పదార్థంలో, దాని సంభవించిన పరిస్థితులలో EMF ఇండక్షన్ భావనను మేము అర్థం చేసుకుంటాము. కండక్టర్లో విద్యుత్ క్షేత్రం కనిపించినప్పుడు మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ సంభవించడానికి ఇండక్టెన్స్ను కూడా మేము కీలక పరామితిగా పరిగణిస్తాము.
విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ అనేది కాలక్రమేణా మారే అయస్కాంత క్షేత్రాల ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేయడం. ఫెరడే మరియు లెంజ్ యొక్క ఆవిష్కరణలకు ధన్యవాదాలు, నమూనాలు చట్టాలుగా రూపొందించబడ్డాయి, ఇది విద్యుదయస్కాంత ప్రవాహాల అవగాహనలో సమరూపతను ప్రవేశపెట్టింది. మాక్స్వెల్ సిద్ధాంతం విద్యుత్ ప్రవాహం మరియు అయస్కాంత ప్రవాహాల గురించి జ్ఞానాన్ని ఒకచోట చేర్చింది. హెర్ట్జ్ యొక్క ఆవిష్కరణకు ధన్యవాదాలు, మానవత్వం టెలికమ్యూనికేషన్స్ గురించి నేర్చుకుంది.
విషయము
అయస్కాంత ప్రవాహం
విద్యుత్ ప్రవాహంతో కండక్టర్ చుట్టూ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం కనిపిస్తుంది, అయితే, సమాంతరంగా, వ్యతిరేక దృగ్విషయం కూడా సంభవిస్తుంది - విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ.అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని ఉదాహరణగా పరిగణించండి: కండక్టర్ ఫ్రేమ్ను ఇండక్షన్తో విద్యుత్ క్షేత్రంలో ఉంచి, అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖల వెంట పై నుండి క్రిందికి లేదా వాటికి లంబంగా కుడి లేదా ఎడమకు తరలించినట్లయితే, ఫ్రేమ్ గుండా వెళుతున్న అయస్కాంత ప్రవాహం స్థిరమైన.
ఫ్రేమ్ దాని అక్షం చుట్టూ తిరిగినప్పుడు, కొంతకాలం తర్వాత అయస్కాంత ప్రవాహం కొంత మొత్తంలో మారుతుంది. ఫలితంగా, ఇండక్షన్ యొక్క EMF ఫ్రేమ్లో కనిపిస్తుంది మరియు విద్యుత్ ప్రవాహం కనిపిస్తుంది, దీనిని ఇండక్షన్ అంటారు.
EMF ఇండక్షన్
ఇండక్షన్ యొక్క EMF యొక్క భావన ఏమిటో వివరంగా పరిశీలిద్దాం. కండక్టర్ను అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉంచినప్పుడు మరియు అది క్షేత్ర రేఖల ఖండనతో కదులుతున్నప్పుడు, ఇండక్షన్ EMF అని పిలువబడే కండక్టర్లో ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ కనిపిస్తుంది. కండక్టర్ స్థిరంగా ఉండి, అయస్కాంత క్షేత్రం కదులుతుంది మరియు కండక్టర్ శక్తి రేఖలతో కలుస్తుంది.
కండక్టర్, emf సంభవించే చోట, బాహ్య సర్క్యూట్కు మూసివేసినప్పుడు, ఈ emf ఉనికి కారణంగా, ఇండక్షన్ కరెంట్ సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవహించడం ప్రారంభమవుతుంది. విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ అనేది కండక్టర్లో అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖల ద్వారా దాటిన సమయంలో EMF ఇండక్షన్ యొక్క దృగ్విషయాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ అనేది యాంత్రిక శక్తిని విద్యుత్ ప్రవాహంగా మార్చే రివర్స్ ప్రక్రియ. ఈ భావన మరియు దాని చట్టాలు ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి, చాలా విద్యుత్ యంత్రాలు ఈ దృగ్విషయంపై ఆధారపడి ఉంటాయి.
ఫెరడే మరియు లెంజ్ చట్టాలు
ఫెరడే మరియు లెంజ్ చట్టాలు విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ సంభవించే నమూనాలను ప్రతిబింబిస్తాయి.
కాలక్రమేణా అయస్కాంత ప్రవాహంలో మార్పుల ఫలితంగా అయస్కాంత ప్రభావాలు కనిపిస్తాయని ఫెరడే కనుగొన్నాడు.ప్రత్యామ్నాయ అయస్కాంత ప్రవాహంతో కండక్టర్ను దాటుతున్న సమయంలో, దానిలో ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ పుడుతుంది, ఇది విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క రూపానికి దారితీస్తుంది. శాశ్వత అయస్కాంతం మరియు విద్యుదయస్కాంతం రెండూ విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయగలవు.
సర్క్యూట్ను దాటిన శక్తి రేఖల సంఖ్యలో వేగవంతమైన మార్పుతో ప్రస్తుత తీవ్రత పెరుగుతుందని శాస్త్రవేత్త నిర్ణయించారు. అంటే, విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క EMF అయస్కాంత ప్రవాహం యొక్క వేగానికి ప్రత్యక్ష నిష్పత్తిలో ఉంటుంది.
ఫెరడే చట్టం ప్రకారం, ఇండక్షన్ EMF సూత్రాలు క్రింది విధంగా నిర్వచించబడ్డాయి:
E \u003d - dF / dt.
మైనస్ గుర్తు ప్రేరేపిత EMF యొక్క ధ్రువణత, ప్రవాహం యొక్క దిశ మరియు మారుతున్న వేగం మధ్య సంబంధాన్ని సూచిస్తుంది.
లెంజ్ చట్టం ప్రకారం, ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ను దాని దిశను బట్టి వర్గీకరించడం సాధ్యమవుతుంది. కాయిల్లోని మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్లో ఏదైనా మార్పు ఇండక్షన్ యొక్క EMF రూపానికి దారితీస్తుంది మరియు వేగవంతమైన మార్పుతో, పెరుగుతున్న EMF గమనించబడుతుంది.
కాయిల్, ఇండక్షన్ యొక్క EMF ఉన్న చోట, బాహ్య సర్క్యూట్కు షార్ట్ సర్క్యూట్ ఉంటే, అప్పుడు ఒక ఇండక్షన్ కరెంట్ దాని గుండా ప్రవహిస్తుంది, దీని ఫలితంగా కండక్టర్ చుట్టూ అయస్కాంత క్షేత్రం కనిపిస్తుంది మరియు కాయిల్ సోలేనోయిడ్ యొక్క లక్షణాలను పొందుతుంది. . ఫలితంగా, కాయిల్ చుట్టూ అయస్కాంత క్షేత్రం ఏర్పడుతుంది.
E.Kh లెంజ్ ఒక నమూనాను ఏర్పాటు చేసింది, దీని ప్రకారం కాయిల్లోని ఇండక్షన్ కరెంట్ యొక్క దిశ మరియు ఇండక్షన్ EMF నిర్ణయించబడతాయి. కాయిల్లోని ఇండక్షన్ EMF, మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ మారినప్పుడు, కాయిల్లో డైరెక్షనల్ కరెంట్ను ఏర్పరుస్తుంది, దీనిలో కాయిల్ యొక్క ఇచ్చిన మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ అదనపు అయస్కాంత ప్రవాహంలో మార్పులను నివారించడం సాధ్యం చేస్తుంది.
లెంజ్ యొక్క చట్టం కండక్టర్లలో ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్ ఇండక్షన్ యొక్క అన్ని పరిస్థితులకు వర్తిస్తుంది, వాటి కాన్ఫిగరేషన్ మరియు బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని మార్చే పద్ధతితో సంబంధం లేకుండా.
అయస్కాంత క్షేత్రంలో వైర్ యొక్క కదలిక
ప్రేరేపిత EMF యొక్క విలువ శక్తి యొక్క క్షేత్ర రేఖల ద్వారా దాటిన కండక్టర్ యొక్క పొడవుపై ఆధారపడి నిర్ణయించబడుతుంది. పెద్ద సంఖ్యలో ఫీల్డ్ లైన్లతో, ప్రేరేపిత emf విలువ పెరుగుతుంది. అయస్కాంత క్షేత్రం మరియు ఇండక్షన్ పెరుగుదలతో, కండక్టర్లో EMF యొక్క ఎక్కువ విలువ ఏర్పడుతుంది. అందువలన, అయస్కాంత క్షేత్రంలో కదిలే కండక్టర్లో ఇండక్షన్ యొక్క EMF విలువ నేరుగా అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ఇండక్షన్, కండక్టర్ యొక్క పొడవు మరియు దాని కదలిక వేగంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
ఈ ఆధారపడటం E = Blv సూత్రంలో ప్రతిబింబిస్తుంది, ఇక్కడ E అనేది ఇండక్షన్ emf; B అనేది అయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క విలువ; నేను కండక్టర్ యొక్క పొడవు; v దాని కదలిక వేగం.
అయస్కాంత క్షేత్రంలో కదిలే కండక్టర్లో, ఇండక్షన్ EMF అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలను దాటినప్పుడు మాత్రమే కనిపిస్తుంది. కండక్టర్ శక్తి రేఖల వెంట కదులుతున్నట్లయితే, అప్పుడు EMF ప్రేరేపించబడదు. ఈ కారణంగా, కండక్టర్ యొక్క కదలిక శక్తి రేఖలకు లంబంగా దర్శకత్వం వహించిన సందర్భాలలో మాత్రమే సూత్రం వర్తిస్తుంది.
కండక్టర్లోని ప్రేరేపిత EMF మరియు విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క దిశ కండక్టర్ యొక్క కదలిక దిశ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. దిశను గుర్తించడానికి, కుడి చేతి నియమం అభివృద్ధి చేయబడింది. మీరు మీ కుడి చేతి అరచేతిని పట్టుకుంటే, ఫీల్డ్ లైన్లు దాని దిశలో ప్రవేశిస్తాయి మరియు బొటనవేలు కండక్టర్ యొక్క కదలిక దిశను సూచిస్తే, మిగిలిన నాలుగు వేళ్లు ప్రేరేపిత emf యొక్క దిశను మరియు విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క దిశను సూచిస్తాయి. కండక్టర్ లో.
తిరిగే కాయిల్
ఎలక్ట్రిక్ కరెంట్ జెనరేటర్ యొక్క పనితీరు అయస్కాంత ప్రవాహంలో కాయిల్ యొక్క భ్రమణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇక్కడ నిర్దిష్ట సంఖ్యలో మలుపులు ఉంటాయి. మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ ఫార్ములా Ф \u003d B x S x cos α (మాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్ మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ పాస్ అయ్యే ఉపరితల వైశాల్యంతో గుణించబడుతుంది మరియు కొసైన్) ఆధారంగా మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ ద్వారా క్రాస్ చేయబడినప్పుడు ఎల్లప్పుడూ ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్లో EMF ప్రేరేపించబడుతుంది. దిశ వెక్టర్ మరియు లంబ సమతల రేఖల ద్వారా ఏర్పడిన కోణం).
సూత్రం ప్రకారం, పరిస్థితులలో మార్పుల ద్వారా F ప్రభావితమవుతుంది:
- మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ మారినప్పుడు, దిశ వెక్టర్ మారుతుంది;
- ఆకృతి మార్పులలో పరివేష్టిత ప్రాంతం;
- కోణం మార్పులు.
స్థిరమైన అయస్కాంతం లేదా స్థిరమైన కరెంట్తో EMFని ప్రేరేపించడానికి ఇది అనుమతించబడుతుంది, అయితే కాయిల్ అయస్కాంత క్షేత్రంలో దాని అక్షం చుట్టూ తిరిగినప్పుడు. ఈ సందర్భంలో, కోణం మారినప్పుడు మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ మారుతుంది. భ్రమణ ప్రక్రియలో కాయిల్ మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ యొక్క శక్తి రేఖలను దాటుతుంది, ఫలితంగా, ఒక EMF కనిపిస్తుంది. ఏకరీతి భ్రమణంతో, అయస్కాంత ప్రవాహంలో ఆవర్తన మార్పు సంభవిస్తుంది. అలాగే, ప్రతి సెకనును దాటే ఫీల్డ్ లైన్ల సంఖ్య క్రమ వ్యవధిలో విలువలకు సమానంగా మారుతుంది.
ఆచరణలో, ప్రత్యామ్నాయ కరెంట్ జనరేటర్లలో, కాయిల్ స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు విద్యుదయస్కాంతం దాని చుట్టూ తిరుగుతుంది.
EMF స్వీయ-ఇండక్షన్
ఒక ప్రత్యామ్నాయ విద్యుత్ ప్రవాహం కాయిల్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు, ఒక ప్రత్యామ్నాయ అయస్కాంత క్షేత్రం ఉత్పత్తి అవుతుంది, ఇది EMFని ప్రేరేపించే మారుతున్న అయస్కాంత ప్రవాహం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని స్వీయ-ఇండక్షన్ అంటారు.
అయస్కాంత ప్రవాహం విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క తీవ్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉన్నందున, స్వీయ-ఇండక్షన్ EMF సూత్రం ఇలా కనిపిస్తుంది:
Ф = L x I, ఇక్కడ L అనేది ఇండక్టెన్స్, ఇది H లో కొలుస్తారు.దీని విలువ యూనిట్ పొడవుకు మలుపుల సంఖ్య మరియు వాటి క్రాస్ సెక్షన్ విలువ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.
పరస్పర ప్రేరణ
రెండు కాయిల్స్ పక్కపక్కనే ఉన్నపుడు, అవి మ్యూచువల్ ఇండక్షన్ యొక్క EMFని గమనిస్తాయి, ఇది రెండు సర్క్యూట్ల కాన్ఫిగరేషన్ మరియు వాటి పరస్పర ధోరణి ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. సర్క్యూట్ల పెరుగుతున్న విభజనతో, రెండు కాయిల్స్ కోసం మొత్తం అయస్కాంత ప్రవాహంలో తగ్గుదల ఉన్నందున, పరస్పర ఇండక్టెన్స్ విలువ తగ్గుతుంది.
పరస్పర ప్రేరణ యొక్క ఆవిర్భావ ప్రక్రియను వివరంగా పరిశీలిద్దాం. రెండు కాయిల్స్ ఉన్నాయి, కరెంట్ I1 ఒక వైర్ ద్వారా N1 మలుపులతో ప్రవహిస్తుంది, ఇది అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని సృష్టిస్తుంది మరియు N2 సంఖ్యలో మలుపులతో రెండవ కాయిల్ గుండా వెళుతుంది.
మొదటి దానికి సంబంధించి రెండవ కాయిల్ యొక్క పరస్పర ఇండక్టెన్స్ విలువ:
M21 = (N2 x F21)/I1.
మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ విలువ:
F21 = (M21/N2) x I1.
ప్రేరేపిత emf సూత్రం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది:
E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt.
మొదటి కాయిల్లో, ప్రేరేపిత emf విలువ:
E1 = - M12 x dI2/dt.
కాయిల్స్లో ఒకదానిలో పరస్పర ఇండక్షన్ ద్వారా రెచ్చగొట్టబడిన ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ ఏ సందర్భంలోనైనా ఇతర కాయిల్లో విద్యుత్ ప్రవాహంలో మార్పుకు నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని గమనించడం ముఖ్యం.
అప్పుడు పరస్పర ఇండక్టెన్స్ సమానంగా పరిగణించబడుతుంది:
M12 = M21 = M.
పర్యవసానంగా, E1 = - M x dI2/dt మరియు E2 = M x dI1/dt. M = K √ (L1 x L2), ఇక్కడ K అనేది రెండు ఇండక్టెన్స్ విలువల మధ్య కలపడం గుణకం.
మ్యూచువల్ ఇండక్టెన్స్ ట్రాన్స్ఫార్మర్లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది ప్రత్యామ్నాయ విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క విలువను మార్చడం సాధ్యం చేస్తుంది. పరికరం ఒక సాధారణ కోర్ మీద గాయపడిన ఒక జత కాయిల్స్. మొదటి కాయిల్లోని కరెంట్ మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్లో మారుతున్న మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ మరియు రెండవ కాయిల్లో కరెంట్ను ఏర్పరుస్తుంది.రెండవదాని కంటే మొదటి కాయిల్లో తక్కువ మలుపులతో, వోల్టేజ్ పెరుగుతుంది మరియు తదనుగుణంగా, మొదటి వైండింగ్లో పెద్ద సంఖ్యలో మలుపులతో, వోల్టేజ్ తగ్గుతుంది.
విద్యుత్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడం మరియు మార్చడంతోపాటు, ఇతర పరికరాలలో అయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క దృగ్విషయం ఉపయోగించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్లో రైళ్లు పట్టాల్లోని కరెంట్తో ప్రత్యక్ష సంబంధం లేకుండా కదులుతున్నాయి, అయితే విద్యుదయస్కాంత వికర్షణ కారణంగా రెండు సెంటీమీటర్లు ఎక్కువగా ఉంటాయి.
ఇలాంటి కథనాలు:
