प्रेरक ऊर्जा

इंडक्टर (W) ची ऊर्जा ही या कॉइलच्या वायरमधून वाहणाऱ्या विद्युत प्रवाह I द्वारे निर्माण होणारी चुंबकीय क्षेत्राची ऊर्जा आहे. कॉइलचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे त्याचे इंडक्टन्स एल, म्हणजेच जेव्हा विद्युत प्रवाह त्याच्या कंडक्टरमधून जातो तेव्हा चुंबकीय क्षेत्र तयार करण्याची क्षमता. प्रत्येक कॉइलचे स्वतःचे प्रेरण आणि आकार असतो, म्हणून प्रत्येक कॉइलचे चुंबकीय क्षेत्र परिमाण आणि दिशेने भिन्न असेल, जरी विद्युत् प्रवाह अगदी सारखा असेल.

विशिष्ट कॉइलच्या भूमितीवर, त्याच्या आतील आणि त्याच्या सभोवतालच्या माध्यमाच्या चुंबकीय गुणधर्मांवर अवलंबून, प्रत्येक विचारात घेतलेल्या बिंदूवर प्रसारित करंटद्वारे तयार केलेल्या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये विशिष्ट इंडक्शन बी असेल, तसेच चुंबकीय प्रवाहाची परिमाण Ф. - विचारात घेतलेल्या प्रत्येक क्षेत्रासाठी S देखील निर्धारित केले जाईल.

जर आपण ते अगदी सोप्या पद्धतीने समजावून सांगण्याचा प्रयत्न केला, तर इंडक्शन चुंबकीय क्रियेची तीव्रता दर्शवते (संबंधित अँपिअरच्या सामर्थ्याने), जे त्या क्षेत्रात ठेवलेल्या विद्युत्-वाहक कंडक्टरवर दिलेल्या चुंबकीय क्षेत्राचा वापर करण्यास सक्षम आहे आणि चुंबकीय प्रवाह म्हणजे विचाराधीन पृष्ठभागावर चुंबकीय प्रेरण कसे वितरित केले जाते.अशा प्रकारे, विद्युतप्रवाहासह कॉइलच्या चुंबकीय क्षेत्राची उर्जा थेट कॉइलच्या वळणांमध्ये स्थानिकीकृत केली जात नाही, परंतु चुंबकीय क्षेत्र अस्तित्वात असलेल्या जागेच्या खंडात, जी कॉइल प्रवाहाशी संबंधित आहे.

वर्तमान कॉइलच्या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये वास्तविक ऊर्जा आहे हे प्रायोगिकरित्या शोधले जाऊ शकते. चला एक सर्किट ठेवू ज्यामध्ये आपण लोखंडी-कोर कॉइलच्या समांतर एक इनॅन्डेन्सेंट दिवा जोडतो. उर्जा स्त्रोतापासून बल्ब कॉइलवर स्थिर व्होल्टेज लागू करूया. लोड सर्किटमध्ये एक करंट ताबडतोब स्थापित केला जाईल, तो बल्बमधून आणि कॉइलमधून वाहेल. बल्बमधून येणारा विद्युतप्रवाह त्याच्या फिलामेंटच्या प्रतिकाराच्या व्यस्त प्रमाणात असेल आणि कॉइलमधून येणारा विद्युतप्रवाह हा ज्या वायरने जखम केला जातो त्याच्या प्रतिकारशक्तीच्या व्यस्त प्रमाणात असेल.

जर तुम्ही आता अचानक पॉवर सोर्स आणि लोड सर्किटमधील स्विच उघडला, तर बल्ब थोड्या वेळाने स्विच होईल, परंतु लक्षणीयपणे. याचा अर्थ असा की जेव्हा आपण उर्जा स्त्रोत बंद केला, तेव्हा कॉइलमधून विद्युत प्रवाह दिव्यात घुसला, याचा अर्थ असा की कॉइलमध्ये हा प्रवाह होता, त्याच्याभोवती चुंबकीय क्षेत्र होते आणि ज्या क्षणी चुंबकीय क्षेत्र अदृश्य होते, कॉइलमध्ये एक EMF दिसला.

या प्रेरित EMF ला स्व-प्रेरित EMF म्हणतात कारण ते कॉइलच्या स्वतःच्या चुंबकीय क्षेत्राद्वारे निर्देशित केले जाते आणि कॉइलवरच विद्युत प्रवाह असतो. या प्रकरणात करंटचा थर्मल इफेक्ट Q हा स्विच उघडण्याच्या क्षणी कॉइलमध्ये स्थापित केलेल्या विद्युत् प्रवाहाच्या मूल्यांच्या उत्पादनाद्वारे व्यक्त केला जाऊ शकतो, सर्किटचा प्रतिकार R (कॉइल आणि तारा) दिव्याचा ) आणि वर्तमान गायब होण्याचा कालावधी टी.सर्किटच्या रेझिस्टन्समध्ये विकसित व्होल्टेज इंडक्टन्स L, सर्किट R च्या प्रतिबाधाच्या संदर्भात आणि वर्तमान dt च्या गायब होण्याची वेळ देखील लक्षात घेऊन व्यक्त केले जाऊ शकते.

आता आपण कॉइल एनर्जी W साठी अभिव्यक्ती एका विशिष्ट केसमध्ये लागू करू या - एक विशिष्ट चुंबकीय पारगम्यता असलेल्या कोरसह एक सॉलेनॉइड जो व्हॅक्यूमच्या चुंबकीय पारगम्यतेपेक्षा भिन्न आहे.

सुरुवातीला, आम्ही चुंबकीय प्रवाह F सोलेनोइडच्या क्रॉस-सेक्शनल एरिया S द्वारे व्यक्त करतो, N वळणांची संख्या आणि चुंबकीय प्रेरण B त्याच्या संपूर्ण लांबी l द्वारे व्यक्त करतो. प्रथम लूप करंट I द्वारे इंडक्टन्स B, प्रति युनिट लांबी n मधील लूपची संख्या आणि व्हॅक्यूमची चुंबकीय पारगम्यता नोंदवू.

चला तर मग येथे सोलेनोइड V च्या व्हॉल्यूमची जागा घेऊ. आम्हाला W चे चुंबकीय उर्जेचे सूत्र सापडले आहे, आणि आम्हाला त्यामधून w - solenoid मधील चुंबकीय उर्जेची घनता हे मूल्य घेण्याची परवानगी आहे.

जेम्स क्लर्क मॅक्सवेलने एकदा दाखवून दिले की चुंबकीय ऊर्जेच्या घनतेची अभिव्यक्ती सत्य आहे फक्त solenoids साठी नाही, परंतु सर्वसाधारणपणे चुंबकीय क्षेत्रांसाठी देखील.