चुंबकीय प्रेरण म्हणजे काय

या लेखात, आपण चुंबकीय प्रेरण म्हणजे काय, ते चुंबकीय क्षेत्राशी कसे संबंधित आहे, चुंबकीय प्रेरणाचा विद्युत् प्रवाहाशी काय संबंध आहे आणि त्याचा विद्युत् प्रवाहावर कसा परिणाम होतो हे समजून घेण्याचा प्रयत्न करू. प्रेरण रेषांची दिशा ठरवणारे मूलभूत नियम आठवूया आणि मॅग्नेटोस्टॅटिक्सच्या समस्या सोडवण्यास मदत करणारी काही सूत्रे देखील आपण लक्षात घेऊ.

स्पेसमधील निवडलेल्या बिंदूवर चुंबकीय क्षेत्राची वैशिष्ट्यपूर्ण ताकद म्हणजे चुंबकीय प्रेरण B. हे वेक्टर प्रमाण चुंबकीय क्षेत्र त्यामध्ये फिरणाऱ्या चार्ज केलेल्या कणावर कोणत्या बलाने कार्य करते हे निर्धारित करते. जर कणाचा प्रभार q असेल, त्याचा वेग v असेल आणि अवकाशातील दिलेल्या बिंदूवर चुंबकीय क्षेत्राचा प्रेरण B असेल, तर चुंबकीय क्षेत्राच्या बाजूने त्या बिंदूवर कणावर बल कार्य करते:

अशाप्रकारे, B हा एक वेक्टर आहे ज्याची परिमाण आणि दिशा अशी आहे की चुंबकीय क्षेत्राच्या बाजूने फिरत्या चार्जवर कार्य करणारी लॉरेन्ट्झ बल समान आहे:

येथे, अल्फा हा वेग वेक्टर आणि चुंबकीय प्रेरण सदिश यांच्यातील कोन आहे. Lorentz बल वेक्टर F हे वेग वेक्टर आणि चुंबकीय प्रेरण वेक्टरला लंब आहे.त्याची दिशा एकसमान चुंबकीय क्षेत्रामध्ये सकारात्मक चार्ज केलेल्या कणाच्या हालचालीसाठी निर्धारित केली जाते डाव्या हाताचा नियम:

“जर डाव्या हाताला चुंबकीय प्रेरणाचा वेक्टर तळहातात प्रवेश करता यावा, आणि चार पसरलेली बोटे धनभारित कणाच्या गतीच्या दिशेने निर्देशित केली असतील, तर अंगठा, 90 अंशांनी वाकलेला, दिशा दर्शवेल. लॉरेन्ट्झ फोर्स.»

कंडक्टरमधील विद्युत् प्रवाह ही चार्ज केलेल्या कणांची हालचाल असल्याने, चुंबकीय प्रेरण हे फ्रेमवर एकसमान चुंबकीय क्षेत्रासह कार्य करणार्‍या कमाल यांत्रिक क्षणाचे क्षेत्रफळानुसार फ्रेममधील विद्युत् प्रवाहाच्या उत्पादनाचे गुणोत्तर म्हणून देखील परिभाषित केले जाऊ शकते. फ्रेम:

चुंबकीय प्रेरण हे चुंबकीय क्षेत्राचे मूलभूत वैशिष्ट्य आहे, विद्युत क्षेत्राच्या सामर्थ्याप्रमाणे... SI प्रणालीमध्ये, चुंबकीय प्रेरण टेस्ला (T) मध्ये मोजले जाते, CGS प्रणालीमध्ये गॉस (G) मध्ये मोजले जाते. 1 टेस्ला = 10,000 गॉस. 1 T हे अशा एकसमान चुंबकीय क्षेत्राचे प्रेरण आहे ज्यामध्ये 1 N • m च्या समान शक्तींचा जास्तीत जास्त फिरणारा यांत्रिक क्षण 1 m2 क्षेत्रफळाच्या फ्रेमवर कार्य करतो ज्यातून 1 A चा प्रवाह वाहतो.

तसे, 50 ° अक्षांशावर पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राचे प्रेरण सरासरी 0.00005 T असते आणि विषुववृत्तावर - 0.000031 T. चुंबकीय प्रेरण वेक्टर नेहमी चुंबकीय क्षेत्र रेषेकडे स्पर्शिकपणे निर्देशित केले जाते.

एकसमान चुंबकीय क्षेत्रामध्ये ठेवलेला लूप चुंबकीय प्रवाह Ф, — चुंबकीय प्रेरण वेक्टरचा प्रवाह द्वारे प्रवेश केला जातो. चुंबकीय प्रवाह F चे परिमाण समोच्च सापेक्ष चुंबकीय प्रेरण वेक्टरची दिशा, त्याची विशालता आणि चुंबकीय प्रेरणाच्या रेषांनी छेदलेल्या समोच्च क्षेत्रावर अवलंबून असते.जर व्हेक्टर B लूपच्या क्षेत्रासाठी लंब असेल, तर लूपमध्ये प्रवेश करणारा चुंबकीय प्रवाह F जास्तीत जास्त असेल.

इंडक्शन हा शब्द स्वतः लॅटिन "इंडक्शन" मधून आला आहे, ज्याचा अर्थ "मार्गदर्शन" आहे (उदा. विचार सुचवणे — म्हणजे विचार निर्माण करणे). समानार्थी शब्द: मार्गदर्शन, पार्श्वभूमी, शिक्षण. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनच्या घटनेसह गोंधळून जाऊ नये.

त्याभोवती थेट वायर असते चुंबकीय क्षेत्र… विद्युत प्रवाहाचे चुंबकीय क्षेत्र 1820 मध्ये डॅनिश भौतिकशास्त्रज्ञ हॅन्स ख्रिश्चन ओरस्टेड यांनी शोधले होते. सरळ तारेने वाहणाऱ्या विद्युत प्रवाहाच्या चुंबकीय क्षेत्र B च्या प्रेरणाच्या बलाच्या रेषांची दिशा निश्चित करण्यासाठी, उजव्या हाताचा स्क्रू किंवा जिम्बल नियम वापरा:

"गिम्बल हँडलच्या रोटेशनची दिशा चुंबकीय प्रेरण बी च्या रेषांची दिशा दर्शवते आणि जिम्बलची प्रगतीशील हालचाल कंडक्टरमधील विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेशी संबंधित आहे."

या प्रकरणात, I विद्युत् प्रवाह असलेल्या कंडक्टरपासून R अंतरावर चुंबकीय प्रेरण B चे मूल्य सूत्राद्वारे आढळू शकते:

चुंबकीय स्थिरांक कुठे आहे:

जर इलेक्ट्रोस्टॅटिक फील्ड E च्या तीव्रतेच्या रेषा, सकारात्मक शुल्कापासून सुरू होऊन, ऋणासह समाप्त होतात, तर चुंबकीय प्रेरण B च्या रेषा नेहमी बंद असतात. इलेक्ट्रिक चार्जेसच्या विपरीत, चुंबकीय चार्ज जे इलेक्ट्रिक चार्जसारखे ध्रुव तयार करतात ते निसर्गात आढळले नाहीत.

आता काही शब्द कायम चुंबकांबद्दल… 19व्या शतकाच्या सुरूवातीस, फ्रेंच संशोधक आणि नैसर्गिक भौतिकशास्त्रज्ञ आंद्रे-मेरी अँपेरे यांनी आण्विक प्रवाहांबद्दल एक गृहितक मांडले. अँपिअरच्या मते, अणु केंद्राभोवती इलेक्ट्रॉनची हालचाल प्राथमिक प्रवाह निर्माण करते, ज्यामुळे त्यांच्या सभोवती प्राथमिक चुंबकीय क्षेत्र तयार होते.आणि जर फेरोमॅग्नेटचा तुकडा बाह्य चुंबकीय क्षेत्रात ठेवला असेल, तर हे सूक्ष्म चुंबक स्वतःला बाह्य क्षेत्राकडे निर्देशित करतील आणि फेरोमॅग्नेटचा तुकडा चुंबक बनेल.

उच्च अवशिष्ट चुंबकीकरण मूल्य असलेले पदार्थ, जसे की निओडीमियम-लोह-बोरॉन मिश्र धातु, आज शक्तिशाली स्थायी चुंबक मिळवणे शक्य करतात. निओडीमियम चुंबक 10 वर्षांत त्यांच्या चुंबकीकरणाच्या 1-2% पेक्षा जास्त गमावत नाहीत. परंतु + 70 डिग्री सेल्सिअस किंवा त्याहून अधिक तापमानात गरम करून ते सहजपणे डिमॅग्नेटाइज केले जाऊ शकतात.

आम्हाला आशा आहे की या लेखाने तुम्हाला चुंबकीय प्रेरण म्हणजे काय आणि ते कोठून येते याची सामान्य कल्पना मिळविण्यात मदत केली आहे.