भंवर विद्युत क्षेत्र परिभाषा. भंवर विद्युत क्षेत्र: उत्पत्ति और गुण भंवर विद्युत क्षेत्र का उद्भव

1. पिंडों में अणुओं और परमाणुओं के बीच परस्पर क्रिया बल

(स्लाइड=उत्तर)

अणुओं के बीच आकर्षण और प्रतिकर्षण के एक साथ बल होते हैं, जिन्हें आणविक बल कहा जाता है। ये विद्युत चुम्बकीय प्रकृति की शक्तियाँ हैं। दो अणुओं के बीच कार्य करने वाले बल उनके बीच की दूरी पर निर्भर करते हैं। यदि अणुओं के बीच की दूरी बढ़ जाती है, तो अंतर-आणविक आकर्षण बल प्रबल हो जाते हैं। कम दूरी पर प्रतिकारक शक्तियाँ प्रबल होती हैं।

2. प्रसार, वाष्पीकरण और ब्राउनियन गति की दर किस पर निर्भर करती है?

(स्लाइड=उत्तर)

प्रसार की दर पदार्थ के प्रकार, तापमान और पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति पर निर्भर करती है।

ब्राउनियन गति की गति ब्राउनियन कण के तापमान और द्रव्यमान पर निर्भर करती है।

वाष्पीकरण की दर पदार्थ के प्रकार, तापमान, सतह क्षेत्र और सतह के ऊपर हवा की गति (हवा) की उपस्थिति पर निर्भर करती है।

3. तापमान, दबाव, आर्द्रता मापने के उपकरण

(स्लाइड=उत्तर)

तापमान मापने के लिए थर्मामीटर का उपयोग किया जाता है।

दबाव मापने के लिए दबाव नापने का यंत्र का उपयोग किया जाता है।

आर्द्रता मापने के लिए एक संघनन आर्द्रतामापी, एक बाल आर्द्रतामापी और एक साइकोमीटर का उपयोग किया जाता है।

4. चरण संक्रमण (वाष्पीकरण, पिघलना, ऊर्ध्वपातन, संघनन, क्रिस्टलीकरण)

(स्लाइड=उत्तर)

पिघलना किसी पदार्थ के ठोस से तरल अवस्था में संक्रमण की प्रक्रिया है।

क्रिस्टलीकरण किसी पदार्थ के तरल से ठोस अवस्था में संक्रमण की प्रक्रिया है।

उर्ध्वपातन किसी पदार्थ के ठोस से गैसीय अवस्था में संक्रमण की प्रक्रिया है।

वाष्पीकरण किसी पदार्थ के तरल से गैसीय अवस्था में संक्रमण की प्रक्रिया है।

संघनन किसी पदार्थ के गैसीय अवस्था से तरल अवस्था में संक्रमण की प्रक्रिया है।

5. संतृप्त, असंतृप्त भाप, गतिशील संतुलन

(स्लाइड=उत्तर)

संतृप्त भाप वह भाप है जो अपने तरल पदार्थ के साथ गतिशील संतुलन में होती है।

असंतृप्त वाष्प वह वाष्प है जो अपने तरल के साथ गतिशील संतुलन तक नहीं पहुंच पाया है।

गतिशील संतुलन एक तरल और उसके वाष्प के बीच की एक स्थिति है जिसमें तरल छोड़ने वाले अणुओं की संख्या तरल में लौटने वाले अणुओं की संख्या के बराबर होती है।

6. गैस दबाव सूत्र, क्लेपेरॉन समीकरण, मेंडेलीव-क्लिपेरॉन समीकरण, गतिज ऊर्जा और तापमान के बीच संबंध

(स्लाइड=उत्तर)

गैस दबाव सूत्र - संयुक्त गैस नियम - पी = एनकेटी

क्लेपरॉन समीकरण

मेंडेलीव-क्लेपरॉन समीकरण

गतिज ऊर्जा और तापमान के बीच संबंध ई = (3/2)केटी

7. तापमान को सेल्सियस से केल्विन, केल्विन से सेल्सियस में परिवर्तित करना

(स्लाइड=उत्तर)

निरपेक्ष तापमान और स्केल तापमान के बीच संबंध सेल्सीयससूत्र द्वारा व्यक्त किया गया है टी = 273.16+टी, जहां t तापमान डिग्री सेल्सियस में है।

एक अनुमानित सूत्र अक्सर प्रयोग किया जाता है:

1) सेल्सियस में तापमान से केल्विन टी = 273 + टी में तापमान में परिवर्तित करना

2) केल्विन में तापमान से सेल्सियस में तापमान में परिवर्तित करने के लिए टी = टी - 273

8. केल्विन स्केल, सेल्सियस स्केल

(स्लाइड=उत्तर)

सेल्सियस पैमाने पर 0 0 बर्फ का पिघलने का तापमान है।

केल्विन पैमाने पर 100 0 पानी का क्वथनांक है।

केल्विनी पैमाने पर 0 0 परम शून्य है - वह तापमान जिस पर अणुओं की स्थानान्तरणीय गति रुक ​​जानी चाहिए।

सेल्सियस स्केल केल्विन स्केल

9. तापमान और गैस के दबाव के बीच, तापमान और गैस अणुओं की गतिज ऊर्जा के बीच संबंध

(स्लाइड=उत्तर)

तापमान और गैस के दबाव के बीच संबंध p=nkT. पी और टी के बीच सीधा आनुपातिक संबंध है(चाहे तापमान कितनी भी बार बढ़े, गैस का दबाव उतनी ही मात्रा में बढ़ता है)।

गैस अणुओं के तापमान और गतिज ऊर्जा के बीच संबंध E = (3/2)kT. पी और ई के बीच सीधा आनुपातिक संबंध है(चाहे तापमान कितनी भी बार बढ़े, गैस अणुओं की गतिज ऊर्जा उतनी ही मात्रा में बढ़ती है)

10. आईसीटी के बुनियादी प्रावधान और उनका प्रायोगिक औचित्य

(स्लाइड=उत्तर)

एमसीटी तीन महत्वपूर्ण सिद्धांतों पर आधारित है, जिनकी प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक रूप से पुष्टि की गई है।

1. सभी पिंड छोटे कणों से बने होते हैं - परमाणु, अणु, जिनमें छोटे प्राथमिक कण (इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन) भी शामिल होते हैं। किसी भी पदार्थ की संरचना असतत (असंतत) होती है।
2. पदार्थ के परमाणु और अणु सदैव निरंतर अराजक गति में रहते हैं।
3. किसी भी पदार्थ के कणों के बीच परस्पर क्रिया की शक्तियाँ होती हैं - आकर्षण और प्रतिकर्षण। इन बलों की प्रकृति विद्युत चुम्बकीय है।

इन प्रावधानों की प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई है।

11. अणुओं का द्रव्यमान और आकार

(स्लाइड=उत्तर)

अणुकिसी दिए गए पदार्थ का सबसे छोटा स्थिर कण है जिसमें इसके मूल रासायनिक गुण होते हैं।

एक अणु में और भी छोटे कण होते हैं - परमाणु, जो बदले में इलेक्ट्रॉनों और नाभिकों से बने होते हैं।

एटमकिसी दिए गए रासायनिक तत्व का सबसे छोटा कण है।

आणविक आकार बहुत छोटे होते हैं।

एक अणु के व्यास के परिमाण का क्रम 1·10 -8 सेमी = 1*10-10 मीटर है

एक अणु के आयतन के परिमाण का क्रम 1·10 -20 m3 है

आणविक द्रव्यमान के परिमाण का क्रम 1·10 - 23 ग्राम = 1·10 -26 किग्रा

12. ठोस, तरल, गैसों के गुण

(स्लाइड=उत्तर)

ठोस पदार्थ आयतन बनाए रखते हैं और आकार बनाए रखते हैं।

तरल पदार्थ आयतन बरकरार रखते हैं लेकिन आकार बरकरार नहीं रखते।

गैसें आयतन या आकार बरकरार नहीं रखतीं।

13. चरण संक्रमण ऊष्मा के अवशोषण या विमोचन के साथ होता है।

(स्लाइड=उत्तर)

ऊष्मा के अवशोषण से पिघलन होता है

ऊष्मा निकलने के साथ क्रिस्टलीकरण होता है।

ऊष्मा के अवशोषण के साथ वाष्पीकरण होता है।

ऊष्मा निकलने के साथ संघनन होता है।

ऊष्मा अवशोषण के साथ ऊर्ध्वपातन होता है

14. आर्द्रता एवं ओसांक

(स्लाइड=उत्तर)

पूर्ण आर्द्रता– एक मान जो दर्शाता है कि 1 वर्ग मीटर हवा में कितना जलवाष्प मौजूद है।

सापेक्षिक आर्द्रता -यह वह मान है जो दर्शाता है कि भाप संतृप्ति से कितनी दूर है। यह आंशिक दबाव अनुपात हैकिसी दिए गए तापमान पर हवा में निहित जलवाष्प का p, संतृप्त भाप दबाव के लिए पीएक ही तापमान पर 0, प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया गया:

यदि वायु में जलवाष्प न हो तो उसकी निरपेक्ष एवं सापेक्षिक आर्द्रता 0 होती है।

यदि नम हवा को ठंडा किया जाए, तो उसमें मौजूद भाप को संतृप्ति में लाया जा सकता है, और फिर यह संघनित हो जाएगी।

ओसांक -यह वह तापमान है जिस पर हवा में मौजूद जलवाष्प संतृप्त हो जाता है।

15. पिघलने और उबलने का ग्राफ

फैराडे के नियम से (देखें (123.2)) यह इस प्रकार है कोईसर्किट से जुड़े चुंबकीय प्रेरण प्रवाह में परिवर्तन से प्रेरण के इलेक्ट्रोमोटिव बल का उद्भव होता है और, परिणामस्वरूप, एक प्रेरण धारा प्रकट होती है। नतीजतन, ईएमएफ की घटना। एक स्थिर परिपथ में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण संभव है,

एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र में स्थित है। हालाँकि, ई.एम.एफ. किसी भी सर्किट में ऐसा तभी होता है जब बाहरी बल उसमें मौजूद वर्तमान वाहकों पर कार्य करते हैं - गैर-इलेक्ट्रोस्टैटिक मूल के बल (देखें § 97)। इसलिए, इस मामले में बाहरी ताकतों की प्रकृति के बारे में सवाल उठता है।

अनुभव से पता चलता है कि ये बाहरी ताकतें सर्किट में थर्मल या रासायनिक प्रक्रियाओं से जुड़ी नहीं हैं; उनकी घटना को लोरेंत्ज़ बलों द्वारा भी नहीं समझाया जा सकता है, क्योंकि वे स्थिर आवेशों पर कार्य नहीं करते हैं। मैक्सवेल ने परिकल्पना की कि कोई भी वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र आसपास के स्थान में एक विद्युत क्षेत्र को उत्तेजित करता है, जो सर्किट में प्रेरित धारा की उपस्थिति का कारण है। मैक्सवेल के विचारों के अनुसार, जिस सर्किट में ईएमएफ दिखाई देता है वह एक माध्यमिक भूमिका निभाता है, जो एक प्रकार का "डिवाइस" होता है जो इस क्षेत्र का पता लगाता है।

तो, मैक्सवेल के अनुसार, एक समय-परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत क्षेत्र ई बी उत्पन्न करता है, जिसका परिसंचरण, (123.3) के अनुसार,

जहां ई बी एल - दिशा dl पर वेक्टर E B का प्रक्षेपण।

अभिव्यक्ति (देखें (120.2)) को सूत्र (137.1) में प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं

यदि सतह और समोच्च स्थिर हैं, तो विभेदन और एकीकरण के संचालन की अदला-बदली की जा सकती है। इस तरह,

(137.2)

जहां आंशिक व्युत्पन्न प्रतीक इस तथ्य पर जोर देता है कि अभिन्न केवल समय का एक कार्य है।

(83.3) के अनुसार, किसी भी बंद समोच्च के साथ इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र शक्ति वेक्टर (चलिए इसे ई क्यू दर्शाते हैं) का परिसंचरण शून्य है:

(137.3)

अभिव्यक्ति (137.1) और (137.3) की तुलना करते हुए, हम देखते हैं कि विचाराधीन क्षेत्रों (ई बी और ई क्यू) के बीच एक बुनियादी अंतर है: इसके विपरीत वेक्टर ई बी का संचलन

वेक्टर E Q का संचलन शून्य के बराबर नहीं है। इसलिए, विद्युत क्षेत्र ई बी,एक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उत्तेजित, चुंबकीय क्षेत्र की तरह ही (देखें § 118), है भंवर.

बायस करंट

मैक्सवेल के अनुसार, यदि कोई वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र आसपास के अंतरिक्ष में एक भंवर विद्युत क्षेत्र को उत्तेजित करता है, तो विपरीत घटना भी मौजूद होनी चाहिए: विद्युत क्षेत्र में किसी भी परिवर्तन के कारण आसपास के अंतरिक्ष में एक भंवर चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति होनी चाहिए। बदलते विद्युत क्षेत्र और इसके कारण उत्पन्न होने वाले चुंबकीय क्षेत्र के बीच मात्रात्मक संबंध स्थापित करने के लिए, मैक्सवेल ने तथाकथित विस्थापन धारा पर विचार किया। .

एक संधारित्र युक्त एक प्रत्यावर्ती धारा परिपथ पर विचार करें (चित्र 196)। चार्जिंग और डिस्चार्जिंग कैपेसिटर की प्लेटों के बीच एक वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र होता है, इसलिए, मैक्सवेल के अनुसार, बायस धाराएं कैपेसिटर के माध्यम से "प्रवाह" करती हैं, जो उन क्षेत्रों में छिपी होती हैं जहां कोई कंडक्टर नहीं होता है।

आइए बदलते विद्युत और उसके कारण उत्पन्न होने वाले चुंबकीय क्षेत्र के बीच एक मात्रात्मक संबंध खोजें। मैक्सवेल के अनुसार, समय के प्रत्येक क्षण में संधारित्र में एक वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र ऐसा चुंबकीय क्षेत्र बनाता है मानो संधारित्र की प्लेटों के बीच आपूर्ति तारों में विद्युत धारा के बराबर कोई चालन धारा हो। तब हम कह सकते हैं कि चालन धाराएँ (I) और विस्थापन (I सेमी) बराबर हैं: I सेमी =I।

संधारित्र प्लेटों के पास प्रवाहकत्त्व धारा

,(138.1)

(प्लेटों पर सतह चार्ज घनत्व एस संधारित्र में विद्युत विस्थापन डी के बराबर है (देखें (92.1))। (138.1) में इंटीग्रैंड को स्केलर उत्पाद का एक विशेष मामला माना जा सकता है जब और डीएस पारस्परिक होते हैं

समानांतर। इसलिए, सामान्य मामले के लिए हम लिख सकते हैं

इस अभिव्यक्ति की तुलना के साथ (देखें (96.2)), हमारे पास है

अभिव्यक्ति (138.2) को मैक्सवेल ने विस्थापन धारा घनत्व कहा था।

आइए चालकता और विस्थापन वर्तमान घनत्व वैक्टर जे और जे सेमी की दिशा पर विचार करें। प्लेटों को जोड़ने वाले कंडक्टर के माध्यम से एक संधारित्र (चित्र 197, सी) चार्ज करते समय, दाएं प्लेट से बाईं ओर प्रवाह होता है; संधारित्र में क्षेत्र बढ़ाया जाता है, इसलिए, यानी वेक्टर को डी के समान दिशा में निर्देशित किया जाता है . चित्र से यह देखा जा सकता है कि सदिश और j की दिशाएँ मेल खाती हैं। जब संधारित्र डिस्चार्ज हो जाता है (चित्र 197, बी)प्लेटों को जोड़ने वाले कंडक्टर के माध्यम से बाईं ओर से करंट प्रवाहित होता है

दाहिनी ओर मुख; संधारित्र में क्षेत्र कमजोर हो गया है; इस तरह,<0, т. е.

वेक्टर को वेक्टर D के विपरीत निर्देशित किया गया है। हालाँकि, वेक्टर को फिर से निर्देशित किया गया है

वेक्टर जे के समान। चर्चा किए गए उदाहरणों से, यह निम्नानुसार है कि वेक्टर जे की दिशा, इसलिए, वेक्टर जे सेमी की दिशा, वेक्टर की दिशा के साथ मेल खाती है, जैसा कि सूत्र (138.2) से होता है।

हम चालन धारा में निहित सभी भौतिक गुणों पर जोर देते हैं। मैक्सवेल ने विस्थापन धारा के लिए केवल एक ही चीज़ को जिम्मेदार ठहराया - आसपास के स्थान में चुंबकीय क्षेत्र बनाने की क्षमता। इस प्रकार, विस्थापन धारा (निर्वात या पदार्थ में) आसपास के स्थान में एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है (संधारित्र को चार्ज और डिस्चार्ज करते समय विस्थापन धाराओं के चुंबकीय क्षेत्र की प्रेरण रेखाएं धराशायी रेखाओं द्वारा चित्र 197 में दिखाई जाती हैं)।

डाइइलेक्ट्रिक्स में बायस करंट शामिल होता है सेदो शर्तें। चूँकि, (89.2) के अनुसार, D= , जहां ई इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ताकत है, और पी ध्रुवीकरण है (§ 88 देखें), तो विस्थापन वर्तमान घनत्व

, ( 138.3)

निर्वात में विस्थापन धारा घनत्व कहां है, ध्रुवीकरण धारा घनत्व है - ढांकता हुआ में विद्युत आवेशों की क्रमबद्ध गति के कारण होने वाली धारा (गैर-ध्रुवीय अणुओं में आवेशों का विस्थापन या ध्रुवीय अणुओं में द्विध्रुवों का घूमना)। ध्रुवीकरण धाराओं द्वारा चुंबकीय क्षेत्र का उत्तेजना वैध है, क्योंकि ध्रुवीकरण धाराएं अपनी प्रकृति से चालन धाराओं से भिन्न नहीं होती हैं। हालाँकि, तथ्य यह है कि विस्थापन धारा घनत्व का दूसरा भाग, आवेशों की गति से जुड़ा नहीं है, बल्कि इसके कारण है केवलसमय के साथ विद्युत क्षेत्र में परिवर्तन, चुंबकीय क्षेत्र को भी उत्तेजित करता है एक मौलिक रूप से नया बयानमैक्सवेल. निर्वात में भी, विद्युत क्षेत्र के समय में कोई भी परिवर्तन आसपास के स्थान में एक चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति की ओर ले जाता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि "विस्थापन धारा" नाम सशर्त है, या बल्कि ऐतिहासिक रूप से विकसित है, क्योंकि विस्थापन धारा स्वाभाविक रूप से एक विद्युत क्षेत्र है जो समय के साथ बदलता है। इसलिए विस्थापन धारा न केवल निर्वात या ढांकता हुआ में मौजूद होती है, बल्कि उन कंडक्टरों के अंदर भी मौजूद होती है जिनके माध्यम से प्रत्यावर्ती धारा गुजरती है।

हालाँकि, इस मामले में यह चालन धारा की तुलना में नगण्य है। विस्थापन धाराओं की उपस्थिति की पुष्टि प्रयोगात्मक रूप से ए. ए. ईखेनवाल्ड द्वारा की गई, जिन्होंने ध्रुवीकरण धारा के चुंबकीय क्षेत्र का अध्ययन किया, जो (138.3) के अनुसार, विस्थापन धारा का हिस्सा है।

मैक्सवेल ने यह अवधारणा प्रस्तुत की पूर्ण वर्तमान,चालन धाराओं (साथ ही संवहन धाराओं) और विस्थापन के योग के बराबर। कुल वर्तमान घनत्व

विस्थापन धारा और कुल धारा की अवधारणाओं का परिचय। मैक्सवेल ने प्रत्यावर्ती धारा परिपथों के बंद परिपथों पर विचार करने के लिए एक नया दृष्टिकोण अपनाया। उनमें कुल धारा हमेशा बंद रहती है, अर्थात, चालक के सिरों पर केवल चालन धारा बाधित होती है, और चालक के सिरों के बीच ढांकता हुआ (वैक्यूम) में एक विस्थापन धारा होती है जो चालन धारा को बंद कर देती है।

मैक्सवेल ने वेक्टर एच के संचलन पर प्रमेय को सामान्यीकृत किया (देखें (133.10)), इसके दाहिने हिस्से में कुल धारा का परिचय दिया सतह एस के माध्यम से , एक बंद समोच्च L पर फैला हुआ . फिर वेक्टर एच के संचलन पर सामान्यीकृत प्रमेय को फॉर्म में लिखा जाएगा

(138.4)

अभिव्यक्ति (138.4) हमेशा सत्य होती है, जैसा कि सिद्धांत और अनुभव के बीच पूर्ण पत्राचार से प्रमाणित होता है।

संभावित कूलम्ब विद्युत क्षेत्र के अलावा, एक भंवर क्षेत्र भी है जिसमें तनाव की बंद रेखाएँ हैं। विद्युत क्षेत्र के सामान्य गुणों को जानने से भंवर क्षेत्र की प्रकृति को समझना आसान हो जाता है। यह बदलते चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उत्पन्न होता है।

किसी स्थिर चालक में प्रेरित धारा का कारण क्या है? विद्युत क्षेत्र प्रेरण क्या है? आप इन सवालों के जवाब के साथ-साथ निम्नलिखित लेख से भंवर और इलेक्ट्रोस्टैटिक और स्थिर, फौकॉल्ट धाराओं, फेराइट्स और बहुत कुछ के बीच अंतर सीखेंगे।

चुंबकीय प्रवाह कैसे बदलता है?

भंवर विद्युत क्षेत्र, जो चुंबकीय क्षेत्र के बाद प्रकट हुआ, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र से बिल्कुल अलग प्रकार का है। इसका आवेशों से कोई सीधा संबंध नहीं है, और इसकी लाइनों पर वोल्टेज न तो शुरू होते हैं और न ही समाप्त होते हैं। ये चुंबकीय क्षेत्र की तरह बंद रेखाएं हैं। इसीलिए इसे भंवर विद्युत क्षेत्र कहा जाता है।

चुंबकीय प्रेरण

चुंबकीय प्रेरण जितनी तेजी से बदलेगा, वोल्टेज उतना ही अधिक होगा। लेन्ज़ का नियम कहता है: चुंबकीय प्रेरण में वृद्धि के साथ, विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर की दिशा दूसरे वेक्टर की दिशा के साथ एक बायां पेंच बनाती है। अर्थात्, जब बायां पेंच तनाव रेखाओं के साथ दिशा में घूमता है, तो इसकी अनुवादात्मक गति चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के समान हो जाएगी।

यदि चुंबकीय प्रेरण कम हो जाता है, तो तनाव वेक्टर की दिशा दूसरे वेक्टर की दिशा के साथ एक दायां पेंच बनाएगी।

तनाव रेखाओं की दिशा प्रेरित धारा के समान होती है। भंवर विद्युत क्षेत्र आवेश पर पहले की तरह ही बल से कार्य करता है। हालाँकि, इस मामले में, चार्ज को स्थानांतरित करने पर इसका कार्य गैर-शून्य है, जैसा कि एक स्थिर विद्युत क्षेत्र में होता है। चूँकि बल और विस्थापन की दिशा समान होती है, तनाव की एक बंद रेखा के साथ पूरे पथ पर कार्य समान होगा। यहां धनात्मक इकाई आवेश का कार्य चालक में प्रेरण के इलेक्ट्रोमोटिव बल के बराबर होगा।

बड़े पैमाने पर कंडक्टरों में प्रेरण धाराएँ

बड़े कंडक्टरों में, प्रेरण धाराएं अधिकतम मूल्यों तक पहुंचती हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि उनमें प्रतिरोधक क्षमता कम होती है।

ऐसी धाराओं को फौकॉल्ट धाराएँ कहा जाता है (यह फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी हैं जिन्होंने इनका अध्ययन किया था)। इनका उपयोग कंडक्टरों का तापमान बदलने के लिए किया जा सकता है। इंडक्शन ओवन, उदाहरण के लिए, घरेलू माइक्रोवेव ओवन के पीछे यही सिद्धांत है। इसका उपयोग धातुओं को पिघलाने के लिए भी किया जाता है। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन का उपयोग हवाई टर्मिनलों, थिएटरों और लोगों की बड़ी भीड़ वाले अन्य सार्वजनिक स्थानों पर स्थित मेटल डिटेक्टरों में भी किया जाता है।

लेकिन फौकॉल्ट धाराओं से गर्मी उत्पन्न करने के लिए ऊर्जा की हानि होती है। इसलिए, ट्रांसफार्मर, इलेक्ट्रिक मोटर, जनरेटर और लोहे से बने अन्य उपकरणों के कोर ठोस नहीं बनाए जाते हैं, बल्कि अलग-अलग प्लेटों से बनाए जाते हैं जो एक दूसरे से इंसुलेटेड होते हैं। प्लेटें तनाव वेक्टर के सापेक्ष सख्ती से लंबवत स्थिति में होनी चाहिए, जिसमें एक भंवर विद्युत क्षेत्र होता है। तब प्लेटों में धारा के प्रति अधिकतम प्रतिरोध होगा, और न्यूनतम मात्रा में गर्मी उत्पन्न होगी।

फेराइट

रेडियो उपकरण उच्चतम आवृत्तियों पर काम करते हैं, जहां संख्या प्रति सेकंड लाखों कंपन तक पहुंचती है। कोर कॉइल यहां प्रभावी नहीं होंगे, क्योंकि फौकॉल्ट धाराएं प्रत्येक प्लेट में दिखाई देंगी।

इसमें चुंबक इंसुलेटर होते हैं जिन्हें फेराइट कहा जाता है। चुम्बकत्व उत्क्रमण के दौरान उनमें एड़ी धाराएँ दिखाई नहीं देंगी। इसलिए, गर्मी के लिए ऊर्जा हानि न्यूनतम हो जाती है। इनका उपयोग उच्च-आवृत्ति ट्रांसफार्मर, ट्रांजिस्टर एंटेना आदि के लिए उपयोग किए जाने वाले कोर बनाने के लिए किया जाता है। वे प्रारंभिक पदार्थों के मिश्रण से प्राप्त होते हैं, जिन्हें दबाया जाता है और थर्मल उपचार किया जाता है।

यदि लौहचुंबक में चुंबकीय क्षेत्र तेजी से बदलता है, तो इससे प्रेरित धाराएं उत्पन्न होती हैं। उनका चुंबकीय क्षेत्र कोर में चुंबकीय प्रवाह को बदलने से रोकेगा। इसलिए, फ्लक्स नहीं बदलेगा, लेकिन कोर पुनः चुम्बकित नहीं होगा। फेराइट्स में एड़ी धाराएँ इतनी छोटी होती हैं कि वे जल्दी से पुनः चुम्बकित हो सकती हैं।

एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है प्रेरित विद्युत क्षेत्र. यदि चुंबकीय क्षेत्र स्थिर है, तो कोई प्रेरित विद्युत क्षेत्र नहीं होगा। इस तरह, प्रेरित विद्युत क्षेत्र आवेशों से संबद्ध नहीं है, जैसा कि इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के मामले में होता है; इसकी बल रेखाएँ आवेशों पर प्रारंभ या समाप्त नहीं होती हैं, बल्कि स्वयं पर बंद होती हैं, चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के समान। यह मतलब है कि प्रेरित विद्युत क्षेत्र, चुंबकीय की तरह, एक भंवर है.

यदि एक स्थिर कंडक्टर को एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो इसमें एक ई प्रेरित होता है। डी.एस. इलेक्ट्रॉन एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र से प्रेरित विद्युत क्षेत्र द्वारा दिशात्मक गति में संचालित होते हैं; एक प्रेरित विद्युत धारा उत्पन्न होती है। इस मामले में, कंडक्टर केवल प्रेरित विद्युत क्षेत्र का एक संकेतक है। क्षेत्र चालक में मुक्त इलेक्ट्रॉनों को गति प्रदान करता है और इस प्रकार स्वयं को प्रकट करता है। अब हम कह सकते हैं कि कंडक्टर के बिना भी यह क्षेत्र ऊर्जा के भंडार के साथ मौजूद है।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना का सार प्रेरित धारा की उपस्थिति में नहीं, बल्कि एक भंवर विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति में निहित है।

इलेक्ट्रोडायनामिक्स की यह मौलिक स्थिति मैक्सवेल द्वारा फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के सामान्यीकरण के रूप में स्थापित की गई थी।

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के विपरीत, प्रेरित विद्युत क्षेत्र गैर-संभावित होता है, क्योंकि एक बंद सर्किट के साथ एक इकाई सकारात्मक चार्ज को स्थानांतरित करते समय प्रेरित विद्युत क्षेत्र में किया गया कार्य ई के बराबर होता है। डी.एस. प्रेरण, शून्य नहीं.

भंवर विद्युत क्षेत्र तीव्रता वेक्टर की दिशा फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम और लेनज़ के नियम के अनुसार स्थापित की जाती है। भंवर विद्युत की बल रेखाओं की दिशा। फ़ील्ड प्रेरण धारा की दिशा से मेल खाता है।

चूँकि भंवर विद्युत क्षेत्र एक कंडक्टर की अनुपस्थिति में मौजूद होता है, इसका उपयोग आवेशित कणों को प्रकाश की गति के बराबर गति तक तेज करने के लिए किया जा सकता है। यह इस सिद्धांत के उपयोग पर है कि इलेक्ट्रॉन त्वरक - बीटाट्रॉन - का संचालन आधारित है।

एक आगमनात्मक विद्युत क्षेत्र में इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की तुलना में पूरी तरह से अलग गुण होते हैं।

भंवर विद्युत क्षेत्र और स्थिरवैद्युत क्षेत्र के बीच अंतर

1) यह विद्युत आवेशों से संबद्ध नहीं है;
2) इस क्षेत्र की बल रेखाएँ सदैव बंद रहती हैं;
3) एक बंद प्रक्षेपवक्र के साथ आवेशों को स्थानांतरित करने के लिए भंवर क्षेत्र बलों द्वारा किया गया कार्य शून्य नहीं है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र	प्रेरण विद्युत क्षेत्र (भंवर विद्युत क्षेत्र)
1. स्थिर विद्युत द्वारा निर्मित। प्रभार	1. चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन के कारण
2. क्षेत्र रेखाएँ खुली हैं - संभावित क्षेत्र	2. बल की रेखाएँ बंद हैं - भंवर क्षेत्र
3. क्षेत्र के स्रोत विद्युत हैं। प्रभार	3. फ़ील्ड स्रोत निर्दिष्ट नहीं किए जा सकते
4. किसी परीक्षण आवेश को बंद पथ पर ले जाने के लिए क्षेत्र बलों द्वारा किया गया कार्य = 0.	4. एक परीक्षण आवेश को बंद पथ पर ले जाने के लिए क्षेत्र बलों का कार्य = प्रेरित ईएमएफ

तो, आइए जो हम पहले ही सीख चुके हैं उसे ग्रहण करें। हमारे सभी सूत्र कई कथनों से प्राप्त किये जा सकते हैं।

कथन 1.

इस कथन का गणितीय सूत्रीकरण विद्युत क्षेत्र की ताकत के लिए ओस्ट्रोग्रैडस्की-गॉस प्रमेय है

दाईं ओर एक मनमाना आयतन पर आवेश घनत्व का अभिन्न अंग है, जो इसके अंदर के कुल आवेश के बराबर है। बाईं ओर इस आयतन को सीमित करने वाली एक मनमानी बंद सतह के माध्यम से विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर का प्रवाह है। जैसा कि हमने देखा, इस समीकरण में कूलम्ब का नियम भी निहित है।

कथन 2.

प्रकृति में चुंबकीय आवेश मौजूद नहीं हैं।

इस कथन का गणितीय सूत्रीकरण चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के लिए ओस्ट्रोग्रैडस्की-गॉस प्रमेय है, जिसके दाईं ओर शून्य है

कथन 3.

गणितीय रूप से, इसे एक मनमाना समोच्च के साथ शून्य के बराबर इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र शक्ति के परिसंचरण के रूप में व्यक्त किया जाता है

कथन 4.

इस कथन की गणितीय अभिव्यक्ति चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के संचलन पर प्रमेय है

बाईं ओर एक मनमाना समोच्च के साथ चुंबकीय क्षेत्र का संचलन है एल, और दाईं ओर - एक मनमानी सतह पर कुल वर्तमान घनत्व का अभिन्न अंग एस, इस समोच्च पर फैला हुआ है। यह अभिन्न अंग सतह को पार करने वाली धाराओं के योग के बराबर है एस. इस समीकरण में बायोट-सावर्ट-लाप्लास नियम शामिल है।

इन चार समीकरणों को विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों से गतिमान आवेशों पर कार्य करने वाले लोरेंत्ज़ बल की अभिव्यक्ति के साथ पूरक किया जाना चाहिए

चौकस पाठक देखेंगे कि अंतिम दो कथनों के शीर्षक अलग-अलग फ़ॉन्ट में हैं। यह संयोग से नहीं किया गया: ये कथन संशोधन के अधीन हैं। तथ्य यह है कि जब से हमने ये चार कथन तैयार किए हैं, हम एक और घटना - विद्युत चुम्बकीय प्रेरण से परिचित हो गए हैं। यह अभी तक लिखित समीकरणों में प्रतिबिंबित नहीं हुआ है। चलो यह करते हैं।

यदि चुंबकीय प्रवाह संचालन कुंडल के माध्यम से होता है एलपरिवर्तन होता है, तो कुंडल में एक प्रेरित ईएमएफ उत्पन्न होता है। इसका अर्थ क्या है? कंडक्टर में आवेश इस ईएमएफ से जुड़े बल का अनुभव करेंगे। लेकिन आवेश पर कार्य करने वाले बल की उपस्थिति का अर्थ किसी प्रकार के विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति है। मोड़ के साथ इस क्षेत्र का परिसंचरण, परिभाषा के अनुसार, प्रेरित ईएमएफ के बिल्कुल बराबर है

परिसंचरण और शून्य के बीच अंतर का मतलब है कि यह विद्युत क्षेत्र संभावित नहीं है, लेकिन है भंवरचरित्र, एक चुंबकीय क्षेत्र की तरह। लेकिन अगर ऐसा कोई क्षेत्र सामने आया है, तो कुंडल की क्या भूमिका है? परिणामी प्रेरण धारा से एक भंवर विद्युत क्षेत्र को रिकॉर्ड करने के लिए एक कॉइल एक सुविधाजनक डिटेक्टर से ज्यादा कुछ नहीं है। कुंडल को पूरी तरह से अलग करने के लिए, आइए हम प्रेरित ईएमएफ को चुंबकीय क्षेत्र प्रवाह के रूप में व्यक्त करें। आइए हम फैराडे के नियम को इस रूप में पुनः लिखें

इस समीकरण को (9.6) के साथ संयोजित करने पर, हम संशोधित कथन 3 (चित्र 9.1) पर पहुंचते हैं।

कथन 5.

चावल। 9.1. मैक्सवेल द्वारा प्रतिपादित विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम:
एक बदलता चुंबकीय क्षेत्र एक भंवर विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है

गणितीय रूप से इसे समीकरण के रूप में व्यक्त किया जाता है

इस समीकरण में फैराडे का विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम शामिल है।

हमें यहां थोड़ा सावधान रहने की जरूरत है: चूंकि हमारे पास एक अतिरिक्त विद्युत क्षेत्र है, तो क्या यह पहला कथन नहीं बदल देगा? सौभाग्य से, उत्तर नकारात्मक है: एक बंद सतह के माध्यम से भंवर क्षेत्र का प्रवाह शून्य है, इसलिए यह क्षेत्र समीकरण (9.1) के बाईं ओर योगदान नहीं देगा।

ऐसा प्रतीत होता है कि हमने पहले ही उन सभी घटनाओं को ध्यान में रख लिया है जिनसे हम परिचित हैं। फिर हमने चौथे समीकरण को संशोधन की आवश्यकता के रूप में क्यों चिह्नित किया? तथ्य यह है कि विद्युत और चुंबकीय घटनाओं के बीच समरूपता अब टूट गई है। आइए मान लें कि सिस्टम में कोई चार्ज या धारा नहीं है। क्या तब कोई विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र अस्तित्व में हो सकता है? हम आधुनिक जीवन से उत्तर जानते हैं: यह हो सकता है! विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं जो अंतरिक्ष में फैलती हैं और इसके लिए किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है। आवेशों और धाराओं की अनुपस्थिति में, पहले दो समीकरण (9.1) और (9.2) पूरी तरह से सममित हैं। समीकरणों की दूसरी जोड़ी के बारे में ऐसा नहीं कहा जा सकता। क्या केवल चुंबकीय क्षेत्र को बदलकर, बिना आवेश के विद्युत (भंवर) क्षेत्र उत्पन्न किया जा सकता है? चुंबकीय क्षेत्र धारा से नहीं, बल्कि विद्युत क्षेत्र को बदलकर क्यों उत्पन्न नहीं किया जा सकता?