પ્રેરક ઊર્જા

ઇન્ડક્ટર (W) ની ઉર્જા એ આ કોઇલના વાયરમાંથી વહેતા વિદ્યુત પ્રવાહ I દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઊર્જા છે. કોઇલની મુખ્ય લાક્ષણિકતા તેની ઇન્ડક્ટન્સ એલ છે, એટલે કે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ તેના વાહકમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવવાની ક્ષમતા. દરેક કોઇલનું પોતાનું ઇન્ડક્ટન્સ અને આકાર હોય છે, તેથી દરેક કોઇલનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર તીવ્રતા અને દિશામાં અલગ હશે, ભલે વર્તમાન બરાબર સમાન હોય.

ચોક્કસ કોઇલની ભૂમિતિના આધારે, તેની અંદર અને તેની આસપાસના માધ્યમના ચુંબકીય ગુણધર્મો પર, દરેક માનવામાં આવેલા બિંદુ પર પ્રસારિત વર્તમાન દ્વારા બનાવવામાં આવેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ચોક્કસ ઇન્ડક્શન B ધરાવે છે, તેમજ ચુંબકીય પ્રવાહની તીવ્રતા Ф. - દરેક ગણવામાં આવેલ વિસ્તારો માટે પણ નક્કી કરવામાં આવશે.

જો આપણે તેને એકદમ સરળ રીતે સમજાવવાનો પ્રયાસ કરીએ, તો ઇન્ડક્શન ચુંબકીય ક્રિયાની તીવ્રતા દર્શાવે છે (સંબંધિત એમ્પીયરની શક્તિ સાથે), જે તે ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવેલા વર્તમાન-વહન વાહક પર આપેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઉપયોગ કરવામાં સક્ષમ છે, અને ચુંબકીય પ્રવાહનો અર્થ છે કે વિચારણા હેઠળની સપાટી પર ચુંબકીય ઇન્ડક્શન કેવી રીતે વિતરિત થાય છે.આમ, વર્તમાન સાથે કોઇલના ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઉર્જા કોઇલના વળાંકમાં સીધી રીતે સ્થાનીકૃત નથી, પરંતુ અવકાશના જથ્થામાં કે જેમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર અસ્તિત્વમાં છે, જે કોઇલ પ્રવાહ સાથે સંકળાયેલું છે.

વર્તમાન કોઇલના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વાસ્તવિક ઊર્જા હોય છે તે હકીકત પ્રાયોગિક રીતે શોધી શકાય છે. ચાલો એક સર્કિટ મૂકીએ જેમાં આપણે લોખંડ-કોર કોઇલ સાથે સમાંતર એક અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાને જોડીએ. ચાલો પાવર સ્ત્રોતમાંથી બલ્બ કોઇલ પર સતત વોલ્ટેજ લાગુ કરીએ. લોડ સર્કિટમાં તરત જ પ્રવાહ સ્થાપિત થશે, તે બલ્બ અને કોઇલ દ્વારા વહેશે. બલ્બ દ્વારા પ્રવાહ તેના ફિલામેન્ટના પ્રતિકારના વિપરિત પ્રમાણસર હશે, અને કોઇલ દ્વારા વિદ્યુતપ્રવાહ તે વાયરના પ્રતિકારના વિપરિત પ્રમાણસર હશે જેની સાથે તે ઘા છે.

જો તમે હવે અચાનક પાવર સ્ત્રોત અને લોડ સર્કિટ વચ્ચે સ્વીચ ખોલો છો, તો બલ્બ થોડા સમય માટે સ્વિચ કરશે, પરંતુ તદ્દન નોંધપાત્ર રીતે. આનો અર્થ એ છે કે જ્યારે આપણે પાવર સ્ત્રોત બંધ કર્યો, ત્યારે કોઇલમાંથી પ્રવાહ લેમ્પમાં ધસી આવ્યો, જેનો અર્થ છે કે કોઇલમાં આ પ્રવાહ હતો, તેની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર હતું, અને તે ક્ષણે જ્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્ર અદૃશ્ય થઈ ગયું, કોઇલમાં એક EMF દેખાયો.

આ પ્રેરિત ઇએમએફને સ્વ-પ્રેરિત ઇએમએફ કહેવામાં આવે છે કારણ કે તે કોઇલના પોતાના ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા કોઇલ પર જ પ્રવાહ સાથે નિર્દેશિત થાય છે. આ કિસ્સામાં વર્તમાનની થર્મલ અસર Q એ સ્વીચ ખોલવાની ક્ષણે કોઇલમાં સ્થાપિત કરંટના મૂલ્યોના ઉત્પાદન દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાય છે, સર્કિટનો પ્રતિકાર R (કોઇલ અને વાયર) દીવાની ) અને વર્તમાન અદ્રશ્ય સમયનો સમયગાળો ટી.સર્કિટના પ્રતિકારમાં વિકસિત વોલ્ટેજને ઇન્ડક્ટન્સ L, સર્કિટ Rના અવરોધ અને વર્તમાન તા.ના અદ્રશ્ય થવાના સમયને પણ ધ્યાનમાં રાખીને વ્યક્ત કરી શકાય છે.

ચાલો હવે કોઇલ ઉર્જા ડબલ્યુ માટેના અભિવ્યક્તિને ચોક્કસ કિસ્સામાં લાગુ કરીએ - ચોક્કસ ચુંબકીય અભેદ્યતા ધરાવતા કોર સાથેનો સોલેનોઇડ જે શૂન્યાવકાશની ચુંબકીય અભેદ્યતાથી અલગ છે.

શરૂ કરવા માટે, અમે સોલેનોઇડના ક્રોસ-સેક્શનલ એરિયા S દ્વારા ચુંબકીય પ્રવાહ Fને વ્યક્ત કરીએ છીએ, N વળાંકોની સંખ્યા અને તેની સમગ્ર લંબાઈ l સાથે ચુંબકીય ઇન્ડક્શન B. ચાલો સૌપ્રથમ લૂપ કરંટ I દ્વારા ઇન્ડક્ટન્સ B, એકમ લંબાઈ n દીઠ લૂપ્સની સંખ્યા અને શૂન્યાવકાશની ચુંબકીય અભેદ્યતા રેકોર્ડ કરીએ.

ચાલો પછી અહીં સોલેનોઈડ V ના વોલ્યુમને બદલીએ. અમને ચુંબકીય ઊર્જા W માટેનું સૂત્ર મળ્યું છે, અને અમને તેમાંથી મૂલ્ય w-સોલેનોઈડની અંદરની ચુંબકીય ઊર્જાની ઘનતા લેવાની મંજૂરી છે.

જેમ્સ ક્લાર્ક મેક્સવેલે એકવાર દર્શાવ્યું હતું કે ચુંબકીય ઊર્જાના વોલ્યુમ ઘનતા માટેની અભિવ્યક્તિ સાચી છે માત્ર સોલેનોઇડ્સ માટે જ નહીં, પણ સામાન્ય રીતે ચુંબકીય ક્ષેત્રો માટે પણ.