चुंबक प्रवाह। चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण प्रवाह। चुंबकीय प्रवाह के लिए लेन्ज़ का नियम

परिभाषा

चुंबकीय प्रेरण का फ्लक्स वेक्टर(या चुंबकीय प्रवाह) (डीФ) सामान्य मामले में, एक प्रारंभिक क्षेत्र के माध्यम से एक अदिश भौतिक मात्रा कहा जाता है, जो इसके बराबर है:

चुंबकीय प्रेरण वेक्टर () की दिशा और साइट डीएस () के लिए सामान्य वेक्टर () की दिशा के बीच का कोण कहां है।

सूत्र (1) के आधार पर, एक मनमानी सतह एस के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह की गणना (सामान्य स्थिति में) इस प्रकार की जाती है:

एक सपाट सतह के माध्यम से एक समान चुंबकीय क्षेत्र का चुंबकीय प्रवाह इस प्रकार पाया जा सकता है:

एक समान क्षेत्र के लिए, चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के लंबवत स्थित एक सपाट सतह, चुंबकीय प्रवाह है:

चुंबकीय प्रेरण वेक्टर का प्रवाह नकारात्मक और सकारात्मक हो सकता है। यह एक सकारात्मक दिशा की पसंद के कारण है। बहुत बार चुंबकीय प्रेरण वेक्टर का प्रवाह उस सर्किट से जुड़ा होता है जिसके माध्यम से करंट प्रवाहित होता है। इस मामले में, सामान्य से समोच्च की सकारात्मक दिशा सही जिम्बल के नियम द्वारा वर्तमान प्रवाह की दिशा से जुड़ी होती है। फिर, इस लूप से घिरे सतह के माध्यम से वर्तमान लूप द्वारा बनाया गया चुंबकीय प्रवाह हमेशा शून्य से अधिक होता है।

इकाइयों की अंतरराष्ट्रीय प्रणाली (एसआई) में चुंबकीय प्रेरण के प्रवाह की माप की इकाई वेबर (डब्ल्यूबी) है। चुंबकीय प्रवाह के लिए माप की इकाई निर्धारित करने के लिए सूत्र (4) का उपयोग किया जा सकता है। वन वेबर को एक चुंबकीय प्रवाह कहा जाता है जो एक सपाट सतह से होकर गुजरता है जिसका क्षेत्रफल 1 वर्ग मीटर है, जो एक समान चुंबकीय क्षेत्र के बल की रेखाओं के लंबवत है:

चुंबकीय क्षेत्र के लिए गॉस प्रमेय

चुंबकीय क्षेत्र के प्रवाह के लिए गॉस प्रमेय इस तथ्य को दर्शाता है कि कोई चुंबकीय आवेश नहीं हैं, जिसके कारण चुंबकीय प्रेरण की रेखाएं हमेशा बंद रहती हैं या अनंत तक जाती हैं, उनका कोई आदि और अंत नहीं होता है।

चुंबकीय प्रवाह के लिए गॉस प्रमेय निम्नानुसार तैयार किया गया है: किसी भी बंद सतह (एस) के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह शून्य है। गणितीय रूप में, यह प्रमेय इस प्रकार लिखा गया है:

यह पता चला है कि एक बंद सतह के माध्यम से चुंबकीय प्रेरण () के वेक्टर के प्रवाह और इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र () की ताकत के लिए गॉस प्रमेय मौलिक रूप से भिन्न होते हैं।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम	सोलेनोइड के माध्यम से चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के प्रवाह की गणना करें, जिसमें एन मोड़, कोर लंबाई एल, क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र एस, कोर की चुंबकीय पारगम्यता है। परिनालिका से प्रवाहित होने वाली धारा I है।
समाधान	सोलेनोइड के अंदर चुंबकीय क्षेत्र को एक समान माना जा सकता है। चुंबकीय क्षेत्र के संचलन पर प्रमेय का उपयोग करके चुंबकीय प्रेरण को आसानी से पाया जा सकता है और एक बंद लूप (वेक्टर का संचलन जिसके साथ हम (एल) पर विचार करेंगे) एक आयताकार लूप (यह सभी एन मोड़ों को कवर करेगा) के रूप में चुन सकते हैं। फिर हम लिखते हैं (हम ध्यान में रखते हैं कि सोलनॉइड के बाहर चुंबकीय क्षेत्र शून्य है, इसके अलावा, जहां समोच्च एल चुंबकीय प्रेरण बी = 0) की रेखाओं के लंबवत है: इस मामले में, परिनालिका के एक मोड़ के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह है (): चुंबकीय प्रेरण का कुल प्रवाह जो सभी घुमावों से होकर गुजरता है:
उत्तर

उदाहरण 2

व्यायाम	एक वर्गाकार फ्रेम के माध्यम से चुंबकीय प्रेरण का प्रवाह क्या होगा, जो एक ही विमान में एक असीमित लंबे सीधे कंडक्टर के साथ एक निर्वात में है (चित्र 1)। फ्रेम के दोनों किनारे तार के समानांतर हैं। फ्रेम के किनारे की लंबाई बी है, फ्रेम के एक तरफ से दूरी सी है।
समाधान	वह व्यंजक जिसके द्वारा आप चुंबकीय प्रेरण का निर्धारण कर सकते हैं, ज्ञात माना जाएगा (अनुभाग "माप की चुंबकीय प्रेरण इकाई" का उदाहरण 1 देखें):

चुंबकीय प्रवाह क्या है?

चित्र एक समान चुंबकीय क्षेत्र दिखाता है। सजातीय का अर्थ किसी दिए गए आयतन के सभी बिंदुओं पर समान होता है। S के क्षेत्रफल वाली एक सतह को मैदान में रखा गया है। क्षेत्र रेखाएँ सतह को प्रतिच्छेद करती हैं।

चुंबकीय प्रवाह परिभाषा

चुंबकीय प्रवाह का निर्धारण:

सतह S के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह सतह S से गुजरने वाले चुंबकीय प्रेरण वेक्टर B की रेखाओं की संख्या है।

चुंबकीय प्रवाह सूत्र

चुंबकीय प्रवाह सूत्र:

यहाँ α चुंबकीय प्रेरण वेक्टर B की दिशा और सतह S के अभिलम्ब के बीच का कोण है।

चुंबकीय प्रवाह सूत्र से यह देखा जा सकता है कि अधिकतम चुंबकीय प्रवाह cos α = 1 पर होगा और यह तब होगा जब वेक्टर B सतह S के अभिलंब के समानांतर हो। न्यूनतम चुंबकीय प्रवाह cos α = पर होगा। 0, यह तब होगा जब वेक्टर B सतह S के अभिलंब के लंबवत होगा, क्योंकि इस स्थिति में वेक्टर B की रेखाएं सतह S के साथ बिना पार किए स्लाइड करेंगी।

और चुंबकीय प्रवाह की परिभाषा के अनुसार, चुंबकीय प्रेरण वेक्टर की केवल उन रेखाओं को ध्यान में रखा जाता है जो किसी दी गई सतह को काटती हैं।

चुंबकीय प्रवाह एक अदिश राशि है।

चुंबकीय प्रवाह मापा जाता है

चुंबकीय प्रवाह को वेबर (वोल्ट-सेकंड) में मापा जाता है: 1 wb = 1 w * s।

इसके अलावा, मैक्सवेल का उपयोग चुंबकीय प्रवाह को मापने के लिए किया जाता है: 1 wb = 10 8 μs। तदनुसार, 1 μs = 10 -8 wb।

चित्र एक समान चुंबकीय क्षेत्र दिखाता है। सजातीय का अर्थ किसी दिए गए आयतन के सभी बिंदुओं पर समान होता है। S के क्षेत्रफल वाली एक सतह को मैदान में रखा गया है। क्षेत्र रेखाएँ सतह को प्रतिच्छेद करती हैं।

चुंबकीय प्रवाह का निर्धारण:

सतह S के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह सतह S से गुजरने वाले चुंबकीय प्रेरण वेक्टर B की रेखाओं की संख्या है।

चुंबकीय प्रवाह सूत्र:

यहाँ α चुंबकीय प्रेरण वेक्टर B की दिशा और सतह S के अभिलम्ब के बीच का कोण है।

चुंबकीय प्रवाह सूत्र से यह देखा जा सकता है कि अधिकतम चुंबकीय प्रवाह cos α = 1 पर होगा और यह तब होगा जब वेक्टर B सतह S के अभिलंब के समानांतर हो। न्यूनतम चुंबकीय प्रवाह cos α = पर होगा। 0, यह तब होगा जब वेक्टर B सतह S के अभिलंब के लंबवत होगा, क्योंकि इस स्थिति में वेक्टर B की रेखाएं सतह S के साथ बिना पार किए स्लाइड करेंगी।

और चुंबकीय प्रवाह की परिभाषा के अनुसार, चुंबकीय प्रेरण वेक्टर की केवल उन रेखाओं को ध्यान में रखा जाता है जो किसी दी गई सतह को काटती हैं।

चुंबकीय प्रवाह को वेबर (वोल्ट-सेकंड) में मापा जाता है: 1 wb = 1 w * s। इसके अलावा, मैक्सवेल का उपयोग चुंबकीय प्रवाह को मापने के लिए किया जाता है: 1 wb = 10 8 μs। तदनुसार, 1 μs = 10 -8 wb।

चुंबकीय प्रवाह एक अदिश राशि है।

चुंबकीय वर्तमान क्षेत्र की ऊर्जा

करंट वाले कंडक्टर के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र होता है जिसमें ऊर्जा होती है। यह कहां से आता है? विद्युत परिपथ में शामिल वर्तमान स्रोत में ऊर्जा का भंडार है। विद्युत परिपथ को बंद करने के समय, वर्तमान स्रोत अपनी ऊर्जा का एक हिस्सा स्व-प्रेरण के उभरते हुए ईएमएफ की कार्रवाई को दूर करने के लिए खर्च करता है। ऊर्जा का यह हिस्सा, जिसे करंट की सेल्फ-एनर्जी कहा जाता है, चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा धारा की आत्म-ऊर्जा के बराबर होती है। करंट की स्व-ऊर्जा संख्यात्मक रूप से उस कार्य के बराबर होती है जो सर्किट में करंट बनाने के लिए सेल्फ-इंडक्शन के EMF को दूर करने के लिए करंट सोर्स को करना चाहिए।

धारा द्वारा निर्मित चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा विद्युत धारा की शक्ति के वर्ग के सीधे आनुपातिक होती है। करंट कट जाने के बाद चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा कहाँ गायब हो जाती है? - बाहर खड़ा है (जब एक सर्किट को पर्याप्त रूप से उच्च वर्तमान शक्ति के साथ खोला जाता है, तो एक चिंगारी या चाप हो सकता है)

4.1. विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम। आत्म-प्रेरण। अधिष्ठापन

मूल सूत्र

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम (फैराडे का नियम):

, (39)

इंडक्शन ईएमएफ कहां है; कुल चुंबकीय प्रवाह (फ्लक्स लिंकेज) है।

सर्किट में करंट द्वारा निर्मित चुंबकीय प्रवाह,

सर्किट का अधिष्ठापन कहां है; वर्तमान ताकत है।

फैराडे का नियम स्व-प्रेरण पर लागू होता है

चुंबकीय क्षेत्र में करंट के साथ फ्रेम के घूमने से उत्पन्न होने वाला इंडक्शन का EMF,

चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण कहाँ है; फ्रेम का क्षेत्र है; रोटेशन का कोणीय वेग है।

सोलेनॉइड अधिष्ठापन

, (43)

चुंबकीय स्थिरांक कहां है; पदार्थ की चुंबकीय पारगम्यता है; सोलनॉइड के घुमावों की संख्या है; लूप का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है; सोलेनोइड की लंबाई है।

सर्किट खोलते समय एम्परेज

सर्किट में स्थिर-राज्य धारा कहां है; सर्किट का अधिष्ठापन है; सर्किट का प्रतिरोध है; खुलने का समय है।

सर्किट बंद करते समय एम्परेज

. (45)

आराम का समय

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1।

चुंबकीय क्षेत्र कानून के अनुसार बदलता है , जहां = 15 एमटी,। एक वृत्ताकार संवाहक लूप जिसकी त्रिज्या = 20 सेमी है, को चुंबकीय क्षेत्र में क्षेत्र की दिशा (समय के प्रारंभिक क्षण में) के कोण पर रखा जाता है। समय = 5 s पर लूप में उत्पन्न होने वाले प्रेरण का विद्युत वाहक बल ज्ञात कीजिए।

समाधान

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, लूप में उत्पन्न होने वाला इंडक्शन ईएमएफ, लूप में युग्मित चुंबकीय प्रवाह कहां है।

लूप का क्षेत्र कहाँ है, चुंबकीय प्रेरण वेक्टर की दिशा और समोच्च के सामान्य के बीच का कोण है:।

आइए संख्यात्मक मानों को प्रतिस्थापित करें: = 15 एमटी, = 20 सेमी = = 0.2 मीटर,।

गणना देते हैं .

उदाहरण 2 0.2 टी के प्रेरण के साथ एक समान चुंबकीय क्षेत्र में एक आयताकार फ्रेम होता है, जिसका चलने वाला पक्ष 0.2 मीटर लंबा होता है और क्षेत्र प्रेरण लाइनों (छवि 42) के लंबवत 25 मीटर / सेकेंड की गति से चलता है। सर्किट में उत्पन्न होने वाले प्रेरण के ईएमएफ का निर्धारण करें। समाधान जब चालक AB चुंबकीय क्षेत्र में गति करता है, तो फ्रेम का क्षेत्रफल बढ़ जाता है, इसलिए, फ्रेम के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह बढ़ता है और प्रेरण ईएमएफ प्रकट होता है।

फैराडे के नियम के अनुसार, कहाँ, तब, लेकिन, इसलिए।

"-" संकेत इंगित करता है कि इंडक्शन ईएमएफ और इंडक्शन करंट वामावर्त निर्देशित हैं।

आत्म प्रेरण

प्रत्येक कंडक्टर जिसके माध्यम से करंट प्रवाहित होता है, अपने चुंबकीय क्षेत्र में होता है।

जब कंडक्टर में करंट बदलता है, तो एम.फील्ड बदल जाता है, अर्थात। इस धारा द्वारा निर्मित चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन होता है। चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन से एक भंवर विद्युत क्षेत्र का उदय होता है और सर्किट में प्रेरण का एक ईएमएफ दिखाई देता है। इस घटना को स्व-प्रेरण कहा जाता है स्व-प्रेरण वर्तमान शक्ति में परिवर्तन के परिणामस्वरूप विद्युत सर्किट में प्रेरण ईएमएफ की घटना है। परिणामी ईएमएफ को स्व-प्रेरण का ईएमएफ कहा जाता है

आत्म-प्रेरण की घटना की अभिव्यक्ति

सर्किट बंद करना जब एक विद्युत परिपथ में बंद किया जाता है, तो एक धारा बढ़ जाती है, जिससे कुंडल में चुंबकीय प्रवाह में वृद्धि होती है, एक भंवर विद्युत क्षेत्र दिखाई देता है, जो वर्तमान के खिलाफ निर्देशित होता है, अर्थात। स्व-प्रेरण का ईएमएफ कॉइल में उत्पन्न होता है, जो सर्किट में करंट की वृद्धि को रोकता है (भंवर क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों को धीमा कर देता है)। नतीजतन L1 बाद में रोशनी करता हैएल2 की तुलना में

खुला सर्किट जब विद्युत परिपथ खोला जाता है, तो धारा कम हो जाती है, कुंडल में प्रवाह दर में कमी होती है, एक भंवर विद्युत क्षेत्र प्रकट होता है, जो एक धारा की तरह निर्देशित होता है (उसी वर्तमान शक्ति को बनाए रखने की प्रवृत्ति), अर्थात। कॉइल में सेल्फ-इंडक्शन का EMF दिखाई देता है, जो सर्किट में करंट को बनाए रखता है। परिणामस्वरूप, स्विच ऑफ करते समय तेज चमकता है।इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में निष्कर्ष, सर्किट बंद होने पर स्वयं-प्रेरण की घटना स्वयं प्रकट होती है (विद्युत प्रवाह धीरे-धीरे बढ़ता है) और जब सर्किट खोला जाता है (विद्युत प्रवाह तुरंत गायब नहीं होता है)।

अधिष्ठापन

स्व-प्रेरण का EMF किस पर निर्भर करता है? विद्युत प्रवाह अपना चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण (Ф ~ बी) के आनुपातिक है, प्रेरण कंडक्टर (बी ~ आई) में वर्तमान के लिए आनुपातिक है, इसलिए चुंबकीय प्रवाह वर्तमान ताकत (Ф ~ I) के आनुपातिक है। . स्व-प्रेरण का ईएमएफ विद्युत परिपथ में धारा के परिवर्तन की दर, कंडक्टर के गुणों (आकार और आकार) पर और उस माध्यम की सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता पर निर्भर करता है जिसमें कंडक्टर स्थित है। एक भौतिक मात्रा जो कंडक्टर के आकार और आकार पर और उस वातावरण पर जिसमें कंडक्टर स्थित है, आत्म-प्रेरण के ईएमएफ की निर्भरता को आत्म-प्रेरण गुणांक या अधिष्ठापन कहा जाता है। अधिष्ठापन - भौतिक एक मान संख्यात्मक रूप से सर्किट में उत्पन्न होने वाले स्व-प्रेरण के ईएमएफ के बराबर होता है जब वर्तमान ताकत 1 सेकंड में 1 एम्पीयर से बदल जाती है। इसके अलावा सूत्र का उपयोग करके अधिष्ठापन की गणना की जा सकती है:

जहां सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह है, मैं सर्किट में वर्तमान है।

अधिष्ठापन की एसआई इकाइयाँ:

कॉइल का इंडक्शन इस पर निर्भर करता है: घुमावों की संख्या, कॉइल का आकार और आकार और माध्यम की सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता (संभवतः एक कोर)।

आत्म-प्रेरण का ईएमएफ

स्व-प्रेरण ईएमएफ सर्किट चालू होने पर वर्तमान में वृद्धि और सर्किट खोलने पर वर्तमान में कमी को रोकता है।

चुंबकीय क्षेत्र में किसी पदार्थ के चुम्बकत्व को चिह्नित करने के लिए, इसका उपयोग किया जाता है चुंबकीय क्षण (पी एम ). यह संख्यात्मक रूप से 1 टी के प्रेरण के साथ चुंबकीय क्षेत्र में किसी पदार्थ द्वारा अनुभव किए गए यांत्रिक क्षण के बराबर है।

किसी पदार्थ के इकाई आयतन का चुंबकीय क्षण इसकी विशेषता है चुंबकीयकरण - I , सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

मैं=आर एम / वी , (2.4)

कहां वी - पदार्थ का आयतन।

एसआई प्रणाली में चुंबकत्व को तनाव की तरह मापा जाता है, में पूर्वाह्न, मात्रा वेक्टर है।

पदार्थों के चुंबकीय गुणों की विशेषता होती है थोक चुंबकीय संवेदनशीलता - सी हे , आयामहीन मात्रा।

यदि किसी पिंड को प्रेरण के साथ चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है वी 0 , फिर इसे चुंबकित किया जाता है। नतीजतन, शरीर प्रेरण के साथ अपना चुंबकीय क्षेत्र बनाता है वी " , जो चुंबकीय क्षेत्र के साथ बातचीत करता है।

इस मामले में, माध्यम में प्रेरण वेक्टर (वी)वैक्टर से बना होगा:

बी = बी 0 + बी " (सदिश चिह्न छोड़ा गया), (2.5)

कहां वी " - चुंबकीय पदार्थ के आंतरिक चुंबकीय क्षेत्र का प्रेरण।

एक आंतरिक क्षेत्र का प्रेरण किसी पदार्थ के चुंबकीय गुणों द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो कि एक वॉल्यूमेट्रिक चुंबकीय संवेदनशीलता द्वारा विशेषता है - सी हे , अभिव्यक्ति सत्य है: वी " = सी हे वी 0 (2.6)

में विभाजित एम 0 अभिव्यक्ति (2.6):

वी " / एम हे = सी हे वी 0 / एम 0

हम पाते हैं: एन " = सी हे एन 0 , (2.7)

लेकिन एन " किसी पदार्थ के चुंबकीयकरण को निर्धारित करता है मैं , अर्थात। एन " = मैं , फिर (2.7) से:

मैं = सी हे एन 0 . (2.8)

इस प्रकार, यदि पदार्थ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में तीव्रता के साथ है एन 0 , तो इसके अंदर प्रेरण अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित किया जाता है:

बी = बी 0 + बी " = एम 0 एन 0 + एम 0 एन " = एम 0 (एच 0 + मैं)(2.9)

अंतिम अभिव्यक्ति सख्ती से सच है जब कोर (पदार्थ) पूरी तरह से एक बाहरी समान चुंबकीय क्षेत्र (बंद टोरस, असीम रूप से लंबे सोलनॉइड, आदि) में होता है।

एम्पीयर के नियम का उपयोग वर्तमान शक्ति की इकाई - एम्पीयर को स्थापित करने के लिए किया जाता है।

एम्पेयर - निरंतर परिमाण की एक धारा की ताकत, जो एक मीटर की दूरी पर एक मीटर की दूरी पर स्थित अनंत लंबाई और नगण्य क्रॉस-सेक्शन के दो समानांतर रेक्टिलिनियर कंडक्टरों से होकर गुजरती है, इन कंडक्टरों के बीच एक बल का कारण बनती है।

,

(2.4.1)

यहां ; ; ;

आइए हम इससे SI में आयाम और मान निर्धारित करें।

, इसलिए

, या .

बायोट-सावार्ड-लाप्लास कानून से, करंट वाले सीधे कंडक्टर के लिए , बहुत आप चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण का आयाम पा सकते हैं:

टेस्ला प्रेरण के लिए माप की एक एसआई इकाई है। ...

गॉस- गॉसियन सिस्टम ऑफ यूनिट्स (सीजीएस) में माप की एक इकाई।

1 टी एक समान चुंबकीय क्षेत्र के चुंबकीय प्रेरण के बराबर होता है, जिसमें एक फ्लैट सर्किट पर एक चुंबकीय क्षण होता है,टोक़ अभिनय.

टेस्ला निकोलाई(1856-1943) - इलेक्ट्रिकल और रेडियो इंजीनियरिंग के क्षेत्र में सर्बियाई वैज्ञानिक। उनके पास बड़ी संख्या में आविष्कार थे। उन्होंने एक विद्युत मीटर, एक आवृत्ति मीटर आदि का आविष्कार किया। उन्होंने मल्टीफ़ेज़ जनरेटर, इलेक्ट्रिक मोटर और ट्रांसफार्मर के लिए कई डिज़ाइन विकसित किए। कई स्व-चालित रेडियो-नियंत्रित तंत्र तैयार किए। उच्च आवृत्ति धाराओं के शारीरिक प्रभाव का अध्ययन किया। 1899 में कोलोराडो में 200 kW रेडियो स्टेशन और लॉन्ग आइलैंड (वर्डक्लिफ टॉवर) में 57.6 मीटर ऊंचा रेडियो एंटीना बनाया गया। 1943 में आइंस्टीन और ओपेनहाइमर के साथ उन्होंने अमेरिकी जहाजों (फिलाडेल्फिया प्रयोग) की अदृश्यता प्राप्त करने के लिए एक गुप्त परियोजना में भाग लिया। समकालीनों ने टेस्ला को एक रहस्यवादी, एक भेदक, एक भविष्यवक्ता के रूप में बताया, जो बुद्धिमान अंतरिक्ष और मृतकों की दुनिया को देखने में सक्षम था। उनका मानना ​​था कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की मदद से कोई अंतरिक्ष में घूम सकता है और समय को नियंत्रित कर सकता है।

अन्य परिभाषा: 1 टी चुंबकीय प्रेरण के बराबर है जिस पर क्षेत्र के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह होता है 1 मीटर 2, क्षेत्र की दिशा के लंबवत,के बराबर है 1 डब्ल्यूबी .

चुंबकीय प्रवाह को मापने के लिए इकाई, डब्ल्यूबी, का नाम जर्मन भौतिक विज्ञानी विल्हेम वेबर (1804-1891) के सम्मान में मिला, जो हाले, गॉटिंगेन और लीपज़िग में विश्वविद्यालयों के प्रोफेसर थे।

जैसा कि हमने कहा, चुंबकीय प्रवाह Ф सतह एस के माध्यम से - चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताओं में से एक(अंजीर। 2.5):

एसआई में चुंबकीय प्रवाह की मापन इकाई:

. , और तब से।

यहां मैक्सवेल(सुश्री) विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के सिद्धांत के निर्माता प्रसिद्ध अंग्रेजी वैज्ञानिक जेम्स मैक्सवेल (1831-1879) के नाम पर सीजीएस में चुंबकीय प्रवाह के मापन की एक इकाई है।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एनमें मापा गया।

, .

आइए एक तालिका में चुंबकीय क्षेत्र की मुख्य विशेषताओं को संक्षेप में प्रस्तुत करें।

तालिका 2.1

नाम

चुंबकीय सामग्री वे हैं जो विशेष बल क्षेत्रों के प्रभाव के अधीन हैं, बदले में, गैर-चुंबकीय सामग्री चुंबकीय क्षेत्र की ताकतों के अधीन या कमजोर रूप से अधीन नहीं हैं, जो आमतौर पर बल की रेखाओं (चुंबकीय प्रवाह) का उपयोग करके निश्चित रूप से प्रतिनिधित्व किया जाता है गुण। इस तथ्य के अलावा कि वे हमेशा बंद लूप बनाते हैं, वे ऐसा व्यवहार करते हैं जैसे कि वे लोचदार हों, यानी विरूपण के दौरान, वे अपनी पिछली दूरी और अपने प्राकृतिक आकार में लौटने की कोशिश करते हैं।

अदृश्य शक्ति

चुंबक कुछ धातुओं, विशेष रूप से लोहा और इस्पात, साथ ही निकल, निकल, क्रोमियम और कोबाल्ट मिश्र धातुओं को आकर्षित करते हैं। वे पदार्थ जो गुरुत्वाकर्षण बल उत्पन्न करते हैं, चुम्बक हैं। उनमें से विभिन्न प्रकार हैं। वे पदार्थ जिन्हें आसानी से चुम्बकित किया जा सकता है, लौहचुम्बकीय कहलाते हैं। वे कठोर या मुलायम हो सकते हैं। लौह जैसे नरम लौहचुंबकीय पदार्थ अपने गुणों को जल्दी खो देते हैं। इन पदार्थों से बने चुम्बक अस्थायी चुम्बक कहलाते हैं। स्टील जैसी कठोर सामग्री अधिक समय तक चलती है और स्थायी रूप से उपयोग की जाती है।

चुंबकीय प्रवाह: परिभाषा और विशेषताएं

चुंबक के चारों ओर बल का एक निश्चित क्षेत्र होता है, और इससे ऊर्जा उत्पन्न होने की संभावना पैदा होती है। चुंबकीय प्रवाह लंबवत सतह के औसत बल क्षेत्रों के उत्पाद के बराबर होता है जिसमें यह प्रवेश करता है। इसे "Φ" प्रतीक का उपयोग करके दर्शाया गया है, इसे वेबर्स (WB) नामक इकाइयों में मापा जाता है। किसी दिए गए क्षेत्र से गुजरने वाले फ्लक्स की मात्रा वस्तु के चारों ओर एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर बदल जाएगी। इस प्रकार, चुंबकीय प्रवाह एक चुंबकीय क्षेत्र या विद्युत प्रवाह की ताकत का एक तथाकथित उपाय है, जो किसी दिए गए क्षेत्र से गुजरने वाली बल की आवेशित रेखाओं की कुल संख्या पर आधारित होता है।

चुंबकीय प्रवाह के रहस्य को उजागर करना

सभी चुम्बकों, उनके आकार की परवाह किए बिना, दो क्षेत्र होते हैं, जिन्हें ध्रुव कहा जाता है, जो बल की अदृश्य रेखाओं की संगठित और संतुलित प्रणालियों की एक विशिष्ट श्रृंखला का निर्माण करने में सक्षम होते हैं। धारा से ये रेखाएँ एक विशेष क्षेत्र का निर्माण करती हैं, जिसका रूप अन्य भागों की अपेक्षा कुछ भागों में अधिक तीव्रता से प्रकट होता है। सर्वाधिक आकर्षण वाले क्षेत्र ध्रुव कहलाते हैं। सदिश क्षेत्र रेखाओं का नग्न आंखों से पता नहीं लगाया जा सकता है। नेत्रहीन, वे हमेशा सामग्री के प्रत्येक छोर पर स्पष्ट ध्रुवों के साथ क्षेत्र रेखाओं के रूप में प्रदर्शित होते हैं, जहां रेखाएं सघन और अधिक केंद्रित होती हैं। चुंबकीय प्रवाह वे रेखाएं हैं जो आकर्षण या प्रतिकर्षण के कंपन पैदा करती हैं, जो उनकी दिशा और तीव्रता को दर्शाती हैं।

चुंबकीय प्रवाह रेखाएं

बल की चुंबकीय रेखाओं को वक्र के रूप में परिभाषित किया जाता है जो एक चुंबकीय क्षेत्र में एक विशिष्ट पथ के साथ चलते हैं। किसी भी बिंदु पर इन वक्रों की स्पर्शरेखा वहां चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को दर्शाती है। विशेष विवरण:

प्रत्येक प्रवाह रेखा एक बंद लूप बनाती है।

ये प्रेरण रेखाएं कभी भी प्रतिच्छेद नहीं करती हैं, लेकिन एक दिशा या किसी अन्य दिशा में अपना आकार बदलते हुए सिकुड़ती या खिंचती हैं।

आमतौर पर, बल की रेखाएं सतह पर शुरू और समाप्त होती हैं।

उत्तर से दक्षिण की ओर एक निश्चित दिशा भी है।

बल की रेखाएं जो एक साथ मिलकर एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाती हैं।

• जब आसन्न ध्रुव समान (उत्तर-उत्तर या दक्षिण-दक्षिण) होते हैं, तो वे एक दूसरे को पीछे हटाते हैं। जब पड़ोसी ध्रुव मेल नहीं खाते (उत्तर-दक्षिण या दक्षिण-उत्तर), तो वे एक-दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं। यह प्रभाव उस प्रसिद्ध अभिव्यक्ति की याद दिलाता है जो विरोधी आकर्षित करते हैं।

चुंबकीय अणु और वेबर का सिद्धांत

वेबर का सिद्धांत इस तथ्य पर निर्भर करता है कि परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के बीच बंधन के कारण सभी परमाणुओं में चुंबकीय गुण होते हैं। परमाणुओं के समूह आपस में इस प्रकार जुड़ते हैं कि उनके आसपास के क्षेत्र एक ही दिशा में घूमते हैं। इस प्रकार की सामग्री परमाणुओं के चारों ओर छोटे चुम्बकों (जब आणविक स्तर पर देखी जाती है) के समूहों से बनी होती है, जिसका अर्थ है कि एक लौहचुंबकीय सामग्री अणुओं से बनी होती है जिनमें आकर्षक बल होते हैं। इन्हें द्विध्रुव के रूप में जाना जाता है और इन्हें डोमेन में समूहीकृत किया जाता है। जब सामग्री को चुम्बकित किया जाता है, तो सभी डोमेन एक हो जाते हैं। एक सामग्री अपने डोमेन डिस्कनेक्ट होने पर आकर्षित करने और पीछे हटने की क्षमता खो देती है। द्विध्रुव एक साथ एक चुंबक बनाते हैं, लेकिन व्यक्तिगत रूप से उनमें से प्रत्येक एकध्रुवीय एक से दूर धकेलने की कोशिश करता है, इस प्रकार विपरीत ध्रुव आकर्षित होते हैं।

क्षेत्र और डंडे

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और दिशा चुंबकीय प्रवाह रेखाओं द्वारा निर्धारित की जाती है। जहां रेखाएं एक-दूसरे के करीब होती हैं, वहां आकर्षण का क्षेत्र अधिक मजबूत होता है। रेखाएं कोर बेस के ध्रुव के सबसे करीब होती हैं, जहां आकर्षण सबसे मजबूत होता है। पृथ्वी ग्रह स्वयं इस शक्तिशाली बल क्षेत्र में है। यह कार्य करता है जैसे कि एक विशाल धारीदार चुंबकीय प्लेट ग्रह के मध्य से गुजरती है। कम्पास तीर का उत्तरी ध्रुव चुंबकीय उत्तरी ध्रुव नामक बिंदु की ओर इशारा करता है, जबकि दक्षिणी ध्रुव चुंबकीय दक्षिण की ओर इशारा करता है। हालाँकि, ये दिशाएँ भौगोलिक उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों से भिन्न हैं।

चुंबकत्व की प्रकृति

विद्युत इंजीनियरिंग और इलेक्ट्रॉनिक्स में चुंबकत्व एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है क्योंकि इसके घटकों जैसे रिले, सोलनॉइड, इंडक्टर्स, चोक, कॉइल, लाउडस्पीकर, इलेक्ट्रिक मोटर, जनरेटर, ट्रांसफार्मर, बिजली मीटर आदि के बिना काम नहीं करेगा। मैग्नेट प्राकृतिक में पाए जा सकते हैं चुंबकीय अयस्कों के रूप में राज्य। दो मुख्य प्रकार हैं, मैग्नेटाइट (जिसे लौह ऑक्साइड भी कहा जाता है) और चुंबकीय लौह अयस्क। गैर-चुंबकीय अवस्था में इस सामग्री की आणविक संरचना एक मुक्त चुंबकीय सर्किट या व्यक्तिगत छोटे कणों के रूप में प्रस्तुत की जाती है जो स्वतंत्र रूप से यादृच्छिक होती हैं। जब किसी सामग्री को चुम्बकित किया जाता है, तो अणुओं की यह यादृच्छिक व्यवस्था बदल जाती है, और छोटे यादृच्छिक आणविक कण इस तरह से पंक्तिबद्ध हो जाते हैं कि वे व्यवस्था की एक पूरी श्रृंखला का निर्माण करते हैं। लौहचुम्बकीय पदार्थों के आण्विक संरेखण के इस विचार को वेबर का सिद्धांत कहा जाता है।

मापन और व्यावहारिक अनुप्रयोग

सबसे आम जनरेटर बिजली उत्पन्न करने के लिए चुंबकीय प्रवाह का उपयोग करते हैं। इसकी शक्ति का व्यापक रूप से विद्युत जनरेटर में उपयोग किया जाता है। इस दिलचस्प घटना को मापने के लिए काम करने वाले उपकरण को फ्लक्समीटर कहा जाता है, इसमें एक कॉइल और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण होते हैं जो कॉइल में वोल्टेज में बदलाव का मूल्यांकन करते हैं। भौतिकी में, एक प्रवाह एक निश्चित क्षेत्र से गुजरने वाली बल की रेखाओं की संख्या का एक माप है। चुंबकीय प्रवाह बल की चुंबकीय रेखाओं की संख्या का एक उपाय है।

कभी-कभी एक गैर-चुंबकीय सामग्री में भी प्रतिचुंबकीय और अनुचुंबकीय गुण हो सकते हैं। एक दिलचस्प तथ्य यह है कि गुरुत्वाकर्षण बल को एक ही सामग्री के हथौड़े से गर्म करने या मारने से नष्ट किया जा सकता है, लेकिन उन्हें केवल दो में एक बड़े नमूने को तोड़कर नष्ट या अलग नहीं किया जा सकता है। प्रत्येक टूटे हुए टुकड़े का अपना उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव होगा, चाहे टुकड़े कितने भी छोटे हों।