البقايا

المغناطيسية المتبقية ، أو التمغنط المتبقي ، هي التمغنط الذي يتبقى في مادة مغناطيسية حديدية (مثل الحديد ) بعد إزالة مجال مغناطيسي خارجي. [ 1 ] يُقال مجازًا أن المغناطيس "يُمغنط"، أي أنه يمتلك مغناطيسية متبقية. [ 2 ] توفر المغناطيسية المتبقية للمواد المغناطيسية الذاكرة المغناطيسية في أجهزة التخزين المغناطيسي ، وتُستخدم كمصدر للمعلومات حول المجال المغناطيسي للأرض في الماضي في علم المغناطيسية القديمة . كلمة " المغناطيسية المتبقية " مشتقة من كلمة "متبقي "، والتي تعني "ما يتبقى". [ 3 ]

يُستخدم مصطلح المغنطة المتبقية عادةً في التطبيقات الهندسية. في المحولات والمحركات الكهربائية والمولدات ، لا يُفضّل وجود مغنطة متبقية كبيرة (انظر أيضًا الفولاذ الكهربائي ) لأنها تُعدّ تلوثًا غير مرغوب فيه، على سبيل المثال، مغنطة متبقية في مغناطيس كهربائي بعد إيقاف التيار في الملف. ويمكن إزالتها عند الحاجة إليها عن طريق إزالة المغنطة .

يُستخدم مصطلح الاحتفاظية أحيانًا للإشارة إلى المغناطيسية المتبقية المقاسة بوحدات كثافة التدفق المغناطيسي . [ 4 ]

الأنواع

التشبع المتبقي

الشكل 1: مجموعة من حلقات التخلف المغناطيسي للتيار المتردد للفولاذ الكهربائي الموجه الحبيبات ( Br تشير إلى المغناطيسية المتبقية و Hc هي الإكراه ).

يُعرَّف التمغنط المتبقي افتراضيًا بأنه التمغنط المتبقي في غياب المجال المغناطيسي بعد تطبيق مجال مغناطيسي كبير (يكفي لتحقيق التشبع ). [ 1 ] يُقاس تأثير حلقة التخلف المغناطيسي باستخدام أدوات مثل مقياس المغناطيسية ذي العينة المهتزة ؛ ويمثل تقاطع المنحنى مع المجال المغناطيسي الصفري مقياسًا للتمغنط المتبقي. في الفيزياء، يُحوَّل هذا المقياس إلى متوسط ​​التمغنط ( العزم المغناطيسي الكلي مقسومًا على حجم العينة) ويُرمز له في المعادلات بالرمز M<sub> r</sub> . إذا لزم تمييزه عن أنواع التمغنط المتبقي الأخرى، يُسمى حينها التمغنط المتبقي عند التشبع أو التمغنط المتبقي متساوي الحرارة عند التشبع (SIRM) ويُرمز له بالرمز M <sub>rs</sub> .

في التطبيقات الهندسية، يُقاس التمغنط المتبقي عادةً باستخدام محلل BH ، الذي يقيس الاستجابة لحقل مغناطيسي متناوب (كما في الشكل 1). ويُعبَّر عن ذلك بكثافة التدفق المغناطيسي B<sub> r</sub> . تُعد قيمة التمغنط المتبقي هذه من أهم المعايير التي تُميز المغناطيس الدائم ؛ فهي تقيس أقوى حقل مغناطيسي يُمكن أن يُنتجه. على سبيل المثال، يمتلك مغناطيس النيوديميوم تمغنطًا متبقيًا يُقارب 1.3 تسلا .

التخلف الحراري

غالبًا ما لا يوفر قياس واحد للمغناطيسية المتبقية معلومات كافية عن المغناطيس. على سبيل المثال، تحتوي الأشرطة المغناطيسية على عدد كبير من الجسيمات المغناطيسية الصغيرة (انظر التخزين المغناطيسي )، وهذه الجسيمات ليست متطابقة. قد تمتلك المعادن المغناطيسية في الصخور نطاقًا واسعًا من الخصائص المغناطيسية (انظر مغناطيسية الصخور ). إحدى طرق فحص هذه المواد هي إضافة أو طرح زيادات صغيرة من المغناطيسية المتبقية. تتمثل إحدى طرق القيام بذلك في إزالة مغنطة المغناطيس أولًا في مجال تيار متردد، ثم تطبيق مجال مغناطيسي H وإزالته. تعتمد هذه المغناطيسية المتبقية، التي يُرمز لها بـ Mr ( H )، على المجال. [ 5 ] تُسمى المغناطيسية المتبقية الأولية [ 6 ] أو المغنطة المتبقية متساوية الحرارة (IRM) . [ 7 ]

يمكن الحصول على نوع آخر من المغناطيسية المتبقية متساوية الحرارة (IRM) عن طريق إعطاء المغناطيس أولاً مغناطيسية متبقية مشبعة في اتجاه واحد، ثم تطبيق مجال مغناطيسي في الاتجاه المعاكس وإزالته. [ 5 ] يُطلق على هذا النوع اسم المغناطيسية المتبقية لإزالة المغناطيسية أو المغناطيسية المتبقية لإزالة المغناطيسية المستمرة ، ويُرمز له برموز مثل M <sub>d</sub> ( H )، حيث H هي شدة المجال. [ 8 ] كما يمكن الحصول على نوع آخر من المغناطيسية المتبقية عن طريق إزالة المغناطيسية المتبقية المشبعة في مجال متناوب. يُطلق على هذا النوع اسم المغناطيسية المتبقية لإزالة المغناطيسية المتناوبة أو المغناطيسية المتبقية لإزالة المغناطيسية في مجال متناوب، ويُرمز له برموز مثل M <sub>af</sub> ( H ).

إذا كانت الجسيمات عبارة عن جسيمات أحادية المجال غير متفاعلة ذات تباين أحادي المحور ، فهناك علاقات خطية بسيطة بين المغناطيسات المتبقية. [ 5 ]

التخلف المغناطيسي غير الهستيري

نوع آخر من أنواع المغنطة المتبقية في المختبر هو المغنطة المتبقية غير الهستيرية أو المغنطة المتبقية غير الهستيرية (ARM) . تُستحث هذه المغنطة بتعريض مغناطيس لمجال متناوب كبير بالإضافة إلى مجال انحياز تيار مستمر صغير . يُخفَّض سعة المجال المتناوب تدريجيًا إلى الصفر للحصول على مغنطة غير هستيرية ، ثم يُزال مجال الانحياز للحصول على المغنطة المتبقية. غالبًا ما يكون منحنى المغنطة غير الهستيرية قريبًا من متوسط ​​فرعي حلقة التخلف المغناطيسي ، [ 9 ] ويُفترض في بعض النماذج أنه يُمثل حالة الطاقة الأدنى لمجال معين. [ 10 ] توجد عدة طرق للقياس التجريبي لمنحنى المغنطة غير الهستيرية، تعتمد على مقاييس التدفق المغناطيسي وإزالة المغنطة بالانحياز للتيار المستمر. [ 11 ] كما دُرست المغنطة المتبقية غير الهستيرية نظرًا لتشابهها مع عملية الكتابة في بعض تقنيات التسجيل المغناطيسي [ 12 ] ومع اكتساب المغنطة المتبقية الطبيعية في الصخور. [ 13 ]

أمثلة

مادةالبقايامراجع
الفريت (المغناطيس)0.35 طن (3500 غرام)  [ 14 ]
مغناطيس من الساماريوم والكوبالت0.82–1.16 T (8,200–11,600 G)  [ 15 ]
AlNiCo 51.28 طن (12800 غرام)  
مغناطيس النيوديميوم1–1.3 تسلا (10000–13000 غاوس)  [ 15 ]
الصلب0.9–1.4 تسلا (9000–14000 غاوس)  [ 16 ] [ 17 ]

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. 1 2 تشيكازومي 1997
  2. من الناحية الدقيقة، لا يزال موجودًا في مجال الأرض، لكن ذلك لا يؤثر كثيرًا على المغناطيسية المتبقية للمغناطيس الصلب .
  3. "البقايا | أصل ومعنى كلمة البقايا من قاموس علم أصول الكلمات على الإنترنت" . www.etymonline.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 يناير 2020 .
  4. "تخزين ومعالجة الأشرطة المغناطيسية" .
  5. 1 2 3 وولفارث 1958
  6. ماكوري وجونت 1966
  7. نيل 1955
  8. فايفر 1990
  9. بوزورث 1993
  10. جايلز وأثيرتون 1986
  11. نوفيكي 2018
  12. اليابان 1969
  13. بانيرجي وميليما 1974
  14. "النوى المغناطيسية غير المتبلورة" . مبيعات هيل التقنية. 2006. تم الاطلاع عليه في 18 يناير 2014 .
  15. 1 2 يوها بيرهونن؛ تاباني جوكينن؛ فاليريا هرابوفكوفا (2009). تصميم الآلات الكهربائية الدوارة . جون وايلي وأولاده. ص. 232. ردمك  978-0-470-69516-6.
  16. "الكوبالت: عنصر أساسي في المغناطيسات عالية الأداء" (ملف PDF) . شركة أرنولد للتقنيات المغناطيسية. 2012.
  17. فيتزجيرالد، أ. إي.؛ كينغسلي، تشارلز الابن؛ أومانس، ستيفن د. (2003). الآلات الكهربائية ( الطبعة السادسة). ماكجرو هيل. 688 صفحة. ISBN   978-0-07-366009-7.

مراجع