રશિયનમાં "ઇન્ડક્શન" શબ્દનો અર્થ ઉત્તેજના, માર્ગદર્શન અને કંઈક બનાવવાની પ્રક્રિયાઓ છે. ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં, આ શબ્દનો ઉપયોગ બે સદીઓથી વધુ સમયથી કરવામાં આવે છે.

1821માં વિદ્યુત પ્રવાહ સાથેના વાહકની પાસે ચુંબકીય સોયના વિચલનો પર ડેનિશ વૈજ્ઞાનિક ઓર્સ્ટેડના પ્રયોગોનું વર્ણન કરતા પ્રકાશનોથી પરિચિત થયા પછી, માઈકલ ફેરાડેએ પોતાને આ કાર્ય સેટ કર્યું: મેગ્નેટિઝમને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરો.

10 વર્ષના સંશોધન બાદ તેમણે મૂળભૂત કાયદો ઘડ્યો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન, તે સમજાવીને કોઈપણ બંધ લૂપની અંદર ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ પ્રેરિત થાય છે. તેનું મૂલ્ય વિચારણા હેઠળના સર્કિટમાં પ્રવેશતા ચુંબકીય પ્રવાહના ફેરફારના દર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, પરંતુ માઇનસ ચિહ્ન સાથે લેવામાં આવે છે.

અંતર પર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોનું પ્રસારણ

વૈજ્ઞાનિકના મગજ પર જે પ્રથમ અનુમાન લગાવવામાં આવ્યું હતું તે વ્યવહારિક સફળતા સાથે તાજ પહેરાવવામાં આવ્યું ન હતું.

તેણે બે બંધ કંડક્ટરને બાજુમાં મૂક્યા. એકની નજીક, મેં વર્તમાન પસાર કરવાના સૂચક તરીકે ચુંબકીય સોય સ્થાપિત કરી, અને બીજા વાયરને તે સમયના શક્તિશાળી ગેલ્વેનિક સ્ત્રોતમાંથી આવેગ પ્રાપ્ત થયો: વોલ્ટેઇક સ્તંભ.

સંશોધકે ધાર્યું હતું કે પ્રથમ સર્કિટમાં વર્તમાન પલ્સ સાથે, તેમાં બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર બીજા વાહકમાં પ્રવાહ પ્રેરિત કરશે, જે ચુંબકીય સોયને વિચલિત કરશે. પરંતુ પરિણામ નકારાત્મક હોવાનું બહાર આવ્યું - સૂચક કામ કરતું નથી. અથવા તેના બદલે, તેની પાસે સંવેદનશીલતાનો અભાવ હતો.

વૈજ્ઞાનિકના મગજે દૂરથી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના નિર્માણ અને પ્રસારણની આગાહી કરી હતી, જેનો ઉપયોગ હવે રેડિયો બ્રોડકાસ્ટિંગ, ટેલિવિઝન, વાયરલેસ કંટ્રોલ, વાઇ-ફાઇ ટેક્નોલોજી અને સમાન ઉપકરણોમાં થાય છે. તે સમયના માપન ઉપકરણોના અપૂર્ણ તત્વ આધાર દ્વારા તેને ખાલી કરવામાં આવ્યો હતો.

વીજળી ઉત્પાદન

પછી ખરાબ અનુભવમાઈકલ ફેરાડેએ પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિઓમાં ફેરફાર કર્યો.

પ્રયોગ માટે, ફેરાડેએ બંધ સર્કિટ સાથે બે કોઇલનો ઉપયોગ કર્યો. તેણે સ્ત્રોતમાંથી પ્રથમ સર્કિટમાં વિદ્યુત પ્રવાહ પૂરો પાડ્યો, અને બીજામાં EMF ના દેખાવનું અવલોકન કર્યું. વિન્ડિંગ નંબર 1 ના વળાંકોમાંથી પસાર થતા પ્રવાહે કોઇલની આસપાસ કરંટ બનાવ્યો ચુંબકીય પ્રવાહ, વિન્ડિંગ નંબર 2 ને ઘૂસીને અને તેમાં ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ પેદા કરે છે.

ફેરાડે પ્રયોગ દરમિયાન:

• જ્યારે કોઇલ સ્થિર હોય ત્યારે પલ્સ સાથે સર્કિટમાં વોલ્ટેજનો પુરવઠો ચાલુ કર્યો;
• જ્યારે વર્તમાન લાગુ કરવામાં આવ્યો હતો, ત્યારે તેણે ઉપલા કોઇલને નીચલા કોઇલમાં દાખલ કર્યા હતા;
• નિશ્ચિત વિન્ડિંગ નંબર 1 કાયમ માટે અને તેમાં વિન્ડિંગ નંબર 2 દાખલ કરો;
• એકબીજાની તુલનામાં કોઇલની હિલચાલની ગતિ બદલી.

આ તમામ કેસોમાં તેણે અભિવ્યક્તિનું અવલોકન કર્યું પ્રેરિત emfબીજા કોઇલમાં. અને પસાર થાય ત્યારે જ ડીસીવિન્ડિંગ નંબર 1 અને નિશ્ચિત કોઇલ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ ઇન્ડક્શન ન હતું.

વૈજ્ઞાનિકે તે નક્કી કર્યું બીજા કોઇલમાં પ્રેરિત EMF ચુંબકીય પ્રવાહ બદલાતી ઝડપ પર આધાર રાખે છે. તે તેના કદના પ્રમાણમાં છે.

જ્યારે બંધ વળાંક પસાર થાય છે ત્યારે સમાન પેટર્ન સંપૂર્ણપણે પ્રગટ થાય છે, EMF ના પ્રભાવ હેઠળ, વાયરમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ રચાય છે.

બંધ સર્કિટ દ્વારા બનાવેલ સર્કિટ Sk માં વિચારણા હેઠળના કિસ્સામાં ચુંબકીય પ્રવાહ બદલાય છે.

આ રીતે, ફેરાડે દ્વારા બનાવેલ વિકાસને કારણે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરતી વર્તમાન-વાહક ફ્રેમ મૂકવાનું શક્ય બન્યું.

તે પછી તેમાંથી બનાવવામાં આવ્યું હતું મોટી માત્રામાંવળાંક, રોટેશન બેરિંગ્સમાં સુરક્ષિત. સ્લિપ રિંગ્સ અને તેમની સાથે સ્લાઇડિંગ પીંછીઓ વિન્ડિંગના છેડે ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવી હતી, અને હાઉસિંગ પરના ટર્મિનલ્સ દ્વારા લોડ જોડાયેલ હતો. પરિણામ એ આધુનિક વૈકલ્પિક વર્તમાન જનરેટર છે.

તેના વધુ સરળ ડિઝાઇનજ્યારે વિન્ડિંગને સ્થિર આવાસ પર ઠીક કરવામાં આવ્યું ત્યારે બનાવવામાં આવ્યું હતું, અને ચુંબકીય સિસ્ટમ ફેરવવાનું શરૂ કર્યું હતું. આ કિસ્સામાં, કરંટને કારણે કરંટ ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિ કોઈપણ રીતે ખલેલ પહોંચાડી ન હતી.

ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સનું સંચાલન સિદ્ધાંત

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનો કાયદો, જેની સ્થાપના માઇકલ ફેરાડે દ્વારા કરવામાં આવી હતી, તેને બનાવવાનું શક્ય બન્યું વિવિધ ડિઝાઇનઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ. તેમની પાસે જનરેટર જેવું જ ઉપકરણ છે: એક જંગમ રોટર અને સ્ટેટર, જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રો ફરતા હોવાને કારણે એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.

વીજળી પરિવર્તન

માઈકલ ફેરાડે જ્યારે નજીકની કોઇલમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર બદલાય છે ત્યારે નજીકના વિન્ડિંગમાં પ્રેરિત ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ અને પ્રેરિત પ્રવાહની ઘટના નક્કી કરી હતી.

જ્યારે સ્વીચ સર્કિટ કોઇલ 1 માં સ્વિચ કરવામાં આવે છે અને વિન્ડિંગ 3 પર જનરેટરના સંચાલન દરમિયાન હંમેશા હાજર હોય છે ત્યારે નજીકના વિન્ડિંગની અંદરનો પ્રવાહ પ્રેરિત થાય છે.

તમામ આધુનિક ટ્રાન્સફોર્મર ઉપકરણોનું સંચાલન આ ગુણધર્મ પર આધારિત છે, જેને મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્શન કહેવાય છે.

ચુંબકીય પ્રવાહના માર્ગને સુધારવા માટે, તેમના ઇન્સ્યુલેટેડ વિન્ડિંગ્સ સામાન્ય કોર પર મૂકવામાં આવે છે જેમાં ન્યૂનતમ ચુંબકીય પ્રતિકાર હોય છે. તે સ્ટીલના વિશિષ્ટ ગ્રેડમાંથી બનાવવામાં આવે છે અને વિભાગોના સ્વરૂપમાં સ્ટેક કરેલી પાતળી શીટ્સ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. ચોક્કસ આકાર, ચુંબકીય સર્કિટ કહેવાય છે.

ટ્રાન્સફોર્મર્સ મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્શન દ્વારા AC ઊર્જાનું પ્રસારણ કરે છે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રએક વિન્ડિંગથી બીજા વિન્ડિંગમાં જેથી તે જ સમયે તેના ઇનપુટ અને આઉટપુટ ટર્મિનલ્સ પર વોલ્ટેજમાં ફેરફાર, રૂપાંતર થાય.

વિન્ડિંગ્સમાં વળાંકની સંખ્યાનો ગુણોત્તર નક્કી કરે છે પરિવર્તન ગુણોત્તર, અને વાયરની જાડાઈ, ડિઝાઇન અને મૂળ સામગ્રીની માત્રા - પ્રસારિત શક્તિની માત્રા, ઓપરેટિંગ વર્તમાન.

ઇન્ડક્ટર્સની કામગીરી

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનું અભિવ્યક્તિ કોઇલમાં વહેતા પ્રવાહની તીવ્રતામાં ફેરફાર દરમિયાન જોવા મળે છે. આ પ્રક્રિયાને સ્વ-ઇન્ડક્શન કહેવામાં આવે છે.

જ્યારે તમે નીચેની રેખાકૃતિમાં સ્વીચ ચાલુ કરો છો પ્રેરિત વર્તમાનસર્કિટમાં ઓપરેટિંગ વર્તમાનમાં રેખીય વધારાની પ્રકૃતિને સુધારે છે, જેમ કે શટડાઉન દરમિયાન.

જ્યારે વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ, સ્થિર વોલ્ટેજને બદલે, કોઇલમાં વાહકના ઘા પર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે પ્રેરક પ્રતિક્રિયા દ્વારા ઘટાડાયેલ વર્તમાન મૂલ્ય તેમાંથી વહે છે. સ્વ-ઇન્ડક્શન ઊર્જાનો તબક્કો લાગુ કરેલ વોલ્ટેજની તુલનામાં વર્તમાનને શિફ્ટ કરે છે.

આ ઘટનાનો ઉપયોગ ચોકમાં થાય છે, જે સાધનોની ચોક્કસ ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ થતા મોટા પ્રવાહોને ઘટાડવા માટે રચાયેલ છે. આવા ઉપકરણોનો ઉપયોગ ખાસ કરીને થાય છે.

ઇન્ડક્ટર પર ચુંબકીય સર્કિટની ડિઝાઇન સુવિધા એ પ્લેટોનો કટ છે, જે હવાના અંતરની રચનાને કારણે ચુંબકીય પ્રવાહના ચુંબકીય પ્રતિકારને વધુ વધારવા માટે બનાવવામાં આવે છે.

ચુંબકીય સર્કિટની વિભાજીત અને એડજસ્ટેબલ સ્થિતિ સાથેના ચોકનો ઉપયોગ ઘણા રેડિયો એન્જિનિયરિંગ અને ઇલેક્ટ્રિકલ ઉપકરણોમાં થાય છે. ઘણી વાર તેઓ વેલ્ડીંગ ટ્રાન્સફોર્મર્સની ડિઝાઇનમાં મળી શકે છે. તેઓ કદ ઘટાડે છે ઇલેક્ટ્રિક ચાપઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા શ્રેષ્ઠ મૂલ્ય સુધી પસાર થાય છે.

ઇન્ડક્શન ભઠ્ઠીઓ

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની ઘટના ફક્ત વાયર અને વિન્ડિંગ્સમાં જ નહીં, પણ કોઈપણ મોટા ધાતુની વસ્તુઓની અંદર પણ દેખાય છે. તેમાં પ્રેરિત પ્રવાહોને સામાન્ય રીતે એડી કરંટ કહેવામાં આવે છે. જ્યારે ટ્રાન્સફોર્મર્સ અને ચોક્સ કામ કરે છે, ત્યારે તેઓ ચુંબકીય કોર અને સમગ્ર માળખાને ગરમ કરે છે.

આ ઘટનાને રોકવા માટે, કોરો પાતળી ધાતુની શીટ્સથી બનેલા હોય છે અને વાર્નિશના સ્તર સાથે એકબીજા વચ્ચે ઇન્સ્યુલેટેડ હોય છે જે પ્રેરિત પ્રવાહોને પસાર થતા અટકાવે છે.

હીટિંગ સ્ટ્રક્ચર્સમાં એડી કરંટમર્યાદિત કરશો નહીં, પરંતુ તેમના માર્ગ માટે સૌથી અનુકૂળ પરિસ્થિતિઓ બનાવો. માં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનઉચ્ચ તાપમાન બનાવવા માટે.

વિદ્યુત માપન ઉપકરણો

ઇન્ડક્શન ઉપકરણોનો એક મોટો વર્ગ ઉર્જા ક્ષેત્રમાં કાર્ય કરવાનું ચાલુ રાખે છે. ફરતી એલ્યુમિનિયમ ડિસ્ક સાથે ઇલેક્ટ્રિક મીટર, પાવર રિલે જેવી ડિઝાઇનમાં, શામક સિસ્ટમોનિર્દેશક માપન સાધનો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે.

ગેસ ચુંબકીય જનરેટર

જો, બંધ ફ્રેમને બદલે, વાહક ગેસ, પ્રવાહી અથવા પ્લાઝ્માને ચુંબકના ક્ષેત્રમાં ખસેડવામાં આવે છે, તો બળની ચુંબકીય રેખાઓના પ્રભાવ હેઠળ વીજળીના ચાર્જ સખત રીતે નિર્ધારિત દિશામાં વિચલિત થવાનું શરૂ કરશે, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની રચના કરશે. . માઉન્ટ થયેલ ઇલેક્ટ્રોડ સંપર્ક પ્લેટો પરનું તેનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ પ્રેરિત કરે છે. તેની ક્રિયા હેઠળ, એમએચડી જનરેટર સાથે જોડાયેલા સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ બનાવવામાં આવે છે.

આ રીતે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનો કાયદો MHD જનરેટરમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે.

રોટર જેવા કોઈ જટિલ ફરતા ભાગો નથી. આ ડિઝાઇનને સરળ બનાવે છે, તમને કાર્યકારી વાતાવરણના તાપમાનમાં નોંધપાત્ર વધારો કરવાની મંજૂરી આપે છે, અને તે જ સમયે, વીજ ઉત્પાદનની કાર્યક્ષમતા. MHD જનરેટર બેકઅપ અથવા કટોકટી સ્ત્રોત તરીકે કામ કરે છે જે ટૂંકા ગાળામાં વીજળીનો નોંધપાત્ર પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ છે.

આમ, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનો કાયદો, જે એક સમયે માઇકલ ફેરાડે દ્વારા સાબિત થયો હતો, તે આજે પણ સુસંગત રહે છે.

મેગ્નેટિઝમ એ એક અદ્રશ્ય બળ છે જે લોખંડ અને સ્ટીલને આકર્ષે છે અથવા ભગાડે છે. જે પદાર્થો આ બળ બનાવે છે તેને ચુંબક કહેવામાં આવે છે, અને તેમની આસપાસનો વિસ્તાર જ્યાં બળ કાર્ય કરે છે તેને કહેવામાં આવે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર . વાયરમાંથી પસાર થતાં, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ (લેખ ““ વાંચો) ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે. આ ઘટના કહેવામાં આવે છે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ. તેની સાથે તમે બનાવી શકો છો શક્તિશાળી ચુંબક- ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ અને ગતિમાં વસ્તુઓ સેટ કરવા માટે વર્તમાનનો ઉપયોગ કરો. ચુંબકના ઉત્તર ધ્રુવો, દક્ષિણ ધ્રુવોની જેમ, એકબીજાને ભગાડે છે. એક ચુંબકનો ઉત્તર ધ્રુવ બીજાના દક્ષિણ ધ્રુવ તરફ આકર્ષાય છે. હોકાયંત્રની સોય એક ચુંબક છે. તેણી ઉત્તર તરફ નિર્દેશ કરે છે ચુંબકીય ધ્રુવ.

મેગ્નેટિઝમ

"મેગ્નેટિઝમ" શબ્દ તુર્કીમાં એક સ્થળના નામ પરથી આવ્યો છે. મેગ્નેશિયાના પ્રદેશમાં, 2000 થી વધુ વર્ષ પહેલાં, પ્રાચીન ગ્રીકોએ લઘુચિત્ર શોધ્યું હતું, જે આકર્ષે છે. આ ખનિજ વિવિધ હતી આયર્ન ઓરઅને નામ આપવામાં આવ્યું હતું મેગ્નેટાઇટ. દોરડા પર લટકાવાયેલો મેગ્નેટાઈટનો ટુકડો ઉત્તર-દક્ષિણ સ્થિતિ લેવાનો પ્રયાસ કરીને ફરે છે. ચુંબકના વિસ્તૃત ટુકડા - ચુંબકીય આયર્ન ઓર- એક સમયે હોકાયંત્રની સોય તરીકે ઉપયોગ થતો હતો. સામાન્ય રીતે ચુંબક હોય છે મેટલ બોડી, જેમ કે આયર્ન અથવા સ્ટીલ, જે ચુંબકીય ગુણધર્મો ધરાવે છે અને મેગ્નેટાઇટની જેમ વર્તે છે. ચુંબકમાં બે ધ્રુવો હોય છે - દક્ષિણ અને ઉત્તર.

ચુંબકીય કરી શકાય તેવી ધાતુઓ કહેવાય છે ફેરોમેગ્નેટ. "સોફ્ટ" ફેરોમેગ્નેટ, જેમ કે આયર્ન, સરળતાથી તેમના ચુંબકીય ગુણધર્મો ગુમાવે છે. સ્ટીલ એ "હાર્ડ" ફેરોમેગ્નેટ છે; તે લાંબા સમય સુધી ચુંબકત્વ જાળવી રાખે છે. આ ચુંબકત્વ કહેવાય છે પ્રેરિત. જો તમે તેને ચુંબક પર ઘણી વખત પસાર કરો છો તો સ્ટીલની સોય ચુંબકીય બને છે. IN ચુંબકીય પદાર્થોસમાયેલ ખાસ જૂથોઅણુઓ - ડોમેન્સ, એટલે કે. નાના ચુંબક. જો બધા ડોમેન્સ એક જ દિશામાં નિર્દેશ કરે તો મેટલ ચુંબકીય થાય છે. જો કે, જ્યારે ગરમ થાય છે અથવા અસર થાય છે, ત્યારે ડોમેન્સની દિશા અવ્યવસ્થિત રીતે બદલાય છે. જ્યારે ફેરોમેગ્નેટ બિન-ચુંબકીય સ્થિતિમાં હોય છે, ત્યારે તેમાંના ડોમેન્સ અવ્યવસ્થિત રીતે નિર્દેશિત થાય છે. જ્યારે ચુંબકીકરણ થાય છે, ત્યારે ડોમેન્સ ગોઠવવામાં આવે છે જેથી તેમના સમાન ધ્રુવો સમાન દિશામાં નિર્દેશિત થાય.

ચુંબકીય ક્ષેત્ર એ ચુંબકની આસપાસનો વિસ્તાર છે જેમાં ચુંબકીય દળો(લેખ "" માં વધુ વિગતો). તેમની તીવ્રતા અને દિશા ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓનો ઉપયોગ કરીને બતાવી શકાય છે. પૃથ્વી પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર પણ છે. પૃથ્વીના તેની ધરી પર પરિભ્રમણને કારણે, બાહ્ય કોરમાં રહેલી પીગળેલી ધાતુ ધીમે ધીમે વહે છે અને પૃથ્વીનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે. ટર્ન સહિતના ઘણા પક્ષીઓ ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓ સાથે તેમની ઉડાન દરમિયાન પોતાની જાતને દિશામાન કરે છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ

વાયરમાંથી પસાર થતો ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે. આ ઘટના કહેવામાં આવે છે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ. જ્યારે કરંટ પસાર થાય છે ત્યારે આયર્ન કોરની આસપાસનો વાયર ચુંબકીય પટ્ટીની જેમ વર્તે છે. આ કિસ્સામાં વાયર કહેવામાં આવે છે સોલેનોઇડ. ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓની દિશા વાયરમાં પ્રવાહની દિશા પર આધારિત છે. જો વર્તમાન ઘડિયાળની દિશામાં વહે છે, તો આપણે દક્ષિણ ધ્રુવમાંથી જોઈ રહ્યા છીએ. જો, જ્યારે છેડેથી જોવામાં આવે, તો વર્તમાન ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં વહે છે, તો આ ઉત્તર ધ્રુવ છે. તમે લેખમાં વધુ વાંચી શકો છો:. સોલેનોઇડનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટમાં થાય છે. તેના ચુંબકીય ક્ષેત્રને વર્તમાનને નિયંત્રિત કરીને ચાલુ અને બંધ કરી શકાય છે. સોલેનોઇડ્સનો ઉપયોગ માઇક્રોફોન અને લાઉડસ્પીકરમાં પણ થાય છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ એ ચુંબક છે જે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનો ઉપયોગ કરીને ચાલુ અને બંધ કરી શકાય છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ બનાવવા માટે, તમારે લોખંડના કોરની આસપાસ વાયર - સોલેનોઇડ - લપેટી લેવાની જરૂર છે. આયર્ન એ સોફ્ટ ફેરોમેગ્નેટ છે, એટલે કે. જ્યારે વર્તમાન અદૃશ્ય થઈ જાય છે ત્યારે તે તેના ચુંબકીય ગુણધર્મો ગુમાવે છે. રિલે સ્વીચો અને ઇલેક્ટ્રિક બેલનું સંચાલન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ પર આધારિત છે. પ્રોજેક્ટમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનો ઉપયોગ થાય છે હાઇ સ્પીડ ટ્રેન- તેઓ કારની રેલ અને બોટમ્સ પર સ્થાપિત થયેલ છે. તેમના ધ્રુવો એકબીજાને ભગાડે છે, અને ટ્રેન રેલની ઉપર અટકી જાય છે. ઘટે છે અને ટ્રેનની ઝડપ વધે છે.

ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમનો ઉપયોગ કરીને, ઇલેક્ટ્રિક મોટર વિદ્યુત ઊર્જાને ગતિમાં રૂપાંતરિત કરે છે. સાદી ઇલેક્ટ્રિક મોટરમાં ફ્લેટ વાયર સર્કિટ હોય છે - એક રોટર - બે ચુંબક વચ્ચે મૂકવામાં આવે છે. જ્યારે વર્તમાન રોટરમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે રોટરના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રના દળો અને ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્રો રોટરને ફેરવવાનું કારણ બને છે. જ્યારે રોટર ઊભી સ્થિતિ લે છે, ત્યારે કલેક્ટર વર્તમાનની દિશા બદલી નાખે છે, જે ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશાને વિપરીત તરફ દોરી જાય છે, અને તેથી રોટર પર કામ કરતું બળ. રોટર ફરી વળે છે. જ્યારે રોટર બનાવે છે સંપૂર્ણ વળાંક, ચક્ર ફરી શરૂ થાય છે. ઇલેક્ટ્રિક મોટરનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે વિવિધ કાર, વોશિંગ મશીન અને હેર ડ્રાયરથી લઈને ટોય કાર અને ટ્રેનો. નાના ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સનો ઉપયોગ માઇક્રોસર્જરીમાં થાય છે અને અવકાશ ટેકનોલોજી. આ રીતે શક્તિશાળી ઇલેક્ટ્રિક મોટર ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે - 0.8 મીમી (ડાબે) ના વ્યાસ સાથે તોશિબા માઇક્રોમોટર. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ સતત ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે. રોટર ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરે છે.

વીજળી ઉત્પાદન

અંગ્રેજ ભૌતિકશાસ્ત્રી માઈકલ ફેરાડે (1791 - 1867) એ શોધ્યું કે જ્યારે વાહક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં આગળ વધે છે, ત્યારે વાહકમાં કરંટ ઉત્પન્ન થાય છે. ફેરાડેએ ચુંબકની નજીક ડિસ્કને ફેરવીને પ્રવાહનો દેખાવ શોધી કાઢ્યો. આવા ઉપકરણને ડિસ્ક જનરેટર કહેવામાં આવે છે. જનરેટર, અથવા ડાયનેમો, એક ઉપકરણ છે જે ઊર્જાને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે. તેના ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત ઇલેક્ટ્રિક મોટરના સંચાલનના સિદ્ધાંતની વિરુદ્ધ છે.

પાવર પ્લાન્ટ્સમાં, ગતિની ઊર્જા વરાળ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે જે ટર્બાઇનને ફેરવે છે. ટર્બાઇન જનરેટર સળિયાને ફેરવે છે, જેમાં વાયર લૂપ્સ બે ચુંબક વચ્ચે ફરે છે. પરિણામે, એક પ્રવાહ દેખાય છે જે દરેક અડધા વળાંક પછી દિશા બદલે છે. આ પ્રવાહ કહેવાય છે ચલો.

ના લેખનો અનુવાદhttp://www.coilgun.eclipse.co.uk/દ્વારા રોમન.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમની મૂળભૂત બાબતો

આ વિભાગમાં, અમે સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સિદ્ધાંતો જોઈશું જેનો વ્યાપકપણે એન્જિનિયરિંગમાં ઉપયોગ થાય છે. આવા જટિલ વિષયનો આ ખૂબ જ ટૂંકો પરિચય છે. તમારે તમારી જાતને શોધવાની જરૂર છે સારું પુસ્તકજો તમે આ વિભાગને વધુ સારી રીતે સમજવા માંગતા હોવ તો મેગ્નેટિઝમ અને ઈલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ પર. તમે આમાંના મોટા ભાગના ખ્યાલો Fizzics Fizzle (http://library.thinkquest.org/16600/advanced/electricityandmagnetism.shtml) માં વિગતવાર સમજાવેલા પણ શોધી શકો છો.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રોઅનેતાકાત

અમે એક ખાસ કેસ ધ્યાનમાં લેતા પહેલા -કોઇલગન -આહ, આપણે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રો અને દળોની મૂળભૂત બાબતોથી સંક્ષિપ્તમાં પોતાને પરિચિત કરવાની જરૂર છે. જ્યારે પણ મૂવિંગ ચાર્જ હોય ​​છે, ત્યારે તેની સાથે સંબંધિત ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોય છે. તે વાહકમાં પ્રવાહ, તેની ભ્રમણકક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોનનું પરિભ્રમણ, પ્લાઝ્મા પ્રવાહ વગેરેને કારણે ઉદ્ભવી શકે છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમને સમજવામાં સરળ બનાવવા માટે, અમે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ધ્રુવોની વિભાવનાનો ઉપયોગ કરીએ છીએ. વિભેદક વેક્ટર સમીકરણો, જે આ ક્ષેત્રનું વર્ણન કરે છે, વિકસાવવામાં આવ્યા છેજેમ્સ ક્લાર્ક મેક્સવેલ.

1. માપન પ્રણાલીઓ

ફક્ત જીવનને વધુ મુશ્કેલ બનાવવા માટે, ત્યાં ત્રણ માપન પ્રણાલીઓ છે જેનો લોકપ્રિય રીતે ઉપયોગ થાય છે. તેઓ કહેવાય છેસોમરફિલ્ડ, કેનેલી અને ગૌસીયન . દરેક સિસ્ટમમાં ઘણી સમાન વસ્તુઓ માટે અલગ અલગ તત્વો (નામો) હોવાથી, તે ગૂંચવણમાં મૂકે છે. હું ઉપયોગ કરીશસોમરફિલ્ડ નીચે દર્શાવેલ સિસ્ટમ:

કોષ્ટક 1. સોમરફિલ્ડ માપન સિસ્ટમ

2. કાયદોબાયો- સાવરા

બાયો-સાવર્ટ કાયદાનો ઉપયોગ કરીને, તમે પ્રારંભિક પ્રવાહ દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર નક્કી કરી શકો છો .

ફિગ 2.1

જ્યાં એચ અંતરે ક્ષેત્ર ઘટકઆર , વર્તમાન દ્વારા બનાવેલ i , લંબાઈના વાહકના પ્રાથમિક વિભાગમાં વહે છે l . u એકમ વેક્ટરથી રેડિયલી નિર્દેશિત l .

અમે આ નિયમનો ઉપયોગ કરીને કેટલાક પ્રાથમિક પ્રવાહોના સંયોજન દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર નક્કી કરી શકીએ છીએ. અનંત લાંબા વાહકને ધ્યાનમાં લો કે જેના દ્વારા પ્રવાહ વહે છે i . અમે કંડક્ટરથી કોઈપણ અંતરે ક્ષેત્ર માટે મૂળભૂત ઉકેલ મેળવવા માટે બાયોટ-સાવર્ટના કાયદાનો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએ. હું આ ઉકેલ અહીં નહીં આપીશ; ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ પરનું કોઈપણ પુસ્તક આ વિગતવાર બતાવશે. મૂળભૂત ઉકેલ:

ફિગ 2.2

વર્તમાન-વહન વાહકના સંબંધમાં ક્ષેત્ર ચક્રીય અને કેન્દ્રિત છે.

(દિશા ચુંબકીય રેખાઓ(વેક્ટર એચ, બી) જીમલેટ (કોર્કસ્ક્રુ) નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. જો આગળની ગતિજીમલેટ કંડક્ટરમાં પ્રવાહની દિશાને અનુરૂપ છે, પછી હેન્ડલની રોટેશનલ દિશા વેક્ટર્સની દિશા સૂચવે છે.)

અન્ય કેસ કે જેમાં વિશ્લેષણાત્મક ઉકેલ છે તે વર્તમાન સાથે કોઇલનું અક્ષીય ક્ષેત્ર છે. જ્યારે આપણે અક્ષીય ક્ષેત્ર માટે વિશ્લેષણાત્મક ઉકેલ મેળવી શકીએ છીએ, આ સમગ્ર ક્ષેત્ર માટે કરી શકાતું નથી. કેટલાકમાં ક્ષેત્ર શોધવા માટે મનસ્વી બિંદુઆપણે જટિલ અભિન્ન સમીકરણોને ઉકેલવાની જરૂર છે, જે ડિજિટલ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને શ્રેષ્ઠ રીતે કરવામાં આવે છે.

3. એમ્પીયરનો કાયદો

આ ચુંબકીય ક્ષેત્ર નક્કી કરવા માટેની વૈકલ્પિક પદ્ધતિ છે, જે વાહકના જૂથનો ઉપયોગ કરે છે જે વર્તમાનનું સંચાલન કરે છે. કાયદો આ રીતે લખી શકાય છે:

જ્યાં એન વર્તમાન-વહન વાહક નંબરહું અને l રેખીય વેક્ટર. એકીકરણ વર્તમાન વહન વાહકની આસપાસ બંધ રેખા બનાવવી જોઈએ. વિદ્યુતપ્રવાહ વહન કરતા અનંત વાહકને ધ્યાનમાં લેતા, અમે નીચે બતાવ્યા પ્રમાણે એમ્પીયરનો નિયમ ફરીથી લાગુ કરી શકીએ છીએ:

ફિગ 3.1

આપણે જાણીએ છીએ કે ક્ષેત્ર વર્તમાન-વહન વાહકની આસપાસ ચક્રીય અને કેન્દ્રિત છે, તેથીએચઅંતરે રીંગ (કરંટ વહન કરતા વાહકની આસપાસ) સાથે સંકલિત કરી શકાય છે r, જે આપણને આપે છે:

એકીકરણ ખૂબ જ સરળ છે અને દર્શાવે છે કે કેવી રીતે એમ્પીયરનો કાયદો મેળવવા માટે લાગુ કરી શકાય છે ઝડપી ઉકેલકેટલાક કિસ્સાઓમાં (રૂપરેખાંકનો). આ કાયદો લાગુ કરી શકાય તે પહેલાં ક્ષેત્રની રચનાનું જ્ઞાન જરૂરી છે.

(ગોળાકાર ક્ષેત્રની મધ્યમાં ક્ષેત્ર (ટેન્શન) (કરંટ સાથે કોઇલ))

4. સોલેનોઇડ ક્ષેત્ર

જ્યારે ચાર્જ કોઇલમાં ફરે છે, ત્યારે તે ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે, જેની દિશા નિયમનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરી શકાય છે. જમણો હાથ(તમારો જમણો હાથ લો, તમારી આંગળીઓને પ્રવાહની દિશામાં વાળો, વાળો અંગૂઠો, તમારા અંગૂઠા દ્વારા નિર્દેશિત દિશા તમારા કોઇલના ચુંબકીય ઉત્તર તરફ નિર્દેશ કરે છે). ચુંબકીય પ્રવાહ માટેનું સંમેલન કહે છે કે ચુંબકીય પ્રવાહ અહીંથી શરૂ થાય છે ઉત્તર ધ્રુવઅને દક્ષિણમાં સમાપ્ત થાય છે. (પ્રવાહની દિશા માટેના સંમેલનમાં પ્રવાહ છે ઉભરતાઉત્તર ધ્રુવ પરથી અને સમાપ્ત દક્ષિણ ધ્રુવ પર ). ક્ષેત્ર અને ચુંબકીય પ્રવાહ રેખાઓ કોઇલની આસપાસ બંધ વળે છે. યાદ રાખો કે આ રેખાઓ વાસ્તવમાં અસ્તિત્વમાં નથી, તેઓ માત્ર બિંદુઓને જોડે છે. સમાન મૂલ્ય. આ નકશા પરના રૂપરેખાની થોડી યાદ અપાવે છે, જ્યાં રેખાઓ સમાન ઊંચાઈના બિંદુઓ દર્શાવે છે. આ રૂપરેખાઓ વચ્ચે જમીનની ઊંચાઈ સતત બદલાતી રહે છે. ઉપરાંત ક્ષેત્ર અને ચુંબકીય પ્રવાહ સતત છે (પરિવર્તન જરૂરી નથી કે તે સરળ હોય - અભેદ્યતામાં એક અલગ ફેરફાર ક્ષેત્રના મૂલ્યમાં અચાનક ફેરફારનું કારણ બને છે, જે નકશા પરના ખડકોની જેમ છે).

ફિગ 4.1

જો સોલેનોઈડ લાંબો અને પાતળો હોય, તો સોલેનોઈડની અંદરનું ક્ષેત્ર લગભગ સમાન ગણી શકાય.

5. ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રી

કદાચ સૌથી જાણીતી ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રી લોખંડ છે, પરંતુ કોબાલ્ટ અને નિકલ જેવા અન્ય તત્વો તેમજ સિલિકોન સ્ટીલ જેવા અસંખ્ય એલોય છે. દરેક સામગ્રીની એક વિશિષ્ટ મિલકત હોય છે જે તેને તેની એપ્લિકેશન માટે યોગ્ય બનાવે છે. તેથીલોહચુંબકીય સામગ્રીનો અમારો અર્થ શું છે? તે સરળ છે, લોહચુંબકીય સામગ્રી ચુંબક તરફ આકર્ષાય છે. આ સાચું હોવા છતાં, તે ભાગ્યે જ ઉપયોગી વ્યાખ્યા છે, અને તે અમને જણાવતું નથી કે આકર્ષણ શા માટે થાય છે. સામગ્રીના ચુંબકત્વનો વિગતવાર સિદ્ધાંત ખૂબ જ છે જટિલ વિષય, જેમાં ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સનો સમાવેશ થાય છે, તેથી અમે એક સરળ વૈચારિક વર્ણનને વળગી રહીશું. જેમ તમે જાણો છો, ચાર્જનો પ્રવાહ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે, તેથી જ્યારે આપણે ચાર્જની ગતિ શોધીએ છીએ, ત્યારે આપણે સંકળાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રની અપેક્ષા રાખવી જોઈએ. લોહચુંબકીય સામગ્રીમાં, ઇલેક્ટ્રોન ભ્રમણકક્ષાઓ એવી રીતે વિતરિત કરવામાં આવે છે કે એક નાનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવવામાં આવે છે. આનો અર્થ એ થાય છે કે સામગ્રીમાં ઘણા નાના વર્તમાન-વહન કોઇલ હોય છે જેનું પોતાનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોય છે. સામાન્ય રીતે, એક દિશામાં લક્ષી વળાંકને ડોમેન્સ તરીકે ઓળખાતા નાના જૂથોમાં જૂથબદ્ધ કરવામાં આવે છે. ડોમેન્સ સામગ્રીમાં કોઈપણ દિશામાં નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે, તેથી સામગ્રીમાં કોઈ ચોખ્ખું ચુંબકીય ક્ષેત્ર નથી (પરિણામી ક્ષેત્ર શૂન્ય છે). જો કે, જો આપણે કોઇલ અથવા કાયમી ચુંબકમાંથી ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રી પર બાહ્ય ક્ષેત્ર લાગુ કરીએ, તો પ્રવાહો સાથેની કોઇલ આ ક્ષેત્રની દિશામાં વળશે.(જો કે જો આપણે કોઇલ અથવા કાયમી ચુંબકમાંથી ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રી પર બાહ્ય ક્ષેત્ર લાગુ કરીએ, તો વર્તમાન લૂપ્સ આ ક્ષેત્ર સાથે સંરેખિત કરવાનો પ્રયાસ કરે છે - ડોમિઅન્સ જે ઓછા સંરેખિત ડોમેન્સના ખર્ચે ક્ષેત્ર "વધવા" સાથે સૌથી વધુ સંરેખિત હોય છે. ).જ્યારે આવું થાય છે, પરિણામ ચુંબકીકરણ અને સામગ્રી અને ચુંબક/કોઇલ વચ્ચે આકર્ષણ હશે.

6. ચુંબકીયઇન્ડક્શનઅનેઅભેદ્યતા

ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઉત્પાદનમાં સંકળાયેલ ચુંબકીય પ્રવાહ ઘનતા હોય છે, જેને ચુંબકીય ઇન્ડક્શન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. ઇન્ડક્શનબી તે માધ્યમની અભેદ્યતા દ્વારા ક્ષેત્ર સાથે જોડાયેલ છે જેના દ્વારા ક્ષેત્ર પ્રચાર કરે છે.

જ્યાં 0 એ શૂન્યાવકાશમાં અભેદ્યતા છે અનેઆર સંબંધિત અભેદ્યતા. ઇન્ડક્શનટેસ્લા (ટી) માં માપવામાં આવે છે.

(ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા તે જે વાતાવરણમાં થાય છે તેના પર આધાર રાખે છે. આપેલ વાતાવરણમાં અને શૂન્યાવકાશમાં સ્થિત વાયરમાંના ચુંબકીય ક્ષેત્રની તુલના કરીને, તે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું હતું કે, પર્યાવરણના ગુણધર્મો (સામગ્રી) પર આધાર રાખીને, ક્ષેત્ર શૂન્યાવકાશ (પેરામેગ્નેટિક સામગ્રી અથવા વાતાવરણ) કરતાં વધુ મજબૂત છે અથવા તેનાથી વિપરીત, નબળા (ડાયામેગ્નેટિક સામગ્રી અને વાતાવરણ). ચુંબકીય ગુણધર્મોપર્યાવરણો સંપૂર્ણ ચુંબકીય અભેદ્યતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે μ a.

શૂન્યાવકાશની સંપૂર્ણ ચુંબકીય અભેદ્યતાને ચુંબકીય સ્થિરાંક μ 0 કહેવામાં આવે છે. સંપૂર્ણ ચુંબકીય અભેદ્યતા વિવિધ પદાર્થો(મધ્યમ) ની તુલના ચુંબકીય સ્થિરતા (વેક્યુમની ચુંબકીય અભેદ્યતા) સાથે કરવામાં આવે છે.

સાપેક્ષ ચુંબકીય અભેદ્યતા એ અમૂર્ત સંખ્યા છે. ડાયમેગ્નેટિક પદાર્થો માટે μ આર < 1, например для меди μ આર= 0.999995. પેરામેગ્નેટિક પદાર્થો માટે μ આર> 1, ઉદાહરણ તરીકે હવા μ માટે આર= 1.0000031 ટેકનિકલ ગણતરીઓ માટે, ડાયમેગ્નેટિક અને પેરામેગ્નેટિક પદાર્થોની સંબંધિત ચુંબકીય અભેદ્યતા 1 ની બરાબર છે.

ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રીમાં જે વિશિષ્ટ રીતે ભજવે છે મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકાવિદ્યુત ઇજનેરીમાં, સામગ્રીના ગુણધર્મો, ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા, તાપમાન અને પહોંચના મૂલ્યોના આધારે ચુંબકીય અભેદ્યતાના વિવિધ મૂલ્યો હોય છે. હજારો.)

7. ચુંબકીયકરણ

સામગ્રીનું ચુંબકીયકરણ એ તેની ચુંબકીય 'તાકાત'નું માપ છે. ચુંબકીકરણ સામગ્રીમાં સહજ હોઈ શકે છે, જેમ કે કાયમી ચુંબક, અથવા તે તેના કારણે થઈ શકે છે બાહ્ય સ્ત્રોતચુંબકીય ક્ષેત્ર, ઉદાહરણ તરીકે, સોલેનોઇડ. સામગ્રીમાં ચુંબકીય ઇન્ડક્શનને મેગ્નેટાઇઝેશન વેક્ટરના સરવાળા તરીકે વ્યક્ત કરી શકાય છેએમ અને ચુંબકીય ક્ષેત્રએચ .

(અણુમાં ઇલેક્ટ્રોન, બંધ ભ્રમણકક્ષામાં અથવા અણુના ન્યુક્લિયસની આસપાસ પ્રાથમિક રૂપરેખામાં ફરતા, સ્વરૂપ પ્રાથમિક પ્રવાહોઅથવા ચુંબકીય દ્વિધ્રુવો . ચુંબકીય દ્વિધ્રુવને વેક્ટર દ્વારા વર્ગીકૃત કરી શકાય છે - ચુંબકીય ક્ષણદ્વિધ્રુવ અથવા પ્રાથમિક વિદ્યુત પ્રવાહ m , જેનું મૂલ્ય પ્રાથમિક પ્રવાહના ઉત્પાદન જેટલું છે i અને પ્રાથમિક સાઇટ એસ , ફિગ. 8d.0.1, પ્રાથમિક ક્લસ્ટર દ્વારા મર્યાદિત.

ચોખા. 8 ડી.0.1

વેક્ટરm સાઇટ પર કાટખૂણે નિર્દેશિત એસ ; , તેની દિશા જીમલેટ નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. વેક્ટર જથ્થો, વિચારણા હેઠળના શરીરના તમામ પ્રાથમિક પરમાણુ પ્રવાહોની ચુંબકીય ક્ષણોના ભૌમિતિક સરવાળો (દ્રવ્યનું પ્રમાણ) સમાન છે. શરીરની ચુંબકીય ક્ષણ

ચુંબકીય ક્ષણના ગુણોત્તર દ્વારા નિર્ધારિત વેક્ટર જથ્થો એમ ’ વોલ્યુમ માટેવી , સરેરાશ કહેવાય છે શરીર ચુંબકીયકરણઅથવા સરેરાશ ચુંબકીયકરણની તીવ્રતા

જો ફેરોમેગ્નેટ બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ન હોય, તો વ્યક્તિગત ડોમેન્સની ચુંબકીય ક્ષણો ખૂબ જ અલગ રીતે નિર્દેશિત થાય છે, જેથી શરીરની કુલ ચુંબકીય ક્ષણ શૂન્ય થઈ જાય, એટલે કે. ફેરોમેગ્નેટ ચુંબકીય નથી. બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરોમેગ્નેટની રજૂઆતનું કારણ બને છે: 1-બાહ્ય ક્ષેત્રની દિશામાં ચુંબકીય ડોમેન્સનું પરિભ્રમણ - ઓરિએન્ટેશન પ્રક્રિયા; 2-તે ડોમેન્સના કદમાં વધારો જેમની ક્ષણ દિશાઓ ક્ષેત્રની દિશાની નજીક છે, અને વિરુદ્ધ નિર્દેશિત ચુંબકીય ક્ષણોવાળા ડોમેન્સમાં ઘટાડો - ડોમેન સીમાઓના વિસ્થાપનની પ્રક્રિયા. પરિણામે, ફેરોમેગ્નેટ ચુંબકીય બને છે. જો, બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રના વધારા સાથે, બધા સ્વયંભૂ ચુંબકીય ક્ષેત્રો દિશામાં લક્ષી હોય છે. બાહ્ય ક્ષેત્રઅને ડોમેન્સનો વિકાસ અટકે છે, પછી ફેરોમેગ્નેટના અત્યંત ચુંબકીયકરણની સ્થિતિ ઉત્પન્ન થશે, જેને કહેવાય છે ચુંબકીય સંતૃપ્તિ.

ફિલ્ડ સ્ટ્રેન્થ H પર, નોન-ફેરોમેગ્નેટિક માધ્યમમાં ચુંબકીય ઇન્ડક્શન (μ આર= 1) સમાન હશે બી 0 =μ 0 એચ. ફેરોમેગ્નેટિક વાતાવરણમાં, આ ઇન્ડક્શન વધારાના ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શન દ્વારા પૂરક છે બીડી= μ 0 એમ.ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રીમાં પરિણામી ચુંબકીય ઇન્ડક્શન બી= બી 0 + બીડી=μ 0 ( એચ+ એમ).)

8. મેગ્નેટોમોટિવ ફોર્સ (MF)

તે ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ (EMF) સાથે સમાન છે અને તેનો ઉપયોગ ચુંબકીય સર્કિટમાં સર્કિટની જુદી જુદી દિશામાં ચુંબકીય પ્રવાહની ઘનતા નક્કી કરવા માટે થાય છે. એમડીએસએમ્પીયર-ટર્ન અથવા ફક્ત એમ્પીયરમાં માપવામાં આવે છે. ચુંબકીય સર્કિટ પ્રતિકારની સમકક્ષ છે અને તેને ચુંબકીય અનિચ્છા કહેવામાં આવે છે, જેને આ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે

જ્યાં lસાંકળ પાથ લંબાઈ, અભેદ્યતા અનેએક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર.

ચાલો એક સરળ ચુંબકીય સર્કિટ પર એક નજર કરીએ:

ચોખા 8.1

ટોરસની સરેરાશ ત્રિજ્યા છેઆર અને ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તારએ . MMF સાથે કોઇલ દ્વારા જનરેટ થાય છેએન વળાંક જેમાં પ્રવાહ વહે છે i . ચુંબકીય પ્રતિકારની ગણતરી સામગ્રીની અભેદ્યતામાં બિનરેખીયતા દ્વારા જટિલ છે.

જો ચુંબકીય અનિચ્છા નક્કી કરવામાં આવે છે, તો આપણે સર્કિટમાં હાજર ચુંબકીય પ્રવાહની ગણતરી કરી શકીએ છીએ.

9. ડિમેગ્નેટાઇઝિંગ ક્ષેત્રો

જો બાર જેવા આકારના લોહચુંબકીય સામગ્રીનો ટુકડો ચુંબકીય હોય, તો તેના છેડે ધ્રુવો દેખાશે. આ ધ્રુવો એક આંતરિક ક્ષેત્ર બનાવે છે જે સામગ્રીને ડિમેગ્નેટાઇઝ કરવાનો પ્રયાસ કરે છે - તે ચુંબકીયકરણ બનાવે છે તે ક્ષેત્રની વિરુદ્ધ દિશામાં કાર્ય કરે છે. પરિણામે, આંતરિક ક્ષેત્ર બાહ્ય ક્ષેત્ર કરતાં ઘણું નાનું હશે. સામગ્રીનો આકાર ડિમેગ્નેટાઇઝિંગ ક્ષેત્ર પર મોટી અસર કરે છે, લાંબી પાતળી સળિયા (મોટી લંબાઈ/વ્યાસનો ગુણોત્તર) એક વિશાળ આકારની સરખામણીમાં નાનું ડિમેગ્નેટાઇઝિંગ ક્ષેત્ર ધરાવે છે - એક ગોળા જેવા. ભવિષ્યના વિકાસમાંકોઇલગન આનો અર્થ એ છે કે નાની લંબાઈ/વ્યાસના ગુણોત્તર સાથેના અસ્ત્રને ચોક્કસ ચુંબકીકરણ સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરવા માટે મજબૂત બાહ્ય ક્ષેત્રની જરૂર છે. એક નજર નાખોનીચેના ચાર્ટ પર. તે પરિણામી આંતરિક ક્ષેત્રને બે અસ્ત્રોની ધરી સાથે બતાવે છે - એક 20 મીમી લાંબો અને 10 મીમી વ્યાસનો અને બીજો 10 મીમી લાંબો અને 20 મીમી વ્યાસનો. સમાન બાહ્ય ક્ષેત્ર માટે આપણે એક મોટો તફાવત જોઈએ છીએ આંતરિક ક્ષેત્રો, ટૂંકા અસ્ત્ર લાંબા અસ્ત્રના શિખરના 40% જેટલું શિખર ધરાવે છે. આ એક ખૂબ જ સારું પરિણામ છે, જે વિવિધ અસ્ત્ર આકારો વચ્ચેનો તફાવત દર્શાવે છે.

ચોખા 9.1

એ નોંધવું જોઈએ કે ધ્રુવો ફક્ત ત્યાં જ રચાય છે જ્યાં સામગ્રીની સતત અભેદ્યતા હોય છે. બંધ ચુંબકીય માર્ગ પર, ટોરસની જેમ, કોઈ ધ્રુવો ઉભા થતા નથી, અને કોઈ ડિમેગ્નેટાઇઝિંગ ક્ષેત્ર નથી.

10. ચાર્જ થયેલ કણ પર બળ કામ કરે છે

તો, આપણે વર્તમાન વહન કરતા વાહક પર કાર્ય કરતા બળની ગણતરી કેવી રીતે કરી શકીએ? ચાલો ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરતા ચાર્જ પર કામ કરતા બળને ધ્યાનમાં લઈને શરૂઆત કરીએ. (હું 3 પરિમાણોમાં સામાન્ય અભિગમ અપનાવીશ).

આ બળ વેગ વેક્ટરના આંતરછેદ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છેવિઅને ચુંબકીય ઇન્ડક્શનબી, અને તે ચાર્જની રકમના પ્રમાણસર છે. ચાર્જ ધ્યાનમાં લો q = -1.6 x 10 -19 K, ઇન્ડક્શન 0.1 ના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં 500 m/s ની ઝડપે આગળ વધી રહ્યું છેટી l નીચે બતાવ્યા પ્રમાણે.

ચોખા 10.1. મૂવિંગ ચાર્જ પર બળની અસર

ચાર્જ દ્વારા અનુભવાયેલ બળની ગણતરી નીચે બતાવ્યા પ્રમાણે કરી શકાય છે:

સ્પીડ વેક્ટર 500i m/s અને ઇન્ડક્શન 0.1 kટી, તેથી અમારી પાસે છે:

દેખીતી રીતે, જો કંઈપણ આ બળનો પ્રતિકાર કરતું નથી, તો કણ કરશેdeviate (તે પ્લેનમાં એક વર્તુળનું વર્ણન કરવું પડશે x - y ઉપરના કેસ માટે). ઘણા રસપ્રદ ખાસ કિસ્સાઓ છે જેમાંથી મેળવી શકાય છે મફત શુલ્કઅને ચુંબકીય ક્ષેત્રો - તમે ફક્ત તેમાંથી એક વિશે વાંચો છો.

11. વર્તમાન-વહન વાહક પર કાર્ય કરવા માટે દબાણ

હવે ચાલો આપણે શું શીખ્યા તેને વર્તમાન વહન કરનાર વાહક પર કાર્ય કરતા બળ સાથે જોડીએ. ખાય છેગુણોત્તર મેળવવાની બે અલગ અલગ રીતો.

અમે ચાર્જમાં ફેરફારના સૂચક તરીકે પરંપરાગત પ્રવાહનું વર્ણન કરી શકીએ છીએ

હવે આપણે મેળવવા માટે ઉપર આપેલ બળ સમીકરણને અલગ કરી શકીએ છીએ

ચાલો આ ભેગા કરીએ સમીકરણો, આપણને મળે છે

ડી l - શરતી પ્રવાહની દિશા દર્શાવતું વેક્ટર. અભિવ્યક્તિનો ઉપયોગ ડીસી મોટર જેવી ભૌતિક સંસ્થાનું વિશ્લેષણ કરવા માટે થઈ શકે છે. જોકંડક્ટર સીધો છે, પછી આને સરળ બનાવી શકાય છે

બળની દિશા હંમેશા ચુંબકીય પ્રવાહ અને પ્રવાહની દિશા માટે જમણો ખૂણો બનાવે છે. સરળ ફોર્મનો ઉપયોગ ક્યારે કરવો, બળની દિશા જમણા હાથના નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

12. પ્રેરિત વોલ્ટેજ, ફેરાડેનો કાયદો, લેન્ઝનો કાયદો

છેલ્લી વસ્તુ જે આપણે ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે તે પ્રેરિત વોલ્ટેજ છે. આચાર્જ થયેલ કણ પર બળની અસરનું ફક્ત વિસ્તૃત વિશ્લેષણ. જો આપણે કંડક્ટર (મોબાઈલ ચાર્જ સાથે કંઈક) લઈએ અને તેને થોડી ઝડપ આપીએવી , ચુંબકીય ક્ષેત્રની તુલનામાં, એક બળ મફત શુલ્ક પર કાર્ય કરશે, જે તેમને કંડક્ટરના એક છેડામાં ધકેલશે. મેટલ બારમાં ચાર્જનું વિભાજન હશે જ્યાં બારના એક છેડે ઇલેક્ટ્રોન એકત્રિત કરવામાં આવશે. રેખાંકનનીચે સામાન્ય વિચાર બતાવે છે.

ચોખા. 12.1 વાહક પટ્ટીની ટ્રાંસવર્સ હિલચાલ દરમિયાન પ્રેરિત વોલ્ટેજ

વાહક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શન વચ્ચેની કોઈપણ સાપેક્ષ ગતિનું પરિણામ શુલ્કની હિલચાલ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ પ્રેરિત વોલ્ટેજ હશે. જો કે, જો વાહક ચુંબકીય પ્રવાહની સમાંતર ખસે છે (અક્ષ સાથેઝેડ ઉપરની આકૃતિમાં), પછી કોઈ વોલ્ટેજ પ્રેરિત થશે નહીં.

અમે બીજી પરિસ્થિતિને ધ્યાનમાં લઈ શકીએ છીએ જ્યાં ખુલ્લી પ્લેનર સપાટી થ્રેડેડ છે ચુંબકીય પ્રવાહ. જો આપણે ત્યાં બંધ લૂપ મૂકીએસી , પછી તેની સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય પ્રવાહમાં કોઈપણ ફેરફારસી આસપાસ તણાવ પેદા કરશેસી.

ચોખા 12.2 લૂપ દ્વારા જોડાયેલ ચુંબકીય પ્રવાહ

હવે, જો આપણે કંડક્ટરની જગ્યાએ બંધ કોઇલ તરીકે કલ્પના કરીએસી , પછી ચુંબકીય પ્રવાહમાં ફેરફાર આ વાહકમાં વોલ્ટેજને પ્રેરિત કરશે, જે આ વળાંકમાં વર્તુળમાં વર્તમાનને ખસેડશે. લેન્ઝના નિયમને લાગુ કરીને વર્તમાનની દિશા નક્કી કરી શકાય છે, જે સરળ રીતે કહીએ તો બતાવે છે કે ક્રિયાનું પરિણામ ક્રિયાની વિરુદ્ધ દિશામાં છે. આ કિસ્સામાં, પ્રેરિત વોલ્ટેજ એક પ્રવાહ ચલાવશે, જે ચુંબકીય પ્રવાહને બદલાતા અટકાવશે - જો ચુંબકીય પ્રવાહ ઘટશે, તો વર્તમાન ચુંબકીય પ્રવાહને સતત (ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં) રાખવાનો પ્રયાસ કરશે, જો ચુંબકીય પ્રવાહ વધે છે, તો પછી વર્તમાન આ વધારો અટકાવશે (ઘડિયાળની દિશામાં) ) (જીમલેટ નિયમ દ્વારા દિશા નિર્ધારિત) . ફેરાડેનો કાયદો પ્રેરિત વોલ્ટેજ, ચુંબકીય પ્રવાહમાં ફેરફાર અને સમય વચ્ચેનો સંબંધ સ્થાપિત કરે છે:

બાદબાકી લેન્ઝના કાયદાને ધ્યાનમાં લે છે.

13. ઇન્ડક્ટન્સ

ઇન્ડક્ટન્સ આ ચુંબકીય પ્રવાહ બનાવે છે તે વર્તમાન સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય પ્રવાહના ગુણોત્તર તરીકે વર્ણવી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર સાથે વાયરના વળાંકને ધ્યાનમાં લોએ , જેમાં તે વહે છેઆઈ.

ચોખા. 13.1

ઇન્ડક્ટન્સ પોતે તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે

જો એક કરતાં વધુ વળાંક હોય, તો અભિવ્યક્તિ બને છે

જ્યાં એન -વળાંકની સંખ્યા.

તે સમજવું અગત્યનું છે કે જો કોઇલ હવાથી ઘેરાયેલું હોય તો જ ઇન્ડક્ટન્સ સ્થિર છે. જ્યારે ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રી ચુંબકીય સર્કિટના ભાગ રૂપે દેખાય છે, ત્યારે સિસ્ટમની બિનરેખીય વર્તણૂક દેખાય છે, જે ચલ ઇન્ડક્ટન્સ ઉત્પન્ન કરે છે.

14. રૂપાંતરઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ઊર્જા

ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ઊર્જા રૂપાંતરણના સિદ્ધાંતો તમામ વિદ્યુત મશીનોને લાગુ પડે છે અનેકોઇલગન કોઈ અપવાદ નથી. વિચારણા પહેલાંકોઇલગન ચાલો એક સરળ રેખીય ઇલેક્ટ્રિક 'મોટર'ની કલ્પના કરીએ જેમાં સ્ટેટર ફીલ્ડ અને તે ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવેલ આર્મેચર હોય. આફિગમાં બતાવેલ છે. 14.1. નોંધ કરો કે આ સરળ વિશ્લેષણમાં, વોલ્ટેજ સ્ત્રોત અને આર્મેચર વર્તમાન તેમની સાથે સંકળાયેલ ઇન્ડક્ટન્સ ધરાવતા નથી. આનો અર્થ એ છે કે સિસ્ટમમાં માત્ર પ્રેરિત વોલ્ટેજ એ ચુંબકીય ઇન્ડક્શનના સંદર્ભમાં આર્મેચરની હિલચાલનું પરિણામ છે.

ચોખા. 14.1. આદિમ રેખીય મોટર

જ્યારે આર્મેચરના છેડા પર વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે વર્તમાન તેના પ્રતિકાર અનુસાર નક્કી કરવામાં આવશે. આ પ્રવાહ એક બળનો અનુભવ કરશે ( I x B ), જેના કારણે એન્કરને વેગ મળે છે. હવે, અગાઉ ચર્ચા કરેલ વિભાગનો ઉપયોગ કરીને ( 12 પ્રેરિત વોલ્ટેજ, ફેરાડેનો કાયદો, લેન્ઝનો નિયમ ), અમે એ હકીકત દર્શાવી છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરતા વાહકમાં વોલ્ટેજ પ્રેરિત થાય છે. આ પ્રેરિત વોલ્ટેજ લાગુ વોલ્ટેજની વિરુદ્ધ કાર્ય કરે છે (લેન્ઝના કાયદા અનુસાર). ચોખા. 14.2 એક સમકક્ષ સર્કિટ દર્શાવે છે જેમાં વિદ્યુત ઉર્જા થર્મલ ઉર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છેપી ટી , અને યાંત્રિક ઊર્જાપી એમ

ચોખા 14.2. મોટર સમકક્ષ સર્કિટ

હવે આપણે કેવી રીતે વિચારવું જોઈએ યાંત્રિક ઊર્જાએન્કરનો ઉલ્લેખ કરે છે વિદ્યુત ઊર્જા, તેના પર પ્રસારિત. આર્મેચર ચુંબકીય ઇન્ડક્શન ક્ષેત્રના જમણા ખૂણા પર સ્થિત હોવાથી, બળ સરળ અભિવ્યક્તિ 1 દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. 1.4

કારણ કે ત્વરિત યાંત્રિક ઊર્જા બળ અને વેગનું ઉત્પાદન છે, આપણી પાસે છે

જ્યાં v -એન્કર ઝડપ. જો આપણે કિર્ચહોફના નિયમને બંધ સર્કિટ પર લાગુ કરીએ, તો આપણે વર્તમાન માટે નીચેના સમીકરણો મેળવીએ છીએઆઈ.

હવે, પ્રેરિત વોલ્ટેજને આર્મેચર ગતિના કાર્ય તરીકે વ્યક્ત કરી શકાય છે

અવેજી સમાપ્તિ. 14.3 માં 14.4 આપણને મળે છે

અને અભિવ્યક્તિ 14.5 ને 14.2 માં બદલીને આપણને મળે છે

હવે ચાલો આર્મેચરમાં મુક્ત થર્મલ ઉર્જા જોઈએ. તે vyr દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. 14.7

છેલ્લે, આપણે આર્મચરને પૂરી પાડવામાં આવતી ઊર્જાને આ રીતે વ્યક્ત કરી શકીએ છીએ

એ પણ નોંધ લો કે યાંત્રિક ઊર્જા (Eq. 14.2) એ વર્તમાનની સમકક્ષ છેઆઈ , પ્રેરિત વોલ્ટેજ દ્વારા ગુણાકાર (ગણતરી 14.4).

આર્મચરને પુરી પાડવામાં આવતી ઉર્જા ગતિની શ્રેણી સાથે કેવી રીતે જોડાય છે તે જોવા માટે આપણે આ વળાંકોનું કાવતરું કરી શકીએ છીએ.(આપણે બતાવવા માટે આ વળાંકોનું કાવતરું કરી શકીએ છીએ કેવી રીતેઆર્મચરને પુરી પાડવામાં આવતી શક્તિ ઝડપની શ્રેણીમાં વિતરિત થાય છે).આ પૃથ્થકરણ માટે થોડી અસર પડશેકોઇલગન , અમે અમારા ચલોની કિંમતો આપીશું જે પ્રવેગકને અનુરૂપ છેકોઇલગન . ચાલો વાયરમાં વર્તમાન ઘનતા સાથે પ્રારંભ કરીએ, જેમાંથી આપણે બાકીના પરિમાણોના મૂલ્યો નક્કી કરીશું. પરીક્ષણ દરમિયાન મહત્તમ વર્તમાન ઘનતા 90 હતીએ /mm 2, તેથી જો આપણે વાયરની લંબાઈ અને વ્યાસ તરીકે પસંદ કરીએ

l = 10 મી

ડી = 1.5x10 -3 મી

પછી વાયર પ્રતિકાર અને વર્તમાન હશે

આર = 0.1

I = 160 A

હવે આપણી પાસે પ્રતિકાર અને વર્તમાન માટેના મૂલ્યો છે, આપણે વોલ્ટેજ નક્કી કરી શકીએ છીએ

V=16V

આ તમામ પરિમાણો મોટરની સ્થિર લાક્ષણિકતાઓના નિર્માણ માટે જરૂરી છે.

ચોખા. 14.3 ઘર્ષણ રહિત મોટર મોડલ માટે પર્ફોર્મન્સ કર્વ્સ

કહો, 2N નું ઘર્ષણ બળ ઉમેરીને આપણે આ મોડેલને થોડું વધુ વાસ્તવિક બનાવી શકીએ છીએ, જેથી યાંત્રિક ઉર્જામાં ઘટાડો આર્મેચરની ગતિના પ્રમાણસર હોય. આ ઘર્ષણની કિંમત જાણી જોઈને વધારે લેવામાં આવે છે જેથી તેની અસર વધુ સ્પષ્ટ થાય. વણાંકોનો નવો સમૂહ આકૃતિ 14.4 માં બતાવેલ છે.

ચોખા 14.4. સતત ઘર્ષણ પ્રદર્શન વણાંકો

ઘર્ષણની હાજરી ઊર્જા વણાંકોને સહેજ બદલી નાખે છે, જેથી મહત્તમ ઝડપશૂન્ય-ઘર્ષણ કેસ કરતાં એન્કર થોડા નાના હોય છે. સૌથી નોંધપાત્ર તફાવત એ કાર્યક્ષમતાના વળાંકમાં ફેરફાર છે, જે હવે ટોચ પર છે અને પછી જ્યારે આર્મેચર પહોંચે છે ત્યારે તે તીવ્રપણે નીચે જાય છે "ના - લોડ " ઝડપ. આ કાર્યક્ષમતા વળાંકનો આકાર કાયમી ચુંબક ડીસી મોટર માટે લાક્ષણિક છે.

એ પણ ધ્યાનમાં લેવા યોગ્ય છે કે કેવી રીતે બળ, અને તેથી પ્રવેગક ઝડપ પર આધાર રાખે છે. જો આપણે Eq ને 14.1 માં બદલીએ છીએએફ ઝડપની દ્રષ્ટિએવિ.

આ નિર્ભરતા બાંધ્યા પછી, અમને નીચેનો ગ્રાફ મળે છે

ચોખા. 14.5. ઝડપ પર એન્કર પર કામ કરતા બળની અવલંબન

તે સ્પષ્ટ છે કે એન્કર મહત્તમ પ્રવેગક બળ સાથે શરૂ થાય છે, જે એન્કર ખસેડવાનું શરૂ કરે તે જલદી ઘટવાનું શરૂ થાય છે. જો કે આ લાક્ષણિકતાઓ ચોક્કસ ગતિ માટે વાસ્તવિક પરિમાણોના તાત્કાલિક મૂલ્યો આપે છે, તે સમય સાથે મોટર કેવી રીતે વર્તે છે તે જોવા માટે તે ઉપયોગી હોવી જોઈએ, એટલે કે. ગતિશીલ રીતે.

મોટરનો ગતિશીલ પ્રતિભાવ તેના વર્તનનું વર્ણન કરતા વિભેદક સમીકરણને ઉકેલીને નક્કી કરી શકાય છે. ચોખા. આકૃતિ 14.6 એન્કર પર દળોની અસરનું આકૃતિ દર્શાવે છે, જેમાંથી વિભેદક સમીકરણ દ્વારા વર્ણવેલ પરિણામી બળ નક્કી કરી શકાય છે.

ચોખા. 14.6 એન્કર પર દળોના પ્રભાવનું આકૃતિ

F m અને F d - અનુક્રમે ચુંબકીય અને પ્રતિરોધક દળો. વોલ્ટેજ એક સ્થિર હોવાથી, અમે Eq 14.1 અને પરિણામી બળનો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએએફ એ , એન્કર પર અભિનય, હશે

જો આપણે વિસ્થાપનના વ્યુત્પન્ન તરીકે પ્રવેગક અને વેગ લખીએ xસમયની તુલનામાં અને અભિવ્યક્તિને ફરીથી ગોઠવીએ છીએ, આપણને મળે છે વિભેદકગતિ માટે સમીકરણ એન્કર

આ સાથેનું બીજું ક્રમ અસંગત વિભેદક સમીકરણ છે સતત ગુણાંકઅને તેને વધારાના કાર્ય અને આંશિક અભિન્ન વ્યાખ્યા દ્વારા ઉકેલી શકાય છે. ડાયરેક્ટ લાઇન સોલ્યુશન પદ્ધતિ (બધા ગણિત યુનિવર્સિટી પ્રોગ્રામ્સ ધ્યાનમાં લે છે વિભેદક સમીકરણો), તેથી હું ફક્ત પરિણામ આપીશ. એક નોંધ - આ ચોક્કસ ઉકેલ ઉપયોગ કરે છે પ્રારંભિક શરતો:

વીર. 14.14

આપણે ઘર્ષણ બળ, ચુંબકીય ઇન્ડક્શન અને આર્મેચર માસને મૂલ્ય સોંપવાની જરૂર છે. ચાલો ઘર્ષણ પસંદ કરીએ. તે મોટરની ગતિશીલ લાક્ષણિકતાઓને કેવી રીતે બદલે છે તે સમજાવવા માટે હું 2H મૂલ્યનો ઉપયોગ કરીશ. ઇન્ડક્શનના મૂલ્યને નિર્ધારિત કરવા જે મોડેલમાં સમાન પ્રવેગક બળ ઉત્પન્ન કરશે જે તે આપેલ વર્તમાન ઘનતા માટે પરીક્ષણ કોઇલમાં કરે છે તે માટે જરૂરી છે કે આપણે ચુંબકીય પ્રક્ષેપણ દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય પ્રવાહ ઘનતા વિતરણના રેડિયલ ઘટકને ધ્યાનમાં લઈએ.કોઇલગન(આ રેડિયલ ઘટક અક્ષીય બળ બનાવે છે). આ કરવા માટે, વર્તમાન ઘનતાને ગુણાકાર કરીને પ્રાપ્ત અભિવ્યક્તિને એકીકૃત કરવી જરૂરી છે.રેડિયલ મેગ્નેટિક ફ્લક્સ ડેન્સિટીનો ઉપયોગ કરીને વોલ્યુમ ઇન્ટિગ્રલનું નિર્ધારણFEMM

જ્યારે આપણે તેના માટે વ્યાખ્યાયિત કરીએ છીએ ત્યારે અસ્ત્ર ચુંબકીય બને છેબી- એચવળાંક અનેHcમાં મૂલ્યોFEMMસામગ્રી ગુણધર્મો સંવાદ. મૂલ્યોહતાપસંદ કરેલમાટેકડકઅનુપાલનસાથેચુંબકીયલોખંડ. FEMM6.74 નું મૂલ્ય આપે છેx10 -7 ટીએમ 3 ચુંબકીય પ્રવાહ ઘનતાના અભિન્ન વોલ્યુમ માટેબી કોઇલ, તેથી ઉપયોગ કરીનેએફ= /4 આપણને મળે છેબી મોડેલ = 3.0 x10 -2 ટીl અસ્ત્રની અંદરના ચુંબકીય પ્રવાહની ઘનતાને ધ્યાનમાં લેતાં આ ચુંબકીય પ્રવાહ ઘનતા મૂલ્ય ખૂબ જ નાનું લાગે છે, જે ક્યાંક 1.2 ની આસપાસ છે.ટીl, જો કે, આપણે સમજવું જોઈએ કે ચુંબકીય પ્રવાહ રેડિયલ ઘટકમાં દર્શાવેલ ચુંબકીય પ્રવાહના માત્ર એક ભાગ સાથે અસ્ત્રની આસપાસ ખૂબ મોટા જથ્થામાં પ્રગટ થાય છે. હવે તમે સમજો છો કે, અમારા મોડેલ મુજબ,કોઇલગન- આ "અંદરબહાર"(અંદર બહાર ચાલુ) અને "પાછાથીઆગળ", બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, માંકોઇલગનસ્થિર તાંબુ ચુંબકીય ભાગને ઘેરે છે, જે ખસે છે. આનાથી કોઈ સમસ્યા ઊભી થતી નથી. તેથી સિસ્ટમનો સાર એ સ્ટેટર અને આર્મેચર પર કામ કરતી કનેક્ટેડ રેખીય બળ છે, તેથી અમે તાંબાના ભાગને ઠીક કરી શકીએ છીએ અને સ્ટેટર ફીલ્ડને હલનચલન કરવાની મંજૂરી આપી શકીએ છીએ. સ્ટેટર ફીલ્ડ જનરેટર એ અમારું અસ્ત્ર છે, ચાલો તેને 12g નો સમૂહ સોંપીએ.

હવે આપણે સમયના કાર્યો તરીકે વિસ્થાપન અને વેગને કાવતરું કરી શકીએ છીએ, જેમ કે ફિગમાં બતાવ્યા પ્રમાણે. 14.8

ચોખા. 14.8. રેખીય મોટરનું ગતિશીલ વર્તન

અમે ફિગમાં બતાવ્યા પ્રમાણે વેગ વિરુદ્ધ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ ફંક્શન મેળવવા માટે વેગ અને ડિસ્પ્લેસમેન્ટ એક્સપ્રેશનને પણ જોડી શકીએ છીએ. 14.9.

ચોખા. 14.9. ચળવળ પર ગતિની અવલંબનની લાક્ષણિકતાઓ

અહીં એ નોંધવું અગત્યનું છે કે આર્મેચર તેની મહત્તમ ઝડપ સુધી પહોંચવા માટે પ્રમાણમાં લાંબા પ્રવેગક જરૂરી છે. આધરાવે છેઅર્થમાટેબાંધકામમહત્તમ અસરકારકવ્યવહારુપ્રવેગક.

જો આપણે વળાંકો પર ઝૂમ ઇન કરીએ તો આપણે નક્કી કરી શકીએ છીએ કે અંતર પર કઈ ઝડપ પ્રાપ્ત થશે લંબાઈ સમાનએક્સિલરેટર ગન કોઇલમાં સક્રિય સામગ્રી (78 મીમી).

ચોખા. 14.10. વિસ્થાપન વળાંક વિરુદ્ધ ઝડપમાં વધારો

આ વાસ્તવિક ઉત્પાદિત થ્રી-સ્ટેજ એક્સિલરેટરની સાથે નોંધપાત્ર રીતે નજીકના સ્પેક્સ છે, જો કે, આ માત્ર એક સંયોગ છે કારણ કે આ મોડેલ અને વાસ્તવિક વચ્ચે ઘણા નોંધપાત્ર તફાવતો છે.કોઇલગન. ઉદાહરણ તરીકે, માંકોઇલગનબળ એ ગતિ અને હલનચલનના કોઓર્ડિનેટ્સનું કાર્ય છે, અને પ્રસ્તુત મોડેલમાં બળ એ માત્ર ગતિનું કાર્ય છે.

ચોખા. 14.11 - અસ્ત્ર પ્રવેગક તરીકે મોટરની કુલ કાર્યક્ષમતાની અવલંબન.

ચોખા. 14.11. ઘર્ષણના નુકસાનને બાદ કરતા વિસ્થાપનના કાર્ય તરીકે એકંદર કાર્યક્ષમતા

ચોખા. 14.11. સતત ઘર્ષણના નુકસાનને ધ્યાનમાં લેતા વિસ્થાપનના કાર્ય તરીકે એકંદર કાર્યક્ષમતા

કુલ કાર્યક્ષમતા આ પ્રકારના ઇલેક્ટ્રિક મશીનની મૂળભૂત વિશેષતા દર્શાવે છે - આર્મેચર દ્વારા હસ્તગત ઊર્જા જ્યારે તે પ્રથમ વેગ આપે છે અને 'ના- ભાર' ઝડપ એ મશીનને પૂરી પાડવામાં આવતી કુલ ઊર્જાના બરાબર અડધી છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, આદર્શ (કોઈ ઘર્ષણ વિના) પ્રવેગકની મહત્તમ સંભવિત કાર્યક્ષમતા 50% હશે. જો ત્યાં ઘર્ષણ હોય, તો સંચિત કાર્યક્ષમતા મહત્તમ કાર્યક્ષમતા દર્શાવે છે જે ઘર્ષણ સામે કામ કરતી મશીનને કારણે થાય છે.

છેલ્લે, ચાલો અસર જોઈએબીસ્પીડ-ડિસ્પ્લેસમેન્ટની ગતિશીલ લાક્ષણિકતાઓ પર, આકૃતિ 14.10 અને 14.11 માં બતાવ્યા પ્રમાણે.

ચોખા. 14.11. પ્રભાવબીવેગ-વિસ્થાપન ઢાળ પર

ચોખા. 14.12. નાની હિલચાલનો પ્રદેશ જ્યાં વધતા ઇન્ડક્શનથી વધુ ઝડપ ઉત્પન્ન થાય છે

વળાંકોનો આ સમૂહ આ મોડેલની એક રસપ્રદ વિશેષતા દર્શાવે છે, જેમાં પ્રારંભિક તબક્કામાં એક વિશાળ ક્ષેત્ર ઇન્ડક્ટન્સ ચોક્કસ બિંદુ પર મોટી ઝડપ આપે છે, પરંતુ જેમ ઝડપ વધે છે તેમ, નીચલા ઇન્ડક્ટન્સને અનુરૂપ વળાંકો આ વળાંકથી આગળ નીકળી જાય છે. આ નીચેનાને સમજાવે છે: તમે નક્કી કર્યું છે કે મજબૂત ઇન્ડક્શન વધુ પ્રારંભિક પ્રવેગ પેદા કરશે, જો કે, એ હકીકતને અનુરૂપ કે વધુ પ્રેરિત વોલ્ટેજ પ્રેરિત થશે, પ્રવેગ વધુ તીવ્રપણે ઘટશે, જે નીચલા ઇન્ડક્શન માટે વળાંકને મંજૂરી આપશે. આ વળાંક સાથે પકડો.

તો આપણે આ મોડેલમાંથી શું શીખ્યા? મને લાગે છે મહત્વપૂર્ણ વસ્તુઆ સમજવા માટે, મૃત કેન્દ્રથી શરૂ કરીને, આવી મોટરની કાર્યક્ષમતા ઘણી ઓછી હોય છે, ખાસ કરીને જો મોટર ટૂંકી હોય. ત્વરિત કાર્યક્ષમતા વધે છે કારણ કે પ્રેરિત વોલ્ટેજ વર્તમાનને ઘટાડવાને કારણે અસ્ત્ર ઝડપે છે. આ કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે કારણ કે પ્રતિકારમાં ઊર્જા ખોવાઈ જાય છે (દેખીતી રીતે ગરમીનું નુકશાન) ઘટે છે અને યાંત્રિક ઉર્જા વધે છે (જુઓ આકૃતિ. 14.3, 14.4), જો કે, પ્રવેગક પણ ઘટતો હોવાથી, અમે ક્રમશઃ વધુ વિસ્થાપન મેળવીએ છીએ, તેથી શ્રેષ્ઠ કાર્યક્ષમતા વળાંકનો ઉપયોગ કરવામાં આવશે.(ટૂંકમાં, રેખીય મોટર સ્ટેપ વોલ્ટેજને આધીન હોય છે "ફોર્સિંગ ફંક્શન" તદ્દન બિનકાર્યક્ષમ મશીન હશે સિવાય કે તે ખૂબલાંબી.)

આદિમ મોટરનું આ મોડેલ ઉપયોગી છે કારણ કે તે લાક્ષણિક નબળી કાર્યક્ષમતા દર્શાવે છેકોઇલગન, એટલે કે નીચું સ્તરડ્રાઇવિંગ પ્રેરિત વોલ્ટેજ. મોડેલને સરળ બનાવવામાં આવ્યું છે અને તે વ્યવહારિક સર્કિટના બિન-રેખીય અને પ્રેરક તત્વોને ધ્યાનમાં લેતું નથી, તેથી મોડેલને સમૃદ્ધ બનાવવા માટે આપણે આ તત્વોને અમારા વિદ્યુત રેખાકૃતિમોડેલો આગળના વિભાગમાં તમે સિંગલ-સ્ટેજ માટે મૂળભૂત વિભેદક સમીકરણો શીખી શકશોકોઇલગન. વિશ્લેષણમાં આપણે એક સમીકરણ મેળવવાનો પ્રયત્ન કરીશું જે વિશ્લેષણાત્મક રીતે ઉકેલી શકાય છે (કેટલીક સરળીકરણોની મદદથી). જો આ નિષ્ફળ જશે, તો હું Runge Kutta આંકડાકીય એકીકરણ અલ્ગોરિધમનો ઉપયોગ કરીશ.

સમીકરણ ગરમીનું સંતુલનથર્મિસ્ટર પાસે ફોર્મ છે

I2 R =ξ (Qп – Qс ) ·S,

જ્યાં ξ એ માધ્યમની ગતિના આધારે હીટ ટ્રાન્સફર ગુણાંક છે; Qп અને Qс - અનુક્રમે, થર્મિસ્ટરનું તાપમાન; (કન્વર્ટર) અને પર્યાવરણ;

S એ થર્મિસ્ટરનો સપાટી વિસ્તાર છે.

જો થર્મિસ્ટરમાં સિલિન્ડરનો આકાર હોય અને તે પ્રવાહની આજુબાજુ સ્થિત હોય જેથી સિલિન્ડરની ધરી અને પ્રવાહ વેગ વેક્ટર વચ્ચેનો કોણ 90° હોય, તો વાયુઓ અને પ્રવાહી માટેના હીટ ટ્રાન્સફર ગુણાંક સૂત્રો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

જ્યાં V અને υ એ માધ્યમની ગતિ અને થર્મલ વાહકતા છે, અનુક્રમે, d એ થર્મિસ્ટરનો વ્યાસ છે;

રેનોલ્ડ્સ નંબર Re = Vd/υ પર આધાર રાખીને c અને n ગુણાંક છે;

P r = υ d - Prandtl નંબર, કિનેમેટિક સ્નિગ્ધતા પર આધાર રાખીને અને

માધ્યમની થર્મલ વાહકતા.

આવા કન્વર્ટર (થર્મિસ્ટર) સામાન્ય રીતે પુલ માપન સર્કિટમાં શામેલ હોય છે. ઉપરોક્ત અભિવ્યક્તિઓનો ઉપયોગ કરીને, ઝડપ V માપી શકાય છે.

5.2. માપવાની તકનીકમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમના નિયમોનો ઉપયોગ

ઇલેક્ટ્રોસ્કોપ, શોધવા માટેનું ઉપકરણ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ. ઇલેક્ટ્રોસ્કોપમાં મેટલ સળિયાનો સમાવેશ થાય છે જેમાં

પાતળો એલ્યુમિનિયમ અથવા કાગળનો ટુકડો લટકાવવામાં આવે છે. સળિયાને કાચની બરણીની અંદર ઇબોનાઇટ અથવા એમ્બર સ્ટોપર વડે મજબૂત બનાવવામાં આવે છે, જે હવાની ગતિથી પાંદડાને સુરક્ષિત કરે છે.

ઇલેક્ટ્રોમીટર એ મેટલ બોડી સાથેનું ઇલેક્ટ્રોસ્કોપ છે. જો તમે આ ઉપકરણના મુખ્ય ભાગને જમીન સાથે જોડો છો, અને પછી તેના સળિયાને કેટલાક ચાર્જ કરેલા શરીર સાથે સ્પર્શ કરો છો, તો પછી ચાર્જનો ભાગ સળિયામાં સ્થાનાંતરિત થશે અને ઇલેક્ટ્રોમીટરના પાંદડા ચોક્કસ ખૂણા પર અલગ થઈ જશે. આવા ઉપકરણ કંડક્ટર અને જમીન વચ્ચેના સંભવિત તફાવતને માપે છે.

ઓસિલોસ્કોપ એ એક ઉપકરણ છે જે અભ્યાસ હેઠળના સિગ્નલના પરિમાણોને જોવા, રેકોર્ડ કરવા અને માપવા માટે રચાયેલ છે, સામાન્ય રીતે સમય-આધારિત વોલ્ટેજ. પ્રકાશ બીમ ઓસિલોસ્કોપ્સ ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ વિચલનનો ઉપયોગ કરે છે પ્રકાશ બીમપરીક્ષણ વોલ્ટેજના પ્રભાવ હેઠળ.

કેથોડ રે ઓસિલોસ્કોપ્સ (CRO) કેથોડ રે ટ્યુબના આધારે બનાવવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોન બીમનું વિચલન સીધા વિદ્યુત સંકેત દ્વારા કરવામાં આવે છે.

ELO નું મુખ્ય એકમ કેથોડ રે ટ્યુબ (CRT) છે, જે એક ગ્લાસ ઇવેક્યુટેડ ફ્લાસ્ક છે (ફિગ. 10), જેની અંદર એક ઓક્સાઇડ કેથોડ 1 છે જેમાં હીટર 2, મોડ્યુલેટર 3, એનોડ 4 અને સિસ્ટમ છે. 5 અને 6 ની ડિફ્લેક્ટીંગ પ્લેટો. સીઆરટીનો એક ભાગ, જેમાં કેથોડ, મોડ્યુલેટર અને એનોડનો સમાવેશ થાય છે, તેને ઇલેક્ટ્રોન ગન કહેવામાં આવે છે.

ચોખા. 10 કેથોડ રે ટ્યુબ

જો ડિફ્લેક્શન પ્લેટ્સ પર વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, તો ઈલેક્ટ્રોન બીમ ફિગમાં બતાવ્યા પ્રમાણે વિચલિત થશે. 11.

ટેસ્ટ વોલ્ટેજ Uy સામાન્ય રીતે વર્ટિકલી ડિફ્લેક્ટિંગ પ્લેટ્સ અને અનફોલ્ડિંગ વોલ્ટેજ (માં આ કિસ્સામાંપીરિયડ Tr સાથે રેખીય રીતે સામયિક બદલાય છે).

ચોખા. 11. CRT સ્ક્રીન પર છબી પ્રાપ્ત કરવી

મેગ્નેટોઇલેક્ટ્રિક સિસ્ટમ ઉપકરણો (ammeters, voltmeters અને ohmmeters) ડાયરેક્ટ કરંટ સર્કિટમાં ઉપયોગ માટે યોગ્ય છે, અને જ્યારે ડિટેક્ટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે ત્યારે - વૈકલ્પિક વર્તમાન હેતુઓ માટે પણ. માપન પદ્ધતિના સંચાલન સિદ્ધાંતમેગ્નેટોઇલેક્ટ્રિક સિસ્ટમ કાયમી ચુંબકના ક્ષેત્ર અને કોઇલ (ફ્રેમ) વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની અસરનો ઉપયોગ કરે છે જેના દ્વારા પ્રવાહ વહે છે. ફિગ માં. આકૃતિ 12 લાક્ષણિક ડિઝાઇન (મૂવિંગ કોઇલ) દર્શાવે છે.

ચોખા. 12. લાક્ષણિક મૂવિંગ કોઇલ ડિઝાઇન કાયમી ચુંબક 1, ધ્રુવ ટુકડાઓ સાથે ચુંબકીય સર્કિટ 2 અને

નિશ્ચિત કોર 3 મિકેનિઝમની ચુંબકીય સિસ્ટમ બનાવે છે. ધ્રુવના ટુકડા અને કોર વચ્ચેના અંતરમાં એક મજબૂત, સમાન રેડિયલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવવામાં આવે છે, જેમાં એક જંગમ લંબચોરસ કોઇલ (ફ્રેમ) 4 હોય છે, જે ફ્રેમ પર કોપર અથવા એલ્યુમિનિયમના વાયરથી ઘા હોય છે. કોઇલ એક્ષલ શાફ્ટ 5 અને 6 ની વચ્ચે નિશ્ચિત છે. સર્પાકાર ઝરણા 7 અને 8 એક પ્રતિકારક ટોર્ક બનાવવા માટે અને તે જ સમયે, માપેલા પ્રવાહને સપ્લાય કરવા માટે રચાયેલ છે.

ફ્રેમ એરો 9 સાથે સખત રીતે જોડાયેલ છે. ફરતા ભાગને સંતુલિત કરવા માટે, એન્ટેના 10 પર જંગમ વજન છે.

રૂપાંતર સમીકરણ:

α = I(BnS/W),

જ્યાં B એ ગેપમાં ચુંબકીય ઇન્ડક્શન છે;

α - ફરતા ભાગના પરિભ્રમણનો કોણ; એસ - ફ્રેમ વિસ્તાર;

n - કોઇલ વળાંકની સંખ્યા;

W - વિશિષ્ટ પ્રતિરોધક ક્ષણ. 51

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક, ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક, ફેરોડાયનેમિક અને ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક સિસ્ટમ્સના ઉપકરણો પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ એમીટર, વોલ્ટમીટર, વોટમીટર અને ફ્રીક્વન્સી મીટર તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક ઉપકરણોના સંચાલન સિદ્ધાંત બે કોઇલના ચુંબકીય ક્ષેત્રોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર આધારિત છે જેના દ્વારા વર્તમાન વહે છે.

આવી માપન પદ્ધતિની રચના ફિગમાં બતાવવામાં આવી છે. 13.

ચોખા. 13. ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક સિસ્ટમના ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ કન્વર્ટર

નિશ્ચિત કોઇલ 1 ની અંદર, ફરતી કોઇલ 2 ફેરવી શકે છે, જેને ઝરણા દ્વારા પ્રવાહ પૂરો પાડવામાં આવે છે.

કોઇલનું પરિભ્રમણ કોઇલ 1 અને 2 ના ચુંબકીય ક્ષેત્રોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે થતા ટોર્ક દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે. પ્રતિરોધક ટોર્ક વિશિષ્ટ ઝરણા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે (ફિગ. 13 માં બતાવેલ નથી).

આ મિકેનિઝમનું પરિવર્તન સમીકરણ છે:

α = W 1 ∂ ∂ M α I 1 I 2 ,

જ્યાં W એ ચોક્કસ પ્રતિરોધક ક્ષણ છે;

α - ફરતા ભાગના પરિભ્રમણનો કોણ; M એ કોઇલનું પરસ્પર ઇન્ડક્ટન્સ છે.

આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ સ્થિરાંકોને માપવા માટે થઈ શકે છે

અને વૈકલ્પિક પ્રવાહો, વોલ્ટેજ અને પાવર.

ફેરોડાયનેમિક માપન પદ્ધતિઓ આવશ્યકપણે છે

ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક ઉપકરણોનો એક પ્રકાર છે, જેમાંથી તેઓ ફક્ત ડિઝાઇનમાં અલગ પડે છે, કારણ કે કોઇલમાં નરમ ચુંબકીય કોર (ચુંબકીય કોર) હોય છે, જેની સ્ટ્રીપ્સ વચ્ચે ફરતા કોઇલ મૂકવામાં આવે છે. કોરની હાજરી સ્થિર કોઇલના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે, અને તેથી સંવેદનશીલતા.

ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ઉપકરણોમાં ઇલેક્ટ્રિકલી ચાર્જ કંડક્ટર વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના સિદ્ધાંતને અમલમાં મૂકવામાં આવે છે.

વિગતવાર માપન પદ્ધતિની સામાન્ય ડિઝાઇનમાંની એક ફિગમાં બતાવવામાં આવી છે. 14.

ફિગ. 14. કન્વર્ટર ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક સિસ્ટમમૂવેબલ એલ્યુમિનિયમ પ્લેટ 1, તીર સાથે મળીને નિશ્ચિત

અક્ષ 3 પર, બે ઇલેક્ટ્રિકલી કનેક્ટેડ ફિક્સ્ડ પ્લેટ્સ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને, ખસેડી શકે છે 2. ઇનપુટ ટર્મિનલ્સ (બતાવેલ નથી), જેમાં માપેલ વોલ્ટેજ પૂરો પાડવામાં આવે છે, તે જંગમ અને નિશ્ચિત પ્લેટો સાથે જોડાયેલ છે.

ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક દળોના પ્રભાવ હેઠળ, જંગમ પ્લેટ નિશ્ચિત પ્લેટો વચ્ચેની જગ્યામાં ખેંચાય છે. ચળવળ

જ્યારે ટ્વિસ્ટેડ પ્લેટની પ્રતિરોધક ક્ષણ ટોર્કની બરાબર બને છે ત્યારે અટકે છે.

આવી મિકેનિઝમનું રૂપાંતર સમીકરણ સ્વરૂપ ધરાવે છે

α = 2 1 W ∂ d C α U 2 ,

જ્યાં U એ માપેલ વોલ્ટેજ છે;

W - ચોક્કસ પ્રતિરોધક ક્ષણ; C એ પ્લેટો વચ્ચેની કેપેસીટન્સ છે.

સમાન કન્વર્ટરનો ઉપયોગ વિકસાવવા માટે થાય છે સીધા અને વૈકલ્પિક પ્રવાહોના વોલ્ટમીટર.

ઉપકરણોના સંચાલન સિદ્ધાંત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સિસ્ટમફરતા ફેરોમેગ્નેટિક કોર સાથે સ્થિર કોઇલમાં વર્તમાન દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર આધારિત છે. સૌથી સામાન્ય ડિઝાઇનમાંની એક ફિગમાં બતાવવામાં આવી છે. 15.

ચોખા. 15. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સિસ્ટમ કન્વર્ટર:

I – કોઇલ, 2 – કોર, 3 – સર્પાકાર સ્પ્રિંગ એક પ્રતિકારક ક્ષણ બનાવે છે, 4 – એર ડેમ્પર

ચુંબકીય ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ, કોર અંદરની તરફ ખેંચાય છે

પ્રસારણ

બદલાતા પ્રવાહ દ્વારા ઉત્તેજિત વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર આસપાસની જગ્યામાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર બનાવે છે, જે બદલામાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર વગેરેને ઉત્તેજિત કરે છે. પરસ્પર એકબીજાને ઉત્પન્ન કરીને, આ ક્ષેત્રો એક જ વૈકલ્પિક ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર બનાવે છે - ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ. જ્યાં વિદ્યુતપ્રવાહ વહન કરતો વાયર છે તે જગ્યાએ ઉદ્ભવ્યા પછી, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર પ્રકાશ -300,000 કિમી/સેકન્ડની ઝડપે અવકાશમાં ફેલાય છે.

મેગ્નેટોથેરાપી

ફ્રીક્વન્સી સ્પેક્ટ્રમમાં, વિવિધ સ્થળો રેડિયો તરંગો, પ્રકાશ દ્વારા કબજે કરવામાં આવે છે. એક્સ-રે રેડિયેશનઅને અન્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન. તેઓ સામાન્ય રીતે સતત જોડાયેલા ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

સિંક્રોફાસોટ્રોન

હાલમાં, ચુંબકીય ક્ષેત્ર તરીકે સમજવામાં આવે છે વિશેષ સ્વરૂપચાર્જ થયેલ કણોનો બનેલો પદાર્થ. આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, ચાર્જ થયેલા કણોના બીમનો ઉપયોગ અણુઓમાં ઊંડે સુધી પ્રવેશવા માટે થાય છે જેથી તેનો અભ્યાસ કરવામાં આવે. જે બળ સાથે ચુંબકીય ક્ષેત્ર ગતિશીલ ચાર્જ કણ પર કાર્ય કરે છે તેને લોરેન્ટ્ઝ બળ કહેવામાં આવે છે.

ફ્લો મીટર - કાઉન્ટર્સ

આ પદ્ધતિ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વાહક માટે ફેરાડેના કાયદાના ઉપયોગ પર આધારિત છે: એક ઇએમએફ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરતા વિદ્યુત વાહક પ્રવાહીના પ્રવાહમાં પ્રેરિત થાય છે, ઝડપ માટે પ્રમાણસરપ્રવાહ, ઇલેક્ટ્રોનિક ભાગ દ્વારા ઇલેક્ટ્રિકલ એનાલોગ/ડિજિટલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત.

ડીસી જનરેટર

જનરેટર મોડમાં, મશીનનું આર્મેચર બાહ્ય ટોર્કના પ્રભાવ હેઠળ ફરે છે. સ્ટેટર ધ્રુવો વચ્ચે સતત ચુંબકીય પ્રવાહ હોય છે જે આર્મેચરમાં પ્રવેશ કરે છે. આર્મેચર વિન્ડિંગના વાહક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં આગળ વધે છે અને તેથી, એક EMF તેમનામાં પ્રેરિત થાય છે, જેની દિશા "જમણા હાથ" નિયમ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે. આ કિસ્સામાં, એક બ્રશ પર છે હકારાત્મક સંભાવનાબીજા વિશે. જો તમે જનરેટર ટર્મિનલ્સ સાથે લોડને કનેક્ટ કરો છો, તો તેમાંથી પ્રવાહ વહેશે.

ટ્રાન્સફોર્મર્સ

વિદ્યુત ઉર્જાનું પ્રસારણ કરવા માટે ટ્રાન્સફોર્મર્સનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે લાંબા અંતર, રીસીવરો વચ્ચે તેમજ વિવિધ સુધારણા, એમ્પ્લીફાઈંગ, સિગ્નલિંગ અને અન્ય ઉપકરણોમાં તેનું વિતરણ.

ટ્રાન્સફોર્મરમાં ઊર્જા રૂપાંતરણ વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે. ટ્રાન્સફોર્મર એ એક બીજાથી ઇન્સ્યુલેટેડ પાતળી સ્ટીલ પ્લેટોમાંથી બનેલો કોર છે, જેના પર ઇન્સ્યુલેટેડ વાયરની બે અને ક્યારેક વધુ વિન્ડિંગ્સ (કોઇલ) મૂકવામાં આવે છે. વિન્ડિંગ કે જેની સાથે વૈકલ્પિક વર્તમાન વિદ્યુત ઊર્જાનો સ્ત્રોત જોડાયેલ છે તેને પ્રાથમિક વિન્ડિંગ કહેવામાં આવે છે, બાકીના વિન્ડિંગ્સને ગૌણ કહેવામાં આવે છે.

જો ટ્રાન્સફોર્મરના સેકન્ડરી વિન્ડિંગમાં પ્રાથમિક વિન્ડિંગ કરતાં ત્રણ ગણા વધુ વળાંકવાળા ઘા હોય, તો ગૌણ વિન્ડિંગના વળાંકને ઓળંગીને પ્રાથમિક વિન્ડિંગ દ્વારા કોરમાં બનાવેલું ચુંબકીય ક્ષેત્ર તેમાં ત્રણ ગણું વોલ્ટેજ બનાવશે.

રિવર્સ ટર્ન રેશિયો સાથે ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ કરીને, તમે ઘટાડો વોલ્ટેજ સરળતાથી મેળવી શકો છો.