विधुत धारा के चुंबकीय प्रभाव का परिचय
- ओएरस्टेड का प्रयोग:
- यह पता चला कि एक विधुत धारा प्रवाहित करने वाला चालक अपने चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है।
- जब एक कंपास सुई को एक धारा प्रवाहित तार के पास रखा जाता है, तो सुई विचलित हो जाती है, जो चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति को दर्शाता है।
चुंबकीय क्षेत्र और उसका निरूपण
- चुंबकीय क्षेत्र:
- चुंबक या विधुत धारा प्रवाहित करने वाले चालक के चारों ओर का वह क्षेत्र जहां चुंबकीय बल देखे जा सकते हैं।
- चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं द्वारा प्रदर्शित किया जाता है जो चुंबक के उत्तर ध्रुव से निकलकर दक्षिण ध्रुव में मिलती हैं।
- चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं:
- चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति और दिशा को प्रदर्शित करने के लिए उपयोग की जाने वाली काल्पनिक रेखाएं।
- गुण:
- ये कभी प्रतिच्छेद नहीं करतीं।
- निकटस्थ रेखाएं एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र को इंगित करती हैं।
- किसी भी बिंदु पर क्षेत्र की दिशा क्षेत्र रेखा के स्पर्शरेखा के समान होती है।
विधुत धारा प्रवाहित करने वाले चालक के कारण चुंबकीय क्षेत्र
- सपाट चालक:
- चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं तार के केंद्रित वृत्त होती हैं।
- चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को राइट-हैंड थंब रूल द्वारा दिया जाता है: यदि आप अपने दाहिने हाथ से चालक को पकड़ते हैं ताकि अंगूठा धारा की दिशा में इशारा करे, तो उंगलियां चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में मुड़ेंगी।
- वृत्ताकार लूप:
- लूप के प्रत्येक खंड के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं केंद्रित वृत्त होती हैं।
- लूप के केंद्र में चुंबकीय क्षेत्र लूप के तल के लम्बवत होता है।
- सोलिनोइड:
- इंसुलेटेड कॉपर वायर के कई वृत्ताकार घुमावों का एक कुंडल।
- सोलिनोइड के अंदर चुंबकीय क्षेत्र समान और उसके अक्ष के समानांतर होता है।
- बाहरी चुंबकीय क्षेत्र एक बार चुंबक की तरह होता है।
चुंबकीय क्षेत्र में विधुत धारा प्रवाहित करने वाले चालक पर बल
- चुंबकीय बल:
- एक चुंबकीय क्षेत्र में रखा गया एक विधुत धारा प्रवाहित करने वाला चालक एक बल का अनुभव करता है।
- बल की दिशा फ्लेमिंग के लेफ्ट-हैंड रूल द्वारा दी जाती है: यदि आप अपने बाएं हाथ की अंगूठा, तर्जनी, और बीच की उंगली को एक-दूसरे के लम्बवत फैलाते हैं, तर्जनी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में और बीच की उंगली धारा की दिशा में इशारा करती है, तो अंगूठा बल की दिशा में इशारा करेगा।
- अनुप्रयोग:
- विद्युत मोटर्स।
विद्युत चुम्बकीय प्रेरण
- फैराडे का प्रयोग:
- यह पता चला कि किसी चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन उस चालक में विद्युत धारा प्रेरित करता है।
- जब एक चुंबक को एक कुंडल के पास लाया या उससे दूर ले जाया जाता है, तो कुंडल में धारा प्रेरित होती है।
- फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम:
- एक बंद परिपथ में प्रेरित विद्युत वाहक बल (EMF) चुंबकीय फ्लक्स के परिवर्तन की दर के सीधे अनुपाती होता है।
- लेन्ज़ का नियम:
- प्रेरित धारा की दिशा ऐसी होती है कि वह उत्पन्न किए गए चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करती है।
विद्युत जनरेटर
- एसी जनरेटर:
- यांत्रिक ऊर्जा को प्रत्यावर्ती धारा (AC) विद्युत ऊर्जा में बदलता है।
- इसमें एक चुंबकीय क्षेत्र में घूमता हुआ कुंडल होता है।
- कुंडल की घुमाव विद्युत वाहक बल और इसलिए प्रत्यावर्ती धारा प्रेरित करता है।
- डीसी जनरेटर:
- यांत्रिक ऊर्जा को एकदिश धारा (DC) विद्युत ऊर्जा में बदलता है।
- एक स्प्लिट-रिंग कम्यूटेटर का उपयोग एकदिश धारा उत्पन्न करने के लिए करता है।
घरेलू विद्युत परिपथ
- घरेलू विद्युत परिपथ के घटक:
- मुख्य फ्यूज, विद्युत मीटर, वितरण बॉक्स, और विभिन्न विद्युत उपकरण।
- सुरक्षा उपाय:
- फ्यूज और सर्किट ब्रेकर अतिभार और शॉर्ट सर्किट को रोकते हैं।
- अर्थिंग रिसाव धारा को जमीन में प्रवाहित करने का सुरक्षित मार्ग प्रदान करता है, विद्युत झटकों को रोकता है।