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प्रेरण का कार्य सिद्धांत बहुत ही सारगर्भित है। यह समझाने के लिए कि प्रेरण क्या है, हम बुनियादी भौतिक घटना से शुरू करते हैं।

1. दो घटनाएं और एक नियम: विद्युत-प्रेरित चुंबकत्व, चुंबकत्व-प्रेरित विद्युत, और लेन्ज़ का नियम

1.1 विद्युत चुम्बकीय घटना

हाई स्कूल भौतिकी में एक प्रयोग है: जब एक छोटी चुंबकीय सुई को करंट वाले कंडक्टर के बगल में रखा जाता है, तो छोटी चुंबकीय सुई की दिशा विक्षेपित हो जाती है, जो इंगित करता है कि करंट के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र है। इस घटना की खोज 1820 में डेनिश भौतिक विज्ञानी ओर्स्टेड ने की थी।

यदि हम कंडक्टर को एक सर्कल में घुमाते हैं, तो कंडक्टर के प्रत्येक सर्कल द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र ओवरलैप हो सकता है, और समग्र चुंबकीय क्षेत्र मजबूत हो जाएगा, जो छोटी वस्तुओं को आकर्षित कर सकता है। चित्र में, कुंडल 2~3A की धारा से सक्रिय है। ध्यान रखें कि इनेमल तार की रेटेड करंट सीमा होती है, अन्यथा यह उच्च तापमान के कारण पिघल जाएगा।

2. मैग्नेटोइलेक्ट्रिसिटी घटना

1831 में, ब्रिटिश वैज्ञानिक फैराडे ने पता लगाया कि जब एक बंद सर्किट के कंडक्टर का एक हिस्सा चुंबकीय क्षेत्र को काटने के लिए चलता है, तो कंडक्टर पर बिजली उत्पन्न होगी। शर्त यह है कि सर्किट और चुंबकीय क्षेत्र अपेक्षाकृत बदलते वातावरण में हैं, इसलिए इसे "गतिशील" मैग्नेटोइलेक्ट्रिसिटी कहा जाता है, और उत्पन्न धारा को प्रेरित धारा कहा जाता है।

हम मोटर के साथ एक प्रयोग कर सकते हैं। एक सामान्य डीसी ब्रश मोटर में, स्टेटर भाग एक स्थायी चुंबक होता है और रोटर भाग एक कॉइल कंडक्टर होता है। रोटर को मैन्युअल रूप से घुमाने का मतलब है कि कंडक्टर बल की चुंबकीय रेखाओं को काटने के लिए घूम रहा है। मोटर के दो इलेक्ट्रोडों को जोड़ने के लिए ऑसिलोस्कोप का उपयोग करके वोल्टेज परिवर्तन को मापा जा सकता है। जनरेटर इसी सिद्धांत के आधार पर बनाया जाता है।

3. लेन्ज़ का नियम

लेन्ज़ का नियम: चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन से उत्पन्न प्रेरित धारा की दिशा वह दिशा है जो चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन का विरोध करती है।

इस वाक्य की एक सरल समझ यह है: जब कंडक्टर के वातावरण का चुंबकीय क्षेत्र (बाह्य चुंबकीय क्षेत्र) मजबूत हो जाता है, तो इसके प्रेरित प्रवाह से उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के विपरीत होता है, जिससे कुल चुंबकीय क्षेत्र बाहरी से कमजोर हो जाता है चुंबकीय क्षेत्र. जब कंडक्टर के वातावरण का चुंबकीय क्षेत्र (बाह्य चुंबकीय क्षेत्र) कमजोर हो जाता है, तो इसके प्रेरित प्रवाह से उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के विपरीत होता है, जिससे कुल चुंबकीय क्षेत्र बाहरी चुंबकीय क्षेत्र से अधिक मजबूत हो जाता है।

लेन्ज़ के नियम का उपयोग सर्किट में प्रेरित धारा की दिशा निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।

2. सर्पिल ट्यूब कॉइल - यह समझाते हुए कि प्रेरक कैसे काम करते हैं, उपरोक्त दो घटनाओं और एक नियम के ज्ञान के साथ, आइए देखें कि प्रेरक कैसे काम करते हैं।

सबसे सरल प्रारंभ करनेवाला एक सर्पिल ट्यूब कुंडल है:

पावर-ऑन के दौरान स्थिति

हमने सर्पिल ट्यूब का एक छोटा सा भाग काटा और दो कुंडलियाँ, कुंडल A और कुंडल B देख सकते हैं:

पावर-ऑन प्रक्रिया के दौरान स्थिति इस प्रकार है:

①कॉइल ए एक करंट से होकर गुजरता है, यह मानते हुए कि इसकी दिशा नीली ठोस रेखा द्वारा दर्शाई गई है, जिसे बाहरी उत्तेजना करंट कहा जाता है;
विद्युत चुंबकत्व के सिद्धांत के अनुसार, बाहरी उत्तेजना धारा एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है, जो आसपास के स्थान में फैलना शुरू कर देती है और कुंडल बी को कवर करती है, जो बल की चुंबकीय रेखाओं को काटने वाले कुंडल बी के बराबर है, जैसा कि नीली बिंदीदार रेखा द्वारा दिखाया गया है;
मैग्नेटोइलेक्ट्रिसिटी के सिद्धांत के अनुसार, कुंडल बी में एक प्रेरित धारा उत्पन्न होती है, और इसकी दिशा हरी ठोस रेखा द्वारा दिखाई जाती है, जो बाहरी उत्तेजना धारा के विपरीत होती है;
④लेन्ज़ के नियम के अनुसार, प्रेरित धारा द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र बाहरी उत्तेजना धारा के चुंबकीय क्षेत्र का प्रतिकार करता है, जैसा कि हरी बिंदीदार रेखा द्वारा दिखाया गया है;

पावर-ऑन के बाद स्थिति स्थिर है (डीसी)

पावर-ऑन स्थिर होने के बाद, कॉइल ए का बाहरी उत्तेजना प्रवाह स्थिर होता है, और इसके द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र भी स्थिर होता है। चुंबकीय क्षेत्र की कुंडल बी के साथ कोई सापेक्ष गति नहीं है, इसलिए कोई मैग्नेटोइलेक्ट्रिसिटी नहीं है, और हरे रंग की ठोस रेखा द्वारा दर्शाया गया कोई करंट नहीं है। इस समय, प्रारंभ करनेवाला बाहरी उत्तेजना के लिए शॉर्ट सर्किट के बराबर है।

3. प्रेरकत्व के लक्षण: धारा अचानक नहीं बदल सकती

यह समझने के बाद कि कैसे एकप्रारंभ करनेवालाकाम करता है, आइए इसकी सबसे महत्वपूर्ण विशेषता देखें - प्रारंभ करनेवाला में धारा अचानक नहीं बदल सकती।

चित्र में, दाएं वक्र का क्षैतिज अक्ष समय है, और ऊर्ध्वाधर अक्ष प्रारंभ करनेवाला पर धारा है। जिस क्षण स्विच बंद होता है उसे समय की उत्पत्ति के रूप में माना जाता है।

यह देखा जा सकता है कि:1. जिस समय स्विच बंद होता है, प्रारंभ करनेवाला पर धारा 0A होती है, जो प्रारंभ करनेवाला के खुले-सर्किट होने के बराबर है। ऐसा इसलिए है क्योंकि तात्कालिक धारा तेजी से बदलती है, जो बाहरी उत्तेजना धारा (नीला) का विरोध करने के लिए एक विशाल प्रेरित धारा (हरा) उत्पन्न करेगी;

2. स्थिर स्थिति तक पहुंचने की प्रक्रिया में, प्रारंभ करनेवाला पर धारा तेजी से बदलती है;

3. एक स्थिर स्थिति तक पहुंचने के बाद, प्रारंभ करनेवाला पर धारा I=E/R है, जो प्रारंभ करनेवाला के शॉर्ट-सर्किट होने के बराबर है;

4. प्रेरित धारा के अनुरूप प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल है, जो ई का प्रतिकार करने के लिए कार्य करता है, इसलिए इसे बैक ईएमएफ (रिवर्स इलेक्ट्रोमोटिव बल) कहा जाता है;

4. प्रेरण वास्तव में क्या है?

इंडक्शन का उपयोग किसी उपकरण की वर्तमान परिवर्तनों का विरोध करने की क्षमता का वर्णन करने के लिए किया जाता है। वर्तमान परिवर्तनों का विरोध करने की क्षमता जितनी मजबूत होगी, प्रेरण उतना ही अधिक होगा, और इसके विपरीत।

डीसी उत्तेजना के लिए, प्रारंभ करनेवाला अंततः शॉर्ट-सर्किट स्थिति में होता है (वोल्टेज 0 है)। हालाँकि, पावर-ऑन प्रक्रिया के दौरान, वोल्टेज और करंट 0 नहीं होते हैं, जिसका मतलब है कि बिजली है। इस ऊर्जा को एकत्रित करने की प्रक्रिया को चार्जिंग कहा जाता है। यह इस ऊर्जा को चुंबकीय क्षेत्र के रूप में संग्रहीत करता है और आवश्यकता पड़ने पर ऊर्जा जारी करता है (जैसे कि जब बाहरी उत्तेजना स्थिर स्थिति में वर्तमान आकार को बनाए नहीं रख सकती)।

प्रेरक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में जड़त्वीय उपकरण हैं। गतिकी में फ्लाईव्हील की तरह, जड़त्वीय उपकरणों को परिवर्तन पसंद नहीं है। सबसे पहले उन्हें घूमना शुरू करना मुश्किल होता है, और एक बार जब वे घूमना शुरू कर देते हैं, तो उन्हें रोकना मुश्किल होता है। पूरी प्रक्रिया ऊर्जा रूपांतरण के साथ होती है।

यदि आप रुचि रखते हैं, तो कृपया वेबसाइट पर जाएँwww.tclmdcoils.com.