चुंबकीय क्षेत्र की विशेषता क्या है यह समझने के लिए कई परिघटनाओं को परिभाषित किया जाना चाहिए। उसी समय, आपको पहले से याद रखना होगा कि यह कैसे और क्यों दिखाई देता है। पता लगाएं कि चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति विशेषता क्या है। यह भी महत्वपूर्ण है कि ऐसा क्षेत्र न केवल चुम्बकों में हो सकता है। इस संबंध में, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताओं का उल्लेख करने में कोई हर्ज नहीं है।
फील्ड इमर्जेंस
सबसे पहले, हमें क्षेत्र के स्वरूप का वर्णन करना चाहिए। उसके बाद, आप चुंबकीय क्षेत्र और इसकी विशेषताओं का वर्णन कर सकते हैं। यह आवेशित कणों की गति के दौरान प्रकट होता है। गतिमान विद्युत आवेशों को प्रभावित कर सकता है, विशेष रूप से प्रवाहकीय कंडक्टरों पर। एक चुंबकीय क्षेत्र और गतिमान आवेशों, या कंडक्टरों के बीच परस्पर क्रिया जिसके माध्यम से धारा प्रवाहित होती है, विद्युत चुम्बकीय नामक बलों के कारण होती है।
चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता या शक्ति विशेषताचुंबकीय प्रेरण का उपयोग करके एक निश्चित स्थानिक बिंदु निर्धारित किया जाता है। उत्तरार्द्ध को प्रतीक बी द्वारा दर्शाया गया है।
फ़ील्ड का ग्राफ़िक प्रतिनिधित्व
चुंबकीय क्षेत्र और इसकी विशेषताओं को प्रेरण रेखाओं का उपयोग करके ग्राफिक रूप से दर्शाया जा सकता है। इस परिभाषा को रेखाएं कहा जाता है, जो किसी भी बिंदु पर चुंबकीय प्रेरण के वेक्टर y की दिशा के साथ मेल खाती हैं।
ये रेखाएं चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताओं में शामिल हैं और इसका उपयोग इसकी दिशा और तीव्रता को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता जितनी अधिक होगी, उतनी ही अधिक डेटा रेखाएं खींची जाएंगी।
चुंबकीय रेखाएं क्या हैं
धारा के साथ सीधे कंडक्टरों में चुंबकीय रेखाओं में एक संकेंद्रित वृत्त का आकार होता है, जिसका केंद्र इस कंडक्टर की धुरी पर स्थित होता है। करंट के साथ कंडक्टरों के पास चुंबकीय रेखाओं की दिशा गिलेट नियम द्वारा निर्धारित की जाती है, जो इस तरह से लगता है: यदि गिमलेट स्थित है ताकि यह करंट की दिशा में कंडक्टर में खराब हो जाए, तो इसके रोटेशन की दिशा संभाल चुंबकीय रेखाओं की दिशा से मेल खाती है।
धारा वाली कुण्डली के लिए चुंबकीय क्षेत्र की दिशा भी गिलेट नियम द्वारा निर्धारित की जाएगी। सोलनॉइड के घुमावों में हैंडल को करंट की दिशा में घुमाना भी आवश्यक है। चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं की दिशा गिलेट के अनुवाद संबंधी गति की दिशा के अनुरूप होगी।
एकरूपता और विषमता की परिभाषा चुंबकीय क्षेत्र की मुख्य विशेषता है।
एक करंट द्वारा बनाया गया, समान परिस्थितियों में, फ़ील्डइन पदार्थों में विभिन्न चुंबकीय गुणों के कारण विभिन्न माध्यमों में इसकी तीव्रता में अंतर होगा। माध्यम के चुंबकीय गुणों को पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता की विशेषता है। हेनरी प्रति मीटर (जी/एम) में मापा जाता है।
चुंबकीय क्षेत्र की विशेषता में निर्वात की पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता शामिल है, जिसे चुंबकीय स्थिरांक कहा जाता है। वह मान जो यह निर्धारित करता है कि माध्यम की निरपेक्ष चुंबकीय पारगम्यता कितनी बार स्थिरांक से भिन्न होगी, सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता कहलाती है।
पदार्थों की चुंबकीय पारगम्यता
यह एक आयामहीन मात्रा है। एक से कम पारगम्यता मान वाले पदार्थ प्रतिचुंबकीय कहलाते हैं। इन पदार्थों में, क्षेत्र निर्वात की तुलना में कमजोर होगा। ये गुण हाइड्रोजन, पानी, क्वार्ट्ज, चांदी आदि में मौजूद हैं।
एक से अधिक चुंबकीय पारगम्यता वाले मीडिया को पैरामैग्नेटिक कहा जाता है। इन पदार्थों में, क्षेत्र निर्वात की तुलना में अधिक मजबूत होगा। इन मीडिया और पदार्थों में वायु, एल्यूमीनियम, ऑक्सीजन, प्लेटिनम शामिल हैं।
अनुचुंबकीय और प्रतिचुंबकीय पदार्थों के मामले में, चुंबकीय पारगम्यता का मान बाहरी, चुंबकीय क्षेत्र के वोल्टेज पर निर्भर नहीं करेगा। इसका मतलब है कि किसी विशेष पदार्थ के लिए मान स्थिर है।
फेरोमैग्नेट एक विशेष समूह के हैं। इन पदार्थों के लिए, चुंबकीय पारगम्यता कई हजार या अधिक तक पहुंच जाएगी। ये पदार्थ, जिनमें चुम्बकित होने और चुंबकीय क्षेत्र को बढ़ाने का गुण होता है, का व्यापक रूप से विद्युत इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है।
क्षेत्र की ताकत
चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए, चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के साथ, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत नामक एक मूल्य का उपयोग किया जा सकता है। यह शब्द एक वेक्टर मात्रा है जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता को निर्धारित करता है। सभी दिशाओं में समान गुणों वाले माध्यम में चुंबकीय क्षेत्र की दिशा, तीव्रता वेक्टर क्षेत्र बिंदु पर चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के साथ मेल खाएगा।
लौह चुम्बकों के प्रबल चुंबकीय गुणों को उनमें यादृच्छिक रूप से चुम्बकित छोटे भागों की उपस्थिति से समझाया जाता है, जिन्हें छोटे चुम्बकों के रूप में दर्शाया जा सकता है।
बिना चुंबकीय क्षेत्र के, एक लौहचुंबकीय पदार्थ में स्पष्ट चुंबकीय गुण नहीं हो सकते हैं, क्योंकि डोमेन क्षेत्र अलग-अलग अभिविन्यास प्राप्त करते हैं, और उनका कुल चुंबकीय क्षेत्र शून्य होता है।
चुंबकीय क्षेत्र की मुख्य विशेषताओं के अनुसार, यदि एक फेरोमैग्नेट को बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, उदाहरण के लिए, करंट वाली कॉइल में, तो बाहरी क्षेत्र के प्रभाव में, डोमेन बदल जाएगा बाहरी क्षेत्र की दिशा। इसके अलावा, कुंडल पर चुंबकीय क्षेत्र में वृद्धि होगी, और चुंबकीय प्रेरण में वृद्धि होगी। यदि बाहरी क्षेत्र पर्याप्त रूप से कमजोर है, तो उन सभी डोमेन का केवल एक हिस्सा, जिनके चुंबकीय क्षेत्र बाहरी क्षेत्र की दिशा में आते हैं, पलट जाएंगे। जैसे-जैसे बाहरी क्षेत्र की ताकत बढ़ती है, घुमाए गए डोमेन की संख्या में वृद्धि होगी, और बाहरी क्षेत्र वोल्टेज के एक निश्चित मूल्य पर, लगभग सभी भागों को घुमाया जाएगा ताकि चुंबकीय क्षेत्र बाहरी क्षेत्र की दिशा में स्थित हों।इस अवस्था को चुंबकीय संतृप्ति कहते हैं।
चुंबकीय प्रेरण और तीव्रता के बीच संबंध
लौहचुंबकीय पदार्थ के चुंबकीय प्रेरण और बाहरी क्षेत्र की ताकत के बीच संबंध को चुंबकीयकरण वक्र नामक ग्राफ का उपयोग करके दर्शाया जा सकता है। वक्र ग्राफ के मोड़ पर, चुंबकीय प्रेरण में वृद्धि की दर घट जाती है। एक मोड़ के बाद, जहां तनाव एक निश्चित स्तर तक पहुंच जाता है, संतृप्ति होती है, और वक्र थोड़ा ऊपर उठता है, धीरे-धीरे एक सीधी रेखा का आकार प्राप्त करता है। इस खंड में, प्रेरण अभी भी बढ़ रहा है, बल्कि धीरे-धीरे और केवल बाहरी क्षेत्र की ताकत में वृद्धि के कारण।
सूचक के डेटा की ग्राफिकल निर्भरता प्रत्यक्ष नहीं है, जिसका अर्थ है कि उनका अनुपात स्थिर नहीं है, और सामग्री की चुंबकीय पारगम्यता एक स्थिर संकेतक नहीं है, बल्कि बाहरी क्षेत्र पर निर्भर करती है।
सामग्री के चुंबकीय गुणों में परिवर्तन
जब किसी फेरोमैग्नेटिक कोर के साथ कॉइल में करंट को पूर्ण संतृप्ति तक बढ़ाते हैं और फिर इसे घटाते हैं, तो मैग्नेटाइजेशन कर्व डिमैग्नेटाइजेशन कर्व के साथ मेल नहीं खाएगा। शून्य तीव्रता के साथ, चुंबकीय प्रेरण का मान समान नहीं होगा, लेकिन कुछ संकेतक प्राप्त कर लेगा जिसे अवशिष्ट चुंबकीय प्रेरण कहा जाता है। चुंबकीय बल से चुंबकीय प्रेरण के पिछड़ने की स्थिति को हिस्टैरिसीस कहा जाता है।
कुंडली में फेरोमैग्नेटिक कोर को पूरी तरह से विचुंबकित करने के लिए, एक रिवर्स करंट देना आवश्यक है, जो आवश्यक तनाव पैदा करेगा। विभिन्न लौहचुंबकीय के लिएपदार्थ, विभिन्न लंबाई के एक खंड की जरूरत है। यह जितना बड़ा होता है, विमुद्रीकरण के लिए उतनी ही अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। वह मान जिस पर सामग्री पूरी तरह से विचुंबकीय हो जाती है, जबरदस्ती बल कहलाती है।
कॉइल में करंट में और वृद्धि के साथ, इंडक्शन फिर से संतृप्ति सूचकांक में बढ़ जाएगा, लेकिन चुंबकीय रेखाओं की एक अलग दिशा के साथ। विपरीत दिशा में विचुंबकीयकरण करते समय, अवशिष्ट प्रेरण प्राप्त किया जाएगा। अवशिष्ट चुंबकत्व की घटना का उपयोग उच्च अवशिष्ट चुंबकत्व वाले पदार्थों से स्थायी चुंबक बनाने के लिए किया जाता है। विद्युत मशीनों और उपकरणों के लिए कोर बनाने के लिए रीमैग्नेटाइज़ करने की क्षमता वाली सामग्री का उपयोग किया जाता है।
बाएं हाथ का नियम
धारा के साथ एक कंडक्टर को प्रभावित करने वाले बल की दिशा बाएं हाथ के नियम द्वारा निर्धारित होती है: जब कुंवारी हाथ की हथेली इस तरह से स्थित होती है कि चुंबकीय रेखाएं उसमें प्रवेश करती हैं, और चार अंगुलियों को बढ़ाया जाता है कंडक्टर में करंट की दिशा में मुड़ा हुआ अंगूठा बल की दिशा को इंगित करता है। यह बल प्रेरण सदिश और धारा के लंबवत है।
चुंबकीय क्षेत्र में गतिमान धारावाही चालक को विद्युत मोटर का प्रोटोटाइप माना जाता है जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलता है।
दाहिने हाथ का नियम
चुंबकीय क्षेत्र में कंडक्टर की गति के दौरान, उसके अंदर एक इलेक्ट्रोमोटिव बल प्रेरित होता है, जिसका मान चुंबकीय प्रेरण, शामिल कंडक्टर की लंबाई और उसके आंदोलन की गति के समानुपाती होता है। इस निर्भरता को विद्युत चुम्बकीय प्रेरण कहा जाता है। परकंडक्टर में प्रेरित ईएमएफ की दिशा निर्धारित करने के लिए, दाहिने हाथ के नियम का उपयोग किया जाता है: जब दाहिना हाथ उसी तरह स्थित होता है जैसे कि बाएं से उदाहरण में, चुंबकीय रेखाएं हथेली में प्रवेश करती हैं, और अंगूठा दिशा को इंगित करता है कंडक्टर की गति, फैली हुई उंगलियां प्रेरित ईएमएफ की दिशा का संकेत देती हैं। एक बाहरी यांत्रिक बल के प्रभाव में चुंबकीय प्रवाह में गतिमान एक कंडक्टर विद्युत जनरेटर का सबसे सरल उदाहरण है जिसमें यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम अलग तरह से तैयार किया जा सकता है: एक बंद सर्किट में, एक EMF प्रेरित होता है, इस सर्किट द्वारा कवर किए गए चुंबकीय प्रवाह में किसी भी परिवर्तन के साथ, सर्किट में EFE संख्यात्मक रूप से परिवर्तन की दर के बराबर होता है इस सर्किट को कवर करने वाले चुंबकीय प्रवाह का।
यह फॉर्म एक औसत ईएमएफ संकेतक प्रदान करता है और ईएमएफ की निर्भरता चुंबकीय प्रवाह पर नहीं, बल्कि इसके परिवर्तन की दर पर इंगित करता है।
लेन्ज़ का नियम
आपको लेन्ज़ का नियम भी याद रखना होगा: परिपथ से गुजरने वाले चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन से प्रेरित धारा, इसका चुंबकीय क्षेत्र इस परिवर्तन को रोकता है। यदि कुंडल के घुमावों को विभिन्न परिमाणों के चुंबकीय फ्लक्स द्वारा छेदा जाता है, तो पूरे कुंडल पर प्रेरित ईएमएफ अलग-अलग घुमावों में ईएमएफ के योग के बराबर होता है। कुंडली के विभिन्न फेरों के चुंबकीय फ्लक्स का योग फ्लक्स लिंकेज कहलाता है। इस मात्रा के मापन की इकाई, साथ ही चुंबकीय प्रवाह, वेबर है।
जब परिपथ में विद्युत धारा में परिवर्तन होता है तो उसके द्वारा उत्पन्न चुंबकीय फ्लक्स भी परिवर्तित हो जाता है। उसी समय, विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, अंदरकंडक्टर, एक EMF प्रेरित होता है। यह कंडक्टर में करंट में बदलाव के संबंध में प्रतीत होता है, इसलिए इस घटना को सेल्फ-इंडक्शन कहा जाता है, और कंडक्टर में प्रेरित ईएमएफ को सेल्फ-इंडक्शन ईएमएफ कहा जाता है।
फ्लक्स लिंकेज और चुंबकीय प्रवाह न केवल वर्तमान की ताकत पर निर्भर करता है, बल्कि किसी दिए गए कंडक्टर के आकार और आकार और आसपास के पदार्थ की चुंबकीय पारगम्यता पर भी निर्भर करता है।
कंडक्टर इंडक्शन
आनुपातिकता के गुणांक को चालक का अधिष्ठापन कहते हैं। यह एक कंडक्टर की क्षमता को संदर्भित करता है जब बिजली इसके माध्यम से गुजरती है तो फ्लक्स लिंकेज बनाने के लिए। यह विद्युत परिपथों के मुख्य मापदंडों में से एक है। कुछ सर्किट के लिए, अधिष्ठापन एक स्थिर है। यह समोच्च के आकार, इसके विन्यास और माध्यम की चुंबकीय पारगम्यता पर निर्भर करेगा। इस मामले में, सर्किट में वर्तमान ताकत और चुंबकीय प्रवाह कोई फर्क नहीं पड़ेगा।
उपरोक्त परिभाषाएं और परिघटनाएं इस बात की व्याख्या देती हैं कि चुंबकीय क्षेत्र क्या है। चुंबकीय क्षेत्र की मुख्य विशेषताएं भी दी गई हैं, जिनकी सहायता से इस परिघटना को परिभाषित करना संभव है।
