एम्पीयर का नियम

इस लेख में, हम एम्पीयर के नियम के बारे में बात करेंगे, जो विद्युतगतिकी के बुनियादी नियमों में से एक है। एम्पीयर का बल आज कई विद्युत मशीनों और प्रतिष्ठानों में काम कर रहा है, और 20 वीं शताब्दी में एम्पीयर के बल के लिए धन्यवाद, उत्पादन के कई क्षेत्रों में विद्युतीकरण से संबंधित प्रगति संभव हो गई। एम्पीयर का नियम आज भी दृढ़ है और आधुनिक इंजीनियरिंग की ईमानदारी से सेवा करना जारी रखता है। तो आइए याद करें कि हम इस प्रगति के लिए किसे श्रेय देते हैं और यह सब कैसे शुरू हुआ।

1820 में, महान फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी आंद्रे मैरी एम्पीयर ने अपनी खोज की घोषणा की। उन्होंने दो वर्तमान ले जाने वाले कंडक्टरों की परस्पर क्रिया की घटना के बारे में विज्ञान अकादमी में बात की: विपरीत धाराओं वाले कंडक्टर एक दूसरे को पीछे हटाते हैं, और प्रत्यक्ष धाराओं के साथ वे एक दूसरे को आकर्षित करते हैं। एम्पीयर ने यह भी सुझाव दिया कि चुंबकत्व पूरी तरह से विद्युत था।

कुछ समय के लिए, वैज्ञानिक ने अपने प्रयोग किए और अंततः अपनी धारणा की पुष्टि की। अंत में, 1826 में, उन्होंने द थ्योरी ऑफ़ इलेक्ट्रोडायनामिक फेनोमेना को विशेष रूप से अनुभव से प्राप्त किया।उस समय से, एक चुंबकीय द्रव के विचार को अनावश्यक के रूप में खारिज कर दिया गया था, क्योंकि चुंबकत्व, जैसा कि यह निकला, विद्युत धाराओं के कारण हुआ था।

एम्पीयर ने निष्कर्ष निकाला कि स्थायी चुम्बकों में विद्युत धाराएँ भी होती हैं, एक स्थायी चुंबक के ध्रुवों से गुजरने वाली धुरी के लंबवत आणविक और परमाणु धाराएँ। कुण्डली एक स्थायी चुम्बक की तरह व्यवहार करती है जिसके माध्यम से धारा एक सर्पिल में प्रवाहित होती है। एम्पीयर को आत्मविश्वास से दावा करने का पूरा अधिकार प्राप्त था: "सभी चुंबकीय घटनाएं विद्युत क्रियाओं में कम हो जाती हैं।"

अपने शोध कार्य के दौरान, एम्पीयर ने इन धाराओं के परिमाण के साथ वर्तमान तत्वों के परस्पर क्रिया के बल के बीच संबंध की भी खोज की, उन्होंने इस बल के लिए एक अभिव्यक्ति भी पाई। एम्पीयर ने बताया कि धाराओं की बातचीत की ताकतें गुरुत्वाकर्षण बलों की तरह केंद्रीय नहीं हैं। एम्पीयर ने जो फॉर्मूला निकाला है, वह आज इलेक्ट्रोडायनामिक्स पर हर पाठ्यपुस्तक में शामिल है।

एम्पीयर ने पाया कि विपरीत दिशा की धाराएँ प्रतिकर्षित करती हैं और समान दिशा की धाराएँ आकर्षित करती हैं, यदि धाराएँ लंबवत हैं तो उनके बीच कोई चुंबकीय संपर्क नहीं होता है। यह विद्युत धाराओं की अन्योन्यक्रियाओं की चुंबकीय अंतःक्रियाओं के वास्तविक मूल कारणों के रूप में वैज्ञानिक की जांच का परिणाम है। एम्पीयर ने विद्युत धाराओं के यांत्रिक संपर्क के नियम की खोज की और इस प्रकार चुंबकीय इंटरैक्शन की समस्या को हल किया।

उन कानूनों को स्पष्ट करने के लिए जिनके द्वारा धाराओं के यांत्रिक संपर्क की ताकतें अन्य मात्राओं से संबंधित हैं, आज एम्पीयर के प्रयोग के समान एक प्रयोग करना संभव है।ऐसा करने के लिए, वर्तमान I1 के साथ एक अपेक्षाकृत लंबा तार स्थिर होता है, और वर्तमान I2 के साथ एक छोटा तार चल जाता है, उदाहरण के लिए, चलने योग्य फ्रेम के नीचे की तरफ वर्तमान के साथ दूसरा तार होगा। जब लाइव कंडक्टर समानांतर होते हैं तो फ्रेम पर अभिनय करने वाले बल F को मापने के लिए फ्रेम को डायनेमोमीटर से जोड़ा जाता है।

प्रारंभ में, सिस्टम संतुलित है और प्रायोगिक सेटअप के तारों के बीच की दूरी R इन तारों की लंबाई l की तुलना में काफी कम है। प्रयोग का उद्देश्य तारों के प्रतिकर्षण बल को मापना है।

स्थिर और गतिमान दोनों तारों में धारा को रिओस्तात का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है। तारों के बीच की दूरी आर को बदलकर, उनमें से प्रत्येक में वर्तमान को बदलकर, निर्भरता आसानी से पाई जा सकती है, देखें कि तारों की यांत्रिक बातचीत की ताकत वर्तमान और दूरी पर कैसे निर्भर करती है।

यदि गतिमान फ्रेम में धारा I2 अपरिवर्तित है और स्थिर तार में धारा I1 एक निश्चित संख्या में बढ़ जाती है, तो तारों की परस्पर क्रिया का बल F उसी मात्रा से बढ़ जाएगा। इसी तरह, स्थिति विकसित होती है यदि स्थिर तार में धारा I1 अपरिवर्तित है और फ्रेम में वर्तमान I2 बदल जाता है, तो अंतःक्रिया बल F उसी तरह बदल जाता है जैसे स्थिर तार में वर्तमान I1 में निरंतर वर्तमान I2 के साथ परिवर्तन होता है। फ़्रेम। इस प्रकार हम स्पष्ट निष्कर्ष पर पहुँचते हैं - तारों F की परस्पर क्रिया का बल वर्तमान I1 और वर्तमान I2 के सीधे आनुपातिक है।

यदि अब हम परस्पर क्रिया करने वाले तारों के बीच की दूरी R को बदलते हैं, तो यह पता चलता है कि जैसे-जैसे यह दूरी बढ़ती है, बल F घटता है और दूरी R के समान कारक से घटता है।इस प्रकार, I1 और I2 धाराओं के साथ तारों के यांत्रिक संपर्क F का बल उनके बीच की दूरी R के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

जंगम तार के आकार l को अलग करके, यह सुनिश्चित करना आसान है कि बल भी अंतःक्रियात्मक पक्ष की लंबाई के समानुपाती होता है।

नतीजतन, आप आनुपातिकता कारक दर्ज कर सकते हैं और लिख सकते हैं:

यह सूत्र आपको उस बल F को खोजने की अनुमति देता है जिसके साथ एक वर्तमान I1 के साथ एक असीम रूप से लंबे कंडक्टर द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र एक वर्तमान I2 के साथ एक कंडक्टर के समानांतर खंड पर कार्य करता है, जबकि अनुभाग की लंबाई l और R दूरी है परस्पर क्रिया करने वाले कंडक्टरों के बीच। चुंबकत्व के अध्ययन में यह सूत्र अत्यंत महत्वपूर्ण है।

पहलू अनुपात को चुंबकीय स्थिरांक के रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

तब सूत्र रूप लेगा:

बल F को अब एम्पीयर का बल कहा जाता है, और इस बल के परिमाण को निर्धारित करने वाला नियम एम्पीयर का नियम है। एम्पीयर के नियम को एक ऐसा कानून भी कहा जाता है जो उस बल को निर्धारित करता है जिसके साथ एक चुंबकीय क्षेत्र एक धारावाही चालक के एक छोटे खंड पर कार्य करता है:

«बल dF जिसके साथ चुंबकीय क्षेत्र में धारा के साथ कंडक्टर के तत्व dl पर चुंबकीय क्षेत्र कार्य करता है, कंडक्टर में वर्तमान dI की ताकत और लंबाई dl के साथ तत्व के वेक्टर उत्पाद के सीधे आनुपातिक है कंडक्टर और चुंबकीय प्रेरण बी «:

एम्पीयर के बल की दिशा सदिश उत्पाद की गणना के लिए नियम द्वारा निर्धारित की जाती है, जो बाएं हाथ के नियम का उपयोग करके याद रखना सुविधाजनक है, जो संदर्भित करता है इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के बुनियादी कानून, और एम्पीयर बल मापांक की गणना सूत्र द्वारा की जा सकती है:

यहाँ, अल्फा चुंबकीय प्रेरण वेक्टर और वर्तमान दिशा के बीच का कोण है।

जाहिर है, एम्पीयर बल अधिकतम होता है जब वर्तमान-वाहक कंडक्टर का तत्व चुंबकीय प्रेरण बी की रेखाओं के लंबवत होता है।

एम्पीयर की शक्ति के लिए धन्यवाद, आज कई विद्युत मशीनें संचालित होती हैं, जहां वर्तमान-वाही तार एक दूसरे के साथ और एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के साथ संपर्क करते हैं। अधिकांश जनरेटर और मोटर्स किसी न किसी तरह से अपने काम में एम्पीयर पावर का उपयोग करते हैं। एम्पीयर बल के कारण विद्युत मोटरों के रोटर उनके स्टेटर के चुंबकीय क्षेत्र में घूमते हैं।

इलेक्ट्रिक वाहन: स्ट्रीटकार, इलेक्ट्रिक ट्रेन, इलेक्ट्रिक कार - ये सभी अपने पहियों को अंततः घुमाने के लिए एम्पीयर की शक्ति का उपयोग करते हैं। बिजली के ताले, लिफ्ट के दरवाजे, आदि। लाउडस्पीकर, लाउडस्पीकर - उनमें वर्तमान कॉइल का चुंबकीय क्षेत्र एक स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के साथ बातचीत करता है, जिससे ध्वनि तरंगें बनती हैं। अंत में, एम्पीयर के बल के कारण प्लाज़्मा को टोकामक में संकुचित किया जाता है।