ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને તેના પરિમાણો, ચુંબકીય સર્કિટ

"ચુંબકીય ક્ષેત્ર" શબ્દ હેઠળ તે ચોક્કસ ઊર્જા અવકાશને સમજવાનો રિવાજ છે જેમાં ચુંબકીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો પ્રગટ થાય છે. તેઓ ચિંતા કરે છે:

• અલગ પદાર્થો: ફેરીમેગ્નેટ (ધાતુઓ - મુખ્યત્વે કાસ્ટ આયર્ન, આયર્ન અને તેમના એલોય) અને તેમના ફેરાઇટનો વર્ગ, રાજ્યને ધ્યાનમાં લીધા વિના;

• વીજળીના મૂવિંગ ચાર્જીસ.

તેમને ભૌતિક શરીર કહેવામાં આવે છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોન અથવા કાયમી ચુંબકના અન્ય કણોની સામાન્ય ચુંબકીય ક્ષણ હોય છે... તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ફોટામાં બતાવવામાં આવી છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ.

તેઓ કાર્ડબોર્ડ શીટના પાછળના ભાગમાં લોખંડના ફાઇલિંગના સમાન સ્તર સાથે કાયમી ચુંબક લાવ્યા પછી રચાય છે. ચિત્ર ઉત્તર (N) અને દક્ષિણ (S) ધ્રુવોનું સ્પષ્ટ માર્કિંગ દર્શાવે છે જેમાં ક્ષેત્ર રેખાઓ તેમની દિશાને સંબંધિત છે: ઉત્તર ધ્રુવમાંથી બહાર નીકળો અને દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશ.

ચુંબકીય ક્ષેત્ર કેવી રીતે બનાવવામાં આવે છે

ચુંબકીય ક્ષેત્રના સ્ત્રોતો છે:

• કાયમી ચુંબક;

• મોબાઇલ શુલ્ક;

• સમય-વિદ્યુત ક્ષેત્ર.

કિન્ડરગાર્ટનમાં દરેક બાળક કાયમી ચુંબકની ક્રિયાથી પરિચિત છે.છેવટે, તેણે પહેલાથી જ રેફ્રિજરેટર પર તમામ પ્રકારની ગૂડીઝના પેકેટમાંથી લીધેલા ચિત્રો-ચુંબક બનાવવાની હતી.

ગતિમાં ઇલેક્ટ્રીક ચાર્જ સામાન્ય રીતે કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઊર્જા ધરાવે છે કાયમી ચુંબક… તે બળની રેખાઓ દ્વારા પણ સૂચવવામાં આવે છે. ચાલો વર્તમાન I સાથે સીધા વાયર માટે તેમના દોરવાના નિયમોનું વિશ્લેષણ કરીએ.

ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખા વિદ્યુતપ્રવાહની હિલચાલને લંબરૂપ સમતલમાં દોરવામાં આવે છે, જેથી તેના દરેક બિંદુઓ પર ચુંબકીય સોયના ઉત્તર ધ્રુવ પર કામ કરતું બળ આ રેખા તરફ સ્પર્શક રીતે નિર્દેશિત થાય છે. આ મૂવિંગ ચાર્જની આસપાસ કેન્દ્રિત વર્તુળો બનાવે છે.

આ દળોની દિશા જાણીતા સ્ક્રૂ અથવા જમણા હાથના સ્ક્રુ નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

જીમલેટ નિયમ

વર્તમાન વેક્ટર સાથે ગિમ્બલ કોક્સિયલ મૂકવું અને હેન્ડલને ફેરવવું જરૂરી છે જેથી ગિમ્બલની આગળની હિલચાલ તેની દિશા સાથે એકરુપ થાય. પછી હેન્ડલને ફેરવીને ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓનું ઓરિએન્ટેશન સૂચવવામાં આવશે.

રિંગ કંડક્ટરમાં, હેન્ડલની રોટેશનલ ગતિ વર્તમાનની દિશા સાથે એકરુપ હોય છે, અને અનુવાદની ગતિ ઇન્ડક્શનની દિશા સૂચવે છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ હંમેશા ઉત્તર ધ્રુવ છોડીને દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશ કરે છે. તેઓ ચુંબકની અંદર ચાલુ રહે છે અને ક્યારેય ખોલતા નથી.

વધુ વિગતો માટે અહીં જુઓ: ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં ગિમ્બલ નિયમ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

ચુંબકીય ક્ષેત્રોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના નિયમો

વિવિધ સ્ત્રોતોમાંથી ચુંબકીય ક્ષેત્રો ઉમેરાઈને પરિણામી ક્ષેત્ર બનાવે છે.

આ કિસ્સામાં, વિરોધી ધ્રુવો (N — S) સાથેના ચુંબક એકબીજા તરફ આકર્ષાય છે, અને તે જ નામો સાથે (N — N, S — S) — તેઓ એકબીજાને ભગાડે છે.ધ્રુવો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો તેમની વચ્ચેના અંતર પર આધારિત છે. ધ્રુવો જેટલી નજીક ખસેડવામાં આવે છે, તેટલું વધુ બળ ઉત્પન્ન થાય છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્રની મૂળભૂત લાક્ષણિકતાઓ

તેઓ સમાવેશ થાય છે:

• ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટર (V);

• ચુંબકીય પ્રવાહ (એફ);

• પ્રવાહ જોડાણ (Ψ).

ક્ષેત્રની અસરની તીવ્રતા અથવા બળનો અંદાજ ચુંબકીય ઇન્ડક્શનના મૂલ્ય વેક્ટર દ્વારા કરવામાં આવે છે... તે લંબાઈના વાયર દ્વારા પસાર થતા પ્રવાહ «I» દ્વારા બનાવવામાં આવેલ બળ «F» ના મૂલ્ય દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ». V= F / (I ∙ l)

એસઆઈ સિસ્ટમમાં ચુંબકીય ઇન્ડક્શનના માપનનું એકમ ટેસ્લા છે (ભૌતિકશાસ્ત્રીની યાદમાં જેણે આ ઘટનાઓનો અભ્યાસ કર્યો હતો અને ગાણિતિક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને તેનું વર્ણન કર્યું હતું). રશિયન તકનીકી સાહિત્યમાં, તેને "T" તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવે છે, અને આંતરરાષ્ટ્રીય દસ્તાવેજોમાં, પ્રતીક "T" અપનાવવામાં આવે છે.

1 T એ આવા સમાન ચુંબકીય પ્રવાહનું ઇન્ડક્શન છે જે 1 એમ્પીયરનો પ્રવાહ જ્યારે તે વાયરમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે ક્ષેત્રની દિશામાં લંબરૂપ સીધા વાયર પર દરેક મીટર લંબાઈ માટે 1 ન્યૂટનના બળ સાથે કાર્ય કરે છે.

1T = 1 ∙ N / (A ∙ m)

વેક્ટર દિશા V ડાબા હાથના નિયમ દ્વારા નિર્ધારિત.

જો તમે તમારા ડાબા હાથની હથેળીને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકો જેથી કરીને ઉત્તર ધ્રુવમાંથી આવતી બળની રેખાઓ હથેળીમાં જમણા ખૂણે પ્રવેશે અને ચાર આંગળીઓ વાયરમાં પ્રવાહની દિશામાં મૂકે, તો બહાર નીકળતો અંગૂઠો સૂચવે છે. તે વાયર પર કામ કરતા બળની દિશા.

જો વિદ્યુત પ્રવાહ ધરાવતો વાહક ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓના જમણા ખૂણા પર સ્થિત ન હોય, તો તેના પર કાર્ય કરતું બળ વર્તમાન પ્રવાહના મૂલ્ય અને વાહકની લંબાઈના પ્રક્ષેપણના ઘટકના પ્રમાણસર હશે. લંબ દિશામાં સ્થિત પ્લેન પરનો પ્રવાહ.

વિદ્યુત પ્રવાહ પર કામ કરતું બળ તે સામગ્રી કે જેમાંથી કંડક્ટર બનાવવામાં આવે છે અને તેના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર પર આધારિત નથી. જો આ વાયર બિલકુલ અસ્તિત્વમાં ન હોય અને મૂવિંગ ચાર્જ ચુંબકીય ધ્રુવો વચ્ચે અલગ વાતાવરણમાં ફરવા લાગે, તો પણ આ બળ કોઈપણ રીતે બદલાશે નહીં.

જો ચુંબકીય ક્ષેત્રની અંદર તમામ બિંદુઓ પર વેક્ટર V ની દિશા અને તીવ્રતા સમાન હોય, તો આવા ક્ષેત્રને સમાન ગણવામાં આવે છે.

સાથે કોઈપણ પર્યાવરણ ચુંબકીય ગુણધર્મો, ઇન્ડક્શન વેક્ટર V ના મૂલ્યને અસર કરે છે.

ચુંબકીય પ્રવાહ (F)

જો આપણે ચોક્કસ પ્રદેશ S દ્વારા ચુંબકીય ઇન્ડક્શનના માર્ગને ધ્યાનમાં લઈએ, તો તેની સીમાઓ સુધી મર્યાદિત ઇન્ડક્શનને ચુંબકીય પ્રવાહ કહેવામાં આવશે.

જ્યારે પ્રદેશ અમુક ખૂણા α પર ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની દિશા તરફ વળેલું હોય છે, ત્યારે ચુંબકીય પ્રવાહ પ્રદેશના ઝોકના કોણના કોસાઇન સાથે ઘટે છે. જ્યારે વિસ્તાર તેના ઘૂસી રહેલા ઇન્ડક્શન માટે લંબ હોય ત્યારે તેનું મહત્તમ મૂલ્ય બનાવવામાં આવે છે. Ф = В એસ

ચુંબકીય પ્રવાહના માપનનું એકમ 1 વેબર છે, જે 1 ચોરસ મીટરના વિસ્તારમાં 1 ટેસ્લાના ઇન્ડક્શનના પેસેજ દ્વારા નક્કી થાય છે.

સ્ટ્રીમિંગ કનેક્શન

આ શબ્દનો ઉપયોગ ચુંબકના ધ્રુવો વચ્ચે સ્થિત ચોક્કસ સંખ્યામાં વર્તમાન વાહક દ્વારા પેદા થતા ચુંબકીય પ્રવાહની કુલ રકમ મેળવવા માટે થાય છે.

એવા કિસ્સામાં જ્યારે સમાન પ્રવાહ I વળાંક n ની સંખ્યા સાથે કોઇલના વિન્ડિંગમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તમામ વળાંકોના કુલ (જોડાયેલા) ચુંબકીય પ્રવાહને ફ્લક્સ લિંકેજ Ψ કહેવામાં આવે છે.

Ψ = n Ф… પ્રવાહ માપનનું એકમ 1 વેબર છે.

વૈકલ્પિક ઇલેક્ટ્રિકમાંથી ચુંબકીય ક્ષેત્ર કેવી રીતે બને છે

ચુંબકીય ક્ષણો સાથે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ અને શરીર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતું ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર એ બે ક્ષેત્રોનું સંયોજન છે:

• વિદ્યુત

• ચુંબકીય

તેઓ એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે, તેઓ એકબીજાનું સંયોજન છે, અને જ્યારે એક સમય સાથે બદલાય છે, ત્યારે બીજામાં ચોક્કસ વિચલનો થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ત્રણ-તબક્કાના જનરેટરમાં વૈકલ્પિક સિનુસોઇડલ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર બનાવતી વખતે, સમાન વૈકલ્પિક હાર્મોનિક્સની લાક્ષણિકતાઓ સાથે સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર એક સાથે રચાય છે.

પદાર્થોના ચુંબકીય ગુણધર્મો

બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના સંબંધમાં, પદાર્થોને વિભાજિત કરવામાં આવે છે:

• સંતુલિત ચુંબકીય ક્ષણો સાથે એન્ટિફેરોમેગ્નેટ, જેના કારણે શરીરના ચુંબકીયકરણની ખૂબ જ નાની ડિગ્રી બનાવવામાં આવે છે;

• બાહ્ય ક્ષેત્રની ક્રિયા સામે આંતરિક ક્ષેત્રને ચુંબકીકરણ કરવાની મિલકત સાથે ડાયમેગ્નેટ. જ્યારે કોઈ બાહ્ય ક્ષેત્ર ન હોય, ત્યારે તેમના ચુંબકીય ગુણધર્મો પ્રગટ થતા નથી;

• બાહ્ય ક્રિયાની દિશામાં આંતરિક ક્ષેત્રને ચુંબકીય બનાવવાના ગુણધર્મો સાથેના પેરામેગ્નેટ, જેમાં નાની ડિગ્રી હોય છે ચુંબકત્વ;

• ક્યુરી પોઈન્ટથી નીચેના તાપમાને લાગુ બાહ્ય ક્ષેત્ર વિના લોહચુંબકીય ગુણધર્મો;

• તીવ્રતા અને દિશામાં અસંતુલિત ચુંબકીય ક્ષણો સાથે ફેરીમેગ્નેટ.

પદાર્થોના આ તમામ ગુણધર્મોને આધુનિક તકનીકોમાં વિવિધ એપ્લિકેશનો મળી છે.

મેગ્નેટિક સર્કિટ

આ શબ્દને વિવિધ ચુંબકીય પદાર્થોનો સમૂહ કહેવામાં આવે છે જેના દ્વારા ચુંબકીય પ્રવાહ પસાર થાય છે. તે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ સાથે સમાન હોય છે અને તેને અનુરૂપ ગાણિતિક નિયમો (કુલ વર્તમાન, ઓહ્મ, કિર્ચહોફ, વગેરે) દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે. જુઓ - ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગના મૂળભૂત નિયમો.

આધારિત ચુંબકીય સર્કિટ ગણતરીઓ બધા ટ્રાન્સફોર્મર્સ, ઇન્ડક્ટર્સ, ઇલેક્ટ્રિકલ મશીનો અને અન્ય ઘણા ઉપકરણો કાર્યરત છે.

ઉદાહરણ તરીકે, કાર્યકારી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટમાં, ચુંબકીય પ્રવાહ ઉચ્ચારણ બિન-ફેરોમેગ્નેટિક ગુણધર્મો સાથે ફેરોમેગ્નેટિક સ્ટીલ્સ અને હવાના બનેલા ચુંબકીય સર્કિટમાંથી પસાર થાય છે. આ તત્વોનું સંયોજન ચુંબકીય સર્કિટ બનાવે છે.

મોટાભાગના વિદ્યુત ઉપકરણોમાં તેમની ડિઝાઇનમાં ચુંબકીય સર્કિટ હોય છે. આ લેખમાં તેના વિશે વધુ વાંચો - વિદ્યુત ઉપકરણોના ચુંબકીય સર્કિટ

આ વિષય પર પણ વાંચો: ચુંબકીય સર્કિટ ગણતરીના ઉદાહરણો