चुंबकीय प्रवाह को बदलने की शर्तें। चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन। जल प्रवाह के साथ चुंबकीय प्रवाह की तुलना

विद्युतीयतथा चुंबकीय क्षेत्रएक ही स्रोत से उत्पन्न होते हैं - विद्युत आवेश, इसलिए यह माना जा सकता है कि इन क्षेत्रों के बीच एक निश्चित संबंध है। 1831 में उत्कृष्ट ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी एम। फैराडे के प्रयोगों में इस धारणा की प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई थी। उसने खोला विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटनाविद्युत प्रवाह के प्रेरण जनरेटर के संचालन को रेखांकित करता है, जो दुनिया में उत्पन्न होने वाली सभी बिजली के लिए जिम्मेदार है।

• चुंबकीय प्रवाह

बंद लूप को एकसमान चुंबकीय क्षेत्र में रखा गया है

एक बंद लूप के माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र को बदलने की प्रक्रिया की मात्रात्मक विशेषता एक भौतिक मात्रा है जिसे कहा जाता है चुंबकीय प्रवाह... एक क्षेत्र (एस) के साथ एक बंद लूप के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह (Ф) को लूप के क्षेत्र (एस) और कोसाइन द्वारा चुंबकीय प्रेरण वेक्टर (बी) के मॉड्यूलस के उत्पाद के बराबर भौतिक मात्रा कहा जाता है कोण का के बीचवेक्टर बी और सतह के लिए सामान्य: = बीएस कॉस α। चुंबकीय प्रवाह की इकाई एफ - वेबर (डब्ल्यूबी) है: 1 डब्ल्यूबी = 1 टी · 1 मीटर 2।

सीधा ज्यादा से ज्यादा।

यदि चुंबकीय प्रेरण का वेक्टर समानांतरसमोच्च क्षेत्र, फिर चुंबकीय प्रवाह शून्य है।

• विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम

आनुभविक रूप से, विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम स्थापित किया गया था: एक बंद लूप में प्रेरण का ईएमएफ परिमाण के बराबर होता है, जो लूप से घिरी सतह के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के बराबर होता है: इस सूत्र को कहा जाता है फैराडे का नियम .

फैराडे का पहला प्रयोग विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के मूल नियम का एक उत्कृष्ट प्रदर्शन है। इसमें, चुंबक को कुंडल के घुमावों के माध्यम से जितनी तेजी से घुमाया जाता है, उसमें उतनी ही अधिक प्रेरण धारा उत्पन्न होती है, और इसलिए प्रेरण का EMF होता है।

• लेन्ज़ का नियम

1833 में एक बंद लूप के माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन की प्रकृति पर प्रेरण वर्तमान की दिशा की निर्भरता को रूसी भौतिक विज्ञानी ईएच लेन्ज़ द्वारा प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया था। के अनुसार लेन्ज़ नियम , अपने चुंबकीय क्षेत्र के साथ एक बंद लूप में उत्पन्न होने वाली प्रेरण धारा चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन का प्रतिकार करती है, जो इसे बुलायी गयी।अधिक संक्षेप में, इस नियम को निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है: इंडक्शन करंट को निर्देशित किया जाता है ताकि रोका जा सके इसका कारण बनता है। लेन्ज़ का नियम प्रयोगात्मक तथ्य को दर्शाता है कि उनके पास हमेशा विपरीत संकेत होते हैं (ऋणात्मक चिह्न) फैराडे का सूत्र).

लेनज़ ने दो एल्यूमीनियम रिंगों के रूप में एक उपकरण तैयार किया, ठोस और कट, एक एल्यूमीनियम क्रॉसबार पर लगाया गया। वे एक घुमाव की तरह एक धुरी के चारों ओर घूम सकते थे। जब एक चुंबक को एक ठोस वलय में पेश किया गया, तो वह चुंबक से "भागना" शुरू कर दिया, उसके अनुसार घुमाव को घुमाया। चुंबक को अंगूठी से हटाते समय, उसने चुंबक के साथ "पकड़ने" की कोशिश की। जब चुंबक कट रिंग के अंदर चला गया, तो कोई हलचल नहीं हुई। लेनज़ ने अनुभव को इस तथ्य से समझाया कि इंडक्शन करंट के चुंबकीय क्षेत्र ने बाहरी चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन की भरपाई करने की मांग की।

लेन्ज़ के नियम का गहरा भौतिक अर्थ है - यह व्यक्त करता है ऊर्जा संरक्षण का नियम।

चुंबकीय प्रवाह (चुंबकीय प्रेरण लाइनों का प्रवाह) समोच्च के माध्यम से संख्यात्मक रूप से समोच्च से घिरे क्षेत्र द्वारा चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के मापांक के उत्पाद के बराबर है, और चुंबकीय प्रेरण वेक्टर की दिशा और इस समोच्च से घिरी सतह के बीच के कोण के कोसाइन द्वारा .

एम्पीयर बल के कार्य का सूत्र जब प्रत्यक्ष धारा के साथ एक सीधा कंडक्टर एक समान चुंबकीय क्षेत्र में चलता है।

इस प्रकार, एम्पीयर बल के कार्य को कंडक्टर में प्रवाहित होने वाली धारा और सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन के संदर्भ में व्यक्त किया जा सकता है जिसमें यह कंडक्टर शामिल है:

सर्किट इंडक्शन।

अधिष्ठापन - शारीरिक एक मान संख्यात्मक रूप से सर्किट में उत्पन्न होने वाले स्व-प्रेरण के ईएमएफ के बराबर होता है जब वर्तमान ताकत 1 सेकंड में 1 एम्पीयर से बदल जाती है।
इसके अलावा, सूत्र का उपयोग करके अधिष्ठापन की गणना की जा सकती है:

जहां सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह है, मैं सर्किट में वर्तमान है।

अधिष्ठापन की एसआई इकाइयां:

चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा।

चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा होती है। जिस प्रकार आवेशित संधारित्र में विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति होती है, उसी प्रकार कुंडली में चुंबकीय ऊर्जा की आपूर्ति होती है, जिसके घुमावों से धारा प्रवाहित होती है।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन - एक बंद लूप में विद्युत प्रवाह की उपस्थिति की घटना जब इसके माध्यम से गुजरने वाले चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन होता है।

फैराडे के प्रयोग। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की व्याख्या।

यदि आप कुण्डली में स्थायी चुम्बक लाते हैं या इसके विपरीत (चित्र 3.1), तो कुण्डली में विद्युत धारा दिखाई देगी। दो निकट दूरी वाले कॉइल के साथ भी ऐसा ही होता है: यदि आप एक एसी स्रोत को कॉइल में से एक से जोड़ते हैं, तो दूसरे में भी प्रत्यावर्ती धारा आएगी, लेकिन यह प्रभाव सबसे अच्छा प्रकट होता है यदि दो कॉइल एक कोर से जुड़े हों

फैराडे की परिभाषा के अनुसार, इन प्रयोगों में निम्नलिखित सामान्य हैं: यदि इंडक्शन वेक्टर का फ्लक्स, एक बंद, कंडक्टिंग सर्किट में प्रवेश करता है, बदलता है, तो सर्किट में एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है।

इस घटना को एक घटना कहा जाता है इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन , और वर्तमान - प्रवेश। इस मामले में, घटना चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के प्रवाह को बदलने की विधि से पूरी तरह से स्वतंत्र है।

फॉर्मूला ईएमएफ इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन।

ईएमएफ प्रेरण एक बंद लूप में इस लूप से घिरे क्षेत्र के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के सीधे आनुपातिक है।

लेनज़ का नियम।

लेन्ज़ का नियम

अपने चुंबकीय क्षेत्र के साथ एक बंद लूप में उत्पन्न होने वाली प्रेरण धारा चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन का प्रतिकार करती है जिसके कारण यह होता है।

आत्म-प्रेरण, इसकी व्याख्या।

स्व प्रेरण- वर्तमान ताकत में बदलाव के परिणामस्वरूप विद्युत सर्किट में ईएमएफ प्रेरण की घटना।

सर्किट बंद करना
जब एक विद्युत परिपथ में बंद किया जाता है, तो एक धारा बढ़ जाती है, जिससे कुंडल में चुंबकीय प्रवाह में वृद्धि होती है, एक भंवर विद्युत क्षेत्र दिखाई देता है, जो वर्तमान के खिलाफ निर्देशित होता है, अर्थात। स्व-प्रेरण का ईएमएफ कॉइल में उत्पन्न होता है, जो सर्किट में करंट की वृद्धि को रोकता है (भंवर क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों को धीमा कर देता है)।
परिणामस्वरूप, L1 L2 की तुलना में बाद में प्रकाशित होता है।

खुला सर्किट
जब विद्युत परिपथ खोला जाता है, तो धारा कम हो जाती है, कुंडल में प्रवाह दर में कमी होती है, एक भंवर विद्युत क्षेत्र प्रकट होता है, जो एक धारा की तरह निर्देशित होता है (उसी वर्तमान शक्ति को बनाए रखने की प्रवृत्ति), अर्थात। कॉइल में सेल्फ-इंडक्शन का EMF दिखाई देता है, जो सर्किट में करंट को बनाए रखता है।
परिणामस्वरूप, बंद होने पर A चमकीला चमकता है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, सर्किट बंद होने पर (विद्युत प्रवाह धीरे-धीरे बढ़ता है) और जब सर्किट खोला जाता है (विद्युत प्रवाह तुरंत गायब नहीं होता है) स्व-प्रेरण की घटना स्वयं प्रकट होती है।

फॉर्मूला ईएमएफ आत्म-प्रेरण।

स्व-प्रेरण ईएमएफ सर्किट चालू होने पर वर्तमान में वृद्धि और सर्किट खोलने पर वर्तमान में कमी को रोकता है।

मैक्सवेल के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के सिद्धांत के पहले और दूसरे प्रावधान।

1. कोई भी विस्थापित विद्युत क्षेत्र एक भंवर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र का नाम मैक्सवेल ने रखा था, क्योंकि एक सामान्य धारा की तरह, यह एक चुंबकीय क्षेत्र को प्रेरित करता है। एक भंवर चुंबकीय क्षेत्र दोनों चालन धाराओं Ipr (चलती विद्युत आवेश) और विस्थापन धाराओं (विस्थापित विद्युत क्षेत्र E) द्वारा उत्पन्न होता है।

मैक्सवेल का पहला समीकरण

2. कोई भी विस्थापित चुंबकीय क्षेत्र एक भंवर विद्युत (विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का मूल नियम) उत्पन्न करता है।

मैक्सवेल का दूसरा समीकरण:

विद्युत चुम्बकीय विकिरण।

विद्युत चुम्बकीय तरंगें, विद्युत चुम्बकीय विकिरण- अंतरिक्ष में फैलने वाले विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की गड़बड़ी (राज्य का परिवर्तन)।

3.1. लहर वे कंपन हैं जो समय के साथ अंतरिक्ष में फैलते हैं।
यांत्रिक तरंगें केवल किसी भी माध्यम (पदार्थ) में फैल सकती हैं: गैस में, तरल में, ठोस में। तरंगों का स्रोत दोलन करने वाले पिंड हैं, जो आसपास के स्थान में माध्यम की विकृति पैदा करते हैं। लोचदार तरंगों की उपस्थिति के लिए एक आवश्यक शर्त बलों के माध्यम के गड़बड़ी के क्षण में उपस्थिति है जो इसे बाधित करती है, विशेष रूप से, लोच। जब वे विचलन करते हैं, तो वे पड़ोसी कणों को एक साथ लाते हैं, और उनके दृष्टिकोण के क्षण में उन्हें एक-दूसरे से दूर धकेल देते हैं। विक्षोभ के स्रोत से दूर कणों पर कार्यरत लोचदार बल उन्हें असंतुलित करने लगते हैं। अनुदैर्ध्य तरंगेंकेवल गैसीय और तरल मीडिया की विशेषता है, लेकिन आड़ा- ठोस के लिए भी: इसका कारण यह है कि इन माध्यमों को बनाने वाले कण स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकते हैं, क्योंकि वे ठोस के विपरीत कठोर रूप से स्थिर नहीं होते हैं। तदनुसार, अनुप्रस्थ कंपन मौलिक रूप से असंभव हैं।

अनुदैर्ध्य तरंगें तब उत्पन्न होती हैं जब माध्यम के कण विक्षोभ के प्रसार के वेक्टर के साथ खुद को उन्मुख करते हुए कंपन करते हैं। कतरनी तरंगें प्रभाव वेक्टर के लंबवत दिशा में फैलती हैं। संक्षेप में: यदि किसी माध्यम में गड़बड़ी के कारण होने वाली विकृति कतरनी, तनाव और संपीड़न के रूप में प्रकट होती है, तो हम एक ठोस के बारे में बात कर रहे हैं जिसके लिए अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दोनों तरंगें संभव हैं। यदि एक बदलाव की उपस्थिति असंभव है, तो पर्यावरण कोई भी हो सकता है।

प्रत्येक तरंग एक निश्चित गति से फैलती है। अंतर्गत तरंग गति अशांति के प्रसार की गति को समझें। चूंकि तरंग की गति एक स्थिर मान (किसी दिए गए माध्यम के लिए) है, तरंग द्वारा तय की गई दूरी गति और उसके प्रसार के समय के गुणनफल के बराबर होती है। इस प्रकार, तरंग दैर्ध्य को खोजने के लिए, तरंग की गति को इसमें दोलन अवधि से गुणा किया जाना चाहिए:

वेवलेंथ - अंतरिक्ष में एक दूसरे के निकटतम दो बिंदुओं के बीच की दूरी, जिसमें एक ही चरण में दोलन होते हैं। तरंग दैर्ध्य तरंग की स्थानिक अवधि से मेल खाती है, अर्थात वह दूरी जो एक स्थिर चरण वाला बिंदु दोलनों की अवधि के बराबर समय के अंतराल पर "गुजरता है", इसलिए

लहर संख्या(यह भी कहा जाता है स्थानिक आवृत्ति) अनुपात 2 . है π रेडियन टू वेवलेंथ: सर्कुलर फ़्रीक्वेंसी का स्थानिक एनालॉग।

परिभाषा: तरंग संख्या k तरंग चरण की वृद्धि दर है φ स्थानिक समन्वय द्वारा।

3.2. समतल लहर - एक लहर, जिसके सामने एक समतल का आकार होता है।

प्लेन वेव फ्रंट आकार में असीमित है, फेज वेलोसिटी वेक्टर सामने की ओर लंबवत है। एक समतल तरंग तरंग समीकरण का एक विशेष समाधान और एक सुविधाजनक मॉडल है: ऐसी लहर प्रकृति में मौजूद नहीं है, क्योंकि एक समतल तरंग के सामने शुरू होता है और समाप्त होता है, जो स्पष्ट रूप से नहीं हो सकता है।

किसी भी तरंग का समीकरण एक अवकल समीकरण का हल होता है जिसे तरंग समीकरण कहते हैं। फ़ंक्शन के लिए तरंग समीकरण रूप में लिखा गया है:

कहां

· - लाप्लास ऑपरेटर;

· - आवश्यक कार्य;

· - आवश्यक बिंदु के सदिश की त्रिज्या;

· - तरंग गति;

· - समय।

लहर की सतह - एक ही चरण में सामान्यीकृत समन्वय की गड़बड़ी का अनुभव करने वाले बिंदुओं का स्थान। एक तरंग सतह का एक विशेष मामला एक तरंग मोर्चा है।

ए) समतल लहर एक लहर है, जिसकी लहर सतह एक दूसरे के समानांतर विमानों का एक समूह है।

बी) गोलाकार तरंग एक लहर है, जिसकी तरंग सतह संकेंद्रित गोले का एक संग्रह है।

रे- रेखा, सामान्य और लहरदार सतह। तरंगों के संचरण की दिशा को किरणों की दिशा के रूप में समझा जाता है। यदि तरंग प्रसार माध्यम सजातीय और समदैशिक है, तो किरणें सीधी होती हैं (और यदि तरंग समतल है, तो समानांतर सीधी रेखाएँ)।

भौतिकी में एक किरण की अवधारणा आमतौर पर केवल ज्यामितीय प्रकाशिकी और ध्वनिकी में उपयोग की जाती है, क्योंकि जब इन दिशाओं में अध्ययन नहीं किए गए प्रभाव प्रकट होते हैं, तो किरण की अवधारणा का अर्थ खो जाता है।

3.3. तरंग की ऊर्जा विशेषताएँ

जिस माध्यम में तरंग फैलती है उसमें यांत्रिक ऊर्जा होती है, जिसमें उसके सभी कणों की कंपन गति की ऊर्जा होती है। m 0 द्रव्यमान वाले एक कण की ऊर्जा सूत्र द्वारा ज्ञात की जाती है: E 0 = m 0 Α 2 2/2. माध्यम के इकाई आयतन में n = . होता है पी/ एम 0 कण (ρ माध्यम का घनत्व है)। इसलिए, माध्यम के एक इकाई आयतन में ऊर्जा w p = nЕ 0 = . होती है ρ Α 2 2 /2.

थोक ऊर्जा घनत्व(डब्ल्यू पी) - इसकी मात्रा की एक इकाई में निहित माध्यम के कणों की कंपन गति की ऊर्जा:

ऊर्जा प्रवाह(Ф) प्रति इकाई समय में दी गई सतह के माध्यम से तरंग द्वारा की गई ऊर्जा के बराबर एक मूल्य है:

तरंग तीव्रता या ऊर्जा प्रवाह घनत्व(I) तरंग प्रसार की दिशा के लंबवत एक इकाई क्षेत्र के माध्यम से तरंग द्वारा किए गए ऊर्जा प्रवाह के बराबर मात्रा है:

3.4. विद्युत चुम्बकीय तरंग

विद्युत चुम्बकीय तरंग- अंतरिक्ष में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के प्रसार की प्रक्रिया।

घटना की स्थितिविद्युतचुम्बकीय तरंगें। चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन तब होता है जब कंडक्टर में करंट बदलता है, और कंडक्टर में करंट तब बदलता है जब उसमें विद्युत आवेशों की गति में परिवर्तन होता है, अर्थात जब आवेश त्वरण के साथ चलते हैं। नतीजतन, विद्युत आवेशों के त्वरित संचलन के साथ विद्युत चुम्बकीय तरंगें उत्पन्न होनी चाहिए। शून्य की आवेश दर पर, केवल एक विद्युत क्षेत्र मौजूद होता है। एक स्थिर चार्ज दर पर, एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। आवेश की त्वरित गति के साथ, एक विद्युत चुम्बकीय तरंग उत्सर्जित होती है, जो एक सीमित गति से अंतरिक्ष में फैलती है।

विद्युत चुम्बकीय तरंगें पदार्थ में परिमित गति से फैलती हैं। यहां ε और μ पदार्थ की ढांकता हुआ और चुंबकीय पारगम्यता हैं, ε 0 और μ 0 विद्युत और चुंबकीय स्थिरांक हैं: 0 = 8.85419 · 10 -12 एफ / एम, μ 0 = 1.25664 · 10 -6 एच / एम।

निर्वात में विद्युत चुम्बकीय तरंगों की गति (ε = μ = 1):

मुख्य विशेषताएंविद्युत चुम्बकीय विकिरण को आवृत्ति, तरंग दैर्ध्य और ध्रुवीकरण माना जाता है। तरंग दैर्ध्य विकिरण के प्रसार की गति पर निर्भर करता है। निर्वात में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रसार की समूह गति प्रकाश की गति के बराबर होती है, अन्य मीडिया में यह गति कम होती है।

विद्युतचुंबकीय विकिरण को आमतौर पर आवृत्ति रेंज (तालिका देखें) से विभाजित किया जाता है। श्रेणियों के बीच कोई तेज संक्रमण नहीं है, वे कभी-कभी ओवरलैप होते हैं, और उनके बीच की सीमाएं मनमानी होती हैं। चूंकि विकिरण के प्रसार की गति स्थिर है, इसके दोलनों की आवृत्ति निर्वात में तरंग दैर्ध्य से कठोरता से संबंधित है।

लहर हस्तक्षेप। सुसंगत तरंगें। लहरों के लिए सुसंगतता की स्थिति।

प्रकाश की ऑप्टिकल पथ लंबाई (ओ.डी.पी.) बी.डी.पी. अंतर का संबंध तरंगों के कारण होने वाले दोलनों के चरण अंतर के साथ तरंगें।

परिणामी दोलन का आयाम जब दो तरंगें व्यतिकरण करती हैं। दो तरंगों के व्यतिकरण के लिए आयाम के मैक्सिमा और मिनिमा के लिए शर्तें।

दो संकीर्ण लंबी समानांतर झिल्लियों की रोशनी के तहत एक फ्लैट स्क्रीन पर हस्तक्षेप फ्रिंज और एक हस्तक्षेप पैटर्न: ए) लाल रोशनी, बी) सफेद रोशनी।

1) तरंग हस्तक्षेप- तरंगों का ऐसा सुपरपोजिशन, जिसमें इन तरंगों के चरणों के बीच संबंध के आधार पर, अंतरिक्ष के कुछ बिंदुओं में समय में उनका पारस्परिक प्रवर्धन और दूसरों में क्षीणन होता है।

आवश्यक शर्तेंहस्तक्षेप का निरीक्षण करने के लिए:

1) तरंगों में समान (या निकट) आवृत्तियाँ होनी चाहिए ताकि तरंगों के सुपरपोज़िशन से उत्पन्न चित्र समय में न बदले (या बहुत तेज़ी से न बदले ताकि इसे समय पर पंजीकृत किया जा सके);

2) तरंगें यूनिडायरेक्शनल होनी चाहिए (या एक करीबी दिशा होनी चाहिए); दो लंबवत तरंगें कभी हस्तक्षेप नहीं करेंगी (दो लंबवत साइनसॉइड जोड़ने का प्रयास करें!) दूसरे शब्दों में, जोड़े गए तरंगों में समान तरंग वैक्टर (या निकट-दिशात्मक) होना चाहिए।

वे तरंगें जिनके लिए ये दोनों शर्तें पूरी होती हैं, कहलाती हैं सुसंगत... पहली शर्त को कभी-कभी कहा जाता है अस्थायी सुसंगतता, दूसरा है स्थानिक सुसंगतता.

एक उदाहरण के रूप में, दो समान यूनिडायरेक्शनल साइनसॉइड जोड़ने के परिणाम पर विचार करें। हम केवल उनके सापेक्ष बदलाव को बदलेंगे। दूसरे शब्दों में, हम दो सुसंगत तरंगों को जोड़ते हैं जो केवल प्रारंभिक चरणों में भिन्न होती हैं (या तो उनके स्रोत एक दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरित होते हैं, या दोनों एक साथ)।

यदि साइनसॉइड स्थित हैं ताकि उनकी मैक्सिमा (और मिनिमा) अंतरिक्ष में मेल खाती है, तो उनका पारस्परिक प्रवर्धन होगा।

यदि साइनसोइड्स को एक दूसरे के सापेक्ष आधे अवधि में स्थानांतरित कर दिया जाता है, तो एक की मैक्सिमा दूसरे की न्यूनतम पर गिर जाएगी; साइनसॉइड एक दूसरे को नष्ट कर देंगे, यानी उनका आपसी कमजोर हो जाएगा।

गणितीय रूप से, यह ऐसा दिखता है। दो तरंगें जोड़ें:

यहां एक्स 1तथा एक्स 2- तरंगों के स्रोतों से अंतरिक्ष में उस बिंदु तक की दूरी जिस पर हम सुपरपोजिशन का परिणाम देखते हैं। परिणामी तरंग के आयाम का वर्ग (लहर की तीव्रता के आनुपातिक) द्वारा दिया जाता है:

इस अभिव्यक्ति का अधिकतम है 4ए 2, न्यूनतम - 0; यह सब प्रारंभिक चरणों के बीच के अंतर और तरंग पथ में तथाकथित अंतर पर निर्भर करता है :

अंतरिक्ष में किसी दिए गए बिंदु पर, एक हस्तक्षेप अधिकतम देखा जाएगा, पर - न्यूनतम हस्तक्षेप।

हमारे सरल उदाहरण में, तरंगों के स्रोत और अंतरिक्ष में वह बिंदु जहाँ हम व्यतिकरण देखते हैं, एक ही सीधी रेखा पर हैं; इस सीधी रेखा के साथ, सभी बिंदुओं के लिए हस्तक्षेप पैटर्न समान है। यदि हम प्रेक्षण बिंदु को स्रोतों को जोड़ने वाली सीधी रेखा से दूर ले जाते हैं, तो हम अपने आप को अंतरिक्ष के एक ऐसे क्षेत्र में पाएंगे जहां एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर व्यतिकरण पैटर्न बदलता है। इस मामले में, हम समान आवृत्तियों और निकट तरंग वैक्टर के साथ तरंगों के हस्तक्षेप का निरीक्षण करेंगे।

२) १. ऑप्टिकल पथ की लंबाई इस माध्यम n के पूर्ण अपवर्तनांक द्वारा किसी दिए गए माध्यम में प्रकाश तरंग के पथ की ज्यामितीय लंबाई d का गुणनफल है।

2. एक स्रोत से दो सुसंगत तरंगों का चरण अंतर, जिनमें से एक निरपेक्ष अपवर्तनांक वाले माध्यम में पथ की लंबाई से गुजरता है, और दूसरा - एक पूर्ण अपवर्तक सूचकांक वाले माध्यम में पथ की लंबाई:

जहाँ, निर्वात में प्रकाश की तरंगदैर्घ्य है।

3) परिणामी दोलन का आयाम उस मात्रा पर निर्भर करता है जिसे कहा जाता है स्ट्रोक अंतरलहर की।

यदि पथ अंतर तरंगों की पूर्णांक संख्या के बराबर है, तो तरंगें चरण में बिंदु पर पहुंचती हैं। एक साथ जोड़कर, तरंगें एक-दूसरे को सुदृढ़ करती हैं और दोहरे आयाम के साथ एक दोलन देती हैं।

यदि पथ का अंतर अर्ध-तरंगों की विषम संख्या के बराबर है, तो तरंगें एंटीफेज में बिंदु A पर पहुंचती हैं। इस मामले में, वे एक दूसरे को बुझा देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप दोलन का आयाम शून्य होता है।

अंतरिक्ष में अन्य बिंदुओं पर, परिणामी तरंग में आंशिक वृद्धि या कमी होती है।

4) जंग का अनुभव

१८०२ में एक अंग्रेज वैज्ञानिक थॉमस जुंगोएक प्रयोग स्थापित किया जिसमें उसने प्रकाश के व्यतिकरण को देखा। एक संकीर्ण भट्ठा से प्रकाश एस, स्क्रीन पर दो नज़दीकी अंतरालों के साथ गिरे एस 1तथा एस 2... प्रत्येक झिल्लियों से गुजरते हुए, प्रकाश पुंज का विस्तार हुआ, और सफेद पर्दे पर, झिल्लियों से गुजरने वाली प्रकाश किरणें एस 1तथा एस 2अतिच्छादित। अतिव्यापी प्रकाश पुंजों के क्षेत्र में, बारी-बारी से प्रकाश और अंधेरे धारियों के रूप में एक हस्तक्षेप पैटर्न देखा गया था।

पारंपरिक प्रकाश स्रोतों से प्रकाश का हस्तक्षेप।

एक पतली फिल्म पर हल्का हस्तक्षेप। परावर्तित और संचरित प्रकाश में एक फिल्म पर अधिकतम और न्यूनतम प्रकाश हस्तक्षेप की शर्तें।

समान मोटाई के व्यतिकरण फ्रिन्ज और समान झुकाव के व्यतिकरण फ्रिन्ज।

1) हस्तक्षेप की घटना अमिश्रणीय तरल पदार्थ (पानी की सतह पर मिट्टी के तेल या तेल) की एक पतली परत में, साबुन के बुलबुले, गैसोलीन में, तितलियों के पंखों पर, कलंकित रंगों आदि में देखी जाती है।

2) हस्तक्षेप तब होता है जब प्रकाश की मूल किरण दो बीमों में विभाजित हो जाती है जब यह एक पतली फिल्म से गुजरती है, उदाहरण के लिए, प्रबुद्ध लेंस में लेंस की सतह पर लागू एक फिल्म। एक मोटी फिल्म से गुजरने वाली प्रकाश की किरण दो बार - इसकी आंतरिक और बाहरी सतहों से परावर्तित होगी। परावर्तित किरणों में फिल्म की मोटाई के दोगुने के बराबर एक निरंतर चरण अंतर होगा, यही वजह है कि किरणें सुसंगत हो जाती हैं और हस्तक्षेप करेंगी। किरणों का पूर्ण विलोपन होगा, जहां तरंगदैर्घ्य है। अगर एनएम, तो फिल्म की मोटाई ५५०: ४ = १३७.५ एनएम है ।

यदि चुंबकीय क्षेत्र में एक बंद संवाहक लूप है जिसमें वर्तमान स्रोत नहीं हैं, तो जब चुंबकीय क्षेत्र बदलता है, तो लूप में विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। इस घटना को विद्युत चुम्बकीय प्रेरण कहा जाता है। करंट की उपस्थिति सर्किट में एक विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति को इंगित करती है, जो विद्युत आवेशों की एक बंद गति प्रदान कर सकती है, या, दूसरे शब्दों में, एक ईएमएफ की उपस्थिति। विद्युत क्षेत्र, जो चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होने पर उत्पन्न होता है और जिसका कार्य शून्य के बराबर नहीं होता है जब आवेश एक बंद सर्किट के साथ चलते हैं, इसमें बल की रेखाएं बंद होती हैं और इसे भंवर कहा जाता है।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के मात्रात्मक विवरण के लिए, एक बंद लूप के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह (या चुंबकीय प्रेरण वेक्टर का प्रवाह) की अवधारणा पेश की जाती है। एक समान चुंबकीय क्षेत्र में स्थित एक सपाट समोच्च के लिए (और एक एकीकृत राज्य परीक्षा में स्कूली बच्चों द्वारा केवल ऐसी स्थितियों का सामना किया जा सकता है), चुंबकीय प्रवाह को परिभाषित किया गया है

फील्ड इंडक्शन कहां है, कंटूर का क्षेत्र है, इंडक्शन वेक्टर और कॉन्टूर के प्लेन के नॉर्मल (लंबवत) के बीच का कोण है (आंकड़ा देखें; कंटूर के प्लेन का लंबवत ए द्वारा दिखाया गया है) बिंदुयुक्त रेखा)। एसआई इकाइयों की अंतरराष्ट्रीय प्रणाली में चुंबकीय प्रवाह की इकाई वेबर (डब्ल्यूबी) है, जिसे एक समान चुंबकीय क्षेत्र के 1 मीटर 2 के क्षेत्र के साथ एक समोच्च के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसमें 1 टी लंबवत शामिल होता है। समोच्च का विमान।

एक सर्किट में उत्पन्न होने वाले ईएमएफ प्रेरण का परिमाण जब इस सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह बदलता है तो चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन की दर के बराबर होता है

यहाँ थोड़े समय के अंतराल के लिए सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन है। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण (23.2) के कानून की एक महत्वपूर्ण संपत्ति चुंबकीय प्रवाह को बदलने के कारणों के संबंध में इसकी बहुमुखी प्रतिभा है: सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण में परिवर्तन के कारण बदल सकता है, में परिवर्तन सर्किट का क्षेत्र या इंडक्शन वेक्टर और सामान्य के बीच के कोण में परिवर्तन, जो तब होता है जब सर्किट क्षेत्र में घूमता है। इन सभी मामलों में, कानून (23.2) के अनुसार, सर्किट में इंडक्शन ईएमएफ और इंडक्शन करंट दिखाई देगा।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण (लेनज़ का नियम) के परिणामस्वरूप उत्पन्न होने वाली धारा की दिशा के लिए सूत्र (23.2) में ऋण चिह्न "जिम्मेदार है"। हालाँकि, कानून की भाषा (23.2) में यह समझना इतना आसान नहीं है कि यह संकेत सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह में इस या उस परिवर्तन के साथ प्रेरण धारा की किस दिशा में जाएगा। लेकिन परिणाम को याद रखना काफी आसान है: इंडक्शन करंट को इस तरह से निर्देशित किया जाएगा कि इसके द्वारा बनाया गया चुंबकीय क्षेत्र बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में बदलाव की भरपाई करने के लिए "प्रवृत्त" होगा जिसने इस करंट को उत्पन्न किया। उदाहरण के लिए, सर्किट के माध्यम से बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रवाह में वृद्धि के साथ, इसमें एक प्रेरण प्रवाह उत्पन्न होगा, जिसका चुंबकीय क्षेत्र बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के विपरीत निर्देशित किया जाएगा ताकि बाहरी क्षेत्र को कम किया जा सके और इस प्रकार संरक्षित किया जा सके चुंबकीय क्षेत्र का मूल मान। सर्किट के माध्यम से क्षेत्र प्रवाह में कमी के साथ, प्रेरण वर्तमान क्षेत्र को उसी तरह निर्देशित किया जाएगा जैसे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र।

यदि किसी करंट वाले सर्किट में किसी कारण से करंट बदलता है, तो उस चुंबकीय क्षेत्र के सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह, जो इस करंट से ही बनता है, भी बदल जाता है। फिर, कानून (23.2) के अनुसार, सर्किट में प्रेरण की ईएमएफ दिखाई देनी चाहिए। इस परिपथ में धारा में परिवर्तन के परिणामस्वरूप एक निश्चित विद्युत परिपथ में EMF के प्रेरण की घटना को स्व-प्रेरण कहा जाता है। एक निश्चित विद्युत परिपथ में स्व-प्रेरण के ईएमएफ को खोजने के लिए, इस सर्किट द्वारा स्वयं के माध्यम से बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र के प्रवाह की गणना करना आवश्यक है। चुंबकीय क्षेत्र की विषमता के कारण यह गणना एक कठिन समस्या है। हालांकि, इस धारा की एक संपत्ति स्पष्ट है। चूँकि परिपथ में धारा द्वारा निर्मित चुंबकीय क्षेत्र धारा के परिमाण के समानुपाती होता है, तो परिपथ के माध्यम से अपने क्षेत्र का चुंबकीय प्रवाह इस परिपथ में धारा के समानुपाती होता है

सर्किट में करंट कहां है, आनुपातिकता गुणांक है, जो सर्किट के "ज्यामिति" की विशेषता है, लेकिन इसमें मौजूद करंट पर निर्भर नहीं करता है और इसे इस सर्किट का इंडक्शन कहा जाता है। अधिष्ठापन की SI इकाई हेनरी (H) है। 1 एच को ऐसे सर्किट के प्रेरण के रूप में परिभाषित किया गया है, अपने स्वयं के चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण का प्रवाह जिसके माध्यम से 1 ए के वर्तमान में 1 डब्ल्यूबी के बराबर है। कानून से अधिष्ठापन (23.3) की परिभाषा को ध्यान में रखते हुए विद्युत चुम्बकीय प्रेरण (23.2) का, हम EMF स्व-प्रेरण के लिए प्राप्त करते हैं

स्व-प्रेरण की घटना के कारण, किसी भी विद्युत परिपथ में धारा में एक निश्चित "जड़ता" होती है और इसलिए, ऊर्जा। दरअसल, सर्किट में करंट बनाने के लिए सेल्फ-इंडक्शन के EMF पर काबू पाने के लिए काम करना जरूरी है। विद्युत धारा के साथ परिपथ की ऊर्जा इस कार्य के बराबर होती है। धारा के साथ परिपथ की ऊर्जा के सूत्र को याद रखना आवश्यक है

सर्किट का इंडक्शन कहां है, इसमें करंट है।

प्रौद्योगिकी में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। विद्युत जनरेटर और बिजली संयंत्रों में विद्युत प्रवाह का निर्माण इसी पर आधारित है। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के कारण, यांत्रिक कंपन माइक्रोफोन में विद्युत कंपन में परिवर्तित हो जाते हैं। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन के नियम के आधार पर, विशेष रूप से, एक इलेक्ट्रिक सर्किट, जिसे ऑसिलेटरी सर्किट कहा जाता है (अगला अध्याय देखें), और जो किसी भी रेडियो ट्रांसमिटिंग या रिसीविंग उपकरण का आधार है, काम करता है।

आइए अब कार्यों पर विचार करें।

में सूचीबद्ध लोगों में से कार्य 23.1.1केवल एक घटना विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम का परिणाम है - एक अंगूठी में एक वर्तमान की उपस्थिति जब एक स्थायी चुंबक इसके माध्यम से पारित किया जाता है (उत्तर 3 ) बाकी सब कुछ धाराओं के चुंबकीय संपर्क का परिणाम है।

जैसा कि इस अध्याय के परिचय में बताया गया है, विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना एक अल्टरनेटर के संचालन को रेखांकित करती है ( कार्य 23.1.2), अर्थात। एक उपकरण जो किसी दी गई आवृत्ति की प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न करता है (उत्तर 2 ).

एक स्थायी चुंबक द्वारा निर्मित चुंबकीय क्षेत्र की प्रेरण इससे बढ़ती दूरी के साथ घटती जाती है। इसलिए, जब चुंबक रिंग के पास पहुंचता है ( कार्य 23.1.3) रिंग के माध्यम से चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण का प्रवाह बदल जाता है, और रिंग में एक इंडक्शन करंट उत्पन्न होता है। जाहिर है, यह तब होगा जब चुंबक उत्तरी और दक्षिणी दोनों ध्रुवों से रिंग के पास पहुंचेगा। लेकिन इन मामलों में इंडक्शन करंट की दिशा अलग होगी। यह इस तथ्य के कारण है कि जब चुंबक विभिन्न ध्रुवों के साथ रिंग के पास पहुंचता है, तो एक मामले में रिंग के तल में क्षेत्र दूसरे में क्षेत्र के विपरीत निर्देशित होगा। इसलिए, बाहरी क्षेत्र में इन परिवर्तनों की भरपाई के लिए, इन मामलों में प्रेरण धारा के चुंबकीय क्षेत्र को अलग-अलग तरीकों से निर्देशित किया जाना चाहिए। अतः वलय में प्रेरण धाराओं की दिशाएँ विपरीत होंगी (उत्तर 4 ).

इंडक्शन ईएमएफ रिंग में दिखाई देने के लिए, यह आवश्यक है कि रिंग के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह बदल जाए। और चूँकि चुम्बक के क्षेत्र का चुंबकीय प्रेरण उससे दूरी पर निर्भर करता है, तो विचाराधीन में कार्य 23.1.4यदि रिंग के माध्यम से फ्लक्स बदल जाएगा, तो रिंग में एक इंडक्शन करंट दिखाई देगा (उत्तर है 1 ).

फ्रेम 1 घुमाते समय ( कार्य 23.1.5) चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं (और, इसलिए, प्रेरण वेक्टर) और फ्रेम के विमान के बीच का कोण किसी भी समय शून्य के बराबर होता है। नतीजतन, फ्रेम 1 के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह नहीं बदलता है (सूत्र देखें (23.1)), और इसमें प्रेरण प्रवाह उत्पन्न नहीं होता है। फ्रेम 2 में, एक इंडक्शन करंट उत्पन्न होगा: चित्र में दिखाई गई स्थिति में, इसके माध्यम से चुंबकीय प्रवाह शून्य है, जब फ्रेम एक चौथाई मोड़ से घूमता है, तो यह बराबर होगा, जहां इंडक्शन है, है फ्रेम का क्षेत्र। एक और चौथाई मोड़ के बाद, प्रवाह फिर से शून्य हो जाएगा, और इसी तरह। इसलिए, फ्रेम 2 के माध्यम से चुंबकीय प्रेरण का प्रवाह इसके घूर्णन के दौरान बदल जाता है, इसलिए, इसमें एक प्रेरण धारा उत्पन्न होती है (उत्तर 2 ).

वी कार्य 23.1.6इंडक्शन करंट केवल केस 2 में होता है (उत्तर 2 ) वास्तव में, स्थिति 1 में, गति के दौरान फ्रेम कंडक्टर से समान दूरी पर रहता है, और इसलिए, फ्रेम के विमान में इस कंडक्टर द्वारा बनाया गया चुंबकीय क्षेत्र नहीं बदलता है। जब फ्रेम कंडक्टर से दूर चला जाता है, तो फ्रेम के क्षेत्र में कंडक्टर के क्षेत्र का चुंबकीय प्रेरण बदल जाता है, फ्रेम के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह बदल जाता है, और एक प्रेरण धारा उत्पन्न होती है।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन का नियम कहता है कि रिंग में इंडक्शन करंट ऐसे समय में प्रवाहित होगा जब इस रिंग के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह बदल जाएगा। इसलिए, जबकि चुंबक रिंग के पास आराम कर रहा है ( कार्य 23.1.7) रिंग में इंडक्शन करंट प्रवाहित नहीं होगा। अतः इस प्रश्न का सही उत्तर है 2 .

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन (23.2) के नियम के अनुसार, फ्रेम में इंडक्शन का ईएमएफ इसके माध्यम से चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर से निर्धारित होता है। और शर्त के बाद से कार्य 23.1.8फ्रेम के क्षेत्र में चुंबकीय क्षेत्र का प्रेरण समान रूप से बदलता है, इसके परिवर्तन की दर स्थिर होती है, प्रयोग के दौरान प्रेरण के ईएमएफ का मूल्य नहीं बदलता है (उत्तर 3 ).

वी कार्य 23.1.9दूसरे मामले में फ्रेम में उत्पन्न होने वाले प्रेरण का ईएमएफ पहले में उत्पन्न होने वाले प्रेरण के ईएमएफ से चार गुना बड़ा है (उत्तर 4 ) यह फ्रेम के क्षेत्र में चार गुना वृद्धि के कारण है और, तदनुसार, दूसरे मामले में इसके माध्यम से चुंबकीय प्रवाह।

वी कार्य २३.१.१०दूसरे मामले में, चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर दोगुनी हो जाती है (क्षेत्र प्रेरण समान मात्रा में बदलता है, लेकिन आधे समय में)। इसलिए, दूसरे मामले में फ्रेम में उत्पन्न होने वाले विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का ईएमएफ पहले की तुलना में दोगुना बड़ा है (उत्तर 1 ).

जब एक बंद कंडक्टर में करंट दोगुना हो जाता है ( कार्य 23.2.1), चुंबकीय प्रेरण का परिमाण अंतरिक्ष में प्रत्येक बिंदु पर दिशा में परिवर्तन किए बिना दोगुना हो जाएगा। इसलिए, किसी भी छोटे क्षेत्र के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह और, तदनुसार, पूरा कंडक्टर ठीक दो बार बदल जाएगा (उत्तर 1 ) लेकिन इस कंडक्टर में कंडक्टर के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह का अनुपात, जो कंडक्टर का अधिष्ठापन है , उसी समय नहीं बदलेगा ( कार्य 23.2.2- उत्तर 3 ).

सूत्र (23.3) का प्रयोग करते हुए, हम पाते हैं कार्य 32.2.3श्रीमान (उत्तर 4 ).

चुंबकीय प्रवाह, चुंबकीय प्रेरण और अधिष्ठापन की माप की इकाइयों के बीच संबंध ( कार्य 23.2.4) अधिष्ठापन की परिभाषा (23.3) से अनुसरण करता है: चुंबकीय प्रवाह (डब्ल्यूबी) की इकाई वर्तमान (ए) प्रति इकाई अधिष्ठापन (एच) की इकाई के उत्पाद के बराबर है - उत्तर 3 .

सूत्र (२३.५) के अनुसार, कुण्डली के अधिष्ठापन में दुगनी वृद्धि और उसमें धारा में दुगनी कमी के साथ ( कार्य 23.2.5) कुंडली के चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा 2 के गुणनखंड से घट जाएगी (उत्तर 2 ).

जब फ्रेम एक समान चुंबकीय क्षेत्र में घूमता है, तो फ्रेम के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह फ्रेम के विमान के लंबवत और चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के बीच के कोण में परिवर्तन के कारण बदल जाता है। और चूंकि पहले और दूसरे मामलों में कार्य 23.2.6यह कोण उसी कानून के अनुसार बदलता है (शर्त के अनुसार, फ्रेम के रोटेशन की आवृत्ति समान होती है), फिर इंडक्शन का ईएमएफ उसी कानून के अनुसार बदलता है, और इसलिए, आयाम मूल्यों का अनुपात ढांचे के भीतर प्रेरण के ईएमएफ की एकता के बराबर है (उत्तर 2 ).

फ्रेम के क्षेत्र में करंट के साथ कंडक्टर द्वारा बनाया गया चुंबकीय क्षेत्र ( कार्य 23.2.7), "हमसे" निर्देशित (अध्याय 22 में समस्या समाधान देखें)। फ्रेम के क्षेत्र में तार के क्षेत्र को शामिल करने का मूल्य तार से इसकी दूरी के साथ घट जाएगा। इसलिए, फ्रेम में इंडक्शन करंट को "हमसे दूर" फ्रेम के अंदर निर्देशित एक चुंबकीय क्षेत्र बनाना चाहिए। चुंबकीय प्रेरण की दिशा का पता लगाने के लिए अब जिम्लेट नियम का उपयोग करते हुए, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि फ्रेम में प्रेरण धारा को दक्षिणावर्त निर्देशित किया जाएगा (उत्तर 1 ).

तार में धारा में वृद्धि के साथ, इसके द्वारा निर्मित चुंबकीय क्षेत्र में वृद्धि होगी और फ्रेम में एक प्रेरण धारा दिखाई देगी ( कार्य 23.2.8) नतीजतन, फ्रेम में इंडक्शन करंट और कंडक्टर में करंट के बीच इंटरेक्शन होगा। इस इंटरैक्शन (आकर्षण या प्रतिकर्षण) की दिशा का पता लगाने के लिए, आप इंडक्शन करंट की दिशा का पता लगा सकते हैं, और फिर, एम्पीयर फॉर्मूला का उपयोग करके, तार के साथ फ्रेम की बातचीत का बल। लेकिन आप लेनज़ के नियम का उपयोग करके इसे अलग तरीके से कर सकते हैं। सभी प्रेरण घटनाओं को इस तरह से निर्देशित किया जाना चाहिए कि उनके कारण होने वाले कारण की भरपाई हो सके। और चूंकि इसका कारण फ्रेम में करंट में वृद्धि है, इंडक्शन करंट और तार के बीच परस्पर क्रिया का बल फ्रेम के माध्यम से तार के क्षेत्र के चुंबकीय प्रवाह को कम करना चाहिए। और चूंकि तार क्षेत्र का चुंबकीय प्रेरण इससे बढ़ती दूरी के साथ कम हो जाता है, तो यह बल तार से फ्रेम को पीछे हटा देगा (उत्तर 2 ) यदि तार में धारा कम हो जाती है, तो फ्रेम तार की ओर आकर्षित होगा।

लक्ष्य 23.2.9प्रेरण परिघटना की दिशा और लेन्ज के नियम से भी संबंधित है। जब चुंबक कंडक्टिंग रिंग के पास पहुंचता है, तो उसमें एक इंडक्शन करंट उत्पन्न होगा, और इसकी दिशा ऐसी होगी कि इसके कारण होने वाले कारण की भरपाई हो सके। और चूंकि यह कारण चुंबक का दृष्टिकोण है, अंगूठी इससे पीछे हट जाएगी (उत्तर 2 ) यदि चुंबक को रिंग से दूर ले जाया जाता है, तो उन्हीं कारणों से रिंग चुंबक की ओर आकर्षित होगी।

कार्य २३.२.१०इस अध्याय में एकमात्र कम्प्यूटेशनल कार्य है। प्रेरण के ईएमएफ को खोजने के लिए, आपको सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन का पता लगाना होगा ... इसे इस तरह किया जा सकता है। मान लीजिए कि किसी समय में जम्पर चित्र में दिखाई गई स्थिति में था, और एक छोटा समय अंतराल बीतने दें। इस समय अंतराल के दौरान, जम्पर एक राशि से आगे बढ़ेगा। इससे कंटूर का क्षेत्रफल बढ़ जाएगा। राशि से ... इसलिए, सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन बराबर होगा, और ईएमएफ प्रेरण का परिमाण (उत्तर 4 ).

> चुंबकीय प्रवाह को बदलने से विद्युत क्षेत्र बनता है

घटना पर विचार करें चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन के साथ विद्युत क्षेत्र: फैराडे का विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम, मैक्सवेल का समीकरण, स्टोक्स का प्रमेय।

जब चुंबकीय प्रवाह बदलता है, तो एक विद्युत क्षेत्र बनाया जाता है। यह फैराडे के प्रेरण के नियम द्वारा कहा गया है:

सीखने की चुनौती

• बदलते चुंबकीय क्षेत्र और विद्युत क्षेत्र के बीच संबंध का वर्णन करें।

प्रमुख बिंदु

मामले

• मैक्सवेल का समीकरण फ़ार्मुलों का एक समूह है जो विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों और उनकी परस्पर क्रिया को दर्शाता है।
• वेक्टर क्षेत्र - विमान के लंबवत स्थित माना वेक्टर का मान।
• स्टोक्स का प्रमेय कई गुना पर विभेदक रूपों का एकीकरण है जो वेक्टर संगणनाओं से कई प्रमेयों को सरल और सामान्य करता है।

फैराडे के प्रेरण का नियम कहता है कि जब चुंबकीय क्षेत्र बदलता है, तो एक विद्युत उत्पन्न होती है: (ε एक ईएमएफ द्वारा प्रेरित होता है, और Φ बी एक चुंबकीय प्रवाह होता है)। विद्युत चुंबकत्व में यह मुख्य कानून है, जो विद्युत सर्किट के साथ चुंबकीय क्षेत्र की बातचीत के सिद्धांतों की भविष्यवाणी करता है, जिससे ईएमएफ हो जाएगा।

यह प्रयोग तार की कुंडलियों के बीच प्रेरण को प्रदर्शित करता है: एक तरल बैटरी (दाएं) एक छोटे कुंडल (ए) के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा बनाती है, जिससे एक चुंबकीय क्षेत्र बनता है। यदि कुंडल गतिहीन हैं, तो कोई धारा प्रेरित नहीं होती है। यदि कुण्डली को / से बड़ी कुण्डली में स्थानान्तरित किया जाता है (बी), तो चुंबकीय प्रवाह बदल जाएगा और एक करंट पैदा करेगा जो गैल्वेनोमीटर में खुद को प्रकट करेगा

फैराडे के नियम का विभेदक रूप

चुंबकीय प्रवाह , बंद सतह एस के ऊपर वेक्टर क्षेत्र कहां है। वर्तमान प्रवाह के बावजूद संभावित अंतर बनाए रखने में सक्षम उपकरण ईएमएफ के स्रोत के रूप में कार्य करता है। गणितीय रूप से: , जहां समाकलन को बंद लूप C पर अभिलक्षित किया जाता है।

फैराडे का नियम अब फिर से लिखा जा सकता है: ... वेक्टर कैलकुलस में स्टोक्स के प्रमेय का उपयोग करते हुए, बाईं ओर के बराबर है

दाहिने तरफ़ ... इसलिए, हमें फैराडे के प्रेरण के नियम का एक वैकल्पिक रूप मिलता है: ... इसे फैराडे के नियम का विभेदक रूप भी कहा जाता है। यह सभी विद्युत चुम्बकीय परिघटनाओं को नियंत्रित करने वाले चार मैक्सवेल समीकरणों में से एक है।

भौतिक राशियों में चुंबकीय प्रवाह एक महत्वपूर्ण स्थान रखता है। यह लेख बताता है कि यह क्या है और इसका मूल्य कैसे निर्धारित किया जाए।

चुंबकीय प्रवाह क्या है

यह एक मात्रा है जो सतह से गुजरने वाले चुंबकीय क्षेत्र के स्तर को निर्धारित करती है। इसे "एफएफ" नामित किया गया है और यह क्षेत्र की ताकत और इस सतह के माध्यम से क्षेत्र के पारित होने के कोण पर निर्भर करता है।

इसकी गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

= B⋅S⋅cosα, जहां:

• - चुंबकीय प्रवाह;
• बी चुंबकीय प्रेरण का परिमाण है;
• एस सतह क्षेत्र है जिसके माध्यम से यह क्षेत्र गुजरता है;
• cosα सतह के लंबवत और प्रवाह के बीच के कोण की कोज्या है।

माप की एसआई इकाई "वेबर" (डब्ल्यूबी) है। 1 वेबर 1 मी² सतह पर लंबवत गुजरने वाले 1 टी क्षेत्र द्वारा बनाया गया है।

इस प्रकार, प्रवाह अधिकतम होता है जब इसकी दिशा ऊर्ध्वाधर के साथ मेल खाती है और सतह के समानांतर होने पर "0" के बराबर होती है।

दिलचस्प।चुंबकीय प्रवाह का सूत्र रोशनी की गणना के सूत्र के समान है।

स्थायी चुम्बक

क्षेत्र के स्रोतों में से एक स्थायी चुंबक है। वे कई सदियों से जाने जाते हैं। एक कम्पास सुई चुम्बकित लोहे से बनी थी, और प्राचीन ग्रीस में जहाजों के धातु भागों को आकर्षित करने वाले एक द्वीप के बारे में एक किंवदंती थी।

स्थायी चुम्बक विभिन्न आकारों में आते हैं और विभिन्न सामग्रियों से बने होते हैं:

• लोहा - सबसे सस्ता, लेकिन कम आकर्षक शक्ति है;
• नियोडिमियम - नियोडिमियम, लोहा और बोरॉन के मिश्र धातु से;
• अलनीको लोहा, एल्युमिनियम, निकल और कोबाल्ट का मिश्रधातु है।

सभी चुम्बक द्विध्रुवीय होते हैं। यह रॉड और घोड़े की नाल के उपकरणों में सबसे अधिक ध्यान देने योग्य है।

यदि छड़ को बीच में लटकाया जाता है या लकड़ी या फोम के तैरते हुए टुकड़े पर रखा जाता है, तो यह उत्तर-दक्षिण दिशा में खुल जाएगा। उत्तर की ओर इशारा करने वाले ध्रुव को उत्तरी ध्रुव कहा जाता है और इसे प्रयोगशाला उपकरणों पर नीले रंग से रंगा जाता है और इसे "एन" नामित किया जाता है। विपरीत, दक्षिण की ओर उन्मुख, लाल है और "एस" लेबल किया गया है। एक ही नाम के चुम्बक आकर्षित करते हैं, और विपरीत - प्रतिकर्षित करते हैं।

1851 में, माइकल फैराडे ने प्रेरण की बंद लाइनों की अवधारणा का प्रस्ताव रखा। ये रेखाएं चुंबक के उत्तरी ध्रुव को छोड़ती हैं, आसपास के स्थान से गुजरती हैं, दक्षिणी ध्रुव में प्रवेश करती हैं, और उपकरण के अंदर उत्तर की ओर लौट आती हैं। ध्रुवों पर रेखाएं और क्षेत्र की ताकत निकटतम हैं। यहां आकर्षक बल भी अधिक है।

यदि आप उपकरण पर कांच का एक टुकड़ा डालते हैं, और ऊपर से एक पतली परत के साथ लोहे का बुरादा डालते हैं, तो वे चुंबकीय क्षेत्र की तर्ज पर स्थित होंगे। जब कई उपकरण एक दूसरे के बगल में स्थित होते हैं, तो चूरा उनके बीच की बातचीत को दिखाएगा: आकर्षण या प्रतिकर्षण।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र

हमारे ग्रह की कल्पना एक चुंबक के रूप में की जा सकती है, जिसकी धुरी 12 डिग्री झुकी हुई है। सतह के साथ इस अक्ष के प्रतिच्छेदन को चुंबकीय ध्रुव कहा जाता है। किसी भी चुम्बक की तरह, पृथ्वी की शक्ति रेखाएँ उत्तरी ध्रुव से दक्षिणी ध्रुव तक जाती हैं। ध्रुवों के पास, वे सतह पर लंबवत चलते हैं, इसलिए वहां कंपास सुई अविश्वसनीय है, और आपको अन्य विधियों का उपयोग करना होगा।

"सौर हवा" के कणों में एक विद्युत आवेश होता है, इसलिए, उनके चारों ओर घूमते समय, एक चुंबकीय क्षेत्र दिखाई देता है, जो पृथ्वी के क्षेत्र के साथ बातचीत करता है और इन कणों को बल की रेखाओं के साथ निर्देशित करता है। इस प्रकार, यह क्षेत्र पृथ्वी की सतह को ब्रह्मांडीय विकिरण से बचाता है। ध्रुवों के पास, हालांकि, ये रेखाएं सतह के लंबवत होती हैं, और आवेशित कण वायुमंडल में प्रवेश करते हैं, जिससे उरोरा बोरेलिस होता है।

1820 में, हंस ओर्स्टेड ने प्रयोगों का संचालन करते हुए, एक कंडक्टर के प्रभाव को देखा जिसके माध्यम से एक विद्युत प्रवाह एक कंपास सुई पर बहता है। कुछ दिनों बाद, आंद्रे-मैरी एम्पीयर ने दो तारों के पारस्परिक आकर्षण की खोज की, जिसके माध्यम से एक ही दिशा की धारा प्रवाहित हुई।

दिलचस्प।विद्युत वेल्डिंग के दौरान, वर्तमान शक्ति में परिवर्तन होने पर आस-पास के केबल हिल जाते हैं।

बाद में, एम्पीयर ने सुझाव दिया कि यह तारों के माध्यम से बहने वाली धारा के चुंबकीय प्रेरण के कारण है।

एक अछूता तार के साथ एक कुंडल घाव में जिसके माध्यम से एक विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है, अलग-अलग कंडक्टरों के क्षेत्र एक दूसरे को सुदृढ़ करते हैं। आकर्षण बल बढ़ाने के लिए, कॉइल को एक खुले स्टील कोर पर घाव किया जाता है। यह कोर चुम्बकित होता है और रिले और संपर्ककर्ताओं में लोहे के हिस्सों या कोर के दूसरे आधे हिस्से को आकर्षित करता है।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन

जब चुंबकीय प्रवाह बदलता है, तो तार में विद्युत प्रवाह प्रेरित होता है। यह तथ्य इस परिवर्तन के कारणों पर निर्भर नहीं करता है: स्थायी चुंबक की गति, तार की गति, या पास के कंडक्टर में करंट की ताकत में बदलाव।

इस घटना की खोज 29 अगस्त, 1831 को माइकल फैराडे ने की थी। उनके प्रयोगों से पता चला कि कंडक्टरों से बंधे सर्किट में दिखाई देने वाला ईएमएफ (इलेक्ट्रोमोटिव बल) इस सर्किट के क्षेत्र से गुजरने वाले प्रवाह के परिवर्तन की दर के सीधे आनुपातिक है।

जरूरी! EMF होने के लिए, तार को बल की रेखाओं को पार करना होगा। लाइनों के साथ चलते समय, कोई ईएमएफ नहीं होता है।

यदि कॉइल, जिसमें ईएमएफ होता है, को विद्युत परिपथ में शामिल किया जाता है, तो वाइंडिंग में एक करंट उत्पन्न होता है, जो प्रारंभ करनेवाला में अपना विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाता है।

जब कोई चालक चुंबकीय क्षेत्र में गति करता है, तो उसमें एक EMF प्रेरित होता है। इसकी दिशात्मकता तार की गति की दिशा पर निर्भर करती है। जिस विधि से चुंबकीय प्रेरण की दिशा निर्धारित की जाती है उसे "दाहिने हाथ की विधि" कहा जाता है।

विद्युत मशीनों और ट्रांसफार्मर के डिजाइन के लिए चुंबकीय क्षेत्र के परिमाण की गणना करना महत्वपूर्ण है।

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