एक चुंबक कैसे प्रभाव डालता है एक तार से गुजरने वाले इलेक्ट्रॉन पर और विद्युत धारा उत्पन्न करने पर?
मैग्नेटहरू तारमा इलेक्ट्रनहरूको गतिमा कसरी प्रभाव दिन्छन् र धारा उत्पन्न गर्ने?
मैग्नेटहरू तारमा इलेक्ट्रनहरूको गति र धारा उत्पन्न गर्ने केही मुख्य तरीकाहरू छन्, जो फाराडे विद्युत-चुंबकीय प्रेरण नियम र लोरेन्झ बलको आधारमा हुन्छ। यहाँ एउटा विस्तृत व्याख्या:
१. फाराडे विद्युत-चुंबकीय प्रेरण नियम
फाराडे विद्युत-चुंबकीय प्रेरण नियम बताउँछ कि जब बन्द सिर्किटमा चुंबकीय फ्लक्स परिवर्तन भएको छ भने, सिर्किटमा विद्युत विभव (EMF) प्रेरित हुन्छ, जसले धारा प्रवाह गर्न सक्छ। विशेष रूपमा:
परिवर्तित चुंबकीय क्षेत्र: जब एउटा मैग्नेट तारको नजिक चल्छ वा तार चुंबकीय क्षेत्रमा चल्छ भने, तार सिर्किटमा चुंबकीय फ्लक्स परिवर्तन भइन्छ।
प्रेरित EMF: फाराडे नियमानुसार, चुंबकीय फ्लक्सको परिवर्तनले EMF E प्रेरित गर्छ, जसको सूत्र छ:
जहाँ ΦB चुंबकीय फ्लक्स र t समय हो।
धारा: प्रेरित EMF ले तारमा इलेक्ट्रनहरूलाई चलाउँदै धारा I उत्पन्न गर्छ। यदि तार एक बन्द सिर्किट बनाउँछ भने, धारा निरन्तर प्रवाह गर्नेछ।
२. लोरेन्झ बल
लोरेन्झ बल एउटा आवेशित कण चुंबकीय क्षेत्रमा अनुभव गर्ने बललाई वर्णन गर्दछ। जब तारमा इलेक्ट्रनहरू चल्छन्, त्यहाँ चुंबकीय क्षेत्र थिए भने उनीहरू लोरेन्झ बल अनुभव गर्छन्। विशेष रूपमा:
लोरेन्झ बल सूत्र: लोरेन्झ बल F छ:
जहाँ q आवेश, E विद्युत क्षेत्र, v आवेशको गति, र B चुंबकीय क्षेत्र हो।
चुंबकीय क्षेत्रमा इलेक्ट्रनको गति: जब चुंबकीय क्षेत्रमा इलेक्ट्रनहरू चल्छन्, लोरेन्झ बल F=qv×B ले इलेक्ट्रनहरूलाई विक्षेपित गर्छ। यो विक्षेपण इलेक्ट्रनहरूको मार्ग परिवर्तन गर्छ, जसले धाराको दिशा र परिमाण प्रभावित गर्छ।
३. विशिष्ट अनुप्रयोग
जनरेटरहरू
सिद्धान्त: जनरेटरहरू फाराडे विद्युत-चुंबकीय प्रेरण नियम बाट चलाउँदै चुंबकहरू वा तारहरू घुमाउँदै चुंबकीय फ्लक्स परिवर्तन गर्छन्, जसले तारहरूमा EMF र धारा प्रेरित गर्छ।
अनुप्रयोग: ऊर्जा स्टेशनहरूमा जनरेटरहरू ठूला घुमाउने चुंबकहरू र तारको सिर्किटहरू बाट बडा आकारको धारा उत्पन्न गर्छन्।
मोटरहरू
सिद्धान्त: मोटरहरू लोरेन्झ बल बाट विद्युत ऊर्जालाई यान्त्रिक ऊर्जामा रूपान्तरण गर्छन्। जब चुंबकीय क्षेत्रमा तारमा धारा प्रवाहित हुन्छ, तार एउटा बल अनुभव गर्छ जसले तारलाई घुमाउँदछ।
अनुप्रयोग: मोटरहरू घरेलू उपकरणहरू, औद्योगिक उपकरणहरू, र वाहनहरू जस्ता विभिन्न यान्त्रिक उपकरणहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
ट्रान्सफोर्मरहरू
सिद्धान्त: ट्रान्सफोर्मरहरू फाराडे विद्युत-चुंबकीय प्रेरण नियम बाट प्राथमिक र द्वितीयक कोइलहरू बीच ऊर्जा ट्रान्सफर गर्छन्, जसले वोल्टेज र धारा परिवर्तन गर्छ।
अनुप्रयोग: ट्रान्सफोर्मरहरू ऊर्जा प्रसारण र वितरण प्रणालीमा वोल्टेज बढाउन वा घटाउन प्रयोग गरिन्छ।
४. प्रयोगात्मक उदाहरण
फाराडे डिस्क प्रयोग
सेटअप: एउटा धातु डिस्क एक एक्सलमा टाँकिएको छ, जसले एक गल्वेनोमिटरसँग जोडिएको छ। धातु डिस्क एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्रमा राखिएको छ।
प्रक्रिया: जब धातु डिस्क घुम्छ, डिस्कमा चुंबकीय फ्लक्स परिवर्तन भइन्छ, जसले फाराडे नियमानुसार EMF प्रेरित गर्छ, जसले एक्सल र गल्वेनोमिटरमा धारा प्रवाह गर्छ।
पर्यवेक्षण: गल्वेनोमिटर धारा प्रवाह देखाउँछ, जसले चुंबकीय फ्लक्सको परिवर्तनले EMF उत्पन्न गरेको दर्शाउँछ।
सारांश
मैग्नेटहरू तारमा इलेक्ट्रनहरूको गति र धारा उत्पन्न गर्ने फाराडे विद्युत-चुंबकीय प्रेरण नियम र लोरेन्झ बलको आधारमा हुन्छ। परिवर्तित चुंबकीय क्षेत्रले तारमा EMF प्रेरित गर्छ, जसले इलेक्ट्रनहरूलाई चलाउँदै धारा उत्पन्न गर्छ। लोरेन्झ बल चुंबकीय क्षेत्रमा चल्ने इलेक्ट्रनहरूको मार्ग परिवर्तन गर्छ, जसले धाराको दिशा र परिमाण प्रभावित गर्छ। यी सिद्धान्तहरू जनरेटरहरू, मोटरहरू, र ट्रान्सफोर्मरहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
