સામાન્ય માહિતી

તે આશ્ચર્યજનક છે કે કેવી રીતે એક વ્યક્તિના વિચારો અનુગામી વિકાસને પ્રભાવિત કરી શકે છે. માનવ સમાજસામાન્ય રીતે આવી વ્યક્તિ માઈકલ ફેરાડે હતી, જે સમકાલીન ગણિતની ગૂંચવણોમાં ખૂબ વાકેફ ન હતી, પરંતુ સંપૂર્ણ રીતે સમજતી હતી. ભૌતિક અર્થતે સમય સુધીમાં વીજળી અને ચુંબકત્વની પ્રકૃતિ વિશે જાણીતી માહિતી તેમના દ્વારા આગળ મૂકવામાં આવેલ ક્ષેત્રની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના ખ્યાલને આભારી છે.

અસ્તિત્વ આધુનિક સમાજ, વીજળી, ચુંબકત્વ અને ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સના ઉપયોગ પર આધારિત, અમે અદ્ભુત વૈજ્ઞાનિકોની સમગ્ર આકાશગંગાના ઋણી છીએ. તેમાંથી આપણે એમ્પીયર, ઓર્સ્ટેડ, હેનરી, ગૌસ, વેબર, લોરેન્ટ્ઝ અને અલબત્ત, મેક્સવેલની નોંધ લેવી જોઈએ. આખરે, તેઓ વીજળી અને ચુંબકત્વના વિજ્ઞાનને એક જ ચિત્રમાં એકસાથે લાવ્યા, જેણે શોધકોના સંપૂર્ણ સમૂહ માટે આધાર તરીકે સેવા આપી, જેમણે તેમની રચનાઓ સાથે, આધુનિક માહિતી સમાજના ઉદભવ માટે પૂર્વજરૂરીયાતો બનાવી.

અમે ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ અને જનરેટર્સથી ઘેરાયેલા રહીએ છીએ: તેઓ ઉત્પાદન, પરિવહન અને રોજિંદા જીવનમાં અમારા પ્રથમ સહાયક છે. કોઈપણ સ્વાભિમાની વ્યક્તિ રેફ્રિજરેટર, વેક્યુમ ક્લીનર અને વોશિંગ મશીન વિના અસ્તિત્વની કલ્પના કરી શકતી નથી. પ્રાથમિકતા એ માઇક્રોવેવ ઓવન, હેર ડ્રાયર, કોફી ગ્રાઇન્ડર, મિક્સર, બ્લેન્ડર અને - અંતિમ સ્વપ્ન - ઇલેક્ટ્રિક મીટ ગ્રાઇન્ડર અને બ્રેડ મેકર પણ છે. અલબત્ત, એર કંડિશનર પણ એક ભયંકર ઉપયોગી વસ્તુ છે, પરંતુ જો તમારી પાસે તેને ખરીદવા માટે પૈસા નથી, તો પછી એક સરળ ચાહક કરશે.

કેટલાક પુરુષોને થોડી વધુ નમ્ર જરૂરિયાતો હોય છે: સૌથી અયોગ્ય માણસનું અંતિમ સ્વપ્ન એ ઇલેક્ટ્રિક ડ્રિલ છે. આપણામાંના કેટલાક, ચાલીસ-ડિગ્રી હિમમાં કાર શરૂ કરવાનો અસફળ પ્રયાસ કરે છે અને નિરાશાજનક રીતે સ્ટાર્ટર (એક ઇલેક્ટ્રિક મોટર પણ) ને ત્રાસ આપે છે, સમસ્યાઓ વિશે કાયમ માટે ભૂલી જવા માટે ટેસ્લા મોટર્સ દ્વારા ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ અને બેટરીઓ સાથે ઉત્પાદિત કાર ખરીદવાનું ગુપ્ત રીતે સ્વપ્ન જુએ છે. ગેસોલિન અને ડીઝલ એન્જિનના.

ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ દરેક જગ્યાએ છે: તેઓ અમને એલિવેટર્સમાં ઉપાડે છે, તેઓ અમને સબવે, ઇલેક્ટ્રિક ટ્રેન, ટ્રામ, ટ્રોલીબસ અને હાઇ સ્પીડ ટ્રેનો. તેઓ ગગનચુંબી ઇમારતોના ફ્લોર પર અમને પાણી પહોંચાડે છે, ફુવારાઓ ચલાવે છે, ખાણો અને કૂવાઓમાંથી પાણી પંપ કરે છે, સ્ટીલ રોલ કરે છે, વજન ઉપાડે છે, વિવિધ ક્રેન્સમાં કામ કરે છે. અને તેઓ અન્ય ઘણી ઉપયોગી વસ્તુઓ કરે છે, મશીનો, ટૂલ્સ અને મિકેનિઝમ્સને ગતિમાં સેટ કરે છે.

સાથે લોકો માટે પણ exoskeletons વિકલાંગતાઅને લશ્કર માટે ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે, ઉલ્લેખ નથી આખી સેનાઔદ્યોગિક અને સંશોધન રોબોટ્સ.

આજે, ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ અવકાશમાં કામ કરે છે - ફક્ત યાદ રાખો ક્યુરિયોસિટી રોવર. તેઓ જમીન પર, ભૂગર્ભમાં, પાણી પર, પાણીની અંદર અને હવામાં પણ કામ કરે છે - આજે નહીં, પરંતુ કાલે (લેખ નવેમ્બર 2015 માં લખવામાં આવ્યો હતો) સોલર ઇમ્પલ્સ 2 એરક્રાફ્ટ આખરે તેનું કામ પૂર્ણ કરશે. વિશ્વભરની સફર, અને માનવરહિત વિમાનઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ પર ફક્ત કોઈ નંબરો નથી. તે આશ્ચર્યજનક નથી કે તદ્દન ગંભીર કોર્પોરેશનો હવે ડિલિવરી સેવાઓ પર કામ કરી રહી છે પોસ્ટલ વસ્તુઓમાનવરહિત હવાઈ વાહનોનો ઉપયોગ.

ઐતિહાસિક પૃષ્ઠભૂમિ

ઇટાલિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી એલેસાન્ડ્રો વોલ્ટા દ્વારા 1800 માં બાંધવામાં આવી હતી, રાસાયણિક બેટરી, જે પાછળથી તેના શોધકના નામ પર "વોલ્ટેઇક કૉલમ" રાખવામાં આવી હતી, તે ખરેખર વૈજ્ઞાનિકો માટે "કોર્નુકોપિયા" બની હતી. તે કંડક્ટરમાં ગતિમાં ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ સેટ કરવાનું શક્ય બનાવ્યું, એટલે કે, બનાવવું વિદ્યુત પ્રવાહ. નો ઉપયોગ કરીને નવી શોધો વોલ્ટેઇક સ્તંભમાં સતત એક પછી એક અનુસર્યા વિવિધ વિસ્તારોભૌતિકશાસ્ત્ર અને રસાયણશાસ્ત્ર.

ઉદાહરણ તરીકે, અંગ્રેજ વૈજ્ઞાનિક સર હમ્ફ્રી ડેવીએ 1807 માં, પીગળેલા સોડિયમ અને પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ્સના વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણનો અભ્યાસ કરતી વખતે, મેટાલિક સોડિયમ અને પોટેશિયમ મેળવ્યા હતા. અગાઉ, 1801 માં, તેણે પણ શોધ કરી હતી ઇલેક્ટ્રિક ચાપ, જોકે રશિયનો તેના શોધકને વેસિલી વ્લાદિમીરોવિચ પેટ્રોવ માને છે. 1802 માં પેટ્રોવે ફક્ત આર્ક જ નહીં, પણ તેની ક્ષમતાઓનું પણ વર્ણન કર્યું વ્યવહારુ એપ્લિકેશનસ્મેલ્ટિંગ, વેલ્ડિંગ ધાતુઓ અને અયસ્કમાંથી તેમની પુનઃપ્રાપ્તિ, તેમજ લાઇટિંગના હેતુઓ માટે.

પરંતુ સૌથી વધુ મહત્વપૂર્ણ શોધડેનિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી હેન્સ ક્રિશ્ચિયન ઓર્સ્ટેડ દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું: 21 એપ્રિલ, 1820 ના રોજ, એક વ્યાખ્યાનમાં પ્રયોગોના પ્રદર્શન દરમિયાન, તેણે સોયનું વિચલન જોયું ચુંબકીય હોકાયંત્રવાયરના રૂપમાં કંડક્ટરમાંથી વહેતા ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહને ચાલુ અને બંધ કરતી વખતે. આ પ્રથમ વખત વીજળી અને ચુંબકત્વ વચ્ચેના સંબંધની પુષ્ટિ થઈ હતી.

આગળનું પગલું ભરવામાં આવ્યું છે ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓર્સ્ટેડના અનુભવ વિશે જાણ્યાના થોડા મહિના પછી આન્દ્રે મેરી એમ્પેરે. આ વૈજ્ઞાનિકના તર્કનો કોર્સ, તેમના દ્વારા એક પછી એક મોકલવામાં આવેલા સંદેશાઓમાં દર્શાવેલ છે ફ્રેન્ચ એકેડેમીવિજ્ઞાન સૌપ્રથમ, વર્તમાન વહન કરનાર વાહક પર હોકાયંત્રની સોયના પરિભ્રમણનું અવલોકન કરીને, એમ્પીયરે સૂચવ્યું કે પૃથ્વીનું ચુંબકત્વ પણ પશ્ચિમથી પૂર્વ દિશામાં પૃથ્વીની આસપાસ વહેતા પ્રવાહોને કારણે છે. આના પરથી તેઓએ એવું તારણ કાઢ્યું ચુંબકીય ગુણધર્મોશરીરને તેની અંદરના પ્રવાહના પરિભ્રમણ દ્વારા સમજાવી શકાય છે. આગળ, એમ્પીયરે તદ્દન હિંમતભેર નિષ્કર્ષ કાઢ્યો કે કોઈપણ શરીરના ચુંબકીય ગુણધર્મો તેની અંદરના બંધ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, અને ચુંબકીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાખાસ કારણે નથી ચુંબકીય શુલ્કપરંતુ માત્ર ચળવળ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ, એટલે કે વિદ્યુત પ્રવાહ.

એમ્પર તરત જ વ્યસ્ત થઈ ગયો પ્રાયોગિક અભ્યાસઆ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અને સ્થાપિત થયું કે એક દિશામાં વહેતા પ્રવાહ સાથેના વાહક આકર્ષાય છે, અને વિરુદ્ધ દિશામાં તેઓ ભગાડે છે. પરસ્પર લંબરૂપ વાહક એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા નથી.

એમ્પેર દ્વારા તેની પોતાની રચનામાં શોધાયેલ કાયદાને ટાંકીને પ્રતિકાર કરવો મુશ્કેલ છે:

"મૂવિંગ ચાર્જીસ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું બળ આ શુલ્કના ઉત્પાદનના પ્રમાણસર છે, કુલોમ્બના કાયદાની જેમ, તેમની વચ્ચેના અંતરના વર્ગના વિપરિત પ્રમાણસર છે, પરંતુ, વધુમાં, તે આ શુલ્કની ગતિ અને દિશા પર પણ આધાર રાખે છે. તેમની હિલચાલ.

તેથી ભૌતિકશાસ્ત્રમાં તેઓએ શોધ કરી મૂળભૂત દળો, ઝડપ પર આધાર રાખીને.

પરંતુ વીજળી અને ચુંબકત્વના વિજ્ઞાનમાં વાસ્તવિક સફળતા એ ઘટનાની માઈકલ ફેરાડે દ્વારા શોધ હતી. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન- બદલાતી વખતે બંધ સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની ઘટના ચુંબકીય પ્રવાહ, તેમાંથી પસાર થવું. ફેરાડેથી સ્વતંત્ર રીતે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની ઘટના પણ જોસેફ હેનરી દ્વારા 1832 માં શોધી કાઢવામાં આવી હતી, જેમણે એક સાથે સ્વ-ઇન્ડક્શનની ઘટનાની શોધ કરી હતી.

29 ઓગસ્ટ, 1831ના રોજ ફેરાડેનું જાહેર પ્રદર્શન તેમણે શોધેલા ઉપકરણ પર કરવામાં આવ્યું હતું, જેમાં વોલ્ટેઇક કોલમ, એક સ્વીચ, લોખંડની વીંટી, જેના પર બે સરખા કોઇલ કોપર વાયર. કોઇલમાંથી એક સ્વીચ દ્વારા બેટરી સાથે જોડાયેલ હતી, અને ગેલ્વેનોમીટર બીજાના છેડા સાથે જોડાયેલ હતું. જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ ચાલુ અને બંધ કરવામાં આવ્યો હતો, ત્યારે ગેલ્વેનોમીટરે બીજી કોઇલમાં વિવિધ દિશાઓના પ્રવાહનો દેખાવ શોધી કાઢ્યો હતો.

ફેરાડેના પ્રયોગોમાં, વિદ્યુત પ્રવાહ, જેને પ્રેરિત પ્રવાહ કહેવાય છે, તે પણ દેખાય છે જ્યારે કોઇલમાં ચુંબક દાખલ કરવામાં આવે અથવા માપન સર્કિટ પર લોડ કરાયેલ કોઇલમાંથી દૂર કરવામાં આવે. એ જ રીતે, જ્યારે પહેલાના પ્રયોગમાંથી મોટા કોઇલમાંથી વર્તમાન સાથે નાની કોઇલ લાવવામાં આવી ત્યારે કરંટ દેખાયો. વધુમાં, દિશા પ્રેરિત વર્તમાનજ્યારે રશિયન વૈજ્ઞાનિક એમિલ ક્રિશ્ચિયનોવિચ લેન્ઝ દ્વારા ઘડવામાં આવેલા નિયમ અનુસાર ચુંબક અથવા વર્તમાન સાથેનો નાનો કોઇલ દાખલ/વિસ્તૃત કરવામાં આવ્યો ત્યારે વિપરીત બદલાઈ ગયો. 1833 માં.

તેમના પ્રયોગોના આધારે, ફેરાડેએ ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ માટે કાયદો મેળવ્યો, જે પાછળથી તેમના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યો.

ફેરાડેના પ્રયોગોના વિચારો અને પરિણામો પર અન્ય એક મહાન દેશબંધુ - તેજસ્વી અંગ્રેજ ભૌતિકશાસ્ત્રી અને ગણિતશાસ્ત્રી જેમ્સ ક્લાર્ક મેક્સવેલ દ્વારા પુનઃવિચાર અને સામાન્યીકરણ કરવામાં આવ્યું. વિભેદક સમીકરણોઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ, જેને પાછળથી મેક્સવેલના સમીકરણો કહેવામાં આવે છે.

એ નોંધવું જોઇએ કે ત્રણમાંથી ચાર સમીકરણોમેક્સવેલ ચુંબકીય ઇન્ડક્શનને વેક્ટર તરીકે દર્શાવે છે ચુંબકીય ક્ષેત્ર.

ચુંબકીય ઇન્ડક્શન. વ્યાખ્યા

મેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન વેક્ટર છે ભૌતિક જથ્થો, જે છે શક્તિ લાક્ષણિકતાઅવકાશમાં આપેલ બિંદુ પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર (ચાર્જ્ડ કણો પર તેની અસર). તે કયા બળથી નક્કી કરે છે એફચુંબકીય ક્ષેત્ર ચાર્જ પર કાર્ય કરે છે q, ઝડપે આગળ વધી રહી છે વિ. નિયુક્ત લેટિન અક્ષર IN(ઉચ્ચાર વેક્ટર B) અને બળની ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે:

એફ = q [વિ∙બી]

જ્યાં એફ- લોરેન્ટ્ઝ બળ ચાર્જ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રથી કામ કરે છે q; વિ- ચાર્જ ચળવળની ગતિ; બી- ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇન્ડક્શન; [ વિ × બી] - વેક્ટર ઉત્પાદનવેક્ટર વિઅને બી.

બીજગણિતીય રીતે, અભિવ્યક્તિ આ રીતે લખી શકાય છે:

એફ = q∙વિ∙બી∙sinα

જ્યાં α - વેગ અને ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટર વચ્ચેનો કોણ. વેક્ટર દિશા એફતે બંનેને લંબરૂપ અને ડાબા હાથના નિયમ અનુસાર નિર્દેશિત.

ચુંબકીય ઇન્ડક્શન એ ચુંબકીય ક્ષેત્રની મુખ્ય મૂળભૂત લાક્ષણિકતા છે, જે વિદ્યુત ક્ષેત્રની તાકાત વેક્ટરની જેમ છે.

IN આંતરરાષ્ટ્રીય સિસ્ટમ SI એકમો ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇન્ડક્શન ટેસ્લાસ (T), માં માપવામાં આવે છે જીએચએસ સિસ્ટમ- ગૌસમાં (જીએસ)

1 T = 10⁴ G

વિવિધ કાર્યક્રમોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ચુંબકીય ઇન્ડક્શનને માપવા માટેના અન્ય જથ્થાઓ અને તેમના એક જથ્થામાંથી બીજામાં રૂપાંતરણ, ભૌતિક એકમ કન્વર્ટરમાં મળી શકે છે.

ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની તીવ્રતા માપવા માટેના માપન સાધનોને ટેસ્લામીટર અથવા ગૌસમીટર કહેવામાં આવે છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇન્ડક્શન. અસાધારણ ઘટનાનું ભૌતિકશાસ્ત્ર

બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રતિક્રિયાના આધારે, બધા પદાર્થો ત્રણ જૂથોમાં વહેંચાયેલા છે:

• ડાયમેગ્નેટ
• પેરામેગ્નેટ
• ફેરોમેગ્નેટ

ડાયમેગ્નેટિઝમ અને પેરામેગ્નેટિઝમ શબ્દો 1845માં ફેરાડે દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યા હતા. માટે પ્રમાણીકરણઆ પ્રતિક્રિયાઓએ ચુંબકીય અભેદ્યતાનો ખ્યાલ રજૂ કર્યો. એસઆઈ સિસ્ટમમાં રજૂ કરવામાં આવ્યું છે સંપૂર્ણચુંબકીય અભેદ્યતા, Gn/m માં માપવામાં આવે છે, અને સંબંધિતપરિમાણહીન ચુંબકીય અભેદ્યતા, ગુણોત્તર સમાનશૂન્યાવકાશની અભેદ્યતા માટે આપેલ માધ્યમની અભેદ્યતા. ડાયમેગ્નેટિક સામગ્રી માટે, સંબંધિત ચુંબકીય અભેદ્યતા એકતા કરતા થોડી ઓછી છે, અને પેરામેગ્નેટિક સામગ્રી માટે, તે એકતા કરતા થોડી વધારે છે. ફેરોમેગ્નેટ્સમાં, ચુંબકીય અભેદ્યતા એકતા કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે અને બિનરેખીય છે.

ઘટના ડાયમેગ્નેટિઝમતેની દિશા સામે ચુંબકીયકરણને કારણે બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની અસરોનો સામનો કરવા માટે પદાર્થની ક્ષમતામાં રહેલું છે. એટલે કે, ડાયમેગ્નેટિક સામગ્રીને ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા ભગાડવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, ડાયમેગ્નેટિક સામગ્રીના અણુઓ, પરમાણુઓ અથવા આયનો મેળવે છે ચુંબકીય ક્ષણ, બાહ્ય ક્ષેત્ર સામે નિર્દેશિત.

ઘટના પેરામેગ્નેટિઝમજ્યારે બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રના સંપર્કમાં આવે ત્યારે પદાર્થને ચુંબકીય કરવાની ક્ષમતામાં રહેલું છે. ડાયમેગ્નેટિક સામગ્રીઓથી વિપરીત, પેરામેગ્નેટિક સામગ્રીઓ ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા આકર્ષાય છે. આ કિસ્સામાં, પેરામેગ્નેટિકના અણુઓ, પરમાણુઓ અથવા આયનો બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા સાથે સુસંગત દિશામાં ચુંબકીય ક્ષણ મેળવે છે. જ્યારે ક્ષેત્ર દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે પેરામેગ્નેટિક સામગ્રી ચુંબકીયકરણ જાળવી રાખતી નથી.

ઘટના ફેરોમેગ્નેટિઝમબાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં સ્વયંસ્ફુરિત રીતે ચુંબકીયકરણ કરવાની અથવા બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ ચુંબકીકરણ કરવાની અને જ્યારે ક્ષેત્ર દૂર કરવામાં આવે ત્યારે ચુંબકીયકરણ જાળવી રાખવાની પદાર્થની ક્ષમતાનો સમાવેશ થાય છે. તદુપરાંત, અણુઓ, પરમાણુઓ અથવા આયનોની મોટાભાગની ચુંબકીય ક્ષણો એકબીજાની સમાંતર હોય છે. ક્યુરી પોઈન્ટ તરીકે ઓળખાતા ચોક્કસ નિર્ણાયક બિંદુથી નીચે તાપમાન ન થાય ત્યાં સુધી આ ક્રમ જાળવી રાખવામાં આવે છે. આપેલ પદાર્થ માટે ક્યુરી બિંદુથી ઉપરના તાપમાને, ફેરોમેગ્નેટ પેરામેગ્નેટમાં ફેરવાય છે.

સુપરકન્ડક્ટર્સની ચુંબકીય અભેદ્યતા શૂન્ય છે.

હવાની સંપૂર્ણ ચુંબકીય અભેદ્યતા લગભગ શૂન્યાવકાશની ચુંબકીય અભેદ્યતા જેટલી હોય છે અને તકનીકી ગણતરીમાં તેને 4π 10 ⁻⁷ H/m ની બરાબર ગણવામાં આવે છે.

ડાયમેગ્નેટ્સમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની વર્તણૂકની વિશેષતાઓ

ઉપર જણાવ્યા મુજબ, ડાયમેગ્નેટિક સામગ્રી બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર સામે નિર્દેશિત પ્રેરિત ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે. ડાયમેગ્નેટિઝમ એ તમામ પદાર્થોમાં સહજ ક્વોન્ટમ યાંત્રિક અસર છે. પેરામેગ્નેટ અને ફેરોમેગ્નેટ્સમાં, તે અન્ય, મજબૂત અસરોને કારણે સમતળ કરવામાં આવે છે.

ડાયમેગ્નેટમાં, ઉદાહરણ તરીકે, પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે જેમ કે નિષ્ક્રિય વાયુઓ, નાઇટ્રોજન, હાઇડ્રોજન, સિલિકોન, ફોસ્ફરસ અને પાયરોલિટીક કાર્બન; કેટલીક ધાતુઓ - બિસ્મથ, જસત, તાંબુ, સોનું, ચાંદી. અન્ય ઘણા અકાર્બનિક અને કાર્બનિક સંયોજનોપાણી સહિત ડાયમેગ્નેટિક પણ છે.

બિન-સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં, ડાયમેગ્નેટિક સામગ્રીઓ વધુના પ્રદેશમાં શિફ્ટ થાય છે નબળું ક્ષેત્ર. ચુંબકીય પાવર લાઈનજેમ કે ડાયમેગ્નેટિક પદાર્થો દ્વારા શરીરની બહાર ધકેલવામાં આવે છે. ડાયમેગ્નેટિક લેવિટેશનની ઘટના આ ગુણધર્મ પર આધારિત છે. આધુનિક ચુંબક દ્વારા બનાવેલ પૂરતા પ્રમાણમાં મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં, માત્ર વિવિધ ડાયમેગ્નેટિક સામગ્રીઓનું જ નહીં, પરંતુ મુખ્યત્વે પાણીનો સમાવેશ કરતા નાના જીવંત પ્રાણીઓનું ઉત્સર્જન શક્ય છે.

નેધરલેન્ડની યુનિવર્સિટી ઓફ નિમિંગેનના વૈજ્ઞાનિકોએ લગભગ 16 ટેસ્લાના ચુંબકીય ઇન્ડક્શન સાથેના ક્ષેત્રમાં હવામાં દેડકાને સ્થગિત કરવામાં સફળતા મેળવી હતી અને નાસાની પ્રયોગશાળાના સંશોધકોએ સુપરકન્ડક્ટર મેગ્નેટનો ઉપયોગ કરીને, એક ઉંદરને બહાર કાઢ્યો હતો, જેમ કે જૈવિક પદાર્થ, દેડકા કરતાં વ્યક્તિની ખૂબ નજીક.

જ્યારે વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રના સંપર્કમાં આવે ત્યારે તમામ વાહક ડાયમેગ્નેટિઝમ દર્શાવે છે.

ઘટનાનો સાર એ છે કે વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ, એડી કરંટ- ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો - બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની ક્રિયા સામે નિર્દેશિત.

પેરામેગ્નેટ્સમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની વર્તણૂકની સુવિધાઓ

પેરામેગ્નેટ સાથે ચુંબકીય ક્ષેત્રની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સંપૂર્ણપણે અલગ છે. પેરામેગ્નેટિક અણુઓ, પરમાણુઓ અથવા આયનોની પોતાની ચુંબકીય ક્ષણ હોવાથી, તેઓ બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં સંરેખિત થાય છે. આ પરિણામી ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે જે મૂળ ક્ષેત્ર કરતા વધારે છે.

પેરામેગ્નેટિક સામગ્રીમાં એલ્યુમિનિયમ, પ્લેટિનમ, આલ્કલાઇન અને શામેલ છે આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓલિથિયમ, સીઝિયમ, સોડિયમ, મેગ્નેશિયમ, ટંગસ્ટન, તેમજ આ ધાતુઓના એલોય. ઓક્સિજન, નાઈટ્રિક ઓક્સાઇડ, મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ, ફેરિક ક્લોરાઇડ અને અન્ય ઘણા રાસાયણિક સંયોજનો પણ પેરામેગ્નેટિક છે.

પેરામેગ્નેટિક પદાર્થો નબળા ચુંબકીય પદાર્થો છે; તેમની ચુંબકીય અભેદ્યતા એક કરતા થોડી વધારે છે. બિન-સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં, પેરામેગ્નેટ વધુના ક્ષેત્રમાં દોરવામાં આવે છે મજબૂત ક્ષેત્ર. ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં, પેરામેગ્નેટિક પદાર્થો ચુંબકીયકરણ જાળવી રાખતા નથી, કારણ કે થર્મલ ગતિને કારણે તેમના અણુઓ, અણુઓ અથવા આયનોની આંતરિક ચુંબકીય ક્ષણો અવ્યવસ્થિત રીતે નિર્દેશિત થાય છે.

ફેરોમેગ્નેટ્સમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની વર્તણૂકની વિશેષતાઓ

સ્વયંસ્ફુરિત ચુંબકીકરણની તેમની સહજ મિલકતને લીધે, ફેરોમેગ્નેટ કુદરતી ચુંબક બનાવે છે, જે માનવજાત માટે જાણીતુંપ્રાચીન સમયથી. ચુંબકને આભારી હતા જાદુઈ ગુણધર્મો, તેઓ વિવિધ ધાર્મિક વિધિઓમાં અને ઇમારતોના નિર્માણમાં પણ ઉપયોગમાં લેવાતા હતા. પૂર્વે બીજી અને પ્રથમ સદીમાં ચાઇનીઝ દ્વારા શોધાયેલ હોકાયંત્રના પ્રથમ પ્રોટોટાઇપનો ઉપયોગ જિજ્ઞાસુ અગ્રણી પૂર્વજો દ્વારા ફેંગ શુઇના નિયમો અનુસાર ઘરો બાંધવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. નેવિગેશનના સાધન તરીકે હોકાયંત્રનો ઉપયોગ 11મી સદીની શરૂઆતમાં રણની સાથે મહાસાગરમાં મુસાફરી કરવા માટે શરૂ થયો હતો. સિલ્ક રોડ. પાછળથી, દરિયાઈ બાબતોમાં હોકાયંત્રનો ઉપયોગ નેવિગેશનના વિકાસ, નવી જમીનોની શોધ અને નવા દરિયાઈ વેપાર માર્ગોના વિકાસમાં નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવી હતી.

ફેરોમેગ્નેટિઝમ એ સ્પિન ધરાવતા ઇલેક્ટ્રોનના ક્વોન્ટમ યાંત્રિક ગુણધર્મોનું અભિવ્યક્તિ છે, એટલે કે. પોતાની દ્વિધ્રુવી ચુંબકીય ક્ષણ. સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, ઇલેક્ટ્રોન નાના ચુંબકની જેમ વર્તે છે. દરેક પૂર્ણ પર ઇલેક્ટ્રોન શેલએક અણુ માત્ર વિરુદ્ધ સ્પિન સાથે ઇલેક્ટ્રોનની જોડી સમાવી શકે છે, એટલે કે. આવા ઇલેક્ટ્રોનનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર તરફ નિર્દેશિત થાય છે વિરુદ્ધ બાજુઓ. આને કારણે, ઇલેક્ટ્રોનની જોડી ધરાવતા અણુઓમાં સામાન્ય ચુંબકીય ક્ષણ હોય છે શૂન્ય બરાબરતેથી, માત્ર અપૂર્ણ બાહ્ય શેલ સાથેના અણુઓ અને ઇલેક્ટ્રોનની જોડી વગરની સંખ્યા ફેરોમેગ્નેટિક છે.

ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રીઓમાં સંક્રમણ જૂથની ધાતુઓ (લોખંડ, તાંબુ, નિકલ) અને શામેલ છે દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓ(ગેડોલિનિયમ, ટેર્બિયમ, ડિસપ્રોસિયમ, હોલ્મિયમ અને એર્બિયમ), તેમજ આ ધાતુઓના એલોય. નોન-ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રી સાથે ઉપરોક્ત તત્વોના એલોય પણ લોહચુંબકીય છે; નોન-ફેરોમેગ્નેટિક તત્વો સાથે ક્રોમિયમ અને મેંગેનીઝના એલોય અને સંયોજનો, તેમજ એક્ટિનાઇડ જૂથની કેટલીક ધાતુઓ.

ફેરોમેગ્નેટનું ચુંબકીય અભેદ્યતા મૂલ્ય એક કરતા ઘણું વધારે છે; બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ તેમના ચુંબકીયકરણની અવલંબન બિનરેખીય છે અને તે હિસ્ટેરેસિસના અભિવ્યક્તિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે - જો ચુંબકીય ક્ષેત્રની ક્રિયા દૂર કરવામાં આવે છે, તો ફેરોમેગ્નેટ ચુંબકીય રહે છે. આ શેષ ચુંબકીયકરણને દૂર કરવા માટે, વિરુદ્ધ દિશામાં એક ક્ષેત્ર લાગુ કરવું આવશ્યક છે.

લોહચુંબકમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની તાકાત H પર ચુંબકીય અભેદ્યતા μ ની અવલંબનનો ગ્રાફ, જેને સ્ટોલેટોવ વળાંક કહેવાય છે, તે દર્શાવે છે કે શૂન્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની તાકાત H = 0 પર, ચુંબકીય અભેદ્યતાનું નાનું મૂલ્ય μ₀ છે; પછી, જેમ જેમ તાણ વધે છે, ચુંબકીય અભેદ્યતા ઝડપથી મહત્તમ μ મહત્તમ સુધી વધે છે, પછી ધીમે ધીમે શૂન્ય થઈ જાય છે.

ફેરોમેગ્નેટના ગુણધર્મોમાં સંશોધનના પ્રણેતા રશિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી અને રસાયણશાસ્ત્રી એલેક્ઝાંડર સ્ટોલેટોવ હતા. આજકાલ, ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિ પર ચુંબકીય અભેદ્યતાની અવલંબનનું વળાંક તેનું નામ ધરાવે છે.

આધુનિક લોહચુંબકીય સામગ્રીનો વ્યાપકપણે વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીમાં ઉપયોગ થાય છે: ઘણી તકનીકો અને ઉપકરણો તેમના ઉપયોગ પર અને ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની ઘટનાના ઉપયોગ પર આધારિત છે. ઉદાહરણ તરીકે, માં કમ્પ્યુટર ટેકનોલોજી: કોમ્પ્યુટરની પ્રથમ પેઢીઓમાં ફેરાઈટ કોરો પર મેમરી હતી, માહિતી ચુંબકીય ટેપ, ફ્લોપી ડિસ્ક અને હાર્ડ ડ્રાઈવો પર સંગ્રહિત હતી. જો કે, બાદમાં હજી પણ કમ્પ્યુટર્સમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે અને દર વર્ષે લાખો એકમોમાં ઉત્પન્ન થાય છે.

ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં ચુંબકીય ઇન્ડક્શનનો ઉપયોગ

IN આધુનિક વિશ્વચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શનના ઉપયોગના ઘણા ઉદાહરણો છે, મુખ્યત્વે પાવર ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં: વીજળી જનરેટરમાં, વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં, વિવિધ ઉપકરણોની વિવિધ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ડ્રાઇવ્સમાં, સાધનો અને મિકેનિઝમ્સમાં, માપવાની તકનીકમાં અને વિજ્ઞાનમાં, સંચાલન માટે વિવિધ ભૌતિક સ્થાપનોમાં. પ્રયોગો, તેમજ માધ્યમોમાં વિદ્યુત સંરક્ષણઅને કટોકટી શટડાઉન.

ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ, જનરેટર અને ટ્રાન્સફોર્મર્સ

1824 માં, અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રી અને ગણિતશાસ્ત્રી પીટર બાર્લોએ તેમણે શોધેલી યુનિપોલર મોટરનું વર્ણન કર્યું, જે આધુનિક ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સનું પ્રોટોટાઇપ બની ગયું. ડીસી. આ શોધ પણ મૂલ્યવાન છે કારણ કે તે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની ઘટનાની શોધના ઘણા સમય પહેલા કરવામાં આવી હતી.

આજકાલ, લગભગ તમામ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ એમ્પીયર બળનો ઉપયોગ કરે છે, જે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વર્તમાન-વહન સર્કિટ પર કાર્ય કરે છે, જેના કારણે તે ખસેડવામાં આવે છે.

તે 1831 માં ફેરાડે દ્વારા ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની ઘટનાને દર્શાવવા માટે બનાવવામાં આવી હતી. પ્રાયોગિક સેટઅપ, જેનો મહત્વનો ભાગ હવે ટોરોઇડલ ટ્રાન્સફોર્મર તરીકે ઓળખાતું ઉપકરણ હતું. પાવર, ડિઝાઇન અને એપ્લિકેશનના અવકાશને ધ્યાનમાં લીધા વિના, ફેરાડે ટ્રાન્સફોર્મરના સંચાલનના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ તમામ આધુનિક વોલ્ટેજ અને વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં થાય છે.

વધુમાં, ફેરાડે વૈજ્ઞાનિક રીતે સાબિત કર્યું અને પ્રાયોગિક રીતે પરિવર્તનની શક્યતા સાબિત કરી. યાંત્રિક ચળવળતેમણે શોધેલ યુનિપોલર ડાયરેક્ટ કરંટ જનરેટરનો ઉપયોગ કરીને વીજળીમાં પ્રવેશ કર્યો, જે તમામ ડાયરેક્ટ કરંટ જનરેટરનો પ્રોટોટાઈપ બની ગયો.

પ્રથમ જનરેટર એસી 1832 માં ફ્રેન્ચ શોધક હિપ્પોલિટ પિક્સિ દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું. પાછળથી, એમ્પીયરના સૂચન પર, તેને સ્વિચિંગ ઉપકરણ સાથે પૂરક બનાવવામાં આવ્યું હતું, જેણે ધબકારા કરતા ડાયરેક્ટ કરંટ મેળવવાનું શક્ય બનાવ્યું હતું.

ચુંબકીય ઇન્ડક્શનના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને લગભગ તમામ ઇલેક્ટ્રિક પાવર જનરેટર બંધ લૂપમાં ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળની ઘટના પર આધારિત છે, જે બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સ્થિત છે. આ કિસ્સામાં, કાં તો ચુંબકીય રોટર વૈકલ્પિક વર્તમાન જનરેટરમાં સ્થિર સ્ટેટર કોઇલની તુલનામાં ફરે છે અથવા ડાયરેક્ટ કરંટ જનરેટરમાં સ્થિર સ્ટેટર મેગ્નેટ (યોક)ની તુલનામાં રોટર વિન્ડિંગ્સ ફરે છે.

ચીનની કંપની ડોંગફેંગ ઈલેક્ટ્રીક દ્વારા તાઈશાન ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ માટે 2013માં બનાવવામાં આવેલ વિશ્વનું સૌથી શક્તિશાળી જનરેટર 1,750 મેગાવોટ પાવર જનરેટ કરી શકે છે.

જનરેટર અને ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ ઉપરાંત પરંપરાગત પ્રકારપરિવર્તન સાથે સંબંધિત યાંત્રિક ઊર્જાવી વિદ્યુત ઊર્જાઅને તેનાથી વિપરિત, ત્યાં કહેવાતા મેગ્નેટોહાઈડ્રોડાયનેમિક જનરેટર અને એન્જિન છે જે અલગ સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે.

રિલે અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ

અમેરિકન વૈજ્ઞાનિક જે. હેન્રી દ્વારા શોધાયેલ, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ પ્રથમ ઇલેક્ટ્રિકલ એક્ટ્યુએટર અને પરિચિત ઇલેક્ટ્રિક બેલનો પુરોગામી બન્યો. પાછળથી, તેના આધારે, હેનરીએ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રિલે બનાવ્યું, જે બાઈનરી સ્થિતિ સાથેનું પ્રથમ સ્વચાલિત સ્વિચિંગ ઉપકરણ બન્યું.

વિડિયો સ્ટુડિયો વેબસાઇટમાં શુર ડાયનેમિક માઇક્રોફોનનો ઉપયોગ થાય છે

જ્યારે ટેલિગ્રાફ સિગ્નલ ટ્રાન્સમિટ કરે છે લાંબા અંતરરિલેનો ઉપયોગ DC એમ્પ્લીફાયર તરીકે થતો હતો, વધુ સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન માટે મધ્યવર્તી સ્ટેશનોની બાહ્ય બેટરીના કનેક્શનને સ્વિચ કરીને.

સ્પીકર્સ અને માઇક્રોફોન

આધુનિક ઑડિયો ટેક્નૉલૉજીમાં, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પીકર્સનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, જેમાં અવાજ વિસારક સાથે જોડાયેલ મૂવિંગ કોઇલની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે દેખાય છે, જેના દ્વારા પ્રવાહ વહે છે. ઓડિયો આવર્તન, સ્થિરના અંતરમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે કાયમી ચુંબક. પરિણામે, કોઇલ અને વિસારક ખસે છે અને ધ્વનિ તરંગો બનાવે છે.

ડાયનેમિક માઇક્રોફોન ડાયનેમિક હેડની સમાન ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કરે છે, પરંતુ માઇક્રોફોનમાં, તેનાથી વિપરીત, સ્થિર સ્થાયી ચુંબકના ગેપમાં એકોસ્ટિક સિગ્નલના પ્રભાવ હેઠળ ઓસીલેટીંગ મિની-ડિફ્યુઝર સાથેની મૂવિંગ કોઇલ ઑડિઓનું ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલ જનરેટ કરે છે. આવર્તન

માપવાના સાધનો અને સેન્સર

આધુનિક ડિજિટલ માપન સાધનોની વિપુલતા હોવા છતાં, મેગ્નેટોઇલેક્ટ્રિક, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક, ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક, ફેરોડાયનેમિક અને ઇન્ડક્શન પ્રકારના ઉપકરણો હજુ પણ માપન તકનીકમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ઉપરોક્ત પ્રકારની તમામ પ્રણાલીઓ વર્તમાન-વહન કોઇલના ક્ષેત્ર સાથે કાયમી ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્રોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરે છે, અથવા વર્તમાન-વહન કોઇલના ક્ષેત્રો સાથેનો લોહચુંબકીય કોર અથવા વર્તમાન-વહનના ચુંબકીય ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ કરે છે. કોઇલ

આવી માપન પ્રણાલીઓની સંબંધિત જડતાને લીધે, તેઓ ચલ જથ્થાના સરેરાશ મૂલ્યોને માપવા માટે લાગુ પડે છે.

ભૌતિકશાસ્ત્ર માર્ગદર્શિકા

આપણે ફક્ત અભિવ્યક્તિની જમણી બાજુ (2) ને સૂત્ર (1) માં બદલવાનું છે, અને સમસ્યામાં છે સામાન્ય દૃશ્યઉકેલવામાં આવશે:

q = Cπ d 2 D B . 4D ટી

સમસ્યા સામાન્ય રીતે હલ કરવામાં આવી છે. ચાલો બધા જથ્થાઓને SI એકમોમાં વ્યક્ત કરીએ:

16 cm = 0.16 m, 5 µF = 5 ∙ 10–6 F, 4 mT/s = 0.004 T/s.

ચાલો નંબરો પ્લગ ઇન કરીએ અને ગણતરી કરીએ:

q = 5 10–6 3.14 0.16 2 0.004 C = 4 10–10 C = 0.4 nC.4

જવાબ: q = 0.4 nC.

સમસ્યા 42. 20 સે.મી.નો વ્યાસ ધરાવતું પરિપત્ર સર્કિટ, જેમાં 8 એમવીના ઇએમએફ સાથેનો વર્તમાન સ્ત્રોત સામેલ છે, તે ડ્રોઇંગના પ્લેનમાં સ્થિત છે (ફિગ. 138). ડ્રોઇંગની પાછળ એક સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર નિર્દેશિત છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇન્ડક્શન 10 mT/s ના દરે એકસરખી રીતે ઘટવા લાગ્યું. વર્તમાન શક્તિ કેટલા ટકાથી બદલાઈ?

3. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ

સર્કિટમાં વર્તમાન શક્તિમાં ફેરફાર, ∆P - વર્તમાન શક્તિમાં ફેરફાર, P 1 - અગાઉની વર્તમાન શક્તિ, P 2 - નવી વર્તમાન શક્તિ, ε i - EMF ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિકઇન્ડક્શન, આર - સર્કિટ પ્રતિકાર, એસ - સર્કિટ વિસ્તાર.

લેન્ઝ ઘટતા ચુંબકીય ક્ષેત્રને જાળવી રાખશે, તેથી તે ચિત્રની પાછળ પણ નિર્દેશિત થશે, એટલે કે. ઇન્ડક્શન B સાથે બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની સમાન દિશામાં. પરિણામે, પ્રેરિત emf વર્તમાન સ્ત્રોતના emf માં ઉમેરવામાં આવશે, તેથી સર્કિટમાં પરિણામી emf તેમના સરવાળા સમાન હશે. પરિણામે, સર્કિટમાં વર્તમાન શક્તિ વધશે.

વર્તમાન પાવર ∆P માં ફેરફાર વધેલા વર્તમાન પાવર P 2 અને અગાઉના P 1 વચ્ચેના તફાવત જેટલો હશે. વર્તમાન શક્તિમાં સંબંધિત ફેરફાર જે શોધવાની જરૂર છે તે સમાન છે:

D P =P 2 − P 1 =P 2 −1.

પ 1પ 1પ 1

વર્તમાન પાવર સૂત્ર અનુસાર, જ્યાં વોલ્ટેજ U ની ભૂમિકા emf દ્વારા ભજવવામાં આવે છે, વર્તમાન શક્તિઓ - જૂની અને નવી - સમાન છે:

P 1 =ε R 2 અને P 2 =(ε + R ε i ) 2 .

ચાલો અગાઉના સૂત્રમાં EMF ને બદલે આ સમીકરણોની જમણી બાજુએ બદલીએ:

ભૌતિકશાસ્ત્ર માર્ગદર્શિકા

અહીં સંખ્યાઓના સરવાળાનો વર્ગ દર્શાવવાની જરૂર નથી, કારણ કે... જો કે એકમ ઘટાડવામાં આવશે, અંતિમ અભિવ્યક્તિ વધુ જટિલ હશે.

હવે, પ્રેરિત emf મોડ્યુલ નક્કી કરવા માટે, અમે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ

ε i = DΦ D t .

પરંતુ ઓછા વિના, કારણ કે અમે પહેલાથી જ લેન્ઝનો નિયમ લાગુ કરીને તેને ધ્યાનમાં લીધું છે, જ્યાં

∆ Ф =∆ ВS.

ચોરસ પરિપત્ર સમોચ્ચચાલો S ને તેના વ્યાસ D ના સંદર્ભમાં વ્યક્ત કરીએ:

સમાનતાની જમણી બાજુ (2) ને અભિવ્યક્તિ (1) માં બદલીને, અમે સમસ્યાને સામાન્ય સ્વરૂપમાં હલ કરીએ છીએ:

ચાલો બધા મૂલ્યોને SI એકમોમાં વ્યક્ત કરીએ: 20 cm = 0.2 m, 8 mV = 8 ∙ 10–3 V,

10 mT/s = 0.01 T/s.

ચાલો ગણતરીઓ કરીએ:

જવાબ: D P = 8%.

3. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ

સમસ્યા 43. 10 ઓહ્મના પ્રતિકાર અને 200 એમએચના ઇન્ડક્ટન્સ સાથેના સોલેનોઇડનો કોઇલ વિસ્તાર 20 સેમી 2 છે. સોલેનોઇડને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે, જેનું ઇન્ડક્શન સમાનરૂપે વધે છે. જ્યારે ચુંબકીય ઇન્ડક્શનમાં 2 ટેસ્લાનો વધારો થયો, ત્યારે સોલેનોઇડમાં વર્તમાન 40 એમએ વધ્યો. સોલેનોઇડમાંથી કયો ચાર્જ પસાર થયો?

ચાલો R દ્વારા સોલેનોઇડના પ્રતિકારને દર્શાવીએ, L - તેનું ઇન્ડક્ટન્સ, S - વળાંકનો વિસ્તાર, ∆B - ચુંબકીય ઇન્ડક્શનમાં વધારો, ∆I - વર્તમાનમાં વધારો, q - સોલેનોઇડમાંથી પસાર થતો ચાર્જ, ∆ t - ચાર્જ પસાર થવાનો સમય, ε i - emf ઇન્ડક્શન, ε S - સ્વ-ઇન્ડક્શન emf.

ભૌતિકશાસ્ત્ર માર્ગદર્શિકા

આપણે માત્ર અભિવ્યક્તિની જમણી બાજુ (5) ને સૂત્ર (1) માં બદલવાનું છે, અને સામાન્ય સ્વરૂપમાં સમસ્યા હલ થઈ જશે:

q = L D I −D BS D t = L D I −D BS . ડી ટીઆર આર

ચાલો બધા મૂલ્યોને SI એકમોમાં વ્યક્ત કરીએ: 200 mH = 0.2 H, 20 cm2 = 0.002 m2, 40 mA = 0.04 A.

ચાલો ગણતરીઓ કરીએ:

q =0.2 0.04−2 0.002 C = 4 ∙ 10–4 C = 0.4 mC.10

જવાબ: q = 0.4 mC.

સમસ્યા 44. 50 સે.મી.નો વ્યાસ ધરાવતો ગોળ વાયર કોઇલ તેના સમતલમાં 50 mT ના ઇન્ડક્શન સાથે સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રની ચુંબકીય રેખાઓ પર લંબ હોય છે. કોઇલનો પ્રતિકાર 2 ઓહ્મ છે. શું ચાર્જ પસાર થશે ક્રોસ વિભાગવાહક કે જેમાંથી કોઇલ બનાવવામાં આવે છે, જેમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર શૂન્યમાં સમાન ઘટાડો થાય છે? સ્વ-ઇન્ડક્શનની ઘટનાની અવગણના કરો.

ચાલો ડી દ્વારા વળાંકનો વ્યાસ દર્શાવીએ, V 1 - પ્રારંભિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇન્ડક્શન, V 2 - અંતિમ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇન્ડક્શન, Ф 1 - વળાંક દ્વારા પ્રારંભિક ચુંબકીય પ્રવાહ, Ф 2 - વળાંક દ્વારા અંતિમ ચુંબકીય પ્રવાહ , I i - પ્રેરિત પ્રવાહની મજબૂતાઈ, ∆t - તેનો સમય પ્રવાહ, q એ વાહકના ક્રોસ વિભાગમાંથી પસાર થતો ચાર્જ છે, S એ વળાંકનો વિસ્તાર છે, ε i એ પ્રેરિત emf છે, R છે વળાંકનો પ્રતિકાર.

ડી = 50 સે.મી

B 1 = 50 mT

R = 2 ઓહ્મ

B2 =0

q - ?

ચાર્જ ઉત્પાદન સમાનતેના પ્રવાહના સમયગાળા માટે ઇન્ડક્શન પ્રવાહની મજબૂતાઈ: q = I i ∆t . ઓહ્મના નિયમ મુજબ, પ્રેરિત પ્રવાહની તાકાત પ્રેરિત ઇએમએફના કોઇલ પ્રતિકારના ગુણોત્તર જેટલી છે:

I i =ε R i .

3. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન માટે ફેરાડેના કાયદા અનુસાર

શું ચાર્જ

q =B 1 π D 2 Dt =B 1 π D 2 .4D tR 4 R

q =50 10 −3 3.14 0.5 2 C = 4.9 ∙ 10–3 C = 4.9 mC.4 2

જવાબ: q = 4.9 mC.

સમસ્યા 45. લંબાઈના ચાર સરખા વાયર l દરેક ચોરસ આકારનો સમોચ્ચ બનાવે છે. તે ઇન્ડક્શન B ના સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે, જે ચોરસના પ્લેન પર લંબ છે. દરેક વાયરનો પ્રતિકાર R છે. જો ચોરસ વર્તુળમાં રૂપાંતરિત થાય તો સમય અંતરાલ ∆t દરમિયાન સર્કિટ સાથે વહેતા ઇન્ડક્શન પ્રવાહની મજબૂતાઈ શોધો?

ચાલો I i પ્રેરિત પ્રવાહની મજબૂતાઈ, ε i - પ્રેરિત emf, R કુલ - ચાર ક્રમિક વાયરનો કુલ પ્રતિકાર, Ф 1 и Ф 2 - વાયર દ્વારા મર્યાદિત સર્કિટ દ્વારા પ્રારંભિક અને અંતિમ ચુંબકીય પ્રવાહો સૂચવીએ.

ઇન્ડક્શન emf ε i = −Φ 2 D − t Φ 1 =Φ 1 D − t Φ 2 .

ભૌતિકશાસ્ત્ર માર્ગદર્શિકા

ચોરસ સમોચ્ચને પાર કરતો ચુંબકીય પ્રવાહ Ф 1 =ВS 1 =Bl 2 છે, જ્યાં S 1 =l 2 એ ચોરસ સમોચ્ચનું ક્ષેત્રફળ છે. વર્તુળના આકારમાં સમોચ્ચને પાર કરતો ચુંબકીય પ્રવાહ, Ф 2 = ВS 2, જ્યાં S 2 એ વર્તુળનો વિસ્તાર છે જેનો પરિઘ લગભગ 4l = 2πR બરાબર છે, જ્યાંથી આ વર્તુળની ત્રિજ્યા

4 l = 2 l

ity R env =2π π, તેથી વર્તુળનો વિસ્તાર

S 2 = πR 2 env = π4 π l 2 2 =(2 π l ) 2 .

પછી વર્તુળના આકારમાં સર્કિટ દ્વારા ચુંબકીય પ્રવાહ

(2 l )2

Ф2 = Вπ.

ચાલો Ф 1 અને Ф 2 ની કિંમતો માં બદલીએ EMF સૂત્રઇન્ડક્શન

આને ધ્યાનમાં લેતા, ઇન્ડક્શન વર્તમાનની મજબૂતાઈ

સમસ્યા 46. વાહક સર્કિટ પ્રતિકાર 3·10–2 ઓહ્મ. 2 સેકન્ડમાં, સર્કિટને પાર કરતો ચુંબકીય પ્રવાહ એકસરખી રીતે 1.2 × 10–2 Wb દ્વારા બદલાય છે. કંડક્ટરમાં ઇન્ડક્શન પ્રવાહની મજબૂતાઈ નક્કી કરો. Wb

હું હું -?

અમે ઓહ્મના નિયમનો ઉપયોગ કરીને વર્તમાન તાકાત શોધીએ છીએ:

I i = ε R i . ઇલેક્ટ્રિક માટે ફેરાડેના કાયદા અનુસાર

ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન મોડ્યુલઇએમએફ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન

ε i = ∆ ∆ Φ t .

પ્રથમમાં EMF ને બદલે બીજા સૂત્રની જમણી બાજુ બદલીને, અમે સમસ્યાને સામાન્ય સ્વરૂપમાં હલ કરીએ છીએ:

I i =R ∆Φ ∆ t .

ચાલો ગણતરીઓ કરીએ:

1,2 10−2

I =v h - ઊંચાઈ વળેલું વિમાન, β એ વાહકની હિલચાલની દિશા અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇન્ડક્શન વેક્ટરની દિશા વચ્ચેનો ખૂણો છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ટ્રાન્સલેશનલી ખસેડતા વાહકમાં પ્રેરિત emf સૂત્ર ε i = Bv l sin β દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જ્યાં β એ વાહકની હિલચાલની દિશા અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇન્ડક્શન વેક્ટરની દિશા વચ્ચેનો ખૂણો છે. ફિગમાંથી. 139 તે અનુસરે છે કે β= 90°– α, તેથી

ε i = Bv l sin (90° – α) =Bv l cos α.

S પાથના અંતે સળિયા જે ઝડપ મેળવશે તે યાંત્રિક ઉર્જાના સંરક્ષણના કાયદામાંથી જાણવા મળશે, જે મુજબ સંભવિત ઊર્જા rodsmgh at heighth = S sin α બરાબર છે ગતિ ઊર્જા rodsmv 2 2 :mgh = mv 2 2, wherecev = 2gh = 2gS sina. અંતે

ε i =B l 2gS sina cos α.

ε i = 0.2 ∙ 0.4 2 10 0.4sin300 cos300 V = 0.14 V.

જવાબ: ε i = 0.14 V.

સમસ્યા 48. ઓછા પ્રતિકાર સાથે કોઇલનું ઇન્ડક્ટન્સ 0.15 H છે, તેમાં વર્તમાન 4A છે. જો કોઇલના પ્રતિકાર કરતા અનેક ગણા વધારે પ્રતિકાર ધરાવતો રેઝિસ્ટર તેની સાથે સમાંતર રીતે જોડાયેલ હોય તો કોઇલમાં કેટલી ગરમી છોડવામાં આવશે.

આર >> આર

વર્તમાન ઊર્જા ચુંબકીય કોઇલપૂર્વ

I = 4 A

પ્રકાશિત ગરમીમાં ફેરવાય છે, તેથી

આપણે લખી શકીએ છીએ: Q = W m. મારા માં

પ્ર - ?

વળાંક, ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઊર્જા નક્કી થાય છે

કોઇલના ઇન્ડક્ટન્સના અડધા ઉત્પાદનને તેમાં રહેલા વર્તમાનના વર્ગ દ્વારા વિભાજિત કરવામાં આવે છે. તેથી જ

Q = Wм = LI 2 2

ચાલો ગણતરીઓ કરીએ:

Q = 0.15 4 2 J = 1.2 J. 2

જવાબ: Q = 1.2 J.

સ્વતંત્ર રીતે ઉકેલવા માટે સમસ્યાઓ

સમસ્યા 1. બે સમાન ચાર્જવાળા નાના દડા સમાન ત્રિજ્યાબળ F 1 સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરો. જો તેમાંના એકમાં 2 ગણો વધારો કરવામાં આવે, બીજામાં 1.5 ગણો ઘટાડો થાય અને તેમની વચ્ચેનું અંતર 3 ગણું ઓછું કરવામાં આવે તો તેઓ કયા બળ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરશે?

જવાબ: F 2 = 12F 1.

સમસ્યા 2. સમાન નામના બે બિંદુ ચાર્જ વચ્ચે, q 1 = 0.01 µC અને q 2 = 0.04 µC, અંતર r = 9 cm છે જેથી કરીને તમામ ચાર્જ સમતુલામાં હોય. ત્રીજા ચાર્જને નાના ચાર્જથી કેટલા અંતરે મૂકવામાં આવે છે?

જવાબ: આર 1
				માઇક્રોટેસ્લાને મિલિટેસ્લામાં કન્વર્ટ કરો: સૂચિમાંથી ઇચ્છિત શ્રેણી પસંદ કરો, માં આ કિસ્સામાં"ચુંબકીય પ્રવાહ ઘનતા". રૂપાંતરિત કરવાની કિંમત દાખલ કરો. મૂળભૂત અંકગણિત ક્રિયાઓ જેમ કે ઉમેરણ (+), બાદબાકી (-), ગુણાકાર (*, x), ભાગાકાર (/, :, ÷), ઘાતાંક (^), કૌંસ અને pi (pi) આ સમયે પહેલેથી જ સમર્થિત છે. સૂચિમાંથી, રૂપાંતરિત કરવાના મૂલ્ય માટે માપનનું એકમ પસંદ કરો, આ કિસ્સામાં "માઈક્રોટેસ્લા [µT]". છેલ્લે, તમે જે મૂલ્યમાં રૂપાંતરિત કરવા માંગો છો તે એકમ પસંદ કરો, આ કિસ્સામાં "મિલિટેસલા [mT]". ઑપરેશનનું પરિણામ પ્રદર્શિત કર્યા પછી, અને જ્યારે પણ યોગ્ય હોય ત્યારે, પરિણામને ચોક્કસ સંખ્યાના દશાંશ સ્થાનો સુધી રાઉન્ડ કરવા માટે વિકલ્પ દેખાય છે. આ કેલ્ક્યુલેટર સાથે, તમે મૂળ માપન એકમ સાથે રૂપાંતરિત કરવા માટેનું મૂલ્ય દાખલ કરી શકો છો, ઉદાહરણ તરીકે, "662 માઇક્રોટેસ્લા". આ કિસ્સામાં, તમે માપના એકમના સંપૂર્ણ નામ અથવા તેના સંક્ષેપનો ઉપયોગ કરી શકો છો, ઉદાહરણ તરીકે, "માઇક્રોટેસ્લા" અથવા "μT". તમે કન્વર્ટ કરવા માંગો છો તે માપન એકમ દાખલ કર્યા પછી, કેલ્ક્યુલેટર તેની શ્રેણી નક્કી કરે છે, આ કિસ્સામાં "મેગ્નેટિક ફ્લક્સ ડેન્સિટી". તે પછી દાખલ કરેલ મૂલ્યને માપનના તમામ યોગ્ય એકમોમાં રૂપાંતરિત કરે છે જે તે જાણે છે. પરિણામોની સૂચિમાં તમને નિઃશંકપણે તમને જોઈતું રૂપાંતરિત મૂલ્ય મળશે. વૈકલ્પિક રીતે, રૂપાંતરિત મૂલ્ય નીચે પ્રમાણે દાખલ કરી શકાય છે: "64 માઇક્રોટેસ્લા થી મિલિટેસ્લા", "62 µT -> mT" અથવા "56 µT = mT". આ કિસ્સામાં, કેલ્ક્યુલેટર એ પણ તરત જ સમજી જશે કે મૂળ મૂલ્યને માપનના કયા એકમમાં રૂપાંતરિત કરવાની જરૂર છે. આમાંથી કયા વિકલ્પોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે તે ધ્યાનમાં લીધા વિના, તે જરૂરિયાતને દૂર કરે છે જટિલ શોધ ઇચ્છિત મૂલ્યવી લાંબી યાદીઓઅસંખ્ય શ્રેણીઓ અને માપનના અસંખ્ય એકમો સાથેની પસંદગી સપોર્ટેડ છે. આ બધું આપણા માટે એક કેલ્ક્યુલેટર દ્વારા કરવામાં આવે છે જે સેકન્ડના અપૂર્ણાંકમાં તેના કાર્યનો સામનો કરે છે. વધુમાં, કેલ્ક્યુલેટર તમને ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે ગાણિતિક સૂત્રો. પરિણામે, માત્ર "(14 * 7) µT" જેવી સંખ્યાઓને ધ્યાનમાં લેવામાં આવતી નથી. તમે રૂપાંતરણ ક્ષેત્રમાં સીધા જ માપનના બહુવિધ એકમોનો ઉપયોગ પણ કરી શકો છો. ઉદાહરણ તરીકે, આવા સંયોજન આના જેવું દેખાઈ શકે છે: “662 માઇક્રોટેસ્લા + 1986 મિલીટેસ્લા” અથવા “15mm x 48cm x 18dm = ? આ રીતે સંયુક્ત માપનના એકમો કુદરતી રીતે એકબીજાને અનુરૂપ હોવા જોઈએ અને આપેલ સંયોજનમાં અર્થપૂર્ણ હોવા જોઈએ. જો તમે "વૈજ્ઞાનિક સંકેતોમાં સંખ્યાઓ" વિકલ્પની બાજુના બોક્સને ચેક કરો છો, તો જવાબ ઘાતાંકીય કાર્ય તરીકે રજૂ કરવામાં આવશે. ઉદાહરણ તરીકે, 1.807530847749 × 1028. આ ફોર્મમાં, સંખ્યાની રજૂઆતને ઘાતાંકમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, અહીં 28, અને વાસ્તવિક સંખ્યા, અહીં 1.807 530 847 749. મર્યાદિત સંખ્યામાં ડિસ્પ્લે ક્ષમતા ધરાવતા ઉપકરણો (જેમ કે પોકેટ કેલ્ક્યુલેટર) પણ 1.807 530 847 749 E નો ઉપયોગ કરે છે. નંબરો લખવાની +28 રીત. ખાસ કરીને, તે ખૂબ મોટી અને ખૂબ નાની સંખ્યાઓને જોવાનું સરળ બનાવે છે. જો આ સેલ અનચેક કરેલ હોય, તો પરિણામ નંબરો લખવાની સામાન્ય રીતનો ઉપયોગ કરીને પ્રદર્શિત થાય છે. ઉપરના ઉદાહરણમાં, તે આના જેવું દેખાશે: 18,075,308,477,490,000,000,000,000,000 પરિણામની રજૂઆતને ધ્યાનમાં લીધા વિના, આ કેલ્ક્યુલેટરની મહત્તમ ચોકસાઈ 14 દશાંશ સ્થાનો છે. આ ચોકસાઈ મોટાભાગના હેતુઓ માટે પૂરતી હોવી જોઈએ. માપન કેલ્ક્યુલેટર કે જે અન્ય વસ્તુઓની સાથે, કન્વર્ટ કરવા માટે વાપરી શકાય છે માઇક્રોટેસ્લાવી મિલિટેસ્લા: 1 માઇક્રોટેસ્લા [µT] = 0.001 મિલીટેસ્લા [mT] શું તમને લેખ ગમ્યો? તમારા મિત્રો સાથે શેર કરો! પર શેર કરો ફેસબુક પણ વાંચો નવા શાળા ધોરણો: શું આપણને પસંદગીની સ્વતંત્રતાની જરૂર છે? તેની શા માટે જરૂર છે તેની અવૈજ્ઞાનિક સમજૂતી દાન્તે દ્વારા "ધ ડિવાઈન કોમેડી". રાસપુટિન ખરેખર કોણ હતો? પાઠ સારાંશ "રશિયાનું વૈજ્ઞાનિક સંકુલ" વૈજ્ઞાનિક સંકુલ વિષય પર સંક્ષિપ્ત સારાંશ પૂર્વમાં નાટો વિસ્તરણ: પ્રગતિના તબક્કાઓ નાટો દેશોની ટાંકીઓના ઓળખ ચિહ્નોની રજૂઆત લંબાઈનો એકમ - કિલોમીટર" ફોટોગ્રાફ ચંદ્રની ભ્રમણકક્ષામાંથી પૃથ્વીનું દૃશ્ય દર્શાવે છે. ટોપ