একটি চুম্বক একটি তার দিয়ে প্রবাহিত হওয়া ইলেকট্রন এবং তাতে তৈরি হওয়া বৈদ্যুতিক ধারাকে কিভাবে প্রভাবিত করে?

ম্যাগনেট তারের ইলেকট্রনের চলাচলকে কীভাবে প্রভাবিত করে এবং বিদ্যুৎ উত্পন্ন করে?

ম্যাগনেট ফ্যারাডের ইলেকট্রোম্যাগনেটিক আবেশের সূত্র এবং লোরেন্টজ বলের ভিত্তিতে তারের ইলেকট্রনের চলাচলকে প্রভাবিত করতে পারে এবং বিদ্যুৎ উত্পন্ন করতে পারে। নিম্নলিখিত একটি বিস্তারিত ব্যাখ্যা:

1. ফ্যারাডের ইলেকট্রোম্যাগনেটিক আবেশের সূত্র

• ফ্যারাডের ইলেকট্রোম্যাগনেটিক আবেশের সূত্র অনুযায়ী, যখন একটি বন্ধ লুপের মধ্য দিয়ে চৌম্বকীয় ফ্লাক্স পরিবর্তিত হয়, তখন লুপে একটি ইলেকট্রোমোটিভ ফোর্স (EMF) আবেশ হয়, যা বিদ্যুৎ প্রবাহ ঘটাতে পারে। বিশেষভাবে:

• পরিবর্তিত চৌম্বকীয় ক্ষেত্র: যখন একটি ম্যাগনেট একটি তারের কাছে বা তার একটি চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে চলে, তখন তারের লুপের মধ্য দিয়ে চৌম্বকীয় ফ্লাক্স পরিবর্তিত হয়।

• আবেশ হওয়া EMF: ফ্যারাডের সূত্র অনুযায়ী, চৌম্বকীয় ফ্লাক্সের পরিবর্তন EMF E আবেশ করে, যা নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা দেওয়া হয়:

যেখানে ΦB হল চৌম্বকীয় ফ্লাক্স এবং t হল সময়।

বিদ্যুৎ: আবেশ হওয়া EMF তারের ইলেকট্রনগুলিকে চলাচল করায়, যা একটি বিদ্যুৎ I তৈরি করে। যদি তার একটি বন্ধ লুপ গঠন করে, তাহলে বিদ্যুৎ প্রবাহ চলতে থাকবে।

2. লোরেন্টজ বল

লোরেন্টজ বল একটি চার্জ পরমাণু চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে অনুভব করা বলের বর্ণনা দেয়। যখন তারের মধ্য দিয়ে ইলেকট্রনগুলি চলে, তখন চৌম্বকীয় ক্ষেত্র উপস্থিত থাকলে তারা লোরেন্টজ বল অনুভব করে। বিশেষভাবে:

লোরেন্টজ বলের সূত্র: লোরেন্টজ বল F নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা দেওয়া হয়:

যেখানে q হল চার্জ, E হল ইলেকট্রিক ক্ষেত্র, v হল চার্জের গতিবেগ, এবং B হল চৌম্বকীয় ক্ষেত্র।

চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে ইলেকট্রনের গতি: যখন ইলেকট্রনগুলি চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে চলে, তখন লোরেন্টজ বল F=qv×B ইলেকট্রনগুলিকে পরিচালিত করে। এই পরিচালনা ইলেকট্রনের পথ পরিবর্তন করে, যা বিদ্যুৎ প্রবাহের দিক এবং পরিমাণকে প্রভাবিত করে।

3. বিশেষ প্রয়োগ

জেনারেটর

• মূলনীতি: জেনারেটর ফ্যারাডের ইলেকট্রোম্যাগনেটিক আবেশের সূত্র ব্যবহার করে ম্যাগনেট বা তার ঘোরানোর মাধ্যমে পরিবর্তিত চৌম্বকীয় ফ্লাক্স তৈরি করে, যা তারে একটি EMF এবং বিদ্যুৎ প্রবাহ আবেশ করে।

• প্রয়োগ: বিদ্যুৎ স্টেশনের জেনারেটর বড় ঘোরানো ম্যাগনেট এবং তারের কয়েল ব্যবহার করে বড় মাপের বিদ্যুৎ প্রবাহ তৈরি করে।

মোটর

• মূলনীতি: মোটর লোরেন্টজ বল ব্যবহার করে ইলেকট্রিক শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে। যখন তারের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহ হয় এবং চৌম্বকীয় ক্ষেত্র উপস্থিত থাকে, তখন তার একটি বল অনুভব করে যা তাকে ঘোরায়।

• প্রয়োগ: মোটর বিভিন্ন যান্ত্রিক যন্ত্র, যেমন ঘরের যন্ত্রপাতি, শিল্প সরঞ্জাম এবং যানবাহনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

ট্রান্সফরমার

• মূলনীতি: ট্রান্সফরমার ফ্যারাডের ইলেকট্রোম্যাগনেটিক আবেশের সূত্র ব্যবহার করে প্রাথমিক এবং দ্বিতীয় কয়েলের মধ্যে শক্তি হস্তান্তর করে, যা পরিবর্তিত চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের মাধ্যমে ভোল্টেজ এবং বিদ্যুৎ প্রবাহ পরিবর্তন করে।

• প্রয়োগ: ট্রান্সফরমার বিদ্যুৎ প্রেরণ ও বিতরণ ব্যবস্থায় ভোল্টেজ বাড়ানো বা কমানোর জন্য ব্যবহৃত হয়।

4. পরীক্ষামূলক উদাহরণ

ফ্যারাডের ডিস্ক পরীক্ষা

সেটআপ: একটি ধাতব ডিস্ক একটি অক্ষে স্থাপন করা হয়, যা একটি গ্যালভানোমিটারের সাথে সংযুক্ত। ধাতব ডিস্কটি একটি শক্ত চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে স্থাপন করা হয়।

প্রক্রিয়া: যখন ধাতব ডিস্ক ঘোরে, তখন ডিস্কের মধ্য দিয়ে চৌম্বকীয় ফ্লাক্স পরিবর্তিত হয়, ফ্যারাডের সূত্র অনুযায়ী একটি EMF আবেশ করে, যা অক্ষ এবং গ্যালভানোমিটার দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহ ঘটায়।

অবলোকন: গ্যালভানোমিটার একটি বিদ্যুৎ প্রবাহ দেখায়, যা পরিবর্তিত চৌম্বকীয় ফ্লাক্স দ্বারা EMF উत্পন্ন হয়েছে তা দেখায়।

সারাংশ

ম্যাগনেট ফ্যারাডের ইলেকট্রোম্যাগনেটিক আবেশের সূত্র এবং লোরেন্টজ বলের মাধ্যমে তারের ইলেকট্রনের চলাচলকে প্রভাবিত করে এবং বিদ্যুৎ উত্পন্ন করে। পরিবর্তিত চৌম্বকীয় ক্ষেত্র তারে একটি EMF আবেশ করে, যা ইলেকট্রনগুলিকে চলাচল করায় এবং বিদ্যুৎ প্রবাহ তৈরি করে। লোরেন্টজ বল চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে চলা ইলেকট্রনের পথকে পরিচালিত করে, যা বিদ্যুৎ প্রবাহের দিক এবং পরিমাণকে প্রভাবিত করে। এই মূলনীতিগুলি জেনারেটর, মোটর এবং ট্রান্সফরমারে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়।