ટેક્નોલોજીમાં એમ્પીયરની બળ ક્રિયાનો ઉપયોગ

1820 માં, ડેનિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી હેન્સ ક્રિશ્ચિયન ઓર્સ્ટેડે એક મૂળભૂત શોધ કરી: હોકાયંત્રની ચુંબકીય સોય સીધી ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ વહન કરતા વાયર દ્વારા વિચલિત થાય છે. આમ, વૈજ્ઞાનિકને એક પ્રયોગમાં જાણવા મળ્યું કે વર્તમાનનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર વર્તમાનને બરાબર લંબરૂપ છે, અને તેની સમાંતર નથી, જેમ ધારી શકાય.

ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી આન્દ્રે-મેરી એમ્પીયર ઓર્સ્ટેડના પ્રયોગના નિદર્શનથી એટલા પ્રેરિત થયા કે તેમણે આ દિશામાં તેમનું સંશોધન જાતે જ ચાલુ રાખવાનું નક્કી કર્યું.

એમ્પીયર એ પ્રસ્થાપિત કરવામાં સક્ષમ હતું કે માત્ર એક ચુંબકીય સોય જ પ્રવાહ વહન કરનાર વાહક દ્વારા વિચલિત થતી નથી, પરંતુ બે સમાંતર વાહક જે પ્રત્યક્ષ પ્રવાહને વહન કરે છે તે એકબીજાને આકર્ષી શકે છે અથવા ભગાડી શકે છે-તેઓ એકબીજાની સાપેક્ષ કઈ દિશામાં આગળ વધી રહ્યા છે તેના પર આધાર રાખે છે. વાયર

તે બહાર આવ્યું છે કે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે, અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર પહેલેથી જ બીજા પ્રવાહ પર કાર્ય કરે છે.એમ્પીયરે તારણ કાઢ્યું હતું કે વર્તમાન-વહન કરનાર વાયર પણ કાયમી ચુંબક (તીર) પર જ કાર્ય કરે છે કારણ કે ઘણા માઇક્રોસ્કોપિક પ્રવાહો પણ બંધ પાથમાં ચુંબકની અંદર વહે છે, અને વ્યવહારમાં, જોકે ચુંબકીય ક્ષેત્રો ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, આ ચુંબકીય ક્ષેત્રોના સ્ત્રોતો, પ્રવાહો. , ભગાડવામાં આવે છે. પ્રવાહો વિના કોઈ ચુંબકીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયા હશે નહીં.

પરિણામે, તે જ વર્ષે 1820 માં, એમ્પીયરે એક કાયદો શોધી કાઢ્યો જે મુજબ સીધા વિદ્યુત પ્રવાહો ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. એક દિશામાં નિર્દેશિત કરંટ સાથેના વાહક એકબીજાને આકર્ષે છે, અને વિપરિત નિર્દેશિત કરંટવાળા વાહક એકબીજાને ભગાડે છે (જુઓ - એમ્પીયરનો કાયદો).

તેમના પ્રાયોગિક કાર્યના પરિણામે, એમ્પીયરે શોધી કાઢ્યું કે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવેલા વર્તમાન-વહન વાયર પર કામ કરતું બળ, વાયરમાં વર્તમાન I ની તીવ્રતા અને ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શન Bની તીવ્રતા બંને પર રેખીય રીતે આધાર રાખે છે. જેમાં આ વાયર મૂકવામાં આવે છે.

એમ્પીયરનો કાયદો નીચે પ્રમાણે ઘડી શકાય છે. બળ dF કે જેની સાથે ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇન્ડક્શન B ના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સ્થિત વર્તમાન તત્વ dI પર કાર્ય કરે છે તે ચુંબકીય ઇન્ડક્શન B દ્વારા વાહક તત્વ dL ની લંબાઈના વર્તમાન અને વેક્ટર ઉત્પાદનના સીધા પ્રમાણસર છે.

એમ્પીયરના બળની દિશા ડાબા હાથના નિયમ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે. જ્યારે વાયર ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની રેખાઓ પર લંબ હોય ત્યારે આ બળ સૌથી વધુ હોય છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, ચુંબકીય ક્ષેત્રના બળની રેખાઓ સુધીના કોણ આલ્ફા પર ઇન્ડક્શન B ના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવેલ પ્રવાહ I વહન કરતા L લંબાઈના વાયર માટે એમ્પીયર તાકાત બરાબર છે:

આજે, એવી દલીલ કરી શકાય છે કે તમામ વિદ્યુત ઘટકો કે જેમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયા યાંત્રિક ગતિમાં તત્વ સેટ કરે છે તે એમ્પીયરના બળનો ઉપયોગ કરે છે.

ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ મશીનોના સંચાલનનો સિદ્ધાંત ચોક્કસપણે આ બળ પર આધારિત છે, ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રિક મોટરમાં… કોઈપણ સમયે, ઇલેક્ટ્રિક મોટરના સંચાલન દરમિયાન, તેના રોટર વિન્ડિંગનો ભાગ સ્ટેટર વિન્ડિંગના ભાગના વર્તમાનના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ખસે છે. આ એમ્પીયરના બળ અને પ્રવાહોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના એમ્પીયરના નિયમનું અભિવ્યક્તિ છે.

આ સિદ્ધાંત કદાચ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સમાં સૌથી સામાન્ય છે, જ્યાં વિદ્યુત ઉર્જા આમ યાંત્રિક ઉર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.

જનરેટર, સૈદ્ધાંતિક રીતે, એ જ ઇલેક્ટ્રિક મોટર છે, જે ફક્ત વિપરીત રૂપાંતરણની અનુભૂતિ કરે છે: યાંત્રિક ઊર્જા વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે (જુઓ — એસી અને ડીસી જનરેટર કેવી રીતે કામ કરે છે?).

મોટરમાં, રોટર વિન્ડિંગ, જેના દ્વારા પ્રવાહ વહે છે, સ્ટેટર ચુંબકીય ક્ષેત્ર (જેના પર આ સમયે ઇચ્છિત દિશા સાથેનો પ્રવાહ પણ કાર્ય કરે છે) માંથી એમ્પીયર બળની ક્રિયાનો અનુભવ કરે છે અને આમ મોટરનું રોટર પ્રવેશ કરે છે. રોટેશનલ ચળવળ, લોડ સાથે શાફ્ટનું પરિભ્રમણ.

ઇલેક્ટ્રિક કાર, ટ્રામ, ઇલેક્ટ્રિક ટ્રેન અને અન્ય ઇલેક્ટ્રિક વાહનો એસી અથવા ડીસી ડ્રાઇવ મોટરમાં એમ્પીયરના બળની ક્રિયા હેઠળ ફરતા શાફ્ટને કારણે વ્હીલ રોટેશનનો અનુભવ કરે છે. એસી અને ડીસી મોટર્સ એમ્પીયરનો ઉપયોગ કરે છે.

ઇલેક્ટ્રિક તાળાઓ (એલિવેટર દરવાજા, દરવાજા, વગેરે) એ જ રીતે કામ કરે છે, એક શબ્દમાં - બધી પદ્ધતિઓ જ્યાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયા યાંત્રિક ચળવળ તરફ દોરી જાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, લાઉડસ્પીકરના સ્પીકરમાં અવાજ ઉત્પન્ન કરતા લાઉડસ્પીકરમાં, પટલ વાઇબ્રેટ થાય છે કારણ કે વર્તમાન વહન કરતી કોઇલ કાયમી ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા ભગાડવામાં આવે છે જેની આસપાસ તે સ્થાપિત થયેલ છે.આમ ધ્વનિ સ્પંદનો રચાય છે — એમ્પીરેજ ચલ છે (કારણ કે કોઇલમાં વિદ્યુતપ્રવાહ પુનઃઉત્પાદિત થનારી ધ્વનિની આવર્તન સાથે બદલાય છે) વિસારકને દબાણ કરે છે, અવાજ ઉત્પન્ન કરે છે.

મેગ્નેટોઈલેક્ટ્રીક સિસ્ટમના વિદ્યુત માપન સાધનો (દા.ત. એનાલોગ એમીટર) માં સ્થાપિત દૂર કરી શકાય તેવી વાયર ફ્રેમનો સમાવેશ થાય છે કાયમી ચુંબકના ધ્રુવો વચ્ચે… ફ્રેમ સર્પાકાર ઝરણા પર સસ્પેન્ડ કરવામાં આવે છે, જેના દ્વારા માપવામાં આવેલ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ આ માપન ઉપકરણમાંથી પસાર થાય છે, હકીકતમાં, ફ્રેમ દ્વારા.

જ્યારે પ્રવાહ ફ્રેમમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે એમ્પીયર બળ, આપેલ વર્તમાનની તીવ્રતાના પ્રમાણસર, તેના પર કાયમી ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કાર્ય કરે છે, તેથી ફ્રેમ ફરે છે, ઝરણાને વિકૃત કરે છે. જ્યારે એમ્પીયર બળ વસંત બળ દ્વારા સંતુલિત થાય છે, ત્યારે ફરસી ફરતી અટકે છે અને તે સમયે રીડિંગ્સ લઈ શકાય છે.

એક તીર ફ્રેમ સાથે જોડાયેલ છે, જે માપન ઉપકરણના ગ્રેજ્યુએટેડ સ્કેલ તરફ નિર્દેશ કરે છે. તીરના વિચલનનો કોણ ફ્રેમમાંથી પસાર થતા કુલ પ્રવાહના પ્રમાણસર હોવાનું બહાર આવ્યું છે. ફ્રેમમાં સામાન્ય રીતે ઘણા વળાંકો હોય છે (જુઓ - એમીટર અને વોલ્ટમીટર ઉપકરણ).