ఒక చుమ్మకం వైద్యుత వాహిని ద్వారా ప్రవహిస్తున్న ఇలక్ట్రాన్‌ను ఎలా ప్రభావితం చేస్తుంది?

మ్యాగ్నెట్లు వైరులో ఎలక్ట్రాన్ల చలనాన్ని ఎలా ప్రభావితం చేస్తాయి, మరియు కరెంట్ ఎలా తోస్తాయి?

మ్యాగ్నెట్లు వైరులో ఎలక్ట్రాన్ల చలనాన్ని ప్రభావితం చేసుకోవచ్చు, మరియు ఫారడే విద్యుత్త ప్రభావ నియమం మరియు లోరెంట్స్ శక్తి ద్వారా కరెంట్ తోస్తాయి. ఇక్కడ విస్తృత వివరణ:

1. ఫారడే విద్యుత్త ప్రభావ నియమం

• ఫారడే విద్యుత్త ప్రభావ నియమం అనుబంధంగా, మ్యాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ ఒక బంధమైన లూప్ దాటి మార్చినప్పుడు, లూప్‌లో విద్యుత్త ప్రభావ శక్తి (EMF) ఉత్పత్తించబడుతుంది, ఇది కరెంట్ ప్రవహించడానికి కారణం అవుతుంది. విశేషంగా:

• మారుతున్న మ్యాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్: మ్యాగ్నెట్ వైరు దగ్గర ఉంటే లేదా వైరు మ్యాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్‌లో ఉంటే, వైరు లూప్ దాటి మ్యాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ మారుతుంది.

• ఉత్పత్తించబడిన EMF: ఫారడే నియమం ప్రకారం, మ్యాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ మార్పు EMF E ని ఉత్పత్తించుతుంది, ఈ సూత్రం ద్వారా ఇది ఇవ్వబడుతుంది:

ఇక్కడ ΦB మ్యాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్, t సమయం.

కరెంట్: ఉత్పత్తించబడిన EMF వైరులో ఎలక్ట్రాన్లను చలనం చేసుకోతుంది, ఇది కరెంట్ I ని రాస్తుంది. వైరు బంధమైన లూప్ రూపంలో ఉంటే, కరెంట్ ప్రవహించడం కొనసాగుతుంది.

2. లోరెంట్స్ శక్తి

లోరెంట్స్ శక్తి మ్యాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్‌లో ఒక చార్జ్ పార్టికిల్‌కు అనుభవించే శక్తిని వివరిస్తుంది. ఎలక్ట్రాన్లు వైరులో చలనం చేసుకోనుంటే, మ్యాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ ఉంటే వాటికి లోరెంట్స్ శక్తి అనుభవించబడుతుంది. విశేషంగా:

లోరెంట్స్ శక్తి సూత్రం: లోరెంట్స్ శక్తి F ఈ సూత్రం ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది:

ఇక్కడ q చార్జ్, E విద్యుత్త ఫీల్డ్, v చార్జ్ వేగం, B మ్యాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్.

మ్యాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్‌లో ఎలక్ట్రాన్ల చలనం**: ఎలక్ట్రాన్లు మ్యాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్‌లో చలనం చేసుకోనుంటే, లోరెంట్స్ శక్తి F=qv×B ఎలక్ట్రాన్లను విక్షేపించుతుంది. ఈ విక్షేపణ ఎలక్ట్రాన్ల పాథన్ని మారుతుంది, ఇది కరెంట్ దిశను మరియు పరిమాణాన్ని ప్రభావితం చేసుకోతుంది.

3. విశేష ప్రయోగాలు

జనరేటర్లు

• ప్రమాణం: జనరేటర్లు మ్యాగ్నెట్లను లేదా వైర్లను తిర్యగా తిరుగుతూ మ్యాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ మార్పును ఉత్పత్తించడం ద్వారా ఫారడే విద్యుత్త ప్రభావ నియమాన్ని ఉపయోగిస్తాయి, ఇది వైర్లో EMF మరియు కరెంట్ ఉత్పత్తించుతుంది.

• ప్రయోగం: పవర్ స్టేషన్లో జనరేటర్లు పెద్ద తిరుగుతూ ఉన్న మ్యాగ్నెట్లు మరియు వైర్ కోయిల్స్ ఉపయోగించి పెద్ద స్కేల్ కరెంట్లను ఉత్పత్తించుతాయి.

మోటర్లు

• ప్రమాణం: మోటర్లు లోరెంట్స్ శక్తిని ఉపయోగించి విద్యుత్త శక్తిని మెకానికల్ శక్తికి మార్చుతాయి. కరెంట్ వైర్ దాటి మ్యాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్‌లో ప్రవహించినప్పుడు, వైర్ శక్తిని అనుభవిస్తుంది, ఇది తిరుగుతుంది.

• ప్రయోగం: మోటర్లు వివిధ మెకానికల్ పరికరాల్లో, గృహ పరికరాల్లో, ఔధోగిక పరికరాల్లో, వాహనాల్లో వ్యాపకంగా ఉపయోగించబడతాయి.

ట్రాన్స్ఫార్మర్లు

• ప్రమాణం: ట్రాన్స్ఫార్మర్లు ఫారడే విద్యుత్త ప్రభావ నియమాన్ని ఉపయోగించి ప్రాథమిక మరియు సెకన్డరీ కోయిల్స్ మధ్య శక్తిని మ్యాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ మార్పు ద్వారా ఉత్పత్తించుతాయి, ఇది వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్‌ని మార్చుతుంది.

• ప్రయోగం: ట్రాన్స్ఫార్మర్లు పవర్ ట్రాన్స్మిషన్ మరియు డిస్ట్రిబ్యూషన్ వ్యవస్థలో వోల్టేజ్ ని పెంచడానికి లేదా తగ్గించడానికి ఉపయోగించబడతాయి.

4. ప్రయోగాత్మక ఉదాహరణ

ఫారడే డిస్క్ ప్రయోగం

సెటప్: మెటల్ డిస్క్ ఒక ఏక్సిల్‌పై నిలబెట్టబడుతుంది, ఇది గాల్వానోమీటర్‌కు కనెక్ట్ చేయబడుతుంది. మెటల్ డిస్క్ ఒక శక్తమైన మ్యాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్‌లో ఉంటుంది.

ప్రక్రియ: మెటల్ డిస్క్ తిరుగుతుంది, డిస్క్ దాటి మ్యాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ మారుతుంది, ఫారడే నియమం ప్రకారం EMF ఉత్పత్తించబడుతుంది, ఇది ఏక్సిల్ మరియు గాల్వానోమీటర్ దాటి కరెంట్ ప్రవహించాలనుకుంది.

పరిశీలన: గాల్వానోమీటర్‌లో కరెంట్ ప్రవహిస్తోంది, ఇది మ్యాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ మార్పు EMF ఉత్పత్తించిందని చూపుతుంది.

సారాంశం

మ్యాగ్నెట్లు వైరులో ఎలక్ట్రాన్ల చలనాన్ని ప్రభావితం చేసుకోవచ్చు, మరియు ఫారడే విద్యుత్త ప్రభావ నియమం మరియు లోరెంట్స్ శక్తి ద్వారా కరెంట్ తోస్తాయి. మారుతున్న మ్యాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ వైరులో EMF ఉత్పత్తించుతుంది, ఇది ఎలక్ట్రాన్లను చలనం చేసుకోతుంది, కరెంట్ రూపుంచుతుంది. లోరెంట్స్ శక్తి మ్యాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్‌లో చలనం చేసుకోవు ఎలక్ట్రాన్ల పాథన్ని విక్షేపించుతుంది, ఇది కరెంట్ దిశను మరియు పరిమాణాన్ని ప్రభావితం చేసుకోతుంది. ఈ ప్రమాణాలు జనరేటర్లు, మోటర్లు, ట్రాన్స్ఫార్మర్లు వంటి వివిధ ప్రయోగాలలో వ్యాపకంగా ఉపయోగించబడతాయి.