Magnit-rezonans energiya manbai. Yangi texnologiyalar xavflimi?

Ushbu maqolada biz energiya manbai sifatida rezonans haqida bilib olamiz.

Ommaviy axborot vositalarida ulkan "rezonans" bilan ular energiya manbai sifatida REZONANS haqida gapirishadi. Men siz bilan elektr rezonansi nima ekanligini tushunishni taklif qilaman? Biz uzoqqa bormaymiz, keling, klassik LC rezonans zanjirida sodir bo'ladigan jarayonlarni ko'rib chiqaylik. Aslida, elektronikada boshqa rezonans tizimlari mavjud emas. Avvalo, shuni ta'kidlash kerak: ketma-ket va parallel tebranish (rezonans) davrlari mavjud. Ikkala turdagi sxemalardagi jarayonlar bir xil tarzda davom etadi, farq faqat ovqatlanish tamoyillarida.

Energiya manbai sifatida eng jozibali parallel tebranish sxemasi bo'lib, barcha mashhur shaxslar (jumladan, N. Tesla) o'z ixtirolari va ishlanmalarida foydalangan va foydalanmoqda. Uning misolidan foydalanib, ta'minot oqimi va pastadir oqimining oqimini ko'rib chiqish osonroq.

Ammo tebranish pallasida kontaktlarning zanglashiga olib keladigan energiya yo'qolishiga sezilarli ta'sir ko'rsatadigan yana bir parametr mavjud - qarshilik qarshiligi R, bu kondansatör va induktordagi yo'qotishlarning qarshiligidan, chiqish tranzistor bosqichining qarshiligidan (yopiq holatda) va eng muhimi, yuk pallasining qarshiligidan iborat. Rezistiv qarshilikka ega parallel tebranish davrining to'liq sxemasi rasmda ko'rsatilgan, bu erda C , L Va R- kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sig'imlari, indüktanslari va qarshilik qarshiligining umumiy qiymatlari. Umuman olganda, kontseptsiya bor - impedans, lekin men sizni bu tushuncha bilan bezovta qilmayman, balki uni oddiy tarzda tushuntiraman.

Qanday tushunish uchun C , L Va R Birgalikda "ishlash", biz kontaktlarning zanglashiga olib keladigan amplituda-chastota javobini hisobga olishimiz kerak. Ammo biz buni an'anaviy chastotali javob grafigida qilmaymiz, "Tebranish davri" maqolasida soddalashtirilgan. Rezonans. Quyida ko'rsatilgan formulalar va chastota reaktsiyasi kondansatör reaktivligining holatini va bog'liqligini tushuntiradi X C va induktorlar XL chastotadan f.

Grafikda ko'rsatilgan kondansatör reaktiv liniyasi X C chastotadan f , bu past chastotalarda kondansatörning reaktivligi maksimal ekanligini va chastota ortishi bilan u eksponent ravishda kamayib borishini ko'rsatadi - kondansatör "o'tkazgich" ga aylanadi. Induktor reaktiv liniyasi XL chastotadan f , induktorning teskari yo'l tutishini ko'rsatadi, past chastotalarda bobinning reaktivligi minimaldir - induktor "o'tkazgich" bo'lib, chastota ortib borishi bilan u ortadi, lekin eksponent emas, balki to'g'ri chiziqda. Loop qarshiligi R , hech qanday tarzda chastotadagi o'zgarishlarga bog'liq emas. Devrenning elementlari parallel ravishda ulanganligi sababli, kondansatkichning qarshiligini qo'shing X C, induktorlar X L va halqa qarshiligi R rezistorlarni parallel ulash uchun formuladan foydalanamiz (batafsilroq ma'lumot maqolada: Rezistor).

tomonidan rezonans zanjirining umumiy qarshiligining natijaviy grafigi biz kondansatör qarshiligi qiymatlari bo'lgan ma'lum bir chastota mavjudligini ko'ramiz X C va induktorlar X L bir xil bo'lsa, bu rezonans chastotasi. Ushbu grafik aslida (lekin to'liq emas) kontaktlarning zanglashiga olib keladigan amplituda-chastota javobidir (AFC).

Shunday qilib, biz tebranish davrining elementlari elektr toki uchun yuk bo'lib, berilgan energiyani o'zlashtira oladi degan xulosaga kelishimiz mumkin. Devrenning chastotali javobini oshirish uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan umumiy qarshiligini oshirish kerak. Buni uning tarkibiy qismlarini - kondansatkichning qarshiligini oshirish orqali amalga oshirish mumkin X C, induktorlar X L va zanjir qarshiligi R. Chastotaga javob berish xususiyatlarini yaxshilash va chastotaning "ketmasligini" ta'minlash uchun bir vaqtning o'zida bobinning indüktansını oshirish va kondansatkichning sig'imini kamaytirish kerak. Bu rezonans chastotada miqdorlar bo'lgan qoidadan kelib chiqadi X C = X L. Bog'liqlik ifodalaridan olingan Tomson formulasini keltiramiz X C Va X L chastota bo'yicha va ushbu bayonotni tasdiqlash:

Tomson formulasidan kelib chiqadiki, turli qiymatlarga ega bo'lgan ko'plab sxemalar bir xil chastotada ishlashi mumkin L Va BILAN, lekin bir xil mahsulot bilan LC. Agar qarshilikni kamaytirsak R, keyin tebranish tizimining umumiy qarshiligi ham kamayadi, bu esa energiya yo'qotishlariga olib keladi.
Tebranish konturidan energiya olish imkoniyati haqida gapirganda, biz qarshilikni kamaytirish haqida gapiramiz. R, va bu Ohmning taniqli qonuniga ko'ra "agar siz Ohmni bilmasangiz, uyda qoling" yoki I=U/R rezonansli tebranishlar amplitudasining pasayishiga olib keladi.

Zanjirning reaktiv elementlari tomonidan saqlanadigan energiyaning ma'lum bir davrdagi ohmik (rezistor) yo'qotishlar energiyasiga nisbati odatda sifat omili deb ataladi. Q. Bu yuqorida tavsiflangan jismoniy miqdorlarga bog'liq:

Rezonans zanjirining qo'shimcha energiyasi qayerda? Ushbu maqolada ilgari tasvirlangan yuqorida aytilganlarning barchasi har qanday elektr rezonans davrining asosiy hodisasi - halqa oqimini hisobga olmasdan amalga oshirildi.

Loop oqimi

Kondensator va induktor reaktiv xususiyatlarga ega bo'lganligi sababli, tebranish pallasida halqa oqimi oqadi. Ushbu oqimning yo'li kondansatör va induktordan o'tadi. Bu oqimning yo'nalishi tebranish davrida ikki marta o'zgaradi. Ushbu jarayon quyidagi rasmda oddiy tranzistorli kaskad misolida aniq tasvirlangan:

Soddalashtirish uchun biz tranzistor qo'shimcha tayanch egilishsiz ishlaydi deb taxmin qilamiz. Ta'minot oqimi va halqa oqimidagi barcha vaqtinchalik jarayonlar bir tebranish davrida sodir bo'ladi va keyingi davrlarda takrorlanadi.

Vaqt xarakteristikasining "0" bo'limini boshlang'ich deb atash mumkin, agar sig'im va indüktansni zaryadlash va qayta zaryadlash jarayonlari hali "o'rnatilmagan", chunki dastlabki daqiqada ular zaryadsizlanadi. Ushbu bosqichda sig'im quvvat manbaidan ochiq tranzistor orqali zaryadlanadi, zaryad oqimi dastlab maksimal bo'ladi va davrning 1/4 qismi oxirida nolga tushadi. Inertsiyaga ega bo'lgan induktordagi oqim minimaldir. "0" segmentining oxirida sxema rezonansli "o'rnatilgan" rejimga o'tadi.

Vaqt xarakteristikasining "B" qismida, kondansatör quvvat manbai kuchlanishiga zaryadlanganda, "quvvat manbai - bobin - ochiq tranzistor - quvvat manbai" yo'li bo'ylab oqadigan oqim asta-sekin o'sib boradi. Transistorning yopilishi natijasida kondansatördagi kuchlanish oqim manbasidan qo'llaniladigan potentsialdan oshib ketganda, kondansatör induktor orqali zaryadsizlana boshlaydi va davrning 1/2 qismi oxirida unga to'liq zaryadsizlanadi. Shunday qilib, ushbu vaqt oralig'ida "B" induktor orqali ikkita oqim - quvvat manbai oqimi va kondansatör zaryadsizlanishining elektron oqimi.

Vaqt xarakteristikasining "C" bo'limida, tranzistorli birikma yopiq bo'lsa, indüktör inertsiyasi tufayli kondansatör indüktörden qayta zaryadlanadi. Induktor to'liq zaryadsizlangan va kondansatör teskari potentsialda zaryadlangan. Hozirgi vaqtda "C" quvvat manbai oqimi elektron elementlardan o'tmaydi.

Vaqt xarakteristikasining "D" qismida tranzistorli birikma yopilganda, kondansatör induktorga qayta zaryadsizlanadi. Kondensator to'liq zaryadsizlangan va indüktans, aksincha, quvvat manbaiga qarama-qarshi potentsial bilan zaryadlangan bo'lib chiqadi. Hozirgi vaqtda "D" quvvat manbai oqimi hali ham elektron elementlardan o'tmaydi.

Vaqt xarakteristikasining "A" bo'limida kondansatör induktordan zaryadlanadi va bobin ochiq tranzistor orqali ta'minlangan quvvat manbai kuchlanishidan kamroq qiymatga tushirilganda, kondansatör quvvat manbaidan zaryadlanadi. Bunday holda, kondansatör zaryad oqimi dastlab maksimal bo'ladi va signal davri oxirida u nolga tushadi. Induktordagi oqim birinchi maksimalda bo'ladi va vaqt oralig'i oxirida "A" nolga teng bo'ladi. "A" vaqt oralig'ida kondansatör orqali ikkita oqim o'tadi - quvvat manbai oqimi va kondansatör zaryadsizlanishining elektron oqimi.

Rezonans zanjirining ishlash jarayoni sxema bo'yicha tsiklik ravishda takrorlanadi: A - B - C - D - A.

Shunday qilib, rezonans pallasida, A va B bo'limlarida garmonik signal davrining to'liq yarmida ikkita oqim qo'shilishi sodir bo'ladi - quvvat manbai oqimi va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimi, bu o'z navbatida har bir davr bilan kontaktlarning zanglashiga olib keladi ( zaryadlash jarayoni). Rezonans zanjirining energiyasi faqat quvvat manbai hisobiga ortadi. Rezonans zanjiriga qancha energiya kirsa, zanjir elementlaridagi yuk va yo'qotishlarga shunchalik ko'p energiya sarflanadi.

Ba'zi sabablarga ko'ra, elektr rezonansidan "qo'shimcha" yoki "erkin" energiya olish mumkin va buning uchun kontaktlarning zanglashiga olib borishi kifoya qiladi, degan fikr mavjud. Elektr rezonansli zanjirda sodir bo'lgan yuqorida tavsiflangan jarayonlar buni butunlay rad etadi va energiyaning davrlar bo'ylab to'planishini isbotlaydi.

Internetda biron bir zavodda ba'zi bir elektrikchi rezonans haqida juda ko'p maqolalarni o'qiganligi va zavoddagi pasaytiruvchi transformatorlarni o'zgartirib, u zavodning energiya sarfini butun kattalik darajasiga qisqartirgani haqida maqola bor edi. .

Energiya iste'molini hisobga olish uchun uylarimizda o'rnatilgan faol energiya hisoblagichlari va fabrikalarda o'rnatilgan reaktiv energiya hisoblagichlari mavjud. Farqi nimada? Korxonalar, qoida tariqasida, uch fazali motorlarda ishlaydigan katta hajmdagi uskunalar va mashinalarga ega. Dvigatel induktivlikdir va kuchli dvigatelga ega bo'lish katta oqimlarni anglatadi. Uch fazali kuchlanishning har bir momentida kuchli dvigatellarning uch fazali tarmoqqa bir xil yuklanishini ta'minlash uchun quvvat pallasida kondensatorlar o'rnatiladi, ular dvigatel o'rashlari bilan birga tebranish davrlarini hosil qiladi. Ushbu kondansatkichlarning harakati A va B bo'limlarida tasvirlanganidek - bir vaqtning o'zida ikkita oqimning ta'sirida - quvvat manbai oqimi va pastadir oqimi. Faol energiya hisoblagichlari iste'molchi tomonidan ilgari to'plangan energiya o'lchashda xatolik keltirib chiqaradigan tarzda ishlab chiqilgan. Qoida tariqasida, bu "joriy lasan" ning "noto'g'ri" tarafkashligi bilan bog'liq. Faol energiya hisoblagichlari "kondensator banklari" dan foydalangan holda motorlar tomonidan iste'mol qilinadigan energiyani ko'rsatadi, bu haqiqiy iste'mol qilingan energiyadan taxminan uchdan bir kam. Ammo reaktiv energiya hisoblagichlari bu ishni juda yaxshi bajaradi. Bu "elektrchi bo'lardi" hech qanday rezonans yarata olmadi, agar kunning balandligidagi zavoddagi iste'molchilarning yuki barqaror bo'lsa, lekin ertalab, tushlikda va kechqurun qiymat doimiy emas va o'zgarib turadi. keng. Ushbu maqolada aytib o'tilganidek, yuk qarshiligi rezonans davrining chiqish amplitudasiga katta ta'sir qiladi. Agar zavodda kimdir tushlik tanaffusidan oldin kuchli dastgohni o‘chirib qo‘ysa, kuchlanish sakrab, boshqa ishchilar hali o‘chirmagan bir-ikki mashinani yoqib yuborardi. Menimcha, u hisoblagichlar bilan aldagan, buning uchun uni ishdan bo'shatishgan.

Maqolaning oxirida men maktabda yaxshi o'qimagan va shuning uchun johilliklari tufayli sehrgarlarga chin dildan ishonadigan saytga tashrif buyuruvchilarga qo'shmoqchiman:

Energiyani saqlash qonuni bekor qilinmadi! Rezonansga asoslangan doimiy harakat mashinasi mavjud emas va bo'lishi ham mumkin emas! Tebranish zanjiri ishlaganda, oqim manbaining energiyasi davrlar bo'ylab to'planadi, shuning uchun to'planish natijasida, vaqtning ma'lum bir nuqtasida kontaktlarning zanglashiga olib keladigan energiyasi unga berilgan energiyadan oshib ketishi mumkin. Energiya "bo'shliq" dan paydo bo'lishi mumkin emas. "Erkin energiya" - bu o'ziga xos odamlar uchun savodsiz odamlar tomonidan yaratilgan afsona. Energiya bizni o'rab turgan hamma narsada mavjud, faqat uni to'g'ri olish kerak. Bular turli xil kimyoviy birikmalar va elementlar, tabiiy hodisalar, ammo Teslaga tegishli bo'lgan "Mo''jiza" emas! Va "magnitafon"ning o'zi qanchalik ahmoq bo'lsa, bu taniqli olim uning boshida shunchalik "ajoyib" ko'rinadi. Elektr rezonansi energiya ishlab chiqarishga yordam berish uchun ham ishlatilishi mumkin, ammo materiallarning xususiyatlaridagi o'zgarishlarga ta'sir qilishda yordam beradigan yordamchi hodisa sifatida. Ilmga zid g‘oyalar bilan o‘zingizni ovora qilmang! Yaqin kelajakda barcha mavjud jismoniy qonunlar rad etilmadi, ular faqat to'ldirildi va tuzatildi, bu texnologiya rivojlanishi bilan bo'lgan va bo'ladi. Sizni xayoliy sensatsiya bilan o'ziga tortadigan odamlarning savodsiz gaplariga kamroq e'tibor bering. Hamma bema'ni gaplarga ishonmang, lekin avval turli maqolalarda nima yozilganini va turli ommaviy axborot vositalari sizga taqdim etayotgan narsalarni tahlil qiling.

Uzoq muhokamalarsiz, tetraedral geometrik birikma rezonansi yoki to'qqiz qoidasi, bu sxemani asosan sozlangan magnit va kristall kuchaytirgich sifatida tushunish mumkin.

Biroq, MRAni loyihalash va qurish uchun ushbu elementlarni bilish kerak, shuning uchun agar siz ushbu sxemaning xususiyatlarini to'liq amalga oshirmoqchi bo'lsangiz, KeelyNet-dagi fayllardan foydalaning, unda sizga kerak bo'lgan hamma narsa mavjud.

Yuqorida ko'rsatilgan MRA sxemasida bariy-titanit konvertorining bir tomoniga signal beradigan o'zgaruvchan kam quvvatli osilator mavjud. Transduserning qarama-qarshi tomoni bariy ferrit magnit yadrosiga o'ralgan birlamchi lasanga ulangan. Birlamchining qarama-qarshi uchi generatorga qaytadi.

Ikkilamchi o'rash an'anaviy ko'prik rektifikatoriga ulanadi va ko'prikning chiqishi doimiy (to'g'ridan-to'g'ri oqim) yukiga ulanadi. Filtr kondensatori ko'prik chiqishida va biz qurgan MRA sozlamalarida ishlatilishi mumkin. Bunga qo'shimcha ravishda, kondansatör bo'ylab yuk qarshiligi konfiguratsiya qilinganligi sababli shahar chiqishini juda ko'p oqim olishdan saqlaydi. Biz 30 ohm qarshilik va 10 vatt etarli ekanligini aniqladik.

O'chirish o'rnatilgandan so'ng, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish kuchayib borayotganini tekshirish uchun chiqish qarshiligi bo'ylab voltmetrni joylashtiring. Eng yuqori DC chiqishini ta'minlash uchun generator chastotasini sozlang. Ushbu jarayon davomida, piezo element va lasan orqali kuchlanish siz kiritishga qo'llagan kirish darajasidan sezilarli darajada yuqori bo'lishini tushuning. Biz 30 voltlik kirish oqimi bilan deyarli 1000 voltlik umumiy kuchlanishni ko'rdik.

Sxema sozlanganda, magnit taxminan 8000 dan 11 000 Gts gacha "qo'shiq aytadi". Agar piezo elementi qo'shiq aytsa, siz o'zingizning quvvat imkoniyatlaringizdan oshib ketasiz va siz birlamchi o'rashingizning burilish sonini kamaytirishingiz kerak. Pyezoelektr element va magnitning optimal rezonansda rezonanslash chastotasi magnit qo'shiq aytadigan chastotadan uch baravar (uch oktavadan yuqori) bo'ladi.

Bular “To‘qqizta qoida”da eslatib o‘tilgan to‘qqizta ohangdir.

Devrenni sinab ko'rish uchun aniqlik, yuqori quvvatni o'rnating, rezistorni generator chiqishi bilan piezoelektrik elementga ketma-ket ravishda kamaytiring va kuchlanish pasayishini o'lchang. Bu juda kichik bo'lishi kerak, AC 0,1 voltdan kam. Ketma-ket zanjirdagi oqimni aniqlash uchun ushbu qiymatdan foydalaning, keyin quvvatni hisoblang.

Keyinchalik, chiqish yuk qarshiligidagi doimiy kuchlanishni o'lchang va quvvatni qayta hisoblang. Oldindan hisoblangan kirish quvvatidan 3...4 baravar ko'p olishingiz kerak.

Zanjir ishlagandan so'ng, siz kunning vaqtiga qarab, kuchlanishning 0,1 volt DC yoki undan ko'p o'zgarishini sezasiz. Bu Yerning magnit mintaqasiga xos bo'lgan kuchlarning tabiatining natijasidir. Quyosh chiqishidan oldin yoki undan oldin eng yuqori stressni kuting.

Bizning sxemamizda biz 2 ohm qarshilik bilan ketma-ket yuklangan 0,084 volt o'zgaruvchan tokni o'lchadik, jami 0,685 Vt asosiy tarqalish. Buning yordamida biz 2,75 Vt chiqish quvvatiga erishdik va undan chiroq va motorni boshqarish uchun foydalandik. Kirish kuchlanishini oshirish, chiqish quvvatini oshirish bilan birga, birlamchi oqimni kamaytirishga ta'sir qildi va shu bilan quvvat omilining daromadini yaxshiladi. Biz ishonamizki, katta quvvat tizimlari katta bobinlar, katta piezoelektrik elementlar va pastki chastotalar yordamida - komponentlarning audio chastota diapazonida qurilishi mumkin.

MRAlar asosan magnitlarda saqlanadigan elektr energiyasini chiqarish vositasidir. Shunday qilib, bu DC chiqishi bilan AC batareyasi. Qattiq holatdagi generator va qayta zaryadlanuvchi batareya bilan portativ, o'z-o'zini zaryadlovchi quvvat manbai uchun foydalanish mumkin. Texnologiya haqida qisqacha ma'lumot olishni istaganlar uchun quyidagi paragraflar tavsiya etiladi, ammo siz KeelyNet fayllarini batafsilroq tekshirish bilan ushbu o'qishni davom ettirishingizni qattiq eslatib o'tamiz.

Materiya = Energiya. Materialni o'zgartirish uchun energiyani o'zgartiring. Magnitning yaratilishi materialning kengayishiga va qisqarishiga olib keladigan jarayon orqali erishiladi, natijada magnit doimiy qulash holatida bo'ladi. Shuning uchun magnitlar o'xshash panjara tuzilmalariga ega bo'lgan materialni o'ziga tortadi, chunki ular ularni yaratgan energetik bo'shliqni to'ldirishga harakat qilishadi. Magnit "maydonlari" magnitlanish jarayonidan so'ng o'rnatiladi va elektr energiyasini olishning yagona yo'li magnitga nisbatan lasanni jismoniy aylantirishdir.

Shu bilan birga, magnitning tovush chastotasini qo'llash orqali virtual aylanishni yaratish ham mumkin, bu esa katakchalar va joylarni tebranishga olib keladi. Biroq, buni amalga oshirish uchun zarur bo'lgan quvvat virtual aylanish natijasida chiqarilgan energiyadan kattaroq edi. Shuning uchun ortiqcha oqimdan foydalanmasdan tebranishlarni kuchaytirish kerak.

Piezoelektrik element deyarli tugamaydigan erkin elektronlarga ega. Piezo elementni birlamchi lasan bilan ketma-ket ishlatish birlamchi oqimni deyarli yo'q qiladi, chunki bu oqim emas, balki piezo element ishlab chiqaradigan kuchlanishdir. Binobarin, piezoelektrik elementdan juda kam haqiqiy quvvat olinishi mumkin va magnit maydonini tebranish birlamchi lasanga oqim berilishi mumkin.

Piezoelektrik element birlamchi lasanda aylanma oqim uchun katalizator hisoblanadi. Aylanma oqim qo'shimcha hisoblanadi va bu ham piezoelektrik element, ham birlamchi lasan orqali rivojlangan yuqori potentsialning sababidir.

Bu vaqtda rezonans muhim bo'ladi. Magnitning ovoz chastotasi va piezo elementga kiritilgan signal o'rtasida uch oktava bo'linishi kerak. Aylanma oqim kontaktlarning zanglashiga olib kelishi uchun zarur bo'lgan ohanglarga boy bo'ladi.

Sxema oddiy bo'lsa-da, u "Phi", virtual aylanish, tetraedral geometriya, pyezoelektrik element va transformator nazariyasi va elektr bilimlari tushunchalaridan foydalanadi. Yuqori kuchlanish tufayli bu boshlang'ich loyiha sifatida tavsiya etilmaydi. Muhandislar va texniklar uchun MRA yuqoridagi uyushma ekanligini qabul qilish qiyin bo'lishi mumkin. Umid qilamizki, bu yaxshiroq dunyoni qurishga yordam beradi.

Nashr qilingan sana: O'qilgan: 65540 marta Ushbu mavzu bo'yicha qo'shimcha ma'lumotlar

"Magnit rezonans" atamasi doimiy magnit maydon ta'sirida bo'lgan moddaning elektron yoki yadro quyi tizimi tomonidan o'zgaruvchan elektromagnit maydon energiyasini tanlab (rezonansli) yutishini anglatadi. Yutish mexanizmi magnit maydon mavjudligida paydo bo'ladigan diskret energiya darajalari orasidagi ushbu quyi tizimlardagi kvant o'tishlari bilan bog'liq.

Magnit rezonanslar odatda besh turga bo'linadi: 1) siklotron rezonansi (CR); 2) elektron paramagnit rezonans (EPR); 3) yadro magnit-rezonansi (YMR); 4) elektron ferromagnit rezonansi; 5) elektron antiferromagnit rezonans.

Siklotron rezonansi. CR vaqtida elektromagnit maydon energiyasining tanlab yutilishi doimiy magnit maydonda joylashgan yarimo'tkazgichlarda va metallarda kuzatiladi, bu Landau energiya darajalari orasidagi elektronlarning kvant o'tishlari natijasida yuzaga keladi. Tashqi magnit maydondagi o'tkazuvchanlik elektronlarining kvazi-uzluksiz energiya spektri shunday teng masofali darajalarga bo'linadi.

CR ning fizik mexanizmining mohiyatini klassik nazariya doirasida tushunish mumkin. Erkin elektron doimiy magnit maydonda (eksa bo'ylab yo'naltirilgan) siklotron chastotali magnit induksiya chiziqlari atrofida spiral traektoriya bo'ylab harakatlanadi.

bu yerda va mos ravishda zaryadning kattaligi va elektronning samarali massasi. Keling, chastotali va vektorga perpendikulyar (masalan, eksa bo'ylab) radiochastota maydonini yoqaylik. Agar elektron spiral bo'ylab harakatlanishining mos bosqichiga ega bo'lsa, uning aylanish chastotasi tashqi maydon chastotasiga to'g'ri kelganligi sababli, u tezlashadi va spiral kengayadi. Elektronni tezlashtirish uning energiyasini oshirishni anglatadi, bu uning radiochastota maydonidan o'tkazilishi tufayli yuzaga keladi. Shunday qilib, quyidagi shartlar bajarilsa, rezonansning yutilishi mumkin:

tashqi elektromagnit maydonning chastotasi, uning energiyasi so'riladi, elektronlarning siklotron chastotasi bilan mos kelishi kerak;

elektromagnit to'lqinning elektr maydonining kuchlanish vektori doimiy magnit maydon yo'nalishiga normal bo'lgan komponentga ega bo'lishi kerak;

kristalldagi elektronlarning o'rtacha erkin harakat vaqti siklotron tebranishlari davridan oshib ketishi kerak.

Yarimo'tkazgichlarda tashuvchilarning samarali massasini aniqlash uchun CR usuli qo'llaniladi. CR chizig'ining yarmi kengligidan xarakterli tarqalish vaqtlarini aniqlash va shu bilan tashuvchining harakatchanligini aniqlash mumkin. Chiziq maydoniga asoslanib, namunadagi zaryad tashuvchilarning kontsentratsiyasini aniqlash mumkin.

Elektron paramagnit rezonansi. EPR hodisasi elektromagnit maydonning magnit vektoriga normal doimiy magnit maydonga joylashtirilgan paramagnit namunalardagi elektromagnit maydon energiyasining rezonansli yutilishidan iborat. Hodisaning jismoniy mohiyati quyidagicha.

Juftlanmagan elektronlarga ega bo'lgan atomning magnit momenti (5.35) ifoda bilan aniqlanadi. Magnit maydonda magnit momentning magnit maydon bilan o'zaro ta'siri tufayli atomning energiya darajalari energiya bilan pastki darajalarga bo'linadi.

bu yerda atomning magnit kvant soni va qiymatni oladi

(5.52) dan ko'rinib turibdiki, quyi darajalar soni ga teng, pastki darajalar orasidagi masofa esa.

Atomlarning past darajadan yuqori darajaga o'tishi tashqi elektromagnit maydon ta'sirida sodir bo'lishi mumkin. Kvant mexanik tanlash qoidalariga ko'ra, ruxsat etilgan o'tishlar magnit kvant soni bittaga o'zgargan, ya'ni. Binobarin, bunday maydonning energiya kvanti pastki sathlar orasidagi masofaga teng bo'lishi kerak

Aloqa (5.55) - EPR sharti. Rezonans chastotasining o'zgaruvchan magnit maydoni teng ehtimollik bilan pastki magnit pastki sathlardan yuqori darajalarga (yutilish) va aksincha (emissiya) o'tishga olib keladi. Termodinamik muvozanat holatida ikki qo'shni darajadagi populyatsiyalar o'rtasidagi munosabatlar Boltsman qonuni bilan belgilanadi.

(5.56) dan ko'rinib turibdiki, energiya pastroq bo'lgan davlatlar ko'proq aholiga ega (). Shuning uchun, bu sharoitda elektromagnit maydon kvantlarini yutuvchi atomlar soni chiqaradigan atomlar sonidan ustun bo'ladi; Natijada, tizim elektromagnit maydonning energiyasini o'zlashtiradi, bu esa kuchayishiga olib keladi. Shu bilan birga, panjara bilan o'zaro ta'sir tufayli, so'rilgan energiya issiqlik shaklida panjaraga o'tadi va odatda shu qadar tezki, ishlatiladigan chastotalarda nisbat uning muvozanat qiymatidan juda kam farq qiladi (5.56).

EPR chastotalarini (5.55) dan aniqlash mumkin. Qiymatni va hisoblashni (sof aylanish momentini) almashtirib, biz rezonans chastotasini olamiz

(5.57) dan ko'rinib turibdiki, 1 T gacha bo'lgan maydonlarda rezonans chastotalari Gts diapazonida, ya'ni radiochastota va mikroto'lqinli hududlarda joylashgan.

Rezonans holati (5.55) magnit momentlarga ega bo'lgan ajratilgan atomlarga taalluqlidir. Biroq, agar magnit momentlar orasidagi o'zaro ta'sir ahamiyatsiz bo'lsa, u atomlar tizimi uchun amal qiladi. Bunday tizim paramagnit kristall bo'lib, unda magnit atomlari bir-biridan katta masofada joylashgan.

EPR fenomeni 1923 yilda bashorat qilingan. Ya.G.Dorfman va 1944 yilda eksperimental ravishda kashf etilgan. E.K. Zavoiskiy. Hozirgi vaqtda EPR qattiq jismlarni o'rganishning eng kuchli usullaridan biri sifatida qo'llaniladi. EPR spektrlarini talqin qilish asosida qattiq jismlar va elektron tuzilmalardagi nuqsonlar, aralashmalar, kimyoviy reaktsiyalar mexanizmlari va boshqalar haqida ma'lumotlar olinadi. Paramagnit kuchaytirgichlar va generatorlar ESR fenomeni asosida qurilgan.

Yadro magnit rezonansi. Og'ir elementar zarralar proton va neytronlar (nuklonlar) bo'lib, demak, ulardan tuzilgan atom yadrolari o'z magnit momentlariga ega bo'lib, ular yadro magnitlanishining manbai bo'lib xizmat qiladi. Elektronga o'xshab elementar magnit momentning rolini bu erda Bor yadro magnitoni o'ynaydi.

Atom yadrosi magnit momentga ega

bu yerda yadroning -faktori, yarim butun va butun qiymatlarni qabul qiluvchi yadroning spin soni:

0, 1/2, 1, 3/2, 2, ... . (5.60)

Yadro magnit momentining o'qga proyeksiyasi z o'zboshimchalik bilan tanlangan koordinatalar tizimi munosabat bilan aniqlanadi

Bu erda magnit kvant soni ma'lum bo'lganda, quyidagi qiymatlarni oladi:

Tashqi magnit maydon bo'lmaganda, har xil bo'lgan barcha holatlar bir xil energiyaga ega, shuning uchun ular degenerativdir. Nolga teng bo'lmagan magnit momentga ega bo'lgan atom yadrosi tashqi doimiy magnit maydonga joylashtirilgan, fazoviy kvantlanishni boshdan kechiradi va uning katlamli degeneratsiya darajasi Zeeman multipletiga bo'linadi, uning darajalari energiyaga ega.

Agar bundan keyin yadro energiya kvanti sathlar orasidagi masofaga (5.63) teng bo'lgan o'zgaruvchan maydonga ta'sir qilsa.

keyin atom yadrolari tomonidan energiyaning rezonansli yutilishi sodir bo'ladi, bu yadro paramagnit rezonansi yoki oddiygina deyiladi. yadro magnit rezonansi.

U juda kichik bo'lganligi sababli, NMR rezonans chastotasi EPR chastotasidan sezilarli darajada past. Shunday qilib, radiochastota hududida 1 T tartibli sohalarda NMR kuzatiladi.

Yadrolar, atomlar va molekulalarni o'rganish usuli sifatida NMR fizika, kimyo, biologiya, tibbiyot, texnologiyada, xususan, magnit maydonlarning kuchini o'lchashda turli xil qo'llanmalarni oldi.

An'anaviy NMR spektroskopiya usuli juda ko'p kamchiliklarga ega. Birinchidan, har bir spektrni qurish uchun ko'p vaqt talab etiladi. Ikkinchidan, tashqi aralashuvning yo'qligi juda talabchan va, qoida tariqasida, natijada paydo bo'lgan spektrlar sezilarli shovqinga ega. Uchinchidan, yuqori chastotali spektrometrlarni yaratish uchun yaroqsiz. Shuning uchun zamonaviy NMR asboblari qabul qilingan signalning Furye transformatsiyasiga asoslangan impuls spektroskopiyasi deb ataladigan usuldan foydalanadi.

Hozirgi vaqtda barcha NMR spektrometrlari doimiy magnit maydonga ega kuchli o'ta o'tkazuvchan magnitlar asosida qurilgan.

NMR introskopiyasining (yoki magnit-rezonans tomografiya) mohiyati yadro magnit-rezonans signalining amplitudasini miqdoriy tahlilining maxsus turini amalga oshirishdir. NMR introskopiya usullarida magnit maydon aniq bir xil bo'lmasligi uchun yaratilgan. Keyin namunaning har bir nuqtasida yadro magnit rezonansining chastotasi boshqa qismlardagi qiymatlardan farqli o'laroq, o'z qiymatiga ega bo'lishini kutish uchun asos bor. NMR signallari amplitudasining gradatsiyalari (monitor ekranidagi yorqinlik yoki rang) uchun har qanday kodni o'rnatish orqali siz ob'ektning ichki tuzilishi bo'limlarining an'anaviy tasvirini (tomogrammasini) olishingiz mumkin.

Ferro- va antiferromagnit rezonans. Ferromagnit rezonansning jismoniy mohiyati shundan iboratki, ferromagnitni to'yinganlik darajasiga qadar magnitlovchi tashqi magnit maydon ta'sirida namunaning umumiy magnit momenti ushbu maydon atrofida maydonga bog'liq bo'lgan Larmor chastotasi bilan o'ta boshlaydi. Agar shunday namunaga perpendikulyar yuqori chastotali elektromagnit maydon qo'llanilsa va uning chastotasi o'zgartirilsa, maydon energiyasining rezonansli yutilishi sodir bo'ladi. Bu holda yutilish paramagnit rezonansga qaraganda bir necha baravar yuqori, chunki magnit sezuvchanlik va shuning uchun ulardagi magnit to'yinganlik momenti paramagnit materiallarnikiga qaraganda ancha yuqori.

Ferroda rezonans hodisalarining xususiyatlari - va antiferromagnitlar, birinchi navbatda, bunday moddalarda ular izolyatsiya qilingan atomlar yoki oddiy paramagnit jismlarning nisbatan zaif o'zaro ta'sir qiluvchi ionlari bilan emas, balki kuchli o'zaro ta'sir qiluvchi elektronlarning murakkab tizimi bilan bog'liqligi bilan belgilanadi. Almashinuv (elektrostatik) o'zaro ta'sir katta natijaviy magnitlanishni va u bilan rezonans sharoitlarini sezilarli darajada o'zgartiradigan katta ichki magnit maydonni hosil qiladi (5.55).

Ferromagnit rezonans EPR dan farq qiladi, chunki bu holda energiyaning yutilishi ko'p marta kuchliroq va rezonans holati (o'zgaruvchan maydonning rezonans chastotasi va doimiy magnit maydonning kattaligi o'rtasidagi munosabatlar) sezilarli darajada elektromagnit maydonning shakliga bog'liq. namunalar.

Ko'pgina mikroto'lqinli qurilmalar ferromagnit rezonans fenomeniga asoslangan: rezonansli klapanlar va filtrlar, paramagnit kuchaytirgichlar, quvvat cheklovchilari va kechikish liniyalari.

Antiferromagnit rezonans ( elektron magnit rezonans V antiferromagnitlar) - antiferromagnitning magnit tizimining magnit pastki panjaralarining magnitlanish vektorlari presessiyasining tabiiy chastotalariga yaqin chastotali (10-1000 gigagertsli) elektromagnit maydon ta'siriga nisbatan katta tanlab javob berish hodisasi. tizimi. Bu hodisa elektromagnit maydon energiyasining kuchli yutilishi bilan birga keladi.

Kvant nuqtai nazaridan, a antiferromagnit rezonans elektromagnit maydon fotonlarining to'lqin vektori bilan magnonlarga rezonansli o'zgarishi sifatida qaralishi mumkin.

Kuzatish uchun a antiferromagnit rezonans ESR ni o'rganish uchun ishlatiladiganlarga o'xshash, lekin o'lchovlarni yuqori (1000 gigagertsgacha) chastotalarda va kuchli (1 MG gacha) magnit maydonlarda o'tkazishga imkon beruvchi radio spektrometrlari qo'llaniladi. Eng istiqbolli spektrometrlar magnit maydon emas, balki chastota skanerdan o'tkaziladigan spektrometrlardir. Optik aniqlash usullari keng tarqaldi antiferromagnit rezonans.

4

1 Federal davlat byudjeti oliy kasbiy ta'lim muassasasi "Yaroslav Donishmand nomidagi Novgorod davlat universiteti", Velikiy Novgorod

2 Federal davlat byudjeti oliy kasbiy ta'lim muassasasi "Yaroslav Donishmand nomidagi Novgorod davlat universiteti"

3 nomidagi Moskva davlat universiteti. M.V. Lomonosov, Moskva

4 nomidagi Umumiy fizika instituti. A.M. Proxorov RAS

Maqolada sun'iy ferrit-piezoelektrik muhitda magnetoakustik rezonans (MAR) hududida magnitoelektrik (ME) o'zaro ta'siri mavjudligining eksperimental dalillari keltirilgan. Ushbu turdagi materiallarda ME effekti magnitostriktiv va piezoelektrik komponentlarning o'zaro ta'siri natijasida o'zini namoyon qiladi. Ushbu ishning maqsadi ferritning MAR mintaqasida ME effektini eksperimental o'rganish edi. ME elementi ikkita monokristalli materialdan tayyorlangan: piezoelektrik - lantan galliy silikati va ferrit - itriy temir granatasi. Maqolada MAR mintaqasida ikki fazali IHG-LGS namunasi uchun to'g'ridan-to'g'ri ME ta'sirini o'rganish bo'yicha eksperimental ma'lumotlar keltirilgan. Ta'sirning kattaligi taxminan 2,8 MGts chastotada 14,1 V/(smOe) ni tashkil etdi. O'lchovlar taqqoslanadigan natijalarga ega bo'lgan ikkita usul yordamida amalga oshirildi. Olingan ma'lumotlar qoniqarli parametrlarga ega MAR mintaqasida ME effektidan foydalangan holda radio va mikroto'lqinli qurilmalarning texnik imkoniyatlarini taxmin qilish imkonini beradi.

magnetoelektrik effekt

magnitakustik rezonans

1. Belyaeva O. Yu., Zarembo L. K., Karpachev S. N. Ferritlarning magnetoakustikasi va magnitoakustik rezonans // UFN 162 (2) 107-138 (1992).

2. Bichurin M.I. va boshqalar Magnetoelektrik materiallar. – M.: Tabiiy fanlar akademiyasi, 2006. – 296 b.

3. Gulyaev Yu. V., Dikshtein I. E., Shavrov V. G. Yo'naltirilgan faza o'tishlari hududida magnit kristallardagi sirt magnitoakustik to'lqinlar // UFN 167 735-750 (1997).

4. Bichurin M.I., Petrov V.M. Magnetostriktiv-piezoelektrik multiferroikada magnetoelektrik effekt // Past harorat fizikasi. - 15.06.2010. – T. 36, N 6. – B. 680-687.

5. Petrov V.M., Bichurin M.I., Petrov R.V. Ferrit-piezoelektrik kino tuzilmalarida magnitakustik rezonans // Fan va ta'limning zamonaviy muammolari. – 2012. – 2-son; URL: www.site/102-5701

6. Petrov R.V., Bichurin M.I., Petrov V.M. Qattiq holatdagi elektron qurilmalar uchun magnitostriktiv-piezoelektrik kompozitlarda rezonans effektlari // Palmarium Akademik nashriyoti, 2012. - 264 p.

7. Pyatakov A. P., Zvezdin A. K. Magnetoelektrik materiallar va multiferroiklar // UFN 182 593-620 (2012).

8. Bichurin M. I., Petriv V. M. va Priya S. Magnetoelektrik multiferroik kompozitlar // In: Ferroelektrik - jismoniy effektlar / Ed. Mikael Lallart. – InTech, 2011. – B. 277-302.

9. Bichurin M. I., Petrov V. M., Ryabkov O. V. va boshqalar. Bir kristalli ferromagnit-ferroelektrik heterostrukturalarda magnitakustik rezonansda magnitoelektrik ta'sirlar nazariyasi // Fizik. Rev. B, 2005, v. 72, P. 060408(R) (1-4).

10. Kompozitlarda magnetoelektrik / Eds. M. I. Bichurin va D. Viehland, Pan Stanford Pub, 2011. - 257 p.

Kirish

Taniqli va o'rganilgan hodisalar chorrahasida ko'pincha moddalarning ichki xususiyatlarining mutlaqo yangi ko'rinishlarini kuzatish mumkin, bu ilg'or tadqiqotlarni keltirib chiqaradi va ilmiy-texnika taraqqiyotining manbai bo'lib xizmat qiladi. Maqolada sun'iy ferrit-piezoelektrik muhitda magnetoakustik rezonans hududida magnitoelektrik (ME) o'zaro ta'sir mavjudligining eksperimental dalillari keltirilgan. Ushbu turdagi materiallarda ME effekti magnitostriktiv va piezoelektrik komponentlarning o'zaro ta'siri natijasida o'zini namoyon qiladi. Magnitostriktiv va piezoelektrik fazalar orasidagi elastik mexanik o'zaro ta'sir magnitoelektrik kompozit materiallarda ulkan magnitoelektrik javobni keltirib chiqaradi. Magnit (spin) va elastik quyi tizimlar o'rtasidagi o'zaro ta'sir magnitda qiziqarli jismoniy xususiyatlarga ega bo'lgan bog'langan magnitelastik tebranishlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Magnetoakustik rezonans (MAP) spin to'lqini bilan rezonans holatiga kelganda (agar ularning chastotalari va to'lqin vektorlari mos keladigan bo'lsa) akustik to'lqinning yutilishining keskin oshishida namoyon bo'ladi. Bu erda, akustikada gevşeme hodisalarining ko'p holatlaridan farqli o'laroq, tashqi magnit maydonlar yordamida xususiyatlarni (bo'shashish vaqti va boshqalar) nazorat qilish mumkin. Ushbu ishning maqsadi ferritning MAR mintaqasida ME effektini eksperimental o'rganishdir. Ushbu hodisani o'rganish kelajakda bir qator yuqori chastotali qurilmalarni yaratishga imkon beradi, masalan, elektr tokining kattaligini o'zgartirish orqali xarakteristikalari boshqarilishi mumkin bo'lgan filtr, valf, faza almashtirgich va boshqalar. maydon.

Eksperimental namuna va o'lchash stendlari

ME elementi ikkita monokristalli materialdan tayyorlangan. Birinchi material - o'lchamlari 15x4x0,5 mm bo'lgan pyezoelektrik lantan galliy silikati La3Ga5SiO14 (langazit - LGS) Y-kesim "Fomos-Materiallar" OAJ, Rossiya (http://www.newpiezo.com) tomonidan taqdim etilgan. Ikkinchi material - bir kristalli itriy-temir granat (YIG) ham (110) tekislikda yo'naltirilgan o'lchamlari 13x4x1,35 mm bo'lgan plastinka bo'lib, Rossiyaning Ferrit-Domen tadqiqot instituti tomonidan taqdim etilgan (http:// www.ferrite-domen.com). Ikkala namuna ham ko'zgu qoplamasi uchun parlatilgan. LGS tekisligiga 0,5 mkm qalinlikdagi oltin elektrodlar yotqizilgan. ME elementi polivinilbutiral-fenol-formaldegid yopishtiruvchi yordamida ikkita komponentni, piezoelektrik va ferritni yopishtirish orqali ishlab chiqarilgan. Yopishqoq birikmaning qalinligi 12 mikrondan oshmagan.

ME elementining magnit maydonlardagi joylashuvi rasmda ko'rsatilgan. 1.

Shakl 1. ME elementining tashqi magnit maydonlardagi joylashuvi

ME elementi Helmholtz lasanining markazida joylashgan. Doimiy magnit maydon birinchi holatda magnitoelektrik namunaning tekisligi bo'ylab, ikkinchisida esa magnitoelektrik namuna tekisligi bo'ylab yo'naltiriladi. O'zgaruvchan elektromagnit maydon har doim magnitoelektrik namunaning tekisligi bo'ylab yo'naltirilgan. Bunday sharoitda ferritda qalinlik-kesish to'lqinlari qo'zg'atiladi. Yelimlashdan oldin alohida YGG namunasida aks ettirish koeffitsientining S11 rezonans xarakteristikasi shaklda ko'rsatilgan. 2a. O'z navbatida, bu to'lqinlar LGS - Y-kesilgan piezoelektrikda qalinlikdagi kesish to'lqinlarini qo'zg'atadi. Alohida LGS namunasidagi aks ettirish koeffitsientining S11 rezonans xarakteristikasi rasmda keltirilgan. 2b. Ikkala namuna uchun eksperimental rezonans chastotalari hisoblanganlarga to'g'ri keladi. To'lqinlar piezoelektrikning planar elektrodlarida signal hosil qiladi. Uzunlamasına magnitlanish holatida doimiy magnit maydonning kattaligi 164 Oe va ko'ndalang magnitlanishda - 597 Oe.O'zgaruvchan magnit maydonning kattaligi 150 mOe. Signal piezoelektrik tekisliklarda joylashgan elektrodlardan yozib olingan.

Shakl 2. Alohida namunadagi aks ettirish koeffitsientining S11 rezonans xarakteristikasi: a - IZHG, b - LGS

Yelimlashdan keyin YG plastinkasida magnitoelastik tebranishlarning rezonans chastotasi yuqoriga siljiydi, bu mexanik kuchlanish ta'sirida FMR chizig'ining siljishi ta'siri bilan izohlanadi. ME elementini yopishtirgandan so'ng, ikkala rezonans xarakteristikalari chastotaga mos keladi.

O'lchovlar uchun ikkita stend ishlatilgan. Panoramik o'lchovlarni amalga oshirish uchun biz rasmda ko'rsatilgan stenddan foydalandik. Obzor-304 kompleks uzatish koeffitsienti o'lchagich, elektromagnit, quvvat manbai va Gaussmetrga ulangan Helmholtz lasaniga joylashtirilgan ME namunasini o'z ichiga olgan 3a. Hisoblagich chiqishidagi signal quvvati 10 mVtni tashkil etdi. O'rnatish S11, S22 ko'zgu koeffitsientlarini va S21 uzatish koeffitsientini taxminan 2,8 MGts chastotada o'lchashni amalga oshirdi.

Shakl 3. O'lchov stendi: a - panoramali o'lchovlar uchun, b - osiloskop asosida

Ushbu stend real vaqtda xarakteristikalar o'zgarishini ko'rish imkonini beradi. Magnit fazadan kelib chiqqan ME namunasidagi kirishdan aks ettirish koeffitsientining S11 rezonans xarakteristikasi shaklda ko'rsatilgan. 4a. Pyezoelektrik fazadan kelib chiqqan ME namunasidagi chiqishdan aks ettirish koeffitsientining S22 rezonans xarakteristikasi shaklda keltirilgan. 4b. ME namunasida magnit elastik tebranishlarni qo'zg'atadigan sharoitlarni yaratish uchun magnitlanish maydoni ishlatilgan. Transvers va uzunlamasına magnitlanish natijalari sezilarli darajada farq qilmadi. S21 ning uzatish xarakteristikasi shaklda ko'rsatilgan. 5a. Egri 1 koeffitsientni ko'rsatadi. magnitlanish maydonisiz o'tish, egri 2 - magnitlanish maydoni bilan. Ferritdagi magnitoakustik rezonans chastotasida, taxminan 2,8 MGts, rezonanssiz holatga nisbatan uzatish koeffitsienti amplitudasining taxminan 15 dB ga oshishi kuzatiladi. Ushbu xatti-harakatlar energiyaning asosiy qismi qurilmaning kirishidan uning chiqishiga to'lqin energiyasi orqali uzatilishini ko'rsatadi. Tuzilmalarda faqat qalinlikdagi kesish to'lqinlari qo'zg'alishi mumkinligi sababli, bu chastota diapazonida MAR effektining mavjudligini ko'rsatadi. MARning magnitoelektrik (ME) hodisalari bilan bog'liq nazariy tadqiqotlari magnitoakustik rezonans hududida dielektrik substratda ikki qatlamli magnitostriktiv-piezoelektrik plyonkali strukturasidagi magnitoelektrik ta'sir ko'rib chiqilgan ishlarda amalga oshirildi. Eksperimental ma'lumotlar nazariy hisob-kitoblarni tasdiqlaydi.

Shakl 4. ME namunasidagi aks ettirish koeffitsientining xarakteristikalari: a - S11, b - S22

Shakl 5. a - S21 ME namunasining uzatish xarakteristikasi, b - rezonans chastotasidagi ME namunasining aME qiymati

Ikkinchi o'rnatishning blok diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 3b. U osiloskopga ulangan va signal generatoriga, elektromagnitga, quvvat manbaiga va Gaussmetrga ulangan Helmholtz lasaniga joylashtirilgan ME namunasini o'z ichiga oladi. To'g'ridan-to'g'ri ME koeffitsienti stendda o'lchandi.

Magnetoakustik rezonans chastotasidagi aME ME koeffitsientining qiymatlari rasmda ko'rsatilgan. 5 B. Taxminan 2,8 MGts chastotada u taxminan 14,1 V / (sm × Oe) edi.

Rasmda ko'rsatilgan ma'lumotlarni solishtirish. 5a va shakl. 5b, ko'rinib turibdiki, ular mutlaqo bir xil va ikkita o'lchash usuli natijalarda mutlaqo taqqoslangan.

Tadqiqotlar natijasida ME effektining kattaligi bo'yicha qoniqarli natijalarga erishildi. Bu radiochastota diapazonida amalga oshirilgan va bunday muhim kattalikka ega bo'lgan ME effektining birinchi o'lchovlari. Ilgari nashr etilgan ishlarda keltirilgan nazariy asoslar to'liq tasdiqlangan. Kelajakda eksperimental ma'lumotlar bilan solishtirganda aniq hisob-kitoblar e'lon qilinadi. Magnitoakustik va elastik tebranishlar spektrlarini hisoblashni amalga oshirish, turli qo'zg'alish sharoitida tebranishlarning o'zaro ta'sirining kattaligini baholash rejalashtirilgan.

Xulosa

Maqolada MAR mintaqasida ikki fazali IHG-LGS namunasi uchun ME ta'sirini o'rganish bo'yicha eksperimental ma'lumotlar keltirilgan. Ta'sirning kattaligi taxminan 2,8 MGts chastotada 14,1 V / (sm × Oe) edi. O'lchovlar taqqoslanadigan natijalarga ega bo'lgan ikkita usul yordamida amalga oshirildi. Olingan ma'lumotlar MAR mintaqasida ME effektidan foydalangan holda radio va mikroto'lqinli qurilmalarning texnik imkoniyatlarini taxmin qilish imkonini beradi.

Ish 2009-2013 yillarga mo'ljallangan "Innovatsion Rossiyaning ilmiy va ilmiy-pedagogik kadrlari" federal maqsadli dasturi doirasida amalga oshirildi.

Taqrizchilar:

Zaxarov Anatoliy Yulievich, fizika-matematika fanlari doktori, professor, NovDU elektr va eksperimental fizika instituti umumiy va eksperimental fizika kafedrasi boʻlim mudiri, Velikiy Novgorod.

Seleznev Boris Ivanovich, texnika fanlari doktori, professor, NovDU elektr axborot fanlari instituti direktori, Velikiy Novgorod.

Bibliografik havola

Petrov R.V., Petrov V.M., Tatarenko A.S., Bichurin M.I., Pyatakov A.P., Zvezdin A.K. FERRIT-PIEZOELEKTR TUZILIShDA MAGNETOAKUSTIK REZONANS SOHADAGI MAGNETOTELEKTR TA'SIR // Fan va ta'limning zamonaviy muammolari. – 2013 yil. – 4-son;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=9654 (kirish sanasi: 23/08/2019). "Tabiiy fanlar akademiyasi" nashriyoti tomonidan chop etilgan jurnallarni e'tiboringizga havola etamiz.

Printsip - samaradorlik 100% dan yuqori bo'lgan qurilma, siz bu soxta va hamma narsa haqiqiy emas deb aytasiz, lekin bu to'g'ri emas. Qurilma mahalliy qismlar yordamida yig'ilgan. Transformatorning konstruktsiyasi bitta xususiyatga ega: transformator o'rtada bo'shliq bilan W shaklida, lekin bo'shliqda neodim magnit mavjud bo'lib, u qayta aloqa bobini uchun dastlabki impulsni o'rnatadi. Pikap bobinlari har qanday yo'nalishda o'ralgan bo'lishi mumkin, lekin ayni paytda ularni o'rashda aniq aniqlik talab qilinadi, ular bir xil indüktansga ega bo'lishi kerak. Agar bu kuzatilmasa, rezonans bo'lmaydi, batareyaga parallel ravishda ulangan voltmetr bu haqda sizga xabar beradi. Men ushbu dizaynda biron bir maxsus dasturni topmadim, lekin siz yorug'lik manbasini akkor lampalar shaklida ulashingiz mumkin.

Rezonansning texnik xususiyatlari:
Samaradorlik 100% dan yuqori
Teskari oqim 163-167 milliamper (bu qanday sodir bo'lishini bilmayman, lekin batareya zaryadlanmoqda)
Joriy iste'mol - 141 milliamper (ma'lum bo'lishicha, 20 milliamper bo'sh energiya va batareyani zaryad qilish uchun ketadi)

Qizil simli lasan L1
Yashil simli lasan L2
Qora sim - bu qabul qilish bobini

Sozlamalar

O'z tajribamdan shuni amin bo'ldimki, xuddi shu sim bilan o'ralgan L1 bobini L2 bilan rezonansga osonroq sozlanadi va iste'mol qilinganidan ko'ra ko'proq oqim hosil qiladi. Men tushunganimdek, ferromagnit rezonans yaratiladi, bu yukni quvvatlantiradi va batareyani yuqori oqim bilan zaryad qiladi. Rezonansni sozlash uchun ikkita bir xil bobin yoki bitta bo'lishi kerak; qurilma yoqilganda, ular cho'g'lanma lampaning yuki ostida harakatlanadi (mening holimda 12 volt 5 vattli chiroq). Uni o'rnatish uchun batareyaga parallel ravishda voltmetrni ulang va lasan(lar)ni harakatga keltiring. Rezonansda batareyadagi kuchlanish kuchayishi kerak. Muayyan chegaraga erishgandan so'ng, batareya zaryadlash va zaryadsizlanishni to'xtatadi. Transistorga katta sovutgichni o'rnatishingiz kerak. Ikki bobin bo'lsa, hamma narsa murakkabroq, chunki siz ularni indüktanslar deyarli bir xil bo'lishi uchun o'rashingiz kerak; turli xil yuklar bilan o'ng va chap bobinlarning joylashishi o'zgaradi. Agar ushbu sozlash qoidalariga rioya qilinmasa, rezonans paydo bo'lmasligi mumkin, ammo biz yuqori samaradorlikka ega oddiy kuchaytiruvchi konvertorni olamiz. Mening lasan parametrlarim 1: 3, ya'ni L1 8 burilish, L2 24 burilish, ikkalasi ham bir xil sim kesimli. L1 L2 tepasida osilgan. Qaysi turdagi sim bo'lishidan qat'i nazar, olinadigan rulonlar, lekin menda 1,5 mm.

Surat

Tayyor qurilma rezonanssiz holatda (bobinlar ketma-ket ulangan)

Diyot orqali olinadigan lasandan o'z-o'zidan quvvat olish sinovi. (Natija: nosozlik, chirish bilan 14 soniya ishlaydi)

Diyot orqali o'z-o'zidan quvvatlanmasdan bitta lasandagi rezonans holati. Tajriba muvaffaqiyatli o'tdi, akkumulyator ulanganda konvertor 37 soat 40 minut davomida batareyada kuchlanishni yo'qotmasdan ishladi.Tajriba boshida akkumulyatorning kuchlanishi 7,15 volt bo'lsa, oxiriga kelib 7,60 voltni tashkil qildi. Ushbu tajriba konvertorning 100% dan yuqori samaradorlikni ta'minlashga qodirligini isbotladi. Yuklash uchun men 12 volt 5 vattli akkor chiroqni ishlatardim. Men boshqa qurilmalardan foydalanishga urinishdan bosh tortdim, chunki qurilma atrofidagi magnit maydon juda kuchli va bir yarim metr radiusda shovqin hosil qiladi, radio 10 metr radiusda ishlashni to'xtatadi.

Radioelementlar ro'yxati

Belgilanish	Turi	Denominatsiya	Miqdori	Eslatma	Do'kon	Mening bloknotim
VT1	Bipolyar tranzistor	KT819A	1	KT805		Bloknot uchun
C1	Kondensator	0,1 mF	1			Bloknot uchun
C2	Elektrolitik kondansatör	50 µF 25 V	1			Bloknot uchun
R1	Rezistor	2,2 kOm	1			Bloknot uchun
R2	Rezistor	62 Ohm	1			Bloknot uchun
Bat1	Batareya	12 volt	1