चुंबकीय सर्किट के लिए ओम का नियम

यदि कोई चुंबकीय प्रवाह नहीं होता, तो यह संभावना नहीं है कि आधुनिक विद्युत इंजीनियरिंग मौजूद होती। जनरेटर और इलेक्ट्रिक मोटर्स, इलेक्ट्रोमैग्नेट और ट्रांसफार्मर, मापने के उपकरण और हॉल सेंसर का संचालन चुंबकीय क्षेत्र और चुंबकीय प्रवाह के गुणों के उपयोग पर आधारित है।

चुंबकीय प्रवाह को केंद्रित करने और मजबूत करने के लिए, वे फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों के उपयोग का सहारा लेते हैं। लौहचुम्बकीय पदार्थों का निर्माण होता है चुंबकीय कोर - आवश्यक आकार और आकार के शरीर, आवश्यक दिशा में एक या दूसरे आकार के चुंबकीय प्रवाह को निर्देशित करने के लिए कोर। ऐसे पिंड, जिनके अंदर चुंबकीय प्रेरण की बंद रेखाएँ गुजरती हैं, चुंबकीय परिपथ कहलाते हैं।

चुंबकीय क्षेत्र के ज्ञात गुण विभिन्न चुंबकीय सर्किटों में चुंबकीय प्रवाह की गणना करना संभव बनाते हैं। लेकिन व्यावहारिक कार्य के लिए, हर बार सीधे इन कानूनों का उपयोग करने के बजाय, चुंबकीय क्षेत्र के नियमों से प्राप्त चुंबकीय सर्किट के सामान्य परिणामों और कानूनों का सहारा लेना अधिक सुविधाजनक होता है। विशिष्ट व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए चुंबकीय सर्किट पर कुछ नियमों को लागू करना अधिक सुविधाजनक है।

उदाहरण के लिए, एक साधारण चुंबकीय सर्किट पर विचार करें जिसमें क्रॉस-सेक्शन S का एक अनब्रंचेड योक होता है, जो बदले में एक सामग्री से बना होता है पारगम्यता म्यू... योक में समान क्षेत्र S का एक गैर-चुंबकीय अंतराल होता है, उदाहरण के लिए हवा, और अंतराल में चुंबकीय पारगम्यता - mu1 - योक की चुंबकीय पारगम्यता से भिन्न होती है। यहाँ आप प्रेरण की माध्य रेखा को देख सकते हैं और उस पर चुंबकीय तनाव प्रमेय लागू कर सकते हैं:

चूँकि चुंबकीय प्रेरण की रेखाएँ पूरे सर्किट में निरंतर होती हैं, योक और गैप दोनों में चुंबकीय प्रवाह का परिमाण समान होता है। अब हम के लिए सूत्र का उपयोग करते हैं चुंबकीय प्रेरण बी और चुंबकीय प्रवाह एफ के लिए चुंबकीय प्रवाह एफ के संदर्भ में चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एच व्यक्त करने के लिए।

अगला कदम परिणामी अभिव्यक्तियों को चुंबकीय प्रवाह प्रमेय के उपरोक्त सूत्र में प्रतिस्थापित करना है:

हमने इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में ज्ञात सूत्र के समान ही एक सूत्र प्राप्त किया एक बंद सर्किट के एक खंड के लिए ओम का नियम, और यहाँ EMF की भूमिका मात्रा iN द्वारा निभाई जाती है, जिसे इलेक्ट्रोमोटिव बल के साथ सादृश्य द्वारा मैग्नेटोमोटिव बल (या MDF) कहा जाता है। एसआई प्रणाली में, मैग्नेटोमोटिव बल को एम्पीयर में मापा जाता है।

भाजक में योग एक विद्युत परिपथ के लिए कुल विद्युत प्रतिरोध के सादृश्य से अधिक कुछ नहीं है, और एक चुंबकीय परिपथ के लिए इसे तदनुसार कुल चुंबकीय प्रतिरोध कहा जाता है। हर में शब्द चुंबकीय सर्किट के अलग-अलग वर्गों के चुंबकीय प्रतिरोध हैं।

चुंबकीय प्रतिरोध चुंबकीय सर्किट की लंबाई, इसके पार-अनुभागीय क्षेत्र और चुंबकीय पारगम्यता (सामान्य ओम के नियम के लिए विद्युत चालकता के समान) पर निर्भर करता है।परिणामस्वरूप, आप ओम के नियम का सूत्र केवल एक चुंबकीय परिपथ के लिए लिख सकते हैं:

यही है, एक चुंबकीय सर्किट के संबंध में ओम के नियम का सूत्रीकरण इस तरह लगता है: "बिना ब्रांचिंग के एक चुंबकीय सर्किट में, चुंबकीय प्रवाह सर्किट के कुल चुंबकीय प्रतिरोध द्वारा एमडीएस के विभाजन के भागफल के बराबर होता है।"

सूत्रों से स्पष्ट है कि चुंबकीय प्रतिरोध एनई में वेबर एम्पीयर में मापा जाता है, और एक चुंबकीय सर्किट का कुल चुंबकीय प्रतिरोध संख्यात्मक रूप से उस चुंबकीय सर्किट के हिस्सों के चुंबकीय प्रतिरोधों के योग के बराबर होता है।

वर्णित स्थिति एक अशाखित चुंबकीय सर्किट के लिए मान्य है जिसमें कई भाग शामिल हैं, बशर्ते कि चुंबकीय प्रवाह क्रमिक रूप से इन सभी भागों में प्रवेश करे। यदि चुंबकीय कोर श्रृंखला में जुड़े हुए हैं, तो भागों के चुंबकीय प्रतिरोधों को जोड़कर कुल चुंबकीय प्रतिरोध पाया जाता है।

अब एक प्रयोग पर विचार करें जो एक सर्किट के भागों की प्रतिच्छेदन के प्रभाव को एक सर्किट की कुल प्रतिहिंसा पर प्रदर्शित करता है। एक यू-आकार का चुंबकीय सर्किट कॉइल 1 द्वारा चुम्बकित होता है, जिसे एक एमीटर और एक रिओस्टेट के माध्यम से (प्रत्यावर्ती धारा) खिलाया जाता है। एक EMF द्वितीयक वाइंडिंग 2 में प्रेरित होता है, और वाइंडिंग से जुड़े वोल्टमीटर की रीडिंग, जैसा कि आप जानते हैं, चुंबकीय सर्किट में चुंबकीय प्रवाह के समानुपाती होती है।

यदि आप अब प्राथमिक वाइंडिंग में करंट को रिओस्टेट के साथ विनियमित करके अपरिवर्तित रखते हैं, और उसी समय लोहे की प्लेट को ऊपर के चुंबकीय सर्किट के खिलाफ दबाते हैं, तो सर्किट का कुल चुंबकीय प्रतिरोध बहुत कम हो जाएगा, पढ़ने की रीडिंग वाल्टमीटर तदनुसार बढ़ जाएगा।

बेशक, उपरोक्त शब्द, जैसे "मैग्नेटोरेसिस्टेंस" और "मैग्नेटोमोटिव बल", औपचारिक अवधारणाएं हैं, क्योंकि चुंबकीय प्रवाह में कुछ भी नहीं चलता है, कोई गतिमान कण नहीं हैं, यह केवल एक दृश्य प्रतिनिधित्व (द्रव प्रवाह मॉडल की तरह) है कानूनों की स्पष्ट समझ...

उपरोक्त प्रयोग और इसी तरह के अन्य प्रयोगों का भौतिक अर्थ यह समझना है कि चुंबकीय सर्किट में गैर-चुंबकीय अंतराल और चुंबकीय सामग्री का परिचय चुंबकीय सर्किट में चुंबकीय प्रवाह को कैसे प्रभावित करता है।

उदाहरण के लिए, एक चुंबकीय सर्किट में एक चुंबक पेश करके, हम सर्किट में पहले से मौजूद पिंडों में अतिरिक्त आणविक धाराएँ जोड़ते हैं, जो अतिरिक्त चुंबकीय प्रवाह का परिचय देते हैं। व्यावहारिक समस्या को हल करते समय "चुंबकीय प्रतिरोध" और "चुंबकत्व बल" जैसी औपचारिक अवधारणाएं बहुत सुविधाजनक साबित होती हैं, यही वजह है कि उन्हें इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है।