लेन्जको विद्युत चुंबकीय प्रेरणको नियम: परिभाषा र सूत्र
लेन्ज को नियम के बारे में क्या है?
लेन्ज का विद्युत चुंबकीय प्रेरण का नियम बताता है कि एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र (जैसा कि फाराडे का विद्युत चुंबकीय प्रेरण का नियम) द्वारा एक चालक में प्रेरित धारा की दिशा ऐसी होती है कि प्रेरित धारा द्वारा बनाया गया चुंबकीय क्षेत्र उस प्रारंभिक बदलते चुंबकीय क्षेत्र का धारा विरोध करता है जिसने इसे उत्पन्न किया। इस धारा प्रवाह की दिशा फ्लेमिंग का दाहिना हाथ का नियम द्वारा दी जाती है।
यह पहले समझना कठिन हो सकता है—इसलिए आइए एक उदाहरण समस्या पर देखें।
याद रखें कि जब एक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा एक धारा प्रेरित होती है, तो यह प्रेरित धारा अपना चुंबकीय क्षेत्र बनाएगी।
यह चुंबकीय क्षेत्र हमेशा ऐसा होगा कि यह उस चुंबकीय क्षेत्र का विरोध करेगा जिसने इसे मूल रूप से उत्पन्न किया था।
नीचे दिए गए उदाहरण में, यदि चुंबकीय क्षेत्र "B" बढ़ रहा है - जैसा कि (1) में दिखाया गया है - तो प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र इसका विरोध करेगा।
जब चुंबकीय क्षेत्र "B" घट रहा है - जैसा कि (2) में दिखाया गया है - तो प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र फिर से इसका विरोध करेगा। लेकिन इस बार 'विरोध' का अर्थ है कि यह क्षेत्र बढ़ा रहा है - क्योंकि यह घटती दर का विरोध कर रहा है।
लेन्ज का नियम फाराडे के प्रेरण के नियम पर आधारित है। फाराडे का नियम बताता है कि एक बदलता चुंबकीय क्षेत्र एक चालक में धारा प्रेरित करेगा।
लेन्जको नियमले हामीलाई प्रेरित धाराको दिशा बताउँछ, जुन आरंभिक बदल्ने चुंबकीय क्षेत्रलाई विरोधगर्छ जसले यसलाई उत्पन्न गरेको थियो। यो फाराडे नियमको सूत्रमा ऋणात्मक चिन्ह (‘–’) द्वारा चिह्नित गरिएको छ।
यो चुंबकीय क्षेत्रमा बिरुद्ध लगाउँदा चुंबकलाई कुंडलहरूबाट अथवा कुंडलहरूलाई चुंबकीय क्षेत्रमा लगाउँदा चुंबकीय क्षेत्रको बल बदल्ने र चुंबकीय क्षेत्रमा लगाउँदा चुंबकीय क्षेत्रको बल बदल्ने गर्न सकिन्छ।
अन्य शब्दहरूमा, हामी भन्न सक्छौं कि परिपथमा प्रेरित विद्युत विभवको मात्रा फ्लक्सको बदलने दरको अनुपातमा छ।
लेन्जको नियमको सूत्र
लेन्जको नियम भनेको यदि फाराडे नियम अनुसार चुंबकीय फ्लक्सको बदलले EMF उत्पन्न भएको छ भने, प्रेरित EMFको ध्रुवता ऐसी छ कि यसले एउटा प्रेरित धारा उत्पन्न गर्छ जसको चुंबकीय क्षेत्र आरंभिक बदल्ने चुंबकीय क्षेत्रलाई विरोध गर्छ जसले यसलाई उत्पन्न गरेको थियो।
फाराडे नियमको इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इन्डक्सनमा उपयोग गरिएको ऋणात्मक चिन्हले दर्शाइन्छ कि प्रेरित EMF (ε) र चुंबकीय फ्लक्स (δΦB)को बदलमा विपरीत चिन्हहरू छन्। लेन्जको नियमको सूत्र तल दिएको छ:
जहाँ:
ε = प्रेरित EMF
δΦB = चुंबकीय प्रवाहमा परिवर्तन
N = कोइलमा फेरोंको संख्या
लेन्जको नियम र ऊर्जाको संरक्षण
ऊर्जाको संरक्षणको अनुसार, लेन्जको नियमद्वारा उत्पन्न धाराले बनाउनुपर्ने चुंबकीय क्षेत्रले यसलाई बनाउने चुंबकीय क्षेत्रलाई विरोध गर्नुपर्छ। वास्तवमा, लेन्जको नियम ऊर्जाको संरक्षणको नियमको एक परिणाम हो।
यसको किनको आफ्नो जिज्ञासा छ? यदि यो नहुने भएको देखौं त भएको देखाउँला आउँ।
यदि उत्पन्न धाराद्वारा बनाइएको चुंबकीय क्षेत्र यसलाई बनाउने क्षेत्रको दिशामा थिए भने, यी दुई चुंबकीय क्षेत्रहरू जोडिएर एउटा ठूलो चुंबकीय क्षेत्र बनाउने थिए।
यस जोडिएको ठूलो चुंबकीय क्षेत्रले, तिर, चालकमा अर्को धारा उत्पन्न गर्नेछ जसको मान अगाडीको उत्पन्न धाराबाट दुई गुना थिए।
र यसले, तिर, अर्को चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न गर्नेछ जसले फेरि अर्को धारा उत्पन्न गर्नेछ। र यसलाई यस्तो चलाउँछ।
त्यसैले हामी देख्न सक्छौं यदि लेन्जको नियम निर्धारण गरेको नभएको थियो भने उत्पन्न धाराले बनाउनुपर्ने चुंबकीय क्षेत्रले विरोध गर्नुपर्छ यसलाई बनाउने क्षेत्र – त अहिले हामी अनन्त सकारात्मक प्रतिक्रिया चक्रमा पुग्नेछौं, ऊर्जाको संरक्षण भङ्ग गर्नेछ (किनभने हामी अहिले अनन्त ऊर्जा स्रोत बनाउँदै छौं)।
लेन्जको नियमले न्यूटनको तेस्रो गतिको नियम पनि अनुसर्ग गर्छ (यानी प्रत्येक कार्यको लागि सदैव बराबर र विपरीत प्रतिक्रिया छ)।
यदि उत्पन्न धाराले बनाइएको चुंबकीय क्षेत्र यसलाई बनाउने चुंबकीय क्षेत्रको दिशामा बराबर र विपरीत छ भने, त यसले चुंबकीय क्षेत्रमा परिवर्तनलाई विरोध गर्न सक्छ। यो न्यूटनको तेस्रो गतिको नियमको अनुसार छ।
लेन्जको नियम विवरण
लेन्जको नियमलाई बेहतर बुझ्नका लागि, हामी दुई अवस्थाहरूलाई विचार गरौं:
अवस्था १: जब चुंबक कोइलमा बाट अगाडि बढ्दै गर्छ।
जब चुंबक के उत्तरी ध्रुव लपेटन से निकट आता है, तो लपेटन में जुड़ा चुंबकीय प्रवाह बढ़ता है। फाराडे के विद्युतचुंबकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, जब प्रवाह में परिवर्तन होता है, तो एक EMF और इसलिए धारा लपेटन में प्रेरित होती है और यह धारा अपना स्वयं का चुंबकीय क्षेत्र बनाती है।
अब लेन्ज के नियम के अनुसार, यह बनाया गया चुंबकीय क्षेत्र अपने स्वयं का विरोध करेगा या हम कह सकते हैं कि लपेटन में प्रवाह की वृद्धि का विरोध करेगा और यह संभव है केवल तब जब निकट आने वाली लपेटन की ओर उत्तरी ध्रुवता प्राप्त करती है, क्योंकि हम जानते हैं कि समान ध्रुव एक दूसरे को दूर धकेलते हैं।
जब हम लपेटन की ओर की चुंबकीय ध्रुवता जानते हैं, तो हम आसानी से दाहिने हाथ के नियम के उपयोग से प्रेरित धारा की दिशा निर्धारित कर सकते हैं। इस मामले में, धारा वामावर्त दिशा में प्रवाहित होती है।
स्थिति २: जब चुंबक लपेटन से दूर जा रहा है
जब चुंबक के उत्तरी ध्रुव लपेटन से दूर जा रहा है, तो लपेटन में जुड़ा चुंबकीय प्रवाह घटता है। फाराडे के विद्युतचुंबकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, एक EMF और इसलिए धारा लपेटन में प्रेरित होती है और यह धारा अपना स्वयं का चुंबकीय क्षेत्र बनाती है।
अब लेन्ज के नियम के अनुसार, यह बनाया गया चुंबकीय क्षेत्र अपने स्वयं का विरोध करेगा या हम कह सकते हैं कि लपेटन में प्रवाह की कमी का विरोध करेगा और यह संभव है केवल तब जब निकट आने वाली लपेटन की ओर दक्षिणी ध्रुवता प्राप्त करती है, क्योंकि हम जानते हैं कि असमान ध्रुव एक दूसरे को आकर्षित करते हैं।
जब हम लपेटन की ओर की चुंबकीय ध्रुवता जानते हैं, तो हम आसानी से दाहिने हाथ के नियम के उपयोग से प्रेरित धारा की दिशा निर्धारित कर सकते हैं। इस मामले में, धारा दक्षिणावर्त दिशा में प्रवाहित होती है।
ध्यान दें कि चुंबकीय क्षेत्र या धारा की दिशा खोजने के लिए, दाहिने हाथ की अंगूठी का नियम उपयोग करें यानी यदि दाहिने हाथ की उंगलियाँ तार के चारों ओर इस प्रकार रखी जाएं कि अंगूठा धारा के प्रवाह की दिशा में इंगित करे, तो उंगलियों का घुमाव तार द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की दिशा दर्शाएगा।
लेन्जको नियम यस प्रकार व्यक्त गर्न सकिन्छ:
यदि कुनै कोइलमा लगाइएको चुंबकीय प्रवाह फी बढ्दै जान्छ, भने कोइलमा धेरै आउने धाराको दिशा यस्तो हुनेछ कि यसले प्रवाहको वृद्धिलाई विरोध गर्नेछ र यसले उत्पन्न भएको धारा तल दिएको दिशामा (फ्लेमिङ्गको दाहिना हातको अंगुलीको नियम प्रयोग गरेर) प्रवाह उत्पन्न गर्नेछ
यदि कुनै कोइलमा लगाइएको चुंबकीय प्रवाह फी घट्दै जान्छ, भने कोइलमा धेरै आउने धाराले उत्पन्न गरेको प्रवाह यस्तो हुनेछ कि यसले मुख्य प्रवाहलाई सहयोग गर्नेछ र धाराको दिशा तल दिएको दिशामा हुनेछ
लेन्जको नियमका अनुप्रयोग
लेन्जको नियमका अनुप्रयोग यस प्रकार छन्:
लेन्जको नियमले एक इन्डक्टर मा भण्डाइएको चुंबकीय ऊर्जाको विचारलाई समझ्न मद्दत गर्न सक्छ। जब एक इन्डक्टरमा एक emfको स्रोत जोडिन्छ, भने यसमा धारा प्रवाह शुरू हुन्छ। पछिल्लो emf यस धाराको वृद्धिलाई विरोध गर्नेछ। धाराको प्रवाह स्थापन गर्नका लागि बाहिरी emfको स्रोतले यस विरोधलाई लामो गर्न थप काम गर्नुपर्छ। यो काम इन्डक्टरमा भण्डाइएको emf द्वारा गरिन सकिन्छ र बाहिरी emfको स्रोतलाई सर्किटबाट हटाउँदा यसलाई फिर्ता गर्न सकिन्छ
यो नियमले यस बारेमा भायात्मक व्याख्या प्रदान गर्छ कि उत्पन्न भएको emf र प्रवाहको परिवर्तनको चिन्ह विपरीत छन्, जुन फाराडे नियममा चिन्हको चयनको लागि एक भायात्मक व्याख्या प्रदान गर्छ।
लेन्जको नियम विद्युत जनरेटरमा पनि प्रयोग गरिन्छ। जब जनरेटरमा धारा उत्पन्न हुन्छ, भने यस उत्पन्न भएको धाराको दिशा यस्तो हुनेछ कि यसले जनरेटरको घुमाउनलाई विरोध गर्नेछ (लेन्जको नियमको अनुसार) र यसले धेरै यान्त्रिक ऊर्जा आवश्यक बनाउँदछ। यसले विद्युत मोटरहरूको अवस्थामा भने पछिल्लो emf प्रदान गर्छ।
लेन्जको नियम अवश्य विद्युतचुम्बकीय ब्रेकिङ र प्रेरणात्मक कुकटा मा पनि प्रयोग गरिन्छ।
लेन्जको नियम लेख्नुहोस्
लेन्जको नियम भनेको एउटा चालुको विद्युत धारा जोड्ने एक चालुको मध्ये बदलिरहेको चुम्बकीय क्षेत्रले उत्पन्न गर्ने चालुको द्वारा उत्पन्न बनेको चुम्बकीय क्षेत्रले आरंभिक बदलिरहेको चुम्बकीय क्षेत्रलाई विरोध गर्दछ।
लेन्जको नियम १८३४ मा जर्मन वैज्ञानिक ह.एफ.ई. लेन्जको नाममा नामित गरिएको थियो। लेन्जको नियम न्यूटनको तेस्रो गतिको नियम (यानी प्रत्येक कार्यको लागि सदैव एउटा बराबर र विपरीत प्रतिक्रिया छ) र ऊर्जाको संरक्षण (यानी ऊर्जा निर्माण वा नष्ट नहुन्छ र इसलिए प्रणालीको सबै ऊर्जाहरूको योग एक स्थिर छ) फलीपर आधारित छ।
थप: मूल सम्मान गर्नुहोस् अच्छो लेखहरू साझा गर्न मान्य, यदि प्रतिबंध छ तयारी गर्नुहोस् मिटाउन।
