மின்காந்த விசையும் மின்சாரமும் அதன் காந்தவியலும் இடையேயான உறவு என்ன?

மின்காந்த விசை (EMF) இயற்பியலில் உள்ள நான்கு அடிப்படை விசைகளில் ஒன்றாகும், இது மின்னல்களின் இடையேயான மின்சாரம் மற்றும் காந்த மின்னல்களின் இடையேயான காந்தச் சாரத்தை ஒன்றிணைப்பதாகும். மின்காந்த விசை முக்கியமாக மின்களத்தையும் காந்தகளத்தையும் இணைப்பதன் முடிவாகும். கீழே மின்காந்த விசையின் விளக்கம் மற்றும் அதன் மின்னலுக்கும் காந்தத்துக்கும் உள்ள தொடர்பு தரப்பட்டுள்ளது:

மின்னல்களின் இடையேயான சாரம்

• மின்களம்: ஒரு மின்னல் உள்ளதாக இருந்தால், அதன் சுற்றிய மின்களம் உருவாகிறது. மின்களம் என்பது ஒரு வெக்டர் களமாகும், இதன் திசை அந்த இடத்தில் உள்ள நேர்ம மின்னலின் மீது விசை செலுத்தும் திசையாக வரையறுக்கப்படுகிறது. மின்களத்தின் வலுவு மின்னலின் அளவுக்கு நேர்விகிதத்திலும் தூரத்தின் வர்க்கத்திற்கு எதிர்விகிதத்திலும் உள்ளது (கூலோமின் விதி).

• கூலோமின் விதி: கூலோமின் விதி இரு நிலையான புள்ளிகளின் மின்னல்களின் இடையேயான சாரத்தை விளக்குகிறது. இரு மின்னல்களும் ஒரே குறியை வைத்திருப்பின (ஒரே மின்னல்), அவற்றிற்கு இடையே வித்திருத்த விசை உண்டு; மின்னல்களின் குறிகள் எதிர்த்தாக இருந்தால் (வேறுபட்ட மின்னல்), அவற்றிற்கு இடையே ஈர்ப்பு விசை உண்டாகும்.

காந்த மின்னல்களின் இடையேயான சாரம்

• காந்தகளம்: ஒரு மின்னோட்டம் (அதாவது நகரும் மின்னல்) உள்ளதாக இருந்தால், அதன் சுற்றிய காந்தகளம் உருவாகிறது. காந்தகளமும் ஒரு வெக்டர் களமாகும், இதன் திசை நேர்ம மின்னலின் இயக்கத்தின் திசையில் விசை செலுத்தும் திசையாக வரையறுக்கப்படுகிறது (லோரென்ட்ஸ் விசை). காந்தகளத்தின் வலுவு மின்னோட்டத்தின் அளவு மற்றும் திசைக்கு தொடர்புடையது, மற்றும் தூரத்தின் வர்க்கத்திற்கு எதிர்விகிதத்திலும் உள்ளது.

• லோரென்ட்ஸ் விசை: லோரென்ட்ஸ் விசை ஒரு மின்னல்-வெளியில் நகரும் மின்னல்-வெளியின் மீது விசை செலுத்தும் போது அதன் விசையை விளக்குகிறது. விசையின் திசை துகளின் வேகத்தின் திசையும் காந்தகளத்தின் திசையும் இரண்டுக்கும் செங்குத்தாக இருக்கும்.

மின்காந்த பொறிமுறைகள்

• ஃபாரடேயின் மின்காந்த பொறிமுறைகளின் விதி: ஒரு காந்தகளம் மாறும் போது, அது ஒரு மூடிய வட்டத்தின் மூலம் கடந்து செல்வதில், அந்த வட்டத்தில் ஒரு மின்னோட்ட விசை (EMF) உருவாகிறது, இதனால் மின்னோட்டம் உருவாகிறது. இந்த எதிர்ப்பாட்டை மின்காந்த பொறிமுறைகள் என்று அழைக்கிறார்கள்.

• மாக்ச்வெலின் சமன்பாடுகள்: மாக்ச்வெலின் சமன்பாடுகள் மின்காந்த களங்களின் நடத்தையை விளக்கும் அடிப்படை கணித அமைப்புகளாகும். இந்த சமன்பாடுகள் மின்களத்துக்கும் காந்தகளத்துக்கும் இடையேயான உள்ளடக்கு தொடர்பை விளக்குகிறது, அதாவது, மாறும் மின்களம் காந்தகளத்தை உருவாக்கும், மாறும் காந்தகளமும் மின்களத்தை உருவாக்கும்.

மின்காந்த அலை

மின்காந்த அலை பரவல்: மின்காந்த அலைகள் ஒருவருக்கொருவர் செங்குத்தான மற்றும் அலை பரவலின் திசைக்கு செங்குத்தான மின்களத்தும் காந்தகளத்தும் இயக்கமாக உருவாகிறது. மின்காந்த அலைகள் வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகத்திற்கு சமமான வேகத்தில் பரவலாம்.

மின்காந்த விசையின் ஐக்கியம்

விளைவுகள்: இடம்பெயர்வின் கோட்பாட்டின் சட்டத்தில், மின்களத்தும் காந்தகளத்தும் ஒரே இயற்பியல் என்பதன் வேறு பக்கங்களாக செயல்படுகின்றன. இடம்பெயர்வு மாறும்போது, மின்களத்தும் காந்தகளத்தும் ஒருவருக்கொருவர் மாறிக்கொள்ளலாம்.

மீளப்பு

மின்காந்த விசை மின்னல்களின் இடையேயான மின்சாரத்தும் காந்த மின்னல்களின் இடையேயான காந்தச் சாரத்தின் பொதுவான வழிமுறையாகும். இது மின்களத்தும் காந்தகளத்தும் இணைப்பதன் முடிவாகும், மின்காந்த பொறிமுறைகள் மற்றும் மாக்ச்வெலின் சமன்பாடுகள் மூலம் விளக்கப்படுகிறது. மின்காந்த விசை மைய அளவில் மின்களத்தும் காந்தகளத்தும் இடையேயான சாரமாகவும், சிறு அளவில் மின்னல்-வெளிகளின் இடையேயான சாரமாகவும் தெரிகிறது. மின்காந்த விசை இயற்கையில் உள்ள மிகவும் பொதுவான மற்றும் முக்கியமான விசைகளில் ஒன்றாகும், இது நவீன அறிவியல், தொழில்நுட்பம் மற்றும் தினசரி வாழ்க்கைக்கு மிகவும் முக்கியமானது.