مقناطیسی سکونیات کی تعریف، خصوصیات اور فرق

مقناطیسی سکونیات میں سرحدی شرائط#

مقناطیسی سکونیات میں، سرحدی شرائط مختلف مواد کے درمیان انٹرفیس پر مقناطیسی میدان کے رویے کو بیان کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔ یہ شرائط اس بات کو یقینی بنانے کے لیے ضروری ہیں کہ مقناطیسی میدان سرحد کے پار مسلسل رہے اور مقناطیسی فلوکس کثافت کی ڈائیورجنس صفر ہو۔

مکمل موصل#

ایک مکمل موصل وہ مواد ہے جس کی چالکتا لامحدود ہوتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ مکمل موصل کے اندر برقی میدان صفر ہوتا ہے۔ مکمل موصل کے لیے سرحدی شرط یہ ہے:

$$\mathbf{B}\cdot\hat{n}=0$$

جہاں $\mathbf{B}$ مقناطیسی فلوکس کثافت ہے، $\hat{n}$ موصل کی سطح پر عمودی یونٹ ویکٹر ہے، اور $\cdot$ ڈاٹ پروڈکٹ کو ظاہر کرتا ہے۔ مکمل موصل کے لیے، مقناطیسی فلوکس کثافت ہمیشہ موصل کی سطح کے عمودی ہوتی ہے۔

مکمل مقناطیسی مواد#

مکمل مقناطیسی مواد وہ مواد ہے جس کی پارمیابی لامحدود ہوتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ مکمل مقناطیسی مواد کے اندر مقناطیسی میدان یکساں ہوتا ہے۔ مکمل مقناطیسی مواد کے لیے سرحدی شرط یہ ہے:

$$\mathbf{B}_1\cdot\hat{n}=\mathbf{B}_2\cdot\hat{n}$$

جہاں $\mathbf{B}_1$ اور $\mathbf{B}_2$ انٹرفیس کے دونوں طرف مقناطیسی فلوکس کثافتیں ہیں، اور $\hat{n}$ انٹرفیس پر عمودی یونٹ ویکٹر ہے۔ مکمل مقناطیسی مواد کے لیے، مقناطیسی فلوکس کثافت سرحد کے پار مسلسل ہوتی ہے۔

ناقص موصل#

ایک ناقص موصل وہ مواد ہے جس کی چالکتا محدود ہوتی ہے۔ ناقص موصل کے لیے سرحدی شرط یہ ہے: کوئی سطحی کرنٹ کثافت نہیں۔

$$\mathbf{J}_s=\sigma(\mathbf{E}+\mathbf{v}\times\mathbf{B})$$

جہاں $\mathbf{J}_s$ سطحی کرنٹ کثافت ہے، $\sigma$ مواد کی چالکتا ہے، $\mathbf{E}$ برقی میدان ہے، $\mathbf{v}$ مواد کی رفتار ہے، اور $\mathbf{B}$ مقناطیسی فلوکس کثافت ہے۔

ناقص مقناطیسی مواد#

ناقص مقناطیسی مواد وہ مواد ہے جس کی پارمیابی محدود ہوتی ہے۔ ناقص مقناطیسی مواد کے لیے سرحدی شرط یہ ہے:

$$\mathbf{B}_1\cdot\hat{n}-\mathbf{B}_2\cdot\hat{n}=\mu_0\mathbf{M}\cdot\hat{n}$$

جہاں $\mathbf{B}_1$ اور $\mathbf{B}_2$ انٹرفیس کے دونوں طرف مقناطیسی فلوکس کثافتیں ہیں، $\mu_0$ خلا کی پارمیابی ہے، $\mathbf{M}$ مواد کی مقناطیسیت ہے، اور $\hat{n}$ انٹرفیس پر عمودی یونٹ ویکٹر ہے۔

مقناطیسی سکونیات میں اصطلاحات#

مقناطیسی سکونیات جامد حالات میں مقناطیسی میدانوں کا مطالعہ ہے، جہاں مقناطیسی میدان وقت کے ساتھ نہیں بدلتا۔ مقناطیسی سکونیات میں استعمال ہونے والی کچھ اہم اصطلاحات یہ ہیں:

• مقناطیسی میدان: مقناطیسی میدان ایک مقناطیس یا کرنٹ لے جانے والے موصل کے ارد گرد کا وہ خطہ ہے جہاں اس کا مقناطیسی اثر محسوس کیا جا سکتا ہے۔ اسے مقناطیسی میدان لائنوں کے ذریعے ظاہر کیا جاتا ہے، جو مقناطیسی میدان کی سمت اور طاقت دکھاتی ہیں۔

• مقناطیسی میدان کی طاقت (H): مقناطیسی میدان کی طاقت، جسے H سے ظاہر کیا جاتا ہے، کسی نقطہ پر مقناطیسی میدان کی شدت کی پیمائش ہے۔ اسے کرنٹ لے جانے والے موصل یا مستقل مقناطیس کے ذریعے پیدا ہونے والے مقناطیسی میدان کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے۔ H کی ایس آئی یونٹ ایمپیئر فی میٹر (A/m) ہے۔

• مقناطیسی فلوکس کثافت (B): مقناطیسی فلوکس کثافت، جسے B سے ظاہر کیا جاتا ہے، کسی دیے گئے رقبے میں مقناطیسی میدان کی طاقت اور سمت کی پیمائش ہے۔ اسے مقناطیسی میدان میں حرکت کرنے والے چارج کے تجربے کی جانے والی قوت کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے۔ B کی ایس آئی یونٹ ٹیسلا (T) ہے۔

• پارمیابی (μ): پارمیابی کسی مواد کی مقناطیسی میدان لائنوں کو اپنے اندر سے گزرنے دینے کی صلاحیت کی پیمائش ہے۔ اسے مقناطیسی فلوکس کثافت (B) اور مقناطیسی میدان کی طاقت (H) کے تناسب کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے۔ پارمیابی کی ایس آئی یونٹ ہنری فی میٹر (H/m) ہے۔

• رلیٹیو پارمیابی $(μ_r)$: رلیٹیو پارمیابی کسی مواد کی پارمیابی اور خلا کی پارمیابی $(μ_0)$ کا تناسب ہے۔ یہ ایک بے بعد مقدار ہے جو ظاہر کرتی ہے کہ کوئی مواد خلا کے مقابلے میں کتنا زیادہ پارمیبل ہے۔

• مقناطیسی حساسیت $(χ_m)$: مقناطیسی حساسیت اس ڈگری کی پیمائش ہے جس تک کسی مواد کو مقناطیسی بنایا جا سکتا ہے۔ اسے مواد کی مقناطیسیت (M) اور لاگو مقناطیسی میدان کی طاقت (H) کے تناسب کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے۔ مقناطیسی حساسیت کی ایس آئی یونٹ بے بعد ہے۔

• مقناطیسیت (M): مقناطیسیت کسی مواد کے فی یونٹ والیوم مقناطیسی مومینٹ کی پیمائش ہے۔ اسے کسی مواد کے اندر موجود تمام مقناطیسی ڈائی پولز کے مقناطیسی مومینٹس کے ویکٹر سم کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے۔ مقناطیسیت کی ایس آئی یونٹ ایمپیئر فی میٹر (A/m) ہے۔

• مقناطیسی مومینٹ: مقناطیسی مومینٹ مقناطیسی ڈائی پول کی طاقت اور سمت کی پیمائش ہے۔ اسے مقناطیسی قطب کی طاقت اور قطبوں کے درمیان فاصلے کے حاصل ضرب کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے۔ مقناطیسی مومینٹ کی ایس آئی یونٹ ایمپیئر-میٹر مربع $(A⋅m^2)$ ہے۔

• مقناطیسی قطب: مقناطیسی قطب مقناطیس کے وہ خطے ہیں جہاں مقناطیسی میدان سب سے زیادہ طاقتور ہوتا ہے۔ یہ برقی سکونیات میں مثبت اور منفی چارجز کے مشابہ ہیں۔

• مقناطیسی ڈائی پول: مقناطیسی ڈائی پول برابر طاقت لیکن مخالف پولیریٹی والے مقناطیسی قطبوں کا ایک جوڑا ہوتا ہے، جو ایک چھوٹے فاصلے سے جدا ہوتے ہیں۔ یہ مقناطیس کی سب سے سادہ شکل ہے۔

• مقناطیسیت کے لیے گاس کا قانون: مقناطیسیت کے لیے گاس کا قانون کہتا ہے کہ کسی بند سطح سے گزرنے والا کل مقناطیسی فلوکس صفر ہوتا ہے۔ یہ قانون برقی سکونیات کے لیے گاس کے قانون کے مشابہ ہے، جو کہتا ہے کہ کسی بند سطح سے گزرنے والا کل برقی فلوکس محصور چارج کے متناسب ہوتا ہے۔

• ایمپئیر کا قانون: ایمپئیر کا قانون کرنٹ لے جانے والے موصل کے ارد گرد مقناطیسی میدان کو موصل سے بہنے والے کرنٹ سے مربوط کرتا ہے۔ یہ بائیوٹ-ساوارٹ قانون کے مشابہ ہے، جو حرکت کرنے والے چارج کی وجہ سے مقناطیسی میدان دیتا ہے۔

• لینز کا قانون: لینز کا قانون کہتا ہے کہ موصل میں پیدا ہونے والی برقی قوت محرکہ (EMF) کی پولیریٹی ایسی ہوتی ہے کہ یہ موصل سے گزرنے والے مقناطیسی فلوکس میں تبدیلی کی مخالفت کرتی ہے۔ یہ قانون موصل میں پیدا ہونے والے کرنٹ کی سمت معلوم کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

• فیراڈے کا قانون برائے امالہ: فیراڈے کا قانون برائے امالہ کہتا ہے کہ بدلتا ہوا مقناطیسی میدان موصل میں برقی قوت محرکہ (EMF) پیدا کرتا ہے۔ یہ قانون بہت سے برقی آلات جیسے جنریٹرز اور ٹرانسفارمرز کی بنیاد ہے۔

یہ مقناطیسی سکونیات میں استعمال ہونے والی کچھ کلیدی اصطلاحات ہیں۔ مقناطیسی میدانوں اور ان کے مواد کے ساتھ تعامل کے رویے کا مطالعہ اور سمجھنے کے لیے ان اصطلاحات کو سمجھنا ضروری ہے۔

عمومی سوالات#

1. مقناطیسی میدان اور برقی میدان میں کیا فرق ہے؟

مقناطیسی میدان مقناطیس یا برقی کرنٹ کے ارد گرد خلا کا وہ خطہ ہے جہاں مقناطیسی قوت محسوس کی جا سکتی ہے۔ برقی میدان چارج شدہ شے کے ارد گرد خلا کا وہ خطہ ہے جہاں برقی قوت محسوس کی جا سکتی ہے۔

2. مقناطیسی میدان کی طاقت کی یونٹ کیا ہے؟

مقناطیسی میدان کی طاقت کی یونٹ ٹیسلا (T) ہے۔ ایک ٹیسلا ایک نیوٹن فی میٹر فی ایمپیئر کے برابر ہوتا ہے۔

3. مستقل مقناطیس اور برقی مقناطیس میں کیا فرق ہے؟

مستقل مقناطیس وہ مواد ہے جو بیرونی مقناطیسی میدان کی غیر موجودگی میں بھی اپنی مقناطیسی خصوصیات برقرار رکھتا ہے۔ برقی مقناطیس ایک ایسا آلہ ہے جو موصل سے برقی کرنٹ گزار کر مقناطیسی میدان پیدا کرتا ہے۔

4. مقناطیسی سکونیات کے کچھ اطلاقات کیا ہیں؟

مقناطیسی سکونیات کے اطلاقات کی ایک وسیع رینج ہے، بشمول:

• مقناطیسی گونج امیجنگ (MRI)
• مقناطیسی لیویٹیشن (میگلیو) ٹرینیں
• مقناطیسی کمپاس
• برقی موٹرز اور جنریٹرز
• مقناطیسی ریکارڈنگ آلات