मुख्य विचार
किसी लूप से गुज़रने वाले चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन विद्युत वाहक बल प्रेरित करता है। फैराडे का नियम उसका परिमाण देता है, लेन्ज़ का नियम दिशा, और यही विचार जनित्र, ट्रांसफ़ॉर्मर और प्रेरक की व्याख्या करता है।
- फैराडे का नियम ε = −N ΔΦ ÷ Δt है, जहाँ फ्लक्स Φ = BA cos θ है। केवल फ्लक्स में परिवर्तन ही विद्युत वाहक बल प्रेरित करता है।
- लेन्ज़ का नियम, यानी ऋण चिह्न, कहता है कि प्रेरित धारा उस परिवर्तन का विरोध करती है जिसने उसे उत्पन्न किया।
- क्षेत्र को पार करते हुए चाल v से चलते L लंबाई के चालक में गतिज विद्युत वाहक बल BLv होता है।
- प्रेरक अपने चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा ½LI² संचित करता है और धारा में परिवर्तन का विरोध करता है।
मुख्य समीकरण
ε = −N ΔΦ ÷ ΔtΦ = BA cos θε = BLv (motional)ε = NBAω sin ωt (generator)U = ½LI²L = μ₀N²A ÷ ℓ (solenoid)
हल किया हुआ उदाहरण
0.50 m की एक छड़ 0.20 T के क्षेत्र के लंबवत 4.0 m/s से पटरियों पर फिसलती है जो 2.0 Ω का परिपथ बनाती हैं। विद्युत वाहक बल BLv = 0.20 × 0.50 × 4.0 = 0.40 V है और धारा 0.40 ÷ 2.0 = 0.20 A। गति का विरोध करने वाला चुंबकीय बल BIL = 0.20 × 0.20 × 0.50 = 0.020 N है, इसलिए आवश्यक शक्ति 0.020 × 4.0 = 0.080 W है, जो I²R के बराबर है।
आम गलतियाँ
- कुंडली में अनेक फेरे होने पर फेरों की संख्या N भूल जाना।
- फ्लक्स के परिवर्तन की दर की जगह फ्लक्स को ही लेना। नियत फ्लक्स कुछ प्रेरित नहीं करता।
- प्रेरित धारा की दिशा खोजते समय लेन्ज़ के नियम की उपेक्षा करना।
अभ्यास
इस विषय के अभ्यास प्रश्नों से खुद को परखें: विद्युत चुंबकीय प्रेरण