फॅरेडेचा प्रेरणेचा नियम
तारेच्या फेरीतून जाणारे चुंबकीय क्षेत्र बदलल्यावर त्या फेरीत व्होल्टेज निर्माण होतो — बॅटरी नसली तरीही. क्षेत्र जलद बदला, व जास्त व्होल्टेज मिळतो; नेमक्याच यावर जनरेटर गतीचे वीजमध्ये रूपांतर करतात.
सूत्र
ε = −ΔΦ / Δt
- ε — प्रेरित EMF (V): फेरीत निर्माण झालेला व्होल्टेज
- Φ — चुंबकीय फ्लक्स (Wb): फेरीतून किती चुंबकीय फ्लक्स जात आहे
- t — वेळ (s): फ्लक्स-बदल होण्यास किती वेळ लागतो
सोडवलेले उदाहरण
एका फेरीतून जाणारा चुंबकीय फ्लक्स 3 सेकंदांत 6 वेबरनी कमी होतो. यामुळे किती व्होल्टेज प्रेरित होतो?
- ΔΦ = 6 Wb
- Δt = 3 s
- ε = −ΔΦ / Δt
- ε = −(6 Wb) / (3 s)
ε = −2 V
स्वतःची चाचणी घ्या
फ्लक्स तितकाच 6 वेबरने बदलतो, पण आता 3 ऐवजी फक्त 2 सेकंदांत. आता प्रेरित व्होल्टेजची शक्ती किती?
- 2 V
- बरोबर उत्तर: 3 V
- 12 V
बरोबर! जलद बदल म्हणजे जास्त व्होल्टेज: 6 Wb ÷ 2 s = 3 V.
लेंझच्या नियमाप्रमाणे, बदलणाऱ्या फ्लक्सने प्रेरित प्रवाह आपले स्वतःचे चुंबकीय क्षेत्र असे बनवतो की…
- बरोबर उत्तर: फ्लक्स-बदलाला विरोध करणारे
- फ्लक्स-बदलाशी जुळणारे
- फ्लक्सवर कोणताही परिणाम न करणारे
नेमके — प्रेरित प्रवाह नेहमी त्या बदलाला विरोध करतो ज्याने तो जन्मला, म्हणूनच सूत्रात ऋण चिन्ह आहे.
हे कुठे दिसते
पृथ्वीवरचा प्रत्येक वीज प्रकल्प हाच नियम औद्योगिक प्रमाणावर चालवतो: फिरणारे चुंबक फेरींमधून बदलता फ्लक्स घालवतात, व बाहेर पडतो तो व्होल्टेज जो तुमच्या भिंतीतल्या सॉकेटपर्यंत पोहोचतो. सायकलचा डायनॅमो त्याची खिशात बसणारी आवृत्ती आहे — तुमची पेडल चुंबक फिरवते, व हेडलाइट बॅटरीशिवाय चमकते.
सामान्य चुका
मुख्य मुद्दा म्हणजे बदल: फेरीतून जाणारे विशाल पण पूर्ण स्थिर चुंबकीय क्षेत्र काहीही प्रेरित करत नाही — फक्त बदलणारा फ्लक्सच व्होल्टेज देतो, ε = −ΔΦ / Δt. मग तो दर आहे, प्रमाण नाही: तोच 6 Wb बदल 3 s ऐवजी 2 s मध्ये केल्यावर व्होल्टेज 2 V वरून 3 V वर चढतो. व ते ऋण चिन्ह म्हणजे लेंझचा नियम — प्रेरित प्रवाह नेहमी त्या बदलाला विरोध करतो ज्याने तो जन्मला, मोफत जेवण नाकारतो.
कसे जोडले जाते
लोरेंझ बलाने सुरू केलेली जोडी इथे पूर्ण होते: क्षेत्रे भारांना ढकलतात, व आत बदलणारी क्षेत्रे ते व्होल्टेज बनवतात जे भार हालवते — बॅटरीची गरज नाही. लेंझचे विरोधी ढकलणे म्हणजे ऊर्जा संवरकता बोलताना, व पुढचे AC अनुनाद म्हणजे जे घडते जेव्हा हा प्रेरित व्होल्टेज ये-जा करणाऱ्या धारेतल्या संधारित्राला भेटतो.