चुंबकत्व एक अदृश्य शक्ति है, जो परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के कारण होती है जो हमारे चारों ओर सब कुछ बनाते हैं। आपके कपड़ों से लेकर आपके डेस्क तक, प्रत्येक पदार्थ छोटे-छोटे कणों से बना होता है जिन्हें परमाणु कहा जाता है। परमाणुओं में नकारात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉन होते हैं जो उनके चारों ओर घूमते हैं। अधिकांश समय, इलेक्ट्रॉन यादृच्छिक दिशाओं में घूमता है। जब सभी इलेक्ट्रॉन एक ही दिशा में घूमते हैं, तो वे एक अदृश्य शक्ति बनाते हैं जिसे चुंबकत्व के रूप में जाना जाता है।
एक ध्वस्त तारे, जिसे न्यूट्रॉन तारे के रूप में जाना जाता है, में ब्रह्मांड में किसी भी वस्तु का सबसे मजबूत चुंबकीय बल होता है।
चुंबक एक ऐसी वस्तु है जिसमें चुंबकीय क्षेत्र (चुंबकत्व का एक अदृश्य पैटर्न) होता है। चुम्बक अन्य वस्तुओं को आकर्षित या प्रतिकर्षित करता है।
चुंबक आमतौर पर लोहे या स्टील से बने होते हैं, लेकिन एल्यूमीनियम, स्टील-लोहा, तांबा, निकल और कोबाल्ट को भी शक्तिशाली चुंबक में बनाया जा सकता है।
नीचे दिया गया चित्रण एक चुंबकीय क्षेत्र या चुंबकीय बल को एक चुंबक के आसपास और भीतर के स्थान में वितरित दिखाता है।
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1. दंड चुम्बक - चुम्बक की शक्ति ध्रुवों पर केंद्रित होती है और भुजाओं पर कम। छड़ चुम्बक आमतौर पर सबसे कमजोर आकार के होते हैं क्योंकि ध्रुवों का क्षेत्रफल सबसे छोटा होता है। वे रोजमर्रा की जिंदगी में उपयोग की जाने वाली सबसे आम आकृति हैं जैसे रेफ्रिजरेटर मैग्नेट और कंपास। उनका उपयोग आमतौर पर कक्षा में प्रदर्शनों के लिए भी किया जाता है। ये बदलने के लिए सबसे सस्ते और सबसे आसान मैग्नेट हैं।
2. हॉर्सशू मैग्नेट - हॉर्सशू मैग्नेट यू-शेप में मुड़े हुए बार मैग्नेट होते हैं। यू-आकार ध्रुवों को एक ही दिशा में इंगित करके चुंबक को मजबूत बनाता है। मूल रूप से बार चुंबक के प्रतिस्थापन के रूप में बनाया गया, यह आकार चुंबक के लिए सार्वभौमिक प्रतीक बन गया है। इसका उपयोग घोड़े की नाल के चुंबक की ताकत के आधार पर किसी भी आकार की धातु की वस्तुओं को लेने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, छोटे घोड़े की नाल पेपर क्लिप एकत्र कर सकते हैं जबकि औद्योगिक आकार के घोड़े की नाल चुंबक निर्माण और इंजीनियरिंग में भारी धातु के बड़े टुकड़े लेने के लिए उपयोग किए जाते हैं। पेंडुलम के नीचे हॉर्सशू मैग्नेट का भी इस्तेमाल किया जाता है।
3. डिस्क चुम्बक - चुम्बक का आकार बदलकर हम ध्रुवों के क्षेत्रफल को बढ़ा सकते हैं, जिससे इसके खींचने की शक्ति में वृद्धि हो सकती है। चौड़ी, सपाट सतह के कारण, डिस्क चुम्बकों में एक बड़ा ध्रुव क्षेत्र होता है जो उन्हें मजबूत, प्रभावी चुम्बक बनाता है।
डिस्क के आकार के आधार पर, इस आकृति के कई उपयोग हैं। डिस्क मैग्नेट का उपयोग हर दिन कपड़ों, फैशन के सामान और घर की सजावट में किया जाता है। कपड़ों में डिस्क मैग्नेट की सिलाई कपड़े को एक साथ रखने का एक शानदार तरीका है। औद्योगिक आकार के डिस्क मैग्नेट का इस्तेमाल आमतौर पर कबाड़खानों में पुरानी कारों को लेने के लिए किया जाता है।
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4. स्फीयर मैग्नेट - स्फीयर मैग्नेट को अक्सर खिलौने और नवीनता की वस्तुओं के रूप में बेचा जाता है। स्फीयर मैग्नेट लोकप्रिय डेस्क खिलौने जैसे रैटलस्नेक अंडे बनाते हैं। इस आकार का उपयोग कंगन और हार बनाने के लिए भी किया जा सकता है। यदि आप परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करने के लिए गोले का उपयोग करते हैं तो कुछ तत्व और अणु कैसे संरचित होते हैं, यह प्रदर्शित करते समय गोलाकार चुम्बक भी प्रभावी उपकरण होते हैं।
5. कुंडलित चुम्बक - चुम्बक जो तार के एक पेचदार कुंडल होते हैं, विद्युत चुम्बक कहलाते हैं, और वे कुछ सबसे मजबूत चुम्बक होते हैं जो मौजूद होते हैं। हालाँकि, वे केवल तभी चुंबकीय बनते हैं जब एक तार के माध्यम से चुंबक में ही विद्युत प्रवाह होता है। इलेक्ट्रोमैग्नेट द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और ध्रुवता तार के माध्यम से चलने वाली धारा के आधार पर समायोज्य होती है। इलेक्ट्रोमैग्नेट का उपयोग सीडी प्लेयर, डीवीडी प्लेयर, स्वचालित विंडो, हार्ड ड्राइव और सुपरमार्केट में स्वचालित दरवाजे जैसे चलती भागों में किया जाता है।
6. बेलनाकार या छड़ चुम्बक - बेलनाकार या छड़ चुम्बक की मोटाई उनके व्यास के बराबर या उससे अधिक होती है। यह मैग्नेट को अपेक्षाकृत छोटे सतह ध्रुव क्षेत्र से बहुत उच्च स्तर का चुंबकत्व उत्पन्न करने में सक्षम बनाता है। अपने आकार के कारण, ये चुम्बक शैक्षिक, अनुसंधान और प्रायोगिक उपयोगों के लिए आदर्श हैं।
7. रिंग के आकार का चुम्बक - अधिकांश वलय चुम्बक अक्षीय रूप से चुम्बकित होते हैं। उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव समतल गोलाकार सतहों ("ऊपर और नीचे") पर स्थित हैं। "बाएं और दाएं" ध्रुवों के साथ कुछ व्यास वाले चुंबकीय रिंग मैग्नेट विशेष रूप से चिह्नित हैं। वलय डिस्क के समान होते हैं लेकिन बीच में खोखले होते हैं। कम मात्रा का मतलब है कि रिंग तुलनीय डिस्क के रूप में मजबूत नहीं हैं, हालांकि, खोखला केंद्र उन्हें अधिक बहुमुखी बनाता है - रिंग आसानी से ट्यूब या छड़ पर स्लाइड करते हैं।
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चुम्बक तीन मुख्य प्रकार के होते हैं - अस्थायी, स्थायी और विद्युत चुम्बक।
अस्थायी - कुछ लोहे और लोहे के मिश्र धातुओं को कमजोर चुंबकीय क्षेत्र द्वारा भी आसानी से चुम्बकित किया जा सकता है। हालांकि, जब चुंबकीय क्षेत्र हटा दिया जाता है, तो वस्तु धीरे-धीरे अपना चुंबकत्व खो देती है।
स्थायी - उदाहरण हैं अलनिको (एल्यूमीनियम, निकेल कोबाल्ट मिश्र धातु) और फेराइट्स (सिरेमिक जैसी सामग्री जो निकल, स्ट्रोंटियम या कोबाल्ट के साथ लोहे के आक्साइड के मिश्रण से बनाई जाती है)। एक बार जब वे चुम्बकित हो जाते हैं, तो ये वस्तुएं आसानी से अपना चुंबकत्व नहीं खोती हैं।
विद्युत चुम्बक - इनका उपयोग तब किया जाता है जब बहुत मजबूत चुंबक की आवश्यकता होती है। विद्युत धारा को ले जाने वाले तार के तार के अंदर एक धातु कोर रखकर विद्युत चुम्बक बनाए जाते हैं। तार से गुजरने वाली बिजली एक चुंबकीय क्षेत्र पैदा करती है। जबकि विद्युत धारा बह रही है, कोर एक मजबूत चुंबक के रूप में कार्य करता है। कंप्यूटर, टीवी और इलेक्ट्रिक मोटर इलेक्ट्रोमैग्नेट हैं।
सामान्य प्रकार की सामग्री जिनसे स्थायी चुम्बक बनाए जाते हैं, वे हैं सिरेमिक, अलनिको और नियोडिमियम। सिरेमिक मैग्नेट मजबूत होते हैं और अधिकांश प्रयोगों के लिए अच्छी तरह से काम करते हैं। अलनिको मैग्नेट और भी मजबूत हैं और विज्ञान के प्रयोगों के लिए बहुत अच्छी तरह से काम करते हैं, हालांकि वे सिरेमिक मैग्नेट की तुलना में अधिक महंगे हैं। नियोडिमियम चुंबक इतने मजबूत होते हैं कि आधा इंच व्यास वाले कई पाउंड लौहचुंबकीय वस्तुओं को उठा सकते हैं। वे इन तीन चुंबक प्रकारों में सबसे महंगे हैं।
1. आकर्षक गुण - चुंबक लौह, कोबाल्ट और निकल जैसे लौहचुंबकीय पदार्थों को आकर्षित करता है।
2. प्रतिकारक गुण - प्रत्येक चुम्बक का एक दक्षिणी ध्रुव और एक उत्तरी ध्रुव होता है। जैसे चुंबकीय ध्रुव एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और विपरीत चुंबकीय ध्रुव एक दूसरे को आकर्षित करते हैं।
3. दिशात्मक गुण - एक स्वतंत्र रूप से निलंबित चुंबक हमेशा उत्तर-दक्षिण दिशा में इंगित करता है।
पृथ्वी एक बहुत बड़ा चुंबक है, और हमारे चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र है। इसके उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव अत्यधिक चुंबकीय हैं। पृथ्वी का उत्तरी ध्रुव भी एक चुंबकीय उत्तरी ध्रुव है: एक कम्पास उत्तर की ओर उत्तरी ध्रुव की ओर इशारा करता है क्योंकि यह पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से आकर्षित होता है।
पृथ्वी के केंद्र में पृथ्वी की कोर घूमती है। कोर ज्यादातर लोहे का बना होता है। कोर का बाहरी भाग तरल लोहा है जो घूमता है और पृथ्वी को एक विशाल चुंबक बनाता है। यहीं से हमें उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों के नाम मिलते हैं। ये ध्रुव वास्तव में पृथ्वी के विशालकाय चुम्बक के धनात्मक और ऋणात्मक ध्रुव हैं। यह हमारे लिए यहां पृथ्वी पर बहुत उपयोगी है क्योंकि यह हमें अपना रास्ता खोजने के लिए कंपास में चुंबक का उपयोग करने देता है और सुनिश्चित करता है कि हम सही दिशा में जा रहे हैं। यह पक्षियों और व्हेल जैसे जानवरों के लिए भी उपयोगी है जो माइग्रेट करते समय सही दिशा खोजने के लिए पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करते हैं। शायद पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि यह हमें सूर्य की सौर हवा और विकिरण से बचाता है।
कम्पास में एक छोटा चुंबक होता है। तीर हमेशा उत्तरी ध्रुव की ओर इशारा करता है।
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