑتا ہے۔ لہذا، مستقل میگنےٹ اور مستقل مقناطیسی آلات کو احتیاط کے ساتھ سنبھالنا چاہیے۔

قوت کی مقناطیسی لکیریں۔ مقناطیس کے قطبوں کا تعامل

ہر مقناطیس کے ارد گرد ایک نام نہاد ہوتا ہے۔ مقناطیسی میدان.

مقناطیسی میدان اس جگہ کو کہا جاتا ہے جس میں مقناطیسی قوتیں... ایک مستقل مقناطیس کی مقناطیسی فیلڈ خلا کا وہ حصہ ہے جس میں ایک رییکٹیلینر مقناطیس کی فیلڈز اور اس مقناطیس کی مقناطیسی قوتیں کام کرتی ہیں۔

مقناطیسی میدان کی مقناطیسی قوتیں کچھ سمتوں میں کام کرتی ہیں... مقناطیسی قوتوں کے عمل کی سمتوں کو مقناطیسی قوت کی لکیریں کہا جاتا ہے... یہ اصطلاح الیکٹریکل انجینئرنگ کے مطالعہ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے، لیکن اسے یاد رکھنا ضروری ہے۔ کہ قوت کی مقناطیسی لکیریں مادی نہیں ہیں: یہ ایک روایتی اصطلاح ہے جو صرف مقناطیسی میدان کی خصوصیات کو سمجھنے کے لیے متعارف کرائی گئی ہے۔

مقناطیسی میدان کی شکل، یعنی خلا میں مقناطیسی فیلڈ لائنوں کا مقام خود مقناطیس کی شکل پر منحصر ہے۔

مقناطیسی فیلڈ لائنوں کی متعدد خصوصیات ہوتی ہیں: وہ ہمیشہ بند رہتی ہیں، کبھی پار نہیں ہوتیں، مختصر ترین راستہ اختیار کرنے کا رجحان رکھتی ہیں، اور اگر وہ ایک ہی سمت کی طرف اشارہ کرتی ہیں تو ایک دوسرے کو پیچھے ہٹاتی ہیں۔ عام طور پر یہ قبول کیا جاتا ہے کہ قطب شمالی سے قوت کی لکیریں نکلتی ہیں۔ مقناطیس کے اور اس کے جنوبی قطب میں داخل ہوں؛ مقناطیس کے اندر، ان کی سمت قطب جنوبی سے شمال کی طرف ہوتی ہے۔

مقناطیسی قطبوں کی طرح پیچھے ہٹانا، مقناطیسی قطبوں کے برعکس۔

عملی طور پر دونوں نتائج کی درستگی پر اپنے آپ کو قائل کرنا آسان ہے۔ ایک کمپاس لیں اور اس کے پاس ایک مستطیل مقناطیس کا ایک قطب لے آئیں، مثال کے طور پر، قطب شمالی۔ آپ دیکھیں گے کہ تیر فوری طور پر اپنے جنوبی سرے کو مقناطیس کے شمالی قطب کی طرف موڑ دے گا۔ اگر آپ مقناطیس کو تیزی سے 180 ° موڑ دیتے ہیں، تو مقناطیسی سوئی فوراً 180 ° مڑ جائے گی، یعنی اس کا شمالی سرا مقناطیس کے جنوبی قطب کی طرف ہو گا۔

مقناطیسی انڈکشن۔ مقناطیسی بہاؤ

مقناطیسی جسم پر مستقل مقناطیس کی قوت عمل (کشش) کم ہوتی جاتی ہے کیونکہ مقناطیس کے قطب اور اس جسم کے درمیان فاصلہ بڑھتا جاتا ہے۔ ایک مقناطیس اپنے قطبوں پر براہ راست کشش کی سب سے بڑی قوت کو ظاہر کرتا ہے، یعنی بالکل اسی جگہ جہاں مقناطیسی قوت کی لکیریں سب سے زیادہ گھنے واقع ہوتی ہیں۔ قطب سے ہٹنے سے قوت کی لکیروں کی کثافت کم ہو جاتی ہے، وہ زیادہ سے زیادہ کم ہی پائی جاتی ہیں، اس کے ساتھ مقناطیس کی کشش قوت بھی کمزور ہو جاتی ہے۔

اس طرح، مقناطیسی میدان کے مختلف مقامات پر مقناطیس کی کشش کی قوت یکساں نہیں ہے اور اس کی خصوصیت قوت کی لکیروں کی کثافت سے ہوتی ہے۔ مقناطیسی میدان کو اس کے مختلف مقامات پر نمایاں کرنے کے لیے، مقناطیسی فیلڈ انڈکشن نامی ایک مقدار متعارف کرائی جاتی ہے۔

میدان کی مقناطیسی شمولیت عددی طور پر 1 سینٹی میٹر 2 کے علاقے سے گزرنے والی قوت کی لکیروں کی تعداد کے برابر ہے، جو ان کی سمت کے لیے کھڑے ہیں۔

اس کا مطلب یہ ہے کہ فیلڈ لائنوں کی کثافت فیلڈ میں کسی مقررہ نقطہ پر اتنی ہی زیادہ ہوگی، اس مقام پر مقناطیسی انڈکشن بھی اتنا ہی زیادہ ہوگا۔

کسی بھی خطے سے گزرنے والی قوت کی مقناطیسی لکیروں کی کل تعداد کو مقناطیسی بہاؤ کہا جاتا ہے۔

مقناطیسی بہاؤ کو حرف F سے ظاہر کیا جاتا ہے اور مندرجہ ذیل تعلق کے ذریعے مقناطیسی انڈکشن سے متعلق ہے:

Ф = BS،

جہاں F مقناطیسی بہاؤ ہے، V میدان کا مقناطیسی انڈکشن ہے۔ S ایک دیئے گئے مقناطیسی بہاؤ کے ذریعے داخل ہونے والا علاقہ ہے۔

یہ فارمولہ صرف اس صورت میں درست ہے جب علاقہ S مقناطیسی بہاؤ کی سمت پر کھڑا ہو۔ بصورت دیگر، مقناطیسی بہاؤ کی شدت کا انحصار اس زاویے پر بھی ہوگا جس پر علاقہ S واقع ہے، اور پھر فارمولا زیادہ پیچیدہ شکل اختیار کر لے گا۔

مستقل مقناطیس کے مقناطیسی بہاؤ کا تعین مقناطیس کے کراس سیکشن سے گزرنے والی طاقت کی لائنوں کی کل تعداد سے ہوتا ہے۔مستقل مقناطیس کا مقناطیسی بہاؤ جتنا زیادہ ہوگا، مقناطیس اتنا ہی پرکشش ہوگا۔

مستقل مقناطیس کا مقناطیسی بہاؤ اسٹیل کے معیار پر منحصر ہوتا ہے جس سے مقناطیس بنایا جاتا ہے، خود مقناطیس کا سائز اور اس کی مقناطیسیت کی ڈگری۔

مقناطیسی پارگمیتا

مقناطیسی بہاؤ کو خود سے گزرنے کی اجازت دینے کے لیے کسی جسم کی خاصیت کو مقناطیسی پارگمیتا کہا جاتا ہے... مقناطیسی بہاؤ کے لیے غیر مقناطیسی جسم کے مقابلے میں ہوا سے گزرنا آسان ہے۔

ان کے مطابق مختلف مادوں کا موازنہ کرنے کے قابل ہونا مقناطیسی پارگمیتا، ہوا کی مقناطیسی پارگمیتا کو اتحاد کے برابر سمجھنا رواج ہے۔

وہ ایسے مادّے کہلاتے ہیں جن کی مقناطیسی پارگمیتا یونٹی ڈائی میگنیٹک سے کم ہوتی ہے... ان میں تانبا، سیسہ، چاندی وغیرہ شامل ہیں۔

ایلومینیم، پلاٹینم، ٹن، وغیرہ ان کی مقناطیسی پارگمیتا وحدت سے قدرے زیادہ ہوتی ہے اور انہیں پیرا میگنیٹک مادہ کہا جاتا ہے۔

ایک سے بہت زیادہ مقناطیسی پارگمیتا والے مادے (ہزاروں میں ماپے جاتے ہیں) کو فیرو میگنیٹک کہا جاتا ہے۔ ان میں نکل، کوبالٹ، اسٹیل، آئرن وغیرہ شامل ہیں۔ تمام قسم کے مقناطیسی اور برقی مقناطیسی آلات اور مختلف الیکٹریکل مشینوں کے پرزے ان مادوں اور ان کے مرکب سے تیار ہوتے ہیں۔

مواصلاتی ٹکنالوجیوں کے لئے عملی دلچسپی کا خاص آئرن نکل مرکب ہیں جنہیں پرمالائڈ کہتے ہیں۔