विद्युत चुम्बकीय प्रेरण एक माध्यम या एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र की मौजूदगी के कारण पास मुख्य भाग में एक इलेक्ट्रोमोटिव बल (वोल्टेज) के शामिल होने के रूप में परिभाषित किया गया है। इस घटना की खोज ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी और रसायनशास्त्री माइकल फैराडे ने वर्ष 1831 में फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के माध्यम से की थी।
फैराडे ने एक तार के कुंडल से घिरे एक स्थायी चुंबक के साथ प्रयोगात्मक परीक्षण किए और उक्त कुंडली पर एक वोल्टेज के प्रेरण और एक अंतर्निहित प्रवाह के संचलन का अवलोकन किया।
माइकल फैराडे
यह कानून बताता है कि एक बंद लूप पर प्रेरित वोल्टेज चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के आनुपातिक रूप से आनुपातिक है क्योंकि यह सतह से गुजरता है, समय के संबंध में। इस प्रकार, अलग-अलग चुंबकीय क्षेत्रों के प्रभाव के कारण आसन्न शरीर पर वोल्टेज अंतर (वोल्टेज) की उपस्थिति को प्रेरित करना संभव है।
बदले में, यह प्रेरित वोल्टेज प्रेरित वोल्टेज और विश्लेषण की वस्तु के प्रतिबाधा के अनुरूप वर्तमान के परिसंचरण को जन्म देता है। यह घटना बिजली प्रणालियों और दैनिक उपयोग के उपकरणों की कार्रवाई का सिद्धांत है, जैसे: मोटर्स, जनरेटर और विद्युत ट्रांसफार्मर, प्रेरण भट्टियां, प्रेरक, बैटरी, आदि।
सूत्र और इकाइयाँ
फैराडे द्वारा देखे गए विद्युत चुम्बकीय प्रेरण को गणितीय मॉडलिंग के माध्यम से विज्ञान की दुनिया के साथ साझा किया गया था जो इस प्रकार की घटनाओं को दोहराने और उनके व्यवहार की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है।
सूत्र
विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना से जुड़े विद्युत मापदंडों (वोल्टेज, वर्तमान) की गणना करने के लिए, पहले यह परिभाषित करना आवश्यक है कि वर्तमान में चुंबकीय क्षेत्र के रूप में ज्ञात चुंबकीय प्रेरण का मूल्य क्या है।
यह जानने के लिए कि चुंबकीय प्रवाह क्या है जो एक निश्चित सतह से गुजरता है, फिर कहा क्षेत्र द्वारा चुंबकीय प्रेरण के उत्पाद की गणना की जानी चाहिए। इसलिए:
कहाँ पे:
Ux: चुंबकीय प्रवाह
बी: चुंबकीय प्रेरण
S: सतह
फैराडे का नियम इंगित करता है कि आसपास के निकायों पर प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल, चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के अनुसार समय के संबंध में दिया गया है:
कहाँ पे:
otive: इलेक्ट्रोमोटिव बल
पिछली अभिव्यक्ति में चुंबकीय प्रवाह के मूल्य को प्रतिस्थापित करके, हमारे पास निम्नलिखित हैं:
यदि चुंबकीय प्रवाह से जुड़े क्षेत्र के लिए एक परिमित पथ को परिसीमन करने के लिए समतुल्य के दोनों किनारों पर अभिन्न अंग लगाए जाते हैं, तो आवश्यक गणना का अधिक सटीक अनुमान प्राप्त होता है।
इसके अलावा, एक बंद सर्किट में इलेक्ट्रोमोटिव बल की गणना भी इस तरह से सीमित है। इस प्रकार, समीकरण के दोनों सदस्यों में एकीकरण लागू करते समय, यह प्राप्त किया जाता है कि:
माप की इकाई
टेस्लास में इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (SI) में मैग्नेटिक इंडक्शन को मापा जाता है। माप की इस इकाई को टी अक्षर द्वारा दर्शाया गया है, और निम्नलिखित मूल इकाइयों के सेट से मेल खाती है।
एक टेस्ला एक समान चुंबकीय प्रेरण के बराबर है जो एक वर्ग मीटर की सतह पर 1 वेबर के चुंबकीय प्रवाह का उत्पादन करता है।
सीजेसिमल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (CGS) के अनुसार, चुंबकीय प्रेरण के लिए माप की इकाई गॉस है। दोनों इकाइयों के बीच समानता संबंध निम्नानुसार है:
1 टेस्ला = 10,000 गॉस
चुंबकीय प्रेरण के लिए माप की इकाई का नाम सर्बो-क्रोएशियाई इंजीनियर, भौतिक विज्ञानी और आविष्कारक निकोला टेस्ला पर दिया गया है। 1960 के दशक के मध्य में इसे इस तरह नामित किया गया था।
यह कैसे काम करता है?
इसे इंडक्शन कहा जाता है क्योंकि प्राथमिक और माध्यमिक तत्वों के बीच कोई शारीरिक संबंध नहीं है; नतीजतन, सब कुछ अप्रत्यक्ष और अमूर्त कनेक्शन के माध्यम से होता है।
विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना को पास के चालन तत्व के मुक्त इलेक्ट्रॉनों पर एक चर चुंबकीय क्षेत्र के बल की लाइनों की बातचीत होती है।
इसके लिए, जिस ऑब्जेक्ट या माध्यम पर इंडक्शन होता है, उसे चुंबकीय क्षेत्र के बल की लाइनों के लंबवत व्यवस्थित किया जाना चाहिए। इस तरह, मुक्त इलेक्ट्रॉनों पर लगाया गया बल अधिक होता है और, परिणामस्वरूप, विद्युत चुम्बकीय प्रेरण बहुत मजबूत होता है।
बदले में, प्रेरित वर्तमान के संचलन की दिशा चर चुंबकीय क्षेत्र के बल की रेखाओं द्वारा दी गई दिशा द्वारा दी गई है।
दूसरी ओर, तीन विधियाँ हैं जिनके माध्यम से पास के पिंड या वस्तु पर एक इलेक्ट्रोमोटिव बल को प्रेरित करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र का प्रवाह भिन्न हो सकता है:
1- प्रवाह की तीव्रता में बदलाव के माध्यम से, चुंबकीय क्षेत्र के मॉड्यूल को संशोधित करें।
2- चुंबकीय क्षेत्र और सतह के बीच के कोण को बदलें।
3- अंतर्निहित सतह के आकार को संशोधित करें।
फिर, एक बार एक चुंबकीय क्षेत्र को संशोधित करने के बाद, एक इलेक्ट्रोमोटिव बल को पड़ोसी वस्तु में प्रेरित किया जाता है, जो वर्तमान संचलन के प्रतिरोध के आधार पर होता है कि यह (प्रतिबाधा), एक प्रेरित वर्तमान का उत्पादन करेगा।
विचारों के उस क्रम में, सिस्टम के भौतिक विन्यास के आधार पर, उक्त प्रेरित धारा का अनुपात प्राथमिक प्रवाह से अधिक या कम होगा।
उदाहरण
विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का सिद्धांत विद्युत वोल्टेज ट्रांसफार्मर के संचालन का आधार है।
वोल्टेज ट्रांसफ़ॉर्मर (स्टेप-डाउन या स्टेप-अप) का ट्रांसफ़ॉर्मेशन अनुपात प्रत्येक ट्रांसफ़ॉर्मर वाइंडिंग की संख्या द्वारा दिया जाता है।
इस प्रकार, कॉइल की संख्या के आधार पर, माध्यमिक में वोल्टेज उच्च (स्टेप-अप ट्रांसफार्मर) या निचला (स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर) हो सकता है, जो कि परस्पर विद्युत प्रणाली के भीतर के अनुप्रयोग पर निर्भर करता है।
इसी तरह, पनबिजली केंद्रों में बिजली पैदा करने वाले टर्बाइन भी विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के लिए धन्यवाद संचालित करते हैं।
इस मामले में, टरबाइन ब्लेड घुमाव के अक्ष को घुमाते हैं जो टरबाइन और जनरेटर के बीच स्थित होता है। इसके बाद रोटर को इकट्ठा किया जाता है।
बदले में, रोटर विंडिंग्स की एक श्रृंखला से बना होता है, जो गति में होने पर, एक चर चुंबकीय क्षेत्र को जन्म देता है।
उत्तरार्द्ध जनरेटर के स्टेटर में एक इलेक्ट्रोमोटिव बल को प्रेरित करता है, जो एक प्रणाली से जुड़ा होता है जो प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न ऊर्जा को ऑनलाइन ले जाने की अनुमति देता है।
उपरोक्त दो उदाहरणों के माध्यम से यह पता लगाना संभव है कि विद्युत चुम्बकीय प्रेरण रोजमर्रा की जिंदगी के प्राथमिक अनुप्रयोगों में हमारे जीवन का हिस्सा कैसे है।
संदर्भ
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