ई. डी. एस. आत्म-प्रेरण।ई. डी. एस. ई एल, एक कंडक्टर या कॉइल में एक ही कंडक्टर या कॉइल से गुजरने वाली धारा द्वारा बनाए गए चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन के परिणामस्वरूप प्रेरण को ई कहा जाता है। डी.एस. स्व-प्रेरण (चित्र। 60)। यह ई. डी.एस. करंट में किसी भी बदलाव के साथ होता है, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रिकल सर्किट को बंद करने और खोलने पर, जब इलेक्ट्रिक मोटर्स का लोड बदलता है, आदि। कंडक्टर या कॉइल में करंट जितनी तेजी से बदलता है, चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर उतनी ही अधिक होती है। और बड़ा ई। डी.एस. उनमें आत्म-प्रेरण प्रेरित होता है। उदाहरण के लिए, ई. डी.एस. स्व-प्रेरण ई एल एबी कंडक्टर में होता है (चित्र 54 देखें) जब इसके माध्यम से बहने वाली धारा 1 बदल जाती है। इसलिए, एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र ई को प्रेरित करता है। डी.एस. उसी कंडक्टर में जिसमें इस क्षेत्र को बनाने वाली धारा बदल जाती है।

दिशा ई. डी.एस. स्व-प्रेरण लेनज़ के नियम द्वारा निर्धारित किया जाता है। ई. डी. एस. स्व-प्रेरण में हमेशा एक ऐसी दिशा होती है जिसमें यह उस धारा में परिवर्तन को रोकता है जिससे यह उत्पन्न होता है।नतीजतन, कंडक्टर (कॉइल) में बढ़ती धारा के साथ, ई। डी.एस. स्व-प्रेरण को वर्तमान के विरुद्ध निर्देशित किया जाएगा, अर्थात, यह इसकी वृद्धि को रोकेगा (चित्र 61, ए), और इसके विपरीत, जब कंडक्टर (कॉइल) में करंट कम हो जाता है, ई। डी.एस. आत्म-प्रेरण, वर्तमान के साथ दिशा में मेल खाता है, यानी, इसकी कमी को रोकता है (चित्र। 61, बी)। यदि कुण्डली में धारा नहीं बदलती है, तो e. डी.एस. आत्म-प्रेरण नहीं होता है।

दिशा निर्धारित करने के लिए उपरोक्त नियम से ई. डी.एस. स्व-प्रेरण यह इस प्रकार है कि यह ई। डी.एस. विद्युत परिपथों में धारा में परिवर्तन पर ब्रेकिंग प्रभाव पड़ता है। इस संबंध में, इसकी क्रिया जड़ता के बल की क्रिया के समान है, जो शरीर की स्थिति में परिवर्तन को रोकती है। एक विद्युत परिपथ (चित्र 62, ए) में, प्रतिरोध आर और एक कुंडल के साथ एक रोकनेवाला से मिलकर, वर्तमान मैं स्रोत वोल्टेज यू और ई की संयुक्त क्रिया द्वारा बनाया गया है। डी.एस. स्व-प्रेरण ई एल कुंडल में प्रेरित। विचाराधीन सर्किट को ई के स्रोत से जोड़ते समय। डी.एस. स्व-प्रेरण ई एल (ठोस तीर देखें) वर्तमान ताकत में वृद्धि को रोकता है। इसलिए, वर्तमान मैं एक स्थिर मूल्य I \u003d U / R (ओम के नियम के अनुसार) तुरंत नहीं, बल्कि एक निश्चित अवधि (छवि 62, बी) तक पहुंचता है। इस समय के दौरान, विद्युत परिपथ में एक क्षणिक प्रक्रिया होती है, जिसके दौरान eL और i बदल जाते हैं। बिल्कुल

साथ ही, जब विद्युत परिपथ को बंद कर दिया जाता है, तो धारा i तुरंत शून्य नहीं हो जाती है, बल्कि e की क्रिया के कारण होती है। डी.एस. ई एल (धराशायी तीर देखें) धीरे-धीरे कम हो जाता है।

अधिष्ठापन।प्रेरित करने के लिए विभिन्न कंडक्टरों (कॉइल्स) की क्षमता ई। डी.एस. स्व-प्रेरण का अनुमान अधिष्ठापन एल द्वारा लगाया जाता है। यह दर्शाता है कि कौन सा ई। डी.एस. किसी दिए गए कंडक्टर (कॉइल) में सेल्फ-इंडक्शन तब होता है जब करंट 1 ए से 1 एस के लिए बदलता है। अधिष्ठापन हेनरी (एच), 1 एच = 1 ओम * एस में मापा जाता है। व्यवहार में, अधिष्ठापन को अक्सर हेनरी - मिलिहेनरी (एमएच) के हज़ारवें हिस्से में और हेनरी के मिलियनवें - माइक्रोहेनरी (μH) में मापा जाता है।

क्या किसी कुण्डली का अधिष्ठापन कुण्डली के फेरों की संख्या पर निर्भर करता है? और इसके चुंबकीय परिपथ का चुंबकीय प्रतिरोध R m, अर्थात इसकी चुंबकीय पारगम्यता से? और ज्यामितीय आयाम l और s। यदि कॉइल में एक स्टील कोर डाला जाता है, तो कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र के प्रवर्धन के कारण इसका इंडक्शन तेजी से बढ़ता है। इस मामले में, 1 ए की धारा एक कोरलेस कॉइल की तुलना में बहुत अधिक चुंबकीय प्रवाह बनाती है।

अधिष्ठापन एल की अवधारणा का उपयोग करके, कोई ई के लिए प्राप्त कर सकता है। डी.एस. स्व-प्रेरण निम्नलिखित सूत्र:

ई एल = - एल ?i / ?t (53)

समय की अवधि में कंडक्टर (कॉइल) में वर्तमान में परिवर्तन कहां है? टी।

इसलिये, इ। डी.एस. स्व-प्रेरण धारा के परिवर्तन की दर के समानुपाती होता है।

एक प्रारंभ करनेवाला के साथ डीसी सर्किट को चालू और बंद करना।जब स्विच बी 1 (छवि 63, ए) के साथ आर और एल युक्त विद्युत सर्किट के वोल्टेज यू के साथ डीसी स्रोत से जुड़ा होता है, तो वर्तमान मैं एक स्थिर मूल्य तक बढ़ जाता है जिसे मैंने सेट किया है \u003d यू / आर तुरंत नहीं, क्योंकि इ। डी.एस. स्व-प्रेरण ई एल, अधिष्ठापन में उत्पन्न होने वाले, लागू वोल्टेज वी के खिलाफ कार्य करता है और वर्तमान को बढ़ने से रोकता है। विचाराधीन प्रक्रिया के लिए, वक्रों के अनुदिश धारा i (चित्र 63, b) और वोल्टेज u a और u L में क्रमिक परिवर्तन की विशेषता है - प्रदर्शक।संकेतित वक्रों के साथ i, u a और u L को बदलने को कहा जाता है एपेरियोडिक

सर्किट में वर्तमान ताकत में वृद्धि की दर और वोल्टेज यू ए और यू एल में परिवर्तन की विशेषता है सर्किट समय स्थिर

टी = एल / आर (54)

यह सेकंड में मापा जाता है, केवल दिए गए सर्किट के पैरामीटर आर और एल पर निर्भर करता है, और आपको प्लॉटिंग के बिना वर्तमान परिवर्तन प्रक्रिया की अवधि का अनुमान लगाने की अनुमति देता है। यह अवधि सैद्धांतिक रूप से अनंत है। व्यवहार में, यह आमतौर पर माना जाता है कि यह (3-4) टी है। इस समय के दौरान, सर्किट में करंट स्थिर मूल्य के 95-98% तक पहुंच जाता है। इसलिए, प्रतिरोध जितना अधिक होगा और इंडक्शन L जितना कम होगा, इंडक्शन के साथ इलेक्ट्रिकल सर्किट में करंट को बदलने की प्रक्रिया उतनी ही तेज होगी। एक आवधिक प्रक्रिया में समय स्थिर टी को एक खंड एबी के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जो इस मात्रा के स्थिर मूल्य के अनुरूप रेखा पर मूल से वक्र तक खींची गई स्पर्शरेखा द्वारा काटा जाता है (उदाहरण के लिए, वर्तमान i)।
वर्तमान परिवर्तन की प्रक्रिया को धीमा करने के लिए अधिष्ठापन की संपत्ति का उपयोग समय की देरी पैदा करने के लिए किया जाता है जब विभिन्न उपकरणों को चालू किया जाता है (उदाहरण के लिए, जब लोकोमोटिव के पहियों के नीचे रेत के हिस्से की समय-समय पर आपूर्ति के लिए सैंडबॉक्स के संचालन को नियंत्रित करते हैं)। विद्युत चुम्बकीय समय रिले का संचालन भी इस घटना के उपयोग पर आधारित है (देखें 94)।

स्विचिंग सर्ज।ई विशेष रूप से मजबूत है। डी.एस. बड़ी संख्या में घुमावों और स्टील कोर (उदाहरण के लिए, जनरेटर, इलेक्ट्रिक मोटर्स, ट्रांसफार्मर, आदि की वाइंडिंग) के साथ कॉइल वाले सर्किट खोलते समय स्व-प्रेरण, अर्थात, उच्च अधिष्ठापन वाले सर्किट। इस मामले में, परिणामी ई. डी.एस. स्व-प्रेरण ई एल कई बार स्रोत के वोल्टेज यू से अधिक हो सकता है और, इसके साथ संक्षेप में, विद्युत सर्किट (छवि 64, ए) में ओवरवॉल्टेज का कारण बनता है, जिसे कहा जाता है स्विचन(हो रहा है जब स्विचन- विद्युत सर्किट स्विच करना)। वे इलेक्ट्रिक मोटर्स, जनरेटर और ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग के लिए खतरनाक हैं, क्योंकि वे उनके इन्सुलेशन के टूटने का कारण बन सकते हैं।

बड़ा ई. डी.एस. स्व-प्रेरण विद्युत सर्किट को स्विच करने वाले विद्युत उपकरणों में विद्युत स्पार्क या चाप की घटना में भी योगदान देता है। उदाहरण के लिए, चाकू स्विच (छवि 64, बी) के संपर्क खोलने के समय, परिणामी ई। डी.एस. स्व-प्रेरण स्विच के खुले संपर्कों के बीच संभावित अंतर को बहुत बढ़ा देता है और हवा के अंतराल से टूट जाता है। परिणामी विद्युत चाप कुछ समय के लिए बनाए रखा जाता है e. डी.एस. स्व-प्रेरण, जो इस प्रकार सर्किट में करंट को बंद करने की प्रक्रिया में देरी करता है। यह घटना अत्यधिक अवांछनीय है, क्योंकि चाप डिस्कनेक्ट करने वाले उपकरणों के संपर्कों को पिघला देता है, जिससे उनकी तेजी से विफलता होती है। इसलिए, विद्युत सर्किट खोलने के लिए उपयोग किए जाने वाले सभी उपकरणों में, चाप विलुप्त होने के त्वरण को सुनिश्चित करने के लिए विशेष चाप बुझाने वाले उपकरण प्रदान किए जाते हैं।

इसके अलावा, महत्वपूर्ण अधिष्ठापन (उदाहरण के लिए, जनरेटर की उत्तेजना वाइंडिंग) के साथ पावर सर्किट में, एक डिस्चार्ज रेसिस्टर आर पी आर-एल सर्किट (यानी, संबंधित वाइंडिंग) (छवि 65, ए) के समानांतर जुड़ा हुआ है। इस मामले में, स्विच बी 1 को बंद करने के बाद, आर-एल सर्किट बाधित नहीं होता है, लेकिन रोकनेवाला आर पी के लिए बंद हो जाता है। सर्किट में करंट मैं तुरंत नहीं घटता, बल्कि धीरे-धीरे - घातीय रूप से (चित्र। 65.6), क्योंकि ई। डी.एस. स्व-प्रेरण ई एल, अधिष्ठापन एल में उत्पन्न होने से, वर्तमान को घटने से रोकता है। डिस्चार्ज रेसिस्टर के आर-पार वोल्टेज यूपी भी वर्तमान परिवर्तन प्रक्रिया के दौरान तेजी से बदलता है। यह आर-एल सर्किट पर लागू वोल्टेज के बराबर है, अर्थात, संबंधित के टर्मिनलों पर

वर्तमान घुमावदार। प्रारंभिक क्षण में, यू पी प्रारंभ = यूआर पी / आर, यानी, निर्वहन प्रतिरोधी के प्रतिरोध पर निर्भर करता है; आरपी के उच्च मूल्यों पर, यह वोल्टेज विद्युत अधिष्ठापन के इन्सुलेशन के लिए अत्यधिक उच्च और खतरनाक हो सकता है। व्यवहार में, परिणामी ओवरवॉल्टेज को सीमित करने के लिए, डिस्चार्ज रेसिस्टर के प्रतिरोध आर पी को संबंधित वाइंडिंग के प्रतिरोध आर के 4-8 गुना से अधिक नहीं लिया जाता है।

क्षणिक प्रक्रियाओं की घटना के लिए शर्तें।आर-एल सर्किट को चालू और बंद करते समय ऊपर चर्चा की गई प्रक्रियाओं को कहा जाता है क्षणिक प्रक्रियाएं. वे उठते हैं सर्किट के स्रोत या अलग-अलग वर्गों को चालू और बंद करते समय, साथ ही ऑपरेटिंग मोड को बदलते समय, उदाहरण के लिए, लोड, ब्रेक और शॉर्ट सर्किट में अचानक बदलाव के साथ। निर्दिष्ट परिस्थितियों में और सी की क्षमता वाले कैपेसिटर वाले सर्किट में एक ही ट्रांज़िएंट होता है। कुछ मामलों में, ट्रांज़िएंट स्रोतों और रिसीवर के लिए खतरनाक होते हैं, क्योंकि परिणामी धाराएं और वोल्टेज कई बार नाममात्र मूल्यों से अधिक हो सकते हैं जिसके लिए ये डिज़ाइन किए गए हैं। उपकरण। हालांकि, बिजली के उपकरणों के कुछ तत्वों में, विशेष रूप से औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों में, ट्रांजिस्टर ऑपरेटिंग मोड हैं।

भौतिक रूप से, क्षणिक प्रक्रियाओं की घटना को इस तथ्य से समझाया जाता है कि इंडक्टर्स और कैपेसिटर ऊर्जा भंडारण उपकरण हैं, और इन तत्वों में ऊर्जा के संचय और रिलीज की प्रक्रिया तुरंत नहीं हो सकती है, इसलिए, संधारित्र में प्रारंभ करनेवाला और वोल्टेज में वर्तमान तुरन्त नहीं बदल सकता। क्षणिक प्रक्रिया का समय, जिसके दौरान, सर्किट के ऑपरेटिंग मोड को चालू करने, बंद करने और बदलने पर, वर्तमान और वोल्टेज में एक क्रमिक परिवर्तन होता है, जो सर्किट के आर, एल और सी के मूल्यों से निर्धारित होता है। और भिन्न और सेकंड की इकाइयाँ हो सकती हैं। क्षणिक के अंत के बाद, वर्तमान और वोल्टेज नए मान प्राप्त करते हैं, जिन्हें कहा जाता है स्थापना.

सर्किट का चुंबकीय क्षेत्र, जिसमें वर्तमान ताकत बदलती है, न केवल अन्य सर्किटों में, बल्कि अपने आप में भी करंट को प्रेरित करती है। इस घटना को स्व-प्रेरण कहा जाता है।

यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया है कि परिपथ में प्रवाहित होने वाली धारा द्वारा निर्मित क्षेत्र के चुंबकीय प्रेरण वेक्टर का चुंबकीय प्रवाह इस धारा की ताकत के समानुपाती होता है:

जहां एल लूप अधिष्ठापन है। सर्किट की एक निरंतर विशेषता, जो इसके आकार और आकार के साथ-साथ उस माध्यम की चुंबकीय पारगम्यता पर निर्भर करती है जिसमें सर्किट स्थित है। [एल] = एचएन (हेनरी,

1 एच = डब्ल्यूबी / ए)।

यदि समय के दौरान dt सर्किट में करंट dI द्वारा बदल जाता है, तो इस करंट से जुड़े चुंबकीय प्रवाह dФ \u003d LdI द्वारा बदल जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप इस सर्किट में सेल्फ-इंडक्शन का एक EMF दिखाई देगा:

माइनस साइन से पता चलता है कि सेल्फ-इंडक्शन का EMF (और, परिणामस्वरूप, सेल्फ-इंडक्शन करंट) हमेशा सेल्फ-इंडक्शन के कारण होने वाली करंट स्ट्रेंथ में बदलाव को रोकता है।

स्व-प्रेरण की घटना का एक अच्छा उदाहरण बंद करने और खोलने की अतिरिक्त धाराएं हैं जो महत्वपूर्ण अधिष्ठापन के साथ विद्युत सर्किट को चालू और बंद करते समय होती हैं।

चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा

चुंबकीय क्षेत्र में संभावित ऊर्जा होती है, जो इसके गठन (या परिवर्तन) के समय सर्किट में करंट की ऊर्जा के कारण फिर से भर जाती है, जो इस मामले में क्षेत्र में बदलाव से उत्पन्न होने वाले स्व-प्रेरण ईएमएफ के खिलाफ काम करती है। .

कार्य dA एक असीम रूप से छोटी अवधि के लिए dt, जिसके दौरान स्व-प्रेरण EMF और वर्तमान I को स्थिर माना जा सकता है, बराबर:

. (5)

माइनस साइन इंगित करता है कि प्राथमिक कार्य वर्तमान द्वारा स्व-प्रेरण के ईएमएफ के खिलाफ किया जाता है। कार्य को निर्धारित करने के लिए जब वर्तमान 0 से I में बदलता है, हम दाईं ओर एकीकृत करते हैं, हम प्राप्त करते हैं:

. (6)

यह कार्य संख्यात्मक रूप से इस सर्किट से जुड़े चुंबकीय क्षेत्र की संभावित ऊर्जा ΔW p में वृद्धि के बराबर है, अर्थात A= -ΔW p।

आइए हम परिनालिका के उदाहरण का उपयोग करके चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा को इसकी विशेषताओं के रूप में व्यक्त करें। हम यह मानेंगे कि परिनालिका का चुंबकीय क्षेत्र समांगी है और मुख्य रूप से इसके अंदर स्थित है। आइए हम (5) में परिनालिका के चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण के लिए सूत्र से व्यक्त किए गए इसके मापदंडों और वर्तमान I के मूल्य के माध्यम से व्यक्त किए गए सोलनॉइड के अधिष्ठापन के मूल्य को प्रतिस्थापित करें:

, (7)

जहां एन सोलेनोइड के घुमावों की कुल संख्या है; इसकी लंबाई है; एस सोलनॉइड के आंतरिक चैनल का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है।

, (8)

प्रतिस्थापन के बाद हमारे पास है:

दोनों भागों को V से विभाजित करने पर, हम आयतन क्षेत्र ऊर्जा घनत्व प्राप्त करते हैं:

(10)

या, दिया गया है कि
हम पाते हैं
. (11)

प्रत्यावर्ती धारा

2.1 प्रत्यावर्ती धारा और इसकी मुख्य विशेषताएं

प्रत्यावर्ती धारा वह धारा है जो समय के साथ परिमाण और दिशा दोनों में परिवर्तित होती है। प्रत्यावर्ती धारा का एक उदाहरण उपभोग की गई औद्योगिक धारा है। यह धारा साइनसॉइडल है, अर्थात। इसके मापदंडों का तात्कालिक मूल्य समय के साथ साइन (या कोसाइन) कानून के अनुसार बदलता है:

मैं= मैं 0 sinωt, यू = यू 0 पाप (ωt + 0)। (12)

पी एक स्थिर गति से फ्रेम (सर्किट) को घुमाकर परिवर्तनीय साइनसॉइडल करंट प्राप्त किया जा सकता है

प्रेरण के साथ एक समान चुंबकीय क्षेत्र में बी(चित्र 5)। इस मामले में, सर्किट में प्रवेश करने वाला चुंबकीय प्रवाह कानून के अनुसार बदलता है

जहाँ S समोच्च का क्षेत्रफल है, α = t समय t में फ्रेम के घूर्णन का कोण है। फ्लक्स परिवर्तन से प्रेरण ईएमएफ होता है

, (17)

जिसकी दिशा लेन्ज नियम द्वारा निर्धारित की जाती है।

इ यदि सर्किट बंद है (चित्र 5), तो इसके माध्यम से करंट प्रवाहित होता है:

. (18)

इलेक्ट्रोमोटिव बल में परिवर्तन का ग्राफ और प्रेरण वर्तमान मैंचित्र 6 में दिखाया गया है।

प्रत्यावर्ती धारा की विशेषता अवधि T, आवृत्ति = 1/T, चक्रीय आवृत्ति . है
और चरण \u003d (ωt + 0) ग्राफिक रूप से, वोल्टेज के मान और सर्किट सेक्शन में प्रत्यावर्ती धारा की ताकत को दो साइनसॉइड द्वारा दर्शाया जाएगा, जो आमतौर पर φ द्वारा चरण में स्थानांतरित किया जाता है।

प्रत्यावर्ती धारा को चिह्नित करने के लिए, वर्तमान और वोल्टेज के प्रभावी (प्रभावी) मूल्य की अवधारणाओं को पेश किया जाता है। प्रत्यावर्ती धारा शक्ति का प्रभावी मूल्य ऐसे प्रत्यक्ष धारा की ताकत है जो किसी दिए गए कंडक्टर में एक अवधि के दौरान उतनी ही गर्मी छोड़ती है जितनी वह गर्मी और एक दी गई प्रत्यावर्ती धारा को छोड़ती है।

,
. (13)

अल्टरनेटिंग करंट सर्किट (एमीटर, वोल्टमीटर) में शामिल उपकरण करंट और वोल्टेज के प्रभावी मान दिखाते हैं।

विद्युतचुंबकीय प्रेरण - चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विद्युत धाराओं का उत्पादन जो समय के साथ बदलते हैं। फैराडे और हेनरी द्वारा इस घटना की खोज ने विद्युत चुंबकत्व की दुनिया में एक निश्चित समरूपता का परिचय दिया। मैक्सवेल एक सिद्धांत में बिजली और चुंबकत्व के बारे में ज्ञान एकत्र करने में कामयाब रहे। उनके शोध ने प्रायोगिक अवलोकनों से पहले विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी। हर्ट्ज ने अपने अस्तित्व को साबित किया और मानव जाति के लिए दूरसंचार के युग की शुरुआत की।

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फैराडे के प्रयोग

फैराडे और लेनज़ कानून

विद्युत धाराएं चुंबकीय प्रभाव पैदा करती हैं। क्या चुंबकीय क्षेत्र के लिए विद्युत उत्पन्न करना संभव है? फैराडे ने पाया कि समय के साथ चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन के कारण वांछित प्रभाव उत्पन्न होते हैं।

जब एक कंडक्टर को एक वैकल्पिक चुंबकीय प्रवाह द्वारा पार किया जाता है, तो उसमें एक इलेक्ट्रोमोटिव बल प्रेरित होता है, जिससे विद्युत प्रवाह होता है। वर्तमान उत्पन्न करने वाली प्रणाली स्थायी चुंबक या विद्युत चुंबक हो सकती है।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना दो कानूनों द्वारा नियंत्रित होती है: फैराडे और लेनज़।

लेन्ज़ का नियम आपको इसकी दिशा के संबंध में इलेक्ट्रोमोटिव बल को चिह्नित करने की अनुमति देता है।

जरूरी!प्रेरित ईएमएफ की दिशा ऐसी होती है कि इससे उत्पन्न होने वाली धारा उस कारण का विरोध करती है जो इसे बनाता है।

फैराडे ने देखा कि जब सर्किट को पार करने वाली फील्ड लाइनों की संख्या तेजी से बदलती है तो प्रेरित धारा की तीव्रता बढ़ जाती है। दूसरे शब्दों में, विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का EMF सीधे गतिमान चुंबकीय प्रवाह की गति पर निर्भर करता है।

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ईएमएफ प्रेरण

प्रेरण ईएमएफ सूत्र के रूप में परिभाषित किया गया है:

ई \u003d - डीएफ / डीटी।

"-" चिन्ह दर्शाता है कि प्रेरित ईएमएफ की ध्रुवता फ्लक्स के संकेत और बदलती गति से कैसे संबंधित है।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के कानून का एक सामान्य सूत्रीकरण प्राप्त किया जाता है, जिससे विशेष मामलों के लिए अभिव्यक्ति प्राप्त की जा सकती है।

चुंबकीय क्षेत्र में तार की गति

जब लंबाई का एक तार प्रेरण बी के साथ चुंबकीय क्षेत्र में चलता है, तो इसके अंदर एक ईएमएफ प्रेरित होगा, जो इसके रैखिक वेग v के समानुपाती होगा। EMF की गणना के लिए, सूत्र का उपयोग किया जाता है:

• चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के लंबवत कंडक्टर आंदोलन के मामले में:

ई \u003d - बी एक्स एल एक्स वी;

• एक अलग कोण पर गति के मामले में α:

ई \u003d - बी एक्स एल एक्स वी एक्स पाप α।

प्रेरित ईएमएफ और करंट को उस दिशा में निर्देशित किया जाएगा जो हम दाहिने हाथ के नियम का उपयोग करते हुए पाते हैं: अपने हाथ को चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं के लंबवत रखकर और अपने अंगूठे को कंडक्टर की दिशा में इंगित करके, आप ईएमएफ की दिशा का पता लगा सकते हैं शेष चार सीधी उंगलियां।

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एमपी में एक तार चल रहा है

घूर्णन कुंडल

विद्युत ऊर्जा जनरेटर का संचालन एमपी में सर्किट के रोटेशन पर आधारित होता है, जिसमें एन मोड़ होते हैं।

EMF विद्युत परिपथ में प्रेरित होता है जब भी चुंबकीय प्रवाह इसे पार करता है, चुंबकीय प्रवाह की परिभाषा के अनुसार = B x S x cos α (चुंबकीय प्रेरण सतह क्षेत्र से गुणा किया जाता है जिसके माध्यम से MP गुजरता है, और कोसाइन वेक्टर बी और विमान एस के लंबवत रेखा द्वारा गठित कोण)।

यह इस सूत्र से निकलता है कि F निम्नलिखित मामलों में परिवर्तन के अधीन है:

• एमएफ परिवर्तन की तीव्रता - वेक्टर बी;
• समोच्च से घिरा क्षेत्र बदलता रहता है;
• उनके बीच अभिविन्यास, कोण द्वारा दिया गया, बदल जाता है।

फैराडे के पहले प्रयोगों में, चुंबकीय क्षेत्र बी को बदलकर प्रेरित धाराएं प्राप्त की गईं। हालांकि, चुंबक को स्थानांतरित किए बिना या वर्तमान को बदले बिना ईएमएफ को प्रेरित करना संभव है, लेकिन चुंबकीय क्षेत्र में अपनी धुरी के चारों ओर कॉइल को घुमाकर। इस मामले में, कोण α में परिवर्तन के कारण चुंबकीय प्रवाह बदल जाता है। कॉइल, रोटेशन के दौरान, एमपी की रेखाओं को पार करती है, एक ईएमएफ उत्पन्न होता है।

यदि कुंडल समान रूप से घूमता है, तो इस आवधिक परिवर्तन के परिणामस्वरूप चुंबकीय प्रवाह में आवधिक परिवर्तन होता है। या प्रति सेकंड पार की गई एमएफ लाइनों की संख्या समान समय अंतराल के साथ समान मान लेती है।

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एमपी . में कंटूर रोटेशन

जरूरी!प्रेरित ईएमएफ समय के साथ सकारात्मक से नकारात्मक और इसके विपरीत अभिविन्यास के साथ बदलता है। EMF का चित्रमय प्रतिनिधित्व एक साइनसॉइडल रेखा है।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के ईएमएफ के सूत्र के लिए, अभिव्यक्ति का उपयोग किया जाता है:

ई \u003d बी एक्स ω एक्स एस एक्स एन एक्स पाप ωt, जहां:

• एस एक मोड़ या फ्रेम द्वारा सीमित क्षेत्र है;
• एन घुमावों की संख्या है;
• ω कोणीय वेग है जिसके साथ कुंडल घूमता है;
• बी - एमएफ प्रेरण;
• कोण α = t।

व्यवहार में, अल्टरनेटर में, अक्सर कुंडल स्थिर (स्टेटर) रहता है और विद्युत चुंबक इसके (रोटर) घूमता है।

ईएमएफ स्व-प्रेरण

जब एक प्रत्यावर्ती धारा कुंडली से गुजरती है, तो यह एक प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है, जिसमें एक परिवर्तित चुंबकीय प्रवाह होता है जो एक ईएमएफ उत्पन्न करता है। इस प्रभाव को स्व-प्रेरण कहा जाता है।

चूँकि MP धारा की तीव्रता के समानुपाती होता है, तो:

जहां एल इंडक्शन (एच) है, जो ज्यामितीय मात्राओं द्वारा निर्धारित किया जाता है: प्रति यूनिट लंबाई में घुमावों की संख्या और उनके क्रॉस सेक्शन के आयाम।

प्रेरण ईएमएफ के लिए, सूत्र रूप लेता है:

ई \u003d - एल एक्स डीआई / डीटी।

पारस्परिक प्रेरण

यदि दो कॉइल अगल-बगल स्थित हैं, तो उनमें परस्पर प्रेरण का एक ईएमएफ प्रेरित होता है, जो दोनों सर्किटों की ज्यामिति और एक दूसरे के सापेक्ष उनके अभिविन्यास पर निर्भर करता है। जब परिपथों का पृथक्करण बढ़ता है, तो पारस्परिक प्रेरकत्व कम हो जाता है, क्योंकि उन्हें जोड़ने वाला चुंबकीय प्रवाह कम हो जाता है।

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पारस्परिक प्रेरण

दो कुंडल होने दें। N1 टर्न के साथ एक कॉइल के तार के माध्यम से, करंट I1 प्रवाहित होता है, जिससे N2 टर्न के साथ कॉइल से गुजरने वाला MF बनता है। फिर:

1. पहले के सापेक्ष दूसरे कुंडल का पारस्परिक अधिष्ठापन:

एम21 = (एन2 एक्स एफ21)/आई1;

1. चुंबकीय प्रवाह:

F21 = (M21/N2) x I1;

1. प्रेरित ईएमएफ खोजें:

E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt;

1. EMF पहले कॉइल में समान रूप से प्रेरित होता है:

E1 = - M12 x dI2/dt;

जरूरी!एक कुण्डली में परस्पर प्रेरकत्व के कारण उत्पन्न विद्युत वाहक बल हमेशा दूसरी कुण्डली में विद्युत धारा में परिवर्तन के समानुपाती होता है।

पारस्परिक अधिष्ठापन के बराबर माना जा सकता है:

एम12 = एम21 = एम.

तदनुसार, E1 = - M x dI2/dt और E2 = M x dI1/dt।

एम = के (एल1 एक्स एल2),

जहां K दो अधिष्ठापन के बीच युग्मन गुणांक है।

पारस्परिक अधिष्ठापन की घटना का उपयोग ट्रांसफार्मर में किया जाता है - विद्युत उपकरण जो आपको एक वैकल्पिक विद्युत प्रवाह के वोल्टेज के मूल्य को बदलने की अनुमति देते हैं। डिवाइस में एक कोर के चारों ओर दो कॉइल घाव होते हैं। पहले वाले में मौजूद करंट चुंबकीय सर्किट में एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र और दूसरे कॉइल में एक विद्युत प्रवाह बनाता है। यदि पहली वाइंडिंग के फेरों की संख्या दूसरे की तुलना में कम है, तो वोल्टेज बढ़ता है और इसके विपरीत।

आत्म प्रेरण

प्रत्येक कंडक्टर जिसके माध्यम से बिजली प्रवाहित होती है। करंट अपने चुंबकीय क्षेत्र में है।

जब कंडक्टर में करंट की ताकत बदल जाती है, तो एम.फील्ड बदल जाता है, यानी। इस धारा द्वारा निर्मित चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन होता है। चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन एक भंवर एल के उद्भव की ओर जाता है। सर्किट में फील्ड और इंडक्शन ईएमएफ दिखाई देता है।





इस घटना को स्व-प्रेरण कहा जाता है।
स्व-प्रेरण - ईमेल में ईएमएफ प्रेरण की घटना की घटना। सर्किट वर्तमान ताकत में बदलाव के परिणामस्वरूप।
परिणामी ईएमएफ कहा जाता है ईएमएफ स्व-प्रेरण

सर्किट बंद करना





एल में बंद करते समय। सर्किट में करंट बढ़ता है, जिससे कॉइल में चुंबकीय प्रवाह में वृद्धि होती है, एक भंवर विद्युत उत्पन्न होती है। वर्तमान के खिलाफ निर्देशित क्षेत्र, अर्थात। स्व-प्रेरण का एक ईएमएफ कॉइल में होता है, जो सर्किट में करंट को बढ़ने से रोकता है (भंवर क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों को धीमा कर देता है)।
नतीजतन L1 बाद में रोशनी करता है, L2 की तुलना में।

खुला सर्किट





जब विद्युत परिपथ खोला जाता है, तो धारा कम हो जाती है, कुंडल में m. प्रवाह में कमी होती है, एक भंवर विद्युत क्षेत्र प्रकट होता है, जो एक धारा की तरह निर्देशित होता है (उसी वर्तमान शक्ति को बनाए रखने की प्रवृत्ति), अर्थात। कॉइल में एक सेल्फ-इंडक्टिव ईएमएफ दिखाई देता है, जो सर्किट में करंट को बनाए रखता है।
नतीजतन, एल बंद होने पर तेज चमकता है।

निष्कर्ष

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, सर्किट बंद होने पर (विद्युत प्रवाह धीरे-धीरे बढ़ता है) और जब सर्किट खोला जाता है (विद्युत प्रवाह तुरंत गायब नहीं होता है) स्वयं-प्रेरण की घटना स्वयं प्रकट होती है।

स्व-प्रेरण का EMF किस पर निर्भर करता है?

ईमेल करंट अपना चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण (Ф ~ बी) के समानुपाती होता है, प्रेरण कंडक्टर में वर्तमान ताकत के समानुपाती होता है
(बी ~ आई), इसलिए चुंबकीय प्रवाह वर्तमान ताकत (Ф ~ आई) के समानुपाती होता है।
स्व-प्रेरण का ईएमएफ ईमेल में वर्तमान ताकत में परिवर्तन की दर पर निर्भर करता है। सर्किट, कंडक्टर के गुणों से
(आकार और आकार) और उस माध्यम की सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता पर जिसमें कंडक्टर स्थित है।
कंडक्टर के आकार और आकार पर और उस वातावरण पर जिसमें कंडक्टर स्थित है, स्व-प्रेरण ईएमएफ की निर्भरता को दर्शाने वाली भौतिक मात्रा को स्व-प्रेरण गुणांक या अधिष्ठापन कहा जाता है।





अधिष्ठापन - भौतिक। एक मान संख्यात्मक रूप से स्व-प्रेरण के ईएमएफ के बराबर होता है जो सर्किट में होता है जब वर्तमान ताकत 1 सेकंड में 1 एम्पीयर से बदल जाती है।
इसके अलावा, अधिष्ठापन की गणना सूत्र द्वारा की जा सकती है:

जहां एफ सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह है, मैं सर्किट में वर्तमान ताकत है।

अधिष्ठापन इकाइयांएसआई प्रणाली में:

कुण्डली का अधिष्ठापन निर्भर करता है :
घुमावों की संख्या, कुंडल का आकार और आकार, और माध्यम की सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता
(संभावित कोर)।

स्व-प्रेरण का ईएमएफ सर्किट चालू होने पर वर्तमान ताकत में वृद्धि और सर्किट खोलने पर वर्तमान ताकत में कमी को रोकता है।

करंट वाले कंडक्टर के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र होता है जिसमें ऊर्जा होती है।
यह कहां से आता है? एल में शामिल वर्तमान स्रोत। श्रृंखला, ऊर्जा का भंडार है।
ईमेल बंद करते समय। सर्किट में, वर्तमान स्रोत स्वयं-प्रेरण के उभरते ईएमएफ की कार्रवाई को दूर करने के लिए अपनी ऊर्जा का हिस्सा खर्च करता है। ऊर्जा का यह हिस्सा, जिसे करंट की सेल्फ-एनर्जी कहा जाता है, चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण में जाता है।

चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा है खुद की वर्तमान ऊर्जा।
करंट की स्व-ऊर्जा संख्यात्मक रूप से उस कार्य के बराबर होती है जो सर्किट में करंट बनाने के लिए सेल्फ-इंडक्शन EMF को दूर करने के लिए करंट सोर्स को करना चाहिए।

विद्युत धारा द्वारा निर्मित चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा धारा की शक्ति के वर्ग के सीधे आनुपातिक होती है।
धारा के रुकने के बाद चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा कहाँ गायब हो जाती है? - बाहर खड़ा है (जब पर्याप्त रूप से बड़े करंट वाला सर्किट खोला जाता है, तो एक चिंगारी या चाप हो सकता है)

सत्यापन कार्य के लिए प्रश्न
"विद्युत चुम्बकीय प्रेरण" विषय पर

1. प्रेरण धारा प्राप्त करने के 6 तरीकों की सूची बनाएं। 2. विद्युत चुम्बकीय प्रेरण (परिभाषा) की घटना। 3. लेन्ज का नियम। 4. चुंबकीय प्रवाह (परिभाषा, ड्राइंग, सूत्र, आने वाली मात्रा, उनकी माप की इकाइयाँ)। 5. विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम (परिभाषा, सूत्र)। 6. भंवर विद्युत क्षेत्र के गुण। 7. एक समान चुंबकीय क्षेत्र में गतिमान कंडक्टर के प्रेरण का EMF (उपस्थिति, आरेखण, सूत्र, इनपुट मान, उनकी माप की इकाइयाँ) का कारण। 7. स्व-प्रेरण (इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में संक्षिप्त अभिव्यक्ति, परिभाषा)। 8. स्व-प्रेरण का ईएमएफ (इसकी क्रिया और सूत्र)। 9. अधिष्ठापन (परिभाषा, सूत्र, माप की इकाइयाँ)। 10. धारा के चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा (वह सूत्र जहाँ से धारा के m. क्षेत्र की ऊर्जा आती है, जहाँ धारा के रुकने पर यह लुप्त हो जाती है)।

जब सर्किट में करंट बदलता है, तो इस सर्किट से बंधी सतह के माध्यम से चुंबकीय प्रेरण का प्रवाह बदल जाता है, चुंबकीय प्रेरण के प्रवाह में परिवर्तन से आत्म-प्रेरण के ईएमएफ की उत्तेजना होती है। ईएमएफ की दिशा इस प्रकार निकलती है कि जब सर्किट में करंट बढ़ता है, तो ईएमएफ करंट में वृद्धि को रोकता है, और जब करंट कम होता है, तो इसे घटने से रोकता है।

EMF का परिमाण वर्तमान ताकत के परिवर्तन की दर के समानुपाती होता है मैंऔर पाश अधिष्ठापन ली :

.

ईएमएफ स्रोत वाले विद्युत परिपथ में स्व-प्रेरण की घटना के कारण, जब परिपथ बंद हो जाता है, तो धारा तुरंत स्थापित नहीं होती है, लेकिन कुछ समय बाद। इसी तरह की प्रक्रियाएं तब होती हैं जब सर्किट खोला जाता है, जबकि स्व-प्रेरण ईएमएफ का मूल्य स्रोत ईएमएफ से काफी अधिक हो सकता है। सामान्य जीवन में अक्सर इसका उपयोग कार इग्निशन कॉइल्स में किया जाता है। 12V बैटरी वोल्टेज पर विशिष्ट स्व-प्रेरण वोल्टेज 7-25kV है।

विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010.

देखें कि "ईएमएफ ऑफ सेल्फ-इंडक्शन" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

ईएमएफ स्व-प्रेरण- - [हां। एन। लुगिंस्की, एम.एस. फ़ज़ी ज़िलिंस्काया, यू.एस. कबीरोव। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और पावर इंजीनियरिंग का अंग्रेजी रूसी शब्दकोश, मॉस्को, 1999] इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में विषय, बुनियादी अवधारणाएं एन स्व प्रेरित ईएमएफफैराडे वोल्टेजइंडक्शन वोल्टेजसेल्फ इंडक्शन ... ...

यह एक प्रवाहकीय परिपथ में प्रेरण के EMF के घटित होने की घटना है जब परिपथ से प्रवाहित धारा में परिवर्तन होता है। जब सर्किट में करंट बदलता है, तो इस सर्किट से घिरी सतह से चुंबकीय प्रवाह भी आनुपातिक रूप से बदल जाता है। बदलें ... ... विकिपीडिया

- (अक्षांश से। प्रेरक मार्गदर्शन, प्रेरणा), एक मूल्य जो चुंबकीय की विशेषता है। सेंट वीए इलेक्ट्रिक। जंजीरें एक प्रवाहकीय परिपथ में प्रवाहित धारा आसपास के दाहिनी ओर एक चुंबक बनाती है। क्षेत्र, और चुंबकीय प्रवाह एफ, सर्किट में घुसना (इससे जुड़ा हुआ), सही है ... ... भौतिक विश्वकोश

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