કારના ધાતુના ભાગો અથવા વિવિધ વિદ્યુત ઉપકરણોમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ખસેડવાની અને તેની સાથે છેદવાની ક્ષમતા હોય છે. પાવર લાઈન. આનો આભાર, સ્વ-ઇન્ડક્શન રચાય છે. અમે વિસંગત ફૌકોલ્ટ એડી પ્રવાહો, હવાના પ્રવાહો, તેમની વ્યાખ્યા, ઉપયોગ, પ્રભાવ અને ટ્રાન્સફોર્મરમાં એડી વર્તમાન નુકસાનને કેવી રીતે ઘટાડવું તે ધ્યાનમાં લેવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો છે.

ફેરાડેના કાયદામાંથી તે અનુસરે છે કે ચુંબકીય પ્રવાહમાં ફેરફાર ખાલી જગ્યામાં પણ પ્રેરિત ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે.

જો આ જગ્યામાં ધાતુની પ્લેટ નાખવામાં આવે છે, તો પ્રેરિત વિદ્યુત ક્ષેત્ર ધાતુમાંથી વિદ્યુત પ્રવાહ વહેવા માટેનું કારણ બને છે. આ પ્રેરિત પ્રવાહોને એડી પ્રવાહ કહેવામાં આવે છે.

ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો પ્રવાહ છે, જેનું ઇન્ડક્શન વિવિધ વાહક ભાગોમાં કરવામાં આવે છે વિદ્યુત ઉપકરણોઅને મશીનો, ફૌકોલ્ટ સ્ટ્રે કરંટ ખાસ કરીને પાણી અથવા વાયુઓના પસાર થવા માટે જોખમી છે, કારણ કે. તેમની દિશા સિદ્ધાંતમાં નિયંત્રિત કરી શકાતી નથી.

જો પ્રેરિત કાઉન્ટર પ્રવાહો બદલીને બનાવવામાં આવે છે ચુંબકીય ક્ષેત્ર, પછી એડી પ્રવાહો ચુંબકીય ક્ષેત્રને લંબરૂપ હશે, અને જો આ ક્ષેત્ર સમાન હશે તો તેમની હિલચાલ એક વર્તુળમાં હશે. આ પ્રેરિત વિદ્યુત ક્ષેત્રો પોઈન્ટ ચાર્જના ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક વિદ્યુત ક્ષેત્રોથી ખૂબ જ અલગ છે.

એડી કરંટનો વ્યવહારુ ઉપયોગ

યાંત્રિક સંતુલનની સ્વિંગ આર્મ જેવી અનિચ્છનીય ઊર્જાને દૂર કરવા માટે ઉદ્યોગમાં એડી કરંટ ઉપયોગી છે, ખાસ કરીને જો વર્તમાન ખૂબ જ વધારે હોય. કૌંસના છેડે જોડાયેલ ધાતુની પ્લેટમાં આધારના અંતમાંનો ચુંબક એડી કરંટ સેટ કરે છે, એન્સિસ કહે છે.

વમળનો પ્રવાહ, જેમ કે ભૌતિકશાસ્ત્ર શીખવે છે, ટ્રાન્ઝિટ ટ્રેન એન્જિનમાં અસરકારક બ્રેકિંગ બળ તરીકે પણ ઉપયોગ કરી શકાય છે. રેલની નજીક ટ્રેનમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઉપકરણો અને મિકેનિઝમ્સ બનાવવા માટે ખાસ ગોઠવવામાં આવ્યા છે એડી કરંટ. વર્તમાનની હિલચાલ માટે આભાર, સિસ્ટમનો સરળ વંશ પ્રાપ્ત થાય છે અને ટ્રેન અટકી જાય છે.

ફરતા પ્રવાહો ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ ટ્રાન્સફોર્મરમાં અને મનુષ્યો માટે હાનિકારક છે. પ્રવાહ વધારવા માટે ટ્રાન્સફોર્મરમાં મેટલ કોરનો ઉપયોગ થાય છે. કમનસીબે, આર્મેચર અથવા કોરમાં પેદા થતા એડી પ્રવાહો ઉર્જા નુકશાનમાં વધારો કરી શકે છે. ઊર્જા-સંવાહક અને બિન-સંવાહક સામગ્રીના વૈકલ્પિક સ્તરોના મેટલ કોરનું નિર્માણ કરીને, પ્રેરિત લૂપ્સનું કદ ઘટાડવામાં આવે છે, આમ ઊર્જાનું નુકસાન ઘટાડે છે. ઓપરેશન દરમિયાન ટ્રાન્સફોર્મર જે અવાજ ઉત્પન્ન કરે છે તે ચોક્કસ આ ડિઝાઇન સોલ્યુશનનું પરિણામ છે.

વિડિઓ: ફૌકોલ્ટ એડી કરંટ

અન્ય વાપરવા માટે રસપ્રદવમળ તરંગો - વીજળી મીટર અથવા દવામાં તેનો ઉપયોગ. દરેક કાઉન્ટરની નીચે એક પાતળી એલ્યુમિનિયમ ડિસ્ક હોય છે જે હંમેશા ફરતી હોય છે. આ ડિસ્ક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરે છે, તેથી ત્યાં હંમેશા એડી કરંટ હોય છે, જેનો હેતુ ડિસ્કની હિલચાલને ધીમું કરવાનો છે. આનો આભાર, સેન્સર ચોક્કસ અને વધઘટ વિના કાર્ય કરે છે.

ઘૂમરાતો અને ત્વચાની અસર

એવા કિસ્સામાં જ્યારે ખૂબ જ મજબૂત એડી પ્રવાહો ઉદ્ભવે છે (ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રવાહ પર), શરીરમાં વર્તમાન ઘનતા તેમની સપાટી કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછી થઈ જાય છે. આ કહેવાતી ત્વચાની અસર છે, તેની પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ વાયર અને પાઈપો માટે ખાસ કોટિંગ્સ બનાવવા માટે થાય છે, જે ખાસ કરીને એડી પ્રવાહો માટે વિકસાવવામાં આવે છે અને આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓમાં પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે.

આ વૈજ્ઞાનિક એકર્ટ દ્વારા સાબિત થયું હતું, જેમણે ઇએમએફ અને ટ્રાન્સફોર્મર ઇન્સ્ટોલેશનનો અભ્યાસ કર્યો હતો.

એડી વર્તમાન સિદ્ધાંતો

એડી કરંટ ઇન્ડક્શનને પુનઃઉત્પાદન કરવા માટે કોપર વાયર કોઇલ એ એક સામાન્ય પદ્ધતિ છે. કોઇલમાંથી પસાર થતો વૈકલ્પિક પ્રવાહ કોઇલમાં અને તેની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રો વાયરની આસપાસ રેખાઓ બનાવે છે અને મોટા લૂપ્સ બનાવવા માટે જોડાય છે. જો વર્તમાન એક લૂપમાં વધે છે, તો ચુંબકીય ક્ષેત્ર નજીકમાં આવેલા વાયરના અમુક અથવા તમામ લૂપ્સ દ્વારા વિસ્તરણ કરશે. આ નજીકના હિસ્ટેરેસીસ લૂપ્સમાં વોલ્ટેજને પ્રેરિત કરે છે અને વિદ્યુત વાહક સામગ્રીમાં ઇલેક્ટ્રોન અથવા એડી કરંટના પ્રવાહનું કારણ બને છે. સામગ્રીમાં કોઈપણ ખામી, જેમાં દિવાલની જાડાઈ, તિરાડો અને અન્ય અવરોધોમાં ફેરફારનો સમાવેશ થાય છે, એડી પ્રવાહોના પ્રવાહને બદલી શકે છે.

ઓહ્મનો કાયદો

ઓહ્મનો કાયદો સૌથી વધુ એક છે મૂળભૂત સૂત્રોનક્કી કરવા માટે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ. પ્રતિકાર દ્વારા વિભાજિત વોલ્ટેજ, ઓહ્મ, એમ્પીયરમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ નક્કી કરે છે. તે યાદ રાખવું આવશ્યક છે કે પ્રવાહોની ગણતરી માટે કોઈ સૂત્ર નથી; ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગણતરીના ઉદાહરણોનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે.

ઇન્ડક્ટન્સ

કોઇલમાંથી પસાર થતો વૈકલ્પિક પ્રવાહ કોઇલમાં અને તેની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે. જેમ જેમ વર્તમાન વધે છે તેમ, કોઇલ કોઇલની બાજુમાં સ્થિત વાહક સામગ્રીમાં પરિભ્રમણ (એડી) પ્રવાહોને પ્રેરિત કરે છે. એડી પ્રવાહોના કંપનવિસ્તાર અને તબક્કા કોઇલ લોડ અને તેના પ્રતિકારના આધારે બદલાશે. જો સપાટી પર અથવા તેની નીચે વિદ્યુત વાહક સામગ્રીમાં વિરામ આવે છે, તો એડી પ્રવાહોના પ્રવાહમાં વિક્ષેપ આવશે. તેને સુયોજિત કરવા અને તેને નિયંત્રિત કરવા માટે, વિવિધ ચેનલ ફ્રીક્વન્સીઝવાળા વિશિષ્ટ ઉપકરણો છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્રો

ફોટો બતાવે છે કે કેવી રીતે એડી ઇલેક્ટ્રિક કરંટ કોઇલમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે. કોઇલ, બદલામાં, વિદ્યુત વાહક સામગ્રીમાં એડી પ્રવાહો બનાવે છે અને તેમના પોતાના ચુંબકીય ક્ષેત્રો પણ બનાવે છે.

ખામી શોધ

સમગ્ર કોઇલમાં વોલ્ટેજ બદલવાથી સામગ્રીને અસર થશે, એડી કરંટનું સ્કેનિંગ અને અભ્યાસ કરવાથી સપાટી અને ઉપસપાટીની વિક્ષેપને માપવા માટે ઉપકરણના ઉત્પાદનની મંજૂરી મળે છે. કેટલાંક પરિબળો અસર કરશે કે કઈ ખામીઓ મળી શકે છે:

1. સામગ્રીની વાહકતા એડી પ્રવાહોના માર્ગ પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે;
2. વાહક સામગ્રીની અભેદ્યતા પણ તેની ચુંબકીકરણ કરવાની ક્ષમતાને કારણે મોટી અસર કરે છે. સપાટ સપાટીઅસમાન કરતાં સ્કેન કરવું ખૂબ સરળ છે.
3. ઘૂંસપેંઠ ઊંડાઈ એડી પ્રવાહોને નિયંત્રિત કરવા માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. પેટા-સપાટીની ખામી કરતાં સપાટીની તિરાડ શોધવાનું ઘણું સરળ છે.
4. આ જ સપાટી વિસ્તાર પર લાગુ પડે છે. કેવી રીતે નાનો વિસ્તાર- એડી પ્રવાહોની રચના જેટલી ઝડપથી થાય છે.

ખામી શોધનાર સાથે સમોચ્ચ શોધવી

ત્યાં સેંકડો પ્રમાણભૂત અને કસ્ટમ પ્રોબ્સ છે જે ચોક્કસ પ્રકારની સપાટીઓ અને રૂપરેખાઓ માટે બનાવવામાં આવે છે. ધાર, ગ્રુવ્સ, રૂપરેખા અને મેટલની જાડાઈ પરીક્ષણની સફળતા અથવા નિષ્ફળતામાં ફાળો આપે છે. વાહક સામગ્રીની સપાટીની ખૂબ નજીક સ્થિત કોઇલ હશે શ્રેષ્ઠ તકભંગાણ શોધવા માટે. જટિલ સર્કિટ માટે, કોઇલને વિશિષ્ટ બ્લોકમાં દાખલ કરવામાં આવે છે અને ફિટિંગ સાથે જોડાયેલ છે, જે વર્તમાનને તેમાંથી પસાર થવા દે છે અને તેની સ્થિતિનું નિરીક્ષણ કરે છે. ઘણા ઉપકરણોને સમાવવા માટે ખાસ પ્રોબ અને કોઇલ મોલ્ડિંગ્સની જરૂર પડે છે અનિયમિત આકારવિગતો ભાગની ડિઝાઇનને ફિટ કરવા માટે કોઇલમાં વિશિષ્ટ (સાર્વત્રિક) આકાર પણ હોઈ શકે છે.

એડી કરંટ ઘટાડવા

ઇન્ડક્ટર્સના એડી પ્રવાહોને ઘટાડવા માટે, આ મિકેનિઝમ્સમાં પ્રતિકાર વધારવો જરૂરી છે. ખાસ કરીને, લિક્વિફાઇડ વાયર અને ઇન્સ્યુલેટેડ વાયરનો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે.

ટોકામી ફુકો(અથવા એડી કરંટ) એ પ્રેરક પ્રકૃતિના પ્રવાહો છે જે વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વિશાળ વાહકમાં દેખાય છે. એડી પ્રવાહોના બંધ સર્કિટ કંડક્ટરમાં જ ઊંડા દેખાય છે. વિશાળ વાહકનો વિદ્યુત પ્રતિકાર ઓછો હોય છે, તેથી, ફોકોલ્ટ પ્રવાહો પહોંચી શકે છે મહાન મહત્વ. એડી પ્રવાહોની મજબૂતાઈ વાહક સામગ્રીના આકાર અને ગુણધર્મો, વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા, તે જે ઝડપે બદલાય છે તેના પર આધાર રાખે છે. ચુંબકીય પ્રવાહ. વાહકમાં ફોકોલ્ટ પ્રવાહોનું વિતરણ ખૂબ જટિલ હોઈ શકે છે.

ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો દ્વારા પ્રતિ $1 s$ છોડવામાં આવતી ગરમીનું પ્રમાણ ચુંબકીય ક્ષેત્રના પરિવર્તનની આવૃત્તિના વર્ગના પ્રમાણસર છે.

લેન્ઝના કાયદા અનુસાર, ફૌકોલ્ટના પ્રવાહો તેમના કારણને પ્રભાવિત કરવા માટે આવી દિશાઓ પસંદ કરે છે. આનો અર્થ એ છે કે જો વાહક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં આગળ વધે છે, તો તેને અનુભવ થવો જોઈએ મજબૂત બ્રેકિંગ, જે ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે થાય છે.

ચાલો ફૌકોલ્ટના શૅકલ્સના ઉદભવનું ઉદાહરણ આપીએ. ચાલો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના ધ્રુવો વચ્ચેના સાંકડા અંતરમાં $5 cm$ અને $6 mm$ ની જાડાઈ ધરાવતી તાંબાની ડિસ્ક બનાવીએ. જો ચુંબકીય ક્ષેત્ર બંધ હોય, તો ડિસ્ક ઝડપથી પડી જાય છે. ચાલો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ ચાલુ કરીએ. ક્ષેત્ર મોટું હોવું જોઈએ (લગભગ $0.5T$). ડિસ્કનું પતન ધીમું થઈ જશે અને ખૂબ જ ચીકણું માધ્યમમાં હલનચલન જેવું લાગશે.

ફૌકોલ્ટ પ્રવાહોની અરજી

ટોકી ફુકો નાટક ઉપયોગી ભૂમિકારોટરમાં અસુમેળ મોટર, જે આપવામાં આવે છે રોટેશનલ ચળવળચુંબકીય ક્ષેત્ર. અસુમેળ મોટરના ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંતના ખૂબ જ અમલીકરણ માટે ફૌકોલ્ટ પ્રવાહોના દેખાવની જરૂર છે.

ફૌકોલ્ટ પ્રવાહોનો ઉપયોગ ગેલ્વેનોમીટર, સિસ્મોગ્રાફ્સ અને અન્ય સંખ્યાબંધ સાધનોના ફરતા ભાગોને ભીના કરવા માટે થાય છે. તેથી, એક પ્લેટ - સેક્ટરના રૂપમાં વાહક - ઉપકરણના ફરતા ભાગ પર સ્થાપિત થયેલ છે. તે મજબૂત ધ્રુવો વચ્ચેના અંતરમાં રજૂ કરવામાં આવે છે કાયમી ચુંબક. જ્યારે પ્લેટ ફરે છે, ત્યારે તેમાં ફોકોલ્ટ કરંટ દેખાય છે, જે સિસ્ટમના અવરોધનું કારણ બને છે. તદુપરાંત, જ્યારે પ્લેટ ખસે ત્યારે જ બ્રેકિંગ દેખાય છે. તેથી, આ પ્રકારનું શાંત ઉપકરણ સંતુલનની સ્થિતિમાં સિસ્ટમના ચોક્કસ આગમનમાં દખલ કરતું નથી.

ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો દ્વારા બહાર પાડવામાં આવતી ગરમીનો ઉપયોગ હીટિંગ પ્રક્રિયાઓમાં થાય છે. આમ, ફૌકોલ્ટ કરંટનો ઉપયોગ કરીને ધાતુઓ પીગળવી એ અન્ય હીટિંગ પદ્ધતિઓની તુલનામાં ખૂબ ફાયદાકારક છે. કહેવાતા ઇન્ડક્શન ફર્નેસ એ કોઇલ છે જેના દ્વારા વર્તમાન વહે છે. ઉચ્ચ આવર્તનઅને મહાન તાકાત. કોઇલની અંદર એક વાહક શરીર મૂકવામાં આવે છે, અને ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા એડી પ્રવાહો તેમાં દેખાય છે, જે પદાર્થને પીગળે ત્યાં સુધી ગરમ કરે છે. આ રીતે શૂન્યાવકાશમાં ધાતુઓ ઓગળવામાં આવે છે, જે ઉચ્ચ શુદ્ધતા સામગ્રીના ઉત્પાદન તરફ દોરી જાય છે.

ફૌકોલ્ટ કરંટનો ઉપયોગ કરતી વખતે, શૂન્યાવકાશ સ્થાપનોના આંતરિક ધાતુના ભાગોને દૂર કરવા માટે તેને ગરમ કરવામાં આવે છે.

સમસ્યાઓ કે જે એડી કરંટનું કારણ બને છે. ત્વચા અસર

ફૌકોલ્ડિયન પ્રવાહો માત્ર એક ઉપયોગી ભૂમિકા કરતાં વધુ ભજવી શકે છે. એડી પ્રવાહો વહન પ્રવાહો છે, અને ઊર્જાનો એક ભાગ જૌલ ગરમી છોડવા માટે વિખેરી નાખવામાં આવે છે. આવી ઉર્જા, ઉદાહરણ તરીકે, અસુમેળ મોટરના રોટરમાં, જે સામાન્ય રીતે ફેરોમેગ્નેટથી બનેલી હોય છે, તે કોરોને ગરમ કરે છે, જેનાથી તેમની લાક્ષણિકતાઓ બગડે છે. આ ઘટનાનો સામનો કરવા માટે, કોરો પાતળા પ્લેટોના સ્વરૂપમાં ઉત્પન્ન થાય છે જે અલગ પડે છે. પાતળા સ્તરોઇન્સ્યુલેટર અને પ્લેટોને ઇન્સ્ટોલ કરો જેથી ફૌકોલ્ટ કરંટ સમગ્ર પ્લેટોમાં દિશામાન થાય. પ્લેટોની નાની જાડાઈ સાથે, એડી પ્રવાહોમાં નાનો હોય છે જથ્થાબંધ ઘનતા. ઉચ્ચ ચુંબકીય પ્રતિકાર સાથે ફેરાઇટ અને પદાર્થોના આગમન સાથે, નક્કર કોરોનું ઉત્પાદન કરવાનું શક્ય બન્યું.

વહન કરતા વાયરોમાં એડી કરંટ થાય છે વૈકલ્પિક પ્રવાહો, અને ફૌકોલ્ટ પ્રવાહોની દિશા એવી છે કે તે વાયરની અંદરના પ્રવાહને નબળો પાડે છે અને તેને સપાટીની નજીક મજબૂત બનાવે છે. પરિણામે, ઝડપથી બદલાતો પ્રવાહ વાયરના ક્રોસ-સેક્શનમાં અસમાન રીતે વિતરિત થાય છે. આ ઘટના કહેવામાં આવે છે ત્વચા - અસર(સપાટી અસર). આ ઘટનાને કારણે આંતરિક ભાગસાથે સર્કિટમાં કંડક્ટર નકામું બની જાય છે ઉચ્ચ આવર્તનવાહક તરીકે ટ્યુબનો ઉપયોગ કરો. ત્વચાની અસરનો ઉપયોગ ધાતુની સપાટીના સ્તરને ગરમ કરવા માટે થઈ શકે છે, જે ધાતુને સખત બનાવવા માટે આ ઘટનાનો ઉપયોગ કરવાનું શક્ય બનાવે છે, અને ક્ષેત્રની આવર્તન બદલીને, કોઈપણ જરૂરી ઊંડાઈએ સખ્તાઇ હાથ ધરવામાં આવી શકે છે.

એકસમાન નળાકાર વાહકમાં ત્વચાની અસરનું વર્ણન કરી શકે તેવા અંદાજિત સૂત્રો:

આકૃતિ 1.

જ્યાં $R_w$ એ ચક્રીય આવર્તન $w$ સાથે વૈકલ્પિક પ્રવાહ માટે $r$ ત્રિજ્યાવાળા વાહકનો અસરકારક પ્રતિકાર છે. $R_0$ - ડાયરેક્ટ કરંટ માટે વાહકનો પ્રતિકાર.

જ્યાં વૈકલ્પિક પ્રવાહની અસરકારક ઘૂંસપેંઠ ઊંડાઈ ($\delta $) (વાહકની સપાટીથી અંતર કે જેના પર વર્તમાન ઘનતા તેની સપાટી પરની ઘનતાની સરખામણીમાં $e=2.7\$ ગણી ઘટે છે) બરાબર છે:

$\mu $ - સંબંધિત ચુંબકીય અભેદ્યતા, $(\mu )_0$ - ચુંબકીય સ્થિરાંક, $\sigma $ - માટે વાહકની ચોક્કસ વાહકતા ડીસી. વાહક જેટલું જાડું, ત્વચાની અસર વધુ નોંધપાત્ર, $w$ અને $\sigma$ ના મૂલ્યો જેટલા નાના હોય છે, જેના પર તેને ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ.

ઉદાહરણ 1

વ્યાયામ:સેન્ટ્રીફ્યુગલ મશીન સાથેના પ્રયોગમાં, તેની સાથે એક વિશાળ કોપર ડિસ્ક જોડાયેલ હતી, આ ડિસ્કને પરિભ્રમણમાં લાવવામાં આવી હતી. ઊંચી ઝડપ. ચુંબકીય સોય ડિસ્ક ઉપર સસ્પેન્ડ કરવામાં આવી હતી (સંપર્ક વિના). તીરનું શું થશે, કેમ?

ઉકેલ:

ચુંબકીય સોય ચુંબક તરીકે કાર્ય કરે છે જે ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે, જેમાં તાંબાના વાહક ફરે છે. પરિણામે, કંડક્ટરમાં ઉદભવે છે પ્રેરિત પ્રવાહો- ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો. લેન્ઝના નિયમ અનુસાર, એડી કરંટ, ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને, ડિસ્કના પરિભ્રમણને રોકવાનું વલણ ધરાવે છે અથવા, ન્યૂટનના ત્રીજા નિયમ અનુસાર, ચુંબકીય સોયને તેમની સાથે ખેંચે છે. આનો અર્થ એ છે કે ચુંબકીય સોય, જે ડિસ્કની ઉપર અટકી છે, તે તેના પછી વળશે અને સસ્પેન્શન (થ્રેડ) સ્પિન કરશે.

જવાબ:ચુંબકીય સોય ફરશે, કારણ એડી કરંટ છે.

ઉદાહરણ 2

વ્યાયામ:સમજાવો કે ભૂગર્ભ કેબલ કે જેના દ્વારા વૈકલ્પિક પ્રવાહ પ્રસારિત થાય છે તે મેટલ ગેસ અને પાણીની પાઈપોની નજીક શા માટે મૂકી શકાતી નથી?

ઉકેલ:

વૈકલ્પિક પ્રવાહના પ્રભાવ હેઠળ, કેબલની આસપાસ વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર દેખાય છે, જો આ ક્ષેત્રમાં વાહક (મેટલ પાઇપ) આવે છે, તો ઇન્ડક્ટિવ એડી કરંટ ઊભી થશે. આ પ્રવાહો મેટલ પાઈપોના કાટનું કારણ બને છે. વધુમાં, પાઈપોમાં પ્રવાહોની હાજરી ખતરનાક છે, કારણ કે ઇલેક્ટ્રિક આંચકોની શક્યતા છે.

ઉદાહરણ 3

વ્યાયામ:જાડી શીટ કોપરથી બનેલું લોલક કાપેલા સેક્ટરનો આકાર ધરાવે છે. તે સળિયા પર સસ્પેન્ડ કરવામાં આવે છે અને પ્રદર્શન કરી શકે છે મફત સ્પંદનોઆસપાસ આડી અક્ષમજબૂત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના ધ્રુવો વચ્ચેના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં. ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં, લોલક વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈ ભીનાશ સાથે ઓસીલેટ થાય છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં લોલકના ઓસિલેશનનું વર્ણન કરો. ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરીમાં ભીના કર્યા વિના લોલકને લગભગ ઓસીલેટ કેવી રીતે બનાવી શકાય?

ઉકેલ:

જો વર્ણવેલ વિશાળ લોલક ઓસીલેટીંગને મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે, તો લોલકમાં ફોકોલ્ટ પ્રવાહો ઉદ્ભવે છે. આ પ્રવાહો, લેન્ઝના નિયમ મુજબ, લોલકની હિલચાલને ધીમું કરે છે, ઓસિલેશનનું કંપનવિસ્તાર ઘટે છે, અને ઓસિલેશન જલ્દી જ બંધ થઈ જાય છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ઓસીલેટીંગ લોલકમાં એડી પ્રેરિત પ્રવાહોને ઘટાડવા માટે, તેના નક્કર ક્ષેત્રને વિસ્તરેલ દાંત સાથે કાંસકો વડે બદલી શકાય છે. ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો ઘટાડવામાં આવશે, અને લોલક વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈ ભીનાશ સાથે ઓસીલેટ થશે.

જેમ સામાન્ય રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે, "ફુકોલ્ટ કરંટ એ પ્રવાહો છે જે વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સ્થિત વિશાળ વાહકમાં ઉદ્ભવે છે. ફૌકોલ્ટ પ્રવાહોમાં વમળનું પાત્ર હોય છે. જો સામાન્ય ઇન્ડક્શન પ્રવાહો પાતળા બંધ વાહક સાથે આગળ વધે છે, તો એડી પ્રવાહો વિશાળ વાહકની જાડાઈની અંદર બંધ થઈ જાય છે. જો કે તે જ સમયે તેઓ હવે સામાન્ય ઇન્ડક્શન પ્રવાહોથી અલગ નથી". લેન્ઝના નિયમ મુજબ, આ પ્રવાહોને એવી રીતે નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે કે જેના કારણે તે કારણભૂત હોય તેને અટકાવે. "તેથી, ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ફોકોલ્ટ પ્રવાહોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં આગળ વધતા વાહક મજબૂત અવરોધનો અનુભવ કરે છે" . "ફુકોલ્ટ પ્રવાહો વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રને ઢાલ કરે છે જેથી તે વાહકમાં ઊંડે સુધી પ્રવેશ ન કરે. જો કે, ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો સ્થિર ચુંબકીય ક્ષેત્રને સુરક્ષિત કરી શકતા નથી, કારણ કે ઓહ્મિક પ્રતિકારને લીધે તેઓ કાયમ માટે અસ્તિત્વમાં નથી. સ્થિર ચુંબકીય ક્ષેત્ર કંડક્ટરમાં મુક્તપણે પ્રવેશ કરે છે. જો કે, ક્ષેત્ર જેટલી ઝડપથી બદલાય છે, તે કંડક્ટરમાં ઓછી ઊંડાઈથી પ્રવેશ કરે છે. સારા વાહકમાં, જ્યાં ઓહ્મિક નુકસાન ઓછું હોય છે, ક્ષેત્રની ઘૂંસપેંઠ ઊંડાઈમાં ઘટાડો ખૂબ જ મધ્યમ ફ્રીક્વન્સીઝ પર ધ્યાનપાત્ર બને છે.". એવું માનવામાં આવે છે કે આ ફોકોલ્ટ પ્રવાહોની ડિમેગ્નેટાઇઝિંગ અસરને કારણે છે. તે "તે કોરની મધ્યમાં વધુ અને તેની સપાટી પર ઓછું ઉચ્ચારવામાં આવે છે, કારણ કે કોરની મધ્યમાંના વિસ્તારો સપાટીની નજીકના વિસ્તારો કરતાં મોટા એડી પ્રવાહોથી ઢંકાયેલા હોય છે". જેમ જેમ સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે તેમ, સુપરકન્ડક્ટર્સમાં આ અસર વાહક પ્રતિકારના અભાવને કારણે સીધા પ્રવાહોમાં પણ સહજ છે. “જ્યારે બાહ્ય સ્થિર ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સ્થિત સુપરકન્ડક્ટરને ઠંડુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સુપરકન્ડક્ટિંગ સ્થિતિમાં સંક્રમણની ક્ષણે, ચુંબકીય ક્ષેત્ર તેના વોલ્યુમમાંથી સંપૂર્ણપણે વિસ્થાપિત થાય છે. આ એક આદર્શ વાહકથી સુપરકન્ડક્ટરને અલગ પાડે છે, જેમાં, જ્યારે પ્રતિકાર શૂન્ય થઈ જાય છે, ત્યારે વોલ્યુમમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રનું ઇન્ડક્શન યથાવત રહેવું જોઈએ." .

અંદર સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્ર, ફૌકોલ્ટ પ્રવાહોની વમળ પ્રકૃતિની સામાન્ય માન્યતા અને તેથી ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની વમળ પ્રકૃતિના આધારે, તેમનું વર્ણન મેક્સવેલના સમીકરણોની પ્રેરક જોડી પર આધારિત છે:

ધારીએ છીએ કે ઘનતા ρ શૂન્ય બરાબર છે મફત શુલ્કએક્સપ્લોરરમાં અને પ્રમાણભૂત સંચારવર્તમાન ઘનતા અને ક્ષેત્ર શક્તિ વચ્ચે

અમે ચુંબકીય ક્ષેત્રની તાકાત માટે ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો, તેમજ ત્વચાની અસરનું વર્ણન કરતા સમીકરણ મેળવીએ છીએ:

તે જ સમયે "એડી વર્તમાન તાકાત અનુસાર ઓહ્મનો કાયદોની સમાન

જ્યાં Φ m- વર્તમાન સર્કિટ સાથે જોડાયેલ ચુંબકીય પ્રવાહ,આર- એડી વર્તમાન સર્કિટનો પ્રતિકાર. આ પ્રતિકારની ગણતરી કરવી મુશ્કેલ છે. જો કે, તે તદ્દન સ્પષ્ટ છે કે તે જેટલું નાનું છે, તેટલું વધુ વાહકતાવાહક અને તેના પરિમાણો જેટલા મોટા .

તેથી, ફૌકોલ્ટ પ્રવાહોથી થતા નુકસાનની ગણતરી કરવા માટે, સામાન્ય રીતે અંદાજિત સૂત્રોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાં ચોક્કસ નુકસાન લોખંડના પ્રકાર, આયર્ન શીટ્સની જાડાઈ, પ્રેરિત ક્ષેત્રની આવર્તન અને આ ક્ષેત્રના મહત્તમ ઇન્ડક્શન પર આધાર રાખે છે.

જેમ આપણે જોઈ શકીએ છીએ, ફૌકોલ્ટ પ્રવાહોની પ્રકૃતિ ફક્ત વાહકની વાહકતા સાથે સંકળાયેલી છે અને તેમની રચના ફક્ત ધાતુઓની વાહકતાની હકીકત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જે ફેરો-, પેરા- અને ડાયમેગ્નેટિક સામગ્રી બંને માટે સમાન છે. આ પ્રવાહોની દિશા પ્રેરક પ્રવાહની વિરુદ્ધ છે ચલ ક્ષેત્ર, જો કે આ પદાર્થો બાહ્ય ક્ષેત્રોમાં મૂળભૂત રીતે અલગ રીતે વર્તે છે. જેમ જાણીતું છે, ડાયમેગ્નેટ બાહ્ય એકની વિરુદ્ધ નિર્દેશિત પોતાનું ક્ષેત્ર બનાવે છે, પેરા- અને ફેરોમેગ્નેટ બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં નિર્દેશિત ક્ષેત્રો બનાવે છે. ડાયમેગ્નેટમાં, ખાસ કરીને, નિષ્ક્રિય વાયુઓ, મોલેક્યુલર હાઇડ્રોજન અને નાઇટ્રોજન, જસત, તાંબુ, સોનું, બિસ્મથ, પેરાફિન, વગેરે, પેરામેગ્નેટિક સામગ્રીમાં એલ્યુમિનિયમનો સમાવેશ થાય છે; હવા ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રીમાં, ખાસ કરીને, આયર્ન, નિકલ અને કોબાલ્ટનો સમાવેશ થાય છે. પરંતુ આ તફાવતને ફોકોલ્ટના પ્રવાહોના સાર પર નોંધપાત્ર અસર હોવાનું માનવામાં આવતું નથી.

હાથ ધરવામાં આવેલા પ્રયોગો પણ આ તફાવતને જાહેર કરતા નથી. તેમાંના મોટાભાગના બિન-સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વાહક સંસ્થાઓના પતનને બ્રેક કરવા અથવા ધાતુના લોલકના ઓસિલેશનને ભીના કરવા માટે નીચે આવે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે પ્રયોગો માટે “કોપર અથવા એલ્યુમિનિયમ પ્લેટ્સ લેવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે, કારણ કે આ સામગ્રીઓ ઓછી હોય છે પ્રતિકારકતા. પરિણામે, તેમનામાં વર્તમાન શક્તિ વધુ હશે અને અસર પોતાને વધુ સ્પષ્ટ રીતે પ્રગટ કરશે" .

ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો સાથેના પ્રયોગોનો બીજો સમૂહ વાહક સંસ્થાઓ અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ (ખાસ કરીને, લાકડાને સૂકવવા) બંનેના ઇન્ડક્શન હીટિંગ સાથે સંકળાયેલ છે. સિદ્ધાંતમાં આ પ્રક્રિયામેક્સવેલના સમીકરણો અને પ્રેરક વિદ્યુત ક્ષેત્રની વમળ પ્રકૃતિના આધારે સમાન પાયો નાખ્યો છે. પ્રમાણભૂત આધારનો ઉપયોગ એ પણ નક્કી કરે છે કે મોડેલિંગ કયા પર આધારિત છે. અને તેમ છતાં તાપમાન સાથે ફેરોમેગ્નેટની ચુંબકીય અભેદ્યતામાં ફેરફારને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે, ચુંબકના પ્રકાર પર આધાર રાખીને ફૌકોલ્ટ પ્રવાહોમાં નોંધપાત્ર તફાવત નથી, જેમ કે ફેરોમેગ્નેટના કિસ્સામાં મર્યાદિત છે. એલ્યુમિનિયમના ઇન્ડક્શન હીટિંગને સમર્પિત કાર્યોમાં, અસાધારણ આધારને ઉત્તેજક ક્ષેત્રની વિરુદ્ધ દિશામાં ઉત્તેજક એડી પ્રવાહોની પ્રમાણભૂત રજૂઆત માટે પણ ઘટાડવામાં આવે છે, અને પ્રક્રિયાનું મોડેલિંગ તેના પર આધારિત છે.

તે જ સમયે, ઔદ્યોગિક રીતે ઉત્પાદિત ઘરગથ્થુ ઇન્ડક્શન સ્ટોવ માટે, મુખ્ય ઓપરેટિંગ શરત એ ઉપયોગમાં લેવાતા કુકવેરની ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રી છે. અન્ય કોઈપણ સામગ્રી સાથે, નોન-ફેરોમેગ્નેટિક સ્ટીલ પણ, ભઠ્ઠી કામ કરવાનો ઇનકાર કરે છે. આ સૂચવે છે ચોક્કસ ઘોંઘાટ, જે વિપુલતા હોવા છતાં વર્તમાન એડી વર્તમાન મોડલ દ્વારા ધ્યાનમાં લેવામાં આવતી નથી વૈજ્ઞાનિક વિકાસઅને પ્રક્રિયાનો જ તકનીકી ઉપયોગ.

એડી પ્રવાહોની લાક્ષણિકતાઓનો અભ્યાસ કરવા માટે, ફિગમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, પરસ્પર લંબરૂપ વિન્ડિંગ્સ સાથેનું એક વિશેષ હેડ વિકસાવવામાં આવ્યું હતું. 1.

ચોખા. 1. એડી કરંટનો અભ્યાસ કરવા માટે માથાનો ડાયાગ્રામ અને સામાન્ય દૃશ્ય (એ), તેમજ કોર ( આઈ 2) અને કવર 4 માં ( આઈ 3) પ્રમાણભૂત ખ્યાલના દૃષ્ટિકોણથી આ હેડ (b) પ્રાથમિક વિન્ડિંગમાં તાત્કાલિક પ્રવાહ સાથે આઈ 1; 1 – ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રીથી બનેલો કોર (ટ્રાન્સફોર્મર આયર્ન E330), 2 – વાયરના 110 વળાંકનું પ્રાથમિક સિંગલ-રો સોલિડ વિન્ડિંગ ø0.23, 3 – વાયરના 110 ટર્નનું સેકન્ડરી સિંગલ-રો સોલિડ વિન્ડિંગ ø0.23, 4 – કવર 15x15x6 મીમી માપન અભ્યાસ હેઠળની સામગ્રીથી બનેલી પ્લેટ

પરસ્પર લંબરૂપતાને સમાયોજિત કરવા માટે બંને માથાના વિન્ડિંગ્સ એક જંગમ ફ્લોરોપ્લાસ્ટિક ફ્રેમ પર ઘા હતા. અભ્યાસ હેઠળના પેડનું કદ વિન્ડિંગ્સથી મુક્ત જગ્યા કરતાં થોડું મોટું હોવાનું પસંદ કરવામાં આવ્યું હતું, તે હેતુ માટે જે વધુ સંશોધનથી સ્પષ્ટ થશે. આ પ્રવાહોની કાઉન્ટર-એડી પ્રકૃતિ વિશે આધુનિક વિચારોના દૃષ્ટિકોણથી કોર અને લાઇનિંગમાં ઉદ્ભવતા ઇન્ડક્શન પ્રવાહો ફિગમાં રજૂ કરવામાં આવ્યા છે. 1 બી. આ બાંધકામમાંથી નીચે મુજબ, જ્યારે અસમપ્રમાણ અસ્તર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ગૌણ વિન્ડિંગમાં આ પ્રવાહોની પરસ્પર લંબરૂપતાને કારણે ગૌણ વિન્ડિંગમાં પ્રવાહ મૂળભૂત રીતે ઉદ્ભવી શકતો નથી.

ઇલેક્ટ્રિકલ ડાયાગ્રામપ્રયોગ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. 2.

ચોખા. 2. પ્રયોગનું વિદ્યુત રેખાકૃતિ.

પ્રયોગ 20 kHz ની આવર્તન પર હાથ ધરવામાં આવ્યો હતો, ઇનપુટ સિગ્નલનું કંપનવિસ્તાર 2 V હતું, ઓસિલોસ્કોપ સિંક્રનાઇઝેશન બાહ્ય હતું અને માથાના પ્રાથમિક વિન્ડિંગને પૂરા પાડવામાં આવેલ સિગ્નલ અનુસાર હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું.

ચાર સામગ્રીનો ઉપયોગ લાઇનિંગ તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો, માથાના ખૂણામાં અસમપ્રમાણ રીતે સ્થાપિત થયેલ છે: તાંબુ - ડાયમેગ્નેટિક, એલ્યુમિનિયમ - પેરામેગ્નેટિક, ટ્રાન્સફોર્મર આયર્ન અને ફેરાઇટ - ફેરોમેગ્નેટિક. ઓવરલેનો પ્રકાર ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. 3.

ચોખા. 3. અભ્યાસમાં વપરાતા ઓવરલેનો પ્રકાર.

બધા ઓવરલે કેટલાક સ્તરોથી બનેલા હતા. કોપર પેડમાં 8 લેયર, એલ્યુમિનિયમ - 4 લેયર, આયર્ન - 20 લેયર અને ફેરાઈટ - 2 લેયર હતા. આ બધું સ્ટીલ્થ ગુંદર સાથે ગુંદરવાળું હતું. દરેક પેડ પર ગુંદર ધરાવતા સ્થિતિ સૂચકાંકો તેમના મધ્યમાં સેટ કરવામાં આવ્યા હતા. માથા પરનો ગ્રેજ્યુએશન સ્કેલ પણ પ્રાથમિક વિન્ડિંગની મધ્યમાં સેટ કરવામાં આવ્યો હતો, જે ઊભી રીતે સ્થિત છે. સામાન્ય દૃશ્યઇન્સ્ટોલેશન ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 4.

ચોખા. 4. ઇન્સ્ટોલેશનનું સામાન્ય દૃશ્ય: 1 – ઓસિલોસ્કોપ, 2 – માપવાનું હેડ, 3 – સિગ્નલ જનરેટર, 4 – શક્તિશાળી આઉટપુટ સ્ટેજ, 5 – આઉટપુટ સ્ટેજ માટે પાવર સપ્લાય

સૌ પ્રથમ, વિવિધ સામગ્રીઓથી બનેલા લાઇનિંગની અસમપ્રમાણતાવાળા એપ્લિકેશન સાથે ગૌણ વિન્ડિંગમાં ઇન્ડક્શનની હકીકતની તપાસ કરવામાં આવી હતી. પહેલેથી જ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, હેડના પ્રાથમિક વિન્ડિંગમાં ઇનપુટ વોલ્ટેજનો ઉપયોગ કરીને સિંક્રનાઇઝેશન હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. પ્રયોગના પરિણામો ફિગમાં રજૂ કરવામાં આવ્યા છે. 5.

એ) તાંબુ

b) એલ્યુમિનિયમ

c) આયર્ન

ડી) ફેરાઇટ

ચોખા. 5. ઓસિલોગ્રામ પ્રેરિત emfમાથાના ગૌણ વિન્ડિંગમાં (નીચલા ઓસિલોગ્રામ) માથા પરના અસ્તરની સામગ્રી અને સ્થાનના આધારે

ઓસિલોગ્રામ્સ પરથી જોઈ શકાય છે તેમ, તાંબા અને એલ્યુમિનિયમ માટે ઇન્ડક્શન ઇએમએફ એ પ્રેરિત પ્રવાહ (જમણા ફોટા) માટે એન્ટિફેઝ છે. આ સ્થિતિમાં ફેરાઇટ તબક્કાવાર વર્તન દર્શાવે છે. આયર્ન માટેના વિચલનો વધુ સ્પષ્ટ કરવામાં આવશે. વધુમાં, તે જોઈ શકાય છે કે પેડને જમણા ખૂણેથી ડાબી તરફ ખસેડવાથી emf ના તબક્કામાં 180° દ્વારા ફેરફાર થાય છે. તબક્કાઓમાં તફાવત સૂચવે છે કે એક તરફ ફેરોમેગ્નેટમાં પ્રેરિત emf ની ઘટનાની પ્રકૃતિ અને બીજી તરફ પેરા- અને ડાયમેગ્નેટ અલગ છે.

ઇન્ડક્શન ઇએમએફના માર્ગને જાહેર કરવા માટે, તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો કે તમામ પેડ્સ પ્લેટોથી બનેલા હતા. આ બીજા પ્રયોગમાં, પેડ્સને માપવાના માથાના સમાન ખૂણામાં, માથાના પ્લેન સાથે અને તેની આજુબાજુ મૂકવામાં આવ્યા હતા. પરિણામો ફિગમાં રજૂ કરવામાં આવ્યા છે. 6.

એ) તાંબુ

b) એલ્યુમિનિયમ

c) આયર્ન

ડી) ફેરાઇટ

ચોખા. 6. અભ્યાસ હેઠળની સામગ્રીમાંથી બનેલા પેડ્સમાં ઇન્ડક્શન કરંટની પ્રકૃતિ જ્યારે તેને માપવાના માથાની તુલનામાં ફેરવવામાં આવે છે

ઓસિલોગ્રામ્સમાંથી આપણે જોઈએ છીએ કે જ્યારે કોપર અને એલ્યુમિનિયમ પેડ્સ ફેરવવામાં આવે છે, ત્યારે સિગ્નલ નોંધપાત્ર રીતે ઓછું થાય છે. આ સૂચવે છે કે એડી વર્તમાન માટે નોંધપાત્ર પ્રતિકાર ઊભી થાય છે. ફેરાઇટમાં, સિગ્નલ લગભગ બદલાતું નથી, જે ઇન્ડક્શન પ્રવાહની ગેરહાજરી સૂચવે છે, કોપર અને એલ્યુમિનિયમની લાક્ષણિકતા, પરંતુ ત્યાં બીજા પ્રકારનો પ્રવાહ છે, જે ફેરોમેગ્નેટની લાક્ષણિકતા છે. આ પ્રવાહ ઉત્તેજક સાથે તબક્કામાં છે. લોખંડની પ્લેટમાં, જ્યારે છેડા તરફ વળવામાં આવે છે, ત્યારે માત્ર કંપનવિસ્તારમાં જ ફેરફાર થતો નથી, જ્યારે ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો ઘટે છે ત્યારે અંતે વધે છે, પરંતુ સિગ્નલનો તબક્કો પણ બદલાય છે. આ ત્યારે જ થાય છે જ્યારે સિગ્નલનો પરિણામી તબક્કો મૂળ ઘટકોના કંપનવિસ્તાર પર આધાર રાખે છે, જે ત્રિકોણમિતિની રીતે બતાવવામાં સરળ છે. ખરેખર, જો આપણે ધારીએ કે પરિણામી સિગ્નલના મૂળ ઘટકો લગભગ 180° દ્વારા સખત રીતે શિફ્ટ થાય છે અને વિવિધ કંપનવિસ્તાર ધરાવે છે, તો પછી

તે સ્પષ્ટ છે કે જ્યારે પેડ્સમાં વર્તમાન પ્રવાહની સ્થિતિમાં ફેરફારને કારણે કંપનવિસ્તાર બદલાય છે, ત્યારે પરિણામી સિગ્નલનું કંપનવિસ્તાર પણ બદલાશે. એΞ, અને પરિણામી તબક્કો φ Ξ. પ્રવાહોની વર્ણવેલ પ્રકૃતિ ફિગમાં બતાવેલ બાંધકામમાં રજૂ કરવામાં આવી છે. 7.

a) પેરા- અને ડાયમેગ્નેટમાં ઇન્ડક્શન કરંટ

b) ફેરાઇટમાં ઇન્ડક્શન કરંટ

c) લોખંડમાં ઇન્ડક્શન કરંટ

ચોખા. 7. ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્તેજના સર્કિટ હું ઇઅને અભિગમ હું સીપ્રવાહો

પેરા- અને ડાયમેગ્નેટના કિસ્સામાં, પેડની અંતિમ સ્થિતિ (જમણી બાજુએ) એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે એક પ્રવાહને બદલે હું ઇતે દરેક પ્લેટમાં પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે, જે પ્રેરિત વાહક સાથેના પેડના સંપર્કના સમગ્ર વિસ્તાર દ્વારા પ્રેરિત નથી, પરંતુ પ્લેટની જાડાઈ દ્વારા મર્યાદિત ભાગ દ્વારા જ પ્રેરિત થાય છે. આનો અર્થ એ છે કે આ પ્રેરક પ્રવાહ, જ્યારે પ્લેટને પ્લેનથી અંત સુધી ફેરવવામાં આવે છે, ત્યારે ગૌણ વિન્ડિંગમાં પણ નાનો પ્રવાહ પ્રેરિત કરશે.

ફેરાઇટના કિસ્સામાં પરિસ્થિતિ બદલાય છે. વર્તમાન હું સીફેરાઇટના પરમાણુ પ્રવાહો દ્વારા રચાય છે. ફેરાઈટમાં તેના ઉચ્ચ વિદ્યુત પ્રતિકારને કારણે વ્યવહારીક રીતે કોઈ ઈલેક્ટ્રોનિક પ્રવાહ નથી, અને પરમાણુ પ્રવાહો ફેરાઈટના અભિગમ પર થોડો આધાર રાખે છે, પરિણામે પરિભ્રમણ ગૌણ વિન્ડિંગમાં વર્તમાનના કંપનવિસ્તારમાં વ્યવહારીક રીતે ફેરફાર કરતું નથી.

બંને પ્રવાહો લોખંડમાં હાજર છે, અને તેથી વર્તમાનમાં ફેરફાર હું ઇમાં બતાવ્યા પ્રમાણે લીડ્સ સામાન્ય કેસઅમને, સિગ્નલના કંપનવિસ્તાર અને તબક્કા બંનેમાં ફેરફાર કરવા માટે, કારણ કે આ વર્તમાન પ્રવાહને વળતર આપે છે હું સી.

માર્ગ દ્વારા, આ પ્રવાહોની સ્પર્ધાત્મક ક્રિયા પણ પેરા- અને ડાયમેગ્નેટિઝમના ખોટા ભૌતિક અર્થઘટન તરફ દોરી જાય છે, જે પ્રેરક એક માટે ક્ષેત્ર કાઉન્ટર બનાવવા માટે ડાયમેગ્નેટિક સામગ્રીમાં અણુઓના ભ્રમણકક્ષાને ફેરવવાની કેટલીક વિશિષ્ટ પદ્ધતિઓ સૂચવે છે. ઉપરોક્ત પ્રયોગ દર્શાવે છે તેમ, ચુંબક વચ્ચેનો તફાવત ફક્ત પ્રેરિત પ્રવાહોના ગુણોત્તરમાં નીચે આવે છે. ડાયમેગ્નેટિક માં હું ઇકરતાં વધી જાય છે હું સી, જેના પરિણામે આગામી ક્ષેત્ર રચાય છે. પેરા- અને ફેરોમેગ્નેટ્સમાં, પ્રવાહોનો ગુણોત્તર ઉલટાવી દેવામાં આવે છે, તેથી બાહ્ય પ્રેરક ક્ષેત્રની દિશામાં એક ક્ષેત્ર રચાય છે. આ લક્ષણ પેરા- અને ડાયમેગ્નેટિક સામગ્રીની સંબંધિત ચુંબકીય અભેદ્યતાના ખોટા માપ તરફ પણ દોરી જાય છે. હકીકતમાં, જ્યારે આ પદાર્થોની અભેદ્યતા માપવામાં આવે છે, ત્યારે તે વર્તમાનની વળતર અસર સાથે માપવામાં આવે છે. હું ઇ. વાસ્તવિક ચુંબકીય અભેદ્યતાને માપવા માટે, μ = 1 સાથે ઇન્સ્યુલેટીંગ સંયોજન દ્વારા એકસાથે રાખવામાં આવેલા પદાર્થના બારીક વિખેરાયેલા તબક્કાને માપવા જરૂરી છે. આ લક્ષણ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમમાં ઘણા વિરોધાભાસનું કારણ પણ છે.

તમારે એ હકીકત પર પણ ધ્યાન આપવું જોઈએ કે ગૌણ વિન્ડિંગમાં ઇન્ડક્શન પ્રવાહમાં ઘટાડો એ પ્રેરક વાહક સાથે અસ્તર પ્લેટના સંપર્ક વિસ્તારમાં ઘટાડાને કારણે છે. ફરીથી, અમારા અગાઉના પ્રયોગોની જેમ, તે તારણ આપે છે કે પ્રેરક પ્રવાહો કેટલાક પૌરાણિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા ઉત્તેજિત નથી, પરંતુ ચોક્કસ ફેરફાર દ્વારા પરસ્પર સ્થિતિવાહક અથવા પ્રેરિત વાહક અને માટે વર્તમાન બદલીને ઇલેક્ટ્રોન પ્રવાહ હું ઇપેડ સામગ્રી સાથે કંડક્ટરના સંપર્કના ક્ષેત્રના પ્રમાણસર. વાસ્તવમાં, પેડમાં બિન-એડી પ્રવાહો રચાય છે. પ્રવાહ ફક્ત સંપર્ક વિસ્તારમાં જ ઉદ્ભવે છે, અને પછી તે નબળા પ્રેરિત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના ક્ષેત્રમાં પેડના શરીર દ્વારા બંધ થાય છે. પરિણામે, વિદ્યુત વર્તમાન સર્કિટ ફિગમાં બતાવ્યા પ્રમાણે રજૂ કરી શકાય છે. 8.

ચોખા. 8. પેરા- અને ડાયમેગ્નેટિક સામગ્રીમાં ફૌકોલ્ટ પ્રવાહોની સમકક્ષ રેખાકૃતિ

આ યોજના અનુસાર, પેરા- અને ડાયમેગ્નેટિક સામગ્રીમાં પ્રેરિત ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર વમળ નથી. તે અન્ય તમામ અભિવ્યક્તિઓની જેમ સંભવિત રહે છે, પરંતુ વર્તમાન પોતે, સામગ્રીમાં ઉત્તેજિત, વાહકના શરીર દ્વારા બંધ થાય છે, પરિપત્રનો ભ્રમ બનાવે છે.

ઉપરોક્ત નીચેના બે પ્રયોગો દ્વારા પુષ્ટિ મળે છે. તેમાંના પ્રથમમાં, ઇલેક્ટ્રોન પ્રવાહની વિરુદ્ધ દિશા સ્થાપિત થાય છે હું ઇઅને અભિગમ પરમાણુ પ્રવાહ હું સી. જેમ કે આપણે ઉપરોક્ત પ્રયોગોમાંના પ્રથમમાં જોઈ શકીએ છીએ, જ્યારે પેડને માપવાના માથાના એક ખૂણામાંથી બીજા ખૂણામાં ખસેડવામાં આવે છે, ત્યારે ગૌણ વિન્ડિંગમાં emfનો તબક્કો હંમેશા 180° (અથવા તેની નજીક) દ્વારા બદલાય છે. જો આપણે માથાના બંને ખૂણા પર અલગ-અલગ સામગ્રી સ્થાપિત કરીએ તો શું થાય? ફિગ માં. 9 આ કામગીરીના પરિણામો દર્શાવે છે. ડાબી બાજુના ચિત્રો એક પેડ ઇન્સ્ટોલ કરતી વખતે સેકન્ડરી વિન્ડિંગમાં emf દર્શાવે છે. જમણી બાજુના ચિત્રોમાં - ચિત્રોના કૅપ્શનમાં દર્શાવેલ બંને ઓવરલે.

a) કોપર અને એલ્યુમિનિયમ

b) આયર્ન (સપાટ) અને ફેરાઇટ

c) આયર્ન (અંત) અને ફેરાઇટ

ડી) ફેરાઇટ અને કોપર

e) ફેરાઇટ અને એલ્યુમિનિયમ

એડી કરંટ (ફુકોલ્ટ કરંટ)

ઇન્ડક્શન કરંટ માત્ર માં જ નહીં રેખીય વાહક, પણ વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવેલા વિશાળ ઘન વાહકમાં પણ. આ પ્રવાહો કંડક્ટરની જાડાઈમાં બંધ થઈ જાય છે અને તેથી તેને કહેવામાં આવે છે - વમળતેમને પણ કહેવામાં આવે છે ફૌકોલ્ટના પ્રવાહો- પ્રથમ સંશોધક પછી નામ આપવામાં આવ્યું.

ફોકોલ્ટ પ્રવાહો, જેમ કે રેખીય વાહકમાં પ્રેરિત પ્રવાહો, લેન્ઝના નિયમનું પાલન કરે છે: તેમના ચુંબકીય ક્ષેત્રને નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે જેથી એડી પ્રવાહોને પ્રેરિત કરતા ચુંબકીય પ્રવાહમાં ફેરફારનો સામનો કરી શકાય. ઉદાહરણ તરીકે, જો અનસ્વિચ્ડ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના ધ્રુવો વચ્ચે એક વિશાળ કોપર લોલક લગભગ બનાવે છે અનડેમ્પ્ડ ઓસિલેશન્સ, પછી જ્યારે વર્તમાન ચાલુ થાય છે, ત્યારે તે મજબૂત બ્રેકિંગ અનુભવે છે અને ખૂબ જ ઝડપથી બંધ થઈ જાય છે. આ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે પરિણામી ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો એવી દિશા ધરાવે છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્રથી તેમના પર કાર્ય કરતી દળો લોલકની હિલચાલને અટકાવે છે. આ હકીકતનો ઉપયોગ વિવિધ ઉપકરણોના ફરતા ભાગોને શાંત કરવા (ભીના) કરવા માટે થાય છે. જો વર્ણવેલ લોલકમાં રેડિયલ કટ બનાવવામાં આવે છે, તો પછી એડી પ્રવાહો નબળા પડે છે અને બ્રેકિંગ લગભગ ગેરહાજર છે.

એડી કરંટ, બ્રેકિંગ (સામાન્ય રીતે અનિચ્છનીય અસર) ઉપરાંત, કંડક્ટરને ગરમ કરે છે. તેથી, ગરમીના નુકસાનને ઘટાડવા માટે, જનરેટરના આર્મેચર્સ અને ટ્રાન્સફોર્મર્સના કોરો ઘન બનાવવામાં આવતાં નથી, પરંતુ ઇન્સ્યુલેટરના સ્તરો દ્વારા એક બીજાથી અલગ પડેલી પાતળી પ્લેટોથી બનેલા હોય છે, અને તે સ્થાપિત થાય છે જેથી એડી પ્રવાહો સમગ્ર પ્લેટોમાં દિશામાન થાય. . ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો દ્વારા ઉત્પન્ન થતી જૌલ ગરમીનો ઉપયોગ ઇન્ડક્શન મેટલર્જિકલ ભઠ્ઠીઓમાં થાય છે. ઇન્ડક્શન ફર્નેસ એ કોઇલની અંદર મૂકવામાં આવેલ ક્રુસિબલ છે જેના દ્વારા ઉચ્ચ આવર્તન પ્રવાહ પસાર થાય છે. ધાતુમાં તીવ્ર એડી પ્રવાહો ઉદ્ભવે છે, જે તેને ગલન થવાના બિંદુ સુધી ગરમ કરી શકે છે.

આ પદ્ધતિ ધાતુઓને શૂન્યાવકાશમાં ઓગળવાની પરવાનગી આપે છે, જેના પરિણામે અતિ-શુદ્ધ સામગ્રી બને છે.

વૈકલ્પિક પ્રવાહ વહન કરતા વાયરોમાં પણ એડી કરંટ થાય છે. આ પ્રવાહોની દિશા જમીનના નિયમનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરી શકાય છે. ફિગ માં. 182, એવાહકમાં પ્રાથમિક પ્રવાહ વધે છે અને ફિગમાં એડી પ્રવાહોની દિશા બતાવે છે. 182, બી - જ્યારે તે ઘટે છે. બંને કિસ્સાઓમાં, એડી પ્રવાહોની દિશા એવી હોય છે કે તેઓ કંડક્ટરની અંદરના પ્રાથમિક પ્રવાહમાં થતા ફેરફારનો પ્રતિકાર કરે છે અને સપાટીની નજીક તેના ફેરફારને પ્રોત્સાહન આપે છે. આમ, એડી કરંટની ઘટનાને લીધે, ઝડપી-વૈકલ્પિક પ્રવાહ વાયરના ક્રોસ-સેક્શન પર અસમાન રીતે વિતરિત થાય છે - તે, જેમ કે, કંડક્ટરની સપાટી પર દબાણ કરવામાં આવે છે. આ ઘટના કહેવામાં આવી હતી ત્વચા અસર(અંગ્રેજી ત્વચામાંથી - ત્વચા) અથવા સપાટીની અસર. ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રવાહો વ્યવહારીક રીતે પાતળા સપાટીના સ્તરમાં વહેતા હોવાથી, તેમના માટેના વાયરને હોલો બનાવવામાં આવે છે.

જો નક્કર વાહક ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રવાહો સાથે ગરમ થાય છે, તો પછી ત્વચાની અસરના પરિણામે, ફક્ત તેમની સપાટીનું સ્તર ગરમ થાય છે. ધાતુઓની સપાટી સખ્તાઇની પદ્ધતિ આના પર આધારિત છે. ફીલ્ડ ફ્રિક્વન્સીને બદલીને, તે કોઈપણ જરૂરી ઊંડાઈએ સખત બનાવવાની મંજૂરી આપે છે.

§ 126. લૂપ ઇન્ડક્ટન્સ. સ્વ-ઇન્ડક્શન

વિદ્યુત પ્રવાહ, બંધ લૂપમાં વહેતા, પોતાની આસપાસ એક ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે, જેનું ઇન્ડક્શન, બાયોટ-સાવર્ટ-લેપ્લેસના કાયદા અનુસાર, વર્તમાનના પ્રમાણસર છે. તેથી સર્કિટ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય પ્રવાહ F એ સર્કિટમાં વર્તમાન I ના પ્રમાણસર છે:

જ્યાં પ્રમાણસરતા ગુણાંક L કહેવાય છે સર્કિટ ઇન્ડક્ટન્સ.

જ્યારે સર્કિટમાં વર્તમાન બદલાશે, ત્યારે તેની સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય પ્રવાહ પણ બદલાશે; તેથી, એક emf સર્કિટમાં પ્રેરિત થશે. e.m.f નો ઉદભવ. વાહક સર્કિટમાં ઇન્ડક્શન જ્યારે તેમાં વર્તમાન તાકાત બદલાય છે ત્યારે તેને સ્વ-ઇન્ડક્શન કહેવામાં આવે છે.

અભિવ્યક્તિ (126.1) થી ઇન્ડક્ટન્સ હેનરી (H) નું એકમ નક્કી થાય છે: 1 H એ આવા સર્કિટનું ઇન્ડક્ટન્સ છે, જેમાં ચુંબકીય સ્વ-ઇન્ડક્શન ફ્લક્સ 1 A ના પ્રવાહ પર 1 Wb બરાબર છે:

1 Hn=1 Vb/A=1 Vs/A.

તે બતાવી શકાય છે કે સામાન્ય રીતે સર્કિટનું ઇન્ડક્ટન્સ ફક્ત તેના પર આધાર રાખે છે ભૌમિતિક આકારસમોચ્ચ, તેના પરિમાણો અને પર્યાવરણની ચુંબકીય અભેદ્યતા જેમાં તે સ્થિત છે. આ અર્થમાં, સર્કિટનું ઇન્ડક્ટન્સ એકાંત વાહકની વિદ્યુત ક્ષમતા સાથે સમાન છે, જે ફક્ત વાહકના આકાર પર આધારિત છે. , તેનું કદ અને ડાઇલેક્ટ્રિક સતતપર્યાવરણ

સ્વ-ઇન્ડક્શન (જુઓ (123.2)) ની ઘટના પર ફેરાડેના કાયદાને લાગુ કરીને, અમે પ્રાપ્ત કરીએ છીએ કે ઇ. ડી.એસ. સ્વ-ઇન્ડક્શન

જો સર્કિટ વિકૃત નથી અને માધ્યમની ચુંબકીય અભેદ્યતા બદલાતી નથી, તો L=const અને

. (126.3)

જ્યાં લેન્ઝના નિયમને કારણે માઈનસ ચિહ્ન દર્શાવે છે કે સર્કિટમાં ઇન્ડક્ટન્સની હાજરી તરફ દોરી જાય છે પરિવર્તન ધીમુંતેમાં વર્તમાન.

જો વર્તમાન સમય સાથે વધે છે, તો પછી > 0 અને < 0,ટી. એટલે કે સ્વ-ઇન્ડક્શન કરંટ તેના કારણે થતા પ્રવાહ તરફ નિર્દેશિત થાય છે બાહ્ય સ્ત્રોત, અને તેની વૃદ્ધિ ધીમી કરે છે. જો વર્તમાન સમય સાથે ઘટે છે, તો પછી<0અને > 0, એટલે કે ઇન્ડક્શન કરંટ સર્કિટમાં ઘટતા પ્રવાહની સમાન દિશા ધરાવે છે, અને તેના ઘટાડાને ધીમું કરે છે. આમ, ચોક્કસ ઇન્ડક્ટન્સ ધરાવતી સર્કિટ, વિદ્યુત જડતા પ્રાપ્ત કરે છે, જેમાં એ હકીકતનો સમાવેશ થાય છે કે વર્તમાનમાં કોઈપણ ફેરફારને વધુ મજબૂત રીતે અટકાવવામાં આવે છે, સર્કિટનું ઇન્ડક્ટન્સ વધારે છે.

§ 127. સર્કિટ ખોલતી વખતે અને બંધ કરતી વખતે કરંટ

વાહક સર્કિટમાં વર્તમાન તાકાતમાં કોઈપણ ફેરફાર સાથે, e થાય છે. ડી.એસ. સ્વ-ઇન્ડક્શન, જેના પરિણામે સર્કિટમાં વધારાના પ્રવાહો દેખાય છે, જેને કહેવાય છે સ્વ-ઇન્ડક્શનના વધારાના પ્રવાહો. લેન્ઝના નિયમ મુજબ, સેલ્ફ-ઇન્ડક્શનના એક્સ્ટ્રાક્યુરન્ટ્સ હંમેશા નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે જેથી સર્કિટમાં વર્તમાનમાં થતા ફેરફારોને અટકાવી શકાય, એટલે કે, તેઓ સ્ત્રોત દ્વારા બનાવેલ વર્તમાનની વિરુદ્ધ નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે. જ્યારે વર્તમાન સ્ત્રોત બંધ કરવામાં આવે છે, ત્યારે વધારાના પ્રવાહોની દિશા નબળા પડતા પ્રવાહની સમાન હોય છે. પરિણામે, સર્કિટમાં ઇન્ડક્ટન્સની હાજરી સર્કિટમાં વિદ્યુતપ્રવાહની અદૃશ્યતા અથવા સ્થાપનાને ધીમું કરે છે.

ચાલો ઇએમએફ સાથે વર્તમાન સ્ત્રોત ધરાવતા સર્કિટમાં વર્તમાનને બંધ કરવાની પ્રક્રિયાને ધ્યાનમાં લઈએ. , પ્રતિકાર રેઝિસ્ટર આરઅને ઇન્ડક્ટર એલ . બાહ્ય ઇના પ્રભાવ હેઠળ. ડી . સાથે. સર્કિટમાં સીધો પ્રવાહ વહે છે

સમયે t=0 આપણે વર્તમાન સ્ત્રોતને બંધ કરીએ છીએ. ઇન્ડક્ટર L માં વર્તમાન ઘટવાનું શરૂ થશે, જે ઇએમએફના દેખાવ તરફ દોરી જશે. સ્વ-ઇન્ડક્શન, જે લેન્ઝના નિયમ મુજબ, વર્તમાનમાં ઘટાડો અટકાવે છે. સમયની દરેક ક્ષણે, સર્કિટમાં વર્તમાન ઓહ્મના કાયદા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, અથવા

અભિવ્યક્તિ (127.1) માં ચલોને વિભાજીત કરવાથી, આપણને મળે છે . આ સમીકરણને I (I o થી I) અને t (0 થી t) પર એકીકૃત કરવાથી, આપણે શોધીએ છીએ

જ્યાં t=L/R એ સ્થિર કહેવાય છે આરામનો સમય. (127.2) માંથી તે અનુસરે છે કે t એ સમય છે જે દરમિયાન કરંટ e વખત ઘટે છે.

આમ, વર્તમાન સ્ત્રોતને બંધ કરવાની પ્રક્રિયામાં, વર્તમાન તાકાત અનુસાર ઘટાડો થાય છે ઘાતાંકીય કાયદો(127.2) અને વળાંક દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે 1 ફિગ માં. સર્કિટનું ઇન્ડક્ટન્સ જેટલું વધારે છે અને તેનો પ્રતિકાર ઓછો છે, તેટલો મોટો t અને તેથી, જ્યારે તે ખુલે છે ત્યારે સર્કિટમાં ધીમો પ્રવાહ ઘટે છે.

જ્યારે સર્કિટ બંધ હોય, બાહ્ય ઇ ઉપરાંત. ડી.એસ . ઉદભવે છે. ડી.એસ. સ્વ-ઇન્ડક્શન

લેન્ઝના નિયમ મુજબ, વર્તમાનમાં વધારો અટકાવવો. ઓહ્મના નિયમ મુજબ,

નવું ચલ રજૂ કરીને , ચાલો આ સમીકરણને ફોર્મમાં રૂપાંતરિત કરીએ

જ્યાં તે આરામનો સમય છે.

બંધ થવાની ક્ષણે (t=0) વર્તમાન તાકાત I=0 અને u= - . તેથી, યુ (માંથી - IR માટે - ) અને ટી (0 થી ટી ), અમે શોધીએ છીએ

,

, (127.3)

જ્યાં - સ્થિર વર્તમાન (t®¥ પર).

આમ, વર્તમાન સ્ત્રોત પર સ્વિચ કરવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન, સર્કિટમાં વર્તમાન તાકાતમાં વધારો કાર્ય (127.3) દ્વારા આપવામાં આવે છે અને ફિગમાં વળાંક 2 દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. થી વર્તમાન તાકાત વધે છે પ્રારંભિક મૂલ્ય I=0 અને એસિમ્પટોટિકલી સ્થિર-સ્થિતિ મૂલ્ય તરફ વલણ ધરાવે છે. વર્તમાન વધારાનો દર વર્તમાન ઘટાડા જેટલો જ આરામ સમય t= L/R દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. વિદ્યુતપ્રવાહની સ્થાપના જેટલી ઝડપથી થાય છે, સર્કિટનું ઇન્ડક્ટન્સ ઓછું અને તેનો પ્રતિકાર વધારે છે.

ચાલો emf ની કિંમતનો અંદાજ કાઢીએ. R o થી R સુધીના DC સર્કિટના પ્રતિકારમાં ત્વરિત વધારા સાથે ઉદ્ભવતા સ્વ-ઇન્ડક્શન. ચાલો ધારીએ કે જ્યારે તેમાં સ્થિર પ્રવાહ I o વહે છે ત્યારે આપણે સર્કિટ ખોલીએ છીએ. = . જ્યારે સર્કિટ ખોલવામાં આવે છે, ત્યારે ફોર્મ્યુલા (127.2) અનુસાર વર્તમાન બદલાય છે. તેમાં i o અને t માટે અભિવ્યક્તિને બદલીને, આપણને મળે છે

ઇ.એમ.એફ. સ્વ-ઇન્ડક્શન

એટલે કે, ઉચ્ચ ઇન્ડક્ટન્સ સાથે સર્કિટ (R/R o >>1) ના પ્રતિકારમાં નોંધપાત્ર વધારા સાથે, emf. સેલ્ફ-ઇન્ડક્શન ઇએમએફ કરતા અનેક ગણું વધારે હોઈ શકે છે. વર્તમાન સ્રોત સર્કિટમાં શામેલ છે. આમ, તે ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી છે કે ઇન્ડક્ટન્સ ધરાવતું સર્કિટ અચાનક ખોલી શકાતું નથી, કારણ કે આ (નોંધપાત્ર સ્વ-ઇન્ડક્શન ઇએમએફની ઘટના) ઇન્સ્યુલેશન ભંગાણ અને માપન સાધનોની નિષ્ફળતા તરફ દોરી શકે છે. જો પ્રતિકાર ધીમે ધીમે સર્કિટમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, તો ઇએમએફ. સ્વ-ઇન્ડક્શન મોટા મૂલ્યો સુધી પહોંચશે નહીં.

§ 128. મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્શન

ચાલો બે નિશ્ચિત રૂપરેખાઓ (1 અને 2) ને ધ્યાનમાં લઈએ, જે એકબીજાની તદ્દન નજીક સ્થિત છે (ફિગ. 184). જો સર્કિટમાં 1 વર્તમાન પ્રવાહ I 1 , પછી આ પ્રવાહ દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય પ્રવાહ (આ પ્રવાહનું નિર્માણ ક્ષેત્ર આકૃતિમાં નક્કર રેખાઓ તરીકે દર્શાવેલ છે) I 1 ના પ્રમાણસર છે. . ચાલો આપણે Ф 21 દ્વારા સર્કિટ 2 માં પ્રવેશતા પ્રવાહનો તે ભાગ દર્શાવીએ. પછી

જ્યાં એલ 21 - પ્રમાણસરતા પરિબળ.

જો વર્તમાન I 1 બદલાય છે, તો એક emf સર્કિટ 2 માં પ્રેરિત થાય છે. , જે, ફેરાડેના કાયદા અનુસાર (જુઓ (123.2)), પ્રથમ સર્કિટમાં વર્તમાન દ્વારા બનાવેલ અને બીજામાં પ્રવેશતા ચુંબકીય પ્રવાહ Ф 21 ના ​​ફેરફારના દરના સંકેતમાં સમાન અને વિરુદ્ધ છે:

.

તેવી જ રીતે, જ્યારે વર્તમાન I 2 સર્કિટ 2 માં વહે છે, ત્યારે ચુંબકીય પ્રવાહ (તેનું ક્ષેત્ર ફિગ 184 માં ડેશ્ડ રેખાઓ દ્વારા બતાવવામાં આવ્યું છે) પ્રથમ સર્કિટમાં પ્રવેશ કરે છે. જો Ф 12 આ ફ્લો પેનિટ્રેટિંગ સર્કિટ 1 નો ભાગ છે, તો પછી

જો વર્તમાન I 2 બદલાય છે, તો પછી સર્કિટમાં 1 e.m.f દ્વારા પ્રેરિત . , જે ચુંબકીય પ્રવાહ Ф 12 ના ફેરફારના દરના ચિહ્નમાં સમાન અને વિરુદ્ધ છે જે વર્તમાન દ્વારા બીજા સર્કિટમાં બનાવેલ છે અને પ્રથમમાં પ્રવેશ કરે છે:

.

emf ઘટનાની ઘટના એક સર્કિટમાં જ્યારે વર્તમાન તાકાત બીજામાં બદલાય છે ત્યારે તેને કહેવામાં આવે છે પરસ્પર ઇન્ડક્શન. પ્રમાણસરતા ગુણાંક L 21 અને L 12 કહેવામાં આવે છે સર્કિટ્સનું પરસ્પર ઇન્ડક્ટન્સ. ગણતરીઓ, અનુભવ દ્વારા પુષ્ટિ, દર્શાવે છે કે L 21 અને L 12 એકબીજાની સમાન છે, એટલે કે.

. (128.2)

ગુણાંક L 12 અને L 21 ભૌમિતિક આકાર, પરિમાણો પર આધાર રાખે છે. સંબંધિત સ્થિતિરૂપરેખા અને રૂપરેખાની આસપાસના પર્યાવરણની ચુંબકીય અભેદ્યતામાંથી. મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્ટન્સના એકમો ઇન્ડક્ટન્સ જેવા જ છે , - હેનરી(જીએન).

ચાલો સામાન્ય ટોરોઇડલ કોર પર બે કોઇલના ઘાના પરસ્પર ઇન્ડક્ટન્સની ગણતરી કરીએ. આ કેસ મહાન છે વ્યવહારુ મહત્વ(ફિગ. 185). વળાંકની સંખ્યા સાથે પ્રથમ કોઇલ દ્વારા બનાવવામાં આવેલ ક્ષેત્રનું ચુંબકીય ઇન્ડક્શન એન 1,વર્તમાન I 1 અને કોરની ચુંબકીય અભેદ્યતા m, અનુસાર (119.2),

જ્યાં એલ - મુખ્ય લંબાઈ મધ્ય રેખા. બીજા કોઇલના એક વળાંક દ્વારા ચુંબકીય પ્રવાહ .

પછી N 2 વળાંક ધરાવતા ગૌણ વિન્ડિંગ દ્વારા કુલ ચુંબકીય પ્રવાહ (પ્રવાહ જોડાણ)

પ્રવાહ y વર્તમાન I 1 દ્વારા બનાવવામાં આવે છે તેથી, (128.1) અનુસાર, આપણે મેળવીએ છીએ

(128.3)

જો આપણે કોઇલ 2 દ્વારા કોઇલ 1 દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય પ્રવાહની ગણતરી કરીએ, તો પછી L 12 માટે આપણે સૂત્ર (128.3) અનુસાર અભિવ્યક્તિ મેળવીએ છીએ. આમ, સામાન્ય ટોરોઇડલ કોર પર બે કોઇલનું પરસ્પર ઇન્ડક્ટન્સ ઘા ,

.

ટ્રાન્સફોર્મર્સ

વૈકલ્પિક વર્તમાન વોલ્ટેજને વધારવા અથવા ઘટાડવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ટ્રાન્સફોર્મર્સના સંચાલન સિદ્ધાંત પરસ્પર ઇન્ડક્શનની ઘટના પર આધારિત છે. ટ્રાન્સફોર્મર્સ સૌપ્રથમ રશિયન વિદ્યુત ઇજનેર પી.એન. યાબ્લોચકોવ (1847-1894) અને રશિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી I. એફ. યુસાગિન (1855-1919) દ્વારા ડિઝાઇન અને વ્યવહારમાં મૂકવામાં આવ્યા હતા. યોજનાકીય રેખાકૃતિટ્રાન્સફોર્મર આકૃતિ 186 માં બતાવેલ છે. પ્રાથમિક અને ગૌણ કોઇલ (વિન્ડિંગ્સ), અનુક્રમે N 1 અને N 2 વળાંક ધરાવતા, બંધ આયર્ન કોર પર માઉન્ટ થયેલ છે. પ્રાથમિક વિન્ડિંગના છેડા ઇએમએફ સાથે વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ સ્ત્રોત સાથે જોડાયેલા હોવાથી. , પછી તેમાં વૈકલ્પિક પ્રવાહ I 1 ઉદ્ભવે છે, જે ટ્રાન્સફોર્મર કોરમાં વૈકલ્પિક ચુંબકીય પ્રવાહ F બનાવે છે, જે લગભગ સંપૂર્ણપણે આયર્ન કોરમાં સ્થાનીકૃત છે અને તેથી, ગૌણ વિન્ડિંગના વળાંકમાં લગભગ સંપૂર્ણપણે પ્રવેશ કરે છે. આ પ્રવાહમાં ફેરફાર ગૌણ વિન્ડિંગમાં ઇએમએફના દેખાવનું કારણ બને છે. મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્શન, અને પ્રાથમિકમાં - emf. સ્વ-ઇન્ડક્શન. પ્રાથમિક વિન્ડિંગનો વર્તમાન I 1 ઓહ્મના નિયમ અનુસાર નક્કી કરવામાં આવે છે:

,

જ્યાં R 1 એ પ્રાથમિક વિન્ડિંગનો પ્રતિકાર છે. વોલ્ટેજ ડ્રોપ I 1 R 1 પ્રતિકાર R 1 માં ઝડપથી બદલાતા ક્ષેત્રોમાં દરેક બે emfs ની સરખામણીમાં નાનો છે, તેથી

ઇ.એમ.એફ. ગૌણ વિન્ડિંગમાં ઉદ્ભવતા પરસ્પર ઇન્ડક્શન ,

. (129.2)

સમીકરણો (129.1) અને (129.2) ની સરખામણી કરતા, આપણે શોધીએ છીએ કે ગૌણ વિન્ડિંગમાં ઉદ્ભવતા emf, જ્યાં બાદબાકીનું ચિહ્ન સૂચવે છે કે emf. પ્રાથમિક અને ગૌણ વિન્ડિંગ્સ તબક્કામાં વિરુદ્ધ છે.

વળાંકોની સંખ્યાનો ગુણોત્તર N 2 /N 1 દર્શાવે છે કે emf કેટલી વખત છે. ટ્રાન્સફોર્મરના ગૌણ વિન્ડિંગમાં પ્રાથમિક વિન્ડિંગ કરતાં વધુ (અથવા ઓછું) હોય છે, જેને ટ્રાન્સફોર્મેશન રેશિયો કહેવાય છે.

ઊર્જાના નુકસાનની અવગણના કરવી, જે આધુનિક ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં 2% કરતા વધુ નથી અને તે મુખ્યત્વે વિન્ડિંગ્સમાં જૌલ ગરમીના પ્રકાશન અને એડી પ્રવાહોના દેખાવ સાથે સંકળાયેલ છે, અને ઊર્જાના સંરક્ષણના કાયદાને લાગુ કરીને, આપણે લખી શકીએ છીએ કે વર્તમાન શક્તિઓ ટ્રાન્સફોર્મરના બંને વિન્ડિંગ્સ લગભગ સમાન છે :

જ્યાંથી, સંબંધને ધ્યાનમાં લેતા (129.3), આપણે શોધીએ છીએ.

એટલે કે, વિન્ડિંગ્સમાં પ્રવાહો આ વિન્ડિંગ્સમાં વળાંકની સંખ્યાના વિપરિત પ્રમાણસર છે.

જો N 2 /N 1 > 1, પછી અમે સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર સાથે કામ કરી રહ્યા છીએ જે વેરીએબલ emf ને વધારે છે. અને વર્તમાન ઘટાડવું (ઉદાહરણ તરીકે, વીજળી ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે વપરાય છે લાંબા અંતર, ત્યારથી આ કિસ્સામાંજૌલ ગરમીનું નુકસાન, વર્તમાનના ચોરસના પ્રમાણમાં, ઘટાડો થાય છે); જો N 2 /N 1 < 1, પછી અમે સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર સાથે કામ કરી રહ્યા છીએ જે emf ઘટાડે છે. અને વધતો પ્રવાહ (ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રિક વેલ્ડીંગમાં વપરાય છે, કારણ કે તેને ઓછા વોલ્ટેજ પર ઉચ્ચ પ્રવાહની જરૂર છે).

અમે ફક્ત બે વિન્ડિંગ્સવાળા ટ્રાન્સફોર્મર્સને ધ્યાનમાં લીધા. જો કે, રેડિયો ઉપકરણોમાં વપરાતા ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં વિવિધ ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ સાથે 4-5 વિન્ડિંગ્સ હોય છે. એક વિન્ડિંગ ધરાવતા ટ્રાન્સફોર્મરને ઓટોટ્રાન્સફોર્મર કહેવામાં આવે છે. સ્ટેપ-અપ ઓટોટ્રાન્સફોર્મરના કિસ્સામાં, ઇએમએફ. વિન્ડિંગના ભાગ અને ગૌણ ઇએમએફને પૂરા પાડવામાં આવે છે. સમગ્ર વિન્ડિંગમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે. સ્ટેપ-ડાઉન ઓટોટ્રાન્સફોર્મરમાં, મુખ્ય વોલ્ટેજ સમગ્ર વિન્ડિંગ અને ગૌણ ઇએમએફને પૂરા પાડવામાં આવે છે. વિન્ડિંગના ભાગમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે.

નક્કર વિશાળ વાહકમાં ઇન્ડક્શન પ્રવાહો પણ ઉત્તેજિત થઈ શકે છે. આ કિસ્સામાં, તેમને ફોકોલ્ટ કરંટ અથવા એડી કરંટ કહેવામાં આવે છે. વિશાળ વાહકનો વિદ્યુત પ્રતિકાર ઓછો હોય છે, તેથી ફોકોલ્ટ પ્રવાહો ખૂબ ઊંચી શક્તિ સુધી પહોંચી શકે છે.

લેન્ઝના નિયમ અનુસાર, ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો કંડક્ટરની અંદર આવા માર્ગો અને દિશાઓ પસંદ કરે છે જેથી તેમની ક્રિયા શક્ય તેટલી મજબૂત રીતે કારણભૂત બનેલા કારણનો પ્રતિકાર કરી શકે. તેથી, મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં આગળ વધતા સારા વાહક ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ફોકોલ્ટ પ્રવાહોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે મજબૂત અવરોધ અનુભવે છે. આનો ઉપયોગ ગેલ્વેનોમીટર, સિસ્મોગ્રાફ્સ અને અન્ય સાધનોના ફરતા ભાગોને ભીના (શાંત) કરવા માટે થાય છે. સેક્ટરના સ્વરૂપમાં વાહક (ઉદાહરણ તરીકે, એલ્યુમિનિયમ) પ્લેટ ઉપકરણના ફરતા ભાગ પર નિશ્ચિત છે (ફિગ. 63.1), જે મજબૂત કાયમી ચુંબકના ધ્રુવો વચ્ચેના અંતરમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. જ્યારે પ્લેટ ખસે છે, ત્યારે તેમાં ફોકોલ્ટ કરંટ ઉત્પન્ન થાય છે, જે સિસ્ટમને અવરોધે છે. આવા ઉપકરણનો ફાયદો એ છે કે બ્રેકિંગ ત્યારે જ થાય છે જ્યારે પ્લેટ ખસે છે અને જ્યારે પ્લેટ સ્થિર હોય ત્યારે અદૃશ્ય થઈ જાય છે.

તેથી, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ડેમ્પર સંતુલન સ્થિતિમાં સિસ્ટમના ચોક્કસ આગમનમાં બિલકુલ દખલ કરતું નથી.

ફૌકોલ્ટ પ્રવાહોની થર્મલ અસરનો ઉપયોગ ઇન્ડક્શન ફર્નેસમાં થાય છે. આવી ભઠ્ઠી એ ઉચ્ચ શક્તિના ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રવાહ દ્વારા સંચાલિત કોઇલ છે. જો તમે કોઇલની અંદર વાહક શરીર મૂકો છો, તો તેમાં તીવ્ર એડી પ્રવાહો ઉદ્ભવશે, જે શરીરને પીગળવાના બિંદુ સુધી ગરમ કરી શકે છે. આ રીતે, ધાતુઓ શૂન્યાવકાશમાં ઓગળવામાં આવે છે, જે અપવાદરૂપે ઉચ્ચ શુદ્ધતાની સામગ્રી મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે.

ફૌકોલ્ટ પ્રવાહોની મદદથી, શૂન્યાવકાશ સ્થાપનોના આંતરિક ધાતુના ભાગોને તેમના ડિગાસિંગ માટે પણ ગરમ કરવામાં આવે છે.

ઘણા કિસ્સાઓમાં, ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો અનિચ્છનીય હોય છે, અને તેનો સામનો કરવા માટે વિશેષ પગલાં લેવા પડે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ફૌકોલ્ટ કરંટ દ્વારા ટ્રાન્સફોર્મર કોરોને ગરમ કરવાને કારણે ઉર્જાના નુકસાનને રોકવા માટે, આ કોરોને ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્તરો દ્વારા અલગ કરાયેલી પાતળી પ્લેટોમાંથી એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે. પ્લેટો એવી રીતે ગોઠવવામાં આવે છે કે ફૌકોલ્ટ પ્રવાહોની સંભવિત દિશાઓ તેમને લંબરૂપ હોય. ફેરાઇટનો દેખાવ (સેમિકન્ડક્ટર ચુંબકીય સામગ્રીમહાન સાથે વિદ્યુત પ્રતિકાર) ઘન કોરોનું ઉત્પાદન કરવાનું શક્ય બનાવ્યું.

વાયરમાં ઉદ્ભવતા ફ્યુકોલ્ટ પ્રવાહો; જેના દ્વારા વૈકલ્પિક પ્રવાહોના પ્રવાહને એવી રીતે નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે કે તે વાયરની અંદરના પ્રવાહને નબળો પાડે છે અને તેને સપાટીની નજીક મજબૂત બનાવે છે. પરિણામે, ઝડપી-વૈકલ્પિક પ્રવાહ વાયરના ક્રોસ-સેક્શન પર અસમાન રીતે વિતરિત થાય છે - તે, જેમ કે, કંડક્ટરની સપાટી પર દબાણપૂર્વક બહાર કાઢવામાં આવે છે. આ ઘટનાને ત્વચાની અસર (અંગ્રેજી ત્વચામાંથી - ત્વચા) અથવા સપાટીની અસર કહેવામાં આવે છે. ત્વચાની અસર ઉચ્ચ-આવર્તન સર્કિટમાં કંડક્ટરના આંતરિક ભાગને નકામું બનાવે છે. તેથી, ઉચ્ચ-આવર્તન સર્કિટમાં, ટ્યુબના સ્વરૂપમાં વાહકનો ઉપયોગ થાય છે.