कक्षा IX के लिए भौतिकी की पाठ्यपुस्तक प्रश्न में कानून की खोज के इतिहास में एक संक्षिप्त भ्रमण प्रदान करती है। समीक्षा पूरक होनी चाहिए। हम बात कर रहे हैं प्रकृति के एक मूलभूत नियम की, और बनने की प्रक्रिया में आपको इसके सभी पहलुओं को प्रकट करना होगा। फैराडे की कानून की खोज की प्रक्रिया की कहानी विशेष रूप से शिक्षाप्रद है, और यहाँ खाली समय की कोई आवश्यकता नहीं है।
माइकल फैराडे का जन्म 1791 में लंदन के आसपास एक लोहार के परिवार में हुआ था। उनके पिता के पास उनकी पढ़ाई के लिए पैसे नहीं थे, और 13 साल की उम्र में फैराडे को बुकबाइंडिंग का अध्ययन शुरू करने के लिए मजबूर किया गया था। सौभाग्य से, वह एक किताबों की दुकान के मालिक से मिल गया। जिज्ञासु लड़का उत्सुकता से पढ़ता है, आसान साहित्य नहीं। वह एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका में प्राकृतिक विज्ञान के लेखों से आकर्षित हुए, उन्होंने रसायन विज्ञान पर मंगल के प्रवचन का अध्ययन किया। 1811 में, फैराडे ने लंदन के जाने-माने शिक्षक टैटम द्वारा भौतिकी पर सार्वजनिक व्याख्यान में भाग लेना शुरू किया।
फैराडे के जीवन में महत्वपूर्ण मोड़ 1812 था। किताबों की दुकान के मालिक के एक ग्राहक, रॉयल इंस्टीट्यूट, डांस के एक सदस्य ने सिफारिश की कि युवक प्रसिद्ध रसायनज्ञ गैमफ़्रन डेवी के व्याख्यान को सुनें। फैराडे ने अच्छी सलाह का पालन किया; वह उत्सुकता से सुनता था और ध्यान से नोट्स लेता था। उसी नृत्य की सलाह पर, उन्होंने नोट्स को संसाधित किया और उन्हें शोध कार्य के अवसर के लिए अनुरोध जोड़ते हुए डेवी को भेज दिया। 1813 में, फैराडे को रॉयल इंस्टीट्यूट की रासायनिक प्रयोगशाला में प्रयोगशाला सहायक के रूप में नौकरी मिली, जिसका नेतृत्व डेवी ने किया था।
शुरुआत में, फैराडे एक रसायनज्ञ है। वह जल्दी से स्वतंत्र रचनात्मकता का मार्ग अपनाता है, और देवी के गौरव को अक्सर छात्र की सफलता से भुगतना पड़ता है। 1820 में, फैराडे ने ओर्स्टेड की खोज के बारे में सीखा, और तब से उनके विचारों ने बिजली और चुंबकत्व को अवशोषित कर लिया है। उन्होंने अपना प्रसिद्ध प्रयोगात्मक शोध शुरू किया, जिससे शारीरिक सोच का परिवर्तन हुआ। 1823 में, फैराडे को रॉयल सोसाइटी ऑफ़ लंदन का सदस्य चुना गया, और फिर रॉयल इंस्टीट्यूट के भौतिक और रासायनिक प्रयोगशालाओं के निदेशक नियुक्त किए गए। इन प्रयोगशालाओं की दीवारों के भीतर सबसे बड़ी खोजें की गईं। फैराडे का जीवन, बाहरी रूप से नीरस, अपने रचनात्मक तनाव में प्रहार कर रहा है। यह तीन-खंड के काम "बिजली पर प्रायोगिक अनुसंधान" से प्रमाणित होता है, जो एक प्रतिभा के रचनात्मक पथ को कदम से कदम दर्शाता है।
1820 में, फैराडे ने एक मौलिक रूप से नई समस्या पेश की: "चुंबकत्व को बिजली में बदलने के लिए।" यह धाराओं की चुंबकीय क्रिया की खोज के तुरंत बाद हुआ था। ओर्स्टेड के प्रयोग में, विद्युत धारा चुंबक पर कार्य करती है। चूंकि, फैराडे के अनुसार, प्रकृति की सभी शक्तियां परस्पर परिवर्तनीय हैं, इसके विपरीत, चुंबकीय बल द्वारा विद्युत प्रवाह को उत्तेजित करना संभव है।
फैराडे गैसों का द्रवीकरण करता है, सूक्ष्म रासायनिक विश्लेषण करता है, पदार्थों के नए रासायनिक गुणों की खोज करता है। लेकिन उसका दिमाग लगातार इस समस्या में उलझा रहता है। 1822 में, उन्होंने वर्तमान प्रवाह के कारण "राज्य" का पता लगाने के प्रयास का वर्णन किया: "प्रतिबिंब द्वारा दीपक से प्रकाश की किरण का ध्रुवीकरण करने के लिए और यह पता लगाने की कोशिश करें कि क्या कांच के बर्तन में वोल्टाइक बैटरी के ध्रुवों के बीच स्थित पानी होगा। एक विध्रुवण प्रभाव है ..." फैराडे को उम्मीद थी कि इस प्रकार वर्तमान के गुणों के बारे में कुछ जानकारी प्राप्त होगी। लेकिन अनुभव ने कुछ नहीं दिया। इसके बाद 1825 आता है। फैराडे ने "इलेक्ट्रोमैग्नेटिक करंट (चुंबक के प्रभाव में)" लेख प्रकाशित किया, जिसमें उन्होंने निम्नलिखित विचार व्यक्त किए। यदि चुंबक पर करंट कार्य करता है, तो उसे एक प्रतिक्रिया का अनुभव करना चाहिए। "विभिन्न कारणों से," फैराडे लिखते हैं, "यह धारणा बनाई गई थी कि एक मजबूत चुंबक के ध्रुव के दृष्टिकोण से विद्युत प्रवाह कम हो जाएगा।" और वह एक ऐसे अनुभव का वर्णन करता है जो इस विचार को साकार करता है।
28 नवंबर, 1825 की एक डायरी में इसी तरह के अनुभव का वर्णन किया गया है। गैल्वेनिक सेल की बैटरी को एक तार से जोड़ा गया था। इस तार के समानांतर एक और तार था (तारों को कागज की एक दोहरी परत द्वारा अलग किया गया था), जिसके सिरे गैल्वेनोमीटर से जुड़े थे। फैराडे इस तरह तर्क करने लगे। यदि धारा एक विद्युत द्रव की गति है और यह गति एक स्थायी चुंबक पर कार्य करती है - धाराओं का एक सेट (एम्पीयर की परिकल्पना के अनुसार), तो एक कंडक्टर में गतिमान तरल को दूसरे में गतिहीन करना चाहिए, और गैल्वेनोमीटर करंट को ठीक करना चाहिए। पहला प्रयोग प्रस्तुत करते समय फैराडे ने जिन "विभिन्न विचारों" के बारे में लिखा था, वे एक ही बात पर उबल पड़े, केवल एक स्थायी चुंबक के आणविक धाराओं से एक कंडक्टर में चलने वाले विद्युत द्रव की प्रतिक्रिया की उम्मीद की गई थी। लेकिन प्रयोगों ने नकारात्मक परिणाम दिए।
समाधान 1831 में आया, जब फैराडे ने सुझाव दिया कि प्रेरण और गैर-स्थिर प्रक्रिया के साथ होना चाहिए। यह मुख्य विचार था जिसके कारण विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना की खोज हुई।
यह संभव है कि अमेरिका से प्राप्त एक संदेश ने उसे वर्तमान को बदलने के विचार की ओर मुड़ने के लिए मजबूर किया। यह खबर अमेरिकी भौतिक विज्ञानी जोसेफ हेनरी (1797 - 1878) से आई थी।
अपनी युवावस्था में, हेनरी ने न तो असाधारण क्षमता दिखाई और न ही विज्ञान में रुचि। वह गरीबी में पले-बढ़े, एक फार्महैंड, एक अभिनेता थे। फैराडे की तरह ही वह खुद को शिक्षित करते हैं। उन्होंने 16 साल की उम्र में अल्बानी अकादमी में पढ़ना शुरू किया। सात महीने में उन्होंने इतना ज्ञान हासिल कर लिया कि उन्हें एक ग्रामीण स्कूल में शिक्षक की नौकरी मिल गई। हेनरी ने तब रसायन विज्ञान के प्रोफेसर बेक के लिए व्याख्यान सहायक के रूप में काम किया। उन्होंने अकादमी में पढ़ाई के साथ काम को जोड़ा। पाठ्यक्रम पूरा करने के बाद, हेनरी को एरी नहर पर इंजीनियर और निरीक्षक नियुक्त किया गया। कुछ महीने बाद, उन्होंने अल्बानी में गणित और भौतिकी के प्रोफेसर के पद के लिए निमंत्रण स्वीकार करते हुए इस आकर्षक पद को छोड़ दिया। इस समय, अंग्रेजी आविष्कारक विलियम स्टर्जन (1783 - 1850) ने एक घोड़े की नाल के चुंबक के अपने आविष्कार पर सूचना दी, जो चार किलोग्राम वजन तक के स्टील के शरीर को उठाने में सक्षम था।
हेनरी को विद्युत चुंबकत्व में रुचि हो गई। उन्होंने तुरंत लिफ्ट को एक टन तक बढ़ाने का एक तरीका ढूंढ लिया। यह उस समय एक नई तकनीक द्वारा हासिल किया गया था: चुंबक के शरीर को इन्सुलेट करने के बजाय, तार को इन्सुलेट किया गया था। बहुपरत वाइंडिंग बनाने का एक तरीका खोजा गया है। 1831 में वापस, हेनरी ने एक इलेक्ट्रिक मोटर के निर्माण की संभावना दिखाई, एक विद्युत चुम्बकीय रिले का आविष्कार किया, और इसकी मदद से मोर्स के आविष्कार (1837 में मोर्स का टेलीग्राफ दिखाई दिया) की प्रत्याशा में, एक दूरी पर विद्युत संकेतों के संचरण का प्रदर्शन किया।
फैराडे की तरह, हेनरी ने खुद को एक चुंबक का उपयोग करके विद्युत प्रवाह प्राप्त करने का कार्य निर्धारित किया। लेकिन यह आविष्कारक की समस्या का बयान था। और खोज को नंगे अंतर्ज्ञान द्वारा निर्देशित किया गया था। यह खोज फैराडे के प्रयोगों से कुछ साल पहले हुई थी। हेनरी के प्रमुख प्रयोग की सेटिंग को चित्र 9 में दिखाया गया है। यहाँ सब कुछ वैसा ही है जैसा अब तक दिखाया गया है। केवल हम गैल्वेनिक सेल के लिए अधिक सुविधाजनक संचायक पसंद करते हैं, और टॉर्सियन बैलेंस के बजाय हम गैल्वेनोमीटर का उपयोग करते हैं।
लेकिन हेनरी ने इस अनुभव के बारे में किसी को नहीं बताया। "मुझे इसे जल्द ही छापना चाहिए था," उन्होंने अपने दोस्तों से कहा, "लेकिन मेरे पास इतना कम समय था! मैं परिणामों को किसी प्रकार की प्रणाली में लाना चाहता था।"(जोर मेरा।- पर।डी।)। और नियमित शिक्षा की कमी और इससे भी अधिक - अमेरिकी विज्ञान की उपयोगितावादी-आविष्कारक भावना ने एक बुरी भूमिका निभाई। हेनरी, निश्चित रूप से, नई खोज की गहराई और महत्व को समझ नहीं पाया और महसूस नहीं किया। अन्यथा, निश्चित रूप से, उन्होंने वैज्ञानिक दुनिया को सबसे बड़े तथ्य के बारे में सूचित किया होता। प्रेरण प्रयोगों के बारे में चुप रहते हुए, हेनरी ने तुरंत एक संदेश भेजा जब वह एक इलेक्ट्रोमैग्नेट के साथ एक पूरा टन उठाने में कामयाब रहे।
फैराडे को यही संदेश मिला। शायद यह अनुमानों की श्रृंखला में अंतिम कड़ी के रूप में कार्य करता है जिससे महत्वपूर्ण विचार होता है। 1825 के प्रयोग में दो तारों को कागज से अलग किया गया। एक प्रेरण होना चाहिए था, लेकिन प्रभाव की कमजोरी के कारण इसका पता नहीं चला। हेनरी ने दिखाया कि एक बहुपरत वाइंडिंग के उपयोग से एक इलेक्ट्रोमैग्नेट में प्रभाव बहुत बढ़ जाता है। इसलिए, यदि आगमनात्मक क्रिया को बड़ी लंबाई में प्रेषित किया जाता है, तो प्रेरण में वृद्धि होनी चाहिए। दरअसल, चुंबक धाराओं का एक संग्रह है। स्टील की छड़ में चुम्बकत्व का उत्तेजना जब एक धारा को घुमाने के माध्यम से पारित किया जाता है, तो वर्तमान द्वारा वर्तमान का प्रेरण होता है। यदि वाइंडिंग के माध्यम से धारा का मार्ग लंबा हो जाता है तो यह बढ़ जाता है।
फैराडे के तार्किक निष्कर्षों की संभावित श्रृंखला ऐसी है। यहां पहले सफल अनुभव का पूरा विवरण दिया गया है: "एक टुकड़े में दो सौ तीन फीट तांबे के तार लकड़ी के बड़े ड्रम पर घाव कर रहे थे; एक ही तार के एक और दो सौ तीन फीट पहले घुमावदार के घुमावों के बीच एक सर्पिल में रखे गए थे, धातु के संपर्क को हर जगह एक कॉर्ड के माध्यम से हटाया जा रहा था। इनमें से एक कॉइल गैल्वेनोमीटर से जुड़ी थी, और दूसरी डबल तांबे की प्लेटों के साथ चार इंच वर्ग प्लेटों के एक सौ जोड़े की अच्छी तरह से चार्ज की गई बैटरी से जुड़ी थी। जब संपर्क बंद किया गया था, गैल्वेनोमीटर पर अचानक लेकिन बहुत कमजोर कार्रवाई हुई थी, और बैटरी के साथ संपर्क खोले जाने पर भी इसी तरह की कमजोर कार्रवाई हुई थी।
यह पहला अनुभव था जिसने एक दशक की खोज के बाद सकारात्मक परिणाम दिया। फैराडे ने स्थापित किया कि जब बंद और खुलते हैं, तो विपरीत दिशाओं की प्रेरण धाराएं उत्पन्न होती हैं। फिर वह प्रेरण पर लोहे के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए आगे बढ़ता है।
“गोल बार, मुलायम लोहे से एक अंगूठी को वेल्डेड किया गया था; धातु की मोटाई सात या आठ इंच थी, और अंगूठी का बाहरी व्यास छह इंच था। इस वलय के एक भाग पर तीन कुण्डलियाँ घाव थीं, जिनमें से प्रत्येक में लगभग चौबीस फीट तांबे का तार एक-बीस इंच मोटा था। सर्पिल लोहे से और एक दूसरे से अलग थे और एक दूसरे पर आरोपित थे ... उन्हें अलग और संयोजन में इस्तेमाल किया जा सकता था; इस समूह को लेबल किया गया है लेकिन(चित्र 10)। अँगूठी के दूसरे भाग पर लगभग साठ फुट के एक ही तांबे के तार को उसी तरह से दो टुकड़ों में एक सर्पिल बनाते हुए घाव किया गया था। पर,जिसकी दिशा सर्पिलों के समान थी लेकिन,लेकिन नंगे लोहे से लगभग आधा इंच के लिए प्रत्येक छोर पर उनसे अलग हो गया था।
कुंडली परतांबे के तारों द्वारा रिंग से तीन फीट की दूरी पर रखे गैल्वेनोमीटर से जुड़ा होता है। अलग सर्पिल लेकिनअंत से अंत तक जुड़ा हुआ है ताकि एक सामान्य सर्पिल बन सके, जिसके सिरे चार वर्ग इंच की दस जोड़ी प्लेटों की बैटरी से जुड़े थे। लोहे के बिना दस गुना अधिक शक्तिशाली सर्पिल का उपयोग करते समय गैल्वेनोमीटर ने तुरंत प्रतिक्रिया व्यक्त की, और ऊपर की तुलना में बहुत अधिक दृढ़ता से प्रतिक्रिया की।
अंत में, फैराडे एक प्रयोग करते हैं जिसके साथ विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के प्रश्न की प्रस्तुति अभी भी आमतौर पर शुरू होती है। यह चित्र 9 में दर्शाए गए हेनरी के अनुभव की सटीक पुनरावृत्ति थी।
1820 में फैराडे द्वारा निर्धारित समस्या का समाधान किया गया: चुंबकत्व को बिजली में बदल दिया गया।
सबसे पहले, फैराडे करंट से करंट के इंडक्शन को अलग करता है (वह इसे "वोल्टा-इलेक्ट्रिक इंडक्शन" और मैग्नेट से करंट ("मैग्नेटो-इलेक्ट्रिक इंडक्शन") कहता है। लेकिन फिर वह दिखाता है कि सभी मामले एक सामान्य पैटर्न के अधीन हैं।
विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम ने घटना के एक और समूह को कवर किया, जिसे बाद में स्व-प्रेरण घटना का नाम मिला। फैराडे ने नई घटना को इस प्रकार कहा: "एक विद्युत प्रवाह का स्वयं पर प्रेरक प्रभाव।"
यह प्रश्न 1834 में जेनकिन द्वारा फैराडे को रिपोर्ट किए गए निम्नलिखित तथ्य के संबंध में उत्पन्न हुआ। यह तथ्य इस प्रकार था। गैल्वेनिक बैटरी की दो प्लेटों को एक छोटे तार से जोड़ा जाता है। वहीं प्रयोगकर्ता को इस तार से किसी तरकीब से बिजली का झटका नहीं लग सकता। लेकिन अगर हम तार की जगह किसी इलेक्ट्रोमैग्नेट की वाइंडिंग लें तो हर बार सर्किट को खोलने पर झटका लगता है। फैराडे ने लिखा: "उसी समय, कुछ और देखा जाता है, एक घटना जो वैज्ञानिकों को लंबे समय से ज्ञात है,अर्थात्: एक चमकीली विद्युत चिंगारी जुदाई के बिंदु पर कूदती है "(मेरे इटैलिक - वी.डी.)।
फैराडे ने इन तथ्यों की जांच शुरू की और जल्द ही घटना के कई नए पहलुओं की खोज की। उसे "प्रेरण की घटना के साथ घटना की पहचान" स्थापित करने में थोड़ा समय लगा। 1834 में फैराडे द्वारा स्व-प्रेरण की घटना की व्याख्या करने वाले प्रयोग जो अभी भी माध्यमिक और उच्च शिक्षा दोनों में प्रदर्शित किए जा रहे हैं।
स्वतंत्र रूप से, इसी तरह के प्रयोग जे। हेनरी द्वारा किए गए थे, हालांकि, प्रेरण पर प्रयोगों की तरह, उन्हें समय पर प्रकाशित नहीं किया गया था। कारण एक ही है: हेनरी को एक भौतिक अवधारणा नहीं मिली जिसमें विभिन्न रूपों की घटनाएं शामिल हों।
फैराडे के लिए, आत्म-प्रेरण एक ऐसा तथ्य था जिसने खोज के आगे के मार्ग को प्रकाशित किया। टिप्पणियों को सारांशित करते हुए, वह महान मौलिक महत्व के निष्कर्षों पर आते हैं। "इसमें कोई संदेह नहीं है कि तार के एक हिस्से में करंट उसी तार के अन्य हिस्सों पर इंडक्शन द्वारा कार्य कर सकता है जो पास में हैं ... इससे यह आभास होता है कि करंट स्वयं पर कार्य करता है।"
वर्तमान की प्रकृति को न जानते हुए, फैराडे मामले के सार को सटीक रूप से इंगित करता है: "जब वर्तमान इसके साथ-साथ एक प्रवाहकीय पदार्थ के साथ प्रेरण द्वारा कार्य करता है, तो यह संभवतः इस प्रवाहकीय पदार्थ में मौजूद बिजली पर कार्य करता है। - इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि बाद वाला करंट की स्थिति में है या गतिहीन है; पहले मामले में, यह वर्तमान को मजबूत या कमजोर करता है, दूसरे में इसकी दिशा के आधार पर, यह वर्तमान बनाता है।
विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम की गणितीय अभिव्यक्ति 1873 में मैक्सवेल द्वारा विद्युत और चुंबकत्व पर अपने ग्रंथ में दी गई थी। उसके बाद ही यह मात्रात्मक गणना का आधार बना। तो विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम को फैराडे-मैक्सवेल कानून कहा जाना चाहिए।
पद्धतिगत टिप्पणी. यह ज्ञात है कि एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र में गतिमान कंडक्टर में एक प्रेरक धारा का उत्तेजना, और एक स्थिर कंडक्टर में, जो एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र में है, उसी कानून का पालन करता है। फैराडे और मैक्सवेल के लिए, यह स्पष्ट था, क्योंकि उन्होंने ईथर में वास्तविक संरचनाओं के रूप में चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं की कल्पना की थी। जब करंट चालू और बंद होता है, या सर्किट बनाने वाले कंडक्टरों के चारों ओर करंट की ताकत बदल जाती है, तो चुंबकीय प्रेरण की रेखाएँ चलती हैं। उसी समय, वे स्वयं सर्किट को पार करते हैं, जिससे आत्म-प्रेरण की घटना होती है। यदि परिपथ के निकट कोई चालक है जिसमें परिवर्ती धारा परिवर्तनशील है, तो उसे पार करते हुए चुंबकीय प्रेरण की रेखाएं विद्युतचुंबकीय प्रेरण के EMF को उत्तेजित करती हैं।
विद्युत क्षेत्र के बल की रेखाओं का भौतिककरण और चुंबकीय प्रेरण की रेखाएं इतिहास की संपत्ति बन गई हैं। हालाँकि, बल की रेखाओं को केवल एक औपचारिक चरित्र देना एक गलती होगी। आधुनिक भौतिकी यह मानती है कि विद्युत क्षेत्र के बल की रेखा और चुंबकीय प्रेरण की रेखा उन बिंदुओं का स्थान है, जिन पर दिए गए क्षेत्र की स्थिति अन्य बिंदुओं पर राज्य से भिन्न होती है। यह राज्य वैक्टर के मूल्यों से निर्धारित होता है और इन बिंदुओं पर। जब क्षेत्र बदलता है, सदिश और परिवर्तन, तदनुसार बल की रेखाओं के विन्यास को बदलता है। क्षेत्र की स्थिति प्रकाश की गति से अंतरिक्ष में गति कर सकती है। यदि कंडक्टर उस क्षेत्र में है जिसकी स्थिति बदलती है, तो कंडक्टर में एक EMF उत्तेजित होता है।

वह मामला जब क्षेत्र स्थिर होता है और कंडक्टर इस क्षेत्र में चलता है, मैक्सवेल के सिद्धांत द्वारा वर्णित नहीं है। आइंस्टीन ने पहली बार इस पर ध्यान दिया। उनका मौलिक काम "ऑन द इलेक्ट्रोडायनामिक्स ऑफ मूविंग बॉडीज" इस बिंदु पर मैक्सवेल के सिद्धांत की अपर्याप्तता की चर्चा के साथ शुरू होता है। एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र में चलने वाले कंडक्टर में ईएमएफ उत्तेजना की घटना को विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र सिद्धांत के ढांचे में शामिल किया जा सकता है यदि इसे सापेक्षता के सिद्धांत और प्रकाश की गति की स्थिरता के सिद्धांत के साथ पूरक किया जाता है।

ओर्स्टेड और एम्पीयर की खोजों के बाद, यह स्पष्ट हो गया कि बिजली में एक चुंबकीय बल होता है। अब विद्युत पर चुंबकीय घटना के प्रभाव की पुष्टि करना आवश्यक था। फैराडे ने इस समस्या को शानदार ढंग से हल किया था।

माइकल फैराडे (1791-1867) का जन्म लंदन में हुआ था, जो इसके सबसे गरीब हिस्सों में से एक है। उनके पिता एक लोहार थे, और उनकी माँ एक काश्तकार किसान की बेटी थीं। जब फैराडे स्कूल की उम्र में पहुंचे, तो उन्हें प्राथमिक विद्यालय में भेज दिया गया। फैराडे द्वारा यहाँ लिया गया पाठ्यक्रम बहुत संकीर्ण था और केवल पढ़ना, लिखना और गिनती की शुरुआत तक ही सीमित था।

जिस घर में फैराडे परिवार रहता था, उससे कुछ कदमों की दूरी पर एक किताबों की दुकान थी, जो एक किताबों की दुकान भी थी। यह वह जगह है जहाँ फैराडे को प्राथमिक विद्यालय का पाठ्यक्रम पूरा करने के बाद, जब उनके लिए पेशा चुनने का सवाल उठा। उस समय माइकल की उम्र केवल 13 साल थी। पहले से ही अपनी युवावस्था में, जब फैराडे ने अपनी स्व-शिक्षा शुरू की थी, उन्होंने पूरी तरह से तथ्यों पर भरोसा करने और दूसरों की रिपोर्टों को अपने स्वयं के अनुभवों से सत्यापित करने का प्रयास किया।

इन आकांक्षाओं ने उनकी वैज्ञानिक गतिविधि की मुख्य विशेषताओं के रूप में जीवन भर उन पर हावी रही। फैराडे ने भौतिक और रसायन विज्ञान के साथ पहली बार परिचित होने पर एक लड़के के रूप में भौतिक और रासायनिक प्रयोग करना शुरू कर दिया। एक बार माइकल ने महान अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी हम्फ्री डेवी के एक व्याख्यान में भाग लिया।

फैराडे ने व्याख्यान का एक विस्तृत नोट बनाया, उसे बांधा और डेवी को भेज दिया। वह इतने प्रभावित हुए कि उन्होंने फैराडे को उनके साथ सचिव के रूप में काम करने की पेशकश की। जल्द ही डेवी यूरोप की यात्रा पर गया और फैराडे को अपने साथ ले गया। दो साल तक उन्होंने सबसे बड़े यूरोपीय विश्वविद्यालयों का दौरा किया।

1815 में लंदन लौटकर, फैराडे ने लंदन में रॉयल इंस्टीट्यूशन की एक प्रयोगशाला में सहायक के रूप में काम करना शुरू किया। उस समय यह दुनिया की सर्वश्रेष्ठ भौतिक प्रयोगशालाओं में से एक थी।1816 से 1818 तक फैराडे ने रसायन विज्ञान पर कई छोटे नोट्स और छोटे संस्मरण प्रकाशित किए। फैराडे का भौतिकी पर पहला काम 1818 का है।

अपने पूर्ववर्तियों के अनुभवों और अपने स्वयं के कई अनुभवों को मिलाकर सितंबर 1821 तक माइकल ने "द हिस्ट्री ऑफ द सक्सेस ऑफ इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म" छापा था। पहले से ही उस समय, उन्होंने एक धारा की क्रिया के तहत एक चुंबकीय सुई के विक्षेपण की घटना के सार की पूरी तरह से सही अवधारणा बनाई थी।

इस सफलता को हासिल करने के बाद, फैराडे ने दस साल के लिए बिजली के क्षेत्र में अपनी पढ़ाई छोड़ दी, खुद को एक अलग तरह के कई विषयों के अध्ययन के लिए समर्पित कर दिया। 1823 में, फैराडे ने भौतिकी के क्षेत्र में सबसे महत्वपूर्ण खोजों में से एक की खोज की - उन्होंने पहली बार गैस का द्रवीकरण हासिल किया, और साथ ही गैसों को तरल में परिवर्तित करने के लिए एक सरल लेकिन वैध विधि की स्थापना की। 1824 में फैराडे ने भौतिकी के क्षेत्र में कई खोज की।

अन्य बातों के अलावा, उन्होंने इस तथ्य को स्थापित किया कि प्रकाश कांच के रंग को प्रभावित करता है, इसे बदलता है। अगले वर्ष, फैराडे फिर से भौतिकी से रसायन विज्ञान की ओर मुड़ गए, और इस क्षेत्र में उनके काम का परिणाम गैसोलीन और सल्फ्यूरिक नेफ़थलीन एसिड की खोज है।

1831 में, फैराडे ने एक विशेष प्रकार के ऑप्टिकल भ्रम पर एक ग्रंथ प्रकाशित किया, जो "क्रोमोट्रोप" नामक एक सुंदर और जिज्ञासु ऑप्टिकल प्रक्षेप्य के आधार के रूप में कार्य करता था। उसी वर्ष, वैज्ञानिक "ऑन वाइब्रेटिंग प्लेट्स" का एक और ग्रंथ प्रकाशित हुआ था। इनमें से कई रचनाएँ स्वयं अपने लेखक के नाम को अमर कर सकती हैं। लेकिन फैराडे के वैज्ञानिक कार्यों में सबसे महत्वपूर्ण विद्युत चुंबकत्व और विद्युत प्रेरण के क्षेत्र में उनके शोध हैं।

कड़ाई से बोलते हुए, भौतिकी की महत्वपूर्ण शाखा, जो विद्युत चुंबकत्व और आगमनात्मक बिजली की घटनाओं का इलाज करती है, और जो वर्तमान में प्रौद्योगिकी के लिए इतना महत्वपूर्ण है, फैराडे द्वारा कुछ भी नहीं बनाया गया था।

जब तक फैराडे ने अंततः बिजली के क्षेत्र में अनुसंधान के लिए खुद को समर्पित कर दिया, तब तक यह स्थापित हो गया था कि सामान्य परिस्थितियों में, विद्युतीकृत निकाय की उपस्थिति किसी अन्य निकाय में बिजली को उत्तेजित करने के लिए इसके प्रभाव के लिए पर्याप्त है। साथ ही पता चला कि जिस तार से करंट गुजरता है और जो एक विद्युतीकृत पिंड भी है, उसका पास में रखे अन्य तारों पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

इस अपवाद के कारण क्या हुआ? यह वह प्रश्न है जिसने फैराडे को दिलचस्पी दी और जिसके समाधान ने उन्हें प्रेरण बिजली के क्षेत्र में सबसे महत्वपूर्ण खोजों की ओर अग्रसर किया। हमेशा की तरह, फैराडे ने प्रयोगों की एक श्रृंखला शुरू की जो मामले के सार को स्पष्ट करने वाले थे।

फैराडे ने एक ही लकड़ी के रोलिंग पिन पर एक दूसरे के समानांतर दो इंसुलेटेड तारों को घाव दिया। उन्होंने एक तार के सिरों को दस सेल की बैटरी से और दूसरे के सिरों को एक संवेदनशील गैल्वेनोमीटर से जोड़ा। जब पहले तार से करंट प्रवाहित किया गया,

फैराडे ने अपना सारा ध्यान गैल्वेनोमीटर की ओर लगाया, इसके दोलनों से दूसरे तार में भी करंट की उपस्थिति को नोटिस करने की उम्मीद की। हालांकि, ऐसा कुछ नहीं था: गैल्वेनोमीटर शांत रहा। फैराडे ने करंट बढ़ाने का फैसला किया और सर्किट में 120 गैल्वेनिक सेल पेश किए। नतीजा वही है। फैराडे ने इस प्रयोग को दर्जनों बार दोहराया, सभी एक ही सफलता के साथ।

उनके स्थान पर कोई अन्य व्यक्ति प्रयोगों को छोड़ देता, यह आश्वस्त होता कि तार से गुजरने वाली धारा का आसन्न तार पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। लेकिन फैराडे ने हमेशा अपने प्रयोगों और अवलोकनों से वह सब कुछ निकालने की कोशिश की जो वे दे सकते थे, और इसलिए, गैल्वेनोमीटर से जुड़े तार पर सीधा प्रभाव न पड़ने के कारण, उन्होंने साइड इफेक्ट की तलाश शुरू कर दी।

उसने तुरंत देखा कि गैल्वेनोमीटर, धारा के पूरे पारित होने के दौरान पूरी तरह से शांत रहता है, सर्किट के बिल्कुल बंद होने और इसके खुलने पर दोलन करना शुरू कर देता है। दूसरा तार भी एक करंट से उत्साहित होता है, जिसमें पहले मामले में होता है पहली धारा के विपरीत दिशा और दूसरे मामले में इसके साथ समान है और केवल एक पल तक चलती है।

प्राथमिक धाराओं के प्रभाव से उत्पन्न होने वाली इन माध्यमिक तात्कालिक धाराओं को फैराडे द्वारा आगमनात्मक कहा जाता था, और यह नाम अब तक उनके लिए संरक्षित है। तात्कालिक होने के कारण, उनकी उपस्थिति के तुरंत बाद गायब हो जाने पर, आगमनात्मक धाराओं का कोई व्यावहारिक महत्व नहीं होगा यदि फैराडे को एक सरल उपकरण (कम्यूटेटर) की मदद से लगातार बाधित करने और फिर से बैटरी से आने वाली प्राथमिक धारा का संचालन करने के लिए एक रास्ता नहीं मिला होता। पहला तार, जिसके कारण दूसरे तार में लगातार अधिक से अधिक आगमनात्मक धाराओं द्वारा उत्तेजित किया जाता है, इस प्रकार स्थिर हो जाता है। इस प्रकार, पहले से ज्ञात (घर्षण और रासायनिक प्रक्रियाओं) के अलावा, विद्युत ऊर्जा का एक नया स्रोत पाया गया - प्रेरण, और इस ऊर्जा का एक नया प्रकार - प्रेरण बिजली।

अपने प्रयोगों को जारी रखते हुए, फैराडे ने आगे पता लगाया कि एक तार का एक साधारण सन्निकटन एक बंद वक्र में दूसरे में मुड़ जाता है, जिसके साथ एक गैल्वेनिक करंट प्रवाहित होता है, जो एक तटस्थ तार में गैल्वेनिक करंट के विपरीत दिशा में एक इंडक्टिव करंट को उत्तेजित करने के लिए पर्याप्त है। एक तटस्थ तार को हटाने से उसमें एक आगमनात्मक धारा फिर से उत्तेजित हो जाती है। धारा पहले से ही उसी दिशा में है जैसे एक निश्चित तार के साथ बहने वाली गैल्वेनिक धारा, और अंत में, ये आगमनात्मक धाराएं केवल दृष्टिकोण और हटाने के दौरान उत्तेजित होती हैं गैल्वेनिक करंट के कंडक्टर को तार, और इस गति के बिना, धाराएं उत्तेजित नहीं होती हैं, भले ही तार एक दूसरे के कितने करीब हों।

इस प्रकार, एक नई घटना की खोज की गई, जो गैल्वेनिक करंट के समापन और समाप्ति के दौरान ऊपर वर्णित प्रेरण की घटना के समान थी। इन खोजों ने बदले में नए को जन्म दिया। यदि गैल्वेनिक करंट को बंद करके और रोककर एक इंडक्टिव करंट पैदा करना संभव है, तो क्या लोहे के मैग्नेटाइजेशन और डीमैग्नेटाइजेशन से वही परिणाम नहीं मिलेगा?

ओर्स्टेड और एम्पीयर के काम ने पहले ही चुंबकत्व और बिजली के बीच संबंध स्थापित कर लिया था। यह ज्ञात था कि लोहे के चारों ओर एक अछूता तार घाव होने पर एक चुंबक बन जाता है और एक गैल्वेनिक करंट उसमें से गुजरता है, और यह कि इस लोहे के चुंबकीय गुण करंट के बंद होते ही समाप्त हो जाते हैं।

इसके आधार पर, फैराडे इस तरह के प्रयोग के साथ आए: लोहे की अंगूठी के चारों ओर दो इन्सुलेटेड तार घाव हो गए; इसके अलावा, एक तार रिंग के एक आधे हिस्से के आसपास और दूसरा दूसरे के आसपास घाव कर दिया गया था। एक गैल्वेनिक बैटरी से करंट एक तार से होकर गुजरता था, और दूसरे के सिरे गैल्वेनोमीटर से जुड़े होते थे। और इसलिए, जब करंट बंद या बंद हो जाता है, और जब, परिणामस्वरूप, लोहे की अंगूठी को चुम्बकित या विचुंबकित किया जाता है, तो गैल्वेनोमीटर सुई तेजी से दोलन करती है और फिर जल्दी से रुक जाती है, अर्थात सभी समान तात्कालिक प्रेरक धाराएँ तटस्थ तार में उत्तेजित हो जाती हैं - यह समय: पहले से ही चुंबकत्व के प्रभाव में।

इस प्रकार, यहाँ पहली बार चुंबकत्व को बिजली में परिवर्तित किया गया था। इन परिणामों को प्राप्त करने के बाद, फैराडे ने अपने प्रयोगों में विविधता लाने का फैसला किया। उन्होंने लोहे की अंगूठी के बजाय लोहे की पट्टी का इस्तेमाल करना शुरू कर दिया। एक गैल्वेनिक करंट के साथ लोहे में रोमांचक चुंबकत्व के बजाय, उसने लोहे को एक स्थायी स्टील चुंबक से छूकर उसे चुम्बकित किया। परिणाम वही था: लोहे के चारों ओर लिपटे तार में, हमेशा! लोहे के चुम्बकीकरण और विचुंबकीकरण के क्षण में धारा उत्तेजित थी।

फिर फैराडे ने तार के सर्पिल में एक स्टील चुंबक पेश किया - बाद वाले के दृष्टिकोण और हटाने से तार में प्रेरण धाराएं पैदा हुईं। एक शब्द में, चुंबकत्व, आगमनात्मक धाराओं के उत्तेजना के अर्थ में, ठीक उसी तरह से काम करता है जैसे गैल्वेनिक करंट।

उस समय, 1824 में अरागो द्वारा खोजी गई एक रहस्यमय घटना में भौतिक विज्ञानी गहन रूप से व्यस्त थे और इसके बावजूद उन्हें कोई स्पष्टीकरण नहीं मिला; यह स्पष्टीकरण उस समय के ऐसे प्रख्यात वैज्ञानिकों द्वारा गहन रूप से मांगा गया था जैसे स्वयं अरागो, एम्पीयर, पॉइसन, बाबाज और हर्शल।

मामला इस प्रकार था। एक चुंबकीय सुई, स्वतंत्र रूप से लटकी हुई, जल्दी से आराम करती है यदि इसके नीचे गैर-चुंबकीय धातु का एक चक्र लाया जाता है; यदि वृत्त को फिर घूर्णी गति में रखा जाता है, तो चुंबकीय सुई उसका अनुसरण करना शुरू कर देती है।

शांत अवस्था में वृत्त और तीर के बीच थोड़ा सा भी आकर्षण या प्रतिकर्षण का पता लगाना असंभव था, जबकि वही वृत्त, जो गति में था, न केवल एक हल्का तीर, बल्कि एक भारी चुंबक भी अपने पीछे खींच लिया। यह वास्तव में चमत्कारी घटना उस समय के वैज्ञानिकों को एक रहस्यमय पहेली लग रही थी, कुछ प्राकृतिक से परे।

फैराडे ने अपने उपरोक्त आंकड़ों के आधार पर यह धारणा बनाई कि चुंबक के प्रभाव में गैर-चुंबकीय धातु का एक चक्र चुंबकीय सुई को प्रभावित करने वाली प्रेरक धाराओं द्वारा घूर्णन के दौरान परिचालित होता है और इसे चुंबक के पीछे खींचता है।

दरअसल, एक बड़े घोड़े की नाल के आकार के चुंबक के ध्रुवों के बीच सर्कल के किनारे को डालने और तार के साथ गैल्वेनोमीटर के साथ सर्कल के केंद्र और किनारे को जोड़ने से, फैराडे को सर्कल के घूर्णन के दौरान निरंतर विद्युत प्रवाह प्राप्त हुआ।

इसके बाद, फैराडे ने एक और घटना पर समझौता किया जो तब सामान्य जिज्ञासा पैदा कर रही थी। जैसा कि आप जानते हैं, यदि लोहे के बुरादे को चुंबक पर छिड़का जाता है, तो वे कुछ रेखाओं के साथ समूहीकृत हो जाते हैं, जिन्हें चुंबकीय वक्र कहते हैं। फैराडे ने इस घटना की ओर ध्यान आकर्षित करते हुए 1831 में चुंबकीय वक्रों की नींव रखी, जिसे "चुंबकीय बल की रेखाएं" नाम दिया गया, जो तब सामान्य उपयोग में आई।

इन "लाइनों" के अध्ययन ने फैराडे को एक नई खोज की ओर अग्रसर किया, यह पता चला कि आगमनात्मक धाराओं के उत्तेजना के लिए चुंबकीय ध्रुव से स्रोत का दृष्टिकोण और निष्कासन आवश्यक नहीं है। धाराओं को उत्तेजित करने के लिए, यह एक ज्ञात तरीके से चुंबकीय बल की रेखाओं को पार करने के लिए पर्याप्त है।

फैराडे के आगे के कार्यों ने आधुनिक दृष्टिकोण से, पूरी तरह से चमत्कारी चीज का चरित्र प्राप्त किया। 1832 की शुरुआत में, उन्होंने एक ऐसे उपकरण का प्रदर्शन किया जिसमें बिना चुंबक या गैल्वेनिक करंट की मदद के आगमनात्मक धाराएँ उत्तेजित होती थीं।

डिवाइस में एक तार के तार में रखी लोहे की पट्टी शामिल थी। यह उपकरण, सामान्य परिस्थितियों में, इसमें धाराओं की उपस्थिति का मामूली संकेत नहीं देता था; लेकिन जैसे ही उसे चुंबकीय सुई की दिशा के अनुरूप दिशा दी गई, तार में एक करंट उत्तेजित हो गया।

फिर फैराडे ने एक कुंडल को चुंबकीय सुई की स्थिति दी और फिर उसमें एक लोहे की पट्टी डाली: करंट फिर से उत्तेजित हो गया। इन मामलों में करंट का कारण स्थलीय चुंबकत्व था, जिसके कारण एक साधारण चुंबक या गैल्वेनिक करंट जैसी आगमनात्मक धाराएँ होती थीं। इसे और अधिक स्पष्ट रूप से दिखाने और साबित करने के लिए, फैराडे ने एक और प्रयोग किया जिसने उनके विचारों की पूरी तरह पुष्टि की।

उन्होंने तर्क दिया कि यदि गैर-चुंबकीय धातु का एक चक्र, उदाहरण के लिए, तांबा, एक ऐसी स्थिति में घूमता है जिसमें यह एक पड़ोसी चुंबक के चुंबकीय बल की रेखाओं को काटता है, एक प्रेरक धारा देता है, तो वही चक्र, की अनुपस्थिति में घूमता है एक चुंबक, लेकिन उस स्थिति में जिसमें वृत्त स्थलीय चुंबकत्व की रेखाओं को पार करेगा, उसे एक आगमनात्मक धारा भी देनी चाहिए।

और वास्तव में, एक क्षैतिज तल में घुमाए गए तांबे के घेरे ने एक आगमनात्मक धारा दी, जिससे गैल्वेनोमीटर सुई का ध्यान देने योग्य विचलन उत्पन्न हुआ। फैराडे ने 1835 में "स्वयं पर धारा के आगमनात्मक प्रभाव" की खोज के साथ विद्युत प्रेरण के क्षेत्र में अध्ययनों की एक श्रृंखला पूरी की।

उन्होंने पाया कि जब एक गैल्वेनिक करंट को बंद या खोला जाता है, तो तार में ही तात्कालिक आगमनात्मक धाराएँ उत्तेजित हो जाती हैं, जो इस करंट के लिए कंडक्टर का काम करती हैं।

रूसी भौतिक विज्ञानी एमिल ख्रीस्तोफोरोविच लेनज़ (1804-1861) ने प्रेरित धारा की दिशा निर्धारित करने के लिए एक नियम दिया। "प्रेरण धारा को हमेशा इस तरह से निर्देशित किया जाता है कि यह जो चुंबकीय क्षेत्र बनाता है वह उस गति को बाधित या धीमा कर देता है जो प्रेरण का कारण बनता है," ए.ए. कोरोबको-स्टीफानोव ने विद्युत चुम्बकीय प्रेरण पर अपने लेख में। - उदाहरण के लिए, जब कुंडल चुंबक के पास पहुंचता है, तो परिणामी आगमनात्मक धारा की दिशा ऐसी होती है कि इसके द्वारा बनाया गया चुंबकीय क्षेत्र चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के विपरीत होगा। नतीजतन, कुंडल और चुंबक के बीच प्रतिकारक बल उत्पन्न होते हैं।

लेन्ज़ का नियम ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन के नियम का पालन करता है। यदि प्रेरण धाराओं ने उनके कारण होने वाली गति को तेज कर दिया, तो काम कुछ भी नहीं से बनाया जाएगा। कुंडल स्वयं, एक छोटे से धक्का के बाद, चुंबक की ओर दौड़ता है, और साथ ही साथ प्रेरण धारा उसमें गर्मी छोड़ती है। वास्तव में इंडक्शन करंट चुंबक और कॉइल को एक साथ करीब लाने के काम के कारण बनता है।

प्रेरित धारा क्यों होती है? विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के पूर्ण गणितीय सिद्धांत के निर्माता, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जेम्स क्लर्क मैक्सवेल द्वारा विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना की गहरी व्याख्या दी गई थी।

मामले के सार को बेहतर ढंग से समझने के लिए, एक बहुत ही सरल प्रयोग पर विचार करें। तार के एक मोड़ से मिलकर बनने दें और बारी के विमान के लंबवत एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा छेद किया जाए। कॉइल में, निश्चित रूप से, एक इंडक्शन करंट होता है। मैक्सवेल ने असाधारण साहस और अप्रत्याशितता के साथ इस प्रयोग की व्याख्या की।

जब चुंबकीय क्षेत्र अंतरिक्ष में बदलता है, मैक्सवेल के अनुसार, एक प्रक्रिया उत्पन्न होती है जिसके लिए तार की कुंडली की उपस्थिति का कोई महत्व नहीं होता है। यहां मुख्य बात विद्युत क्षेत्र की बंद रिंग लाइनों की उपस्थिति है, जो बदलते चुंबकीय क्षेत्र को कवर करती है। उभरते हुए विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत, इलेक्ट्रॉन गति करने लगते हैं, और कुंडल में विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। कॉइल सिर्फ एक उपकरण है जो आपको विद्युत क्षेत्र का पता लगाने की अनुमति देता है।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना का सार यह है कि एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र हमेशा आसपास के अंतरिक्ष में बंद बल की रेखाओं के साथ एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है। ऐसे क्षेत्र को भंवर क्षेत्र कहा जाता है।

स्थलीय चुंबकत्व द्वारा निर्मित प्रेरण के क्षेत्र में अनुसंधान ने फैराडे को 1832 की शुरुआत में एक टेलीग्राफ के विचार को व्यक्त करने का अवसर दिया, जिसने तब इस आविष्कार का आधार बनाया। सामान्य तौर पर, विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की खोज बिना कारण के 19 वीं शताब्दी की सबसे उत्कृष्ट खोजों के लिए जिम्मेदार नहीं है - दुनिया भर में लाखों इलेक्ट्रिक मोटर्स और विद्युत प्रवाह जनरेटर का काम इस घटना पर आधारित है ...

सूचना का स्रोत: सैमिन डी.के. "एक सौ महान वैज्ञानिक खोजें", एम।: "वेचे", 2002।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की खोज का इतिहास। हैंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड और आंद्रे मैरी एम्पीयर की खोजों से पता चला है कि बिजली में एक चुंबकीय बल होता है। विद्युत परिघटनाओं पर चुंबकीय परिघटनाओं के प्रभाव की खोज माइकल फैराडे ने की थी। हैंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड आंद्रे मैरी एम्पीयर

माइकल फैराडे () "चुंबकत्व को बिजली में बदलो," उन्होंने 1822 में अपनी डायरी में लिखा था। अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के सिद्धांत के संस्थापक, सेंट पीटर्सबर्ग एकेडमी ऑफ साइंसेज के विदेशी मानद सदस्य (1830)।

माइकल फैराडे द्वारा किए गए प्रयोगों का विवरण एक लकड़ी के ब्लॉक पर तांबे के दो तार घाव हैं। एक तार गैल्वेनोमीटर से जुड़ा था, दूसरा एक मजबूत बैटरी से। जब सर्किट बंद किया गया था, गैल्वेनोमीटर पर अचानक लेकिन बेहद कमजोर कार्रवाई देखी गई थी, और वही कार्रवाई तब देखी गई जब करंट बंद हो गया। सर्पिलों में से एक के माध्यम से धारा के निरंतर पारित होने के साथ, गैल्वेनोमीटर सुई के विचलन का पता लगाना संभव नहीं था

माइकल फैराडे के प्रयोगों का विवरण एक अन्य प्रयोग में कॉइल के सिरों पर करंट के उछाल को दर्ज करना शामिल था, जिसके अंदर एक स्थायी चुंबक डाला गया था। फैराडे ने ऐसे फटने को "बिजली की लहरें" कहा

इंडक्शन का ईएमएफ इंडक्शन का ईएमएफ, जो करंट ("बिजली की तरंगें") के फटने का कारण बनता है, चुंबकीय प्रवाह के परिमाण पर नहीं, बल्कि इसके परिवर्तन की दर पर निर्भर करता है।

1. बाहरी क्षेत्र B के प्रेरण की रेखाओं की दिशा निर्धारित करें (वे N छोड़ कर S में प्रवेश करती हैं)। 2. निर्धारित करें कि सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह बढ़ता है या घटता है (यदि चुंबक को रिंग में धकेला जाता है, तो > 0, यदि इसे बाहर निकाला जाता है, तो 0, यदि इसे बाहर निकाला जाता है, तो 0, यदि यह निकाला जाता है, फिर 0, यदि निकाला जाता है, तो 0, यदि बढ़ाया जाता है, तो
3. आगमनात्मक धारा द्वारा निर्मित चुंबकीय क्षेत्र B की प्रेरण रेखाओं की दिशा निर्धारित करें (यदि F>0, तो रेखाएँ B और B विपरीत दिशाओं में निर्देशित होती हैं; यदि F 0 है, तो रेखाएँ B और B किस दिशा में निर्देशित हैं? विपरीत दिशाएं; यदि F 0 है, तो रेखाएँ B और B विपरीत दिशाओं में निर्देशित हैं; यदि 0, तो रेखाएँ B और B विपरीत दिशाओं में निर्देशित होती हैं; यदि Ф 0, तो रेखाएँ B और B विपरीत दिशाओं में निर्देशित होती हैं; यदि मैं

प्रश्न विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम का निर्माण करते हैं। इस कानून के संस्थापक कौन है? प्रेरित धारा क्या है और इसकी दिशा कैसे निर्धारित करें? प्रेरण के ईएमएफ का परिमाण क्या निर्धारित करता है? विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम पर किस विद्युत उपकरण के संचालन का सिद्धांत आधारित है?

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन- एक बंद सर्किट में एक विद्युत प्रवाह की घटना की घटना जिसमें चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन होता है। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की खोज 29 अगस्त, 1831 को माइकल-फैराडे ने की थी। उन्होंने पाया कि एक बंद संवाहक सर्किट में होने वाला इलेक्ट्रोमोटिव बल (EMF) इस सर्किट से घिरी सतह के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के समानुपाती होता है। इलेक्ट्रोमोटिव बल का परिमाण इस बात पर निर्भर नहीं करता है कि फ्लक्स में परिवर्तन किस कारण से होता है - चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन या चुंबकीय क्षेत्र में सर्किट (या इसका हिस्सा) की गति। इस ईएमएफ के कारण होने वाले विद्युत प्रवाह को इंडक्शन करंट कहा जाता है।

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  फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार (एसआई में):

  E = - d Φ B d t (\displaystyle (\mathcal (E))=-((d\Phi _(B)) \over dt))- इलेक्ट्रोमोटिव-बल एक मनमाने ढंग से चुने हुए समोच्च के साथ अभिनय करता है, = ∬ S B → ⋅ d S → , (\displaystyle =\iint \limits _(S)(\vec (B))\cdot d(\vec (S)))- इस समोच्च से घिरी सतह के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह।

  सूत्र में ऋण चिह्न दर्शाता है लेन्ज़ का नियम, जिसका नाम रूसी भौतिक विज्ञानी ई. ख. लेन्ज़ के नाम पर रखा गया है:

  एक बंद संवाहक सर्किट में होने वाली आगमनात्मक धारा की दिशा ऐसी होती है कि यह जो चुंबकीय क्षेत्र बनाता है वह उस चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन का प्रतिकार करता है जो इस धारा का कारण बनता है।

  एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र में एक कुंडल के लिए, फैराडे का नियम निम्नानुसार लिखा जा सकता है:

  E = − N d Φ B d t = − d d t (\displaystyle (\mathcal (E))=-N((d\Phi _(B)) \over dt)=-((d\Psi ) \over डीटी)) ई (\displaystyle (\mathcal (ई)))- विद्युत प्रभावन बल, एन (\ डिस्प्लेस्टाइल एन)- घुमावों की संख्या, Φ बी (\displaystyle \Phi _(B))- एक मोड़ के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह, (\displaystyle \psi )- कॉइल फ्लक्स लिंकेज।

  वेक्टर आकार

  फैराडे के नियम को विभेदक रूप में इस प्रकार लिखा जा सकता है:

  सड़ांध ई → = - ∂ बी → ∂ टी (\displaystyle \operatorname (रोट) \,(\vec (ई))=-(\partial (\vec (B)) \over \partial t))(एसआई प्रणाली में) सड़ांध ई → = - 1 सी ∂ बी → ∂ टी (\displaystyle \operatorname (रोट) \,(\vec (ई))=-(1 \over c)(\partial (\vec (B)) \over \ आंशिक टी))(जीएचएस प्रणाली में)।

  अभिन्न रूप में (समकक्ष):

  ∮ S ⁡ E → ⋅ d l → = - ∂ t ∫ S B → d s → (\displaystyle \oint _(\partial S)(\vec (E))\cdot (\vec (dl))=-( \ आंशिक \ से अधिक \ आंशिक टी) \ int _ (एस) (\ vec (बी)) \ cdot (\ vec (डीएस)))(एसआई) ∂ S ⁡ E → ⋅ d l → = − 1 c ∂ ∂ t ∫ S B → d s → (\displaystyle \oint _(\partial S)(\vec (E))\cdot (\vec (dl))= -(1 \ से अधिक सी) (\ आंशिक \ से अधिक \ आंशिक टी) \ int _ (एस) (\ vec (बी)) \ cdot (\ vec (डीएस)))(जीएचएस)

  यहां ई → (\displaystyle (\vec (ई)))- तीव्रता विद्युत क्षेत्र, बी → (\displaystyle (\vec (बी)))- चुंबकीय प्रेरण , एस (\डिस्प्लेस्टाइल एस\ )- एक मनमाना सतह, - इसकी सीमा। एकीकरण समोच्च ∂ एस (\displaystyle \आंशिक एस)अचल (अचल) माना जाता है।

  यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस रूप में फैराडे का नियम, स्पष्ट रूप से, ईएमएफ के केवल उस हिस्से का वर्णन करता है जो तब होता है जब सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह समय के साथ क्षेत्र में परिवर्तन के कारण बदलता है (चलती) सर्किट की सीमाओं को बदले बिना (बाद वाले को ध्यान में रखते हुए नीचे देखें)।

  यदि, कहें, चुंबकीय क्षेत्र स्थिर है, और समोच्च सीमाओं के आंदोलन के कारण चुंबकीय प्रवाह बदलता है (उदाहरण के लिए, इसके क्षेत्र में वृद्धि के साथ), तो उभरता हुआ ईएमएफ उन बलों द्वारा उत्पन्न होता है जो सर्किट पर चार्ज करते हैं (कंडक्टर में) और लोरेंत्ज़ बल चुंबकीय क्षेत्र की सीधी क्रिया द्वारा उत्पन्न (समोच्च के साथ) आवेशों पर उत्पन्न होता है। साथ ही, समानता E = - d Φ / d t (\displaystyle (\mathcal (E))=-((d\Phi )/dt))देखा जाना जारी है, लेकिन बाईं ओर का EMF अब कम नहीं हुआ है E → ⋅ d l → (\displaystyle \oint (\vec (E))\cdot (\vec (dl)))(जो इस विशेष उदाहरण में आम तौर पर शून्य के बराबर है)। सामान्य स्थिति में (जब चुंबकीय क्षेत्र समय के साथ बदलता है और सर्किट चलता है या आकार बदलता है), अंतिम सूत्र भी सत्य है, लेकिन इस मामले में बाईं ओर ईएमएफ ऊपर वर्णित दोनों शब्दों का योग है (अर्थात, यह आंशिक रूप से भंवर विद्युत क्षेत्र द्वारा, और आंशिक रूप से लोरेंत्ज़ बल और गतिमान कंडक्टर की प्रतिक्रिया बल द्वारा उत्पन्न होता है)।

  संभावित रूप

  चुंबकीय क्षेत्र को सदिश विभव के रूप में व्यक्त करते समय, फैराडे का नियम रूप लेता है:

  E → = - ∂ A → t (\displaystyle (\vec (E))=-(\partial (\vec (A)) \over \partial t))(एक क्षुद्र क्षेत्र की अनुपस्थिति में, अर्थात, जब विद्युत क्षेत्र पूरी तरह से केवल चुंबकीय में परिवर्तन से उत्पन्न होता है, अर्थात विद्युत चुम्बकीय प्रेरण)।

  सामान्य स्थिति में, जब इरोटेशनल (उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोस्टैटिक) क्षेत्र को ध्यान में रखा जाता है, तो हमारे पास होता है:

  ई → = - ∇ φ - ∂ ए → टी (\displaystyle (\vec (ई))=-\nabla \varphi -(\partial (\vec (A)) \over \partial t))

  अधिक

  चूंकि चुंबकीय प्रेरण वेक्टर, परिभाषा के अनुसार, वेक्टर क्षमता के रूप में निम्नानुसार व्यक्त किया जाता है:

  B → = r o t A → × A → , (\displaystyle (\vec (B))=rot\ (\vec (A))\equiv \nabla \times (\vec (A)),)

  तब आप इस व्यंजक को में प्रतिस्थापित कर सकते हैं

  r o t E → ≡ × E → = - ∂ B → t , (\displaystyle Rot\ (\vec (E))\equiv \nabla \times (\vec (E))=-(\frac (\partial ( \vec (बी)))(\आंशिक टी)),) ∇ × E → = - ∂ (∇ × A →) t , (\displaystyle \nabla \times (\vec (E))=-(\frac (\partial (\nabla \times (\vec (A)))) )) (\ आंशिक टी)),)

  और, समय और स्थानिक निर्देशांक (रोटर) में अंतर को बदलकर:

  × ई → = - ∇ × ∂ ए → ∂ टी। (\displaystyle \nabla \times (\vec (E))=-\nabla \times (\frac (\partial (\vec (A)))(\partial t))।)

  इसलिए, क्योंकि ∇ × ई → (\displaystyle \nabla \times (\vec (E)))अंतिम समीकरण के दाहिनी ओर से पूरी तरह से निर्धारित होता है, यह स्पष्ट है कि विद्युत क्षेत्र का भंवर भाग (वह भाग जिसमें रोटर होता है, इरोटेशनल क्षेत्र के विपरीत) (\displaystyle \nabla \varphi )) पूरी तरह से अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित होता है

  - ∂ ए → टी। (\displaystyle -(\frac (\partial (\vec (A))))(\partial t)).)

  वे। भंवर मुक्त भाग के अभाव में हम लिख सकते हैं

  E → = - ∂ A → ∂ t , (\displaystyle (\vec (E))=-(\frac (\partial (\vec (A)))(\partial t)))

  लेकिन सामान्य रूप में

  ई → = - ∇ φ - डी ए → डी टी। (\displaystyle (\vec (E))=-\nabla \varphi -(\frac (d(\vec (A)))(dt)).) 1831 में विजय प्राप्त हुई: उन्होंने विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना की खोज की। फैराडे ने जिस सेटअप पर अपनी खोज की, वह यह था कि फैराडे ने लगभग 2 सेमी चौड़ा और 20 सेमी व्यास का एक नरम लोहे का छल्ला बनाया और अंगूठी के प्रत्येक आधे हिस्से के चारों ओर तांबे के तार के कई घुमावों को घाव कर दिया। एक वाइंडिंग के सर्किट को एक तार से बंद कर दिया गया था, इसके घुमावों में एक चुंबकीय सुई थी, जिसे हटा दिया गया ताकि रिंग में बने चुंबकत्व का प्रभाव प्रभावित न हो। गैल्वेनिक सेल की बैटरी से दूसरी वाइंडिंग में करंट प्रवाहित किया गया। जब करंट चालू किया गया, तो चुंबकीय सुई ने कई दोलन किए और शांत हो गए; जब करंट बाधित हुआ, तो सुई फिर से दोलन करने लगी। यह पता चला कि करंट चालू होने पर तीर एक दिशा में भटक गया और दूसरी दिशा में जब करंट बाधित हुआ। एम। फैराडे ने पाया कि एक साधारण चुंबक की मदद से "चुंबकत्व को बिजली में बदलना" संभव है।

  उसी समय, अमेरिकी भौतिक विज्ञानी जोसेफ हेनरी ने भी धाराओं के प्रेरण पर सफलतापूर्वक प्रयोग किए, लेकिन जब वह अपने प्रयोगों के परिणामों को प्रकाशित करने वाले थे, एम। फैराडे का संदेश उनकी विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की खोज के बारे में प्रेस में दिखाई दिया।

  एम. फैराडे ने बिजली का एक नया स्रोत प्राप्त करने के लिए खोजी गई घटना का उपयोग करने की मांग की।

  अब तक, हमने विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों पर विचार किया है जो समय के साथ नहीं बदलते हैं। यह पाया गया कि विद्युत क्षेत्र विद्युत आवेशों द्वारा निर्मित होता है, और चुंबकीय क्षेत्र - गतिमान आवेशों द्वारा, अर्थात विद्युत प्रवाह द्वारा। आइए विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों से परिचित होने के लिए आगे बढ़ते हैं, जो समय के साथ बदलते हैं।

  सबसे महत्वपूर्ण तथ्य जो खोजा गया है वह विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के बीच निकटतम संबंध है। एक समय-भिन्न चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है, और एक बदलते विद्युत क्षेत्र एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। क्षेत्रों के बीच इस संबंध के बिना, विद्युत चुम्बकीय बलों की अभिव्यक्तियों की विविधता उतनी व्यापक नहीं होगी जितनी वास्तव में है। कोई रेडियो तरंग या प्रकाश नहीं होगा।

  यह कोई संयोग नहीं है कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के विचारों के संस्थापक - फैराडे द्वारा विद्युत चुम्बकीय बातचीत के नए गुणों की खोज में पहला, निर्णायक कदम उठाया गया था। फैराडे विद्युत और चुंबकीय परिघटनाओं की एकीकृत प्रकृति में विश्वास रखते थे। इसके लिए धन्यवाद, उन्होंने एक खोज की, जिसने बाद में दुनिया के सभी बिजली संयंत्रों के जनरेटर के डिजाइन के लिए आधार बनाया, यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत प्रवाह ऊर्जा में परिवर्तित किया। (अन्य स्रोत: गैल्वेनिक सेल, बैटरी, आदि - उत्पन्न ऊर्जा का एक नगण्य हिस्सा प्रदान करते हैं।)

  फैराडे ने तर्क दिया कि विद्युत प्रवाह लोहे के एक टुकड़े को चुम्बकित करने में सक्षम है। क्या एक चुंबक बदले में विद्युत प्रवाह का कारण बन सकता है?

  काफी देर तक यह कनेक्शन नहीं मिल सका। मुख्य बात के बारे में सोचना मुश्किल था, अर्थात्: केवल एक गतिमान चुंबक या एक चुंबकीय क्षेत्र जो समय के साथ बदलता है, कुंडल में विद्युत प्रवाह को उत्तेजित कर सकता है।

  किस प्रकार की दुर्घटनाएँ खोज को रोक सकती हैं, यह निम्नलिखित तथ्य दर्शाता है। फैराडे के साथ लगभग एक साथ, स्विस भौतिक विज्ञानी Colladon एक चुंबक का उपयोग करके एक कुंडल में विद्युत प्रवाह प्राप्त करने का प्रयास कर रहा था। काम करते समय, उन्होंने एक गैल्वेनोमीटर का इस्तेमाल किया, जिसकी हल्की चुंबकीय सुई डिवाइस के कॉइल के अंदर रखी गई थी। चुंबक को सुई पर सीधा प्रभाव डालने से रोकने के लिए, कॉइल के सिरों, जिसमें कोलाडॉन ने चुंबक को धक्का दिया, उसमें करंट आने की उम्मीद में, अगले कमरे में ले जाया गया और वहां गैल्वेनोमीटर से जोड़ा गया। चुंबक को कुंडल में डालने के बाद, कोलाडॉन अगले कमरे में चला गया और, घबराहट के साथ,

  

  सुनिश्चित करें कि गैल्वेनोमीटर करंट नहीं दिखाता है। अगर वह हर समय गैल्वेनोमीटर देखता और किसी को चुंबक पर काम करने के लिए कहता, तो एक उल्लेखनीय खोज हो जाती। लेकिन ऐसा नहीं हुआ। किसी कुण्डली के सापेक्ष विराम अवस्था में चुम्बक उसमें कोई विद्युत धारा उत्पन्न नहीं करता है।

  विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना में एक संवाहक सर्किट में विद्युत प्रवाह की घटना होती है, जो या तो एक चुंबकीय क्षेत्र में टिकी हुई है जो समय के साथ बदलती है, या एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र में इस तरह से चलती है कि चुंबकीय प्रेरण लाइनों की संख्या में प्रवेश करती है सर्किट परिवर्तन। यह 29 अगस्त, 1831 को खोजा गया था। यह एक दुर्लभ मामला है जब एक नई उल्लेखनीय खोज की तारीख इतनी सटीक रूप से जानी जाती है। यहाँ फैराडे द्वारा स्वयं दिए गए पहले प्रयोग का विवरण दिया गया है:

  “203 फीट लंबा एक तांबे का तार एक चौड़े लकड़ी के तार पर घाव था, और उसके घुमावों के बीच एक ही लंबाई का एक तार घाव था, लेकिन पहले सूती धागे से अछूता था। इन सर्पिलों में से एक गैल्वेनोमीटर से जुड़ा था, और दूसरा एक मजबूत बैटरी से जिसमें 100 जोड़ी प्लेटें थीं ... जब सर्किट बंद किया गया था, तो गैल्वेनोमीटर पर अचानक, लेकिन बेहद कमजोर कार्रवाई को नोटिस करना संभव था, और करंट रुकने पर भी यही देखा गया। कॉइल में से एक के माध्यम से वर्तमान के निरंतर पारित होने के साथ, गैल्वेनोमीटर पर कोई प्रभाव, या सामान्य रूप से अन्य कॉइल पर किसी भी प्रेरक प्रभाव को नोट करना संभव नहीं था, इस तथ्य के बावजूद कि बैटरी से जुड़े पूरे कॉइल का हीटिंग, और कोयले के बीच कूदने वाली चिंगारी की चमक, बैटरी की शक्ति की गवाही देती है "(फैराडे एम। "बिजली पर प्रायोगिक अनुसंधान", पहली श्रृंखला)।

  इसलिए, प्रारंभ में, उन कंडक्टरों में प्रेरण की खोज की गई जो सर्किट के समापन और उद्घाटन के दौरान एक दूसरे के सापेक्ष गतिहीन थे। फिर, यह स्पष्ट रूप से समझते हुए कि वर्तमान के साथ कंडक्टरों के दृष्टिकोण या हटाने का परिणाम सर्किट के समापन और उद्घाटन के समान होना चाहिए, फैराडे ने प्रयोगों के माध्यम से साबित किया कि कॉइल एक दूसरे को स्थानांतरित करने पर करंट उत्पन्न होता है।

  

  एक दोस्त के सापेक्ष। एम्पीयर के कार्यों से परिचित, फैराडे ने समझा कि एक चुंबक अणुओं में परिसंचारी छोटी धाराओं का एक संग्रह है। 17 अक्टूबर को, जैसा कि उनकी प्रयोगशाला पत्रिका में दर्ज किया गया था, चुंबक के सम्मिलन (या निकासी) के दौरान कुंडल में एक प्रेरण धारा का पता चला था। एक महीने के भीतर, फैराडे ने प्रयोगात्मक रूप से विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना की सभी आवश्यक विशेषताओं की खोज की।

  वर्तमान में फैराडे के प्रयोगों को हर कोई दोहरा सकता है। ऐसा करने के लिए, आपके पास दो कॉइल, एक चुंबक, तत्वों की एक बैटरी और एक पर्याप्त रूप से संवेदनशील गैल्वेनोमीटर होना चाहिए।

  चित्र 238 में दिखाए गए इंस्टॉलेशन में, एक कॉइल में इंडक्शन करंट तब होता है जब दूसरे कॉइल का इलेक्ट्रिकल सर्किट, जो पहले के सापेक्ष स्थिर होता है, बंद या खोला जाता है। चित्र 239 में संस्थापन में, एक रिओस्टेट कॉइल में से एक में करंट को बदलता है। चित्रा 240, ए में, जब कॉइल एक दूसरे के सापेक्ष चलते हैं, तो इंडक्शन करंट दिखाई देता है, और चित्र 240 में, बी - जब स्थायी चुंबक कॉइल के सापेक्ष चलता है।

  फैराडे ने खुद पहले से ही उस सामान्य चीज को समझ लिया था जो बाहरी रूप से अलग दिखने वाले प्रयोगों में एक प्रेरण धारा की उपस्थिति को निर्धारित करती है।

  एक बंद संवाहक सर्किट में, एक धारा तब उत्पन्न होती है जब इस सर्किट से घिरे क्षेत्र में प्रवेश करने वाली चुंबकीय प्रेरण लाइनों की संख्या बदल जाती है। और जितनी तेजी से चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं की संख्या में परिवर्तन होता है, परिणामी प्रेरण धारा उतनी ही अधिक होती है। इस मामले में, चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं की संख्या में परिवर्तन का कारण पूरी तरह से उदासीन है। यह आसन्न कॉइल (छवि 238) में वर्तमान ताकत में बदलाव के कारण एक निश्चित संचालन सर्किट के क्षेत्र में प्रवेश करने वाले चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं की संख्या में परिवर्तन हो सकता है, और संख्या में परिवर्तन हो सकता है एक अमानवीय चुंबकीय क्षेत्र में सर्किट की गति के कारण प्रेरण की रेखाएं, जिनमें से रेखाओं का घनत्व अंतरिक्ष में भिन्न होता है (चित्र। 241)।