विद्युतचुंबकीय प्रेरण: परिभाषा और सूत्र

अधिष्ठापनविद्युत चुम्बकीय यह है घटना के उद्भव के लिए जिम्मेदार विद्युत धाराएं सामग्री में कंडक्टर में डूबे चुंबकीय क्षेत्र, जब में परिवर्तन के अधीन चुंबकीय क्षेत्र प्रवाह जो उन्हें पार करता है।

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इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन

1820 के आसपास, हैंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड पाया कि. के बीच एक संबंध है घटनाबिजली तथा चुंबकीय। संयोग से, ओर्स्टेड ने नोट किया कि का मार्ग विद्युत प्रवाह एक कंडक्टर तार पर कुछ के संरेखण की दिशा बदल सकता है परकार जिसे तार के पास छोड़ दिया गया था।

हे प्रयोगमेंएस्टड हमें यह समझने की अनुमति दी कि बिजली और चुंबकत्व, तब तक एक दूसरे से "स्वतंत्र", एक ही प्रकृति की घटनाएं हैं। यह इस खोज से था कि अध्ययन करता है विद्युत.

फैराडे के प्रयोग से पता चला कि एक दोलनशील चुंबकीय क्षेत्र विद्युत प्रवाह उत्पन्न कर सकता है।

की खोज के बाद अध्ययन में प्रगति के अनुसार एस्टड, यह समझा गया था कि विद्युत धाराएं चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने में सक्षम थीं, पारस्परिक, बदले में, केवल 1831 में देखा गया था, जब माइकल फैराडे पता चला कि विद्युत धारा चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने में सक्षम है। इसलिए,

फैराडे कई प्रयोग किए, उनके प्रायोगिक उपकरण में तांबे के तारों की दो वाइंडिंग (कॉइल्स) में लिपटे लोहे की अंगूठी शामिल थी, जो एक से जुड़ी थी ड्रम और एक गैल्वेनोमीटर (धारा मापने के लिए प्रयुक्त उपकरण)।

फैराडे ने महसूस किया कि जब बैटरी थी परयाकामोत्तेजित, में एक धारा का गठन किया गया था बिजली की शक्ति नापने का यंत्र, हालाँकि, यह करंट बंद हो गया और बैटरी के कनेक्ट या डिस्कनेक्ट होने पर ही फिर से प्रकट हुआ। फैराडे ने विभिन्न प्रयोग किए, उनमें से एक में उन्होंने पाया कि जब a चुंबक एक संवाहक कुंडल (जिसे सोलेनोइड के रूप में भी जाना जाता है) की ओर, एक विद्युत धारा प्रवाहित होती है। उन्होंने खोज की थी सिद्धांतदेता हैअधिष्ठापनविद्युतचुंबकीय।

विद्युत प्रवाह की उपस्थिति या रुकावट के कारण गैल्वेनोमीटर सुई हिल गई।

माइकल फैराडे ने खोज की थी कि आंदोलनसापेक्ष एक चुंबक और एक कुंडल के बीच विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने में सक्षम था, वर्तमान में इस घटना का उपयोग दुनिया भर में के उत्पादन के लिए किया जाता है बिजली में बिजली संयंत्रोंजलविद्युत संयंत्र, थर्मोइलेक्ट्रिक,परमाणु,हवा आदि।

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विद्युत चुम्बकीय प्रेरण और फैराडे का नियमday

के अनुसार कानूनमेंफैराडे, जब वहाँ परिवर्तनमेंबहेमेंमैदानचुंबकीय किसी प्रवाहकीय परिपथ में, जैसे किसी कुण्डली में, a प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल (विद्युत वोल्टेज) इस कंडक्टर में उत्पन्न होता है।

बहेचुंबकीय, बदले में, यह एक क्षेत्र को पार करने वाली चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की संख्या से संबंधित है। उस भौतिक मात्राडब्ल्यूबी (वेबर या टी/एम/) में मापा गया, की तीव्रता से संबंधित है मैदानचुंबकीय चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं और क्षेत्र की सामान्य रेखा के बीच के क्षेत्र और कोण के साथ।

Φ - चुंबकीय प्रवाह (Wb या T/m²)

ख - चुंबकीय क्षेत्र (टी - टेस्ला)

- क्षेत्र (एम²)

θ - B और क्षेत्र A. के अभिलंब के बीच का कोण

यद्यपि विद्युतचुंबकीय प्रेरण किसकी खोज थी? फैराडे, उन्होंने इसे गणितीय रूप से नहीं निकाला, और न ही वे समझा सकते थे कि सर्किट में इलेक्ट्रोमोटिव बल किस तरह से दिखाई देता है, ये कार्यान्वयन बाद में आए, के हाथों हेनरिकलेन्ज तथा फ्रांजअर्नस्टन्यूमैन, फैराडे के नियम को आकार देना जैसा कि हम आज जानते हैं।

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न्यूमैन का योगदान फैराडे के कानून के समीकरण से संबंधित है, उन्होंने इसे चुंबकीय क्षेत्र के प्रवाह के अस्थायी बदलाव के रूप में वर्णित किया, देखें:

ε- प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल (वी - वोल्ट)

ΔΦ - चुंबकीय प्रवाह भिन्नता (डब्ल्यूबी)

तो - समय अंतराल

का योगदान लेन्ज़, बदले में, यह ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत से संबंधित था। लेन्ज ने समझाया कि चुंबकीय प्रवाह में भिन्नता से प्रेरित विद्युत प्रवाह की दिशा क्या होनी चाहिए। उनके अनुसार जो विद्युत धारा प्रेरित होती है वह सदैव उत्पन्न होती है बाहरी चुंबकीय प्रवाह की भिन्नता का विरोध करने के लिए. लेनज़ की खोज ने हमें फैराडे के नियम में ऋणात्मक चिन्ह जोड़ने के लिए प्रेरित किया:

निम्नलिखित आंकड़ा दिखाता है कि फैराडे-लेन्ज़ कानून के अनुसार प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल कैसे उत्पन्न होता है, ध्यान दें कि प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र की रेखाएं क्षतिपूर्ति करने के लिए उत्पन्न होती हैं चुंबकीय क्षेत्र प्रवाह भिन्नता जो के आंतरिक भाग की ओर बढ़ता है solenoid:

जैसे ही हम कुंडल के चुंबकीय उत्तर की ओर बढ़ते हैं, यह एक विपरीत चुंबकीय उत्तर उत्पन्न करता है।

चुंबकीय उत्तर से प्रस्थान करने से कुंडली चुंबकीय दक्षिण उत्पन्न करती है।

विद्युतचुंबकीय प्रेरण सूत्र

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के मुख्य सूत्र चुंबकीय क्षेत्र प्रवाह सूत्र और फैराडे-लेन्ज़ कानून हैं, देखें:

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के अनुप्रयोग

आइए विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के कुछ प्रत्यक्ष अनुप्रयोगों को जानें, जिसमें प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर शामिल हैं, ट्रान्सफ़ॉर्मर और इलेक्ट्रिक मोटर्स।

प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर

के सभी जनरेटर प्रत्यावर्ती विद्युत धारा के अनुसार कार्य करें फैराडे का विद्युत चुम्बकीय प्रेरण। ये जनरेटर कई प्रकार के बिजली संयंत्रों में मौजूद हैं, और उन सभी के लिए सामान्य कारक यह है कि विद्युत ऊर्जा से प्राप्त की जाती है परिवर्तन देता है मेकेनिकल ऊर्जा.

जलविद्युत संयंत्रों में, उदाहरण के लिए, झरना बदल देता है गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा के एक महान द्रव्यमान का पानी में गतिज ऊर्जा, यह ऊर्जा शक्तिशाली मैग्नेट और बड़े प्रवाहकीय कॉइल से जुड़े जनरेटर ब्लेड के घूर्णी आंदोलन का उत्पादन करती है। यदि आप विषय में अधिक रुचि रखते हैं, तो हमारे पाठ तक पहुँचें: जेनरेटर.

ट्रान्सफ़ॉर्मर

ट्रान्सफ़ॉर्मर ऐसे उपकरण हैं जो. की परिघटना का प्रत्यक्ष उपयोग करते हैं इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन। ये उपकरण केवल वैकल्पिक विद्युत धाराओं के साथ काम करते हैं और इसमें लोहे की पट्टी होती है, आमतौर पर यू-आकार में, दो कॉइल में लिपटे, अलग-अलग संख्या में घुमाव के साथ। जब विद्युत धारा पहली वाइंडिंग से गुजरती है, तो कॉइल द्वारा एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है, जो तब केंद्रित होता है और लोहे की पट्टी के माध्यम से प्रसारित होता है। दूसरी कुंडली, दोलनशील चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आने पर, एक प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है, जो लोहे की छड़ द्वारा प्रेषित के विपरीत होता है।

के बीच का अंतर संख्यामेंमोड़ों लोहे की छड़ के प्रत्येक तरफ दो कुंडलियों में प्रेरित विद्युत प्रवाह की तीव्रता अलग-अलग होती है, हालांकि, शक्ति उनमें से प्रत्येक में विद्युत प्रवाह समान है, इस प्रकार, विद्युत प्रवाह में वृद्धि, एक संभावित गिरावट है और इसके विपरीत।

ट्रांसफॉर्मर इस तरह से काम करते हैं: वे अपने प्रत्येक कॉइल में वाइंडिंग की संख्या के अनुपात के अनुसार विद्युत प्रवाह की तीव्रता को कम या कम कर सकते हैं। ट्रांसफार्मर के लिए प्रयुक्त सूत्र नीचे दिखाया गया है, इसे देखें:

वी_पी तथा वी_रों - प्राथमिक और माध्यमिक वोल्टेज

नहीं_पी तथा नहीं_रों - प्राथमिक और द्वितीयक कुंडल वाइंडिंग की संख्या

क्या आप इस विषय को लेकर उत्सुक हैं? हमारा पाठ पढ़ें: एक ट्रांसफार्मर क्या है?

विद्युत मोटर्स

आप विद्युत मोटर्स के रूप में कार्य करें उल्टे विद्युत जनरेटरयानी यांत्रिक ऊर्जा को में बदलने के बजाय बिजली, उत्पादित करें ऊर्जायांत्रिकीबिजली से. इस मामले में, बिजली उत्पन्न करने के लिए एक शाफ्ट के रोटेशन का उपयोग करने के बजाय, हम कई कॉइल के माध्यम से एक शाफ्ट घाव के माध्यम से एक विद्युत प्रवाह पास करते हैं, जिससे यह घूमता है।

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