करंट के साथ कॉइल का चुंबकीय क्षेत्र। विद्युत चुम्बक। कॉइल के चुंबकीय बलों को प्रभावित करने के तरीके दो कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र

आप "कॉइल" शब्द के तहत क्या कल्पना करते हैं? खैर ... यह शायद किसी प्रकार का "फिगोविंका" है, जिस पर धागे, मछली पकड़ने की रेखा, रस्सी, जो भी हो! प्रारंभ करनेवाला बिल्कुल वैसा ही है, लेकिन एक धागे, मछली पकड़ने की रेखा या कुछ और के बजाय, इन्सुलेशन में साधारण तांबे के तार घाव होते हैं।

इन्सुलेशन स्पष्ट वार्निश, पीवीसी इन्सुलेशन और यहां तक ​​​​कि कपड़े से भी बनाया जा सकता है। यहाँ चिप ऐसी है कि हालाँकि प्रारंभ करनेवाला में तार एक दूसरे से बहुत तंग हैं, फिर भी वे एक दूसरे से अलग. यदि आप अपने हाथों से इंडक्टर्स को हवा देते हैं, तो किसी भी स्थिति में साधारण नंगे तांबे के तार लेने की कोशिश न करें!

अधिष्ठापन

किसी भी प्रेरक के पास है अधिष्ठापन. कुण्डली का प्रेरकत्व मापा जाता है हेनरी(जीएन), एक पत्र द्वारा निरूपित एलऔर एक एलसी मीटर के साथ मापा जाता है।

इंडक्शन क्या है? यदि किसी तार में विद्युत धारा प्रवाहित की जाए, तो वह अपने चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र निर्मित कर लेगा:

कहाँ

बी - चुंबकीय क्षेत्र, डब्ल्यूबी

मैं-

और चलिए इस तार को एक सर्पिल में लेते हैं और घुमाते हैं और इसके सिरों पर वोल्टेज लगाते हैं

और हमें यह तस्वीर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के साथ मिलती है:

मोटे तौर पर बोल रहा हूँ, और अधिक लाइनें चुंबकीय क्षेत्रइस सोलनॉइड के क्षेत्र को पार करें, हमारे मामले में सिलेंडर का क्षेत्रफल, चुंबकीय प्रवाह जितना अधिक होगा (एफ). चूंकि कॉइल के माध्यम से एक विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है, इसका मतलब है कि एक करंट एक करंट स्ट्रेंथ के साथ गुजरता है (मैं)और चुंबकीय प्रवाह और वर्तमान ताकत के बीच गुणांक को अधिष्ठापन कहा जाता है और इसकी गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

वैज्ञानिक दृष्टिकोण से, अधिष्ठापन एक स्रोत से ऊर्जा निकालने की क्षमता है। विद्युत प्रवाहऔर इसे चुंबकीय क्षेत्र के रूप में संग्रहित करें। यदि कुंडली में धारा बढ़ती है, तो कुंडली के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र फैलता है, और यदि धारा घटती है, तो चुंबकीय क्षेत्र सिकुड़ता है।

स्व प्रेरण

प्रारंभ करनेवाला के पास एक बहुत ही रोचक संपत्ति भी है। जब कॉइल पर एक स्थिर वोल्टेज लगाया जाता है, तो विपरीत वोल्टेज कॉइल में थोड़े समय के लिए दिखाई देता है।

इस विपरीत वोल्टेज को कहा जाता है आत्म-प्रेरण का ईएमएफ।यह कॉइल के इंडक्शन के मूल्य पर निर्भर करता है। इसलिए, जिस समय वोल्टेज को कॉइल पर लागू किया जाता है, वर्तमान ताकत सुचारू रूप से अपने मान को 0 से एक निश्चित मान में दूसरे के अंशों में बदल देती है, क्योंकि वोल्टेज, जिस समय विद्युत प्रवाह लागू होता है, उसके मूल्य को भी बदल देता है शून्य से स्थिर मान। ओम के नियम के अनुसार:

कहाँ

मैं- कॉइल में करंट, ए

यू- कॉइल में वोल्टेज, वी

आर- कुंडल प्रतिरोध, ओम

जैसा कि हम सूत्र से देख सकते हैं, वोल्टेज शून्य से कॉइल को आपूर्ति किए गए वोल्टेज में बदल जाता है, इसलिए वर्तमान भी शून्य से कुछ मान में बदल जाएगा। डीसी के लिए तार प्रतिरोध भी स्थिर है।

और प्रारंभ करनेवाला में दूसरी घटना यह है कि यदि हम प्रारंभ करनेवाला - वर्तमान स्रोत के सर्किट को खोलते हैं, तो हमारा स्व-प्रेरण EMF उस वोल्टेज में जुड़ जाएगा जिसे हमने पहले ही कॉइल पर लागू कर दिया है।

अर्थात्, जैसे ही हम सर्किट को तोड़ते हैं, इस समय कॉइल पर वोल्टेज सर्किट के खुलने से पहले की तुलना में कई गुना अधिक हो सकता है, और कॉइल सर्किट में करंट चुपचाप गिर जाएगा, क्योंकि सेल्फ-इंडक्शन ईएमएफ घटता वोल्टेज बनाए रखेगा।

आइए प्रारंभ करनेवाला के संचालन के बारे में पहला निष्कर्ष निकालें जब उस पर एक प्रत्यक्ष धारा लागू की जाती है। जब कॉइल पर विद्युत प्रवाह लागू किया जाता है, तो वर्तमान शक्ति धीरे-धीरे बढ़ जाएगी, और जब विद्युत प्रवाह को कॉइल से हटा दिया जाता है, तो वर्तमान शक्ति सुचारू रूप से शून्य हो जाएगी। संक्षेप में, कॉइल में करंट तुरंत नहीं बदल सकता।

इंडक्टर्स के प्रकार

इंडक्टर्स मुख्य रूप से दो वर्गों में विभाजित हैं: चुंबकीय और गैर चुंबकीय कोर के साथ. फोटो में नीचे एक गैर-चुंबकीय कोर वाला एक कुंडल है।

लेकिन उसका दिल कहाँ है? वायु एक गैर-चुंबकीय कोर :-) है। इस तरह के कॉइल को किसी तरह के बेलनाकार पेपर ट्यूब पर लपेटा भी जा सकता है। गैर-चुंबकीय कोर अधिष्ठापन का उपयोग तब किया जाता है जब अधिष्ठापन 5 mH से अधिक न हो।

और यहाँ मुख्य प्रेरक हैं:

ज्यादातर फेराइट और लोहे की प्लेटों से बने कोर का इस्तेमाल करते हैं। कोर कई बार कॉइल के इंडक्शन को बढ़ाते हैं।एक अंगूठी (टोरॉयडल) के रूप में कोर आपको सिलेंडर से कोर की तुलना में अधिक अधिष्ठापन प्राप्त करने की अनुमति देता है।

मध्यम अधिष्ठापन के कॉइल के लिए फेराइट कोर का उपयोग किया जाता है:

एक बड़े अधिष्ठापन वाले कॉइल को लोहे के कोर ट्रांसफार्मर की तरह बनाया जाता है, लेकिन एक ट्रांसफार्मर के विपरीत, एक वाइंडिंग के साथ।

चोक

एक विशेष प्रकार के प्रेरक भी होते हैं। ये तथाकथित हैं। एक चोक एक प्रारंभ करनेवाला है जिसका काम उच्च आवृत्ति धाराओं को दबाने के लिए एक सर्किट में एसी करंट के लिए एक उच्च प्रतिरोध बनाना है।

डीसी करंट बिना किसी समस्या के प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से प्रवाहित होता है। ऐसा क्यों होता है, आप इस लेख में पढ़ सकते हैं। आमतौर पर, प्रवर्धक उपकरणों के पावर सर्किट में चोक शामिल होते हैं। चोक को बिजली की आपूर्ति को उच्च आवृत्ति संकेतों (आरएफ सिग्नल) में प्रवेश करने से बचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पर कम आवृत्ति(एलएफ) वे बिजली सर्किट में उपयोग किए जाते हैं और आमतौर पर धातु या फेराइट कोर होते हैं। फोटो में नीचे पावर चोक हैं:

एक और विशेष प्रकार का चोक भी होता है - यह। इसमें दो काउंटर-घाव इंडक्टर्स होते हैं। काउंटर वाइंडिंग और आपसी प्रेरण के कारण यह अधिक कुशल है। दोहरे चोक व्यापक रूप से बिजली की आपूर्ति के लिए इनपुट फिल्टर के रूप में उपयोग किए जाते हैं, साथ ही साथ ऑडियो तकनीक में भी।

एक कुंडल के साथ प्रयोग

कुण्डली का प्रेरकत्व किन कारकों पर निर्भर करता है ? आइए कुछ प्रयोग करते हैं। मैं एक गैर-चुंबकीय कोर के साथ एक तार लपेटता हूं। इसका इंडक्शन इतना छोटा है कि एलसी-मीटर मुझे शून्य दिखाता है।

एक फेराइट कोर है

मैं कॉइल को कोर में बहुत किनारे तक डालना शुरू करता हूं

एलसी मीटर 21 माइक्रोहेनरी पढ़ता है।

मैं कॉइल को फेराइट के बीच में पेश करता हूं

35 माइक्रोहेनरी। पहले से बेहतर।

मैं फेराइट के दाहिने किनारे पर कॉइल डालना जारी रखता हूं

20 माइक्रोहेनरी। हम निष्कर्ष निकालते हैं एक बेलनाकार फेराइट पर सबसे बड़ा अधिष्ठापन इसके मध्य में होता है।इसलिए, यदि आप एक सिलेंडर पर हवा लगाते हैं, तो इसे फेराइट के बीच में हवा देने की कोशिश करें। इस संपत्ति का उपयोग चर प्रेरकों में अधिष्ठापन को सुचारू रूप से बदलने के लिए किया जाता है:

कहाँ

1 कुंडल फ्रेम है

2 कॉइल टर्न हैं

3 - एक छोटे पेचकश के लिए शीर्ष पर एक खांचे के साथ एक कोर। कोर को स्क्रू से या अनस्क्रू करके, हम कॉइल के इंडक्शन को बदलते हैं।

अधिष्ठापन लगभग 50 माइक्रोहेनरी बन गया है!

और आइए फेराइट के चारों ओर घुमावों को सीधा करने का प्रयास करें

13 माइक्रोहेनरी। हम निष्कर्ष निकालते हैं: अधिकतम अधिष्ठापन के लिए, कॉइल को "टर्न टू टर्न" लपेटा जाना चाहिए।

कॉइल के घुमावों को आधा कम करें। 24 फेरे थे, 12 हो गए।

बहुत कम इंडक्शन। मैंने घुमावों की संख्या 2 गुना कम कर दी, अधिष्ठापन 10 गुना कम हो गया। निष्कर्ष: घुमावों की संख्या जितनी कम होगी, अधिष्ठापन कम होगा और इसके विपरीत। इंडक्शन एक सीधी रेखा में घुमावों में नहीं बदलता है।

आइए फेराइट रिंग के साथ प्रयोग करें।

हम अधिष्ठापन को मापते हैं

15 माइक्रोहेनरी

कॉइल के घुमावों को एक दूसरे से अलग करें

हम फिर से नापते हैं

हम्म, 15 माइक्रोहेनरी भी। हम निष्कर्ष निकालते हैं: टर्न-टू-टर्न दूरी टोरॉयडल प्रारंभ करनेवाला में कोई भूमिका नहीं निभाती है।

हम और घुमाव घुमाते हैं। 3 फेरे थे, 9 हो गए।

हम नापते हैं

बहुत खूब! मैंने घुमावों की संख्या में 3 गुना वृद्धि की, और अधिष्ठापन में 12 गुना वृद्धि हुई! निष्कर्ष: घुमावों के बीच एक सीधी रेखा में अधिष्ठापन नहीं बदलता है।

यदि आप इंडक्शन की गणना के फॉर्मूले पर विश्वास करते हैं, अधिष्ठापन "चुकता हो जाता है" पर निर्भर करता है।मैं इन सूत्रों को यहां पोस्ट नहीं करूंगा, क्योंकि मुझे इसकी जरूरत नहीं दिखती। मैं केवल यह कह सकता हूं कि अधिष्ठापन भी कोर (यह किस सामग्री से बना है), क्षेत्र जैसे मापदंडों पर निर्भर करता है क्रॉस सेक्शनकोर, कुंडल लंबाई।

आरेखों पर पदनाम

कॉइल की श्रृंखला और समानांतर कनेक्शन

पर प्रेरकों का श्रृंखला कनेक्शन, उनका कुल अधिष्ठापन अधिष्ठापन के योग के बराबर होगा।

और जब समानांतर कनेक्शनहमें ऐसा मिलता है:

इंडक्शन कनेक्ट करते समय, नियम यह है कि उन्हें बोर्ड पर अलग-अलग जगह दी जानी चाहिए।यह इस तथ्य के कारण है कि यदि वे एक-दूसरे के करीब हैं, तो उनके चुंबकीय क्षेत्र एक-दूसरे को प्रभावित करेंगे, और इसलिए अधिष्ठापन की रीडिंग गलत होगी। एक लोहे की धुरी पर दो या दो से अधिक टॉरॉयडल कॉइल न लगाएं। इससे गलत टोटल इंडक्शन रीडिंग हो सकती है।

सारांश

प्रारंभ करनेवाला इलेक्ट्रॉनिक्स में विशेष रूप से ट्रांसीवर उपकरण में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक रेडियो उपकरण भी इंडिकेटर्स पर बनाए गए हैं, और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में इसका उपयोग करंट सर्ज लिमिटर के रूप में भी किया जाता है।

टांका लगाने वाले लोहे के लोगों ने प्रारंभ करनेवाला के बारे में बहुत अच्छा वीडियो बनाया। मैं आपको सलाह देता हूं कि आप इसे देखें:

एक गतिमान विद्युत आवेश आसपास के अंतरिक्ष में एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। कंडक्टर से गुजरने वाले इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह कंडक्टर के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। यदि किसी धातु के तार को किसी छड़ पर छल्लों में लपेटा जाए तो एक कुण्डली प्राप्त होगी। यह पता चला है कि इस तरह के कॉइल द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र में दिलचस्प और सबसे महत्वपूर्ण उपयोगी गुण हैं।

चुंबकीय क्षेत्र क्यों उत्पन्न होता है

कुछ पदार्थों के चुंबकीय गुण, जो धातु की वस्तुओं को आकर्षित करना संभव बनाते हैं, प्राचीन काल से ज्ञात हैं। लेकिन केवल इस घटना के सार को समझने के करीब पहुंचना संभव था प्रारंभिक XIXशतक। विद्युत आवेशों के अनुरूप, कुछ चुंबकीय आवेशों (द्विध्रुवों) की सहायता से चुंबकीय प्रभावों की व्याख्या करने का प्रयास किया गया है। 1820 में, डेनिश भौतिक विज्ञानी हंस ओर्स्टेड ने पाया कि जब एक चुंबकीय सुई उसके पास एक कंडक्टर के माध्यम से विद्युत प्रवाह पारित करती है तो विक्षेपित होती है।

उसी समय, फ्रांसीसी शोधकर्ता आंद्रे एम्पीयर ने पाया कि एक दूसरे के समानांतर स्थित दो कंडक्टर परस्पर आकर्षण का कारण बनते हैं जब एक विद्युत प्रवाह एक दिशा में उनके माध्यम से पारित किया जाता है और यदि धाराएं अलग-अलग दिशाओं में निर्देशित होती हैं तो प्रतिकर्षण।

चावल। 1. धारावाही तारों के साथ एम्पीयर का अनुभव। करंट वाले तार के पास कम्पास सुई

इन टिप्पणियों के आधार पर, एम्पीयर ने निष्कर्ष निकाला कि एक तीर के साथ करंट की बातचीत, तारों के आकर्षण (और प्रतिकर्षण) और आपस में स्थायी चुम्बकों को समझाया जा सकता है यदि हम मानते हैं कि विद्युत आवेशों को स्थानांतरित करके चुंबकीय क्षेत्र बनाया जाता है। इसके अतिरिक्त, एम्पीयर ने एक साहसिक परिकल्पना को सामने रखा, जिसके अनुसार पदार्थ के अंदर अविभाजित आणविक धाराएँ हैं, जो एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति का कारण हैं। तब सभी चुंबकीय परिघटनाओं को गतिमान की अन्योन्य क्रिया द्वारा समझाया जा सकता है विद्युत शुल्क, और कोई विशेष चुंबकीय शुल्क नहीं हैं।

गणितीय मॉडल (सिद्धांत), जिसकी मदद से चुंबकीय क्षेत्र के परिमाण और अंतःक्रिया की ताकत की गणना करना संभव हो गया, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जेम्स मैक्सवेल द्वारा विकसित किया गया था। मैक्सवेल के समीकरणों से, जिसने विद्युत और चुंबकीय परिघटनाओं को संयोजित किया, इसके बाद:

• विद्युत आवेशों की गति के परिणामस्वरूप ही चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है;
• प्राकृतिक चुंबकीय निकायों में एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र मौजूद है, लेकिन इस मामले में, क्षेत्र का कारण पदार्थ के द्रव्यमान में आणविक धाराओं (भंवर) की निरंतर गति है;
• वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र का उपयोग करके एक चुंबकीय क्षेत्र भी बनाया जा सकता है, लेकिन इस विषय पर हमारे अगले लेखों में चर्चा की जाएगी।

करंट के साथ कॉइल का चुंबकीय क्षेत्र

किसी भी बेलनाकार छड़ (लकड़ी, प्लास्टिक, आदि) पर छल्लों में लपेटा गया धातु का तार एक विद्युत चुम्बकीय कुंडल है। तार को अछूता होना चाहिए, अर्थात, आसन्न घुमावों को छोटा करने से बचने के लिए किसी प्रकार के इन्सुलेटर (लाह या प्लास्टिक की चोटी) से ढका होना चाहिए। करंट के प्रवाह के परिणामस्वरूप, सभी घुमावों के चुंबकीय क्षेत्र जुड़ जाते हैं और यह पता चलता है कि करंट के साथ कॉइल का कुल चुंबकीय क्षेत्र एक स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के समान (पूरी तरह से समान) है।

चावल। 2. कुंडल और स्थायी चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र।

कॉइल के अंदर, चुंबकीय क्षेत्र एक समान होगा, जैसा कि स्थायी चुंबक में होता है। बाहर से, ठीक धातु के बुरादे का उपयोग करके एक मौजूदा कॉइल की चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं का पता लगाया जा सकता है। चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं बंद हैं। एक चुंबकीय कम्पास सुई के अनुरूप, वर्तमान के साथ एक कुंडल में दो ध्रुव होते हैं - दक्षिण और उत्तर। बल की रेखाएँ उत्तरी ध्रुव से निकलती हैं और दक्षिण में समाप्त होती हैं।

करंट वाले कॉइल के लिए, अतिरिक्त, अलग-अलग नाम हैं जिनका उपयोग एप्लिकेशन के आधार पर किया जाता है:

• प्रारंभ करनेवाला, या बस - अधिष्ठापन. शब्द का प्रयोग रेडियो इंजीनियरिंग में किया जाता है;
• गला घोंटना(थ्रोसल - नियामक, सीमक)। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में प्रयुक्त;
• solenoid. यह यौगिक शब्द दो ग्रीक शब्दों से आया है: सोलन - चैनल, पाइप और ईदोस - समान)। यह विशेष चुंबकीय मिश्र धातुओं (फेरोमैग्नेट) से बने कोर के साथ विशेष कॉइल का नाम है, जो विद्युत तंत्र के रूप में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, कार स्टार्टर्स में, रिट्रैक्टर रिले एक सोलनॉइड है।

चावल। 3. इंडक्टर्स, चोक, सोलनॉइड

चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा

करंट वाले कॉइल में, ऊर्जा एक शक्ति स्रोत (बैटरी, संचायक) से संग्रहीत होती है, जो कि अधिक से अधिक, वर्तमान I और मान L से अधिक होती है, जिसे इंडक्शन कहा जाता है। वर्तमान W के साथ एक कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

$$ डब्ल्यू = ((एल*आई^2)\ओवर 2 ) $$

यह सूत्र किसी पिंड की गतिज ऊर्जा के सूत्र के समान है। अधिष्ठापन शरीर के द्रव्यमान के समान है, और वर्तमान शरीर की गति के समान है। चुंबकीय ऊर्जा वर्तमान के वर्ग के समानुपाती होती है, जैसे गतिज ऊर्जा गति के वर्ग के समानुपाती होती है।

कॉइल के अधिष्ठापन के मूल्य की गणना करने के लिए, निम्न सूत्र है:

$$ एल = μ * ((एन^2 * एस)\ओवर एल_के) $$

एन कॉइल के घुमावों की संख्या है;

एस कॉइल का क्रॉस-आंशिक क्षेत्र है;

एल से - कॉइल की लंबाई;

μ - कोर सामग्री की चुंबकीय पारगम्यता - एक संदर्भ मूल्य। कोर एक धातु की छड़ है जिसे कॉइल के अंदर रखा जाता है। यह आपको चुंबकीय क्षेत्र के परिमाण को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाने की अनुमति देता है।

हमने क्या सीखा है?

तो, हमने सीखा कि चुंबकीय क्षेत्र केवल विद्युत आवेशों की गति के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है। धारा के साथ कुंडली का चुंबकीय क्षेत्र स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के समान होता है। कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा की गणना वर्तमान ताकत I और इंडक्शन L को जानकर की जा सकती है।

विषय प्रश्नोत्तरी

रिपोर्ट मूल्यांकन

औसत श्रेणी: 4। कुल प्राप्त रेटिंग: 52।

उत्तर के साथ 8 वीं कक्षा के छात्रों के लिए वर्तमान, विद्युत चुम्बकों के साथ एक कुंडल के भौतिकी परीक्षण चुंबकीय क्षेत्र। परीक्षण में 11 बहुविकल्पीय प्रश्न शामिल हैं।

1. वर्तमान कुंडल है

1) विद्युत परिपथ में शामिल तार के घुमाव
2) एक उपकरण जिसमें विद्युत परिपथ में शामिल तार के घुमाव होते हैं
3) एक तार के रूप में एक फ्रेम, जिस पर एक तार घाव होता है, जो वर्तमान स्रोत से जुड़े टर्मिनलों से जुड़ा होता है

2. करंट के साथ एक कॉइल कैसे स्थित है, लचीले कंडक्टरों पर लटका हुआ है और क्षैतिज विमान में स्वतंत्र रूप से घूमने में सक्षम है?

1) मनमाने ढंग से, यानी किसी भी दिशा में
2) उत्तर-दक्षिण दिशा के लंबवत
3) कम्पास की तरह: इसकी धुरी दक्षिण की ओर उन्मुख हो जाती है और उत्तरी ध्रुवपृथ्वी का

3. करंट वाले कॉइल में कौन से पोल होते हैं? वे कहाँ स्थित हैं?

1) उत्तर और दक्षिण; कुंडल के सिरों पर
2) उत्तर और दक्षिण; कुंडल के बीच में
3) पश्चिमी और पूर्वी; कुंडल के सिरों पर

4. धारा के साथ किसी कुंडली के चुंबकीय क्षेत्र की चुंबकीय रेखाओं का आकार कैसा होता है? उनकी दिशा क्या है?

1) कुंडली को बाहर से घेरने वाले वक्र; उत्तरी ध्रुव से दक्षिण की ओर
2) कुंडल के सभी घुमावों को कवर करने वाले और उसके छिद्रों से गुजरने वाले बंद वक्र; उत्तरी ध्रुव से दक्षिण की ओर
3) कॉइल के अंदर और बाहर से गुजरने वाले बंद वक्र; से दक्षिणी ध्रुवउत्तर में

5. करंट के साथ कॉइल की चुंबकीय क्रिया क्या निर्धारित करती है?

1) घुमावों की संख्या पर, वर्तमान शक्ति और इसके सिरों पर वोल्टेज
2) धारा के बल पर, तार का प्रतिरोध और कुंडली के अंदर लोहे की कोर की उपस्थिति या अनुपस्थिति
3) घुमावों की संख्या, वर्तमान ताकत और लोहे की कोर की उपस्थिति या अनुपस्थिति पर

6. आरेखों में, पारंपरिक संकेत कॉइल को दर्शाते हैं जो केवल घुमावों की संख्या में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। उनमें से किसमें समान विद्युत शक्ति पर कम से कम चुंबकीय प्रभाव होगा?

1) №1
2) №2
3) №3

7. कॉइल में करंट कम हो जाता है। इसकी चुंबकीय क्रिया कैसे बदल गई है?

1) बढ़ा
2) घट गया
3) नहीं बदला है

8. विद्युत चुंबक है

1) अंदर लोहे की कोर के साथ कुंडल
2) करंट के साथ कोई भी कॉइल
3) एक कॉइल जिसमें आप वर्तमान ताकत को बदल सकते हैं

9. किसी विद्युत चुम्बक की चुंबकीय क्रिया को नियंत्रित करने के लिए उसके परिपथ में किस युक्ति को शामिल किया जाना चाहिए?

1) गैल्वेनोमीटर
2) एमीटर
3) रिओस्टेट

10. सर्किट में शामिल इलेक्ट्रोमैग्नेट ने चित्र में दर्शाए गए ध्रुवों का निर्माण किया, जिससे लोहे के स्टड आकर्षित हुए। क्या करने की आवश्यकता है ताकि उसके बाईं ओर उत्तरी ध्रुव और दाईं ओर दक्षिणी ध्रुव हो? क्या इसके बाद कार्नेशन्स ध्रुवों की ओर आकर्षित होंगे?

1) विद्युत प्रवाह की दिशा बदलें; हाँ
2) विद्युत प्रवाह की दिशा बदलें; नहीं
3) सर्किट में वोल्टेज बदलें; हाँ

11. क्या क्रिया की जानी चाहिए ताकि विद्युत चुम्बक लोहे के पिंडों को अपनी ओर आकर्षित करना बंद कर दे?

1) धारा की दिशा बदलें
2) विद्युत सर्किट खोलें
3) करंट कम करें

भौतिकी में परीक्षण के उत्तर वर्तमान, विद्युत चुम्बकों के साथ एक कुंडली का चुंबकीय क्षेत्र
1-3
2-3
3-1
4-2
5-3
6-2
7-2
8-1
9-3
10-1
11-2

अंतरिक्ष के एक निश्चित हिस्से में चुंबकीय क्षेत्र को केंद्रित करने के लिए एक तार से एक कुंडल बनाया जाता है, जिसके माध्यम से एक करंट पास किया जाता है।

क्षेत्र के चुंबकीय प्रेरण में वृद्धि कॉइल के घुमावों की संख्या में वृद्धि और इसे स्टील कोर पर रखने से प्राप्त होती है, जिसके आणविक धाराएं अपना क्षेत्र बनाकर कॉइल के परिणामी क्षेत्र को बढ़ाती हैं।

चावल। 3-11। रिंग कॉइल।

कुंडलाकार कुंडल (चित्र 3-11) में गैर-चुंबकीय कोर के साथ समान रूप से वितरित w मोड़ हैं। सतह, औसत चुंबकीय रेखा के साथ मेल खाने वाले त्रिज्या के एक चक्र से घिरी हुई है, कुल वर्तमान द्वारा छेद किया जाता है।

समरूपता के कारण, मध्य चुंबकीय रेखा पर स्थित सभी बिंदुओं पर क्षेत्र की तीव्रता H समान होती है, इसलिए, m.f.

कुल वर्तमान के कानून के अनुसार

कुंडलाकार कुंडली की अक्षीय रेखा के साथ मेल खाने वाली मध्य चुंबकीय रेखा पर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत,

और चुंबकीय प्रेरण

पर्याप्त सटीकता के साथ अक्षीय रेखा पर चुंबकीय प्रेरण को इसके औसत मूल्य के बराबर माना जा सकता है, और इसके परिणामस्वरूप, कॉइल के क्रॉस सेक्शन के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह

समीकरण (3-20) को चुंबकीय परिपथ के लिए ओम के नियम का रूप दिया जा सकता है

जहाँ F - चुंबकीय प्रवाह; - एम.डी.एस.; - चुंबकीय सर्किट (कोर) का प्रतिरोध।

समीकरण (3-21) विद्युत परिपथ के लिए ओम के नियम के समीकरण के समान है, अर्थात, चुंबकीय प्रवाह पीपीएम के अनुपात के बराबर है। सर्किट के चुंबकीय प्रतिरोध के लिए।

चावल। 3-12। बेलनाकार कुंडल।

बेलनाकार कॉइल (चित्र। 3-12) को पर्याप्त रूप से बड़े त्रिज्या के साथ कुंडलाकार कॉइल के हिस्से के रूप में माना जा सकता है और केवल कोर के एक हिस्से पर स्थित घुमावदार के साथ, जिसकी लंबाई कॉइल की लंबाई के बराबर होती है। एक बेलनाकार कुंडल के केंद्र में अक्षीय रेखा पर क्षेत्र की ताकत और चुंबकीय प्रेरण सूत्र (3-18) और (3-19) द्वारा निर्धारित किए जाते हैं, जो इस मामले में अनुमानित हैं और केवल कॉइल के लिए लागू होते हैं (चित्र 3- 12).

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हम अध्ययन करना जारी रखते हैं इलेक्ट्रानिक्सशुरुआत से ही, यानी बिल्कुल बेसिक से और आज के इस लेख का विषय होगा संचालन का सिद्धांत और प्रेरकों की मुख्य विशेषताएं. आगे देखते हुए मैं कहूंगा कि पहले हम चर्चा करेंगे सैद्धांतिक पहलू, और हम भविष्य के कई लेखों को पूरी तरह से विभिन्न विद्युत परिपथों पर विचार करने के लिए समर्पित करेंगे जो प्रेरकों का उपयोग करते हैं, साथ ही साथ वे तत्व जिनका हमने अपने पाठ्यक्रम में पहले अध्ययन किया था - और।

प्रारंभ करनेवाला के संचालन का उपकरण और सिद्धांत।

जैसा कि पहले से ही तत्व के नाम से स्पष्ट है - प्रारंभ करनेवाला, सबसे पहले, सिर्फ एक कुंडल है :), वह है एक बड़ी संख्या कीअछूता कंडक्टर के मोड़। इसके अलावा, अलगाव की उपस्थिति है आवश्यक शर्त- कॉइल के टर्न एक दूसरे से बंद नहीं होने चाहिए। सबसे अधिक बार, मोड़ एक बेलनाकार या टॉरॉयडल फ्रेम पर घाव होते हैं:

सबसे महत्वपूर्ण विशेषता कुचालकनिश्चित रूप से, अधिष्ठापन है, अन्यथा इसे ऐसा नाम क्यों दिया जाएगा 🙂 अधिष्ठापन एक विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा को चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा में परिवर्तित करने की क्षमता है। कॉइल की यह संपत्ति इस तथ्य के कारण है कि जब कंडक्टर के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है, तो उसके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है:

और यहाँ वह चुंबकीय क्षेत्र है जो तब होता है जब करंट कॉइल से होकर गुजरता है:

सामान्य तौर पर, सख्ती से बोलते हुए, विद्युत सर्किट में किसी भी तत्व में तार का सामान्य टुकड़ा भी होता है। लेकिन तथ्य यह है कि कॉइल्स के अधिष्ठापन के विपरीत, इस तरह के एक अधिष्ठापन का मूल्य बहुत छोटा है। दरअसल, इस मान को चिह्नित करने के लिए हेनरी इकाई (H) का उपयोग किया जाता है। 1 हेनरी वास्तव में एक बहुत बड़ा मूल्य है, इसलिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला µH (माइक्रोहेनरी) और mH (मिलीहेनरी) है। मूल्य अधिष्ठापनकॉइल्स की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

आइए देखें कि इस अभिव्यक्ति में क्या मूल्य शामिल है:

यह सूत्र से इस प्रकार है कि घुमावों की संख्या में वृद्धि के साथ या, उदाहरण के लिए, कॉइल के व्यास (और, तदनुसार, क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र), अधिष्ठापन में वृद्धि होगी। और जैसे-जैसे लंबाई बढ़ती है, घटती जाती है। इस प्रकार, कॉइल पर घुमावों को यथासंभव दूर रखा जाना चाहिए करीबी दोस्तएक दोस्त को, क्योंकि इससे कॉइल की लंबाई कम हो जाएगी।

साथ प्रारंभ करनेवाला डिवाइसहमने इसे समझ लिया, यह विचार करने का समय है शारीरिक प्रक्रियाएँजो इस तत्व में तब प्रवाहित होता है जब विद्युत धारा प्रवाहित होती है। ऐसा करने के लिए, हम दो सर्किटों पर विचार करेंगे - एक में हम कॉइल के माध्यम से एक सीधा करंट पास करेंगे, और दूसरे में - एक अल्टरनेटिंग करंट 🙂

तो, सबसे पहले, आइए जानें कि करंट प्रवाहित होने पर कॉइल में क्या होता है। यदि धारा अपना परिमाण नहीं बदलती है, तो कुंडली का उस पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। क्या इसका मतलब यह है कि डायरेक्ट करंट के मामले में इंडिकेटर्स का उपयोग विचार करने योग्य नहीं है? लेकिन नहीं 🙂 आखिरकार, प्रत्यक्ष वर्तमान को चालू / बंद किया जा सकता है, और बस स्विचिंग के क्षणों में, सबसे दिलचस्प होता है। आइए एक नज़र डालते हैं सर्किट पर:

इस मामले में, रोकनेवाला एक भार की भूमिका निभाता है, इसके स्थान पर, उदाहरण के लिए, एक दीपक हो सकता है। रोकनेवाला और अधिष्ठापन के अलावा, सर्किट में एक निरंतर चालू स्रोत और एक स्विच शामिल होता है, जिसके साथ हम सर्किट को बंद और खोलेंगे।

जब हम स्विच बंद करते हैं तो क्या होता है?

कॉइल के माध्यम से करंटबदलना शुरू हो जाएगा, क्योंकि पिछली बार यह 0 के बराबर था। करंट में बदलाव से कॉइल के अंदर चुंबकीय प्रवाह में बदलाव होगा, जो बदले में, EMF (इलेक्ट्रोमोटिव बल) की उपस्थिति का कारण बनेगा आत्म-प्रेरण, जिसे निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है:

EMF की घटना से कॉइल में एक इंडक्शन करंट का आभास होगा, जो बिजली की आपूर्ति की दिशा के विपरीत दिशा में प्रवाहित होगा। इस प्रकार, स्व-प्रेरण EMF वर्तमान को कॉइल के माध्यम से बहने से रोकेगा (आगमनात्मक धारा सर्किट को उनकी विपरीत दिशाओं के कारण रद्द कर देगी)। और इसका मतलब यह है कि शुरुआती समय में (स्विच बंद होने के तुरंत बाद), कॉइल के माध्यम से करंट 0. के बराबर होगा। इस समय, सेल्फ-इंडक्शन EMF अधिकतम है। और आगे क्या होगा? चूँकि EMF का परिमाण वर्तमान के परिवर्तन की दर के सीधे आनुपातिक है, यह धीरे-धीरे कमजोर होगा, और वर्तमान, इसके विपरीत, क्रमशः बढ़ेगा। आइए उन ग्राफ़ों को देखें जो हमने चर्चा की है:

पहले ग्राफ पर हम देखते हैं सर्किट इनपुट वोल्टेज- शुरू में सर्किट खुला होता है, और जब स्विच बंद होता है, नियत मान. दूसरे ग्राफ में, हम देखते हैं कॉइल के माध्यम से करंट की मात्रा में परिवर्तनअधिष्ठापन। कुंजी बंद होने के तुरंत बाद, स्व-प्रेरण EMF की घटना के कारण वर्तमान अनुपस्थित है, और फिर यह सुचारू रूप से बढ़ने लगता है। कॉइल पर वोल्टेज, इसके विपरीत, प्रारंभिक समय में अधिकतम होता है, और फिर घट जाता है। लोड पर वोल्टेज ग्राफ कॉइल के माध्यम से करंट के ग्राफ के साथ आकार में (लेकिन परिमाण में नहीं) मेल खाएगा (चूंकि एक श्रृंखला कनेक्शन में, सर्किट के विभिन्न तत्वों के माध्यम से बहने वाली धारा समान होती है)। इस प्रकार, यदि हम एक दीपक को लोड के रूप में उपयोग करते हैं, तो वे स्विच बंद होने के तुरंत बाद प्रकाश नहीं करेंगे, लेकिन थोड़ी देरी (वर्तमान ग्राफ के अनुसार) के साथ।

कुंजी खोलने पर सर्किट में इसी तरह की क्षणिक प्रक्रिया भी देखी जाएगी। स्व-प्रेरण का एक ईएमएफ प्रारंभ करनेवाला में दिखाई देगा, लेकिन उद्घाटन की स्थिति में आगमनात्मक धारा को उसी दिशा में निर्देशित किया जाएगा जैसे कि सर्किट में वर्तमान, और विपरीत दिशा में नहीं, इसलिए प्रारंभ करनेवाला की संग्रहीत ऊर्जा सर्किट में करंट बनाए रखने के लिए जाएगा:

कुंजी खोलने के बाद, स्व-प्रेरण का एक ईएमएफ होता है, जो कॉइल के माध्यम से करंट को कम होने से रोकता है, इसलिए करंट तुरंत शून्य पर नहीं, बल्कि कुछ समय बाद पहुंचता है। कॉइल में वोल्टेज स्विच को बंद करने के मामले में समान है, लेकिन साइन के विपरीत है। यह इस तथ्य के कारण है कि वर्तमान में परिवर्तन, और, तदनुसार, पहले और दूसरे मामलों में स्व-प्रेरण का ईएमएफ संकेत के विपरीत है (पहले मामले में, वर्तमान बढ़ता है, और दूसरे में यह घटता है)।

वैसे, मैंने उल्लेख किया है कि स्व-प्रेरण के EMF का मूल्य वर्तमान ताकत में परिवर्तन की दर के सीधे आनुपातिक है, और इसलिए, आनुपातिकता कारक कॉइल के अधिष्ठापन से अधिक कुछ नहीं है:

यह डीसी सर्किट में इंडक्टर्स के साथ समाप्त होता है और आगे बढ़ता है एसी सर्किट.

एक सर्किट पर विचार करें जिसमें एक प्रत्यावर्ती धारा प्रारंभ करनेवाला पर लागू होती है:

आइए समय पर स्व-प्रेरण के वर्तमान और ईएमएफ की निर्भरता को देखें, और फिर हम यह पता लगाएंगे कि वे इस तरह क्यों दिखते हैं:

जैसा कि हम पहले ही पता लगा चुके हैं ईएमएफ स्व-प्रेरणहमारे पास वर्तमान के परिवर्तन की दर के लिए सीधे आनुपातिक और विपरीत संकेत है:

दरअसल, ग्राफ हमें इस निर्भरता को प्रदर्शित करता है 🙂 अपने लिए देखें - अंक 1 और 2 के बीच, वर्तमान परिवर्तन, और बिंदु 2 के करीब, कम परिवर्तन, और बिंदु 2 पर, कुछ समय के लिए, वर्तमान करता है इसके अर्थ में बिल्कुल परिवर्तन नहीं होता है। तदनुसार, वर्तमान परिवर्तन की दर बिंदु 1 पर अधिकतम है और बिंदु 2 पर पहुंचने पर धीरे-धीरे घट जाती है, और बिंदु 2 पर यह 0 के बराबर है, जिसे हम देखते हैं स्व-प्रेरण का EMF आरेख. इसके अलावा, 1-2 के पूरे अंतराल पर, वर्तमान बढ़ता है, जिसका अर्थ है कि इसके परिवर्तन की दर सकारात्मक है, इसके संबंध में, ईएमएफ पर, पूरे अंतराल पर, इसके विपरीत, यह नकारात्मक मान लेता है।

इसी तरह, बिंदु 2 और 3 के बीच - धारा घटती है - वर्तमान परिवर्तन की दर ऋणात्मक होती है और बढ़ती है - आत्म-प्रेरण EMF बढ़ता है और सकारात्मक होता है। मैं बाकी ग्राफ का वर्णन नहीं करूंगा - सभी प्रक्रियाएं उसी सिद्धांत का पालन करती हैं 🙂

इसके अलावा, ग्राफ एक बहुत दिखाता है महत्वपूर्ण बिंदु- वर्तमान में वृद्धि (धारा 1-2 और 3-4) के साथ, स्व-प्रेरण और वर्तमान का ईएमएफ है अलग संकेत(अनुभाग 1-2: , शीर्षक=" QuickLaTeX.com द्वारा प्रस्तुत" height="12" width="39" style="vertical-align: 0px;">, участок 3-4: title="QuickLaTeX.com द्वारा रेंडर किया गया" height="12" width="41" style="vertical-align: 0px;">, ). Таким образом, ЭДС самоиндукции препятствует возрастанию тока (индукционные токи направлены “навстречу” току источника). А на участках 2-3 и 4-5 все наоборот – ток убывает, а ЭДС препятствует убыванию тока (поскольку индукционные токи будут направлены в ту же сторону, что и ток источника и будут частично компенсировать уменьшение тока). И в итоге мы приходим к очень !} दिलचस्प तथ्य- प्रारंभ करनेवाला सर्किट के माध्यम से प्रवाहित होने वाली प्रत्यावर्ती धारा का प्रतिरोध करता है। तो इसका प्रतिरोध होता है, जिसे आगमनात्मक या प्रतिक्रियाशील कहा जाता है और इसकी गणना निम्नानुसार की जाती है:

वृत्ताकार आवृत्ति कहाँ है: . - यह ।

इस प्रकार, वर्तमान की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, प्रारंभ करनेवाला उतना ही अधिक प्रतिरोध प्रदान करेगा। तथा यदि धारा स्थिर (= 0) है तो कुण्डली का प्रतिघात क्रमशः 0 है, यह प्रवाहित धारा को प्रभावित नहीं करती है।

आइए अपने ग्राफ़ पर वापस जाएं जो हमने एसी सर्किट में प्रारंभ करनेवाला का उपयोग करने के मामले में बनाया था। हमने कॉइल के सेल्फ-इंडक्शन का ईएमएफ निर्धारित किया है, लेकिन वोल्टेज क्या होगा? यहाँ सब कुछ वास्तव में सरल है 🙂 दूसरे किरचॉफ कानून के अनुसार:

और इसके परिणामस्वरूप:

आइए एक ग्राफ पर समय पर सर्किट में वर्तमान और वोल्टेज की निर्भरता का निर्माण करें:

जैसा कि आप देख सकते हैं, करंट और वोल्टेज एक-दूसरे के सापेक्ष फेज-शिफ्ट () हैं, और यह एसी सर्किट के सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक है जो एक प्रारंभ करनेवाला का उपयोग करता है:

जब एक प्रारंभ करनेवाला एक वैकल्पिक चालू सर्किट से जुड़ा होता है, तो वोल्टेज और करंट के बीच सर्किट में एक फेज शिफ्ट दिखाई देता है, जबकि करंट वोल्टेज से एक चौथाई अवधि पीछे रह जाता है।

तो हमने एसी सर्किट 🙂 में कॉइल को शामिल करने का पता लगाया

इस पर, शायद, हम आज के लेख को समाप्त कर देंगे, यह काफी बड़ा निकला, इसलिए हम अगली बार इंडक्टर्स के बारे में बात करेंगे। तो जल्द ही मिलते हैं, हमें आपको हमारी वेबसाइट पर देखकर खुशी होगी!