आज हम एक अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी फैराडे के अनुभव और आधुनिक दुनिया में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के महत्व के बारे में बात करेंगे।
सूर्य, बिजली, ज्वालामुखी
प्राचीन लोग अबोध की पूजा करते थे। हम उस समय के बारे में बात कर रहे हैं जब सबसे उन्नत आविष्कार एक छड़ी और एक पत्थर को एक साधारण उपकरण में संयोजित करने की क्षमता थी। सूर्य के दैनिक पाठ्यक्रम, चंद्रमा के चरणों, ज्वालामुखियों, बिजली और गरज की घटना के लिए कोई स्पष्टीकरण नहीं था।
तूफान के साथ मानव जाति का एक अलग उपन्यास है। आग ने अंधकार को दूर किया, सुरक्षा की भावना दी, खोजों को प्रेरित किया। और वैज्ञानिकों का सुझाव है कि पहली नियंत्रित आग बिजली से आग लगाने वाली लकड़ी से बनाई गई थी।
हथौड़ा और चुंबक
थोड़ी देर बाद, लोगों ने धातु को पिघलाने के लिए ऊष्मा का उपयोग करना सीखा। पहले मजबूत उपकरण दिखाई दिए जिन्होंने आसपास की प्रकृति को जीतने में मदद की। विशेष रूप से प्रयोग द्वारा जाने पर, विभिन्न आचार्यों ने शायद असामान्य और अजीब घटनाओं पर ठोकर खाई। उदाहरण के लिए, लोहे का एक टुकड़ा अचानक दूसरे (चुंबकत्व) की उपस्थिति में हिल सकता है। उन्नीसवीं शताब्दी में, इन घटनाओं को फैराडे के प्रयोगों द्वारा समझाया गया था (आधुनिक अर्थों में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण ठीक उसी समय उत्पन्न हुआ था)।
विज्ञान औरराजा
विद्युत धारा बहुत पहले से ज्ञात है। वे माइकल एंजेलो के समय में इलेक्ट्रॉनों के संचालन की संपत्ति से लोहे को कांच से अलग करना जानते थे। लेकिन उन्नीसवीं शताब्दी की शुरुआत तक, इस घटना को विशेष रूप से एक अजीब घटना के रूप में माना जाता था। इसके अलावा, वैज्ञानिकों को हमेशा एक धनी परोपकारी - एक गिनती, ड्यूक या राजा द्वारा प्रायोजित किया गया है। और निवेश किया गया पैसा, जैसा कि आप जानते हैं, भुगतान करना चाहिए था। इसलिए भौतिकविदों और रसायनज्ञों को इस तरह से काम करने की ज़रूरत थी कि रईस की सैन्य शक्ति बढ़े, उसे अधिक लाभ मिले या एक उज्ज्वल तमाशा हो।
पैसे के मालिक की ताकत के संकेत के तौर पर मेहमानों को कुछ प्रयोग दिखाए गए। गैलीलियो ने अपने संरक्षक, मेडिसी के सम्मान में खोजे गए बृहस्पति के चंद्रमाओं का नाम रखा। तो यह बिजली के साथ था। फैराडे के प्रयोगों ने प्रयोगात्मक रूप से विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की पुष्टि की। लेकिन उनसे पहले ओर्स्टेड की पढ़ाई होती थी।
इलेक्ट्रिक या चुंबकीय?
चुंबक (कम्पास का मुख्य भाग) का उपयोग नाविकों द्वारा किया गया था जिन्होंने अमेरिका, ऑस्ट्रेलिया और भारत के रास्ते की खोज की थी। बिजली दिलचस्प मज़ा था। 1820 में, डेनिश वैज्ञानिक हैंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड ने कंडक्टरों के चुंबकीय और विद्युत गुणों के बीच संबंध को साबित किया। उनका प्रयोग फैराडे के प्रयोग, विद्युतचुंबकीय प्रेरण की घटना और उन वर्षों की खोजों से आने वाली हर चीज का अग्रदूत था।
तो, ओर्स्टेड ने एक रैखिक कंडक्टर (मोटा तार) लिया और उसके नीचे एक चुंबकीय सुई रखी। जब वैज्ञानिक ने करंट शुरू किया, तो चुंबक के ध्रुव शिफ्ट हो गए: तीर कंडक्टर के लंबवत खड़ा हो गया। भौतिक विज्ञानी ने कई बार प्रयोग दोहराया,प्रयोग की ज्यामिति और चालक में धारा की दिशा बदल दी। परिणाम समान था: इलेक्ट्रॉनों की गति के वेक्टर के संबंध में चुंबकीय सुई के ध्रुवों का स्थान हमेशा समान होता था। अब यह अनुभव बहुत ही सरल और समझने योग्य लगता है। लेकिन इस खोज के दूरगामी परिणाम हुए: ओर्स्टेड ने विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के बीच सीधा संबंध साबित किया।
संपत्ति संबंध
लेकिन अगर विद्युत प्रवाह चुंबक को प्रभावित करने में सक्षम था, तो चुंबक इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित कर सकता है? यही फैराडे ने प्रयोग द्वारा सिद्ध करने का प्रयास किया, जिसका विवरण अब हम देंगे।
वैज्ञानिक ने तार को एक सर्पिल (कॉइल) में घाव कर दिया, एक करंट-डिटेक्टिंग डिवाइस को इससे जोड़ा और संरचना में एक चुंबक लाया। मीटर की सुई टिमटिमा रही थी। अनुभव सफल साबित हुआ। भविष्य में, माइकल फैराडे ने विभिन्न दृष्टिकोणों को लागू किया और पाया: यदि एक चुंबक के बजाय हम एक कॉइल लेते हैं और उसमें करंट को उत्तेजित करते हैं, तो आसन्न कॉइल में एक करंट भी दिखाई देगा। जब दोनों हेलिकॉप्टरों के घुमावों के अंदर एक प्रवाहकीय कोर डाला जाता है तो बातचीत और भी प्रभावी होती है।
विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम
एक क्लोज्ड सर्किट के लिए फैराडे का इंडक्शन का नियम सूत्र द्वारा व्यक्त किया जाता है: ε=-dΦ / dt.
यहाँ ε इलेक्ट्रोमोटिव बल है जो इलेक्ट्रॉनों को कंडक्टर में स्थानांतरित करने का कारण बनता है (जिसे ईएमएफ के रूप में संक्षिप्त किया गया है), Φ चुंबकीय प्रवाह का परिमाण है जो वर्तमान में किसी दिए गए क्षेत्र से गुजर रहा है, और टी समय है।
यह फॉर्मूला डिफरेंशियल है। इसका मतलब है कि ईएमएफ की गणना क्षेत्र के छोटे टुकड़ों का उपयोग करके सभी छोटी अवधि के लिए की जानी चाहिए। लेकिनकुल विद्युत वाहक बल प्राप्त करने के लिए, परिणाम को संक्षेप में प्रस्तुत करना होगा।
सूत्र में ऋण लेन्ज़ के नियम के कारण है। यह पढ़ता है: प्रेरण ईएमएफ को निर्देशित किया जाता है ताकि सक्रिय धारा प्रवाह दिशा में परिवर्तन को अवरुद्ध कर दे।
इस नियम को एक उदाहरण से समझाना काफी आसान है: जब पहली कुण्डली में धारा बढ़ती है तो दूसरी कुण्डली में भी धारा बढ़ती है; जब पहली कुण्डली में धारा घटती है, तो प्रेरित कुण्डली भी कमजोर हो जाएगी।
फैराडे के नियम को लागू करना
विद्युत के बिना आधुनिक जीवन की कल्पना नहीं की जा सकती। द डे द अर्थ स्टूड स्टिल में, कीनू रीव्स का चरित्र जनरेटर को बंद करके मानव इतिहास के पाठ्यक्रम को बदल देता है। हम अभी इस घटना के तंत्र के बारे में बात नहीं करेंगे। कल्पना कल्पना को मुक्त लगाम देती है, लेकिन संभावनाओं का वर्णन नहीं करती है। लेकिन इस तरह की घटना के परिणाम वास्तव में वैश्विक होंगे: शहरी बुनियादी ढांचे के विनाश से लेकर अकाल तक। बिजली के बिना अस्तित्व के अनुकूल होने के लिए मनुष्य को वास्तव में अपनी सभ्यता का पुनर्निर्माण करना होगा।
कई विज्ञान कथा लेखक वैश्विक तबाही की साजिश का फायदा उठाते हैं। बिजली कटौती के अलावा इतने बड़े बदलाव के कारण हैं:
- विदेशी आक्रमण;
- गलत बैक्टीरियोलॉजिकल प्रयोग;
- एक भौतिक नियम की आकस्मिक खोज जो पदार्थ की संरचना को बदल देती है (उदाहरण के लिए, बर्फ-9);
- परमाणु युद्ध या तबाही;
- लोगों की एक विकासवादी छलांग (नई मानवता को बस तकनीक की आवश्यकता नहीं है)।
ऊर्जा स्रोतों की खोज हैमानव गतिविधि का अलग क्षेत्र। लोग बिजली प्राप्त करने के लिए जीवाश्म संसाधनों, पानी, हवा, लहरों, भूमिगत थर्मल पानी की गर्मी और परमाणु की ऊर्जा का उपयोग करते हैं। सभी स्टेशन सिद्धांत के लिए धन्यवाद काम करते हैं, जिसका अस्तित्व फैराडे ने अपने प्रयोगों में साबित किया था। इसके अलावा, बिजली पैदा करने की योजना उनके प्रयोग से बहुत अलग नहीं है: एक निश्चित बल एक विशाल चुंबक (रोटर) को घुमाता है, और बदले में, कॉइल में करंट को उत्तेजित करता है।
बेशक, लोगों को कोर के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री मिली, बड़े स्पूल बनाना सीखा, घुमावदार परतों को एक दूसरे से बेहतर तरीके से अलग किया। लेकिन सामान्य तौर पर, आधुनिक सभ्यता अगस्त 1831 में माइकल फैराडे द्वारा निर्मित अनुभव पर टिकी है।
