इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक प्रेरण

कंडक्टरच्या ईएमएफच्या इंडक्शनमध्ये देखावा

आपण ठेवले तर चुंबकीय क्षेत्र वायर आणि ते हलवा जेणेकरून ते हलवताना फील्ड लाईन्स ओलांडतील, नंतर वायर असेल विद्युतचुंबकिय बलEMF इंडक्शन म्हणतात.

कंडक्टर स्वतः स्थिर राहिल्यास आणि चुंबकीय क्षेत्र पुढे सरकून कंडक्टरला त्याच्या बलाच्या रेषा ओलांडूनही कंडक्टरमध्ये इंडक्शन EMF येईल.

जर कंडक्टर ज्यामध्ये इंडक्शन ईएमएफ प्रेरित आहे तो कोणत्याही बाह्य सर्किटला बंद केला असेल, तर या ईएमएफच्या कृती अंतर्गत सर्किटमधून विद्युत प्रवाह वाहते, तथाकथित प्रेरण प्रवाह.

कंडक्टरच्या चुंबकीय क्षेत्र रेषा ओलांडल्यावर EMF इंडक्शनच्या घटनेला इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शन म्हणतात.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शन ही उलट प्रक्रिया आहे, म्हणजेच यांत्रिक उर्जेचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनची घटना मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते विद्युत अभियांत्रिकी…विविध विद्युत यंत्रांचे यंत्र त्याच्या वापरावर आधारित आहे.

EMF इंडक्शनची परिमाण आणि दिशा

कंडक्टरमध्ये प्रेरित EMF चे परिमाण आणि दिशा काय असेल याचा आता आपण विचार करूया.

इंडक्शन EMF चे परिमाण प्रति युनिट वेळेत वायर ओलांडणाऱ्या शक्तीच्या ओळींच्या संख्येवर अवलंबून असते, म्हणजेच शेतात वायरच्या हालचालीच्या गतीवर.

प्रेरित EMF चे परिमाण चुंबकीय क्षेत्रामध्ये कंडक्टरच्या हालचालीच्या गतीशी थेट प्रमाणात असते.

प्रेरित EMF चे परिमाण फील्ड लाईन्सने ओलांडलेल्या वायरच्या त्या भागाच्या लांबीवर देखील अवलंबून असते. कंडक्टरचा फील्ड लाइन्स ओलांडलेला भाग जितका मोठा असेल तितका कंडक्टरमध्ये प्रेरित ईएमएफ जास्त असेल. शेवटी, चुंबकीय क्षेत्र जितके मजबूत असेल, म्हणजेच त्याचे प्रेरण जितके जास्त असेल तितके हे क्षेत्र ओलांडणाऱ्या कंडक्टरमध्ये EMF जास्त असेल.

अशा प्रकारे, चुंबकीय क्षेत्रामध्ये जेव्हा कंडक्टर हलतो तेव्हा इंडक्शनचे EMF मूल्य चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रेरण, कंडक्टरची लांबी आणि त्याच्या हालचालीच्या गतीशी थेट प्रमाणात असते.

हे अवलंबित्व सूत्र E = Blv द्वारे व्यक्त केले जाते,

जेथे E प्रेरण ईएमएफ आहे; बी - चुंबकीय प्रेरण; मी वायरची लांबी आहे; v हा वायरचा वेग आहे.

हे ठामपणे लक्षात ठेवले पाहिजे की चुंबकीय क्षेत्रात फिरणाऱ्या कंडक्टरमध्ये, जर हा कंडक्टर फील्डच्या चुंबकीय क्षेत्र रेषांनी ओलांडला असेल तरच इंडक्शनचा EMF होतो. जर कंडक्टर फील्ड लाईन्सच्या बाजूने फिरत असेल, म्हणजे, तो ओलांडत नाही, परंतु त्यांच्या बाजूने सरकत आहे असे दिसते, तर त्यात कोणतेही EMF प्रेरित होत नाही. म्हणून, वरील सूत्र केवळ तेव्हाच वैध आहे जेव्हा तार चुंबकीय क्षेत्र रेषांना लंब सरकते.

प्रेरित ईएमएफची दिशा (तसेच वायरमधील विद्युत् प्रवाह) तार कोणत्या दिशेने फिरत आहे यावर अवलंबून असते. प्रेरित EMF ची दिशा ठरवण्यासाठी उजव्या हाताचा नियम आहे.

जर तुम्ही तुमच्या उजव्या हाताचा तळहात धरला म्हणजे चुंबकीय क्षेत्र रेषा त्यात प्रवेश करतात आणि वाकलेला अंगठा कंडक्टरच्या हालचालीची दिशा दर्शवेल, तर विस्तारित चार बोटांनी प्रेरित ईएमएफच्या क्रियेची दिशा आणि दिशा दर्शवेल. कंडक्टरमधील विद्युत् प्रवाह.

उजव्या हाताचा नियम

कॉइलमध्ये ईएमएफ इंडक्शन

आम्ही आधीच सांगितले आहे की वायरमध्ये इंडक्शनचा EMF तयार करण्यासाठी, एकतर वायर स्वतः किंवा चुंबकीय क्षेत्र चुंबकीय क्षेत्रामध्ये हलवणे आवश्यक आहे. दोन्ही प्रकरणांमध्ये, वायरला फील्डच्या चुंबकीय क्षेत्र रेषांनी ओलांडणे आवश्यक आहे, अन्यथा कोणताही emf प्रेरित होणार नाही. प्रेरित ईएमएफ, आणि त्यामुळे प्रेरित विद्युत् प्रवाह, केवळ सरळ वायरमध्येच नाही तर कॉइलमध्ये वळवलेल्या वायरमध्ये देखील येऊ शकतो.

आत हलवत असताना कॉइल्स कायम चुंबकाच्या, चुंबकाचा चुंबकीय प्रवाह गुंडाळीच्या वळणाला ओलांडतो, म्हणजेच चुंबकाच्या क्षेत्रात सरळ वायर हलवताना त्याच प्रकारे, त्यामध्ये एक EMF प्रेरित होतो.

जर चुंबक हळूहळू कॉइलमध्ये कमी केला तर त्यात उद्भवणारा EMF इतका लहान असेल की उपकरणाची सुई देखील विचलित होणार नाही. त्याउलट, चुंबक त्वरीत कॉइलमध्ये घातल्यास, बाणाचे विक्षेपण मोठे असेल. याचा अर्थ प्रेरित EMF चे परिमाण आणि त्यानुसार, कॉइलमधील विद्युत् प्रवाहाची ताकद चुंबकाच्या गतीवर अवलंबून असते, म्हणजेच फील्डच्या फील्ड रेषा कॉइलची वळणे किती वेगाने ओलांडतात यावर अवलंबून असते. जर आता, वैकल्पिकरित्या, सुरुवातीला मजबूत चुंबक आणि नंतर एक कमकुवत चुंबक कॉइलमध्ये समान वेगाने घातला असेल, तर तुमच्या लक्षात येईल की मजबूत चुंबकाने उपकरणाची सुई मोठ्या कोनात विचलित होईल.याचा अर्थ, प्रेरित EMF चे परिमाण आणि त्यानुसार, कॉइलमधील विद्युत् प्रवाहाची ताकद चुंबकाच्या चुंबकीय प्रवाहाच्या विशालतेवर अवलंबून असते.

शेवटी, जर तेच चुंबक समान वेगाने, प्रथम मोठ्या संख्येने वळण असलेल्या कॉइलमध्ये आणि नंतर खूप लहान संख्येसह, तर पहिल्या प्रकरणात उपकरणाची सुई त्याच्यापेक्षा मोठ्या कोनाने विचलित होईल. दुसरा. याचा अर्थ प्रेरित ईएमएफचे परिमाण आणि त्यानुसार, कॉइलमधील विद्युत् प्रवाहाची ताकद त्याच्या वळणांच्या संख्येवर अवलंबून असते. कायम चुंबकाऐवजी इलेक्ट्रोमॅग्नेट वापरल्यास समान परिणाम मिळू शकतात.

कॉइलमध्ये ईएमएफच्या इंडक्शनची दिशा चुंबकाच्या हालचालीच्या दिशेवर अवलंबून असते. इंडक्शनच्या EMF ची दिशा कशी ठरवायची, E. H. Lenz ने स्थापित केलेला कायदा सांगतो.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनचा लेन्झचा नियम

कॉइलच्या आत असलेल्या चुंबकीय प्रवाहातील कोणताही बदल त्यामध्ये इंडक्शनचा ईएमएफ दिसण्यासह असतो आणि कॉइलमध्ये प्रवेश करणारा चुंबकीय प्रवाह जितका वेगाने बदलतो तितका त्यातील EMF जास्त असतो.

जर कॉइल ज्यामध्ये इंडक्शन ईएमएफ तयार केला जातो तो बाह्य सर्किटला बंद केला असेल, तर इंडक्शन करंट त्याच्या वळणांमधून वाहते, ज्यामुळे ताराभोवती चुंबकीय क्षेत्र तयार होते, ज्यामुळे कॉइल सोलनॉइडमध्ये बदलते. असे दिसून आले की बदलणारे बाह्य चुंबकीय क्षेत्र कॉइलमध्ये एक प्रेरित विद्युत् प्रवाह निर्माण करते, ज्यामुळे कॉइलभोवती स्वतःचे चुंबकीय क्षेत्र तयार होते—वर्तमान क्षेत्र.

या घटनेचा अभ्यास करून, ई.एच. लेन्झ यांनी एक कायदा स्थापित केला जो कॉइलमधील इंडक्शन करंटची दिशा आणि त्यानुसार, इंडक्शन ईएमएफची दिशा ठरवतो.कॉइलमध्ये चुंबकीय प्रवाह बदलतो तेव्हा कॉइलमध्ये उद्भवणारे इंडक्शनचे emf अशा दिशेने कॉइलमध्ये विद्युत प्रवाह तयार करते की या विद्युत प्रवाहाने तयार केलेल्या कॉइलचा चुंबकीय प्रवाह बाह्य चुंबकीय प्रवाह बदलण्यापासून प्रतिबंधित करतो.

लेन्झचा नियम तारांचा आकार आणि बाह्य चुंबकीय क्षेत्रामध्ये बदल कसा साधला जातो याची पर्वा न करता, तारांमध्ये वर्तमान इंडक्शनच्या सर्व प्रकरणांसाठी वैध आहे.

गॅल्व्हानोमीटरच्या टर्मिनल्सशी जोडलेल्या वायर कॉइलच्या सापेक्ष जेव्हा कायम चुंबक हलतो, किंवा जेव्हा चुंबकाच्या सापेक्ष कॉइल हलतो तेव्हा एक प्रेरित विद्युत् प्रवाह निर्माण होतो.

प्रचंड कंडक्टरमध्ये प्रेरण प्रवाह

बदलणारा चुंबकीय प्रवाह केवळ कॉइलच्या वळणांमध्येच नव्हे तर मोठ्या धातूच्या कंडक्टरमध्ये देखील EMF प्रवृत्त करण्यास सक्षम आहे. मोठ्या कंडक्टरच्या जाडीमध्ये प्रवेश करून, चुंबकीय प्रवाह त्यात एक EMF प्रेरित करतो, ज्यामुळे प्रेरण प्रवाह तयार होतात. या तथाकथित एडी प्रवाह घन वायरवर पसरलेले आणि त्यात शॉर्ट सर्किट केलेले आहेत.

ट्रान्सफॉर्मरचे कोर, विविध इलेक्ट्रिकल मशीन्स आणि उपकरणांचे चुंबकीय कोर हे फक्त त्या प्रचंड वायर्स आहेत जे त्यांच्यामध्ये उद्भवणार्या इंडक्शन करंट्समुळे गरम होतात. ही घटना अवांछित आहे, म्हणून, इंडक्शन करंट्सची तीव्रता कमी करण्यासाठी, त्याचे भाग इलेक्ट्रिकल मशिन्स आणि ट्रान्सफॉर्मरचा गाभा मोठा नसतो, परंतु त्यामध्ये कागद किंवा इन्सुलेट वार्निशच्या थराने एकमेकांपासून इन्सुलेटेड पातळ पत्रके असतात. म्हणून, कंडक्टरच्या वस्तुमानासह एडी प्रवाहांच्या प्रसाराचा मार्ग अवरोधित केला जातो.

परंतु काहीवेळा सराव मध्ये एडी प्रवाह देखील उपयुक्त प्रवाह म्हणून वापरले जातात. या प्रवाहांचा वापर, उदाहरणार्थ, कामावर आधारित आहे इंडक्शन हीटिंग फर्नेस, वीज मीटर आणि इलेक्ट्रिकल मापन यंत्रांच्या फिरत्या भागांचे तथाकथित चुंबकीय डॅम्पर्स.

हे देखील पहा: पेंटिंगमध्ये इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनची घटना