तंत्रज्ञानामध्ये अँपिअरच्या फोर्स अॅक्शनचा वापर

1820 मध्ये, डॅनिश भौतिकशास्त्रज्ञ हान्स ख्रिश्चन ऑरस्टेड यांनी एक मूलभूत शोध लावला: होकायंत्राची चुंबकीय सुई थेट विद्युत प्रवाह वाहून नेणाऱ्या वायरद्वारे विचलित होते. अशाप्रकारे, शास्त्रज्ञाला एका प्रयोगात असे आढळून आले की विद्युतप्रवाहाचे चुंबकीय क्षेत्र विद्युत्प्रवाहाला अगदी लंबवत निर्देशित केले जाते आणि त्यास समांतर नाही, जसे गृहीत धरले जाऊ शकते.

फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ आंद्रे-मेरी अॅम्पेरे हे ऑर्स्टेडच्या प्रयोगाच्या प्रात्यक्षिकेने इतके प्रेरित झाले की त्यांनी या दिशेने त्यांचे संशोधन स्वतःच सुरू ठेवण्याचा निर्णय घेतला.

अँपिअर हे स्थापित करण्यात सक्षम होते की विद्युत प्रवाह वाहून नेणारी चुंबकीय सुई केवळ एक चुंबकीय सुईच नाही तर थेट प्रवाह वाहून नेणारे दोन समांतर वाहक एकतर एकमेकांना आकर्षित करू शकतात किंवा मागे टाकू शकतात - ते एकमेकांच्या सापेक्ष कोणत्या दिशेने फिरत आहेत यावर अवलंबून. तारा

असे दिसून आले की विद्युत प्रवाह चुंबकीय क्षेत्र तयार करतो आणि चुंबकीय क्षेत्र आधीच दुसर्या प्रवाहावर कार्य करते.अँपिअरने असा निष्कर्ष काढला की विद्युत प्रवाह वाहून नेणारी तार देखील कायम चुंबकावर (बाण) कार्य करते कारण अनेक सूक्ष्म प्रवाह बंद मार्गांमध्ये चुंबकाच्या आत देखील वाहतात आणि व्यवहारात, चुंबकीय क्षेत्र परस्परसंवाद करत असले तरी, या चुंबकीय क्षेत्रांचे स्त्रोत, प्रवाह. , repelled आहेत. प्रवाहाशिवाय चुंबकीय परस्परसंवाद होणार नाही.

परिणामी, त्याच वर्षी 1820 मध्ये, अँपिअरने एक नियम शोधला ज्यानुसार थेट विद्युत प्रवाह परस्परसंवाद करतात. एका दिशेने निर्देशित करंट असलेले कंडक्टर एकमेकांना आकर्षित करतात आणि विरुद्ध दिशेने निर्देशित करंट असलेले कंडक्टर एकमेकांना दूर करतात (पहा - अँपिअरचा कायदा).

त्याच्या प्रायोगिक कार्याचा परिणाम म्हणून, अँपिअरला असे आढळून आले की चुंबकीय क्षेत्रामध्ये ठेवलेल्या विद्युत प्रवाह वाहून नेणाऱ्या तारेवर कार्य करणारी शक्ती वायरमधील विद्युत् I च्या परिमाणावर आणि चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रेरण B च्या परिमाणावर रेखीयपणे अवलंबून असते. ज्यामध्ये ही वायर ठेवली आहे.

अँपिअरचा नियम खालीलप्रमाणे तयार केला जाऊ शकतो. इंडक्शन B च्या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये स्थित वर्तमान घटक dI वर चुंबकीय क्षेत्र कार्य करते ते बल dF हे चुंबकीय प्रेरण B द्वारे प्रवाहकीय घटक dL च्या लांबीच्या प्रवाहाच्या आणि सदिश उत्पादनाच्या थेट प्रमाणात असते.

डाव्या हाताच्या नियमाने अँपिअरच्या बलाची दिशा ठरवता येते. जेव्हा तार चुंबकीय प्रेरणाच्या रेषांना लंब असते तेव्हा हे बल सर्वात जास्त असते. तत्त्वानुसार, चुंबकीय क्षेत्राच्या बलाच्या रेषांच्या कोनात अल्फा येथे इंडक्शन B च्या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये ठेवलेल्या विद्युत प्रवाह I वाहून नेणाऱ्या L लांबीच्या वायरसाठी अँपिअर सामर्थ्य समान आहे:

आज, असा युक्तिवाद केला जाऊ शकतो की इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक क्रिया ज्यामध्ये एक घटक यांत्रिक गतीमध्ये सेट करते ते सर्व विद्युत घटक अँपिअरचे बल वापरतात.

इलेक्ट्रोमेकॅनिकल मशीन्सच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत तंतोतंत या शक्तीवर आधारित आहे, उदाहरणार्थ, इलेक्ट्रिक मोटरमध्ये… कोणत्याही क्षणी, इलेक्ट्रिक मोटरच्या ऑपरेशन दरम्यान, त्याच्या रोटर विंडिंगचा काही भाग स्टेटर विंडिंगच्या भागाच्या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये फिरतो. हे अँपिअरच्या बलाचे आणि प्रवाहांच्या परस्परसंवादाच्या अँपिअरच्या नियमाचे प्रकटीकरण आहे.

हे तत्त्व कदाचित इलेक्ट्रिक मोटर्समध्ये सर्वात सामान्य आहे, जेथे अशा प्रकारे विद्युत उर्जेचे यांत्रिक उर्जेमध्ये रूपांतर होते.

जनरेटर, तत्त्वतः, समान इलेक्ट्रिक मोटर आहे, केवळ उलट परिवर्तन लक्षात घेऊन: यांत्रिक ऊर्जा विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतरित होते (पहा — एसी आणि डीसी जनरेटर कसे काम करतात?).

मोटरमध्ये, रोटर विंडिंग, ज्याद्वारे विद्युत् प्रवाह वाहतो, स्टेटर चुंबकीय क्षेत्रामधून अँपिअर फोर्सची क्रिया अनुभवते (ज्यावर इच्छित दिशेने वर्तमान देखील कार्य करते) आणि अशा प्रकारे मोटरचा रोटर आत प्रवेश करतो. एक रोटेशनल हालचाल, भारासह शाफ्टचे फिरणे.

इलेक्ट्रिक कार, ट्राम, इलेक्ट्रिक गाड्या आणि इतर इलेक्ट्रिक वाहनांना चाक फिरवण्याचा अनुभव येतो कारण AC किंवा DC ड्राईव्ह मोटरमध्ये अँपिअरच्या शक्तीच्या कृती अंतर्गत फिरणाऱ्या शाफ्टमुळे. एसी आणि डीसी मोटर्स अँपिअर वापरतात.

इलेक्ट्रिक लॉक (लिफ्टचे दरवाजे, गेट्स इ.) त्याच प्रकारे कार्य करतात, एका शब्दात - सर्व यंत्रणा जेथे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक क्रियेमुळे यांत्रिक हालचाली होतात.

उदाहरणार्थ, लाउडस्पीकरच्या स्पीकरमध्ये आवाज निर्माण करणाऱ्या लाऊडस्पीकरमध्ये, पडदा कंपन करतो कारण विद्युत प्रवाह वाहून नेणारी कॉइल ज्याभोवती स्थापित केली जाते त्या स्थायी चुंबकाच्या चुंबकीय क्षेत्राद्वारे मागे टाकली जाते.अशाप्रकारे ध्वनी कंपने तयार होतात — अॅम्पेरेज हे परिवर्तनशील असते (कॉइलमधील विद्युत् प्रवाह पुनरुत्पादित होणाऱ्या ध्वनीच्या वारंवारतेनुसार बदलत असल्याने) डिफ्यूझरला धक्का देतो, आवाज निर्माण करतो.

मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक सिस्टीमच्या इलेक्ट्रिकल मापन यंत्रांमध्ये (उदा. अॅनालॉग अॅमीटर) स्थापित काढता येण्याजोग्या वायर फ्रेमचा समावेश होतो कायम चुंबकाच्या ध्रुवांच्या दरम्यान… फ्रेम सर्पिल स्प्रिंग्सवर निलंबित केली जाते, ज्याद्वारे मोजलेले विद्युत प्रवाह या मापन यंत्रातून, खरेतर, फ्रेममधून जाते.

जेव्हा प्रवाह फ्रेममधून जातो, तेव्हा अॅम्पीयर बल, दिलेल्या प्रवाहाच्या परिमाणाच्या प्रमाणात, त्यावर कायम चुंबकाच्या चुंबकीय क्षेत्रात कार्य करते, म्हणून फ्रेम फिरते, स्प्रिंग्स विकृत होते. स्प्रिंग फोर्सद्वारे अॅम्पीयर फोर्स संतुलित केल्यावर, बेझल फिरणे थांबते आणि त्या वेळी रीडिंग घेतले जाऊ शकते.

मापन यंत्राच्या ग्रॅज्युएटेड स्केलकडे निर्देशित करणारा बाण फ्रेमशी जोडलेला आहे. बाणाच्या विक्षेपणाचा कोन फ्रेममधून जाणार्‍या एकूण विद्युत् प्रवाहाच्या प्रमाणात आहे. फ्रेममध्ये सहसा अनेक वळणे असतात (पहा — Ammeter आणि voltmeter साधन).