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Bhatnagar-Mathur Magnetic Balance 2024: Precision Redefined

Bhatnagar-Mathur Magnetic Balance 2024: Precision Redefined.सटीक माप प्रौद्योगिकी में नवीनतम, भटनागर-माथुर चुंबकीय संतुलन 2024 की खोज करें। अपनी सभी चुंबकीय संतुलन आवश्यकताओं के लिए बेजोड़ सटीकता और विश्वसनीयता का अनुभव करें।

Bhatnagar-Mathur Magnetic Balance 2024: Precision Redefined

भटनागर-माथुर विधि, जिसे भटनागर-माथुर चुंबकीय संतुलन के रूप में भी जाना जाता है, एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग किसी सामग्री की चुंबकीय संवेदनशीलता को मापने के लिए किया जाता है। चुंबकीय संवेदनशीलता इस बात का माप है कि लागू चुंबकीय क्षेत्र में कोई सामग्री कितनी चुंबकीय हो जाएगी। यह विधि विशेष रूप से पाउडर वाले नमूनों या छोटे ठोस नमूनों के लिए उपयोगी है।

Principle

भटनागर-माथुर विधि एक गैर-समान चुंबकीय क्षेत्र में चुंबकीय सामग्री के विक्षेपण के सिद्धांत पर आधारित है। विक्षेपण चुंबकीय क्षेत्र प्रवणता द्वारा सामग्री पर लगाए गए बल के कारण होता है। इस विक्षेपण को मापकर पदार्थ की चुंबकीय संवेदनशीलता निर्धारित की जा सकती है।

Apparatus

भटनागर-माथुर तंत्र के प्रमुख घटक हैं:

  1. Magnetic Field Source: आमतौर पर, एक गैर-समान चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए एक सोलनॉइड या इलेक्ट्रोमैग्नेट का उपयोग किया जाता है।
  2. Balance: चुंबकीय क्षेत्र के कारण नमूने पर लगने वाले बल को मापने के लिए एक संवेदनशील संतुलन।
  3. Sample Holder: नमूने को चुंबकीय क्षेत्र के भीतर रखने के लिए एक गैर-चुंबकीय धारक।
  4. Scale: नमूने के विक्षेपण या विस्थापन को मापने के लिए एक स्नातक पैमाने।

Procedure

  1. 1. Calibration

    नमूने के साथ माप शुरू करने से पहले, ज्ञात चुंबकीय संवेदनशीलता के साथ एक मानक सामग्री का उपयोग करके उपकरण को कैलिब्रेट करने की आवश्यकता होती है। यह सुनिश्चित करता है कि चुंबकीय क्षेत्र के प्रति सिस्टम की प्रतिक्रिया अच्छी तरह से समझी गई है।

    1. Select a Calibration Material: a well-known and documented magnetic संवेदनशीलता मान वाली सामग्री चुनें।
    2. Set Up the Apparatus: सुनिश्चित करें कि चुंबकीय संतुलन ठीक से स्थापित है, सोलनॉइड या इलेक्ट्रोमैग्नेट जुड़ा हुआ है और संतुलन शून्य पर कैलिब्रेट किया गया है।
    3. Measure the Deflection: अंशांकन सामग्री को नमूना धारक में रखें और चुंबकीय क्षेत्र के कारण होने वाले विक्षेपण को मापें। इस विक्षेपण को सटीक रूप से दर्ज किया जाना चाहिए।
    4. Calculate the Calibration Constant: विक्षेपण और चुंबकीय बल के बीच आनुपातिकता स्थिरांक (अंशांकन स्थिरांक) की गणना करने के लिए ज्ञात संवेदनशीलता मान का उपयोग करें।

    2. Sample Preparation

    यह सुनिश्चित करने के लिए नमूना तैयार करें कि यह नमूना धारक में ठीक से फिट बैठता है और लगाए गए चुंबकीय क्षेत्र के अलावा अन्य बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों के साथ संपर्क नहीं करता है।

    1. Sample Size and Shape: समान माप के लिए नमूना छोटा और अधिमानतः गोलाकार या पाउडरयुक्त होना चाहिए।
    2. Sample Holder: धारक के किसी भी हस्तक्षेप से बचने के लिए नमूने को गैर-चुंबकीय धारक में रखें।

    3. Measurement Setup

    1. Position the Sample: नमूना धारक को चुंबकीय क्षेत्र में एक विशिष्ट बिंदु पर डालें जहां क्षेत्र ढाल अच्छी तरह से परिभाषित हो।
    2. Zero the Balance: सुनिश्चित करें कि नमूने के स्थान पर संतुलन शून्य है, लेकिन चुंबकीय क्षेत्र लागू होने से पहले।

    4. Application of Magnetic Field

    1. Turn on the Magnetic Field: चुंबकीय क्षेत्र लागू करने के लिए सोलनॉइड या इलेक्ट्रोमैग्नेट में धारा को धीरे-धीरे बढ़ाएं। क्षेत्र स्थिर एवं नियंत्रित होना चाहिए।
    2. Measure the Field Gradient: सुनिश्चित करें कि आप नमूने की स्थिति में चुंबकीय क्षेत्र (𝑑𝐵𝑑𝑥dxdB​) की ढाल जानते हैं। यह प्रयोग से पहले हॉल जांच या इसी तरह के उपकरण का उपयोग करके क्षेत्र को मैप करके किया जा सकता है।

    5. Measurement of Deflection

    1. Observe the Deflection: संतुलन पर नमूना धारक के विक्षेपण या विस्थापन पर ध्यान दें। यह विक्षेपण नमूने पर चुंबकीय क्षेत्र प्रवणता द्वारा लगाए गए बल के कारण होता है।
    2. Record the Deflection: बाद की गणनाओं के लिए विक्षेपण मान को सटीक रूप से रिकॉर्ड करें।

    6. Calculation of Magnetic Susceptibility

    रिकॉर्ड किए गए विक्षेपण और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और उसके ढाल के ज्ञात मूल्यों का उपयोग करके, चुंबकीय संवेदनशीलता (𝜒χ) की गणना करें।

    1. Formula: The force (𝐹) experienced by the sample is given by:
      𝐹=𝜒𝑉𝐵𝑑𝐵𝑑𝑥

      where:

      • 𝐹 is the force measured by the balance.
      • 𝜒 is the magnetic susceptibility.
      • 𝑉 is the volume of the sample.
      • 𝐵 is the magnetic field strength.
      • 𝑑𝐵𝑑𝑥 is the gradient of the magnetic field.
    2. Force Calculation: पहले प्राप्त अंशांकन स्थिरांक का उपयोग करके विक्षेपण माप से बल 𝐹F की गणना करें।
    3. Solve for 𝜒: चुंबकीय संवेदनशीलता को हल करने के लिए सूत्र को पुनर्व्यवस्थित करें (𝜒):
      𝜒=𝐹𝑉𝐵𝑑𝐵𝑑𝑥

    7. Repeat Measurements

    सटीकता सुनिश्चित करने के लिए, माप को कई बार दोहराएं और चुंबकीय संवेदनशीलता के औसत मूल्य की गणना करें। इससे किसी भी प्रायोगिक त्रुटि का प्रभाव कम हो जाता है.

    Example Calculation

    मान लीजिए कि माप से निम्नलिखित मान प्राप्त होते हैं::

    • Deflection (D) measured by the balance: 0.5 cm
    • Calibration constant (C) relating deflection to force: 0.01 N/cm
    • Volume of the sample (𝑉): 1×10−6
    • Magnetic field strength (𝐵): 0.1 T
    • Gradient of the magnetic field (𝑑𝐵𝑑𝑥): 2 T/m

    First, calculate the force:

    𝐹=𝐶×𝐷=0.01 N/cm×0.5 cm=0.005 N

    Then, calculate the magnetic susceptibility (𝜒):

    𝜒=𝐹𝑉𝐵𝑑𝐵𝑑𝑥=0.005 N1×10−6 m3×0.1 T×2 T/m=0.0050.0002=25 m3/T

Advantages

  • Simplicity: विधि सीधी है और इसके लिए अपेक्षाकृत सरल उपकरण की आवश्यकता होती है।
  • Suitability for Small Samples: यह छोटे या पाउडर के नमूनों के लिए विशेष रूप से उपयोगी है

Limitations

  • Precision: इस विधि में सटीक अंशांकन और विक्षेप की सटीक माप की आवश्यकता होती हैon.
  • Uniformity of Field Gradient:सटीकता एक अच्छी तरह से विशेषता और स्थिर चुंबकीय क्षेत्र ढाल बनाए रखने पर निर्भर करती है।भटनागर-माथुर विधि मैग्नेटोमेट्री में एक शास्त्रीय तकनीक है, जो चुंबकीय संवेदनशीलता को मापने के लिए एक व्यावहारिक दृष्टिकोण प्रदान करती है, विशेष रूप से शैक्षिक और अनुसंधान प्रयोगशालाओं में उपयोगी है जहां त्वरित और विश्वसनीय माप की आवश्यकता होती है।

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