फैराडे का प्रेरण नियम

जब तार की किसी कुंडली से गुज़रने वाला चुंबकीय क्षेत्र बदलता है, तो यह उस कुंडली में एक वोल्टेज बनाता है — बिना किसी बैटरी के भी। क्षेत्र को तेज़ी से बदलें, और आपको बड़ा वोल्टेज मिलता है; यही तरीका है जिससे जनरेटर गति को बिजली में बदलते हैं।

सूत्र

ε = −ΔΦ / Δt

ε — प्रेरित emf (V): कुंडली में बना वोल्टेज
Φ — चुंबकीय फ्लक्स (Wb): कुंडली से गुज़रने वाले चुंबकीय क्षेत्र की मात्रा
t — समय (s): फ्लक्स में बदलाव होने में कितना समय लगता है

हल किया गया उदाहरण

किसी कुंडली से गुज़रता चुंबकीय फ्लक्स 3 सेकंड में 6 वेबर घटता है। इससे कितना वोल्टेज प्रेरित होता है?

ΔΦ = 6 Wb
Δt = 3 s

ε = −ΔΦ / Δt
ε = −(6 Wb) / (3 s)

ε = −2 V

स्वयं को परखें

फ्लक्स अब भी 6 वेबर बदलता है, लेकिन अब 3 के बजाय केवल 2 सेकंड में। अब प्रेरित वोल्टेज का आकार क्या है?

2 V
सही उत्तर: 3 V
12 V

सही! तेज़ बदलाव का अर्थ है अधिक वोल्टेज: 6 Wb ÷ 2 s = 3 V।

लेंज़ के नियम के अनुसार, बदलते फ्लक्स से प्रेरित धारा अपना चुंबकीय क्षेत्र बनाएगी जो…

सही उत्तर: फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करता है
फ्लक्स में परिवर्तन से मेल खाता है
फ्लक्स पर कोई प्रभाव नहीं डालता

बिल्कुल सही — प्रेरित धारा हमेशा उस परिवर्तन के विरुद्ध लड़ती है जिसने उसे बनाया, इसीलिए सूत्र में ऋण चिह्न है।

आप इसे कहाँ देखते हैं

धरती का हर बिजलीघर यही नियम औद्योगिक पैमाने पर है: घूमते हुए चुंबक कुंडलियों से बदलता हुआ फ्लक्स लगातार गुज़ारते हैं, और उसी से निकलता है वह वोल्टेज जो आपकी दीवार के सॉकेट तक पहुँचता है। साइकिल की डायनेमो इसका जेबी संस्करण है — आपका पैडल घुमाना एक चुंबक को घुमाता है, और परिपथ में कोई बैटरी न होने के बावजूद हेडलाइट जल उठती है।

सामान्य गलतियाँ

सबसे ज़रूरी बात परिवर्तन है: किसी लूप से गुज़रता बहुत बड़ा, बिल्कुल स्थिर चुंबकीय क्षेत्र कुछ भी प्रेरित नहीं करता — केवल बदलता हुआ फ्लक्स ही वोल्टेज पैदा करता है, ε = −ΔΦ / Δt। फिर, यह दर है, मात्रा नहीं: वही 6 Wb का परिवर्तन 3 s के बजाय 2 s में होने पर वोल्टेज 2 V से बढ़कर 3 V हो जाता है। और ऋण चिह्न लेंज़ का नियम है — प्रेरित धारा हमेशा उस परिवर्तन का विरोध करती है जिसने उसे पैदा किया, मुफ़्त का लाभ ठुकराते हुए।

यह कैसे जुड़ता है

इससे वह जोड़ी पूरी होती है जो लोरेंत्ज़ बल ने शुरू की थी: क्षेत्र आवेशों को धकेलते हैं, और अब बदलते हुए क्षेत्र वे वोल्टेज बनाते हैं जो आवेशों को गतिशील कर देते हैं — किसी बैटरी की ज़रूरत नहीं। लेंज़ का विरोधी धक्का ऊर्जा संरक्षण की ही आवाज़ है, और अगला पाठ, AC अनुनाद, वह है जो तब होता है जब यह प्रेरित वोल्टेज आगे-पीछे चलाए जाते किसी परिपथ में एक संधारित्र से मिलता है।