पदार्थाच्या अस्तित्वाचा एक विशेष प्रकार - पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राने जीवनाच्या उत्पत्ती आणि संरक्षणासाठी योगदान दिले. या शेताचे तुकडे, धातूचे तुकडे, लोखंडाला आकर्षित करणारे, नेतृत्व वीज मानवतेच्या सेवेसाठी. विजेशिवाय जगण्याची कल्पनाही करता येणार नाही.
सामग्री
चुंबकीय प्रेरणाच्या रेषा काय आहेत
चुंबकीय क्षेत्र त्याच्या अंतराळातील प्रत्येक बिंदूवरील सामर्थ्याने निर्धारित केले जाते. वक्र जे फील्ड पॉइंट्सला समान शक्तीसह एकत्र करतात त्यांना चुंबकीय प्रेरण रेषा म्हणतात. विशिष्ट बिंदूवरील चुंबकीय क्षेत्राची ताकद ही एक शक्ती वैशिष्ट्य आहे, आणि चुंबकीय क्षेत्र वेक्टर B चा वापर त्याचे मूल्यांकन करण्यासाठी केला जातो. चुंबकीय प्रेरण रेषेवरील विशिष्ट बिंदूवर त्याची दिशा स्पर्शिकपणे येते.
जर अंतराळातील एका बिंदूवर अनेक चुंबकीय क्षेत्रांचा परिणाम होत असेल, तर प्रत्येक चुंबकीय क्षेत्राच्या चुंबकीय प्रेरण वेक्टरची बेरीज करून तीव्रता निर्धारित केली जाते. या प्रकरणात, विशिष्ट बिंदूवरील तीव्रता निरपेक्ष मूल्यामध्ये एकत्रित केली जाते आणि चुंबकीय प्रेरण वेक्टर सर्व चुंबकीय क्षेत्रांच्या वेक्टरची बेरीज म्हणून परिभाषित केले जाते.
चुंबकीय प्रेरणाच्या रेषा अदृश्य आहेत हे असूनही, त्यांच्याकडे काही गुणधर्म आहेत:
- हे सामान्यतः स्वीकारले जाते की चुंबकीय क्षेत्र रेषा ध्रुव (N) वरून बाहेर पडतात आणि (S) वरून परत येतात.
- चुंबकीय प्रेरण वेक्टरची दिशा रेषेला स्पर्शिक असते.
- जटिल आकार असूनही, वक्र एकमेकांना छेदत नाहीत आणि अपरिहार्यपणे बंद होतात.
- चुंबकाच्या आतील चुंबकीय क्षेत्र एकसमान असते आणि रेषेची घनता जास्तीत जास्त असते.
- चुंबकीय प्रेरणाची फक्त एक ओळ फील्ड पॉईंटमधून जाते.
कायम चुंबकाच्या आत चुंबकीय प्रेरणाच्या रेषांची दिशा
ऐतिहासिकदृष्ट्या, पृथ्वीवरील अनेक ठिकाणी, लोखंडाच्या उत्पादनांना आकर्षित करण्यासाठी काही दगडांची नैसर्गिक गुणवत्ता फार पूर्वीपासून लक्षात आली आहे. कालांतराने, प्राचीन चीनमध्ये, लोह धातू (चुंबकीय लोह धातू) च्या तुकड्यांमधून विशिष्ट प्रकारे कोरलेले बाण होकायंत्रात बदलले, पृथ्वीच्या उत्तर आणि दक्षिण ध्रुवाची दिशा दर्शविते आणि आपल्याला भूप्रदेशात नेव्हिगेट करण्याची परवानगी देतात.
या नैसर्गिक घटनेच्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की लोह मिश्र धातुंमध्ये मजबूत चुंबकीय गुणधर्म जास्त काळ टिकतो. कमकुवत नैसर्गिक चुंबक म्हणजे निकेल किंवा कोबाल्ट असलेले धातू. विजेचा अभ्यास करण्याच्या प्रक्रियेत, शास्त्रज्ञांनी लोह, निकेल किंवा कोबाल्ट असलेल्या मिश्र धातुंमधून कृत्रिमरित्या चुंबकीय उत्पादने कशी मिळवायची हे शिकले.हे करण्यासाठी, ते थेट विद्युत प्रवाहाद्वारे तयार केलेल्या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये सादर केले गेले आणि आवश्यक असल्यास, पर्यायी प्रवाहाद्वारे डिमॅग्नेटाइज केले गेले.
नैसर्गिक परिस्थितीत चुंबकीय किंवा कृत्रिमरित्या प्राप्त केलेल्या उत्पादनांमध्ये दोन भिन्न ध्रुव असतात - ज्या ठिकाणी चुंबकत्व सर्वाधिक केंद्रित असते. चुंबक चुंबकीय क्षेत्राद्वारे एकमेकांशी संवाद साधतात जेणेकरुन ध्रुवांप्रमाणे ध्रुवांना मागे हटवतात आणि ध्रुवांच्या विपरीत आकर्षित होतात. हे पृथ्वीच्या क्षेत्रासारख्या मजबूत क्षेत्राच्या जागेत त्यांच्या अभिमुखतेसाठी टॉर्क तयार करते.
कमकुवत चुंबकीय घटक आणि मजबूत चुंबक यांच्या परस्परसंवादाचे दृश्य प्रतिनिधित्व पुठ्ठ्यावर विखुरलेले स्टील फाइलिंग आणि खाली सपाट चुंबक यांचा उत्कृष्ट अनुभव देते. विशेषत: जर भूसा आयताकृती असेल तर ते चुंबकीय क्षेत्राच्या रेषांवर कसे रेषा करतात हे स्पष्टपणे दिसून येते. कार्डबोर्डच्या खाली चुंबकाची स्थिती बदलून, त्यांच्या प्रतिमेच्या कॉन्फिगरेशनमध्ये बदल दिसून येतो. या प्रयोगात होकायंत्राच्या वापरामुळे चुंबकीय क्षेत्राची रचना समजून घेण्याचा प्रभाव आणखी वाढतो.
एम. फॅराडे यांनी शोधलेल्या बलाच्या चुंबकीय रेषांचा एक गुण सूचित करतो की त्या बंद आणि सतत असतात. कायम चुंबकाच्या उत्तर ध्रुवातून बाहेर पडणाऱ्या रेषा दक्षिण ध्रुवात प्रवेश करतात. तथापि, चुंबकाच्या आत ते उघडत नाहीत आणि दक्षिण ध्रुवापासून उत्तरेकडे प्रवेश करतात. उत्पादनाच्या आतील ओळींची संख्या जास्तीत जास्त आहे, चुंबकीय क्षेत्र एकसमान आहे आणि डिमॅग्नेटाइज्ड झाल्यावर इंडक्शन कमकुवत होऊ शकते.
गिमलेट नियम वापरून चुंबकीय प्रेरण वेक्टरची दिशा निश्चित करणे
19व्या शतकाच्या सुरुवातीस, शास्त्रज्ञांनी शोधून काढले की वाहकाभोवती चुंबकीय क्षेत्र तयार होते आणि त्यातून विद्युत प्रवाह वाहतो. परिणामी शक्तीच्या रेषा नैसर्गिक चुंबकाप्रमाणेच नियमांनुसार वागतात.शिवाय, प्रवाह आणि चुंबकीय क्षेत्रासह कंडक्टरच्या विद्युत क्षेत्राचा परस्परसंवाद इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक डायनॅमिक्सचा आधार म्हणून काम करतो.
परस्परसंवादी फील्डमधील बलांच्या जागेतील अभिमुखता समजून घेतल्याने आम्हाला अक्षीय वेक्टरची गणना करता येते:
- चुंबकीय प्रेरण;
- प्रेरण प्रवाहाची परिमाण आणि दिशा;
- कोनीय गती.
अशी समज गिमलेट नियमात तयार केली गेली.
कंडक्टरमधील विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेसह उजव्या हाताच्या गिमलेटची भाषांतरित हालचाल एकत्र करून, आम्ही चुंबकीय क्षेत्र रेषांची दिशा प्राप्त करतो, जी हँडलच्या रोटेशनद्वारे दर्शविली जाते.
भौतिकशास्त्राचा नियम नसल्यामुळे, इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमधील गिमलेट नियम कंडक्टरमधील वर्तमान वेक्टरवर अवलंबून चुंबकीय क्षेत्र रेषांची दिशा ठरवण्यासाठीच नाही, तर त्याउलट, सोलनॉइड तारांमधील विद्युत् प्रवाहाची दिशा निश्चित करण्यासाठी देखील वापरला जातो. चुंबकीय प्रेरण रेषांच्या रोटेशनमुळे.
हा संबंध समजून घेतल्याने अॅम्पेअरला फिरत्या फील्डचा नियम सिद्ध करता आला, ज्यामुळे विविध तत्त्वांच्या इलेक्ट्रिक मोटर्सची निर्मिती झाली. इंडक्टर्स वापरून मागे घेण्यायोग्य सर्व उपकरणे गिमलेट नियमाचे पालन करतात.
उजव्या हाताचा नियम
कंडक्टरच्या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये (कंडक्टरच्या बंद लूपची एक बाजू) प्रवाहाची दिशा निश्चित करणे उजव्या हाताचा नियम स्पष्टपणे दर्शवते.
त्यात म्हटले आहे की उजवा तळहाता, एन ध्रुवाकडे वळलेला आहे (फील्ड रेषा तळहातात प्रवेश करतात) आणि अंगठा 90 अंशांनी वळवलेला कंडक्टरच्या हालचालीची दिशा दर्शवितो, नंतर बंद सर्किट (कॉइल) मध्ये चुंबकीय क्षेत्र विद्युत प्रवाह प्रेरित करते. , गती वेक्टर ज्याच्या चार बोटांनी निर्देश केला आहे.
हा नियम डीसी जनरेटर मूळतः कसा दिसला हे दर्शवितो. निसर्गाच्या एका विशिष्ट शक्तीने (पाणी, वारा) चुंबकीय क्षेत्रामध्ये कंडक्टरचे बंद सर्किट फिरवले, वीज निर्माण केली. मग मोटर्सने, स्थिर चुंबकीय क्षेत्रात विद्युत प्रवाह प्राप्त करून, त्यास यांत्रिक हालचालीमध्ये रूपांतरित केले.
उजव्या हाताचा नियम inductors साठी देखील सत्य आहे. त्यांच्यातील चुंबकीय कोरच्या हालचालीमुळे प्रेरण प्रवाह दिसू लागतात.
जर उजव्या हाताची चार बोटे गुंडाळीच्या वळणांमध्ये विद्युतप्रवाहाच्या दिशेशी जुळलेली असतील तर 90 अंशांनी विचलित झालेला अंगठा उत्तर ध्रुवाकडे निर्देशित करेल.
जिमलेट आणि उजव्या हाताचे नियम इलेक्ट्रिक आणि चुंबकीय क्षेत्रांचे परस्परसंवाद यशस्वीरित्या प्रदर्शित करतात. ते केवळ शास्त्रज्ञच नव्हे तर जवळजवळ प्रत्येकासाठी इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमधील विविध उपकरणांचे कार्य समजून घेणे शक्य करतात.
तत्सम लेख:
