लेन्ज़ का शासन (1883)चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन होने पर एक बंद लूप में उत्तेजित प्रेरण धारा को हमेशा इस तरह से निर्देशित किया जाता है कि इसके द्वारा निर्मित चुंबकीय क्षेत्र चुंबकीय प्रवाह में प्रेरित धारा के कारण होने वाले परिवर्तन को रोकता है।

लेनज़ का अनुभव

अनुभव का विवरण:यदि बंद रिंग को रिंग के अंदर धकेला जाए तो वह चुंबक द्वारा प्रतिकर्षित होती है, और यदि चुंबक को बाहर निकाला जाता है तो वह आकर्षित होती है।

वलय की गति किसके कारण होती है? प्रेरण धारा का चुंबकीय क्षेत्र।

लेन्ज़ के नियम का अनुप्रयोग

उदाहरण चुंबक दाहिनी ओर गति करता है (सर्किट में गति करता है)

1. बाह्य क्षेत्र रेखाओं की दिशा निर्धारित करेंबी.

2. निर्धारित करें कि चुंबकीय प्रवाह बढ़ता है या घटता है

सर्किट.

3. प्रेरण चुंबकीय क्षेत्र की दिशा निर्धारित करेंबी मैं

यदि चुंबकीय प्रवाह बढ़ता है,बी मैं के खिलाफ निर्देशितबी, इस वृद्धि की भरपाई। यदि चुंबकीय प्रवाह कम हो जाता है,बी मैं जैसी ही दिशाबी, इस कमी की भरपाई।

गिमलेट नियम का उपयोग करके, प्रेरण धारा की दिशा निर्धारित करें।

भंवर विद्युत क्षेत्र

चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन होने पर बंद लूप में प्रेरित ईएमएफ की उपस्थिति का कारण है उद्भवभंवर विद्युत क्षेत्र अंतरिक्ष के किसी भी क्षेत्र में जहां एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र होता है. – मैक्सवेल की परिकल्पना. भंवर क्षेत्र रेखाएँ बंद किया हुआ.

आइए हम उन क्षेत्रों के गुणों को सूचीबद्ध करें जो हमें ज्ञात हैं

1. इलेक्ट्रोस्टैटिक, यह वहां होता है जहां बिजली होती है। आरोप. बल की रेखाएँ आवेशों पर प्रारंभ और समाप्त होती हैं। क्षमता, यानी बंद लूप कार्य शून्य है. तनाव, क्षमता.

2. वर्तमान क्षेत्र - चुंबकीय, भंवर, बंद लूप के साथ कार्य शून्य नहीं है। धारा घटती क्षमता की दिशा में प्रवाहित होती है। क्षेत्र केवल गतिमान आवेशों पर कार्य करता है.

3. भंवर विद्युत क्षेत्र. किसी भी शुल्क पर काम करता है. एक बंद लूप में कार्य प्रेरित ईएमएफ के बराबर होता है। प्रेरित ईएमएफ फैराडे के नियम द्वारा निर्धारित किया जाता है।

2. स्व-प्रेरण। अधिष्ठापन

स्व-प्रेरण एक महत्वपूर्ण विशेष मामला है

बदलते समय विद्युत चुम्बकीय प्रेरण

प्रेरित ईएमएफ पैदा करने वाला चुंबकीय प्रवाह,

बनाया गया है सर्किट में ही करंट.

किसी भी परिपथ में जिसके माध्यम से धारा प्रवाहित होती है,

उठता एक चुंबकीय क्षेत्र.इस क्षेत्र की बल रेखाएँ

चूना समोच्च के क्षेत्र को प्रतिच्छेद करने सहित, आसपास के सभी स्थान।

इसी परिपथ में धारा के कारण होने वाले चुंबकीय प्रवाह को कहा जाता है स्वयं का चुंबकीय प्रवाह।

चूँकि चुंबकीय प्रवाह आनुपातिक होता है चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण, इसका स्वयं का चुंबकीय प्रवाह सर्किट में वर्तमान ताकत के समानुपाती होता है

इसलिए, हम आनुपातिकता गुणांक पेश कर सकते हैं

आनुपातिकता कारकएलपरिपथ में स्व-चुंबकीय प्रवाह और उसमें धारा शक्ति के बीच के अंतर को परिपथ का प्रेरकत्व कहा जाता है।

कंडक्टर का प्रेरकत्व निर्भर करता है चालक का आकार, आकार, माध्यम के चुंबकीय गुण।

प्रेरकत्व की इकाई कहलाती है हेनरी

यदि चुंबकीय क्षेत्र में घूम रहे किसी चालक में प्रेरित धारा या संभावित अंतर की घटना को लोरेंत्ज़ बल की क्रिया द्वारा समझाया जा सकता है, जो आवेशों की गति की ओर ले जाता है। हम बदलते चुंबकीय क्षेत्र में स्थित एक स्थिर कंडक्टर में विद्युत प्रवाह की घटना को कैसे समझा सकते हैं? विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति!!! यह किस प्रकार का क्षेत्र है?

चुंबकीय क्षेत्र में कोई भी परिवर्तन आसपास के स्थान में एक प्रेरक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है (बंद सर्किट की उपस्थिति या अनुपस्थिति की परवाह किए बिना, और यदि कंडक्टर खुला है, तो इसके सिरों पर एक संभावित अंतर उत्पन्न होता है; यदि कंडक्टर बंद है, तो) इसमें एक इंडक्शन करंट देखा जाता है)।

विद्युत क्षेत्र इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र 1. स्थिर विद्युत आवेशों द्वारा निर्मित 2. क्षेत्र रेखाएँ खुली हैं - - संभावित क्षेत्र 3. क्षेत्र के स्रोत विद्युत आवेश हैं 4. एक बंद पथ के साथ एक परीक्षण चार्ज को स्थानांतरित करने के लिए क्षेत्र बलों का कार्य 0 के बराबर है . प्रेरण विद्युत क्षेत्र (भंवर विद्युत क्षेत्र) 1. चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन के कारण 2. बल की रेखाएं बंद हैं - - भंवर क्षेत्र 3. क्षेत्र स्रोतों को निर्दिष्ट नहीं किया जा सकता है 4. एक परीक्षण चार्ज को एक दिशा में ले जाने के लिए क्षेत्र बलों का कार्य बंद पथ प्रेरित ईएमएफ के बराबर है

प्रेरण (या स्व-प्रेरण का गुणांक) किसी भी बंद सर्किट में बहने वाली विद्युत धारा और सतह के माध्यम से इस धारा द्वारा बनाए गए चुंबकीय प्रवाह के बीच आनुपातिकता का गुणांक है: Ф = LI, Ф चुंबकीय प्रवाह, I सर्किट में वर्तमान, एल अधिष्ठापन. इंडक्शन सर्किट में स्व-प्रेरक ईएमएफ को व्यक्त करता है, जो तब होता है जब इसमें करंट बदलता है: ξ сi=-L ΔI/ Δt। इस सूत्र से यह पता चलता है कि प्रेरण संख्यात्मक रूप से स्व-प्रेरक ईएमएफ के बराबर है जो सर्किट में तब होता है जब धारा 1 एस में 1 ए द्वारा बदलती है। अधिष्ठापन

चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होने पर उत्पन्न होने वाले विद्युत क्षेत्र की संरचना इलेक्ट्रोस्टैटिक की तुलना में पूरी तरह से अलग होती है। यह सीधे विद्युत आवेशों से जुड़ा नहीं है, और इसकी तनाव रेखाएँ उन पर शुरू और समाप्त नहीं हो सकती हैं। वे कहीं भी शुरू या समाप्त नहीं होते हैं, बल्कि चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण लाइनों के समान बंद रेखाएं हैं। यह तथाकथित भंवर विद्युत क्षेत्र है। प्रश्न उठ सकता है: वास्तव में, इस क्षेत्र को विद्युत क्यों कहा जाता है? आख़िरकार, स्थैतिक विद्युत क्षेत्र की तुलना में इसकी एक अलग उत्पत्ति और एक अलग विन्यास है। उत्तर सरल है: भंवर क्षेत्र आवेश पर कार्य करता है क्यूबिल्कुल इलेक्ट्रोस्टैटिक की तरह, और इसे ही हमने क्षेत्र की मुख्य संपत्ति माना है और अभी भी मानते हैं। आवेश पर कार्य करने वाला बल अभी भी बराबर है एफ= क्यूई,कहाँ इ- भंवर क्षेत्र की तीव्रता.

यदि चुंबकीय प्रवाह त्रिज्या आर 0 (चित्र 5.8) के साथ एक लंबी संकीर्ण बेलनाकार ट्यूब में केंद्रित एक समान चुंबकीय क्षेत्र द्वारा बनाया गया है, तो समरूपता विचारों से यह स्पष्ट है कि विद्युत क्षेत्र की ताकत रेखाएं रेखाओं बी के लंबवत विमानों में स्थित हैं और हैं वृत्त. लेन्ज़ के नियम के अनुसार जैसे-जैसे चुंबकीय क्षेत्र बढ़ता है

तनाव E की प्रेरण रेखाएँ चुंबकीय प्रेरण B की दिशा के साथ एक बायाँ पेंच बनाती हैं।

स्थैतिक या स्थिर विद्युत क्षेत्र के विपरीत, बंद पथ पर भंवर क्षेत्र का कार्य शून्य नहीं होता है। दरअसल, जब कोई चार्ज विद्युत क्षेत्र की ताकत की एक बंद रेखा के साथ चलता है, तो पथ के सभी वर्गों पर काम का संकेत एक ही होता है, क्योंकि बल और गति दिशा में मेल खाते हैं। एक चुंबकीय क्षेत्र की तरह एक भंवर विद्युत क्षेत्र, संभावित नहीं है।

एक बंद स्थिर कंडक्टर के साथ एक सकारात्मक चार्ज को स्थानांतरित करने के लिए एक भंवर विद्युत क्षेत्र का कार्य संख्यात्मक रूप से इस कंडक्टर में प्रेरित ईएमएफ के बराबर है।

यदि कुंडल के माध्यम से प्रत्यावर्ती धारा प्रवाहित होती है, तो कुंडल से गुजरने वाला चुंबकीय प्रवाह बदल जाता है। इसलिए, एक प्रेरित ईएमएफ उसी कंडक्टर में होता है जिसके माध्यम से प्रत्यावर्ती धारा प्रवाहित होती है। इस घटना को स्व-प्रेरण कहा जाता है।

स्व-प्रेरण के साथ, प्रवाहकीय सर्किट दोहरी भूमिका निभाता है: इसके माध्यम से एक धारा प्रवाहित होती है, जिससे प्रेरण होता है, और इसमें एक प्रेरित ईएमएफ दिखाई देता है। एक बदलता चुंबकीय क्षेत्र उसी कंडक्टर में एक ईएमएफ प्रेरित करता है जिसके माध्यम से विद्युत धारा प्रवाहित होती है, जिससे यह क्षेत्र बनता है।

धारा में वृद्धि के क्षण में, लेन्ज़ के नियम के अनुसार, भंवर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता, धारा के विरुद्ध निर्देशित होती है। परिणामस्वरूप, इस समय भंवर क्षेत्र धारा को बढ़ने से रोकता है। इसके विपरीत, जिस समय धारा घटती है, भंवर क्षेत्र उसका समर्थन करता है।

यह इस तथ्य की ओर जाता है कि जब निरंतर ईएमएफ के स्रोत वाले सर्किट को बंद कर दिया जाता है, तो एक निश्चित वर्तमान मूल्य तुरंत स्थापित नहीं होता है, लेकिन समय के साथ धीरे-धीरे स्थापित होता है (चित्र 5.13)। दूसरी ओर, जब स्रोत बंद कर दिया जाता है, तो बंद सर्किट में करंट तुरंत नहीं रुकता है। इस मामले में उत्पन्न होने वाला स्व-प्रेरक ईएमएफ स्रोत ईएमएफ से अधिक हो सकता है, क्योंकि स्रोत बंद होने पर धारा और उसके चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन बहुत तेज़ी से होता है।

स्व-प्रेरण की घटना को सरल प्रयोगों में देखा जा सकता है। चित्र 5.14 दो समान लैंपों को समानांतर में जोड़ने के लिए एक सर्किट दिखाता है। उनमें से एक अवरोधक के माध्यम से स्रोत से जुड़ा है आर,और दूसरा - कुंडल के साथ श्रृंखला में एललोहे की कोर के साथ. जब कुंजी बंद होती है, तो पहला लैंप लगभग तुरंत चमकता है, और दूसरा ध्यान देने योग्य देरी से चमकता है। इस लैंप के सर्किट में स्व-प्रेरण ईएमएफ बड़ा है, और वर्तमान ताकत तुरंत अपने अधिकतम मूल्य तक नहीं पहुंचती है। खोलने पर स्व-प्रेरक ईएमएफ की उपस्थिति को चित्र 5.15 में योजनाबद्ध रूप से दिखाए गए सर्किट के साथ प्रयोगात्मक रूप से देखा जा सकता है। जब कुंडल में लगी चाबी खोली जाती है एलएक स्व-प्रेरित ईएमएफ उत्पन्न होता है, जो प्रारंभिक धारा को बनाए रखता है। परिणामस्वरूप, खुलने के समय, गैल्वेनोमीटर (धराशायी तीर) के माध्यम से एक धारा प्रवाहित होती है, जो खुलने से पहले प्रारंभिक धारा के विपरीत निर्देशित होती है (ठोस तीर)। इसके अलावा, जब सर्किट खोला जाता है तो करंट की ताकत स्विच बंद होने पर गैल्वेनोमीटर से गुजरने वाली करंट की ताकत से अधिक हो जाती है। इसका मतलब है कि स्व-प्रेरित ईएमएफ ξ. अधिक ईएमएफ ξ हैबैटरी तत्व.

स्व-प्रेरण की घटना यांत्रिकी में जड़त्व की घटना के समान है। इस प्रकार, जड़ता इस तथ्य की ओर ले जाती है कि बल के प्रभाव में कोई शरीर तुरंत एक निश्चित गति प्राप्त नहीं करता है, बल्कि धीरे-धीरे करता है। शरीर को तुरंत धीमा नहीं किया जा सकता, चाहे ब्रेक लगाने का बल कितना ही अधिक क्यों न हो। उसी तरह, स्व-प्रेरण के कारण, जब सर्किट बंद हो जाता है, तो वर्तमान ताकत तुरंत एक निश्चित मूल्य प्राप्त नहीं करती है, बल्कि धीरे-धीरे बढ़ती है। स्रोत को बंद करके, हम करंट को तुरंत नहीं रोकते हैं। सर्किट प्रतिरोध की उपस्थिति के बावजूद, स्व-प्रेरण इसे कुछ समय तक बनाए रखता है।

अगला, किसी पिंड की गति बढ़ाने के लिए यांत्रिकी के नियमों के अनुसार कार्य करना होगा। ब्रेक लगाने पर शरीर स्वयं सकारात्मक कार्य करता है। उसी प्रकार करंट पैदा करने के लिए भंवर विद्युत क्षेत्र के विरुद्ध कार्य करना पड़ता है और जब करंट गायब हो जाता है तो यह क्षेत्र स्वयं सकारात्मक कार्य करता है।

यह सिर्फ एक सतही सादृश्य नहीं है. इसका गहरा आंतरिक अर्थ है. आख़िरकार, धारा गतिमान आवेशित कणों का एक संग्रह है। जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉनों की गति बढ़ती है, उनके द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होता है और एक भंवर विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है जो स्वयं इलेक्ट्रॉनों पर कार्य करता है, बाहरी बल के प्रभाव में उनकी गति में तत्काल वृद्धि को रोकता है। ब्रेकिंग के दौरान, इसके विपरीत, भंवर क्षेत्र इलेक्ट्रॉन गति स्थिर (लेनज़ का नियम) बनाए रखता है। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉनों की जड़ता, और इसलिए उनका द्रव्यमान, कम से कम आंशिक रूप से विद्युत चुम्बकीय मूल का है। द्रव्यमान पूरी तरह से विद्युत चुम्बकीय नहीं हो सकता, क्योंकि द्रव्यमान (न्यूट्रॉन, आदि) के साथ विद्युत रूप से तटस्थ कण होते हैं।

अधिष्ठापन।

किसी भी बंद सर्किट में करंट द्वारा निर्मित चुंबकीय प्रेरण का मॉड्यूल बी करंट की ताकत के समानुपाती होता है। चूँकि चुंबकीय प्रवाह Ф, B के समानुपाती होता है, तो Ф ~ В ~ I.

अतः यह तर्क दिया जा सकता है कि

कहाँ एल- एक संचालन सर्किट में वर्तमान और इस सर्किट को भेदने वाले इसके द्वारा बनाए गए चुंबकीय प्रवाह के बीच आनुपातिकता का गुणांक। आकार एलइसे सर्किट का इंडक्शन या इसका स्व-प्रेरण गुणांक कहा जाता है।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण और अभिव्यक्ति के नियम (5.7.1) का उपयोग करके, हम समानता प्राप्त करते हैं:

(5.7.2)

सूत्र (5.7.2) से यह इस प्रकार है अधिष्ठापन- यह एक भौतिक मात्रा है जो संख्यात्मक रूप से स्व-प्रेरण ईएमएफ के बराबर होती है जो सर्किट में तब होती है जब वर्तमान में 1 ए प्रति परिवर्तन होता है 1 पी.

विद्युत धारिता की तरह प्रेरण, ज्यामितीय कारकों पर निर्भर करता है: कंडक्टर का आकार और उसका आकार, लेकिन सीधे कंडक्टर में वर्तमान ताकत पर निर्भर नहीं करता है। के अलावा

कंडक्टर की ज्यामिति, प्रेरकत्व उस वातावरण के चुंबकीय गुणों पर निर्भर करता है जिसमें कंडक्टर स्थित है।

प्रेरकत्व की SI इकाई को हेनरी (H) कहा जाता है। कंडक्टर का प्रेरकत्व बराबर है 1 जीएन, यदि इसमें जब वर्तमान ताकत बदलती है 1 ए पीछे 1s स्व-प्रेरित ईएमएफ होता है 1 वी:

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का एक अन्य विशेष मामला पारस्परिक प्रेरण है। पारस्परिक प्रेरण एक बंद सर्किट में प्रेरित धारा की घटना है(रील) जब आसन्न परिपथ में धारा की ताकत बदलती है(रील). इस मामले में, आकृतियाँ एक दूसरे के सापेक्ष स्थिर होती हैं, जैसे, उदाहरण के लिए, एक ट्रांसफार्मर की कुंडलियाँ।

मात्रात्मक रूप से, पारस्परिक प्रेरण को पारस्परिक प्रेरण, या पारस्परिक प्रेरण के गुणांक द्वारा विशेषता दी जाती है।

चित्र 5.16 दो सर्किट दिखाता है। जब परिपथ में धारा I 1 बदलती है 1 सर्किट में 2 एक प्रेरण धारा I 2 उत्पन्न होती है।

पहले सर्किट में करंट द्वारा निर्मित और दूसरे सर्किट से घिरी सतह में प्रवेश करने वाला चुंबकीय प्रेरण प्रवाह Ф 1.2, वर्तमान ताकत I 1 के समानुपाती होता है:

आनुपातिकता गुणांक L 1, 2 को पारस्परिक प्रेरकत्व कहा जाता है। यह प्रेरकत्व एल के समान है।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, दूसरे सर्किट में प्रेरित ईएमएफ, बराबर है:

गुणांक एल 1.2 दोनों सर्किटों की ज्यामिति, उनके बीच की दूरी, उनकी सापेक्ष स्थिति और पर्यावरण के चुंबकीय गुणों द्वारा निर्धारित किया जाता है। पारस्परिक प्रेरण व्यक्त किया जाता है एल 1.2, हेनरी में इंडक्शन एल की तरह।

यदि दूसरे सर्किट में करंट बदलता है, तो पहले सर्किट में एक प्रेरित ईएमएफ उत्पन्न होता है

जब किसी चालक में धारा की ताकत बदलती है, तो बाद में एक भंवर विद्युत क्षेत्र प्रकट होता है। जब धारा बढ़ती है तो यह क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों को धीमा कर देता है और धारा घटने पर तेज हो जाता है।

वर्तमान चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा.

जब निरंतर ईएमएफ के स्रोत वाले सर्किट को बंद कर दिया जाता है, तो वर्तमान स्रोत की ऊर्जा शुरू में करंट बनाने पर खर्च की जाती है, यानी, कंडक्टर के इलेक्ट्रॉनों को गति देने और करंट से जुड़े चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण पर, और आंशिक रूप से कंडक्टर की आंतरिक ऊर्जा को बढ़ाने, यानी इसे गर्म करने पर भी। निरंतर वर्तमान मान स्थापित होने के बाद, स्रोत की ऊर्जा विशेष रूप से गर्मी की रिहाई पर खर्च की जाती है। इस स्थिति में, वर्तमान ऊर्जा नहीं बदलती है।

धारा उत्पन्न करने के लिए ऊर्जा व्यय करना आवश्यक है अर्थात् कार्य करना होगा। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि जब सर्किट बंद हो जाता है, जब करंट बढ़ना शुरू हो जाता है, तो कंडक्टर में एक भंवर विद्युत क्षेत्र दिखाई देता है, जो वर्तमान स्रोत के कारण कंडक्टर में बनाए गए विद्युत क्षेत्र के खिलाफ कार्य करता है। वर्तमान ताकत I के बराबर होने के लिए, वर्तमान स्रोत को भंवर क्षेत्र की ताकतों के खिलाफ काम करना होगा। यह कार्य वर्तमान ऊर्जा को बढ़ाने का काम करता है। भंवर क्षेत्र नकारात्मक कार्य करता है.

जब सर्किट खोला जाता है, तो करंट गायब हो जाता है और भंवर क्षेत्र सकारात्मक कार्य करता है। धारा में संग्रहीत ऊर्जा मुक्त हो जाती है। इसका पता एक शक्तिशाली चिंगारी से लगाया जाता है जो तब उत्पन्न होती है जब उच्च प्रेरकत्व वाला एक सर्किट खोला जाता है।

अधिष्ठापन एल के साथ एक सर्किट के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा I की ऊर्जा के लिए एक अभिव्यक्ति जड़ता और स्व-प्रेरण के बीच सादृश्य के आधार पर लिखी जा सकती है।

यदि स्व-प्रेरण जड़ता के समान है, तो वर्तमान बनाने की प्रक्रिया में अधिष्ठापन को यांत्रिकी में किसी पिंड की गति बढ़ाते समय द्रव्यमान के समान भूमिका निभानी चाहिए। इलेक्ट्रोडायनामिक्स में किसी पिंड की गति की भूमिका विद्युत आवेशों की गति को दर्शाने वाली मात्रा के रूप में वर्तमान ताकत I द्वारा निभाई जाती है। यदि ऐसा है, तो वर्तमान ऊर्जा W m को शरीर की गतिज ऊर्जा के समान मात्रा माना जा सकता है - यांत्रिकी में, और इसे फॉर्म में लिखें।

यदि बाहरी बल कंडक्टर के मुक्त आवेशों पर कार्य करते हैं तो सर्किट में विद्युत प्रवाह संभव है। एक बंद लूप के साथ एक सकारात्मक चार्ज को स्थानांतरित करने के लिए इन बलों द्वारा किए गए कार्य को ईएमएफ कहा जाता है। जब चुंबकीय प्रवाह समोच्च द्वारा सीमित सतह के माध्यम से बदलता है, तो सर्किट में बाहरी बल दिखाई देते हैं, जिनकी क्रिया प्रेरित ईएमएफ द्वारा विशेषता होती है।

लेन्ज़ के नियम के अनुसार, प्रेरण धारा की दिशा पर विचार करते हुए:

एक बंद लूप में प्रेरित ईएमएफ लूप से घिरी सतह के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के बराबर होता है, जिसे विपरीत संकेत के साथ लिया जाता है।

क्यों? - क्योंकि प्रेरित धारा चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन का प्रतिकार करती है, प्रेरित ईएमएफ और चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के अलग-अलग संकेत होते हैं।

यदि हम एक सर्किट पर नहीं, बल्कि एक कॉइल पर विचार करते हैं, जहां एन कॉइल में घुमावों की संख्या है:

जहां R कंडक्टर का प्रतिरोध है।

भंवर विद्युत क्षेत्र

किसी स्थिर चालक में विद्युत धारा उत्पन्न होने का कारण विद्युत क्षेत्र है।
चुंबकीय क्षेत्र में कोई भी परिवर्तन एक बंद सर्किट की उपस्थिति या अनुपस्थिति की परवाह किए बिना एक प्रेरक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है, और यदि कंडक्टर खुला है, तो इसके सिरों पर एक संभावित अंतर उत्पन्न होता है; यदि चालक को बंद कर दिया जाए तो उसमें प्रेरित धारा उत्पन्न हो जाती है।

आगमनात्मक विद्युत क्षेत्र भंवर है।
भंवर विद्युत क्षेत्र रेखाओं की दिशा प्रेरण धारा की दिशा से मेल खाती है
एक आगमनात्मक विद्युत क्षेत्र में इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की तुलना में पूरी तरह से अलग गुण होते हैं।

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र- स्थिर विद्युत आवेशों द्वारा निर्मित होता है, क्षेत्र रेखाएँ खुली होती हैं - - संभावित क्षेत्र, क्षेत्र के स्रोत विद्युत आवेश होते हैं, एक बंद पथ पर परीक्षण आवेश को स्थानांतरित करने के लिए क्षेत्र बलों का कार्य 0 होता है

प्रेरण विद्युत क्षेत्र (भंवर विद्युत क्षेत्र)- चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन के कारण, बल की रेखाएं बंद हो जाती हैं (भंवर क्षेत्र), क्षेत्र स्रोतों को निर्दिष्ट नहीं किया जा सकता है, एक बंद पथ के साथ परीक्षण चार्ज को स्थानांतरित करने के लिए क्षेत्र बलों का कार्य प्रेरित ईएमएफ के बराबर है।

एड़ी धाराएं

विशाल चालकों में प्रेरण धाराओं को फौकॉल्ट धाराएँ कहा जाता है। फौकॉल्ट धाराएँ बहुत बड़े मूल्यों तक पहुँच सकती हैं, क्योंकि बड़े कंडक्टरों का प्रतिरोध कम होता है। इसलिए, ट्रांसफार्मर कोर इंसुलेटेड प्लेटों से बने होते हैं।
फेराइट्स में - चुंबकीय इन्सुलेटर, एड़ी धाराएं व्यावहारिक रूप से उत्पन्न नहीं होती हैं।

भंवर धाराओं का उपयोग

निर्वात में धातुओं को गर्म करना और पिघलाना, विद्युत माप उपकरणों में डैम्पर्स।

भंवर धाराओं के हानिकारक प्रभाव

ये ट्रांसफार्मर और जनरेटर के कोर में बड़ी मात्रा में गर्मी निकलने के कारण होने वाली ऊर्जा हानि हैं।

विद्युतचुंबकीय क्षेत्र - बढ़िया भौतिकी

जिज्ञासु के लिए

बीटल सोमरसॉल्ट पर क्लिक करें

यदि आप एक क्लिक बीटल को उसकी पीठ पर लेटे हुए गुदगुदी करते हैं, तो वह 25 सेंटीमीटर ऊपर उछल जाता है, और एक तेज़ क्लिक सुनाई देता है। बकवास, आप कह सकते हैं.
लेकिन, वास्तव में, बग, अपने पैरों की मदद के बिना, 400 ग्राम के प्रारंभिक त्वरण के साथ एक धक्का देता है, और फिर हवा में पलट जाता है और अपने पैरों पर गिर जाता है। 400 ग्राम - अद्भुत!
इससे भी अधिक आश्चर्य की बात यह है कि धक्का के दौरान विकसित शक्ति किसी भी बग की मांसपेशियों द्वारा प्रदान की जा सकने वाली शक्ति से सौ गुना अधिक है। एक बग इतनी विशाल शक्ति विकसित करने का प्रबंधन कैसे करता है?
वह कितनी बार अपनी अद्भुत छलांग लगाने में सक्षम है? उनकी पुनरावृत्ति की आवृत्ति पर क्या सीमा है?

पता चला है...
जब कीट उल्टा पड़ा होता है, तो उसके शरीर के सामने एक विशेष उभार उसे छलांग लगाने के लिए सीधा होने से रोकता है। कुछ समय के लिए वह मांसपेशियों में तनाव जमा करता है, फिर तेजी से झुकते हुए खुद को ऊपर फेंक देता है।
इससे पहले कि कीट फिर से कूद सके, उसे धीरे-धीरे अपनी मांसपेशियों को फिर से "तनाव" देना होगा।

एक परिवर्ती चुंबकीय क्षेत्र में रहने वाले चालक में इलेक्ट्रोमोटिव बल कैसे उत्पन्न होता है? भंवर विद्युत क्षेत्र क्या है, इसकी प्रकृति और इसकी घटना के कारण क्या हैं? इस क्षेत्र की मुख्य विशेषताएं क्या हैं? आज का पाठ इन सभी और कई अन्य प्रश्नों का उत्तर देगा।

विषय: विद्युत चुम्बकीय प्रेरण

पाठ:भंवर विद्युत क्षेत्र

आइए याद रखें कि लेनज़ का नियम हमें एक वैकल्पिक प्रवाह के साथ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में स्थित सर्किट में प्रेरित धारा की दिशा निर्धारित करने की अनुमति देता है। इस नियम के आधार पर विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम बनाना संभव हो सका।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम

जब सर्किट के क्षेत्र को छेदने वाला चुंबकीय प्रवाह बदलता है, तो इस सर्किट में एक इलेक्ट्रोमोटिव बल दिखाई देता है, जो संख्यात्मक रूप से चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के बराबर होता है, जिसे ऋण चिह्न के साथ लिया जाता है।

यह इलेक्ट्रोमोटिव बल कैसे उत्पन्न होता है? यह पता चला है कि एक कंडक्टर में ईएमएफ जो एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र में है, एक नई वस्तु के उद्भव से जुड़ा है - भंवर विद्युत क्षेत्र.

आइए अनुभव पर विचार करें। तांबे के तार की एक कुंडली होती है जिसमें कुंडली के चुंबकीय क्षेत्र को बढ़ाने के लिए एक लोहे की कोर डाली जाती है। कुंडल कंडक्टरों के माध्यम से एक प्रत्यावर्ती धारा स्रोत से जुड़ा होता है। लकड़ी के आधार पर तार का एक कुंडल भी रखा गया है। इस कुंडल से एक विद्युत प्रकाश बल्ब जुड़ा हुआ है। तार सामग्री इन्सुलेशन से ढकी हुई है। कुंडल का आधार लकड़ी से बना है, यानी, एक ऐसी सामग्री जो विद्युत प्रवाह का संचालन नहीं करती है। कॉइल फ्रेम भी लकड़ी से बना है। इस प्रकार, वर्तमान स्रोत से जुड़े सर्किट के साथ प्रकाश बल्ब के संपर्क की कोई भी संभावना समाप्त हो जाती है। जब स्रोत बंद होता है, तो प्रकाश बल्ब जलता है, इसलिए, कुंडल में विद्युत धारा प्रवाहित होती है, जिसका अर्थ है कि बाहरी बल इस कुंडल में कार्य करते हैं। यह पता लगाना जरूरी है कि बाहरी ताकतें कहां से आती हैं.

कुंडली के तल में प्रवेश करने वाला चुंबकीय क्षेत्र विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति का कारण नहीं बन सकता है, क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र केवल गतिमान आवेशों पर कार्य करता है। धातुओं की चालकता के इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत के अनुसार, उनके अंदर इलेक्ट्रॉन होते हैं जो क्रिस्टल जाली के भीतर स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं। हालाँकि, बाहरी विद्युत क्षेत्र की अनुपस्थिति में यह गति यादृच्छिक होती है। इस तरह की गड़बड़ी इस तथ्य की ओर ले जाती है कि धारा प्रवाहित करने वाले कंडक्टर पर चुंबकीय क्षेत्र का कुल प्रभाव शून्य होता है। यह विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र से अलग करता है, जो स्थिर आवेशों पर भी कार्य करता है। इस प्रकार, विद्युत क्षेत्र गतिशील और स्थिर आवेशों पर कार्य करता है। हालाँकि, पहले जिस प्रकार के विद्युत क्षेत्र का अध्ययन किया गया था वह केवल विद्युत आवेशों द्वारा निर्मित होता है। बदले में, प्रेरित धारा, एक प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र द्वारा निर्मित होती है।

मान लीजिए कि किसी चालक में इलेक्ट्रॉन किसी नए प्रकार के विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में क्रमबद्ध गति में सेट हो जाते हैं। और यह विद्युत क्षेत्र विद्युत आवेशों से नहीं, बल्कि एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उत्पन्न होता है। फैराडे और मैक्सवेल को भी ऐसा ही विचार आया। इस विचार में मुख्य बात यह है कि समय-परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत उत्पन्न करता है। मुक्त इलेक्ट्रॉनों वाला एक कंडक्टर इस क्षेत्र का पता लगाना संभव बनाता है। यह विद्युत क्षेत्र चालक में इलेक्ट्रॉनों को गति में सेट करता है। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना एक प्रेरण धारा की उपस्थिति में इतनी अधिक नहीं होती है, बल्कि एक नए प्रकार के विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति में होती है जो एक कंडक्टर में विद्युत आवेशों को गति प्रदान करती है (चित्र 1)।

भंवर क्षेत्र स्थिर से भिन्न होता है। यह स्थिर आवेशों द्वारा उत्पन्न नहीं होता है, इसलिए, इस क्षेत्र की तीव्रता रेखाएँ आवेश पर प्रारंभ और समाप्त नहीं हो सकती हैं। शोध के अनुसार, भंवर क्षेत्र शक्ति रेखाएं चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण रेखाओं के समान बंद रेखाएं हैं। नतीजतन, यह विद्युत क्षेत्र एक भंवर है - चुंबकीय क्षेत्र के समान।

दूसरी संपत्ति इस नए क्षेत्र की ताकतों के काम से संबंधित है। इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का अध्ययन करके, हमने पाया कि एक बंद लूप के साथ इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ताकतों द्वारा किया गया कार्य शून्य है। चूँकि जब कोई आवेश एक दिशा में चलता है, तो विस्थापन और प्रभावी बल सह-निर्देशित होते हैं और कार्य सकारात्मक होता है, तो जब आवेश विपरीत दिशा में चलता है, तो विस्थापन और प्रभावी बल विपरीत दिशा में निर्देशित होते हैं और कार्य नकारात्मक होता है, कुल कार्य शून्य होगा. भंवर क्षेत्र के मामले में, बंद लूप के साथ कार्य शून्य से भिन्न होगा। इसलिए, जब एक चार्ज एक विद्युत क्षेत्र की एक बंद रेखा के साथ चलता है जिसमें एक भंवर चरित्र होता है, तो विभिन्न खंडों में कार्य एक स्थिर संकेत बनाए रखेगा, क्योंकि प्रक्षेपवक्र के विभिन्न खंडों में बल और विस्थापन प्रत्येक के सापेक्ष समान दिशा बनाए रखेगा। अन्य। एक बंद लूप के साथ चार्ज को स्थानांतरित करने के लिए भंवर विद्युत क्षेत्र बलों का कार्य गैर-शून्य है, इसलिए, भंवर विद्युत क्षेत्र एक बंद लूप में विद्युत प्रवाह उत्पन्न कर सकता है, जो प्रयोगात्मक परिणामों से मेल खाता है। तब हम कह सकते हैं कि भंवर क्षेत्र से आवेशों पर लगने वाला बल स्थानांतरित आवेश के उत्पाद और इस क्षेत्र की ताकत के बराबर है।

यह बल बाहरी बल है जो कार्य करता है। स्थानांतरित चार्ज की मात्रा से संबंधित इस बल द्वारा किया गया कार्य प्रेरित ईएमएफ है। तीव्रता रेखाओं के प्रत्येक बिंदु पर भंवर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता वेक्टर की दिशा लेनज़ के नियम द्वारा निर्धारित की जाती है और प्रेरण धारा की दिशा के साथ मेल खाती है।

एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र में स्थित एक स्थिर सर्किट में, एक प्रेरित विद्युत धारा उत्पन्न होती है। चुंबकीय क्षेत्र स्वयं बाहरी शक्तियों का स्रोत नहीं हो सकता, क्योंकि यह केवल व्यवस्थित रूप से गतिशील विद्युत आवेशों पर ही कार्य कर सकता है। कोई इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र नहीं हो सकता, क्योंकि यह स्थिर आवेशों द्वारा उत्पन्न होता है। इस धारणा के बाद कि समय-परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है, हमने सीखा कि यह वैकल्पिक क्षेत्र एक भंवर प्रकृति का है, यानी इसकी रेखाएं बंद हैं। एक बंद लूप के साथ भंवर विद्युत क्षेत्र का कार्य शून्य से भिन्न होता है। भंवर विद्युत क्षेत्र से स्थानांतरित आवेश पर लगने वाला बल इस स्थानांतरित आवेश के मान को भंवर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता से गुणा करने के बराबर होता है। यह बल बाहरी बल है जो सर्किट में ईएमएफ की घटना की ओर ले जाता है। प्रेरण का इलेक्ट्रोमोटिव बल, यानी स्थानांतरित चार्ज की मात्रा के लिए बाहरी बलों के काम का अनुपात, ऋण चिह्न के साथ लिए गए चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के बराबर है। तीव्रता रेखाओं के प्रत्येक बिंदु पर भंवर विद्युत क्षेत्र तीव्रता वेक्टर की दिशा लेन्ज़ के नियम द्वारा निर्धारित की जाती है।

1. कास्यानोव वी.ए., भौतिकी 11वीं कक्षा: पाठ्यपुस्तक। सामान्य शिक्षा के लिए संस्थाएँ। - चौथा संस्करण, स्टीरियोटाइप। - एम.: बस्टर्ड, 2004. - 416 पीपी.: बीमार., 8 एल. रंग पर
2. गेंडेनस्टीन एल.ई., डिक यू.आई., भौतिकी 11. - एम.: मेनेमोसिन।
3. तिखोमिरोवा एस.ए., यारोव्स्की बी.एम., भौतिकी 11. - एम.: मेनेमोसिने।
   

1. इलेक्ट्रॉनिक भौतिकी पाठ्यपुस्तक ()।
2. कूल भौतिकी ()।
3. Xvadit.com ().

1. इस तथ्य को कैसे समझाया जाए कि बिजली गिरने से फ़्यूज़ पिघल सकते हैं और संवेदनशील विद्युत उपकरणों और अर्धचालक उपकरणों को नुकसान हो सकता है?
2. * जब रिंग खोली गई, तो कुंडल में 300 V का स्व-प्रेरण ईएमएफ उत्पन्न हुआ। कुंडल घुमावों में भंवर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता क्या है, यदि उनकी संख्या 800 है, और घुमावों की त्रिज्या 4 सेमी है?