इलेक्ट्रोमैग्नेटिक घटनाएं आपके सेल फोन की बैटरी से लेकर उपग्रहों तक हर जगह हैं जो डेटा को पृथ्वी पर वापस भेजती हैं। आप विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के माध्यम से बिजली के व्यवहार का वर्णन कर सकते हैं, वस्तुओं के आसपास के क्षेत्र जो विद्युत और चुंबकीय बल लगाते हैं, जो दोनों एक ही विद्युत चुम्बकीय बल के भाग हैं।
चूँकि विद्युत चुम्बकीय बल रोज़मर्रा के जीवन में बहुत से अनुप्रयोगों में पाया जाता है, आप बैटरी का उपयोग करके भी इसे बना सकते हैं और भौतिक विज्ञान में इन घटनाओं को अपने लिए प्रदर्शित करने के लिए अन्य वस्तुएं जैसे तांबे के तार या धातु की कीलें आपके घर के आसपास पड़ी हैं।
•••सैयद हुसैन अथेरे
एक ईएमएफ जेनरेटर बनाएं
टिप्स
आप तांबे के तार और लोहे की कील का उपयोग करके एक साधारण विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (ईएमएफ) जनरेटर का निर्माण कर सकते हैं। उन्हें चारों ओर लपेटें और विद्युत क्षेत्र की शक्ति को प्रदर्शित करने के लिए उन्हें एक इलेक्ट्रोड वर्तमान स्रोत से जोड़ दें। विभिन्न आकार और शक्ति के ईएमएफ जनरेटर के लिए आप कई संभावनाएं बना सकते हैं।
भवन निर्माणविद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (ईएमएफ) जनरेटरतांबे के तार (एक हेलिक्स या सर्पिल आकार), एक धातु की वस्तु जैसे लोहे की कील (के लिए) एक कील जनरेटर), बिजली का उत्सर्जन करने के लिए तार और वोल्टेज स्रोत (जैसे बैटरी या इलेक्ट्रोड) को इन्सुलेट करना धाराएं।
ईएमएफ के प्रभाव को देखने के लिए आप वैकल्पिक रूप से धातु पेपर क्लिप या कंपास का उपयोग कर सकते हैं। यदि धातु की वस्तु फेरोमैग्नेटिक (जैसे लोहा) है, तो एक ऐसी सामग्री जिसे आसानी से चुम्बकित किया जा सकता है, यह बहुत अधिक प्रभावी होगी।
- सामग्री को लकड़ी या कंक्रीट जैसी गैर-संचालन सतह पर रखें।
- तांबे के तार को धातु की वस्तु के चारों ओर तब तक कस कर रखें जब तक कि वह पूरी तरह से ढक न जाए। जितने अधिक कॉइल होंगे, फील्ड जनरेटर उतना ही मजबूत होगा।
- तांबे के तार को क्लिप करें ताकि उसके सिर से और धातु की वस्तु के सिरे से छोटे हिस्से हों।
- अछूता तार के एक टुकड़े के एक छोर को धातु की वस्तु के सिर से निकलने वाले तांबे से कनेक्ट करें। परिवर्तनीय बिजली आपूर्ति पर वोल्टेज स्रोत के एक छोर से इन्सुलेटेड तार के दूसरे छोर को कनेक्ट करें।
- फिर, इन्सुलेटेड तार के एक छोर को परिवर्तनीय बिजली आपूर्ति पर स्रोत से कनेक्ट करें।
- धातु की वस्तु के पास कुछ पेपर क्लिप रखें क्योंकि यह सतह पर है।
- परिवर्तनीय बिजली आपूर्ति पर डायल को 0 वोल्ट पर सेट करें।
- बिजली की आपूर्ति को प्लग इन करें और इसे चालू करें।
- धीरे-धीरे वोल्टेज डायल अप करें और पेपर क्लिप देखें। जैसे ही यह कील जनरेटर से पर्याप्त मजबूत होगा, आप उन्हें धातु की वस्तु से चुंबकीय क्षेत्र पर प्रतिक्रिया करते हुए देखेंगे।
- विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा को नोट करने के लिए बीच में एक कंपास का प्रयोग करें। जब करंट प्रवाहित हो रहा हो तो कम्पास सुई को कॉइल की धुरी के साथ संरेखित करना चाहिए।
ईएमएफ जनरेटर का भौतिकी
विद्युत चुंबकत्व, प्रकृति की चार मूलभूत शक्तियों में से एक है, यह वर्णन करता है कि विद्युत प्रवाह के प्रवाह से निर्मित विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र कैसे उत्पन्न होता है।
जब किसी तार से विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो तार की कुंडलियों के साथ चुंबकीय क्षेत्र बढ़ जाता है। यह कम दूरी के माध्यम से या धातु की कील के करीब छोटे रास्तों में अधिक धारा प्रवाहित होने देता है। जब एक तार से करंट प्रवाहित होता है, तो विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र तार के चारों ओर गोलाकार होता है।
•••सैयद हुसैन अथेरे
जब तार से करंट प्रवाहित होता है, तो आप दाहिने हाथ के नियम का उपयोग करके चुंबकीय क्षेत्र की दिशा प्रदर्शित कर सकते हैं। इस नियम का अर्थ है कि यदि आप अपने दाहिने अंगूठे को तार की धारा की दिशा में रखते हैं, तो आपकी उंगलियां चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में मुड़ जाएंगी। अंगूठे के ये नियम आपको उस दिशा को याद रखने में मदद कर सकते हैं जो इन घटनाओं में है।
•••सैयद हुसैन अथेरे
दाहिने हाथ का नियम धातु की वस्तु के चारों ओर धारा के सोलनॉइड आकार पर भी लागू होता है। जब तार के चारों ओर लूप में करंट प्रवाहित होता है, तो यह धातु की कील या अन्य वस्तु में एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। यह एक बनाता हैविद्युतजो कंपास दिशा में हस्तक्षेप करता है और धातु पेपर क्लिप को अपनी ओर आकर्षित कर सकता है। इस प्रकार का विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्सर्जक स्थायी चुम्बकों से भिन्न कार्य करता है।
स्थायी चुम्बकों के विपरीत, विद्युत चुम्बकों को उनके उपयोग के लिए एक चुंबकीय क्षेत्र देने के लिए उनके माध्यम से एक विद्युत प्रवाह की आवश्यकता होती है। यह वैज्ञानिकों, इंजीनियरों और अन्य पेशेवरों को अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उनका उपयोग करने और उन्हें अत्यधिक नियंत्रित करने की अनुमति देता है।
ईएमएफ जेनरेटर का चुंबकीय क्षेत्र
विद्युत चुम्बकीय के सोलेनोइड आकार में एक प्रेरित धारा के लिए चुंबकीय क्षेत्र की गणना इस प्रकार की जा सकती है
बी=\mu_0 nL
जिसमेंखटेस्ला में चुंबकीय क्षेत्र है,μ0 (उच्चारण "म्यू नॉट") मुक्त स्थान की पारगम्यता है (एक स्थिर मान 1.257 x 10 .)-6), लीक्षेत्र के समानांतर धातु की वस्तु की लंबाई है औरनहींविद्युत चुंबक के चारों ओर छोरों की संख्या है। एम्पीयर के नियम का उपयोग करना,
बी=\frac{\mu_0 I}{एल}
आप करंट की गणना कर सकते हैंटी मैं(एम्प्स में)।
ये समीकरण धातु की कील के चारों ओर जितना संभव हो सके तारों को लपेटकर सोलनॉइड की ज्यामिति पर निर्भर करते हैं। ध्यान रहे कि विद्युत धारा की दिशा इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के विपरीत होती है। इसका उपयोग यह पता लगाने के लिए करें कि चुंबकीय क्षेत्र को कैसे बदलना चाहिए और देखें कि क्या कम्पास सुई बदल जाती है जैसा कि आप दाहिने हाथ के नियम का उपयोग करके गणना या निर्धारित करेंगे।
अन्य ईएमएफ जेनरेटर
•••सैयद हुसैन अथेरे
एम्पीयर का नियम परिवर्तन ईएमएफ जनरेटर की ज्यामिति पर निर्भर करता है। एक टॉरॉयडल, डोनट के आकार के विद्युत चुंबक के मामले में, क्षेत्र
B=\frac{\mu_0 nI}{2\pi r}
के लियेनहींछोरों की संख्या औरआरधातु की वस्तुओं के केंद्र से केंद्र की त्रिज्या। एक वृत्त की परिधि (2 आर)हर में चुंबकीय क्षेत्र की नई लंबाई को दर्शाता है जो पूरे टॉरॉइड में एक गोलाकार आकार लेता है। ईएमएफ जनरेटर के आकार वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को अपनी शक्ति का उपयोग करने देते हैं।
ट्रांसफॉर्मर में टॉरॉयडल आकृतियों का उपयोग किया जाता है, उनके चारों ओर कॉइल घाव का उपयोग विभिन्न परतों में किया जाता है जैसे कि, जब एक करंट इसके माध्यम से प्रेरित किया जाता है, परिणामी ईएमएफ और करंट जो इसे प्रतिक्रिया में बनाता है, विभिन्न के बीच शक्ति को स्थानांतरित करता है कुंडल। आकार इसे छोटे कॉइल का उपयोग करने देता है जो धाराओं के घाव के कारण प्रतिरोध या नुकसान के नुकसान को कम करता है। यह टॉरॉयडल ट्रांसफॉर्मर को ऊर्जा का उपयोग करने में कुशल बनाता है।
विद्युत चुम्बक का उपयोग
इलेक्ट्रोमैग्नेट औद्योगिक मशीनरी, कंप्यूटर घटकों, अतिचालकता और वैज्ञानिक अनुसंधान से ही बड़ी मात्रा में अनुप्रयोगों में शामिल हो सकते हैं। अतिचालक पदार्थ बहुत कम तापमान (0 केल्विन के करीब) पर वस्तुतः कोई विद्युत प्रतिरोध प्राप्त नहीं करते हैं जिसका उपयोग वैज्ञानिक और चिकित्सा उपकरणों में किया जा सकता है।
इसमें चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) और कण त्वरक शामिल हैं। Solenoids का उपयोग डॉट मैट्रिक्स प्रिंटर, ईंधन इंजेक्टर और औद्योगिक मशीनरी में चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। बायोमेडिकल डिवाइस बनाने में दक्षता के लिए विशेष रूप से टोरॉयडल ट्रांसफॉर्मर का चिकित्सा उद्योग में उपयोग होता है।
इलेक्ट्रोमैग्नेट का उपयोग संगीत उपकरण जैसे स्पीकर और इयरफ़ोन, पावर ट्रांसफॉर्मर में भी किया जाता है जो करंट को बढ़ाते या घटाते हैं बिजली लाइनों के साथ वोल्टेज, खाना पकाने और निर्माण के लिए प्रेरण हीटिंग और यहां तक कि चुंबकीय विभाजक स्क्रैप से चुंबकीय सामग्री को सॉर्ट करने के लिए धातु। विशेष रूप से हीटिंग और खाना पकाने के लिए प्रेरण इस बात पर निर्भर करता है कि चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन के जवाब में इलेक्ट्रोमोटिव बल कैसे वर्तमान उत्पन्न करता है।
अंत में, मैग्लेव ट्रेनें एक ट्रैक के ऊपर एक ट्रेन को ऊपर उठाने के लिए एक मजबूत विद्युत चुम्बकीय बल का उपयोग करती हैं और तेज, कुशल दरों पर उच्च गति में तेजी लाने के लिए सुपरकंडक्टिंग इलेक्ट्रोमैग्नेट का उपयोग करती हैं। इन उपयोगों के अलावा, आप मोटर, ट्रांसफॉर्मर, हेडफ़ोन, लाउडस्पीकर, टेप रिकॉर्डर और कण त्वरक जैसे अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रोमैग्नेट भी पा सकते हैं।