इलेक्ट्रिक आणि चुंबकीय क्षेत्र: फरक काय आहेत?

रशियन भाषेतील "फील्ड" या शब्दाचा अर्थ एकसमान रचना असलेले खूप मोठे क्षेत्र आहे, उदाहरणार्थ गहू किंवा बटाटा.

भौतिकशास्त्र आणि विद्युत अभियांत्रिकीमध्ये, विविध प्रकारच्या पदार्थांचे वर्णन करण्यासाठी वापरले जाते, उदाहरणार्थ इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक, ज्यामध्ये विद्युत आणि चुंबकीय घटक असतात.

इलेक्ट्रिक चार्ज पदार्थाच्या या प्रकारांशी संबंधित आहे. जेव्हा ते स्थिर असते तेव्हा त्याच्या सभोवताली नेहमीच विद्युत क्षेत्र असते आणि जेव्हा ते हलते तेव्हा चुंबकीय क्षेत्र देखील तयार होते.

विद्युत (अधिक तंतोतंत, इलेक्ट्रोस्टॅटिक) क्षेत्राच्या स्वरूपाची मनुष्याची कल्पना त्याच्या गुणधर्मांच्या प्रायोगिक अभ्यासाच्या आधारे तयार केली जाते, कारण अद्याप संशोधनाची दुसरी कोणतीही पद्धत नाही. या पद्धतीसह, असे आढळून आले की ते एका विशिष्ट शक्तीसह फिरते आणि / किंवा स्थिर विद्युत शुल्कांवर कार्य करते. त्याचे मूल्य मोजून, मुख्य ऑपरेशनल वैशिष्ट्यांचे मूल्यांकन केले जाते.

विद्युत क्षेत्र

तयार:

• सुमारे विद्युत शुल्क (शरीर किंवा कण);

• चुंबकीय क्षेत्रातील बदलांसह, जसे की हालचाली दरम्यान इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा. 

हे बलाच्या रेषांसह चित्रित केले जाते, जे सहसा सकारात्मक शुल्कातून बाहेर पडते आणि नकारात्मक शुल्कामध्ये संपुष्टात येते. अशा प्रकारे शुल्क हे विद्युत क्षेत्राचे स्रोत आहेत. त्यांच्यावर कार्य करून तुम्ही हे करू शकता:

• फील्डची उपस्थिती ओळखणे;

• त्याचे मूल्य मोजण्यासाठी कॅलिब्रेटेड मूल्य प्रविष्ट करा.

व्यावहारिक वापरासाठी, पॉवर वैशिष्ट्यपूर्ण तथाकथित व्होल्टेज, ज्याचा अंदाज एका सकारात्मक चिन्हासह एका चार्जवरील क्रियेद्वारे केला जातो.

चुंबकीय क्षेत्र

यावर कार्य करते:

• इलेक्ट्रिक बॉडीज आणि चार्जेस एका निश्चित प्रयत्नाने गतीमान होतात;

• त्यांच्या गतीच्या अवस्थांचा विचार न करता चुंबकीय क्षण.

चुंबकीय क्षेत्र तयार केले आहे:

• चार्ज केलेल्या कणांच्या प्रवाहाचा मार्ग;

• अणू किंवा इतर कणांमधील इलेक्ट्रॉनच्या चुंबकीय क्षणांची बेरीज करून;

• विद्युत क्षेत्रामध्ये तात्पुरत्या बदलासह.

हे बलाच्या रेषांसह देखील दर्शविले गेले आहे, परंतु ते समोच्च बाजूने बंद आहेत, त्यांना इलेक्ट्रिकच्या विपरीत सुरुवात आणि शेवट नाही.

विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रांचा परस्परसंवाद

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक क्षेत्रात होत असलेल्या प्रक्रियांचे पहिले सैद्धांतिक आणि गणितीय औचित्य जेम्स क्लर्क मॅक्सवेल यांनी केले. त्याने विभेदक आणि अविभाज्य स्वरूपाच्या समीकरणांची एक प्रणाली सादर केली ज्यामध्ये त्याने विद्युत चुंबकीय क्षेत्राचा विद्युत शुल्क आणि सतत माध्यम किंवा व्हॅक्यूममध्ये वाहणारे प्रवाह यांच्याशी संबंध दर्शविला.

त्याच्या कामात तो कायदे वापरतो:

• अँपिअर, वायरमधून प्रवाहाचा प्रवाह आणि त्याभोवती चुंबकीय प्रेरण निर्मितीचे वर्णन;

• फॅरेडे, बंद कंडक्टरवरील पर्यायी चुंबकीय क्षेत्राच्या क्रियेतून विद्युत प्रवाहाच्या घटनेचे स्पष्टीकरण.

मॅक्सवेलच्या कार्यांनी अंतराळात वितरीत केलेल्या शुल्कांवर अवलंबून विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रांच्या प्रकटीकरणांमधील अचूक संबंध निर्धारित केले.

मॅक्सवेलच्या कामांच्या प्रकाशनानंतर बराच वेळ निघून गेला आहे. शास्त्रज्ञ विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रांमधील प्रायोगिक तथ्यांच्या अभिव्यक्तींचा सतत अभ्यास करत आहेत, परंतु तरीही त्यांचे स्वरूप स्थापित करणे कठीण आहे. परिणाम विचाराधीन घटनांच्या पूर्णपणे व्यावहारिक अनुप्रयोगांपुरते मर्यादित आहेत.

हे या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केले आहे की आपल्या ज्ञानाच्या पातळीसह आपण केवळ गृहीतके तयार करू शकतो, कारण आत्ता आपण फक्त काहीतरी गृहीत धरू शकतो. शेवटी, निसर्गात अतुलनीय गुणधर्म आहेत ज्यांचा अद्याप बराच आणि दीर्घकाळ अभ्यास करणे आवश्यक आहे.

विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रांची तुलनात्मक वैशिष्ट्ये

शिक्षणाचे स्रोत

वीज आणि चुंबकत्वाच्या क्षेत्रांमधील परस्पर संबंध स्पष्ट वस्तुस्थिती समजून घेण्यास मदत करतात: ते वेगळे नसतात, परंतु जोडलेले असतात, परंतु ते वेगवेगळ्या प्रकारे प्रकट होऊ शकतात, एका घटकाचे प्रतिनिधित्व करतात - इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड.

जर आपण अशी कल्पना केली की एखाद्या वेळी अवकाशातून विद्युत चार्जचे एक असंसमान क्षेत्र तयार केले गेले आहे, जे पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या सापेक्ष स्थिर आहे, तर ते त्याच्या सभोवतालचे चुंबकीय क्षेत्र विश्रांतीमध्ये निश्चित करण्यासाठी कार्य करणार नाही.

जर निरीक्षकाने या शुल्काच्या सापेक्ष हालचाल करण्यास सुरुवात केली, तर क्षेत्र वेळेनुसार बदलण्यास सुरवात करेल आणि विद्युत घटक आधीच एक चुंबकीय घटक तयार करेल, जो कायम संशोधक त्याच्या मापन यंत्राद्वारे पाहू शकतो.

त्याचप्रमाणे, जेव्हा स्थिर चुंबक एखाद्या पृष्ठभागावर ठेवला जातो तेव्हा चुंबकीय क्षेत्र तयार होते तेव्हा या घटना घडतात. जेव्हा निरीक्षक त्या दिशेने जाण्यास सुरुवात करतो तेव्हा त्याला विद्युत प्रवाहाचे स्वरूप समजेल.ही प्रक्रिया इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनच्या घटनेचे वर्णन करते.

म्हणून, अंतराळातील विचारात घेतलेल्या बिंदूवर दोनपैकी फक्त एक क्षेत्र आहे असे म्हणण्यात फारसा अर्थ नाही: विद्युत किंवा चुंबकीय. हा प्रश्न संदर्भ फ्रेमच्या संदर्भात विचारला जाणे आवश्यक आहे:

• स्थिर;

• जंगम.

दुसऱ्या शब्दांत, संदर्भ फ्रेम वेगवेगळ्या रंगछटांच्या फिल्टरद्वारे लँडस्केप पाहण्यासारखेच विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रांच्या प्रकटीकरणावर परिणाम करते. काचेच्या रंगातील बदलामुळे एकूणच चित्राबद्दलच्या आपल्या आकलनावर परिणाम होतो, परंतु हवेच्या वातावरणातून सूर्यप्रकाशाच्या प्रवाहामुळे निर्माण होणारा नैसर्गिक प्रकाश जरी आपण आधार म्हणून घेतला तरी तो संपूर्णपणे खरे चित्र देणार नाही. ते विकृत करेल.

याचा अर्थ असा की संदर्भ फ्रेम हा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डचा अभ्यास करण्याचा एक मार्ग आहे, ज्यामुळे त्याचे गुणधर्म, कॉन्फिगरेशनचे मूल्यांकन करणे शक्य होते. पण खरंच काही फरक पडत नाही.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड निर्देशक

विद्युत क्षेत्र

स्पेसमधील एका विशिष्ट ठिकाणी फील्डची उपस्थिती दर्शविणारे संकेतक म्हणून विद्युत चार्ज केलेले शरीर वापरले जातात. ते विद्युत घटकांचे निरीक्षण करण्यासाठी कागदाचे विद्युतीकृत छोटे तुकडे, गोळे, बाही, "सुलतान" वापरू शकतात.

आपण एका उदाहरणाचा विचार करू या जेथे सपाट विद्युतीकृत डायलेक्ट्रिकच्या दोन्ही बाजूला दोन इंडिकेटर बॉल्स फ्री सस्पेंशनमध्ये ठेवले आहेत. ते त्याच्या पृष्ठभागावर तितकेच आकर्षित होतील आणि एका ओळीत वाढतील.

दुस-या टप्प्यात, आम्ही एक बॉल आणि विद्युतीकृत डायलेक्ट्रिक यांच्यामध्ये एक सपाट धातूची प्लेट ठेवतो. हे सूचकांवर कार्य करणार्या शक्तींमध्ये बदल करणार नाही. गोळे त्यांची स्थिती बदलणार नाहीत.

प्रयोगाचा तिसरा टप्पा मेटल शीटच्या ग्राउंडिंगशी संबंधित आहे. असे होताच, विद्युतीकृत डायलेक्ट्रिक आणि ग्राउंडेड मेटल यांच्यामध्ये स्थित इंडिकेटर बॉल त्याचे स्थान बदलेल, त्याची दिशा उभ्या दिशेने बदलेल. ते प्लेटकडे आकर्षित होणे थांबवेल आणि केवळ गुरुत्वाकर्षणाच्या गुरुत्वाकर्षण शक्तींच्या अधीन असेल.

हा अनुभव दर्शवितो की ग्राउंडेड मेटल शील्ड इलेक्ट्रिक फील्ड लाइन्सचा प्रसार रोखतात.

चुंबकीय क्षेत्र

या प्रकरणात, निर्देशक असू शकतात:

• स्टील फाइलिंग;

• एक बंद लूप ज्याद्वारे विद्युत प्रवाह वाहतो;

• चुंबकीय सुई (होकायंत्र उदाहरण).

शक्तीच्या चुंबकीय रेषांसह स्टीलच्या शेव्हिंग्जच्या वितरणाचे तत्त्व सर्वात व्यापक आहे. हे चुंबकीय सुईच्या ऑपरेशनमध्ये देखील समाविष्ट आहे, जे, घर्षण शक्तींचा विरोध कमी करण्यासाठी, तीक्ष्ण बिंदूवर निश्चित केले जाते आणि अशा प्रकारे रोटेशनचे अतिरिक्त स्वातंत्र्य प्राप्त करते.

चार्ज केलेल्या शरीरांसह फील्डच्या परस्परसंवादाचे वर्णन करणारे कायदे

इलेक्ट्रिक फील्ड

क्वार्ट्जच्या पातळ आणि लांब धाग्यावर पॉइंट चार्जेस निलंबित करून चालवलेले कुलॉम्बचे प्रायोगिक कार्य, इलेक्ट्रिक फील्डमध्ये होत असलेल्या प्रक्रियांचे चित्र स्पष्ट करण्यासाठी कार्य करते.

जेव्हा चार्ज केलेला बॉल त्यांच्या जवळ आणला गेला तेव्हा नंतरचा त्यांच्या स्थितीवर परिणाम झाला आणि त्यांना विशिष्ट प्रमाणात विचलित होण्यास भाग पाडले. हे मूल्य विशेषतः डिझाइन केलेल्या उपकरणाच्या स्केल डायलवर निश्चित केले आहे.

अशा प्रकारे, विद्युत शुल्कांमधील परस्पर क्रियांची शक्ती, तथाकथित इलेक्ट्रिक, कुलॉम्ब परस्परसंवाद… त्यांचे वर्णन गणितीय सूत्रांद्वारे केले जाते जे डिझाइन केलेल्या उपकरणांची प्राथमिक गणना करण्यास परवानगी देतात.

चुंबकीय क्षेत्र

हे येथे चांगले कार्य करते अँपिअरचा कायदा शक्तीच्या चुंबकीय रेषांच्या आत ठेवलेल्या विद्युत्-वाहक कंडक्टरच्या परस्परसंवादावर आधारित.

डाव्या हाताच्या बोटांच्या व्यवस्थेचा वापर करणारा एक नियम विद्युत प्रवाह वाहून नेणाऱ्या वायरवर कार्य करणाऱ्या शक्तीच्या दिशेला लागू होतो. एकत्र जोडलेली चार बोटे विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेने स्थित असणे आवश्यक आहे आणि चुंबकीय क्षेत्राच्या बलाच्या रेषा हस्तरेखामध्ये प्रवेश करणे आवश्यक आहे. मग बाहेर आलेला अंगठा इच्छित शक्तीची दिशा दर्शवेल.

फ्लाइट ग्राफिक्स

रेखांकनाच्या समतल भागामध्ये दर्शविण्यासाठी बल रेषा वापरल्या जातात.

इलेक्ट्रिक फील्ड

या परिस्थितीत तणावाच्या रेषा दर्शविण्यासाठी, स्थिर शुल्क उपस्थित असताना संभाव्य फील्ड वापरला जातो. बलाची रेषा सकारात्मक चार्जमधून बाहेर पडते आणि ऋणाकडे जाते.

इलेक्ट्रिक फील्ड मॉडेलिंगचे उदाहरण म्हणजे तेलामध्ये क्विनाइन क्रिस्टल्स ठेवण्याचे एक प्रकार आहे. ग्राफिक डिझायनर्सच्या संगणक प्रोग्रामचा वापर ही अधिक आधुनिक पद्धत आहे.

ते आपल्याला समतुल्य पृष्ठभागांच्या प्रतिमा तयार करण्यास, विद्युत क्षेत्राच्या संख्यात्मक मूल्याचा अंदाज लावण्याची आणि भिन्न परिस्थितींचे विश्लेषण करण्यास अनुमती देतात.

चुंबकीय क्षेत्र

अधिक स्पष्टतेसाठी, ते लूपद्वारे बंद केल्यावर व्हर्टेक्स फील्डच्या वैशिष्ट्यपूर्ण रेषा वापरतात. स्टील फाइल्ससह वरील उदाहरण ही घटना स्पष्टपणे स्पष्ट करते.

शक्ती वैशिष्ट्ये

त्यांना वेक्टर परिमाण म्हणून व्यक्त करण्याची प्रथा आहे:

• कृतीचा एक विशिष्ट मार्ग;

• संबंधित सूत्राद्वारे गणना केलेले बल मूल्य.

इलेक्ट्रिक फील्ड

युनिट चार्जवर इलेक्ट्रिक फील्ड स्ट्रेंथ वेक्टर त्रिमितीय प्रतिमेच्या स्वरूपात दर्शविला जाऊ शकतो.

त्याची परिमाण:

• प्रभार केंद्रापासून दूर निर्देशित;

• गणना पद्धतीवर अवलंबून असणारे परिमाण आहे;

• गैर-संपर्क क्रियेद्वारे निर्धारित केले जाते, म्हणजे, अंतरावर, चार्ज आणि अभिनय शक्तीचे गुणोत्तर.

चुंबकीय क्षेत्र

कॉइलमध्ये उद्भवणारे व्होल्टेज खालील चित्रात उदाहरण म्हणून पाहिले जाऊ शकते.

बाहेरील प्रत्येक वळणापासून त्यातील बलाच्या चुंबकीय रेषांची दिशा सारखीच असते आणि ती जोडतात. टर्न-टू-टर्न स्पेसच्या आत, ते विरुद्ध दिशेने निर्देशित केले जातात. त्यामुळे अंतर्गत क्षेत्र कमकुवत झाले आहे.

व्होल्टेजचे परिमाण प्रभावित होते:

• कॉइलमधून जाणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाची ताकद;

• विंडिंगची संख्या आणि घनता, जी कॉइलची अक्षीय लांबी निर्धारित करते.

उच्च प्रवाह चुंबकीय शक्ती वाढवतात. तसेच, वळणांची समान संख्या असलेल्या परंतु भिन्न वळण घनता असलेल्या दोन कॉइलमध्ये, जेव्हा समान विद्युत प्रवाह वाहतो, तेव्हा वळणे जवळ असतील तेथे हे बल जास्त असेल.

अशा प्रकारे, विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रांमध्ये निश्चित फरक आहेत, परंतु ते एका सामान्य गोष्टीचे एकमेकांशी जोडलेले घटक आहेत, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक.