காந்தவியல் என்பது காந்தங்கள் மற்றும் அவற்றின் பண்புகளை பற்றி ஆராயும் இயற்பியல் பிரிவாகும். இயற்கை காந்தங்கள் முதல் நவீன மின்காந்தங்கள் வரை நமது அன்றாட வாழ்வில் காந்தவியல் பயன்படுகிறது. மின்மோட்டார், ஜெனரேட்டர், மின்சார மணி போன்ற கருவிகள் காந்தவியல் கொள்கையில் செயல்படுகின்றன.
காந்தம் என்றால் என்ன?
இரும்பு, நிக்கல், கோபால்ட் போன்ற உலோகங்களை ஈர்க்கும் பொருளே காந்தம் எனப்படும். காந்தங்கள் இரண்டு வகையாக பிரிக்கப்படுகின்றன:
- இயற்கை காந்தம் (Natural Magnet) – மேக்னடைட் (Magnetite – Fe₃O₄) என்ற தாதுவிலிருந்து பெறப்படும் இயற்கை காந்தம். இது கரடுமுரடான வடிவத்தில் காணப்படும்.
- செயற்கை காந்தம் (Artificial Magnet) – இரும்பு அல்லது எஃகினால் செய்யப்படும்; பட்டி காந்தம், குதிரைக்கொம்பு காந்தம் என வடிவங்கள் பல.
காந்தத்தின் துருவங்கள்
ஒவ்வொரு காந்தத்திலும் இரண்டு துருவங்கள் உண்டு: வட துருவம் (N-pole) மற்றும் தென் துருவம் (S-pole).
| விதி | விளக்கம் |
|---|---|
| ஈர்ப்பு விதி | எதிரெதிர் துருவங்கள் ஒன்றையொன்று ஈர்க்கும் (N மற்றும் S) |
| விலக்கல் விதி | ஒரே துருவங்கள் ஒன்றையொன்று விலக்கும் (N-N அல்லது S-S) |
| முக்கியமான விதி | காந்தத்தை இரு துண்டாக உடைத்தாலும் ஒவ்வொரு துண்டிலும் இரண்டு துருவங்கள் உருவாகும் |
பூமியின் காந்தப்புலம்
பூமி ஒரு பெரிய காந்தமாக செயல்படுகிறது. பூமியின் புவி காந்தப்புலம் (Earth's Magnetic Field) பூமியின் மையத்தில் இருந்து வெளியே பரவுகிறது. திசைகாட்டி (Compass) இந்த கொள்கையில் வடக்கை காட்டுகிறது.
திசைகாட்டி (Compass)
திசைகாட்டி ஒரு சிறிய காந்த ஊசியை கொண்ட கருவியாகும். இது எப்போதும் வடக்கு-தெற்கு திசையை காட்டும். கடல் வழி பயணம், விமான வழிசெலுத்தல் ஆகியவற்றில் திசைகாட்டி பயன்படுகிறது.
மின்காந்தம் (Electromagnet)
மின்சாரம் பாயும்போது மட்டும் காந்த சக்தியை வெளிப்படுத்தும் கருவியே மின்காந்தம் ஆகும். இரும்பு கம்பியை கோயில் கம்பி (Solenoid) வடிவில் சுற்றி மின்சாரம் கடத்தும்போது மின்காந்தம் உருவாகும்.
- மின்சாரம் நிறுத்தப்பட்டால் காந்த சக்தி மறைந்து விடும்
- மின்சாரத்தின் அளவை அதிகரிக்க காந்த சக்தியும் அதிகரிக்கும்
- சுருள் எண்ணிக்கையை அதிகரிக்க காந்த சக்தியும் அதிகரிக்கும்
மின்காந்த தூண்டல் (Electromagnetic Induction)
மைக்கேல் பாரடே (Michael Faraday) 1831ல் மின்காந்த தூண்டல் விதியை கண்டுபிடித்தார். ஒரு காந்தப்புலத்தில் கம்பியை அசைக்கும்போது அல்லது காந்தத்தை கம்பி சுருளில் அசைக்கும்போது மின்சாரம் தோன்றும்.
மின்காந்தத்தின் பயன்பாடுகள்
| கருவி | கொள்கை | பயன் |
|---|---|---|
| மின் மோட்டார் (Electric Motor) | மின்சாரம் → இயக்க சக்தி | மின் விசிறி, பம்பு, வாஷிங் மெஷின் |
| மின் ஜெனரேட்டர் (Generator) | இயக்க சக்தி → மின்சாரம் | மின் உற்பத்தி நிலையம் |
| மின்சார மணி (Electric Bell) | மின்காந்தம் | கதவு மணி, பள்ளி மணி |
| ட்ரான்ஸ்பார்மர் (Transformer) | மின்காந்த தூண்டல் | மின்சார மின்னழுத்தம் மாற்றல் |
முக்கிய நினைவுக் குறிப்புகள்
- காந்தத்தின் துருவங்கள் – N (வடக்கு) மற்றும் S (தெற்கு)
- எதிர் துருவங்கள் ஈர்க்கும்; ஒரே துருவங்கள் விலக்கும்
- மின்காந்த தூண்டல் – பாரடே (1831)
- மின் மோட்டார் – மின்சாரம் → இயக்கம்; ஜெனரேட்டர் – இயக்கம் → மின்சாரம்