Magneto
चुंबक एक विद्युत जनित्र है जो वैकल्पिक धारा की आवधिक स्पंदों का उत्पादन करने के लिए स्थायी चुंबक का उपयोग करता है। डायनेमो के विपरीत, एक चुंबक में प्रत्यक्ष धारा उत्पन्न करने के लिए एक कम्यूटेटर नहीं होता है। इसे अल्टरनेटर के एक रूप के रूप में वर्गीकृत किया गया है, हालांकि इसे आमतौर पर अधिकांश अन्य अल्टरनेटर से अलग माना जाता है, जो स्थायी चुंबक के बजाय फील्ड कॉइल का उपयोग करते हैं। हाथ से क्रैंक किए गए मैग्नेटो जनरेटर का उपयोग टेलीफोन प्रणालियों में रिंगिंग करंट प्रदान करने के लिए किया जाता था। मैग्नेटस को स्पार्क प्लग को शक्ति प्रदान करने के लिए कुछ गैसोलीन-संचालित आंतरिक दहन इंजनों की प्रज्वलन प्रणालियों में उच्च वोल्टेज की दालों का उत्पादन करने के लिए भी अनुकूलित किया गया था। इग्निशन के लिए इस तरह के इग्निशन मैग्नेटो का उपयोग अब मुख्य रूप से कम-वोल्टेज विद्युत प्रणाली के बिना इंजनों तक सीमित है, जैसे कि लॉनमूवर्स और चेनसॉ, और विमान इंजन, जिसमें इग्निशन को बाकी विद्युत प्रणाली से स्वतंत्र रखना सुनिश्चित करता है कि इंजन चालू रहे। अतिरेक के लिए, लगभग सभी पिस्टन इंजन विमान दो चुंबक प्रणालियों से सुसज्जित होते हैं, प्रत्येक सिलेंडर में दो स्पार्क प्लग में से एक को बिजली की आपूर्ति करते हैं। मैग्नेटोज़ का उपयोग आर्क लैंप सिस्टम या लाइटहाउस जैसी विशेष पृथक बिजली प्रणालियों के लिए किया जाता था, जिसके लिए उनकी सादगी एक लाभ था। उन्हें कभी भी थोक बिजली उत्पादन के उद्देश्यों के लिए, समान उद्देश्यों के लिए या डायनेमो या अल्टरनेटर के समान हद तक व्यापक रूप से लागू नहीं किया गया है। केवल कुछ विशेष मामलों में इनका उपयोग बिजली उत्पादन के लिए किया गया है। एक गतिशील चुंबकीय क्षेत्र से विद्युत प्रवाह का उत्पादन 1831 में फैराडे द्वारा प्रदर्शित किया गया था। चुंबकत्व से विद्युत प्रवाह का उत्पादन करने वाली पहली मशीनों में स्थायी चुंबक का उपयोग किया गया था; डायनेमो मशीन, जिसमें चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करने के लिए एक विद्युत चुंबक का उपयोग किया गया था, बाद में विकसित किया गया था। 1832 में हिप्पोलाइट पिक्सी द्वारा निर्मित मशीन में दो निश्चित कुंडलियों में वैकल्पिक वोल्टेज को प्रेरित करने के लिए एक घूर्णन स्थायी चुंबक का उपयोग किया गया था। विद्युतरोपण औद्योगिक प्रक्रिया के लिए उपयोग की जाने वाली पहली विद्युत मशीन एक चुंबक, वूलरिच विद्युत जनरेटर थी। 1842 में जॉन स्टीफन वूलरिच को बैटरी के बजाय इलेक्ट्रोप्लेटिंग में एक विद्युत जनरेटर के उपयोग के लिए यूके पेटेंट 9431 दिया गया था। 1844 में एक मशीन का निर्माण किया गया था और बर्मिंघम में एल्किंगटन वर्क्स के उपयोग के लिए लाइसेंस प्राप्त था। इस तरह के इलेक्ट्रोप्लेटिंग का विस्तार बर्मिंघम खिलौना उद्योग, बटन, बकल्स और इसी तरह की छोटी धातु की वस्तुओं के निर्माण का एक महत्वपूर्ण पहलू बन गया। जीवित मशीन में अक्षीय क्षेत्रों के साथ चार घोड़े की नाल चुंबकों से एक लागू क्षेत्र होता है। रोटर में दस अक्षीय बॉबिन होते हैं। इलेक्ट्रोप्लेटिंग के लिए डीसी की आवश्यकता होती है और इसलिए सामान्य एसी मैग्नेटो काम नहीं करता है। वूलरिच की मशीन में, असामान्य रूप से, अपने उत्पादन को डी. सी. में सुधारने के लिए एक कम्यूटेटर होता है। आर्क लाइटिंग अधिकांश प्रारंभिक डायनेमो द्विध्रुवीय थे और इसलिए उनका उत्पादन चक्रीय रूप से भिन्न होता था क्योंकि आर्मेचर दो ध्रुवों से आगे घूमता था। पर्याप्त उत्पादन शक्ति प्राप्त करने के लिए, चुंबक जनित्रों ने कई और खंभों का उपयोग किया; आमतौर पर सोलह, एक रिंग में व्यवस्थित आठ घोड़े की नाल चुंबकों से। चूँकि उपलब्ध प्रवाह चुंबक धातु विज्ञान द्वारा सीमित था, इसलिए एकमात्र विकल्प अधिक चुंबक का उपयोग करके क्षेत्र को बढ़ाना था। चूंकि यह अभी भी एक अपर्याप्त शक्ति थी, इसलिए अतिरिक्त रोटर डिस्क को एक्सल के साथ अक्षीय रूप से रखा गया था। इसका लाभ यह था कि प्रत्येक रोटर डिस्क कम से कम दो महंगे चुंबकों के प्रवाह को साझा कर सकती थी। यहाँ चित्रित मशीन में आठ डिस्क और चुंबक की नौ पंक्तियों का उपयोग किया गया हैः कुल मिलाकर 72 चुंबक। सबसे पहले उपयोग किए जाने वाले रोटरों को सोलह अक्षीय बॉबिन के रूप में घाव किया गया था, एक प्रति पोल। द्विध्रुवीय डायनेमो की तुलना में, इसमें प्रति घूर्णन एक चिकना उत्पादन देने वाले अधिक ध्रुवों का लाभ था, जो चाप लैंप चलाते समय एक लाभ था। इस प्रकार मैग्नेटस ने प्रकाश जनित्र के रूप में अपने लिए एक छोटा सा स्थान स्थापित किया। बेल्जियम के इलेक्ट्रिकल इंजीनियर फ्लोरिस नोलेट (1794-1853) विशेष रूप से इस प्रकार के आर्क लाइटिंग जनरेटर के लिए जाने गए और उन्होंने उनके निर्माण के लिए ब्रिटिश-फ्रांसीसी कंपनी सोसाइटी डी एल 'एलायंस की स्थापना की। फ्रांसीसी इंजीनियर ऑगस्टे डी मेरिटेन्स (1834-1898) ने इस उद्देश्य के लिए आगे मैग्नेटोस विकसित किया। उनका नवाचार अलग-अलग बॉबिन पर पहले से घाव वाले रोटर कॉइल को 'रिंग घाव' आर्मेचर के साथ बदलना था। इन वाइंडिंग्स को एक खंडित लोहे के कोर पर रखा गया था, जो एक ग्राम रिंग के समान था, ताकि एक निरंतर घेरा बनाया जा सके। इसने एक अधिक समान उत्पादन धारा दी, जो आर्क लैंप के लिए अभी भी अधिक फायदेमंद थी। लाइटहाउस डी मेरिटेन्स को आज विशेष रूप से लाइटहाउस के लिए मैग्नेटो जनरेटर के उत्पादन के लिए सबसे ज्यादा याद किया जाता है। इन्हें उनकी सादगी और विश्वसनीयता के लिए पसंद किया गया था, विशेष रूप से कम्यूटेटरों से बचने के लिए। लाइटहाउस की समुद्री हवा में, कम्यूटेटर जिसका उपयोग पहले डायनेमो जनरेटर के साथ किया जाता था, परेशानी का एक निरंतर स्रोत था। उस समय के प्रकाशस्तंभ रखवाले, आमतौर पर अर्ध-सेवानिवृत्त नाविक, इन अधिक जटिल मशीनों को बनाए रखने के लिए यांत्रिक या विद्युत रूप से पर्याप्त कुशल नहीं थे। डी मेरिटेन्स मैग्नेटो जनरेटर सचित्र 'रिंग घाव' आर्मेचर दिखाता है। चूंकि अब केवल एक ही रोटर डिस्क है, प्रत्येक घोड़े की नाल चुंबक में अलग-अलग चुंबकों का एक ढेर होता है, लेकिन खंभे के टुकड़ों की एक जोड़ी के माध्यम से कार्य करता है। स्व-उत्तेजक डायनेमोस डायनेमोस और अल्टरनेटर दोनों को अपने क्षेत्र कुंडलियों को चलाने के लिए शक्ति के स्रोत की आवश्यकता होती है। इसे 'बूटस्ट्रैपिंग' की कुछ प्रक्रिया के बिना, उनके अपने जनरेटर के उत्पादन द्वारा आपूर्ति नहीं की जा सकती थी। मैनचेस्टर, इंग्लैंड के एक विद्युत इंजीनियर हेनरी वाइल्ड ने मैग्नेटो और इलेक्ट्रो-मैग्नेट जनरेटर का एक संयोजन विकसित किया, जहां मैग्नेटो का उपयोग केवल बड़े अल्टरनेटर को क्षेत्र की आपूर्ति के लिए किया जाता था। ये रैंकिन कैनेडी के काम इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन में सचित्र हैं, कैनेडी ने स्वयं इसका एक सरल संस्करण विकसित किया, जिसका उद्देश्य जहाजों पर प्रकाश के उपयोग के लिए था, जहां एक ही शाफ्ट पर एक डायनेमो और मैग्नेटो को इकट्ठा किया गया था। यहाँ कैनेडी का नवाचार ब्रशगियर की आवश्यकता से पूरी तरह से बचने के लिए था। मैग्नेटो में उत्पन्न धारा घूर्णन शाफ्ट से जुड़े तारों द्वारा डायनेमो के घूर्णन क्षेत्र कुंडल में प्रेषित होती है। डायनेमो का उत्पादन तब स्टेटर कॉइल से लिया जाता है। यह पारंपरिक डायनेमो की तुलना में 'इनसाइड-आउट' है, लेकिन ब्रशगियर की आवश्यकता से बचाता है। वार्ले, सीमेंस और व्हीटस्टोन द्वारा आत्म-उत्तेजक क्षेत्र के आविष्कार ने एक चुंबक उत्तेजक की आवश्यकता को हटा दिया। फील्ड कॉइल के लोहे के आर्मेचर में एक छोटा सा अवशिष्ट क्षेत्र एक कमजोर स्थायी चुंबक के रूप में कार्य करता है, और इस प्रकार एक चुंबक। जनरेटर की शंट वायरिंग अपने कुछ आउटपुट करंट को फील्ड कॉइल में वापस डालती है, जो बदले में आउटपुट को बढ़ाती है। इसका मतलब है कि क्षेत्र पुनर्योजी रूप से 'बिल्ड अप' करता है, हालांकि इसे पूरी तरह से करने में 20-30 सेकंड लग सकते हैं। यहाँ मैग्नेटोस का उपयोग अब अप्रचलित हो गया है, हालाँकि उच्च बिजली पैदा करने वाले सेटों के लिए अलग-अलग उत्तेजक का उपयोग अभी भी किया जाता है, क्योंकि वे उत्पादन शक्ति के आसान नियंत्रण की अनुमति देते हैं। ये विशेष रूप से डीजल-इलेक्ट्रिक इंजनों के संचरण के साथ आम हैं। विद्युत उत्पादन मैग्नेटों में सरलता और विश्वसनीयता के लाभ हैं, लेकिन उनके स्थायी चुंबकों से उपलब्ध चुंबकीय प्रवाह के कारण आकार में सीमित हैं। एक चुंबक के स्थिर उत्तेजना ने एक समकालिक ग्रिड पर काम करते समय अपने अंतिम वोल्टेज या प्रतिक्रियाशील बिजली उत्पादन को नियंत्रित करना मुश्किल बना दिया। इसने उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उनके उपयोग को सीमित कर दिया। बिजली उत्पादन मैग्नेटोज़ संकीर्ण क्षेत्रों तक सीमित थे, जैसे कि पावर आर्क लैंप या लाइटहाउस, जहाँ उत्पादन स्थिरता या सरल विश्वसनीयता की उनकी विशेष विशेषताएँ सबसे अधिक मूल्यवान थीं। पवन टरबाइन छोटे पवन टरबाइन, विशेष रूप से स्व-निर्माण डिजाइन, व्यापक रूप से पीढ़ी के लिए चुंबक प्रत्यावर्ती यंत्रों को अपना रहे हैं। जनरेटर प्रत्यक्ष धारा (डी. सी.) का उत्पादन करने के लिए तीन-चरण वाले स्टेटर और एक पुल सुधारक के साथ घूर्णन करने वाले नियोडियमियम दुर्लभ-पृथ्वी चुंबक का उपयोग करते हैं। यह धारा या तो सीधे पानी पंप करती है, बैटरी में संग्रहीत होती है, या एक मुख्य इन्वर्टर चलाती है जो वाणिज्यिक बिजली ग्रिड की आपूर्ति कर सकती है। एक विशिष्ट डिजाइन एक अक्षीय-प्रवाह जनित्र है जिसे कार ब्रेक डिस्क और हब बेयरिंग से पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। एक मैकफर्सन स्ट्रट टरबाइन को हवा में लाने के लिए अजीमुथ असर प्रदान करता है। ब्रेक डिस्क, अपने जुड़े दुर्लभ-पृथ्वी चुंबक के साथ, आर्मेचर बनाने के लिए घूमती है। इसके बगल में कई अक्षीय कुंडलियों को ले जाने वाली एक प्लाईवुड डिस्क रखी जाती है, जिसके पीछे एक लोहे की आर्मेचर रिंग होती है। बड़े आकारों में, 100 किलोवाट से लेकर मेगावाट रेंज तक, आधुनिक पवन टर्बाइनों के लिए विकसित मशीनों को स्थायी चुंबक तुल्यकालिक जनित्र कहा जाता है। साइकिल आज के मैग्नेटो का एक लोकप्रिय और आम उपयोग साइकिलों पर रोशनी और यू. एस. बी. संचालित उपकरणों को शक्ति प्रदान करने के लिए है। आम तौर पर, एक छोटा चुंबक, जिसे बोतल डायनेमो कहा जाता है, साइकिल के टायर के खिलाफ रगड़ता है और पहिया के मुड़ते ही बिजली पैदा करता है। अधिक महंगा और कम सामान्य लेकिन अधिक कुशल हब डायनेमो है जो एक पहिया के केंद्र के अंदर एक पंजे के खंभे के पिंजरे में एक तांबे की कुंडल के चारों ओर नियोडियमियम चुंबक को घुमाता है। आम तौर पर डायनेमोस के रूप में संदर्भित, दोनों उपकरण वास्तव में मैग्नेटोस हैं, जो एक सच्चे डायनेमो द्वारा उत्पादित प्रत्यक्ष धारा के विपरीत वैकल्पिक धारा का उत्पादन करते हैं। चिकित्सा अनुप्रयोग मैग्नेटो में इलेक्ट्रोमेडिसिन की शुरुआत में मानसिक बीमारी के इलाज के लिए एक चिकित्सा अनुप्रयोग भी था। 1850 में, एक फ्रांसीसी डॉक्टर, डुचेन डी बोलोग्ने ने तंत्रिका विज्ञान में नैदानिक प्रयोगों के लिए, हाथ से अलग-अलग क्रांतियों या दो कुंडलियों के प्रेरण को बदलकर, एक परिवर्तनीय बाहरी वोल्टेज और आवृत्ति के साथ एक चुंबक का विकास और निर्माण किया। स्पार्क प्लग के लिए उच्च वोल्टेज के आवेगों का उत्पादन करने के लिए अनुकूलित इग्निशन मैग्नेटोज़ का उपयोग स्पार्क-इग्निशन पिस्टन इंजनों की इग्निशन प्रणालियों में किया जाता है। मैग्नेटोज़ का उपयोग पिस्टन विमान इंजनों में उनकी विश्वसनीयता और सादगी के लिए किया जाता है, अक्सर जोड़े में। मोटर साइकिल और स्नोमोबाइल जैसे मोटर खेल वाहन मैग्नेटो का उपयोग कर सकते हैं क्योंकि वे बैटरी पर निर्भर इग्निशन सिस्टम की तुलना में वजन में हल्के होते हैं। लॉन मोवर्स, चेन आरी, पोर्टेबल पंप और इसी तरह के अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले छोटे आंतरिक दहन इंजन अर्थव्यवस्था और वजन घटाने के लिए मैग्नेटो का उपयोग करते हैं। मैग्नेटोज़ का उपयोग राजमार्ग मोटर वाहनों में नहीं किया जाता है जिनमें एक क्रैंकिंग बैटरी होती है, जिसे एक मैग्नेट प्रणाली की तुलना में अधिक इग्निशन समय नियंत्रण की आवश्यकता हो सकती है, हालांकि परिष्कृत सॉलिड स्टेट कंट्रोलर अधिक आम होते जा रहे हैं। मैग्नेटो एक्सचेंज में स्थानीय बैटरी स्टेशन सेवा के लिए टेलीफोन मैनुअल टेलीफोन एक हाथ से क्रैंक किए गए मैग्नेटो जनरेटर से लैस थे जो केंद्रीय कार्यालय ऑपरेटर को सचेत करने के लिए एक वैकल्पिक वोल्टेज का उत्पादन करते थे, या उसी (पार्टी) लाइन पर अन्य टेलीफोन की घंटी बजाते थे। भविष्य की संभावनाएँ आधुनिक दुर्लभ-पृथ्वी चुंबकों का विकास सरल चुंबक प्रत्यावर्तक को एक बिजली जनित्र के रूप में अधिक व्यावहारिक प्रस्ताव बनाता है, क्योंकि ये क्षेत्र की ताकत में बहुत वृद्धि की अनुमति देते हैं। चूँकि चुंबक कॉम्पैक्ट और हल्के वजन के होते हैं, वे आम तौर पर रोटर बनाते हैं, इसलिए आउटपुट वाइंडिंग को स्टेटर पर रखा जा सकता है, जिससे ब्रशगियर की आवश्यकता से बचा जा सकता है। 1980 के दशक के अंत तक, एक प्रारंभिक दुर्लभ-पृथ्वी प्रकार, समरियम-कोबाल्ट जैसी चुंबकीय सामग्री में विकास, स्थायी चुंबक प्रत्यावर्तकों का उपयोग उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जिनके लिए एक अत्यंत मजबूत जनरेटर की आवश्यकता होती है। निर्देशित मिसाइलों में, ऐसे जनरेटर एक फ्लक्स स्विचिंग अल्टरनेटर की जगह ले सकते हैं। इन्हें उच्च गति से काम करना चाहिए, सीधे टरबाइन से जोड़ा जाना चाहिए। दोनों प्रकार आउटपुट कॉइल के स्टेटर का हिस्सा होने के लाभ को साझा करते हैं, इस प्रकार ब्रशगियर की आवश्यकता से बचते हैं। विद्युत चुंबकत्व फैराडे का प्रेरण नियम भी देखें।