ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન

કંડક્ટરના EMF ના ઇન્ડક્શનમાં દેખાવ

જો તમે મૂકો ચુંબકીય ક્ષેત્ર વાયર અને તેને ખસેડો જેથી તે ફીલ્ડ લાઇનને વટાવી જાય, પછી વાયર હશે ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળEMF ઇન્ડક્શન કહેવાય છે.

જો કંડક્ટર પોતે સ્થિર રહે અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર તેની બળની રેખાઓ વડે કંડક્ટરને વટાવીને આગળ વધતું હોય તો પણ કંડક્ટરમાં ઇન્ડક્શન EMF થશે.

જો કંડક્ટર કે જેમાં ઇન્ડક્શન ઇએમએફ પ્રેરિત છે તે કોઈપણ બાહ્ય સર્કિટ માટે બંધ છે, તો આ ઇએમએફની ક્રિયા હેઠળ સર્કિટમાંથી પ્રવાહ વહેશે, કહેવાતા ઇન્ડક્શન વર્તમાન.

વાહકમાં EMF ઇન્ડક્શનની ઘટના જ્યારે તે તેની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓને પાર કરે છે ત્યારે તેને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન કહેવામાં આવે છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન એ વિપરીત પ્રક્રિયા છે, એટલે કે, યાંત્રિક ઊર્જાનું વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતર.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની ઘટનાનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે ઈલેક્ટ્રીકલ એન્જિનિયરીંગ… વિવિધ વિદ્યુત યંત્રોના ઉપકરણ તેના ઉપયોગ પર આધારિત છે.

EMF ઇન્ડક્શનની તીવ્રતા અને દિશા

ચાલો હવે વિચાર કરીએ કે કંડક્ટરમાં પ્રેરિત EMF ની તીવ્રતા અને દિશા શું હશે.

ઇન્ડક્શન EMF ની તીવ્રતા સમયના એકમ દીઠ વાયરને ક્રોસ કરતી બળની રેખાઓની સંખ્યા પર આધારિત છે, એટલે કે ક્ષેત્રમાં વાયરની હિલચાલની ઝડપ પર.

પ્રેરિત EMF ની તીવ્રતા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વાહકની હિલચાલની ગતિના સીધા પ્રમાણસર છે.

પ્રેરિત EMF ની તીવ્રતા એ વાયરના તે ભાગની લંબાઈ પર પણ આધાર રાખે છે જે ક્ષેત્ર રેખાઓ દ્વારા ઓળંગી જાય છે. ક્ષેત્ર રેખાઓ દ્વારા વાહકનો જેટલો મોટો ભાગ ઓળંગે છે, તેટલો જ વાહકમાં પ્રેરિત ઇએમએફ વધારે છે. છેવટે, ચુંબકીય ક્ષેત્ર જેટલું મજબૂત છે, એટલે કે, તેનું ઇન્ડક્શન જેટલું વધારે છે, આ ક્ષેત્રને પાર કરતા કંડક્ટરમાં EMF વધારે છે.

આમ, કંડક્ટર જ્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરે છે ત્યારે ઇન્ડક્શનનું EMF મૂલ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શન, વાહકની લંબાઈ અને તેની હિલચાલની ગતિના સીધા પ્રમાણસર હોય છે.

આ અવલંબન સૂત્ર E = Blv દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે,

જ્યાં E એ ઇન્ડક્શન EMF છે; બી - ચુંબકીય ઇન્ડક્શન; હું વાયરની લંબાઈ છે; v એ વાયરનો વેગ છે.

તે નિશ્ચિતપણે યાદ રાખવું જોઈએ કે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં આગળ વધતા વાહકમાં, ઇન્ડક્શનનું EMF ત્યારે જ થાય છે જો આ વાહક ક્ષેત્રની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ દ્વારા ઓળંગી જાય. જો કંડક્ટર ક્ષેત્રની રેખાઓ સાથે આગળ વધે છે, એટલે કે, તે ક્રોસ કરતું નથી, પરંતુ તેમની સાથે સરકતું લાગે છે, તો તેમાં કોઈ EMF પ્રેરિત નથી. તેથી, ઉપરોક્ત સૂત્ર ત્યારે જ માન્ય છે જ્યારે વાયર ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓ પર કાટખૂણે ખસે છે.

પ્રેરિત ઇએમએફની દિશા (તેમજ વાયરમાં વર્તમાન) વાયર કઈ દિશામાં આગળ વધી રહ્યો છે તેના પર આધાર રાખે છે. પ્રેરિત EMF ની દિશા નક્કી કરવા માટે જમણી બાજુનો નિયમ છે.

જો તમે તમારા જમણા હાથની હથેળીને એવી રીતે પકડી રાખો કે ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓ તેમાં પ્રવેશે, અને વાંકો અંગૂઠો કંડક્ટરની હિલચાલની દિશા સૂચવે છે, તો વિસ્તૃત ચાર આંગળીઓ પ્રેરિત EMF ની ક્રિયાની દિશા અને દિશા સૂચવે છે. કંડક્ટરમાં વર્તમાનનો.

જમણા હાથનો નિયમ

કોઇલમાં EMF ઇન્ડક્શન

અમે પહેલેથી જ કહ્યું છે કે વાયરમાં ઇન્ડક્શનનું EMF બનાવવા માટે, ક્યાં તો વાયર પોતે અથવા ચુંબકીય ક્ષેત્રને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ખસેડવું જરૂરી છે. બંને કિસ્સાઓમાં, વાયરને ક્ષેત્રની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ દ્વારા ઓળંગવી આવશ્યક છે, અન્યથા કોઈ emf પ્રેરિત કરવામાં આવશે નહીં. પ્રેરિત ઇએમએફ, અને તેથી પ્રેરિત પ્રવાહ, માત્ર સીધા વાયરમાં જ નહીં, પણ કોઇલમાં વળી ગયેલા વાયરમાં પણ થઇ શકે છે.

જ્યારે અંદર ખસેડવું કોઇલ કાયમી ચુંબકનું, એક EMF એ હકીકતને કારણે પ્રેરિત થાય છે કે ચુંબકનો ચુંબકીય પ્રવાહ કોઇલના વળાંકને પાર કરે છે, એટલે કે ચુંબકના ક્ષેત્રમાં સીધા વાયરને ખસેડતી વખતે તે જ રીતે.

જો ચુંબકને કોઈલમાં ધીમે ધીમે નીચે લાવવામાં આવે, તો તેમાં ઉદ્ભવતું EMF એટલું નાનું હશે કે ઉપકરણની સોય પણ વિચલિત ન થઈ શકે. જો, તેનાથી વિપરીત, ચુંબક ઝડપથી કોઇલમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, તો તીરનું વિચલન મોટું હશે. આનો અર્થ એ છે કે પ્રેરિત EMF ની તીવ્રતા અને તે મુજબ, કોઇલમાં વર્તમાનની મજબૂતાઈ ચુંબકની ગતિ પર આધારિત છે, એટલે કે, ક્ષેત્રની ક્ષેત્ર રેખાઓ કોઇલના વળાંકને કેટલી ઝડપથી પાર કરે છે તેના પર. જો હવે, વૈકલ્પિક રીતે, શરૂઆતમાં એક મજબૂત ચુંબક અને પછી નબળા ચુંબકને સમાન ઝડપે કોઇલમાં દાખલ કરવામાં આવે, તો તમે જોશો કે મજબૂત ચુંબક સાથે ઉપકરણની સોય મોટા ખૂણા પર વિચલિત થશે.તેનો અર્થ છે, પ્રેરિત EMF ની તીવ્રતા અને તે મુજબ, કોઇલમાં વર્તમાનની મજબૂતાઈ ચુંબકના ચુંબકીય પ્રવાહની તીવ્રતા પર આધારિત છે.

અંતે, જો સમાન ચુંબકને સમાન ગતિએ રજૂ કરવામાં આવે, તો પહેલા મોટી સંખ્યામાં વળાંકો સાથે કોઇલમાં અને પછી ઘણી નાની સંખ્યા સાથે, તો પછી પ્રથમ કિસ્સામાં ઉપકરણની સોય તેના કરતા વધુ ખૂણાથી વિચલિત થશે. બીજી. આનો અર્થ એ છે કે પ્રેરિત EMF ની તીવ્રતા અને તે મુજબ, કોઇલમાં વર્તમાનની મજબૂતાઈ તેના વળાંકોની સંખ્યા પર આધારિત છે. જો કાયમી ચુંબકને બદલે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો સમાન પરિણામો મેળવી શકાય છે.

કોઇલમાં EMF ના ઇન્ડક્શનની દિશા ચુંબકની હિલચાલની દિશા પર આધારિત છે. ઇન્ડક્શનના EMF ની દિશા કેવી રીતે નક્કી કરવી, E. H. Lenz દ્વારા સ્થાપિત કાયદો કહે છે.

લેન્ઝનો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનો નિયમ

કોઇલની અંદરના ચુંબકીય પ્રવાહમાં કોઈપણ ફેરફાર તેની સાથે ઇન્ડક્શનના ઇએમએફના દેખાવ સાથે હોય છે, અને કોઇલમાં પ્રવેશતા ચુંબકીય પ્રવાહમાં જેટલો ઝડપી ફેરફાર થાય છે, તેટલો જ તેમાં ઇએમએફ વધારે હોય છે.

જો કોઇલ કે જેમાં ઇન્ડક્શન ઇએમએફ બનાવવામાં આવે છે તે બાહ્ય સર્કિટથી બંધ હોય, તો પછી ઇન્ડક્શન પ્રવાહ તેના વળાંકમાંથી વહે છે, વાયરની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે, જેના કારણે કોઇલ સોલેનોઇડમાં ફેરવાય છે. તે તારણ આપે છે કે બદલાતા બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર કોઇલમાં પ્રેરિત પ્રવાહને પ્રેરિત કરે છે, જે બદલામાં કોઇલની આસપાસ તેનું પોતાનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે - વર્તમાન ક્ષેત્ર.

આ ઘટનાનો અભ્યાસ કરતા, E. H. Lenz એ એક કાયદો સ્થાપિત કર્યો જે કોઇલમાં ઇન્ડક્શન પ્રવાહની દિશા અને તે મુજબ, ઇન્ડક્શન EMF ની દિશા નક્કી કરે છે.જ્યારે કોઇલમાં ચુંબકીય પ્રવાહ બદલાય છે ત્યારે કોઇલમાં થતા ઇન્ડક્શનનો ઇએમએફ કોઇલમાં એવી દિશામાં પ્રવાહ બનાવે છે કે આ પ્રવાહ દ્વારા બનાવેલ કોઇલનો ચુંબકીય પ્રવાહ બાહ્ય ચુંબકીય પ્રવાહને બદલાતો અટકાવે છે.

લેન્ઝનો કાયદો વાયરમાં વર્તમાન ઇન્ડક્શનના તમામ કેસો માટે માન્ય છે, વાયરના આકારને ધ્યાનમાં લીધા વગર અને બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કેવી રીતે ફેરફાર થાય છે.

જ્યારે કાયમી ચુંબક ગેલ્વેનોમીટરના ટર્મિનલ્સ સાથે જોડાયેલ વાયર કોઇલની સાપેક્ષે ખસે છે, અથવા જ્યારે કોઇલ ચુંબકની સાપેક્ષે ફરે છે, ત્યારે પ્રેરિત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.

વિશાળ વાહકમાં ઇન્ડક્શન કરંટ

બદલાતા ચુંબકીય પ્રવાહ માત્ર કોઇલના વળાંકમાં જ નહીં, પણ મોટા ધાતુના વાહકમાં પણ EMF પ્રેરિત કરવામાં સક્ષમ છે. વિશાળ વાહકની જાડાઈમાં પ્રવેશ કરીને, ચુંબકીય પ્રવાહ તેમાં EMF પ્રેરિત કરે છે, જે ઇન્ડક્શન પ્રવાહો બનાવે છે. આ કહેવાતા એડી કરંટ નક્કર વાયર પર ફેલાયેલ છે અને તેમાં શોર્ટ-સર્કિટ છે.

ટ્રાન્સફોર્મર્સના કોરો, વિવિધ વિદ્યુત યંત્રો અને ઉપકરણોના ચુંબકીય કોરો એ માત્ર તે જ વિશાળ વાયરો છે જે તેમનામાં ઉદ્ભવતા ઇન્ડક્શન પ્રવાહો દ્વારા ગરમ થાય છે. આ ઘટના અનિચ્છનીય છે, તેથી, ઇન્ડક્શન પ્રવાહોની તીવ્રતા ઘટાડવા માટે, તેના ભાગો વિદ્યુત મશીનો અને ટ્રાન્સફોર્મરનો મુખ્ય ભાગ વિશાળ નથી, પરંતુ તેમાં કાગળ અથવા ઇન્સ્યુલેટીંગ વાર્નિશના સ્તરથી એકબીજાથી અવાહક પાતળી શીટ્સનો સમાવેશ થાય છે. તેથી, કંડક્ટરના સમૂહ સાથે એડી પ્રવાહોના પ્રસારનો માર્ગ અવરોધિત છે.

પરંતુ કેટલીકવાર વ્યવહારમાં એડી કરંટનો ઉપયોગ ઉપયોગી પ્રવાહ તરીકે પણ થાય છે. આ પ્રવાહોનો ઉપયોગ, ઉદાહરણ તરીકે, કાર્ય પર આધારિત છે ઇન્ડક્શન હીટિંગ ભઠ્ઠીઓ, વીજળી મીટર અને ઇલેક્ટ્રિકલ માપન સાધનોના ફરતા ભાગોના કહેવાતા ચુંબકીય ડેમ્પર્સ.

આ પણ જુઓ: પેઇન્ટિંગ્સમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની ઘટના