হিস্টেরেসিস লেখচিত্র 

আজকের আলোচনার বিষয়ঃ  হিস্টেরেসিস লেখচিত্র । যা বাউবি এইচএসসি ২৮৭১ পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র ইউনিট ৫ চুম্বকত্ব এর অন্তর্ভুক্ত।

 হিস্টেরেসিস লেখচিত্র

চৌম্বকন হিসটেরেসিস (Hysteresis)

সংজ্ঞাঃ

চৌম্বক ক্ষেত্র প্রাবল্য H এর পরিবর্তনের সাথে সাথে চুম্বকায়ন তীব্রতা বা ম্যাগনেটাইজেশন / এর যে পরিবর্তন ঘটে তা প্রত্যাবর্তী (Reversible) নয়। অর্থাৎ I-H রেখাচিত্রের যে পথ ধরে H এর বৃদ্ধির সাথে I এর বৃদ্ধি হয় সেই পথ ধরে H এর হ্রাসের সাথে I এর হ্রাস ঘটে না। I-H রেখচিত্রের একই পথে প্রত্যাবর্তনের এই অক্ষমতাকে হিসটেরেসিস বলে।

চিত্রে I-H রেখচিত্রের বিভিন্ন অবস্থা দেখানো হয়েছে। অচুম্বকায়িত লোহা নিয়ে শুরু করে ( O বিন্দু ) আে আড়ে H এর মান বৃদ্ধি করে উহাকে চুম্বকায়িত করতে থাকলে ম্যাগনেটাইজেশন / বৃদ্ধি পেতে থাকে এবং এমন এক অবস্থায় পৌছে যখন H এর মান বৃদ্ধি করলেও I এর কোন পরিবর্তন হয় না। I এর এই অবস্থাকে সম্পৃক্ত অবস্থা বলে। রেখচিত্রে Oa রেখা দ্বারা I এর মান বৃদ্ধি এবং a বিন্দুতে I এর সম্পৃক্তি নির্দেশিত হয়েছে।

এই অবস্থা থেকে চৌম্বক প্রাবল্য H এর মান ক্রমশ হ্রাস করতে থাকলে I এর মান হ্রাস পাবে কিন্তু O বিন্দুতে ফিরে না এসে ab পথ অনুসরণ করবে। b বিন্দুতে H এর মান শূন্য মানে পৌছে তখন / এর মান শূন্য মান প্রাপ্ত হয় না। এই অবস্থায় I এর মান হল Ob। ম্যাগনেটাইজেশনের এই মানকে চৌম্বকাবশেষ বা রিমেনেন্স (Remanece) বলে।

বিভিন্ন ফেরোচৌম্বক পদার্থের জন্য এ মান বিভিন্ন হয়। চৌম্বক প্রাবল্য H এর মান হ্রাস করে ঋণাত্নক মান (তড়িৎ দ্বারা চুম্বকায়নের সময় তড়িৎ প্রবাহকে বিপরীতমুখী করলে H এর মানকে ঋণাত্নক ধরা হবে) প্রয়োগ করলে / এর মান কমতে থাকবে এবং bed রেখচিত্র পাওয়া যাবে। C বিন্দুতে / এর মান শূন্য হয়ে যায় এবং H এর ঋণাত্বক মান OC H এর এই মানকে ফেরোচুম্বকের দমন বল বা নিগ্রহ বল বা কোয়েরসিভ ফোর্স (Coersive force) বলে ।

H এর ঋণাত্নক মান আরও বৃদ্ধি করতে থাকলে I এর ঋণাত্নক দিকে a বিন্দুর সদৃশ ঐ বিন্দু পাওয়া যাবে। d বিন্দুতে I ঋণাত্মক সম্পৃক্তমান প্রাপ্ত হয়। অর্থাৎ H এর ঋণাত্নক মান বৃদ্ধি করলেও / এর ঋণাত্নক মান আর বৃদ্ধি পায় না ।

পুনরায় ধনাত্নক দিকে H এর মান বৃদ্ধি করতে থাকলে I এর মান বৃদ্ধি পেয়ে defa পথে a বিন্দুতে সম্পৃক্ত মান পূনঃপ্রাপ্ত হবে। পুনরায় e বিন্দুতে রিেেনন্স ও f বিন্দুতে কোয়েরসিভ ফোর্স পাওয়া যাবে। I-H রেখচিত্র যে আবদ্ধ পথ (Closed path) a b c d e f a রচনা করে তাকে হিসটেরেসিস লুপ (Hysteresis loop) বলে। এই চুম্বকায়ন চক্রে (Cycle of Magnetisation) দেখা যায়, ম্যাগনেটাইজেশন / চৌম্বক ক্ষেত্র প্রাবল্য H এর পশ্চাতে থাকে ।

হিসটেরেসিস ক্ষতি বা হিসটেরেসিস লস কি?

ফেরোচৌম্বক পদার্থের চৌম্বক ডোমেইনগুলো অনিয়মিতভাবে ছড়িয়ে থাকে। পদার্থটিকে কোন চুম্বকায়ন ক্ষেত্রে (Magnetising field) রাখলে ডোমেইনগুলো চৌম্বক ক্ষেত্রের বলরেখার সাথে সমাালে নিজেদেরকে স্থায়ীভাবে সজ্জিত করে। সজ্জিত হবার সময় ডোমেইনগুলোর ঘূর্ণনের ফলে কিছু শক্তি ব্যয়িত হয়ে কাজ সম্পন্ন হয়। মোট কাজের কিছু অংশ বিভবশক্তি হিসেবে সঞ্চিত থাকে এবং কিছু অংশ ব্যয়িত হয় যা বস্তুর ভেতর তাপশক্তি হিসেবে ধরা দেয়। হিসটেরেসিস লুপের একটি পূর্ণ চক্রে (Hysteresis cycle) স্থিতিশক্তি প্রাথমিক অবস্থায় ফিরে আসা উচিত।

সুতরাং লব্ধি কাজ তাপ হিসেবেই ব্যবহৃত হবে। এই তাপশক্তিকেই হিসটেরেসিস ক্ষতি বা হিসটেরেসিস লস বলে। অর্থাৎ হিসটেরেসিস লুপ অনুযায়ী চুম্বকায়নের একটি পূর্ণ চক্রে যে শক্তি ব্যয় হয় তাকে হিসটেরেসিস ক্ষতি বা লস বলে। পূর্ণ চুম্বকায়ন চক্রে হিসটেরেসিস লুপে যে ক্ষেত্রফল আবদ্ধ হয় তাই হিসটেরেসিস ক্ষতি নির্দেশ করে।

রিমেনেন্স বা চৌম্বকাবশেষ

চুম্বকায়নের সম্পৃক্ত অবস্থার পর থেকে যদি চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রাবল্যের মান আড়ে আড়ে কমানো হয় তবে ম্যাগনেটাইজেশন (I) বা চুম্বকায়নও কমতে থাকবে কিন্তু প্রাথমিক পথ ধরে নয়। চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রাবল্যের (H) মান কমতে কমতে শূন্যে পরিণত হলেও দেখা যায় ম্যাগনেটাইজেশন কমতে কমতে একটি নির্দিষ্ট সর্বনিম্নমানে এসে পৌছে। অর্থাৎ চৌম্বক প্রাবল্য শূন্য হলেও পদার্থে কিছু চুম্বকত্ব অবশিষ্ট থেকে যায়। এই অবশিষ্ট চুম্বকত্বকে চৌম্বকাবশেষ বা রিমেনেন্স বলে। এই রিমেনেন্স এর মান বিভিন্ন পদার্থের জন্য বিভিন্ন হতে পারে।

সংজ্ঞাঃ

পদার্থের যে ধর্মের জন্য চুম্বকায়নের সময় চৌম্বক ক্ষেত্র সরিয়ে নিলেও উহাতে কিছু চুম্বকত্ব থেকে যায় তাকে চৌম্বকাবশেষ বা রিমেনেন্স বলে।

দমন বল বা নিগ্রহ বল বা কোয়েরসিভ বল

কোন পদার্থকে চুম্বকায়নের সময় চৌম্বক প্রাবল্যকে কমাতে কমাতে শূন্যে নিয়ে এসে যদি আবার ঋনাত্নকভাবে বৃদ্ধি করা হয় হয় তবে চুম্বকায়ন কমতে কমতে একসময় শূন্যে পরিণত হয়। চুম্বকায়নের এই শূন্য মানের জন্য চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রাবল্যের যে ঋণাত্মক মানের প্রয়োজন হয় (চিত্র ৫.১৪, H=OC, I=O) তাকে দমন বল বা কোয়েরসিভ ফোর্স H. বলে।

সংজ্ঞাঃ

চুম্বকায়নের সময় চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রাবল্যের যে ঋণাত্মক মানের জন্য চুম্বকায়ন শূন্যে পরিণত হয় তাকে কোয়েরসিভ বল বলে। বিভিন্ন পদার্থের জন্য কোয়েরসিভ বল বিভিন্ন হয়।

হিসটেরেসিস লুপের প্রয়োগ

বিভিন্ন ফেরোচুম্বক পদার্থের গুণাগুণ বিভিন্ন হয়ে থাকে। হিসটেরেসিস লুপ পর্যালোচনা করে বিভিন্ন চৌম্বক পদার্থের বিভিন্ন ধর্মাবলি জানা যায় এবং কোন কাজের জন্য কোন পদার্থ উপযোগী তা নির্বাচন করে ব্যবহার করা যায়। হিসটেরেসিস লুপের সাহায্যে হিসটেরেসিস লস, কোয়েরসিভ বল ও রিমেনেন্স পরিমাপ করে নরম (Soft) এবং শক্ত (Hard) চৌম্বক পদার্থ নির্ধারন করা হয়।

যে সমস্ড ফেরোচৌম্বক পদার্থের চৌম্বক প্রবেশ্যতা বেশি, কোয়েরসিভ বল ও হিসটেরেসিস লস কম তাদের নরম চৌম্বক পদার্থ বলে। এ সমস্ড পদার্থ মটর, জেনারেটর এবং ট্রান্সফরমারের কোর (Core) বা অবস্ড হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

যে সমস্ড ফেরোচৌম্বক পদার্থের কোয়েরসিভ বল, রিমেনেন্স এবং হিসটেরেসিস লস বেশি সে সমড় পদার্থকে শক্ত চৌম্বক পদার্থ বলে । বিভিন্ন বৈদ্যুতিক মিটার, লাউডস্পিকারে স্থায়ী চুম্বক হিসেবে এদের ব্যবহার করা হয়।

সার-সংক্ষেপ :

হিসটেরেসিস ক্ষতি বা লস:

হিসটেরেসিস লুপ অনুযায়ী চুম্বকায়নের একটি পূর্ণ চক্রে যে শক্তি ব্যয় হয় তাকে হিসটেরেসিস ক্ষতি বা লস বলে। পূর্ণ চুম্বকায়ন চক্রে হিসটেরেসিস লুপে যে ক্ষেত্রফল আবদ্ধ হয় তাই হিসটেরেসিস ক্ষতি নির্দেশ করে।

চৌম্বকাবশেষ বা রিমেনেন্স:

পদার্থের যে ধর্মের জন্য চুম্বকায়নের সময় চৌম্বক ক্ষেত্র সরিয়ে নিলেও উহাতে কিছু চুম্বকত্ব থেকে যায় তাকে চৌম্বকাবশেষ বা রিমেনেন্স বলে।

 কোয়েরসিভ বল:

চুম্বকায়নের সময় চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রাবল্যের যে ঋণাত্মক মানের জন্য চুম্বকায়ন শূন্যে পরিণত হয় তাকে কোয়েরসিভ বল বলে। বিভিন্ন পদার্থের জন্য কোয়েরসিভ বল বিভিন্ন হয়।

নরম চৌম্বক পদার্থ:

যে সমড় ফেরোচৌম্বক পদার্থের চৌম্বক প্রবেশ্যতা বেশি, কোয়েরভি ফোর্স ও হিসটেরেসিস লস কম তাদের নরম চৌম্বক পদার্থ বলে। এ সমড় পদার্থ মটর, জেনারেটর এবং ট্রান্সফরমারের কোর (Core) বা অড্ হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

শক্ত চৌম্বক পদার্থ :

যে সমড় ফেরোচৌম্বক পদার্থের কোয়েরভি ফোর্স, রিমেনেন্স এবং হিসটেরেসিস লস বেশি তাদের শক্ত চৌম্বক পদার্থ বলে। বিভিন্ন বৈদ্যুতিক মিটার, লাউডস্পিকারে স্থায়ী চুম্বক হিসেবে এদের ব্যবহার করা হয়।

বহুনির্বাচনী প্রশ্নঃ

সঠিক উত্তরের পাশে টিক (√) চিহ্ন দিন

১। যে সব পদার্থের চৌম্বক নিগ্রাহিতা বেশি তাদেরকে বলে-

(ক) স্থায়ী চুম্বক

(খ) কোমল চুম্বক

(গ) কঠিন চুম্বক

(ঘ) হিস্টেরেসিস পদার্থ

২। নিচের চিত্রে OA হচ্ছে-

(ক) নিগ্রহবল

(খ) হিস্টেরেসিস

(গ) অবশিষ্ট চুম্বকত্ব

(ঘ) সম্পৃক্ত মান