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मैग्नेट की दक्षता में वृद्धि, चाहे वे मानव निर्मित सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट या लोहे के टुकड़े हों, सामग्री या उपकरण के तापमान में परिवर्तन करके पूरा किया जा सकता है। इलेक्ट्रॉन प्रवाह और विद्युत चुम्बकीय बातचीत के यांत्रिकी को समझना वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को इन शक्तिशाली चुम्बकों को बनाने की अनुमति देता है। तापमान को कम करके चुंबकीय क्षेत्रों में सुधार करने की क्षमता के बिना, लाभकारी उच्च शक्ति वाले मैग्नेट, जैसे कि एमआरआई मशीनों में उपयोग किए जाने वाले, पहुंच से बाहर होंगे।
वर्तमान
चलती चार्ज का वर्णन करने वाले पैरामीटर को करंट कहा जाता है। एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है जब एक सामग्री के माध्यम से एक धारा चलती है। वर्तमान को बढ़ाने से एक अधिक शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। अधिकांश सामग्रियों के लिए, गति में आवेशित कण इलेक्ट्रॉन है। कुछ चुम्बकों के मामले में, जैसे स्थाई चुम्बक, वे हलचलें बहुत छोटी होती हैं और पदार्थ के परमाणुओं के भीतर होती हैं। इलेक्ट्रोमैग्नेट्स में, आंदोलन तब होता है जब इलेक्ट्रॉनों एक तार का तार के माध्यम से यात्रा करते हैं।
वर्तमान में वृद्धि
कण का आवेश बढ़ने पर या जिस गति से वह गति कर रहा होता है उससे करंट बढ़ता है। इलेक्ट्रॉनों के चार्ज को बढ़ाने या घटाने के लिए बहुत कुछ नहीं किया जा सकता है - इसका मूल्य स्थिर है। हालांकि, जो किया जा सकता है, वह उस गति को बढ़ा रहा है जिस पर इलेक्ट्रॉन यात्रा करता है, और प्रतिरोध को कम करके पूरा किया जा सकता है।
प्रतिरोध
प्रतिरोध, जैसा कि शब्द का अर्थ है, वर्तमान के प्रवाह को बाधित करता है। प्रत्येक सामग्री का अपना प्रतिरोध मूल्य होता है। उदाहरण के लिए, तांबे का उपयोग विद्युत तारों के लिए किया जाता है क्योंकि इसमें बहुत कम प्रतिरोध होता है, जबकि लकड़ी के एक ब्लॉक में बहुत अधिक प्रतिरोध होता है और खराब कंडक्टर बनाता है। किसी सामग्री के प्रतिरोध को बदलने का सबसे आसान तरीका उसका तापमान बदलना है।
तापमान
प्रतिरोध सीधे तापमान पर निर्भर करता है - सामग्री का तापमान जितना कम होता है, प्रतिरोध उतना ही कम होता है। यह प्रभाव वर्तमान को बढ़ाता है और इसलिए चुंबकीय क्षेत्र की ताकत है। आज इस्तेमाल किए जाने वाले शक्तिशाली चुम्बकों को बनाने के लिए सामग्री के तापमान को कम करना सबसे आसान और सबसे प्रभावी तरीका है।
अतिचालक
कुछ सामग्रियों में तापमान होता है, जिस पर प्रतिरोध लगभग शून्य हो जाता है। यह वोल्टेज के लगभग समानुपातिक बनाता है और बहुत मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। इन सामग्रियों को सुपरकंडक्टर्स के रूप में जाना जाता है। फिजिक्स फॉर साइंटिस्ट एंड इंजीनियर्स के अनुसार, इन सामग्रियों की ज्ञात सूची हजारों में है। इस सिद्धांत के आधार पर, नीदरलैंड के निज्मेजेन में रेडबॉड विश्वविद्यालय में उच्च चुंबकीय क्षेत्र प्रयोगशाला, एक चुंबक संचालित करती है जो इतना शक्तिशाली है कि आम तौर पर गैर-चुंबकीय वस्तुएं, जैसे कि एक मेंढक, एक चुंबकीय क्षेत्र में लगाया जा सकता है।