ઇન્ડક્શન કરંટની ઘટના કેવી રીતે સમજાવવામાં આવે છે? તેલ અને ગેસનો મહાન જ્ઞાનકોશ

પૃષ્ઠ 2

વિચારણા હેઠળના સર્કિટમાં, પ્રેરિત ઇએમએફ પ્રેરિત પ્રવાહના દેખાવ તરફ દોરી જાય છે.

લેન્ઝ દ્વારા કાઢવામાં આવેલ નિષ્કર્ષ માત્ર ગતિશીલ વાહકોમાં પ્રેરિત પ્રવાહની ઘટનાના કિસ્સામાં જ નહીં, પરંતુ સ્થિર વાહકને પણ લાગુ કરી શકાય છે: પ્રેરિત પ્રવાહની એવી દિશા હોય છે કે તે બનાવે છે તે ચુંબકીય ક્ષેત્ર ચુંબકીય પ્રવાહમાં ફેરફારને અટકાવે છે. સર્કિટમાં પ્રવેશવું. આ સામાન્યીકરણને સામાન્ય રીતે લેન્ઝનો કાયદો કહેવામાં આવે છે.

આ કિસ્સામાં, અમારી પાસે ધાતુના સમૂહમાં ઇન્ડક્શન પ્રવાહોના ઉદભવની પ્રક્રિયા જેવી જ પ્રક્રિયા છે.

વર્ણવેલ તમામ પ્રયોગોની તુલના કરીને, અમે સામાન્ય સ્વરૂપમાં પ્રેરિત પ્રવાહની ઘટના માટે શરતો ઘડી શકીએ છીએ.

ચાલો હવે થોડા જોઈએ વધારાના પ્રયોગો, જે અમને પ્રેરિત પ્રવાહની ઘટના માટેની શરતોને વધુ સામાન્ય સ્વરૂપમાં ઘડવાની મંજૂરી આપશે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનો અભ્યાસ કરતી વખતે, અમે જોયું કે જ્યારે આ ઘટનાને ચોક્કસ જડતા સંદર્ભ ફ્રેમમાં ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે, ત્યારે પ્રેરિત પ્રવાહની ઘટનાના બે અલગ અલગ કારણો શક્ય છે. લેબોરેટરી રેફરન્સ ફ્રેમમાં, EMF નું કારણ કાં તો વમળ ઈલેક્ટ્રિક ફિલ્ડનો દેખાવ છે, અથવા કંડક્ટર સાથે એકસાથે આગળ વધવા પર લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સની ક્રિયા છે. ઇલેક્ટ્રિક શુલ્કબહારથી ચુંબકીય ક્ષેત્ર.  

ચાલો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના કિસ્સાને ધ્યાનમાં લઈએ, જ્યારે વાયર સર્કિટ જેમાં વર્તમાન પ્રેરિત થાય છે તે સ્થિર હોય છે, અને ચુંબકીય પ્રવાહમાં ફેરફાર ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફારોને કારણે થાય છે. પ્રેરિત પ્રવાહનો દેખાવ સૂચવે છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્રના ફેરફારો વર્તમાન વાહકો પર કાર્ય કરતી સર્કિટમાં બાહ્ય દળોના દેખાવનું કારણ બને છે. આ બાહ્ય દળો વાયરમાં રાસાયણિક અથવા થર્મલ પ્રક્રિયાઓ સાથે સંકળાયેલા નથી; તેઓ ચુંબકીય દળો પણ હોઈ શકતા નથી, કારણ કે આવા દળો ચાર્જ પર કામ કરતા નથી. તે તારણ આપવાનું બાકી છે કે પ્રેરિત પ્રવાહ વાયરમાં ઉદ્ભવતા ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રને કારણે થાય છે.

વર્તમાન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ વિન્ડિંગમાંથી પસાર થાય છે તે ક્ષણે, સ્ટ્રાઈકર કોર તરફ આકર્ષાય છે, અને વિક્ષેપની ક્ષણે તેને ઝરણા દ્વારા પાછો ખેંચવામાં આવે છે, આ રીતે ઓસીલેટરી હલનચલન પ્રાપ્ત થાય છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વાઇબ્રેટરનો ગેરલાભ એ મજબૂત ઇન્ડક્શન પ્રવાહોની ઘટના છે, જે નેટવર્કમાં વધારાનો ભાર ઉમેરે છે.

ચુંબક અને સીધો પ્રવાહ ધરાવતા વાહકમાં શું સામ્ય છે તે એ છે કે ચુંબક અને વાહક પોતાની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે. તેથી, એવી દલીલ કરી શકાય છે કે ચુંબક અને સીધા પ્રવાહ સાથેના પ્રયોગોમાં ઇન્ડક્શન પ્રવાહની ઘટના ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરી અને વાહક અને ક્ષેત્રની સંબંધિત ગતિ સાથે સંકળાયેલ છે. વાહક સાથેના પ્રયોગમાં કે જેના દ્વારા વૈકલ્પિક પ્રવાહ વહે છે, ત્યાં માત્ર વર્તમાનનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે, પરંતુ આ ક્ષેત્ર વૈકલ્પિક છે. વિદ્યુતપ્રવાહનો ઉદભવ એટલે વિદ્યુત ક્ષેત્રનો ઉદભવ. તેથી, વૈકલ્પિક પ્રવાહનો પ્રયોગ સ્પષ્ટપણે દર્શાવે છે કે વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રથી ઘેરાયેલું છે.

તેથી, તે અસ્પષ્ટ હતું કે ઇન્ડક્શન પ્રવાહના દેખાવનું કારણ શું છે: વર્તમાન 1 માં ફેરફાર અથવા તેના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં અવકાશના ભાગમાં જ્યાં બીજો વાહક સ્થિત છે. આ પ્રશ્નનો જવાબ ફેરાડેએ નીચેના પ્રયોગોનો ઉપયોગ કરીને મેળવ્યો હતો. કોઇલ K2 ગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડાયેલ છે. જ્યારે K2 માંથી AT કોઇલ દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે વર્તમાન /2 પણ ઉદ્ભવે છે, પરંતુ તેની વિરુદ્ધ દિશા હોય છે. જ્યારે કોઇલ K2 દૂર જાય છે અથવા સ્થિર કોઇલ K ની નજીક આવે છે ત્યારે સમાન ચિત્ર જોવા મળે છે. છેલ્લે, કોઇલની સંબંધિત સ્થિતિ બદલાતી નથી ત્યારે કોઇ કરંટ/2 નથી.

તેથી, તે અસ્પષ્ટ હતું કે ઇન્ડક્શન કરંટના દેખાવનું કારણ શું છે: વર્તમાનમાં ફેરફાર અથવા તેના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં અવકાશના ભાગમાં જ્યાં બીજો વાહક સ્થિત છે. આ પ્રશ્નનો જવાબ ફેરાડેએ નીચેના પ્રયોગોનો ઉપયોગ કરીને મેળવ્યો હતો. કોઇલ/C2 ગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડાયેલ છે. જો કોઇલ / Ci ને / (2, એક પ્રેરિત પ્રવાહ / 2 પછીના ભાગમાં દેખાય છે, જેની દિશા ફિગ. 19.2 માં બતાવવામાં આવી છે. જ્યારે કોઇલ / Ci / (2, વર્તમાન / 2 પણ) થી દૂર જાય છે દેખાય છે, પરંતુ તેની વિરુદ્ધ દિશા છે. એક સમાન ચિત્ર જ્યારે કોઇલ / C 2 થી દૂર જતી વખતે અથવા સ્થિર કોઇલ Kg સુધી પહોંચે છે ત્યારે જોવા મળે છે. છેલ્લે, જ્યારે કોઇલની સંબંધિત સ્થિતિ બદલાતી નથી ત્યારે ત્યાં કોઈ વર્તમાન / 2 નથી.

બંધ સર્કિટમાં પ્રેરિત પ્રવાહનો દેખાવ જ્યારે આ સર્કિટમાં પ્રવેશતા ચુંબકીય પ્રવાહમાં ફેરફાર થાય છે ત્યારે તેમાં કેટલાક ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળની ઘટના સૂચવે છે, જેને પ્રેરિત ઇએમએફ કહેવાય છે. અનુભવ દર્શાવે છે કે પ્રેરિત ઇએમએફ તે સામગ્રી પર આધારિત નથી કે જેમાંથી વાહક બનાવવામાં આવે છે, ખાસ કરીને, તેના પ્રતિકાર પર.

કારણ દેખાવનું કારણ બને છેજ્યારે પ્રાથમિક કોઇલનું સર્કિટ ખોલવામાં આવે છે ત્યારે ગૌણ કોઇલમાં ઇન્ડક્શન કરંટ (જુઓ ફિગ. 26.5), પ્રાથમિક કોઇલના ક્ષેત્રનું અદ્રશ્ય થવું છે. આ અદ્રશ્યતાને રોકવા માટે, ગૌણ કોઇલમાં પ્રેરિત પ્રવાહે પ્રાથમિક કોઇલની દિશામાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવવું આવશ્યક છે.

શું ચુંબક ફરે ત્યારે પ્રેરિત પ્રવાહની અપેક્ષા રાખી શકાય (જુઓ. આકૃતિ 31.5) જો ફ્રેમ સ્થાને રાખવામાં આવે તો.

આ પ્રયોગો દર્શાવે છે કે પ્રેરિત પ્રવાહના દેખાવનું કારણ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફાર છે. આ પરિવર્તન કેવી રીતે સર્જાય છે તે અમૂર્ત છે.

આ પ્રયોગો દર્શાવે છે કે પ્રેરિત પ્રવાહના દેખાવનું કારણ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફાર છે.

વાહક સર્કિટમાં, પ્રેરિત ઇએમએફ પ્રેરિત પ્રવાહના દેખાવ તરફ દોરી જાય છે. બાદબાકીનું ચિહ્ન લેન્ઝના નિયમને અનુરૂપ છે: પ્રેરિત પ્રવાહની દિશા એવી છે કે તે બનાવેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ચુંબકીય પ્રવાહમાં ફેરફારને અટકાવે છે જે પ્રેરિત પ્રવાહનું કારણ બને છે.

ઉપર વર્ણવેલ તમામ પ્રયોગોમાં, ગેલ્વેનોમીટર સોયનું વિચલન, પ્રેરિત પ્રવાહનો દેખાવ સૂચવે છે, જે ચુંબકીય ક્ષેત્રના બદલાવ જેટલી ઝડપથી વધારે છે.

પ્રયોગોની પ્રથમ શ્રેણીમાં, માત્ર ચુંબકીય ક્ષેત્ર બદલાય છે અને પ્રેરિત પ્રવાહોનો દેખાવ જોવા મળે છે. ઉદાહરણ તરીકે, રિઓસ્ટેટનો ઉપયોગ કરીને, સોલેનોઇડમાં પ્રવાહ બદલાય છે અને સોલેનોઇડની અંદર મૂકવામાં આવેલા ગેલ્વેનોમીટર સાથે ફ્રેમમાં પ્રેરિત પ્રવાહનો દેખાવ જોવા મળે છે.

હું ફક્ત નોંધ કરીશ કે ઊર્જાના સંરક્ષણના કાયદાની સાથે, ઇન્ડક્શન પ્રવાહના દેખાવની પ્રાયોગિક હકીકતનો ઉપયોગ થાય છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, લેન્ઝના નિયમને શોધવા માટે, એક સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રીએ ઊર્જાના સંરક્ષણનો કાયદો અને કાયદો જાણવો જોઈએ. સામગ્રીને સુરક્ષિત કરવા માટે, નીચેની સમસ્યાને ધ્યાનમાં લો: S વિસ્તારની ફ્રેમ એકસરખી રીતે ફરે છે કોણીય વેગઇન્ડક્શન B સાથે સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં w. પ્રેરિત emf સમય સાથે કેવી રીતે બદલાય છે. ફ્રેમની કઈ સ્થિતિ પર પ્રેરિત emf શૂન્ય પર જાય છે? તે કઈ સ્થિતિમાં મહત્તમ છે?

હું ફક્ત નોંધ કરીશ કે ઊર્જાના સંરક્ષણના કાયદાની સાથે, ઇન્ડક્શન પ્રવાહના દેખાવની પ્રાયોગિક હકીકતનો ઉપયોગ થાય છે.

ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સમાં, સતત પ્રવાહોને જાળવવા માટે બાહ્ય દળોના કાર્યની જરૂર પડે છે, અને પ્રવાહોને બદલવાનું ઇન્ડક્શન પ્રવાહોના દેખાવ સાથે સંકળાયેલું છે, જેના માટે તે જરૂરી છે. વધારાનું કામબાહ્ય દળો.

આ પરિભ્રમણ, બદલામાં, ફ્રેમ દ્વારા ચુંબકીય ઇન્ડક્શનના પ્રવાહમાં ફેરફારનું કારણ બનશે અને પરિણામે, પ્રેરિત વર્તમાન Ilfનો દેખાવ, જેની દિશા, લેન્ઝના નિયમ અનુસાર, એવી હશે કે ચુંબકીય દળો શરૂ થશે. ફ્રેમ એ ધીમું કરો.