विद्युत चुम्बक - धारा के साथ कुंडली का चुंबकीय क्षेत्र। इंडक्टर्स और चुंबकीय क्षेत्र वर्तमान कॉइल्स की चुंबकीय रेखाएं

हम विद्युत चुम्बकीय घटना के मुद्दों का अध्ययन करना जारी रखते हैं। और आज के पाठ में हम धारा और विद्युत चुम्बक वाली कुंडली के चुंबकीय क्षेत्र पर विचार करेंगे।

सबसे बड़ी व्यावहारिक रुचि एक धारावाही कुंडल का चुंबकीय क्षेत्र है। कॉइल प्राप्त करने के लिए, आपको एक इंसुलेटेड कंडक्टर लेना होगा और इसे फ्रेम के चारों ओर घुमाना होगा। ऐसी कुण्डली में तार के फेरों की एक बड़ी संख्या होती है। कृपया ध्यान दें: ये तार एक प्लास्टिक फ्रेम पर घाव कर रहे हैं और इस तार में दो लीड हैं (चित्र 1)।

चावल। 1. कुंडल

कुंडल के चुंबकीय क्षेत्र का अध्ययन दो प्रसिद्ध वैज्ञानिकों द्वारा किया गया था: आंद्रे-मैरी एम्पीयर और फ्रेंकोइस अरागो। उन्होंने पाया कि कुंडली का चुंबकीय क्षेत्र बिल्कुल स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के समान है (चित्र 2)।

चावल। 2. कुंडल और स्थायी चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र

कुंडल की चुंबकीय रेखाएं इस तरह क्यों दिखती हैं

यदि एक सीधे कंडक्टर के माध्यम से एक सीधी धारा प्रवाहित होती है, तो इसके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। चुंबकीय क्षेत्र की दिशा "गिलेट के नियम" (चित्र 3) द्वारा निर्धारित की जा सकती है।

चावल। 3. चालक का चुंबकीय क्षेत्र

हम इस कंडक्टर को एक सर्पिल में मोड़ते हैं। धारा की दिशा वही रहती है, चालक के चारों ओर चालक का चुंबकीय क्षेत्र भी विद्यमान रहता है, चालक के विभिन्न वर्गों का क्षेत्र जुड़ जाता है। कुंडल के अंदर, चुंबकीय क्षेत्र केंद्रित होगा। परिणामस्वरूप, हमें कुंडली के चुंबकीय क्षेत्र का निम्न चित्र प्राप्त होता है (चित्र 4)।

चावल। 4. कुंडली का चुंबकीय क्षेत्र

एक धारावाही कुण्डली के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र होता है। यह, एक प्रत्यक्ष कंडक्टर के क्षेत्र की तरह, चूरा (चित्र 5) का उपयोग करके पता लगाया जा सकता है। किसी कुण्डली की चुम्बकीय क्षेत्र रेखाएँ जिसमें धारा प्रवाहित हो, भी बंद हो जाती है।

चावल। 5. करंट कॉइल के पास धातु के बुरादे का स्थान

यदि पतले और लचीले कंडक्टरों पर करंट वाली कॉइल को निलंबित कर दिया जाता है, तो इसे उसी तरह से स्थापित किया जाएगा जैसे चुंबकीय कम्पास सुई। कुण्डली का एक सिरा उत्तर की ओर, दूसरे का मुख दक्षिण की ओर होगा। इसका मतलब यह है कि चुंबकीय सुई की तरह करंट वाली कुंडली के दो ध्रुव होते हैं - उत्तर और दक्षिण (चित्र 6)।

चावल। 6. कुंडल डंडे

विद्युत आरेखों पर, कुंडल को निम्नानुसार दर्शाया गया है:

चावल। 7. आरेखों पर कुंडली का पदनाम

वर्तमान के साथ कॉइल व्यापक रूप से प्रौद्योगिकी में चुंबक के रूप में उपयोग किए जाते हैं। वे सुविधाजनक हैं कि उनकी चुंबकीय क्रिया एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न हो सकती है।

कंडक्टर के चुंबकीय क्षेत्र (उसी वर्तमान ताकत के लिए) की तुलना में कॉइल का चुंबकीय क्षेत्र बड़ा होता है।

जब किसी कुण्डली में धारा प्रवाहित की जाती है तो उसके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनता है। कुंडल के माध्यम से जितना अधिक प्रवाह होगा, चुंबकीय क्षेत्र उतना ही मजबूत होगा।

इसे चुंबकीय सुई या धातु की छीलन के साथ तय किया जा सकता है।
साथ ही, कुंडली का चुंबकीय क्षेत्र फेरों की संख्या पर निर्भर करता है। धारा के साथ एक कुंडल का चुंबकीय क्षेत्र जितना मजबूत होता है, उसमें घुमावों की संख्या उतनी ही अधिक होती है। अर्थात् हम कुण्डली के फेरों की संख्या में परिवर्तन करके उसके क्षेत्र को समायोजित कर सकते हैं या बिजलीकुंडल के माध्यम से बह रहा है।

लेकिन सबसे दिलचस्प था अंग्रेज इंजीनियर स्टर्जन की खोज। उन्होंने निम्नलिखित का प्रदर्शन किया: वैज्ञानिक ने लोहे के कोर पर कुंडल लिया और डाल दिया। बात यह है कि इन कुंडलियों के घुमावों से विद्युत धारा प्रवाहित करने से चुंबकीय क्षेत्र कई गुना बढ़ गया - और आसपास की सभी लोहे की वस्तुएं इस उपकरण की ओर आकर्षित होने लगीं (चित्र 8)। इस उपकरण को "इलेक्ट्रोमैग्नेट" कहा जाता है।

चावल। 8. विद्युत चुम्बक

जब उन्होंने लोहे का हुक बनाकर इस उपकरण से जोड़ने का विचार किया, तो उन्हें विभिन्न भारों को खींचने का अवसर मिला। तो विद्युत चुंबक क्या है?

परिभाषा

विद्युत- यह एक कॉइल है जिसमें बड़ी संख्या में घुमावदार घुमाव होते हैं, जो लोहे के कोर पर लगाए जाते हैं, जो एक चुंबक के गुणों को प्राप्त करता है जब विद्युत प्रवाह घुमावदार से गुजरता है।

आरेख में विद्युत चुंबक को एक कुंडल के रूप में नामित किया गया है, और एक क्षैतिज रेखा शीर्ष पर स्थित है (चित्र 9)। यह रेखा लोहे के कोर का प्रतिनिधित्व करती है।

चावल। 9. विद्युत चुंबक पदनाम

जब हमने विद्युत परिघटनाओं का अध्ययन किया, तो हमने कहा कि विद्युत धारा में है विभिन्न गुणचुंबकीय सहित। और जिन प्रयोगों पर हमने चर्चा की उनमें से एक इस तथ्य से जुड़ा था कि हम एक वर्तमान स्रोत से जुड़ा एक तार लेते हैं, इसे एक लोहे की कील के चारों ओर घुमाते हैं और देखते हैं कि विभिन्न लोहे की वस्तुएं इस कील की ओर कैसे आकर्षित होने लगती हैं (चित्र 10)। यह सबसे सरल विद्युत चुम्बक है। और अब हम समझते हैं कि सबसे सरल विद्युत चुम्बक हमें कुंडल में धारा के प्रवाह, बड़ी संख्या में घुमावों और निश्चित रूप से, एक धातु कोर द्वारा प्रदान किया जाता है।

चावल। 10. सबसे सरल विद्युत चुम्बक

आज, विद्युत चुंबक बहुत व्यापक हैं। इलेक्ट्रोमैग्नेट लगभग कहीं भी और हर जगह काम करते हैं। उदाहरण के लिए, यदि हमें पर्याप्त भार खींचने की आवश्यकता है, तो हम विद्युत चुम्बकों का उपयोग करते हैं। और वर्तमान की ताकत को समायोजित करके, हम तदनुसार, या तो ताकत बढ़ाएंगे या घटाएंगे। विद्युत चुम्बकों के उपयोग का एक अन्य उदाहरण विद्युत घंटी है।

दरवाजे खोलना और बंद करना और कुछ ब्रेक वाहन(उदाहरण के लिए, ट्राम) भी इलेक्ट्रोमैग्नेट के साथ प्रदान किए जाते हैं।

ग्रन्थसूची

1. गेंडेनस्टीन एल.ई., कैडालोव ए.बी., कोज़ेवनिकोव वी.बी. भौतिकी 8 / एड। ओरलोवा वी.ए., रोइज़ेना आई.आई. - एम .: निमोसिन।
2. पेरीश्किन ए.वी. भौतिकी 8. - एम .: बस्टर्ड, 2010।
3. फादेवा ए.ए., ज़सोव ए.वी., किसेलेव डी.एफ. भौतिकी 8. - एम .: ज्ञानोदय।

1. इंटरनेट पोर्टल "साइट" ()
2. इंटरनेट पोर्टल "साइट" ()
3. इंटरनेट पोर्टल "class-fizika.narod.ru" ()

गृहकार्य

1. कुंडल क्या है?
2. क्या किसी कुंडली में चुंबकीय क्षेत्र होता है?
3. सरलतम विद्युत चुम्बक का वर्णन कीजिए।

अपने चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। एक व्यक्ति खुद नहीं होता अगर उसने यह नहीं सोचा होता कि करंट की इतनी अद्भुत संपत्ति का उपयोग कैसे किया जाए। इस घटना के आधार पर मनुष्य ने विद्युत चुम्बक बनाए।

आधुनिक दुनिया में उनका आवेदन बहुत व्यापक और सर्वव्यापी है। विद्युत चुम्बक इसमें उल्लेखनीय हैं, स्थायी चुम्बकों के विपरीत, उन्हें आवश्यकतानुसार चालू और बंद किया जा सकता है, और उनके चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को बदला जा सकता है। धारा के चुंबकीय गुणों का उपयोग कैसे किया जाता है? विद्युत चुम्बक कैसे बनाए और उपयोग किए जाते हैं?

करंट के साथ एक कॉइल का चुंबकीय क्षेत्र

प्रयोगों के परिणामस्वरूप, यह पता लगाना संभव था कि यदि तार को एक सर्पिल के रूप में घुमाया जाता है, तो वर्तमान के साथ एक कंडक्टर के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र को मजबूत किया जा सकता है। यह एक प्रकार का कुंडल निकलता है। ऐसी कुंडली का चुंबकीय क्षेत्र एकल चालक के चुंबकीय क्षेत्र से बहुत अधिक होता है।

इसके अलावा, करंट के साथ कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र के बल की रेखाओं को इसी तरह से व्यवस्थित किया जाता है बल की रेखाएंपारंपरिक आयताकार चुंबक। कुण्डली में कुण्डली के अनुदिश अपसारी चुंबकीय रेखाओं के दो ध्रुव और चाप हैं। इस तरह के चुंबक को किसी भी समय, क्रमशः, कॉइल के तारों में करंट को चालू और बंद करके चालू और बंद किया जा सकता है।

कुंडली के चुंबकीय बलों को प्रभावित करने के तरीके

हालांकि, यह पता चला कि वर्तमान कॉइल में अन्य उल्लेखनीय गुण हैं। कॉइल में जितने अधिक घुमाव होते हैं, चुंबकीय क्षेत्र उतना ही मजबूत होता जाता है। यह आपको विभिन्न शक्तियों के चुम्बक एकत्र करने की अनुमति देता है। हालाँकि, और भी हैं सरल तरीकेचुंबकीय क्षेत्र के परिमाण पर प्रभाव।

तो, कॉइल के तारों में वर्तमान ताकत में वृद्धि के साथ, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत बढ़ जाती है, और इसके विपरीत, वर्तमान ताकत में कमी के साथ, चुंबकीय क्षेत्र कमजोर हो जाता है। यही है, रिओस्तात के प्राथमिक कनेक्शन के साथ, हमें एक समायोज्य चुंबक मिलता है।

किसी विद्युत धारावाही कुण्डली के चुंबकीय क्षेत्र को कुण्डली के भीतर लोहे की छड़ डालकर बहुत अधिक बढ़ाया जा सकता है। इसे कोर कहते हैं। कोर के उपयोग से बहुत शक्तिशाली चुम्बक बनाना संभव हो जाता है। उदाहरण के लिए, उत्पादन में, मैग्नेट का उपयोग किया जाता है जो कई दसियों टन वजन उठा और धारण कर सकता है। यह निम्नलिखित तरीके से हासिल किया जाता है।

कोर को एक चाप के रूप में मोड़ा जाता है, और इसके दोनों सिरों पर दो कुंडलियाँ लगाई जाती हैं, जिनसे होकर करंट प्रवाहित होता है। कुण्डलियाँ तार 4e से जुड़ी हैं ताकि उनके ध्रुव संपाती हों। कोर उनके चुंबकीय क्षेत्र को बढ़ाता है। नीचे से, एक हुक के साथ एक प्लेट को इस संरचना में लाया जाता है, जिस पर एक भार निलंबित होता है। इसी तरह के उपकरणों का उपयोग कारखानों और बंदरगाहों में बहुत बड़े वजन के भार को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। कॉइल में करंट चालू और बंद होने पर ये वेट आसानी से कनेक्ट और डिस्कनेक्ट हो जाते हैं।

विद्युत चुम्बक और उनके अनुप्रयोग

विद्युत चुम्बकों का उपयोग इतने सर्वव्यापी रूप से किया जाता है कि एक विद्युत यांत्रिक उपकरण का नाम देना शायद मुश्किल है जिसमें उनका उपयोग नहीं किया जाएगा। प्रवेश द्वारों में दरवाजे विद्युत चुम्बकों द्वारा आयोजित किए जाते हैं।

विभिन्न उपकरणों के विद्युत मोटर विद्युत चुम्बकों का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। स्पीकर में ध्वनि मैग्नेट का उपयोग करके बनाई जाती है। और यह दूर है पूरी सूची. आधुनिक जीवन की सुविधाओं की एक बड़ी संख्या विद्युत चुम्बकों के उपयोग के कारण मौजूद है।

सबसे बड़ी व्यावहारिक रुचि एक धारावाही कुंडल का चुंबकीय क्षेत्र है। चित्र 97 में एक कुंडल दिखाया गया है जिसमें एक बड़ी संख्या मेंएक लकड़ी के फ्रेम पर तार घाव के मोड़। जब कॉइल में करंट होता है, तो लोहे का बुरादा इसके सिरों की ओर आकर्षित होता है, जब करंट बंद हो जाता है, तो वे गिर जाते हैं।

चावल। 97. धारा के साथ एक कुंडल द्वारा लोहे के बुरादे का आकर्षण

यदि पतले और लचीले कंडक्टरों पर करंट वाली कॉइल को निलंबित कर दिया जाता है, तो इसे उसी तरह से स्थापित किया जाएगा जैसे चुंबकीय कम्पास सुई। कुण्डली का एक सिरा उत्तर की ओर, दूसरे का मुख दक्षिण की ओर होगा। इसका मतलब यह है कि चुंबकीय सुई की तरह करंट वाली कॉइल के दो ध्रुव होते हैं - उत्तर और दक्षिण (चित्र। 98)।

चावल। 98. कुंडली के ध्रुव धारा के साथ

एक धारावाही कुण्डली के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र होता है। यह, प्रत्यक्ष वर्तमान क्षेत्र की तरह, चूरा (चित्र। 99) का उपयोग करके पता लगाया जा सकता है। किसी कुण्डली के चुंबकीय क्षेत्र की धारा के साथ चुंबकीय रेखाएं भी बंद वक्र होती हैं। यह आमतौर पर स्वीकार किया जाता है कि कुंडल के बाहर वे कुंडल के उत्तरी ध्रुव से दक्षिण की ओर निर्देशित होते हैं (चित्र 99 देखें)।

चावल। 99. कुंडली की चुंबकीय रेखाएं धारा के साथ

वर्तमान के साथ कॉइल व्यापक रूप से प्रौद्योगिकी में चुंबक के रूप में उपयोग किए जाते हैं। वे सुविधाजनक हैं कि उनकी चुंबकीय क्रिया को एक विस्तृत श्रृंखला में बदला (मजबूत या कमजोर) किया जा सकता है। आइए एक नजर डालते हैं कि हम इसे कैसे कर सकते हैं।

चित्र 97 में एक प्रयोग दिखाया गया है जिसमें धारा के साथ एक कुंडली के चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया देखी जाती है। यदि आप तार के घुमावों की एक बड़ी संख्या के साथ कॉइल को दूसरे के साथ बदलते हैं, तो उसी वर्तमान ताकत के साथ, यह अधिक लोहे की वस्तुओं को आकर्षित करेगा। माध्यम, किसी कुण्डली का विद्युत धारा के साथ चुंबकीय प्रभाव जितना अधिक होता है, उसमें फेरों की संख्या उतनी ही अधिक होती है.

हम कॉइल वाले सर्किट में एक रिओस्टेट शामिल करेंगे (चित्र 100) और इसकी मदद से हम कॉइल में वर्तमान ताकत को बदल देंगे। करंट की ताकत में वृद्धि के साथ, कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र का प्रभाव करंट के साथ बढ़ता है, कमी के साथ यह कमजोर होता है.

चावल। 100. कुंडली के चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया

यह भी पता चला है कि वर्तमान के साथ एक कॉइल के चुंबकीय प्रभाव को उसके घुमावों की संख्या और उसमें वर्तमान ताकत को बदले बिना काफी बढ़ाया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, आपको कॉइल के अंदर एक लोहे की छड़ (कोर) डालने की जरूरत है। कॉइल के अंदर डाला गया आयरन कॉइल के चुंबकीय प्रभाव को बढ़ाता है।(चित्र। 101)।

चावल। 101. लोहे की कोर वाली कुंडली के चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया

लोहे की कोर वाली कुंडली को विद्युत चुम्बक कहा जाता है.

एक इलेक्ट्रोमैग्नेट कई तकनीकी उपकरणों के मुख्य भागों में से एक है। चित्र 102 में एक चाप के आकार का विद्युत चुम्बक दिखाया गया है जो एक निलंबित भार के साथ एक लंगर (एक लोहे की प्लेट) को पकड़े हुए है।

चावल। 102. विद्युत चुम्बक को आर्कुएट करें

विद्युत चुम्बक अपने उल्लेखनीय गुणों के कारण इंजीनियरिंग में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। जब करंट बंद हो जाता है तो वे जल्दी से डीमैग्नेटाइज हो जाते हैं, इस उद्देश्य के आधार पर कि उन्हें विभिन्न आकारों में बनाया जा सकता है, जबकि इलेक्ट्रोमैग्नेट चल रहा है, इसके चुंबकीय प्रभाव को कॉइल में वर्तमान ताकत को बदलकर समायोजित किया जा सकता है।

स्टील या कच्चा लोहा, साथ ही स्टील और कच्चा लोहा छीलन, सिल्लियां (चित्र। 103) से बने उत्पादों को ले जाने के लिए एक बड़े भारोत्तोलन बल वाले विद्युत चुम्बकों का उपयोग कारखानों में किया जाता है।

चावल। 103. विद्युत चुम्बकों का अनुप्रयोग

चित्र 104 एक चुंबकीय अनाज विभाजक का एक अनुभागीय दृश्य दिखाता है। अनाज में बहुत महीन लोहे का बुरादा मिलाया जाता है। ये चूरा उपयोगी अनाज के चिकने दानों से नहीं चिपकते, बल्कि खरपतवार के दानों से चिपके रहते हैं। हॉपर से अनाज 1 को एक घूमने वाले ड्रम पर डाला जाता है 2. ड्रम के अंदर एक मजबूत विद्युत चुंबक होता है 5. लोहे के कणों को आकर्षित करके 4, यह अनाज के प्रवाह से घास के दानों को हटा देता है 3 और इस तरह से अनाज को मातम से साफ करता है और गलती से अनाज को साफ करता है। गिरी हुई लोहे की वस्तुएँ।

चावल। 104. चुंबकीय विभाजक

इलेक्ट्रोमैग्नेट का उपयोग टेलीग्राफ, टेलीफोन सेट और कई अन्य उपकरणों में किया जाता है।

प्रशन

1. लंबे पतले कंडक्टरों पर लगे करंट-कैरिंग कॉइल को किस दिशा में लटकाया जाता है? चुंबकीय सुई के साथ इसकी क्या समानता है?
2. धारावाही कुण्डली के चुंबकीय प्रभाव को बढ़ाने के कुछ उपाय क्या हैं?
3. एक विद्युत चुंबक क्या है?
4. कारखानों में विद्युत चुम्बक का क्या उद्देश्य है?
5. चुंबकीय अनाज विभाजक कैसे काम करता है?

व्यायाम 41

1. एक विद्युत चुंबक का निर्माण करना आवश्यक है, जिसके भारोत्तोलन बल को डिजाइन को बदले बिना समायोजित किया जा सकता है। यह कैसे करना है?
2. किसी कुण्डली के चुंबकीय ध्रुवों को विपरीत धारा से बदलने के लिए क्या करने की आवश्यकता है?
3. एक मजबूत इलेक्ट्रोमैग्नेट का निर्माण कैसे करें यदि डिजाइनर को यह शर्त दी जाती है कि इलेक्ट्रोमैग्नेट में करंट अपेक्षाकृत छोटा है?
4. क्रेन में प्रयुक्त विद्युत चुम्बकों में अत्यधिक शक्ति होती है। इलेक्ट्रोमैग्नेट, जिसकी मदद से लोहे का बुरादा गलती से आँखों से निकल जाता है, बहुत कमजोर होते हैं। यह अंतर कैसे हासिल किया जाता है?

व्यायाम

हालांकि, यह पता चला कि वर्तमान कॉइल में अन्य उल्लेखनीय गुण हैं। कॉइल में जितने अधिक घुमाव होते हैं, चुंबकीय क्षेत्र उतना ही मजबूत होता जाता है। यह आपको विभिन्न शक्तियों के चुम्बक एकत्र करने की अनुमति देता है। हालांकि, चुंबकीय क्षेत्र के परिमाण को प्रभावित करने के सरल तरीके हैं।

तो, कॉइल के तारों में वर्तमान ताकत में वृद्धि के साथ, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत बढ़ जाती है, और इसके विपरीत, वर्तमान ताकत में कमी के साथ, चुंबकीय क्षेत्र कमजोर हो जाता है। यही है, रिओस्तात के प्राथमिक कनेक्शन के साथ, हमें एक समायोज्य चुंबक मिलता है।

किसी विद्युत धारावाही कुण्डली के चुंबकीय क्षेत्र को कुण्डली के भीतर लोहे की छड़ डालकर बहुत अधिक बढ़ाया जा सकता है। इसे कोर कहते हैं। कोर के उपयोग से बहुत शक्तिशाली चुम्बक बनाना संभव हो जाता है। उदाहरण के लिए, उत्पादन में, मैग्नेट का उपयोग किया जाता है जो कई दसियों टन वजन उठा और धारण कर सकता है। यह निम्नलिखित तरीके से हासिल किया जाता है।

कोर को एक चाप के रूप में मोड़ा जाता है, और इसके दोनों सिरों पर दो कुंडलियाँ लगाई जाती हैं, जिनसे होकर करंट प्रवाहित होता है। कुण्डलियाँ तार 4e से जुड़ी हैं ताकि उनके ध्रुव संपाती हों। कोर उनके चुंबकीय क्षेत्र को बढ़ाता है। नीचे से, एक हुक के साथ एक प्लेट को इस संरचना में लाया जाता है, जिस पर एक भार निलंबित होता है। इसी तरह के उपकरणों का उपयोग कारखानों और बंदरगाहों में बहुत बड़े वजन के भार को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। कॉइल में करंट चालू और बंद होने पर ये वेट आसानी से कनेक्ट और डिस्कनेक्ट हो जाते हैं।

यदि कंडक्टर जिसके माध्यम से विद्युत प्रवाह गुजरता है, चुंबकीय क्षेत्र में पेश किया जाता है, तो चुंबकीय क्षेत्र और वर्तमान के साथ कंडक्टर की बातचीत के परिणामस्वरूप, कंडक्टर एक दिशा या किसी अन्य दिशा में आगे बढ़ेगा।
कंडक्टर की गति की दिशा उसमें करंट की दिशा और चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा पर निर्भर करती है।

आइए मान लें कि चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र में एन एसआकृति के तल के लंबवत स्थित एक कंडक्टर है; आकृति के विमान से परे दिशा में कंडक्टर के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है।

आकृति के तल से प्रेक्षक की ओर बहने वाली धारा को पारंपरिक रूप से एक बिंदु द्वारा निरूपित किया जाता है, और प्रेक्षक से आकृति के तल से आगे बहने वाली धारा को एक क्रॉस द्वारा निरूपित किया जाता है।

चुंबकीय क्षेत्र में धारा के साथ कंडक्टर की गति
1 - ध्रुवों का चुंबकीय क्षेत्र और चालक धारा,
2 परिणामी चुंबकीय क्षेत्र है।

हमेशा छवियों में छोड़ी गई हर चीज को एक क्रॉस द्वारा इंगित किया जाता है,
और दर्शक पर निर्देशित - एक बिंदु।

कंडक्टर के चारों ओर एक करंट की क्रिया के तहत, उसका अपना चुंबकीय क्षेत्र बनता है (चित्र। 1 .
गिलेट नियम को लागू करने पर, यह सत्यापित करना आसान है कि जिस स्थिति में हम विचार कर रहे हैं, इस क्षेत्र की चुंबकीय रेखाओं की दिशा दक्षिणावर्त गति की दिशा के साथ मेल खाती है।

जब चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र करंट द्वारा बनाए गए क्षेत्र के साथ इंटरैक्ट करता है, तो परिणामी चुंबकीय क्षेत्र बनता है, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 2 .
चालक के दोनों ओर परिणामी क्षेत्र की चुंबकीय रेखाओं का घनत्व भिन्न होता है। कंडक्टर के दाईं ओर, चुंबकीय क्षेत्र, समान दिशा वाले, जोड़ते हैं, और बाईं ओर, विपरीत दिशा में निर्देशित होने पर, वे आंशिक रूप से एक दूसरे को रद्द करते हैं।

इसलिए, चालक पर एक बल कार्य करेगा, जो दायीं ओर अधिक और बाईं ओर कम होता है। अधिक बल की कार्रवाई के तहत, कंडक्टर F बल की दिशा में आगे बढ़ेगा।

कंडक्टर में करंट की दिशा बदलने से उसके चारों ओर चुंबकीय रेखाओं की दिशा बदल जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप कंडक्टर की गति की दिशा भी बदल जाएगी।

चुंबकीय क्षेत्र में कंडक्टर की गति की दिशा निर्धारित करने के लिए, आप बाएं हाथ के नियम का उपयोग कर सकते हैं, जो निम्नानुसार तैयार किया गया है:

अगर व्यवस्था की जाए बायां हाथताकि चुंबकीय रेखाएं हथेली को छेद दें, और फैली हुई चार उंगलियां कंडक्टर में करंट की दिशा को इंगित करें, फिर मुड़ा हुआ अंगूठा कंडक्टर की गति की दिशा को इंगित करेगा।

चुंबकीय क्षेत्र में धारावाही चालक पर लगने वाला बल चालक में धारा और चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता दोनों पर निर्भर करता है।

चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता को दर्शाने वाली मुख्य मात्रा चुंबकीय प्रेरण है पर. चुंबकीय प्रेरण के लिए माप की इकाई टेस्ला है ( टीएल = बनाम / एम 2).

चुंबकीय प्रेरण को इस क्षेत्र में रखे गए वर्तमान-वाहक कंडक्टर पर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत से आंका जा सकता है। यदि कंडक्टर लंबा है 1mऔर वर्तमान के साथ 1 ए, एकसमान चुंबकीय क्षेत्र में चुंबकीय रेखाओं के लंबवत स्थित होने पर, एक बल कार्य करता है 1 नहीं(न्यूटन), तो ऐसे क्षेत्र का चुंबकीय प्रेरण बराबर होता है 1 टी(टेस्ला)।

चुंबकीय प्रेरण एक वेक्टर मात्रा है, इसकी दिशा चुंबकीय रेखाओं की दिशा के साथ मेल खाती है, और क्षेत्र के प्रत्येक बिंदु पर चुंबकीय प्रेरण वेक्टर को चुंबकीय रेखा पर स्पर्शरेखा रूप से निर्देशित किया जाता है।

ताकत एफ, चुंबकीय क्षेत्र में धारा के साथ एक कंडक्टर पर अभिनय करना चुंबकीय प्रेरण के समानुपाती होता है पर, कंडक्टर में करंट मैंऔर कंडक्टर की लंबाई मैं, अर्थात।
एफ = बीआईएल.

यह सूत्र तभी सत्य है जब धारावाही चालक एकसमान चुंबकीय क्षेत्र की चुंबकीय रेखाओं के लंबवत स्थित हो।
यदि धारा वाला चालक किसी भी कोण पर चुंबकीय क्षेत्र में है एकचुंबकीय रेखाओं के संबंध में, तो बल किसके बराबर होता है:
एफ = बीआईएल पाप ए.
यदि चालक को चुंबकीय रेखाओं के अनुदिश रखा जाता है, तो बल एफशून्य हो जाता है क्योंकि ए = 0.

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन

दो समानांतर कंडक्टरों की कल्पना करें अबतथा वीजीएक दूसरे से निकट दूरी पर स्थित है। कंडक्टर अबबैटरी टर्मिनलों से जुड़ा बी; श्रृंखला एक कुंजी के साथ चालू होती है प्रति, जिसके बंद होने पर कंडक्टर से की दिशा में करंट प्रवाहित होता है एकप्रति बी. कंडक्टर के सिरों तक वीजीजुड़ा संवेदनशील एमीटर लेकिन, तीर के विचलन से जिसके इस कंडक्टर में करंट की उपस्थिति का अनुमान लगाया जाता है।

यदि सर्किट में कुंजी को बंद करने के लिए इस तरह से इकट्ठा किया जाता है प्रति, तो जिस समय सर्किट बंद हो जाता है, एमीटर सुई विचलित हो जाएगी, जो कंडक्टर में वर्तमान की उपस्थिति का संकेत देती है वीजी;
थोड़े समय के बाद (सेकंड के अंश), एमीटर सुई अपनी मूल (शून्य) स्थिति में वापस आ जाएगी।

कुंजी खोलना प्रतिफिर से एमीटर सुई के अल्पकालिक विचलन का कारण होगा, लेकिन दूसरी दिशा में, जो विपरीत दिशा में करंट की घटना का संकेत देगा।
एमीटर सुई का समान विचलन लेकिनकुंजी को बंद करके भी देखा जा सकता है प्रति, कंडक्टर को करीब लाओ अबकंडक्टर को वीजीया उसमें से हटा दें।

कंडक्टर दृष्टिकोण अबप्रति वीजीएमीटर की सुई उसी दिशा में विचलित हो जाएगी जब कुंजी बंद हो जाती है प्रति, कंडक्टर हटाओ अबकंडक्टर से वीजीकुंजी खोले जाने पर विचलन के समान, एमीटर सुई का विचलन होगा प्रति.

स्थिर कंडक्टर और एक बंद कुंजी के साथ प्रतिकंडक्टर करंट वीजीकंडक्टर में करंट की मात्रा को बदलने के कारण हो सकता है अब.
इसी तरह की घटनाएं तब भी होती हैं जब करंट-फेड कंडक्टर को चुंबक या इलेक्ट्रोमैग्नेट से बदल दिया जाता है।

इसलिए, उदाहरण के लिए, आंकड़ा योजनाबद्ध रूप से अछूता तार से बना एक कुंडल (सोलेनॉइड) दिखाता है, जिसके सिरों पर एक एमीटर जुड़ा होता है। लेकिन.

यदि एक स्थायी चुम्बक (या विद्युत चुम्बक) को शीघ्रता से वाइंडिंग में प्रवेश कराया जाता है, तो इसके परिचय के समय एमीटर सुई लेकिनविचलन; जब चुंबक हटा दिया जाता है, तो एमीटर सुई भी विचलित हो जाएगी, लेकिन दूसरी दिशा में।

ऐसी परिस्थितियों में उत्पन्न होने वाली विद्युत धाराओं को आगमनात्मक कहा जाता है, और वह कारण जो प्रेरण धाराओं की उपस्थिति का कारण बनता है, प्रेरण का इलेक्ट्रोमोटिव बल कहलाता है।

चुंबकीय क्षेत्र बदलने के प्रभाव में कंडक्टरों में यह ईएमएफ उत्पन्न होता है,
जिसमें ये कंडक्टर स्थित हैं।
चुंबकीय क्षेत्र में गतिमान चालक में प्रेरण के ईएमएफ की दिशा नियम द्वारा निर्धारित की जा सकती है दांया हाथजो इस प्रकार तैयार किया गया है।

यदि गतिहीन के आसपास के स्थान में विद्युत शुल्कएक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र है, फिर अंतरिक्ष में गतिमान आवेशों के आसपास (साथ ही समय-भिन्न विद्युत क्षेत्रों के आसपास, जो मैक्सवेल ने मूल रूप से सुझाया था) मौजूद है। यह प्रयोगात्मक रूप से निरीक्षण करना आसान है।

यह चुंबकीय क्षेत्र के लिए धन्यवाद है कि विद्युत धाराएं एक दूसरे के साथ-साथ स्थायी चुंबक और चुंबक के साथ धाराओं के साथ बातचीत करती हैं। विद्युत संपर्क की तुलना में, चुंबकीय संपर्क बहुत मजबूत है। इस बातचीत का एक बार आंद्रे-मैरी एम्पीयर द्वारा अध्ययन किया गया था।

भौतिकी में, चुंबकीय क्षेत्र की विशेषता बी है, और यह जितना बड़ा होगा, चुंबकीय क्षेत्र उतना ही मजबूत होगा। चुंबकीय प्रेरण बी एक वेक्टर मात्रा है, इसकी दिशा चुंबकीय क्षेत्र के किसी बिंदु पर स्थित एक सशर्त चुंबकीय सुई के उत्तरी ध्रुव पर अभिनय करने वाले बल की दिशा से मेल खाती है - चुंबकीय क्षेत्र चुंबकीय सुई को वेक्टर की दिशा में उन्मुख करेगा बी, यानी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में।

चुंबकीय प्रेरण रेखा के प्रत्येक बिंदु पर वेक्टर बी को स्पर्शरेखा से निर्देशित किया जाता है। यही है, प्रेरण बी वर्तमान पर चुंबकीय क्षेत्र के बल प्रभाव की विशेषता है। विद्युत क्षेत्र के लिए तीव्रता E द्वारा एक समान भूमिका निभाई जाती है, जो आवेश पर विद्युत क्षेत्र के बल प्रभाव की विशेषता है।

लोहे के बुरादे के साथ सबसे सरल प्रयोग एक चुंबकीय वस्तु पर चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव को स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करना संभव बनाता है, क्योंकि एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र में फेरोमैग्नेट के छोटे टुकड़े (ऐसे टुकड़े लोहे के बुरादे हैं) क्षेत्र के साथ चुंबकीय हो जाते हैं, चुंबकीय सुई, छोटी कम्पास सुइयों की तरह।

यदि आप एक ऊर्ध्वाधर तांबे का कंडक्टर लेते हैं, और इसे कागज की क्षैतिज रूप से स्थित शीट (या प्लेक्सीग्लस, या प्लाईवुड) में एक छेद के माध्यम से पास करते हैं, और फिर शीट पर धातु का बुरादा डालते हैं, और इसे थोड़ा हिलाते हैं, और फिर एक सीधा प्रवाह पास करते हैं कंडक्टर के माध्यम से, यह नोटिस करना आसान है कि चूरा कंडक्टर के चारों ओर मंडलियों में एक भंवर के रूप में कैसे लाइन में खड़ा होगा, एक विमान में वर्तमान के लंबवत।

ये चूरा वृत्त एक धारावाही चालक के चुंबकीय क्षेत्र के चुंबकीय प्रेरण B की रेखाओं की केवल एक सशर्त छवि होगी। इस प्रयोग में वृत्तों का केंद्र, धारा के साथ कंडक्टर की धुरी के साथ बिल्कुल केंद्र में स्थित होगा।

चुंबकीय प्रेरण वैक्टर की दिशा एक वर्तमान-वाहक कंडक्टर में या तो सही स्क्रू नियम द्वारा निर्धारित करना आसान है: जब स्क्रू अक्ष कंडक्टर में वर्तमान की दिशा में चलता है, तो स्क्रू के रोटेशन की दिशा या हैंडल के हैंडल गिलेट (स्क्रू या स्क्रू को खोलना) करंट के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को इंगित करेगा।

गिलेट नियम क्यों लागू किया जाता है? चूंकि दो मैक्सवेल समीकरणों में प्रयुक्त रोटर ऑपरेशन (फील्ड थ्योरी रोट में दर्शाया गया) औपचारिक रूप से एक वेक्टर उत्पाद (नाबला ऑपरेटर के साथ) के रूप में लिखा जा सकता है, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि एक वेक्टर क्षेत्र के रोटर की तुलना की जा सकती है (एक सादृश्य है ) एक आदर्श द्रव के घूर्णन के कोणीय वेग के लिए (जैसा कि मैक्सवेल ने स्वयं कल्पना की थी), जिसका प्रवाह वेग क्षेत्र किसी दिए गए वेक्टर क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है, आप रोटर के लिए नियम के उन फॉर्मूलेशन का उपयोग कर सकते हैं जो कोणीय वेग के लिए वर्णित हैं।

इस प्रकार, यदि आप गिलेट को घूमते हुए वेक्टर क्षेत्र की दिशा में घुमाते हैं, तो यह इस क्षेत्र के रोटर वेक्टर की दिशा में खराब हो जाएगा।

जैसा कि आप देख सकते हैं, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की रेखाओं के विपरीत, जो अंतरिक्ष में खुली होती हैं, विद्युत प्रवाह के चारों ओर चुंबकीय प्रेरण की रेखाएं बंद होती हैं। यदि विद्युत तीव्रता E की रेखाएँ धनात्मक आवेशों से शुरू होती हैं और ऋणात्मक आवेशों पर समाप्त होती हैं, तो चुंबकीय प्रेरण B की रेखाएँ उस धारा के चारों ओर बस बंद हो जाती हैं जो उन्हें उत्पन्न करती है।

आइए अब प्रयोग को जटिल बनाते हैं। आइए हम एक सीधे करंट ले जाने वाले कंडक्टर के बजाय एक करंट-कैरिंग कॉइल पर विचार करें। मान लीजिए कि इस तरह के समोच्च को आकृति के तल पर लंबवत रखना हमारे लिए सुविधाजनक है, और वर्तमान बाईं ओर हमारी ओर निर्देशित है, और दाईं ओर हमसे दूर है। यदि अब एक चुंबकीय सुई के साथ एक कम्पास को कॉइल के अंदर करंट के साथ रखा जाता है, तो चुंबकीय सुई चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं की दिशा को इंगित करेगी - उन्हें कुंडल की धुरी के साथ निर्देशित किया जाएगा।

क्यों? क्योंकि कुंडली के तल से विपरीत दिशाएं चुंबकीय सुई के ध्रुवों के समान होंगी। जहाँ रेखाएँ B निकलती हैं वह उत्तरी चुंबकीय ध्रुव है, जहाँ वे प्रवेश करती हैं वह दक्षिणी ध्रुव है। यह समझना आसान है यदि आप पहले करंट और उसके चुंबकीय क्षेत्र वाले कंडक्टर पर विचार करें, और फिर कंडक्टर को केवल एक रिंग में लपेटें।

धारा के साथ किसी कुंडली के चुंबकीय प्रेरण की दिशा निर्धारित करने के लिए, वे गिलेट नियम या दाएँ पेंच के नियम का भी उपयोग करते हैं। गिलेट की नोक को कुंडल के केंद्र में रखें, और इसे दक्षिणावर्त घुमाना शुरू करें। गिलेट का ट्रांसलेशनल मूवमेंट कॉइल के केंद्र में चुंबकीय प्रेरण वेक्टर बी के साथ दिशा में मेल खाएगा।

जाहिर है, करंट के चुंबकीय क्षेत्र की दिशा कंडक्टर में करंट की दिशा से जुड़ी होती है, चाहे वह सीधा कंडक्टर हो या कॉइल।

यह आमतौर पर स्वीकार किया जाता है कि कॉइल या कॉइल का वह भाग जिसमें करंट होता है, जहाँ से चुंबकीय प्रेरण B की रेखाएँ निकलती हैं (वेक्टर B की दिशा बाहर) उत्तरी चुंबकीय ध्रुव है, और जहाँ रेखाएँ प्रवेश करती हैं (वेक्टर B है में निर्देशित) दक्षिण चुंबकीय ध्रुव है।

यदि कई मोड़ करंट के साथ एक लंबी कॉइल बनाते हैं - एक सोलनॉइड (कुंडल की लंबाई इसके व्यास से कई गुना अधिक होती है), तो इसके अंदर चुंबकीय क्षेत्र एक समान होता है, अर्थात चुंबकीय प्रेरण बी की रेखाएं एक दूसरे के समानांतर होती हैं। और कुंडली की पूरी लंबाई के साथ समान घनत्व रखते हैं। वैसे, एक स्थायी चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र बाहर से करंट के साथ एक कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र के समान होता है।

वर्तमान I के साथ एक कुंडल के लिए, लंबाई l, घुमावों की संख्या के साथ N, निर्वात में चुंबकीय प्रेरण संख्यात्मक रूप से बराबर होगा:

तो, करंट के साथ कॉइल के अंदर चुंबकीय क्षेत्र एक समान है, और दक्षिण से उत्तरी ध्रुव (कुंडल के अंदर!) की ओर निर्देशित होता है। कॉइल के अंदर चुंबकीय प्रेरण निरपेक्ष मान में प्रति इकाई लंबाई में एम्पीयर घुमावों की संख्या के समानुपाती होता है। वर्तमान के साथ कुंडल।