हम जानते हैं कि एक चुंबकीय क्षेत्र में स्थित वर्तमान के साथ कंडक्टर गति में आता है। यह चुंबकीय प्रेरण की घटना के कारण है। एक और महत्वपूर्ण घटना है, एक निश्चित अर्थ में, चुंबकीय प्रेरण की घटना के विपरीत: एक चुंबकीय क्षेत्र में एक बंद कंडक्टर को स्थानांतरित करते समय, इसमें एक विद्युत प्रवाह दिखाई देता है । इस घटना को बुलाया जाता है इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन.

कंडक्टर लें, जिनमें से अंत गैल्वेनोमीटर पर बंद हैं (छोटे विद्युत धाराओं का पता लगाने के लिए डिवाइस, आप एक माइक्रोमीटर का उपयोग कर सकते हैं), और चुंबक (चित्रा 1) का एक क्षेत्र जल्दी से इस कंडक्टर को पार कर देगा। साथ ही, हम ध्यान देते हैं कि शूटर का तीर उस समय फिर से पुनर्विचार करेगा जब कंडक्टर चुंबकीय क्षेत्र को पार करता है। नतीजतन, इस बिंदु पर कंडक्टर बिजली चालू होगा।

चित्र 1। एक त्वरित क्रॉसिंग चुंबकीय के कंडक्टर के साथ स्लेस्ट लाइन्स विद्युत प्रवाह कंडक्टर में होता है।

अब हम विपरीत दिशा में कंडक्टर के चुंबकीय क्षेत्र को पार करते हैं। गैल्वेनोमीटर तीर फिर से विचलित हो जाएगा, लेकिन पहले से ही विपरीत दिशा में। इससे पता चलता है कि विद्युत प्रवाह कंडक्टर के माध्यम से पारित किया गया, लेकिन विपरीत दिशा में।

यहां से हम निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि कंडक्टर पार करते समय चुंबकीय क्षेत्र कंडक्टर में उत्पन्न होता है ईएमएफ।, जिसकी दिशा कंडक्टर के यातायात की दिशा पर निर्भर करती है। इस ईएमएफ को बुलाया जाता है प्रेरित ईएमएफ। या ईएमएफ प्रेरण , यानी, एक्सप्लोरर में ईएमएफ का मार्गदर्शन और कुछ भी नहीं है विद्युत चुम्बकीय प्रेरण घटना (चुंबकीय प्रेरण के साथ मिश्रण न करें!)।

चुंबकीय क्षेत्र में एक कंडक्टर चलाते समय प्रेरण ईएमएफ को संलग्न करना निम्नानुसार समझाया गया है। जब कंडक्टर चलता है, तो इसमें मुफ्त इलेक्ट्रॉन इसके साथ आगे बढ़ रहे हैं। चुंबकीय प्रेरण का अध्ययन करते समय, हमने यह सीखा विद्युत शुल्कचुंबकीय प्रवाह की दिशा में लंबवत दिशा में अभिनय एक चुंबकीय क्षेत्र में आगे बढ़ रहा है। इसलिए, जब इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करते समय, एक कंडक्टर चुंबकीय बिजली लाइनों को पार करते हुए, बलों को इलेक्ट्रॉनों पर संचालित किया जाएगा, जिससे उन्हें कंडक्टर के साथ आगे बढ़ने के लिए मजबूर किया जाएगा, जिससे उभरता है विद्युत प्रवाह उसमें।

विद्युत और रेडियो इंजीनियरिंग में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना बहुत महत्वपूर्ण है, इसलिए हम इसे कई और पर ध्यान केंद्रित करेंगे।

आइए विभिन्न गति पर एक चुंबकीय क्षेत्र में कंडक्टर को स्थानांतरित करने का प्रयास करें। साथ ही, हम ध्यान देते हैं कि गैल्वेनोमीटर का तीर अधिक विचलित होगा, हमारे कंडक्टर चुंबकीय क्षेत्र को पार करता है। एक बहुत धीमी गति से आंदोलन के साथ, इसमें कंडक्टर नहीं होता है या, अधिक सटीक रूप से नहीं होता है, वर्तमान इतना छोटा होगा कि हमारे गैल्वेनोमीटर इसका पता लगाने में सक्षम नहीं है।

इसके बाद, हम इस तथ्य पर ध्यान आकर्षित करते हैं कि कंडक्टर को चुंबक के ध्रुवों के बीच की जगह में ले जाकर, हम कंडक्टर के बंद सर्किट द्वारा कवर चुंबकीय पावर लाइनों की संख्या में वृद्धि करते हैं, और जब कंडक्टर उलट दिया जाता है, तो हम इन पंक्तियों की संख्या को कम करें, या, दूसरे शब्दों में, पहले मामले में चुंबकीय धारा को हमारे बंद सर्किट में वृद्धि द्वारा कवर किया गया है, और दूसरे मामले में कमी आई है। इस दृष्टिकोण से, एक बंद प्रवाहकीय सर्किट में प्रेरण प्रवाह की घटना, हम समोच्च के अंदर चुंबकीय प्रवाह की परिमाण को बदलने के परिणामस्वरूप समझा सकते हैं; कंडक्टर की विभिन्न गति पर तीरों के बड़े या छोटे विचलन से संकेत मिलता है कि प्रेरण ईएमएफ समोच्च के अंदर चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर पर निर्भर करता है।

के लिये तेजी से वृद्धि (या अवरोही) इसमें सर्किट के अंदर चुंबकीय प्रवाह निर्देशित है बिग ईएमएफ प्रेरण, और जब धीमी वृद्धि (या अवरोही) - मलाया.

इलेक्ट्रोडायनामिक माइक्रोफोन, पिकअप, ट्रांसफार्मर, विद्युत मापने वाले उपकरणों, विद्युत वर्तमान जनरेटर इत्यादि के सिद्धांत पर।

बंद सर्किट में वर्तमान का कारण तीसरे पक्ष के बल द्वारा उत्साहित एक इलेक्ट्रोमोटिव बल है। अगर सर्किट 2 अंजीर में। 8.1 खुला, गैल्वेनोमीटर कोई प्रेरण वर्तमान दिखाएगा। हालाँकि, E.D.S. सर्किट 2 में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण जब उसके क्रॉस सेक्शन के माध्यम से एक चुंबकीय प्रवाह परिवर्तन अभी भी उत्पन्न होगा। फैराडे के प्रयोगों ने उन्हें तैयार करने की अनुमति दी विद्युत चुम्बकीय प्रेरण कानून:

कंटूर को कवर करने वाले चुंबकीय प्रवाह में किसी भी बदलाव के साथ, ई.डी.एस. इसमें दिखाई देता है। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण, जिसका मूल्य चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के समान आनुपातिक है:

(8.1)

जहां माइनस साइन लेन्ज़ा के शासक से मेल खाता है: ई.एस.एस. प्रेरण इस कारण का कारण बनता है।

प्रयोगशाला संदर्भ प्रणाली में एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र बनाए रखें। एक स्थिर गति के साथ सर्किट के आंदोलन को समोच्च द्वारा कवर किए गए क्रॉस सेक्शन के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन की ओर जाता है। प्रयोगशाला संदर्भ प्रणाली में पर्यवेक्षक सर्किट में मौजूदा वाहक पर लोर्नेज़ बल की कार्रवाई में तीसरे पक्ष के बल की घटना को देखता है (चित्र 8.2 देखें)।

एक्सप्रेस एड समोच्च में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण:

कहां - तीसरे पक्ष के बलों के क्षेत्र का तनाव,

और - सर्किट तत्व में मुफ्त चार्ज पर अभिनय लोरेंटज़ पावर, जो गति से चलता है।

यहां से हमें एक अभिव्यक्ति संपादन मिलता है प्रयोगशाला संदर्भ प्रणाली में पर्यवेक्षक के लिए विद्युत चुम्बकीय प्रेरण:

(8.2)

हम वेक्टर पहचान को ध्यान में रखते हैं:

और अभिव्यक्ति को फिर से लिखना (8.2):

(8.3)

समय के दौरान समोच्च तत्व विस्थापन वेक्टर बराबर है। समय के दौरान सर्किट क्रॉस सेक्शन के वेक्टर को बदलना होगा । कंटूर द्वारा कवर किए गए क्रॉस सेक्शन के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह को बदलना, समय में होगा

. (8.4)

तुलना (8.3) और (8.4), हम विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के कानून के लिए सूत्र प्राप्त करते हैं:

(8.1)

आइए समोच्च के साथ चलने वाले संदर्भ प्रणाली में बदल दें। इस प्रणाली में, समोच्च तय किया गया है, और ईडीएस के उद्भव की व्याख्या करता है। Lorentz शक्ति की कार्रवाई के कारण विद्युत चुम्बकीय प्रेरण असंभव है। चलने योग्य संदर्भ प्रणाली में पर्यवेक्षक ईडीएस की उपस्थिति को बांधता है। भंवर के आगमन के साथ बिजली क्षेत्र प्रयोगशाला प्रणाली से चलने योग्य संदर्भ प्रणाली में जाने पर।

उत्पादन: बिजली क्षेत्र, चुंबकीय की तरह, एक संदर्भ प्रणाली से दूसरे में स्विच करते समय सापेक्ष गुण (भिन्नता) दिखाता है।

भंवर विद्युत क्षेत्र का तनाव चलने योग्य संदर्भ प्रणाली में तीसरे पक्ष की ताकत की क्षेत्र की ताकत के रूप में कार्य करता है :. ई.एस.एस. जैसा स्केलर मूल्य, संदर्भ प्रणाली के चयन पर निर्भर नहीं है। एक चलती प्रणाली में

(8.2) के साथ अंतिम अभिव्यक्ति की तुलना करना और समोच्च चयन की मध्यस्थता पर विचार करना, हम चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण और सर्किट की गति के माध्यम से भंवर विद्युत क्षेत्र के तनाव के लिए एक अभिव्यक्ति प्राप्त करते हैं:

जब सर्किट में प्रेरण वर्तमान प्रवाह होता है, तो जावली को हाइलाइट किया जाता है। यह ऊर्जा गति में समोच्च के लिए अग्रणी यांत्रिक ताकतों के संचालन के बराबर है।

माप प्रेरण चुंबकीय क्षेत्र की बैलिस्टिक विधि विकसित ए.जी. काउंटर (स्वतंत्र रूप से सीखें)।

एक मोड़ के साथ समोच्च बनाने के लिए तैयार होने दें, और मोड़ों से एक solenoid बनाता है। चूंकि कॉइल्स लगातार जुड़े हुए हैं, फिर एड, अलग-अलग मोड़ों में उत्साहित, सुसंगत। पूर्ण संस्करण कुंडल में प्रेरण

(8.6)

कहां है - बहे या पूर्ण चुंबकीय रील प्रवाह,

और - एक सर्किट का चुंबकीय प्रवाह; यदि ये सभी धाराएं समान हैं, तो

प्रेरण धाराएं न केवल तार सर्किट में बल्कि ठोस बड़े पैमाने पर कंडक्टर में भी उत्साहित हो सकती हैं। फिर उन्हें बुलाया जाता है प्रेरण धाराएं या फौको धाराएं। ये धाराएं बड़े मूल्यों को प्राप्त कर सकती हैं, क्योंकि ठोस कंडक्टर के पास एक छोटा प्रतिरोध होता है। लेनज़ के नियम के अनुसार, प्रेरण धाराएं उनके कारण कारणों का सामना करती हैं। इसलिए, एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में बड़े पैमाने पर कंडक्टर चलाते समय, इन कंडक्टरों को मजबूत ब्रेक लगाना पड़ रहा है। ब्रेक लगाना चुंबकीय क्षेत्र द्वारा फाउकॉल्ट की धाराओं पर कार्यरत बल के कारण होता है।

टोकी फाउकॉल्ट की तकनीक में एक उपयोगी प्रभाव हो सकता है। उदाहरण के लिए, तीर धुरी पर मापने वाले उपकरणों में, एक धातु प्लेट तय की जाती है, जिसे चुंबक के ध्रुवों के बीच के अंतर में पेश किया जाता है। जब प्लेट चलती है, तो इसमें प्रेरण धाराएं उत्पन्न होती हैं, जिससे पूरे सिस्टम की ब्रेकिंग होती है। ब्रेकिंग तीर को संतुलन में नहीं रोकता है।

Foucault धाराओं का थर्मल प्रभाव प्रेरण भट्टियों में उपयोग किया जाता है। भट्ठी कुंडल द्वारा बनाई गई है, जो उच्च आवृत्ति वर्तमान की उच्च आवृत्ति प्रवाह द्वारा संचालित है। धातुओं को पिघलाया जा सकता है और रासायनिक रूप से शुद्ध नमूने प्राप्त किया जा सकता है।

फेराइट्स की उपस्थिति से पहले, फेरोमैग्नेटिक इलेक्ट्रोमैग्नेट कोर प्लेटों से बने थे। इससे कोर को कोर में फौकॉल्ट धाराओं की तीव्रता को कम करना संभव हो गया, और तदनुसार, उनके अंकन के दौरान कोर को गर्म करने के लिए ऊर्जा का नुकसान।

आवृत्ति बढ़ जाती है, वैकल्पिक प्रवाह कंडक्टर की सतह परत में तेजी से केंद्रित है ( त्वचा प्रभाव). चरको। फौको को निर्देशित किया जाता है ताकि तार के अंदर वर्तमान को कमजोर कर दिया जा सके, लेकिन सतह को मजबूत किया जा सके। कंडक्टर की सतह परत के लिए अग्रणी सतह प्रभाव उच्च आवृत्ति सर्किट में खोखले ट्यूबलर कंडक्टर के उपयोग की अनुमति देता है।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना का एक और तकनीकी उपयोग सेवा एसी जनरेटर(खुद की जांच करें)।

विषय:इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन

पाठ:एक चुंबकीय क्षेत्र में कंडक्टर का आंदोलन

कंडक्टर में ताकत की प्रकृति को स्थापित करने के लिए, जो चुंबकीय क्षेत्र में चलता है, एक प्रयोग करेगा। मान लीजिए कि प्रेरण () के साथ एक ऊर्ध्वाधर सजातीय चुंबकीय क्षेत्र में स्थित है क्षैतिज कंडक्टर लंबाई ( एल), जो चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण वेक्टर के लिए एक स्थिर गति () लंबवत पर चलता है। यदि इस कंडक्टर के सिरों से एक संवेदनशील वोल्टमीटर जुड़ा हुआ है, तो हम देखेंगे कि यह इस कंडक्टर के सिरों पर संभावित अंतर की उपस्थिति दिखाएगा। हम यह पता लगाते हैं कि इसे इस तनाव से कहां लिया जाता है। इस मामले में, कोई समोच्च नहीं है और कोई भी चुंबकीय क्षेत्र नहीं है, इसलिए हम यह नहीं कह सकते कि कंडक्टर में इलेक्ट्रॉनों का आंदोलन एक भंवर विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति के परिणामस्वरूप उभरा। जब कंडक्टर चलता है, एक पूरे (चित्र 1) के रूप में, कंडक्टर के आरोप में और नोड्स में मौजूद सकारात्मक आयनों में क्रिस्टल लैटिस, और मुफ्त इलेक्ट्रॉनों में दिशात्मक आंदोलन की गति होती है।

अंजीर। एक

चुंबकीय क्षेत्र से लोरेंटज़ की शक्ति इन आरोपों पर कार्य करेगी। "बाएं हाथ" के नियम के अनुसार: आंदोलन की दिशा में स्थित चार अंगुलियां, हथेली तैनात की जाती है ताकि चुंबकीय प्रेरण का वेक्टर पीछे की तरफ है, तो अंगूठा सकारात्मक आरोपों पर लोरेंटज़ की शक्ति के प्रभाव को इंगित करता है।

लोरेंटेज पावर, आरोपों पर कार्यरत, चार्ज मॉड्यूल के उत्पाद के बराबर है जो चुंबकीय प्रेरण मॉड्यूल, चुंबकीय प्रेरण वेक्टर और स्पीड वेक्टर के बीच कोण की गति और सीन द्वारा गुणा किया जाता है।

यह बल कंडक्टर के साथ छोटी दूरी के लिए इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण पर काम करेगा।

फिर कंडक्टर के साथ लोरेन्ट्ज़ की ताकत का पूरा काम कंडक्टर की लंबाई से गुणा लोरेंज की शक्ति द्वारा निर्धारित किया जाएगा।

एडीसी की परिभाषा के आधार पर चार्ज चार्ज की परिमाण के लिए चार्ज को स्थानांतरित करने के लिए तीसरे पक्ष के बल के काम का अनुपात।

(4)

इसलिए, ईडीसी प्रेरण के उद्भव की प्रकृति लोरेंटज़ की शक्ति का काम है। हालांकि, फॉर्मूला 10.4। यह ईएमएफ विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की परिभाषा के आधार पर औपचारिक रूप से प्राप्त किया जा सकता है, जब कंडक्टर चुंबकीय क्षेत्र में चलता है, चुंबकीय प्रेरण रेखा को पार करता है, एक मंच को ओवरलैप करता है जिसे कंडक्टर की लंबाई के उत्पाद के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जो गति और आंदोलन के समय के माध्यम से व्यक्त किया जा सकता है। मॉड्यूल में ईएमएफ प्रेरण समय के आधार पर चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तनों के अनुपात के बराबर है।

चुंबकीय प्रेरण मॉड्यूल स्थायी है, लेकिन क्षेत्र बदल गया है, जो कंडक्टर को कवर करता है।

(6)

प्रतिस्थापन के बाद, फॉर्मूला 10.5 में अभिव्यक्तियां। और हमें कटौती मिलती है:

लोरेनज़ की शक्ति, कंडक्टर के साथ अभिनय, जिसके कारण शुल्क का पुनर्वितरण बलों का केवल एक घटक है। एक दूसरा घटक भी है जो शुल्क के आंदोलन के परिणामस्वरूप ठीक होता है। यदि इलेक्ट्रॉनों ने कंडक्टर के माध्यम से नेविगेट करना शुरू कर दिया है, और कंडक्टर एक चुंबकीय क्षेत्र में है, तो लोरेंटज़ पावर कार्य करना शुरू कर देता है, और इसे कंडक्टर की गति के आंदोलन के खिलाफ निर्देशित किया जाएगा। इस प्रकार, Lorentz की संक्षेप में शक्ति शून्य होगी।

ईएमएफ प्रेरण के लिए परिणामी अभिव्यक्ति तब उत्पन्न होती है जब कंडक्टर चुंबकीय क्षेत्र में चलता है, परिभाषा के आधार पर प्राप्त किया जा सकता है और औपचारिक रूप से प्राप्त किया जा सकता है। ईएमएफ प्रेरण एक शून्य चिह्न के साथ लिया गया समय की प्रति इकाई चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के बराबर है।

जब एक निश्चित कंडक्टर एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र में होता है और जब कंडक्टर स्वयं लगातार चुंबकीय क्षेत्र में चलता है, तो एक घटना होती है विद्युतचुंबकीयअधिष्ठापन। और वास्तव में, और किसी अन्य मामले में, ईएमएफ प्रेरण होता है। हालांकि, इस शक्ति की प्रकृति अलग है।

1. Kasyanov v.A., भौतिकी 11 केएल।: शिक्षा। सामान्य शिक्षा के लिए। संस्थानों। - चौथा एड।, स्टीरियोटाइप। - एम।: ड्रॉप, 2004. - 416 पी।: Il।, 8 लीटर। रंग सहित।
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2. एक ऊर्ध्वाधर धातु रॉड 50 सेमी लंबा 0.15 टी की प्रेरण के साथ एक सजातीय चुंबकीय क्षेत्र में 3 मीटर / एस की गति से क्षैतिज रूप से चलता है .. चुंबकीय क्षेत्र की प्रेरण लाइनों को रॉड स्पीड वेक्टर की दिशा में समकोण पर क्षैतिज निर्देशित किया जाता है। रॉड में ईडीएफ प्रेरण के बराबर क्या है?
3. न्यूनतम गति क्या है, एक सजातीय चुंबकीय क्षेत्र में 50 एमटीएल रॉड 2 मीटर लंबा चुंबकीय प्रेरण के साथ जरूरी है, ताकि रॉड 0.6 वी में ईडीसी प्रेरण प्रकट हो सके?
4. * 0.3 टीएल (चित्र 2) की प्रेरण के साथ एक सजातीय चुंबकीय क्षेत्र में 2 मीटर की लंबाई के साथ तार से बने स्क्वायर। वर्ग के प्रत्येक किनारों में ईएमएफ प्रेरण क्या है? सर्किट में सामान्य ईएमएफ प्रेरण? υ \u003d 5 मीटर / एस, α \u003d 30 °।