Što Su Magnetske Trake I Kako Rade?

Kada trebate stvoriti video sadržaj ili glazbu, kamkorderi i pametni telefoni odmah dolaze na pamet. Ono što ne dolazi u obzir je korištenje magnetizma za stvaranje i dijeljenje tih vrijednih podataka! Međutim, ne tako davno, magnetske vrpce bile su dominantno sredstvo za stvaranje i pohranu audiovizualnih podataka,a zapravo su već više od jednog stoljeća!

Prije nego što stvorite stereotipnu sliku magnetskih vrpci u vintage uređajima kao što su kasete, možda ćete biti iznenađeni kada saznate da su magnetske trake još uvijek prikladan i izdržljiv medij za dugoročno skladištenje i nastavljaju se poboljšavati svake godine!

Prije nego što dođemo do svega toga, premotajmo film 1900-ih.

 

Revolucija U Snimanju I Pohranjivanju Zvuka
Godine 1900. Danski inženjer Valdemar Poulsen predstavio je magnetsku snimku na žici za izložbu na Svjetskoj izložbi u Parizu. Godine 1928. u Njemačkoj je uvedena magnetska traka za snimanje i pohranu zvuka.

Uskoro, inženjeri širom svijeta pokupili su ovaj izum i poboljšali dizajne sa svakom naknadnom iteracijom.

Osnovni princip iza radnog mehanizma ostaje isti za sve magnetske trake, bez obzira na godinu izdavanja. Kako se znanost o materijalima razvila u drugoj polovici dvadesetog stoljeća, razvijene su trake s odgovarajućim fizičkim i kemijskim svojstvima, kao što su tanka širina, visoka fleksibilnost, visoka gustoća podataka i otpornost na vlagu.

Iako su se poboljšali, načelo rada ostaje nepromijenjeno do danas. Njihov dizajn i rad raspravlja se u nastavku.

Dizajn Magnetskih Vrpci
Magnetska traka se sastoji od sljedećih dijelova:

1) traka
Traka se sastoji od tri sloja: gornjeg sloja, podloge u sredini i donjeg sloja.

Gornji sloj sastoji se od magnetskog pigmenta koji se drži zajedno s vezivom kako bi se stvorila emulzija. Magnetski pigment sastoji se od feromagnetske tvari kao što su željezni oksid, krom dioksid ili čisto željezo. Pigment pruža male magnetske domene koje se mogu manipulirati za stvaranje i pohranu signala. Vezivo je termoplastični polimer, kao što je celulozni acetat ili poliuretan, u koji su ugrađeni magnetski pigmenti. Gornji sloj je prilično tanak i kreće se od 2 do 13 inča u poprečnom presjeku.
Podloga se sastoji od termoplastičnog polimera, kao što je polietilen tereftalat ili polivinil klorid, koji daju vrpci strukturu. Ovaj sloj je najdeblji i kreće se od 6 do 30 mikrona u poprečnom presjeku.
Donji sloj je opcionalan. Ako je prisutan, koristi se crna prostirka kako bi se spriječilo nakupljanje elektrostatskih naboja zbog stalnog relativnog kretanja između trake i glave Trake. Ovaj sloj je najtanji od svih i nije veći od 7 µm u poprečnom presjeku.
2) glava remena
Glava trake sastoji se od tri podnožja: glave za čitanje, glave za pisanje i glave za brisanje linearno postavljene. Sve tri glave sastoje se od feromagnetskog prstena s prorezom na dnu, gdje glava dolazi u dodir s trakom ispod (ne dolazi u fizički kontakt). Žičane zavojnice su omotane oko sve tri glave.

https://www.shutterstock.com/image-photo/details-vintage-tape-magnetophon-broadcasting-professional-1988719628 (potpis: traka prolazi kroz glave Trake)

3) Traka-Vodilica
Par vodilica je prisutan na obje strane glave trake i dodiruje traku, osiguravajući mehaničku napetost trake. Vodilice se sinkroniziraju s istim kutnim brzinama. Jedna vodilica hrani traku u glavu trake, dok druga vodilica izvlači traku iz glave Trake. Rotacija je sinkronizirana kako bi se osigurala potrebna manipulacija magnetskim pigmentom.

Obrada Magnetskih Vrpci
Kao preduvjet za razumijevanje rada magnetskih vrpci, potrebno je uvesti nekoliko pojmova elektromagnetizma i fizike čvrstog stanja.

1) Načelo Djelovanja
Faradayov prvi zakon o elektromagnetskoj indukciji: promjena magnetskog toka koji prolazi kroz zavojnicu inducira napon u zavojnici. Jednostavnim riječima, ako je žičana zavojnica smještena u magnetsko polje (poput polja magnetskog magneta), tada promjena snage magnetskog polja koja prolazi kroz zavojnicu inducira napon (a time i struju) u zavojnici.
Vodljiva žica stvara magnetsko polje oko sebe, s vodovima snage zatvorenim krugovima.
Feromagnetizam: neki elementi snažno privlače vanjska magnetska polja i stalno se magnetiziraju kada su izloženi vanjskim magnetskim poljima. Takvi elementi nazivaju se feromagneti, a taj se fenomen naziva feromagnetizam. Feromagneti se sastoje od tisuća mikroskopskih područja homogenih magnetskih polja, nazvanih domena. Polje svake domene ima čistu veličinu i smjer. Ako je primijenjeno dovoljno snažno vanjsko magnetsko polje, sve domene su poredane duž smjera vanjskog magnetskog polja kako bi se postiglo stanje s najmanjom energijom.