مقناطیسی: مقناطیسی قوت اور فیلڈز کے لیے ایک مکمل گائیڈ

بذریعہ جوسٹ نوسلڈر۔ | پر اپ ڈیٹ کیا گیا:  جون 20، 2022
مجھے اپنے قارئین کے لیے تجاویز سے بھرا مفت مواد بنانا پسند ہے ، آپ۔ میں بامعاوضہ کفالت قبول نہیں کرتا ، میری رائے میری اپنی ہے ، لیکن اگر آپ کو میری سفارشات مددگار معلوم ہوتی ہیں اور آپ میرے لنکس میں سے کسی ایک کے ذریعے اپنی پسند کی چیز خرید لیتے ہیں تو میں آپ کو بغیر کسی اضافی قیمت کے کمیشن حاصل کر سکتا ہوں۔ مزید معلومات حاصل کریں

مقناطیسیت جسمانی مظاہر کی ایک کلاس ہے جو مقناطیسی شعبوں کے ذریعہ ثالثی کی جاتی ہے۔ برقی کرنٹ اور ابتدائی ذرات کے بنیادی مقناطیسی لمحات ایک مقناطیسی میدان کو جنم دیتے ہیں، جو دیگر کرنٹوں اور مقناطیسی لمحات پر عمل کرتا ہے۔

تمام مواد کسی حد تک مقناطیسی میدان سے متاثر ہوتے ہیں۔ سب سے زیادہ مانوس اثر مستقل میگنےٹس پر ہوتا ہے، جن میں فیرو میگنیٹزم کی وجہ سے مستقل مقناطیسی لمحات ہوتے ہیں۔

مقناطیسی کیا ہے

اس پوسٹ میں ہم احاطہ کریں گے:

مقناطیسی قوت کی طاقت

مقناطیسی قوت وہ قوت ہے جو مقناطیسی میدان میں حرکت کرنے والے چارجڈ پارٹیکل پر لگائی جاتی ہے۔ یہ ایک ایسی قوت ہے جو چارج شدہ پارٹیکل کی رفتار اور مقناطیسی میدان کے لیے کھڑی ہوتی ہے۔ اس قوت کو لورینٹز فورس مساوات کے ذریعہ بیان کیا گیا ہے، جس میں کہا گیا ہے کہ مقناطیسی میدان میں رفتار (v) کے ساتھ حرکت کرنے والے چارج (q) پر عمل کرنے والی قوت (B) مساوات F = qvBsinθ کے ذریعہ دی گئی ہے، جہاں θ چارج کی رفتار اور مقناطیسی میدان کے درمیان زاویہ ہے۔

مقناطیسی قوت کا برقی کرنٹ سے کیا تعلق ہے؟

مقناطیسی قوت کا برقی رو سے گہرا تعلق ہے۔ جب بجلی کا کرنٹ کسی تار سے گزرتا ہے تو یہ تار کے گرد ایک مقناطیسی میدان بناتا ہے۔ یہ مقناطیسی میدان اپنی موجودگی میں دیگر اشیاء پر طاقت کا استعمال کر سکتا ہے۔ قوت کی شدت اور سمت مقناطیسی میدان کی طاقت اور سمت پر منحصر ہے۔

کون سے مواد مقناطیسی قوت سے متاثر ہوتے ہیں؟

مقناطیسی قوت مواد کی ایک بڑی تعداد کو متاثر کر سکتی ہے، بشمول:

  • مقناطیسی مواد جیسے لوہا، سٹیل اور نکل
  • تانبے اور ایلومینیم جیسے مواد کو منظم کرنا
  • موصل میں موبائل الیکٹران
  • پلازما میں چارج شدہ ذرات

ایکشن میں مقناطیسی قوت کی مثالیں۔

عمل میں مقناطیسی قوت کی کچھ مثالیں شامل ہیں:

  • مقناطیس ایک دوسرے کو اپنی طرف متوجہ یا پیچھے ہٹاتے ہیں۔
  • اسٹیکرز جو ریفریجریٹر یا دروازے سے چپک جاتے ہیں کیونکہ وہ مقناطیس سے لیس ہوتے ہیں۔
  • اسٹیل کی ایک چھڑی کو مضبوط مقناطیس کی طرف کھینچا جا رہا ہے۔
  • مقناطیسی میدان میں الیکٹرک کرنٹ لے جانے والی تار
  • زمین کے مقناطیسی میدان کی وجہ سے کمپاس کی سوئی کی مستقل حرکت

مقناطیسی قوت کی وضاحت کیسے کی جاتی ہے؟

مقناطیسی قوت کو نیوٹن (N) اور ٹیسلاس (T) کی اکائیوں کا استعمال کرتے ہوئے بیان کیا جاتا ہے۔ ٹیسلا مقناطیسی میدان کی طاقت کی اکائی ہے، اور اسے ایک ٹیسلا کے یکساں مقناطیسی میدان میں ایک ایمپیئر کا کرنٹ لے جانے والے تار پر کام کرنے والی قوت کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ کسی چیز پر کام کرنے والی مقناطیسی قوت مقناطیسی فیلڈ کی طاقت اور شے کے چارج کی پیداوار کے برابر ہے۔

مقناطیسی قوت سے کس قسم کے فیلڈز کا تعلق ہے؟

مقناطیسی قوت کا تعلق برقی مقناطیسی شعبوں سے ہے۔ برقی مقناطیسی میدان ایک قسم کا میدان ہے جو برقی چارجز اور کرنٹ کی موجودگی سے پیدا ہوتا ہے۔ مقناطیسی میدان برقی مقناطیسی میدان کا ایک جزو ہے، اور یہ برقی چارجز کی حرکت سے پیدا ہوتا ہے۔

کیا تمام اشیاء مقناطیسی قوت کا تجربہ کرتے ہیں؟

تمام اشیاء مقناطیسی قوت کا تجربہ نہیں کرتی ہیں۔ صرف وہ اشیاء جو خالص چارج رکھتی ہیں یا برقی رو لے رہی ہیں مقناطیسی قوت کا تجربہ کریں گی۔ ایسی اشیاء جن کا کوئی خالص چارج نہیں ہے اور وہ برقی رو نہیں لے رہے ہیں وہ مقناطیسی قوت کا تجربہ نہیں کریں گے۔

مقناطیسی قوت اور کنڈکٹنگ سطحوں کے درمیان کیا تعلق ہے؟

جب مقناطیسی میدان میں ایک کنڈکٹنگ سطح رکھی جاتی ہے، تو سطح کے الیکٹران مقناطیسی میدان کی وجہ سے ایک قوت کا تجربہ کریں گے۔ یہ قوت الیکٹرانوں کو حرکت دینے کا سبب بنے گی، جو سطح میں کرنٹ پیدا کرے گی۔ کرنٹ، بدلے میں، ایک مقناطیسی میدان بنائے گا جو اصل مقناطیسی میدان کے ساتھ تعامل کرے گا، جس کی وجہ سے سطح کو طاقت کا تجربہ ہوگا۔

مقناطیسی قوت اور کسی چیز کی رفتار کی شدت کے درمیان کیا تعلق ہے؟

کسی شے پر کام کرنے والی مقناطیسی قوت شے کی رفتار کی شدت کے متناسب ہے۔ کوئی چیز جتنی تیزی سے حرکت کرے گی، مقناطیسی قوت اتنی ہی مضبوط ہوگی۔

میگنےٹ کی دلچسپ تاریخ

  • لفظ "مقناطیس" لاطینی لفظ "magnes" سے آیا ہے، جو ترکی میں کوہ ایڈا پر پائی جانے والی ایک خاص قسم کی چٹان سے مراد ہے۔
  • قدیم چینیوں نے 2,000 سال پہلے لوڈسٹون دریافت کیے جو کہ آئرن آکسائیڈ سے بنے قدرتی میگنےٹ ہیں۔
  • انگریز سائنسدان ولیم گلبرٹ نے 16ویں صدی کے آخر میں مقناطیس کی خصوصیات کے بارے میں پہلے مشاہدات کی تصدیق کی، جس میں مقناطیسی قطبوں کا وجود بھی شامل ہے۔
  • ڈچ سائنسدان کرسچن اورسٹڈ نے 1820 میں بجلی اور مقناطیسیت کے درمیان تعلق دریافت کیا۔
  • فرانسیسی ماہر طبیعیات آندرے ایمپیئر نے اورسٹڈ کے کام کو وسعت دی، بجلی اور مقناطیسیت کے درمیان تعلق کا مطالعہ کیا اور مقناطیسی میدان کا تصور تیار کیا۔

مستقل میگنےٹ کی ترقی

  • مقناطیسیت کے ابتدائی سالوں میں، محققین مضبوط اور زیادہ طاقتور میگنےٹ پیدا کرنے میں دلچسپی رکھتے تھے۔
  • 1930 کی دہائی میں، Sumitomo کے محققین نے لوہے، ایلومینیم اور نکل کا ایک مرکب تیار کیا جس نے پچھلے کسی بھی مواد سے زیادہ توانائی کی کثافت کے ساتھ مقناطیس پیدا کیا۔
  • 1980 کی دہائی میں، ماسکو میں اکیڈمی آف سائنسز کے محققین نے نیوڈیمیم، آئرن، اور بوران (NdFeB) کے مرکب سے بنا ایک نئی قسم کا مقناطیس متعارف کرایا، جو آج تکنیکی طور پر دستیاب سب سے مضبوط مقناطیس ہے۔
  • جدید میگنےٹ 52 میگا-گاس-اورسٹیڈس (MGOe) تک کی طاقت کے ساتھ مقناطیسی میدان پیدا کر سکتے ہیں، جو کہ لوڈسٹونز کے ذریعہ تیار کردہ 0.5 MGOe کے مقابلے میں بہت زیادہ ہے۔

توانائی کی پیداوار میں میگنےٹ کا کردار

  • میگنےٹ بجلی کی پیداوار میں اہم کردار ادا کرتے ہیں، خاص طور پر ونڈ ٹربائنز اور ہائیڈرو الیکٹرک ڈیموں سے بجلی کی پیداوار میں۔
  • برقی موٹروں میں بھی مقناطیس استعمال ہوتے ہیں جو کہ کاروں سے لے کر گھریلو سامان تک ہر چیز میں پائے جاتے ہیں۔
  • میگنےٹ میں دلچسپی مقناطیسی میدان پیدا کرنے کی ان کی صلاحیت سے پیدا ہوتی ہے، جسے برقی طاقت پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

میگنےٹ کا مستقبل

  • سائنس دان مقناطیسیت میں نئے مواد اور ترقی کا مطالعہ کر رہے ہیں، بشمول نایاب زمینی دھاتوں اور مرکب دھاتوں کا استعمال۔
  • نیو میگنیٹ مقناطیس کی ایک نئی قسم ہے جو کسی بھی پچھلے مقناطیس سے زیادہ مضبوط ہے اور مقناطیسیت کے میدان میں انقلاب لانے کی صلاحیت رکھتا ہے۔
  • جیسے جیسے میگنےٹس کے بارے میں ہماری سمجھ میں اضافہ ہوتا جا رہا ہے، وہ تکنیکی طور پر ترقی یافتہ معاشروں میں تیزی سے اہم کردار ادا کریں گے۔

مقناطیسیت کی دلچسپ دنیا کی تلاش

مقناطیسیت ایک خاصیت ہے جو کچھ مواد کے پاس ہوتی ہے، جو انہیں دوسرے مواد کو اپنی طرف متوجہ یا پیچھے ہٹانے کی اجازت دیتی ہے۔ مقناطیسیت کی اقسام میں شامل ہیں:

  • ڈائی میگنیٹزم: اس قسم کی مقناطیسیت تمام مادوں میں موجود ہوتی ہے اور یہ مادے میں الیکٹرانوں کی حرکت کی وجہ سے ہوتی ہے۔ جب کسی مواد کو مقناطیسی میدان میں رکھا جاتا ہے تو، مواد میں موجود الیکٹران ایک برقی رو پیدا کریں گے جو مقناطیسی میدان کی مخالفت کرتا ہے۔ اس کے نتیجے میں ایک کمزور ردعمل کا اثر ہوتا ہے، جو عام طور پر قابل توجہ نہیں ہوتا ہے۔
  • پیرا میگنیٹزم: اس قسم کی مقناطیسیت تمام مواد میں بھی موجود ہے، لیکن یہ ڈائی میگنیٹزم سے بہت کمزور ہے۔ پیرا میگنیٹک مواد میں، الیکٹران کے مقناطیسی لمحات سیدھ میں نہیں ہوتے ہیں، لیکن انہیں بیرونی مقناطیسی میدان کے ذریعے سیدھ میں کیا جا سکتا ہے۔ اس کی وجہ سے مواد کمزوری سے مقناطیسی میدان کی طرف متوجہ ہوتا ہے۔
  • فیرو میگنیٹزم: اس قسم کی مقناطیسیت سب سے زیادہ جانی پہچانی ہے اور یہ وہی ہے جو زیادہ تر لوگ "مقناطیس" کا لفظ سنتے ہی سوچتے ہیں۔ فیرو میگنیٹک مواد مقناطیس کی طرف مضبوطی سے متوجہ ہوتے ہیں اور بیرونی مقناطیسی فیلڈ کو ہٹانے کے بعد بھی اپنی مقناطیسی خصوصیات کو برقرار رکھ سکتے ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ مواد میں الیکٹران کے مقناطیسی لمحات ایک ہی سمت میں منسلک ہوتے ہیں، ایک مضبوط مقناطیسی میدان پیدا کرتے ہیں۔

مقناطیسیت کے پیچھے سائنس

مقناطیسیت کسی مواد میں برقی چارجز جیسے الیکٹران کی حرکت سے پیدا ہوتی ہے۔ ان چارجز سے پیدا ہونے والی مقناطیسی فیلڈ کو لائنوں کے ایک سیٹ کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے جو مقناطیسی میدان بناتی ہے۔ مقناطیسی میدان کی طاقت موجودہ چارجز کی تعداد اور ان کے منسلک ہونے کی ڈگری کے لحاظ سے مختلف ہوتی ہے۔

مواد کی ساخت اس کی مقناطیسی خصوصیات میں بھی کردار ادا کرتی ہے۔ فیرو میگنیٹک مواد میں، مثال کے طور پر، مالیکیولز کے مقناطیسی لمحات ایک ہی سمت میں منسلک ہوتے ہیں، ایک مضبوط مقناطیسی میدان پیدا کرتے ہیں۔ ڈائی میگنیٹک مواد میں، مقناطیسی لمحات تصادفی طور پر مبنی ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں ایک کمزور ریپلیشن اثر ہوتا ہے۔

مقناطیسیت کو سمجھنے کی اہمیت

مقناطیسیت مادے کی ایک اہم خاصیت ہے جس کے بہت سے عملی استعمال ہوتے ہیں۔ مقناطیسیت کو استعمال کرنے کے کچھ طریقے شامل ہیں:

  • الیکٹرک موٹرز اور جنریٹر: یہ آلات حرکت پیدا کرنے یا بجلی پیدا کرنے کے لیے مقناطیسی میدان استعمال کرتے ہیں۔
  • مقناطیسی ذخیرہ: مقناطیسی میدانوں کا استعمال ہارڈ ڈرائیوز اور دیگر قسم کے مقناطیسی اسٹوریج میڈیا پر ڈیٹا ذخیرہ کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔
  • میڈیکل امیجنگ: مقناطیسی گونج امیجنگ (MRI) جسم کی تفصیلی تصاویر بنانے کے لیے مقناطیسی میدانوں کا استعمال کرتی ہے۔
  • مقناطیسی لیویٹیشن: مقناطیسی میدانوں کو اشیاء کو اتارنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جس میں نقل و حمل اور مینوفیکچرنگ میں استعمال ہوتا ہے۔

مقناطیسیت کو سمجھنا سائنس دانوں اور انجینئروں کے لیے بھی ضروری ہے جو مواد کے ساتھ کام کرتے ہیں۔ کسی مواد کی مقناطیسی خصوصیات کو سمجھ کر، وہ مختلف ایپلی کیشنز کے لیے مخصوص مقناطیسی خصوصیات کے ساتھ مواد کو ڈیزائن کر سکتے ہیں۔

مواد میں مقناطیسی میدانوں کی تلاش

مقناطیسی میدان کی طاقت کو ایمپیئر فی میٹر (A/m) کی اکائیوں میں بیان کیا جاتا ہے۔ مقناطیسی میدان کی شدت کا تعلق مقناطیسی بہاؤ کی کثافت سے ہے، جو کسی مخصوص علاقے سے گزرنے والی مقناطیسی فیلڈ لائنوں کی تعداد ہے۔ مقناطیسی میدان کی سمت ایک ویکٹر کے ذریعہ بیان کی جاتی ہے، جو میدان میں حرکت پذیر مثبت چارج پر مقناطیسی قوت کی سمت کی طرف اشارہ کرتا ہے۔

مقناطیسی میدانوں میں موصل کا کردار

وہ مواد جو بجلی چلاتے ہیں، جیسے کاپر یا ایلومینیم، مقناطیسی شعبوں سے متاثر ہو سکتے ہیں۔ جب ایک موصل کے ذریعے برقی کرنٹ بہتا ہے، تو ایک مقناطیسی میدان پیدا ہوتا ہے جو کرنٹ کے بہاؤ کی سمت پر کھڑا ہوتا ہے۔ اسے دائیں ہاتھ کے اصول کے طور پر جانا جاتا ہے، جہاں انگوٹھا موجودہ بہاؤ کی سمت اشارہ کرتا ہے، اور انگلیاں مقناطیسی میدان کی سمت گھماتی ہیں۔

مقناطیسی مواد کی مخصوص اقسام

مقناطیسی مواد کی دو مخصوص قسمیں ہیں: فیرو میگنیٹک اور پیرا میگنیٹک۔ فیرو میگنیٹک مواد، جیسے آئرن، نکل، اور کوبالٹ کا مقناطیسی میدان مضبوط ہوتا ہے اور اسے مقناطیسی بنایا جا سکتا ہے۔ پیرا میگنیٹک مواد، جیسے ایلومینیم اور پلاٹینم، کمزور مقناطیسی میدان رکھتے ہیں اور آسانی سے مقناطیسی نہیں ہوتے۔

برقی مقناطیس: بجلی سے چلنے والا ایک طاقتور آلہ

برقی مقناطیس ایک قسم کا مقناطیس ہے جو تار کے ذریعے برقی رو چلا کر پیدا ہوتا ہے۔ تار کو عام طور پر لوہے یا کسی اور مقناطیسی مواد سے بنے کور کے گرد لپیٹا جاتا ہے۔ برقی مقناطیس کے پیچھے اصول یہ ہے کہ جب کوئی برقی رو کسی تار سے گزرتا ہے تو یہ تار کے گرد مقناطیسی میدان بناتا ہے۔ تار کو کوائل میں لپیٹنے سے، مقناطیسی میدان مضبوط ہوتا ہے، اور اس کے نتیجے میں پیدا ہونے والا مقناطیس ایک مستقل مستقل مقناطیس سے زیادہ مضبوط ہوتا ہے۔

برقی مقناطیس کو کیسے کنٹرول کیا جاتا ہے؟

برقی مقناطیس کی طاقت کو آسانی سے اس کے ذریعے بہنے والے برقی رو کی مقدار کو تبدیل کرکے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ کرنٹ کی مقدار میں اضافہ یا کمی سے، مقناطیسی میدان کو کمزور یا مضبوط کیا جا سکتا ہے۔ برقی مقناطیس کے کھمبے بجلی کے بہاؤ کو الٹ کر بھی الٹ سکتے ہیں۔ یہ برقی مقناطیس کو ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج میں بہت مفید بناتا ہے۔

برقی مقناطیس کے ساتھ کچھ تفریحی تجربات کیا ہیں؟

اگر آپ الیکٹرومیگنیٹ کے پیچھے سائنس میں دلچسپی رکھتے ہیں، تو بہت سے تفریحی تجربات ہیں جو آپ گھر پر آزما سکتے ہیں۔ یہاں چند خیالات ہیں:

  • کیل کے گرد تار لپیٹ کر اور اسے بیٹری سے جوڑ کر ایک سادہ برقی مقناطیس بنائیں۔ دیکھیں کہ آپ اپنے برقی مقناطیس سے کتنے پیپر کلپس اٹھا سکتے ہیں۔
  • برقی مقناطیس اور بیٹری کا استعمال کرتے ہوئے ایک سادہ موٹر بنائیں۔ بیٹری کی قطبیت کو پلٹ کر، آپ موٹر کو مخالف سمت میں گھوم سکتے ہیں۔
  • ایک سادہ جنریٹر بنانے کے لیے برقی مقناطیس کا استعمال کریں۔ مقناطیسی میدان کے اندر تار کے کنڈلی کو گھما کر، آپ تھوڑی مقدار میں بجلی پیدا کر سکتے ہیں۔

مجموعی طور پر، برقی مقناطیس کا وجود اس کی افادیت کا مرہون منت ہے کہ اسے بجلی کے ذریعے آسانی سے کنٹرول کیا جا سکتا ہے، یہ بہت سے آلات اور ایپلی کیشنز میں ایک اہم جزو ہے۔

مقناطیسی ڈوپولس: مقناطیسیت کے بلڈنگ بلاکس

مقناطیسی ڈوپولس مقناطیسیت کے بنیادی تعمیراتی بلاکس ہیں۔ وہ مقناطیسیت کی سب سے چھوٹی اکائی ہیں اور چھوٹے میگنےٹس پر مشتمل ہیں جنہیں الیکٹران کہتے ہیں۔ یہ الیکٹران کسی مادے کے مالیکیولز میں موجود ہوتے ہیں اور مقناطیسی میدان بنانے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔ ایک مقناطیسی ڈوپول صرف کرنٹ کا ایک لوپ ہے جو مثبت اور منفی چارجز پر مشتمل ہوتا ہے۔

مقناطیسی ڈوپولس کا کام

مقناطیسی ڈوپولز بہت سے مرکبات کی ساخت اور کام میں فعال کردار ادا کرتے ہیں۔ وہ عام طور پر عام تار اور سرکٹ میں موجود ہوتے ہیں، اور ان کی موجودگی کا براہ راست تعلق مقناطیسی میدان کی طاقت سے ہوتا ہے۔ مقناطیسی میدان کی طاقت لوپ کے رقبے اور اس میں سے بہنے والے کرنٹ سے دی جاتی ہے۔

میڈیکل سائنس میں مقناطیسی ڈوپولس کی اہمیت

طبی سائنس میں مقناطیسی ڈوپولز کی بہت اہمیت ہے۔ وہ چھوٹے میگنےٹ بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں جو مختلف طبی حالات کی تشخیص اور علاج کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ طبی سائنس میں مقناطیسی ڈوپولس کے استعمال کو مقناطیسی گونج امیجنگ (MRI) کہا جاتا ہے۔ ایم آر آئی ایک محفوظ اور محفوظ طبی تکنیک ہے جو جسم کے اندر کی تصاویر بنانے کے لیے مقناطیسی ڈوپولز کا استعمال کرتی ہے۔

نتیجہ

لہذا، مقناطیسی کا مطلب ہے کچھ جو مقناطیس کو اپنی طرف متوجہ یا پیچھے ہٹاتا ہے. یہ ایک قوت ہے جس کا تعلق بجلی اور مقناطیسیت سے ہے۔ آپ اسے فرج پر چیزوں کو رکھنے یا شمال میں کمپاس پوائنٹ بنانے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں۔ لہذا، اسے استعمال کرنے سے نہ گھبرائیں! یہ اتنا پیچیدہ نہیں جتنا لگتا ہے۔ بس قوانین یاد رکھیں اور آپ ٹھیک ہو جائیں گے۔

میں Joost Nusselder ہوں، Tools Doctor کا بانی، مواد مارکیٹر، اور والد۔ مجھے نئے آلات آزمانا پسند ہے، اور میں اپنی ٹیم کے ساتھ مل کر 2016 سے گہرائی سے بلاگ مضامین تخلیق کر رہا ہوں تاکہ وفادار قارئین کو ٹولز اور کرافٹنگ ٹپس کے ساتھ مدد مل سکے۔