आगमनात्मक ऊर्जा

प्रारंभ करनेवाला की ऊर्जा (W) इस कुंडल के तार के माध्यम से प्रवाहित विद्युत धारा I द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा है। कॉइल की मुख्य विशेषता इसका अधिष्ठापन L है, अर्थात, जब विद्युत प्रवाह इसके कंडक्टर से होकर गुजरता है तो चुंबकीय क्षेत्र बनाने की क्षमता होती है। प्रत्येक कॉइल का अपना इंडक्शन और आकार होता है, इसलिए प्रत्येक कॉइल के लिए चुंबकीय क्षेत्र परिमाण और दिशा में भिन्न होगा, भले ही करंट बिल्कुल समान हो।

एक निश्चित कॉइल की ज्यामिति के आधार पर, उसके अंदर और उसके आस-पास के माध्यम के चुंबकीय गुणों पर, प्रत्येक विचारित बिंदु पर संचरित धारा द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र में एक निश्चित प्रेरण बी होगा, साथ ही चुंबकीय प्रवाह F का परिमाण भी होगा। - माने गए प्रत्येक क्षेत्र S के लिए भी निर्धारित किया जाएगा।

यदि हम इसे काफी सरलता से समझाने की कोशिश करते हैं, तो प्रेरण चुंबकीय क्रिया की तीव्रता को दर्शाता है (संबंधित एम्पीयर की शक्ति के साथ), जो किसी दिए गए चुंबकीय क्षेत्र को उस क्षेत्र में रखे वर्तमान-वाहक कंडक्टर पर लागू करने में सक्षम है, और चुंबकीय प्रवाह का मतलब है कि सतह पर विचाराधीन सतह पर चुंबकीय प्रेरण कैसे वितरित किया जाता है।इस प्रकार, करंट के साथ कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा सीधे कॉइल के घुमावों में नहीं, बल्कि उस स्थान के आयतन में होती है जिसमें चुंबकीय क्षेत्र मौजूद होता है, जो कॉइल करंट से जुड़ा होता है।

तथ्य यह है कि वर्तमान कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र में वास्तविक ऊर्जा प्रयोगात्मक रूप से खोजी जा सकती है। आइए एक साथ एक सर्किट लगाएं जिसमें हम एक गरमागरम दीपक को लोहे की कोर कॉइल के साथ समानांतर में जोड़ते हैं। आइए एक शक्ति स्रोत से बल्ब कॉइल पर एक निरंतर वोल्टेज लागू करें। लोड सर्किट में तुरंत एक करंट स्थापित हो जाएगा, यह बल्ब और कॉइल के माध्यम से प्रवाहित होगा। बल्ब के माध्यम से धारा उसके फिलामेंट के प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होगी, और कॉइल के माध्यम से धारा उस तार के प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होगी जिसके साथ यह घाव है।

यदि आप अब अचानक बिजली स्रोत और लोड सर्किट के बीच स्विच खोलते हैं, तो बल्ब थोड़े समय के लिए स्विच करेगा, लेकिन काफी स्पष्ट रूप से। इसका मतलब यह है कि जब हमने बिजली के स्रोत को बंद कर दिया, तो कॉइल से करंट लैंप में चला गया, जिसका अर्थ है कि कॉइल में यह करंट था, इसके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र था, और जिस समय चुंबकीय क्षेत्र गायब हो गया, कॉइल में एक EMF दिखाई दिया।

इस प्रेरित EMF को स्व-प्रेरित EMF कहा जाता है क्योंकि यह कॉइल के अपने चुंबकीय क्षेत्र द्वारा कॉइल पर ही करंट के साथ निर्देशित होता है। इस मामले में वर्तमान के थर्मल प्रभाव क्यू वर्तमान के मूल्यों के उत्पाद द्वारा व्यक्त किया जा सकता है जो स्विच खोलने के पल में कॉइल में स्थापित किया गया था, सर्किट के प्रतिरोध आर (कॉइल और तार) दीपक का) और वर्तमान गायब होने के समय की अवधि टी।सर्किट के प्रतिरोध में विकसित वोल्टेज को अधिष्ठापन एल, सर्किट आर के प्रतिबाधा और वर्तमान डीटी के गायब होने के समय को ध्यान में रखते हुए व्यक्त किया जा सकता है।

आइए अब हम कुंडली ऊर्जा W के लिए अभिव्यक्ति को एक विशेष मामले में लागू करें- एक सोलनॉइड जिसमें कोर के साथ एक निश्चित चुंबकीय पारगम्यता है जो वैक्यूम की चुंबकीय पारगम्यता से अलग है।

आरंभ करने के लिए, हम सोलनॉइड के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र S के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह F को व्यक्त करते हैं, घुमावों की संख्या N और चुंबकीय प्रेरण B इसकी पूरी लंबाई l के साथ। आइए सबसे पहले लूप करंट I के माध्यम से इंडक्शन बी को रिकॉर्ड करें, प्रति यूनिट लंबाई एन में लूप की संख्या और वैक्यूम की चुंबकीय पारगम्यता।

आइए फिर यहां परिनालिका V के आयतन को प्रतिस्थापित करते हैं। हमने चुंबकीय ऊर्जा W के लिए सूत्र ढूंढ लिया है, और हमें उससे मान w लेने की अनुमति है—परिनालिका के अंदर चुंबकीय ऊर्जा का आयतन घनत्व।

जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने एक बार दिखाया था कि चुंबकीय ऊर्जा के आयतन घनत्व के लिए अभिव्यक्ति सत्य है सिर्फ सोलनॉइड्स के लिए नहीं, बल्कि सामान्य रूप से चुंबकीय क्षेत्र के लिए भी।