ઇન્ડક્શન ઇએમએફ શું છે અને તે ક્યારે થાય છે?

સામગ્રીમાં, અમે તેની ઘટનાની પરિસ્થિતિઓમાં EMF ઇન્ડક્શનના ખ્યાલને સમજીશું. જ્યારે વાહકમાં ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ દેખાય છે ત્યારે ચુંબકીય પ્રવાહની ઘટના માટે અમે ઇન્ડક્ટન્સને મુખ્ય પરિમાણ તરીકે પણ ધ્યાનમાં લઈએ છીએ.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન એ ચુંબકીય ક્ષેત્રો દ્વારા ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું નિર્માણ છે જે સમય જતાં બદલાય છે. ફેરાડે અને લેન્ઝની શોધ માટે આભાર, પેટર્નને કાયદામાં ઘડવામાં આવ્યા હતા, જેણે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક પ્રવાહોની સમજમાં સમપ્રમાણતા રજૂ કરી હતી. મેક્સવેલના સિદ્ધાંતે વિદ્યુત પ્રવાહ અને ચુંબકીય પ્રવાહ વિશે જ્ઞાન એકસાથે લાવ્યું. હર્ટ્ઝની શોધ બદલ આભાર, માનવતાએ ટેલિકોમ્યુનિકેશન્સ વિશે શીખ્યા.

ચુંબકીય પ્રવાહ

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ સાથેના વાહકની આસપાસ દેખાય છે, જો કે, સમાંતરમાં, વિપરીત ઘટના પણ થાય છે - ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન.ઉદાહરણ તરીકે ચુંબકીય પ્રવાહને ધ્યાનમાં લો: જો વાહકની ફ્રેમ ઇન્ડક્શન સાથે ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં મૂકવામાં આવે છે અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓ સાથે ઉપરથી નીચે સુધી અથવા તેમની જમણી કે ડાબી બાજુએ કાટખૂણે ખસેડવામાં આવે છે, તો ફ્રેમમાંથી પસાર થતો ચુંબકીય પ્રવાહ સતત

જ્યારે ફ્રેમ તેની ધરીની આસપાસ ફરે છે, ત્યારે થોડા સમય પછી ચુંબકીય પ્રવાહ ચોક્કસ માત્રામાં બદલાશે. પરિણામે, ફ્રેમમાં ઇન્ડક્શનનો EMF દેખાય છે અને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ દેખાય છે, જેને ઇન્ડક્શન કહેવામાં આવે છે.

EMF ઇન્ડક્શન

ચાલો આપણે વિગતવાર તપાસ કરીએ કે ઇન્ડક્શનના EMF નો ખ્યાલ શું છે. જ્યારે વાહકને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે અને તે ક્ષેત્ર રેખાઓના આંતરછેદ સાથે આગળ વધે છે, ત્યારે વાહકમાં ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ દેખાય છે જેને ઇન્ડક્શન EMF કહેવાય છે. જો વાહક સ્થિર રહે અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર બળની વાહક રેખાઓ સાથે ફરે અને છેદે તો તે પણ થાય છે.

જ્યારે કંડક્ટર, જ્યાં ઇએમએફ થાય છે, બાહ્ય સર્કિટને બંધ કરે છે, ત્યારે આ ઇએમએફની હાજરીને કારણે, સર્કિટમાંથી ઇન્ડક્શન પ્રવાહ વહેવાનું શરૂ થાય છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનમાં વાહકમાં EMF ઇન્ડક્શનની ઘટનાનો સમાવેશ થાય છે જ્યારે તે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ દ્વારા ઓળંગાય છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન એ યાંત્રિક ઊર્જાને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરવાની વિપરીત પ્રક્રિયા છે. આ ખ્યાલ અને તેના કાયદાનો વ્યાપકપણે વિદ્યુત ઇજનેરીમાં ઉપયોગ થાય છે, મોટાભાગની ઇલેક્ટ્રિક મશીનો આ ઘટના પર આધારિત છે.

ફેરાડે અને લેન્ઝ કાયદા

ફેરાડે અને લેન્ઝના નિયમો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની ઘટનાના દાખલાઓને પ્રતિબિંબિત કરે છે.

ફેરાડેએ શોધી કાઢ્યું કે સમય જતાં ચુંબકીય પ્રવાહમાં થતા ફેરફારોના પરિણામે ચુંબકીય અસરો દેખાય છે.વૈકલ્પિક ચુંબકીય પ્રવાહ સાથે કંડક્ટરને પાર કરવાના ક્ષણે, તેમાં ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ ઉદ્ભવે છે, જે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના દેખાવ તરફ દોરી જાય છે. કાયમી ચુંબક અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ બંને વર્તમાન પેદા કરી શકે છે.

વૈજ્ઞાનિકે નક્કી કર્યું કે સર્કિટને પાર કરતી બળની રેખાઓની સંખ્યામાં ઝડપી ફેરફાર સાથે વર્તમાનની તીવ્રતા વધે છે. એટલે કે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનું EMF ચુંબકીય પ્રવાહની ગતિના સીધા પ્રમાણમાં છે.

ફેરાડેના કાયદા અનુસાર, ઇન્ડક્શન EMF ફોર્મ્યુલા નીચે પ્રમાણે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે:

E \u003d - dF / તા.

માઈનસ ચિહ્ન પ્રેરિત EMF ની ધ્રુવીયતા, પ્રવાહની દિશા અને બદલાતી ઝડપ વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવે છે.

લેન્ઝના કાયદા અનુસાર, તેની દિશાના આધારે ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળનું લક્ષણ દર્શાવવું શક્ય છે. કોઇલમાં ચુંબકીય પ્રવાહમાં કોઈપણ ફેરફાર ઇન્ડક્શનના EMFના દેખાવ તરફ દોરી જાય છે, અને ઝડપી ફેરફાર સાથે, વધતો EMF જોવા મળે છે.

જો કોઇલ, જ્યાં ઇન્ડક્શનનું EMF હોય છે, તે બાહ્ય સર્કિટમાં શોર્ટ સર્કિટ ધરાવે છે, તો તેમાંથી ઇન્ડક્શન પ્રવાહ વહે છે, જેના પરિણામે વાહકની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર દેખાય છે અને કોઇલ સોલેનોઇડના ગુણધર્મો મેળવે છે. . પરિણામે, કોઇલની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રચાય છે.

ઇ.કે.એચ. લેન્ઝે એક પેટર્ન સ્થાપિત કરી જે મુજબ કોઇલમાં ઇન્ડક્શન પ્રવાહની દિશા અને ઇન્ડક્શન ઇએમએફ નક્કી કરવામાં આવે છે. કાયદો જણાવે છે કે કોઇલમાં ઇન્ડક્શન ઇએમએફ, જ્યારે ચુંબકીય પ્રવાહ બદલાય છે, ત્યારે કોઇલમાં દિશાત્મક પ્રવાહ બનાવે છે, જેમાં કોઇલનો આપેલ ચુંબકીય પ્રવાહ બાહ્ય ચુંબકીય પ્રવાહમાં ફેરફારોને ટાળવાનું શક્ય બનાવે છે.

લેન્ઝનો કાયદો કંડક્ટરમાં ઇલેક્ટ્રિક વર્તમાન ઇન્ડક્શનની તમામ પરિસ્થિતિઓને લાગુ પડે છે, તેમની ગોઠવણી અને બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રને બદલવાની પદ્ધતિને ધ્યાનમાં લીધા વિના.

ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વાયરની હિલચાલ

પ્રેરિત EMF નું મૂલ્ય બળની ક્ષેત્ર રેખાઓ દ્વારા ઓળંગેલા વાહકની લંબાઈના આધારે નક્કી કરવામાં આવે છે. મોટી સંખ્યામાં ક્ષેત્ર રેખાઓ સાથે, પ્રેરિત emf નું મૂલ્ય વધે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને ઇન્ડક્શનમાં વધારા સાથે, વાહકમાં EMF નું મોટું મૂલ્ય જોવા મળે છે. આમ, ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરતા વાહકમાં ઇન્ડક્શનના EMF નું મૂલ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શન, વાહકની લંબાઈ અને તેની હિલચાલની ઝડપ પર સીધું જ નિર્ભર છે.

આ અવલંબન સૂત્ર E = Blv માં પ્રતિબિંબિત થાય છે, જ્યાં E એ ઇન્ડક્શન emf છે; B એ ચુંબકીય ઇન્ડક્શનનું મૂલ્ય છે; હું કંડક્ટરની લંબાઈ છે; v એ તેની હિલચાલની ગતિ છે.

નોંધ કરો કે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરતા વાહકમાં, ઇન્ડક્શન EMF ત્યારે જ દેખાય છે જ્યારે તે ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓને પાર કરે છે. જો વાહક બળની રેખાઓ સાથે આગળ વધે છે, તો કોઈ EMF પ્રેરિત નથી. આ કારણોસર, સૂત્ર ફક્ત એવા કિસ્સાઓમાં જ લાગુ પડે છે કે જ્યાં વાહકની હિલચાલ બળની રેખાઓ પર લંબ નિર્દેશિત હોય.

કંડક્ટરમાં પ્રેરિત ઇએમએફ અને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની દિશા કંડક્ટરની હિલચાલની દિશા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. દિશાને ઓળખવા માટે, જમણા હાથનો નિયમ વિકસાવવામાં આવ્યો છે. જો તમે તમારા જમણા હાથની હથેળીને પકડી રાખો છો જેથી ક્ષેત્રની રેખાઓ તેની દિશામાં પ્રવેશ કરે, અને અંગૂઠો કંડક્ટરની હિલચાલની દિશા સૂચવે છે, તો બાકીની ચાર આંગળીઓ પ્રેરિત ઇએમએફની દિશા અને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની દિશા સૂચવે છે. કંડક્ટર માં.

ફરતી કોઇલ

ઇલેક્ટ્રિક વર્તમાન જનરેટરની કામગીરી ચુંબકીય પ્રવાહમાં કોઇલના પરિભ્રમણ પર આધારિત છે, જ્યાં ચોક્કસ સંખ્યામાં વળાંક હોય છે. EMF ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટમાં હંમેશા પ્રેરિત થાય છે જ્યારે તેને ચુંબકીય પ્રવાહ દ્વારા ઓળંગવામાં આવે છે, જે ચુંબકીય પ્રવાહ સૂત્ર Ф \u003d B x S x cos α (સપાટી વિસ્તાર દ્વારા ગુણાકાર કરવામાં આવે છે જેના દ્વારા ચુંબકીય પ્રવાહ પસાર થાય છે, અને કોસિન) પર આધારિત છે. દિશા વેક્ટર અને કાટખૂણે સમતલ રેખાઓ દ્વારા રચાયેલ કોણનો).

સૂત્ર મુજબ, પરિસ્થિતિઓમાં ફેરફારો દ્વારા F અસર થાય છે:

• જ્યારે ચુંબકીય પ્રવાહ બદલાય છે, ત્યારે દિશા વેક્ટર બદલાય છે;
• સમોચ્ચમાં બંધાયેલ વિસ્તાર બદલાય છે;
• કોણ ફેરફારો.

તેને સ્થિર ચુંબક અથવા સતત પ્રવાહ સાથે EMF પ્રેરિત કરવાની મંજૂરી છે, પરંતુ જ્યારે કોઇલ ચુંબકીય ક્ષેત્રની અંદર તેની ધરીની આસપાસ ફરે છે. આ કિસ્સામાં, કોણ બદલાય છે તેમ ચુંબકીય પ્રવાહ બદલાય છે. પરિભ્રમણની પ્રક્રિયામાં કોઇલ ચુંબકીય પ્રવાહના બળની રેખાઓને પાર કરે છે, પરિણામે, એક EMF દેખાય છે. સમાન પરિભ્રમણ સાથે, ચુંબકીય પ્રવાહમાં સામયિક ફેરફાર થાય છે. ઉપરાંત, દર સેકન્ડને પાર કરતી ફીલ્ડ લાઇનની સંખ્યા નિયમિત અંતરાલો પરના મૂલ્યોની સમાન બને છે.

વ્યવહારમાં, વૈકલ્પિક વર્તમાન જનરેટરમાં, કોઇલ સ્થિર રહે છે, અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ તેની આસપાસ ફરે છે.

EMF સ્વ-ઇન્ડક્શન

જ્યારે કોઇલમાંથી વૈકલ્પિક વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર થાય છે, ત્યારે વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે, જે બદલાતા ચુંબકીય પ્રવાહ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે જે EMF પ્રેરિત કરે છે. આ ઘટનાને સ્વ-ઇન્ડક્શન કહેવામાં આવે છે.

એ હકીકતને કારણે કે ચુંબકીય પ્રવાહ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની તીવ્રતાના પ્રમાણસર છે, પછી સ્વ-ઇન્ડક્શન ઇએમએફ સૂત્ર આના જેવો દેખાય છે:

Ф = L x I, જ્યાં L એ ઇન્ડક્ટન્સ છે, જે H માં માપવામાં આવે છે.તેનું મૂલ્ય એકમ લંબાઈ દીઠ વળાંકની સંખ્યા અને તેમના ક્રોસ વિભાગના મૂલ્ય દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્શન

જ્યારે બે કોઇલ બાજુમાં હોય છે, ત્યારે તેઓ મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્શનના EMFનું અવલોકન કરે છે, જે બે સર્કિટના રૂપરેખાંકન અને તેમના પરસ્પર અભિગમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. સર્કિટના વધતા વિભાજન સાથે, મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્ટન્સનું મૂલ્ય ઘટે છે, કારણ કે બે કોઇલ માટેના કુલ ચુંબકીય પ્રવાહમાં ઘટાડો થાય છે.

ચાલો પરસ્પર ઇન્ડક્શનના ઉદભવની પ્રક્રિયાને વિગતવાર ધ્યાનમાં લઈએ. ત્યાં બે કોઇલ છે, વર્તમાન I1 N1 વળાંકવાળા એકના વાયરમાંથી વહે છે, જે ચુંબકીય પ્રવાહ બનાવે છે અને N2 નંબરના વળાંક સાથે બીજા કોઇલમાંથી પસાર થાય છે.

પ્રથમના સંબંધમાં બીજા કોઇલના પરસ્પર ઇન્ડક્ટન્સનું મૂલ્ય:

M21 = (N2 x F21)/I1.

ચુંબકીય પ્રવાહ મૂલ્ય:

F21 = (M21/N2) x I1.

પ્રેરિત emf ની ગણતરી સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે:

E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt.

પ્રથમ કોઇલમાં, પ્રેરિત emf નું મૂલ્ય:

E1 = - M12 x dI2/dt.

એ નોંધવું અગત્યનું છે કે કોઇલમાંથી એકમાં મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્શન દ્વારા ઉશ્કેરવામાં આવેલ ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ કોઈપણ કિસ્સામાં અન્ય કોઇલમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહમાં ફેરફાર સાથે સીધા પ્રમાણસર છે.

પછી મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્ટન્સને સમાન ગણવામાં આવે છે:

M12 = M21 = M.

પરિણામે, E1 = - M x dI2/dt અને E2 = M x dI1/dt. M = K √ (L1 x L2), જ્યાં K એ બે ઇન્ડક્ટન્સ મૂલ્યો વચ્ચેના જોડાણ ગુણાંક છે.

ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્ટન્સનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, જે વૈકલ્પિક વિદ્યુત પ્રવાહના મૂલ્યમાં ફેરફાર કરવાનું શક્ય બનાવે છે. ઉપકરણ એ કોઇલની જોડી છે જે સામાન્ય કોર પર ઘા છે. પ્રથમ કોઇલમાં પ્રવાહ ચુંબકીય સર્કિટમાં બદલાતા ચુંબકીય પ્રવાહ અને બીજા કોઇલમાં પ્રવાહ બનાવે છે.બીજા કરતા પ્રથમ કોઇલમાં ઓછા વળાંક સાથે, વોલ્ટેજ વધે છે, અને તે મુજબ, પ્રથમ વિન્ડિંગમાં મોટી સંખ્યામાં વળાંક સાથે, વોલ્ટેજ ઘટે છે.

વિદ્યુત ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા અને રૂપાંતરિત કરવા ઉપરાંત, અન્ય ઉપકરણોમાં ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની ઘટનાનો ઉપયોગ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચુંબકીય લેવિટેશન ટ્રેનમાં રેલના પ્રવાહ સાથે સીધો સંપર્ક કર્યા વિના આગળ વધી રહી છે, પરંતુ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રિસ્પ્લેશનને કારણે બે સેન્ટિમીટર વધારે છે.

સમાન લેખો: