மின்காந்த தூண்டலின் நடைமுறை பயன்பாடு. மின்காந்த தூண்டலின் நிகழ்வின் பயன்பாடு

Oersted மற்றும் Ampere கண்டுபிடிப்புகளுக்குப் பிறகு, மின்சாரம் காந்த சக்தி கொண்டது என்பது தெளிவாகியது. இப்போது மின்சாரத்தில் காந்த நிகழ்வுகளின் செல்வாக்கை உறுதிப்படுத்த வேண்டியது அவசியம். ஃபாரடே இந்த சிக்கலை அற்புதமாக தீர்த்தார்.

1821 ஆம் ஆண்டில், எம். ஃபாரடே தனது நாட்குறிப்பில் எழுதினார்: "காந்தத்தை மின்சாரமாக மாற்றவும்." 10 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, அவர் இந்த சிக்கலை தீர்த்தார்.

எனவே, மைக்கேல் ஃபாரடே (1791-1867) - ஆங்கில இயற்பியலாளர் மற்றும் வேதியியலாளர்.

அளவு மின் வேதியியல் நிறுவனர்களில் ஒருவர். முதல் முறையாக (1823) அவர் குளோரின் திரவ நிலையில் பெற்றார், பின்னர் ஹைட்ரஜன் சல்பைடு, கார்பன் டை ஆக்சைடு, அம்மோனியா மற்றும் நைட்ரஜன் டை ஆக்சைடு. அவர் பென்சீனைக் கண்டுபிடித்தார் (1825) மற்றும் அதன் இயற்பியல் மற்றும் சில வேதியியல் பண்புகளை ஆய்வு செய்தார். மின்கடத்தா மாறிலி என்ற கருத்தை அறிமுகப்படுத்தியது. ஃபாரடேயின் பெயர் மின்சார அலகுகளின் அமைப்பில் மின் திறன் அலகு என நுழைந்தது.

இவற்றில் பல படைப்புகள் தங்கள் ஆசிரியரின் பெயரை அழியாமல் நிலைநிறுத்தலாம். ஆனால் ஃபாரடேயின் அறிவியல் படைப்புகளில் மிக முக்கியமானது மின்காந்தவியல் மற்றும் மின் தூண்டல் துறையில் அவரது ஆய்வுகள் ஆகும். சரியாகச் சொல்வதானால், மின்காந்தவியல் மற்றும் தூண்டல் மின்சாரம் போன்ற நிகழ்வுகளைக் கையாளும் இயற்பியலின் ஒரு முக்கியப் பிரிவு, தற்போது தொழில்நுட்பத்திற்கு இவ்வளவு முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது, ஃபாரடே ஒன்றும் இல்லாமல் உருவாக்கப்பட்டது.

ஃபாரடே இறுதியாக மின்சாரத் துறையில் ஆராய்ச்சிக்கு தன்னை அர்ப்பணித்தபோது, ​​சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ் மின்மயமாக்கப்பட்ட உடலின் இருப்பு அதன் செல்வாக்கிற்கு வேறு எந்த உடலிலும் மின்சாரத்தை தூண்டுவதற்கு போதுமானது என்று கண்டறியப்பட்டது.

அதே நேரத்தில், மின்னோட்டம் கடந்து செல்லும் மற்றும் மின்மயமாக்கப்பட்ட உடலைக் குறிக்கும் ஒரு கம்பி அருகிலுள்ள மற்ற கம்பிகளில் எந்த விளைவையும் ஏற்படுத்தாது என்பது அறியப்பட்டது. இந்த விதிவிலக்கிற்கு என்ன காரணம்? ஃபாரடேவுக்கு ஆர்வமுள்ள கேள்வியும் அதற்கான தீர்வும் தூண்டல் மின்சாரம் துறையில் மிக முக்கியமான கண்டுபிடிப்புகளுக்கு அவரை இட்டுச் சென்றது.

ஃபாரடே இரண்டு தனிமைப்படுத்தப்பட்ட கம்பிகளை ஒரே மர உருட்டல் முள் மீது ஒன்றுக்கொன்று இணையாக காயப்படுத்தினார். அவர் ஒரு கம்பியின் முனைகளை பத்து செல்கள் கொண்ட பேட்டரியுடன் இணைத்தார், மற்றொன்றின் முனைகளை உணர்திறன் கொண்ட கால்வனோமீட்டருடன் இணைத்தார். முதல் கம்பி வழியாக ஒரு மின்னோட்டம் சென்றபோது, ​​ஃபாரடே தனது கவனத்தை கால்வனோமீட்டருக்குத் திருப்பினார், அதன் அதிர்வுகளால் இரண்டாவது கம்பியில் மின்னோட்டத்தின் தோற்றத்தை எதிர்பார்க்கலாம் என்று எதிர்பார்த்தார். இருப்பினும், அப்படி எதுவும் நடக்கவில்லை: கால்வனோமீட்டர் அமைதியாக இருந்தது. ஃபாரடே தற்போதைய வலிமையை அதிகரிக்க முடிவு செய்தார் மற்றும் சுற்றுக்குள் 120 கால்வனிக் கூறுகளை அறிமுகப்படுத்தினார். விளைவு அப்படியே இருந்தது. ஃபாரடே இந்த சோதனையை டஜன் கணக்கான முறை மீண்டும் செய்தார், இன்னும் அதே வெற்றியுடன். அவருக்குப் பதிலாக வேறு யாரேனும் ஒரு கம்பி வழியாக செல்லும் மின்னோட்டம் அண்டை கம்பியில் எந்த விளைவையும் ஏற்படுத்தாது என்று சோதனைகளை நம்பியிருப்பார். ஆனால் ஃபாரடே எப்போதும் தனது சோதனைகள் மற்றும் அவதானிப்புகளிலிருந்து அவர்கள் கொடுக்கக்கூடிய அனைத்தையும் பிரித்தெடுக்க முயன்றார், எனவே, கால்வனோமீட்டருடன் இணைக்கப்பட்ட கம்பியில் நேரடி விளைவைப் பெறாமல், பக்க விளைவுகளைத் தேடத் தொடங்கினார்.

மின்காந்த தூண்டல் மின்னோட்ட புலம்

மின்னோட்டத்தின் முழுப் பாதையிலும் கால்வனோமீட்டர் முற்றிலும் அமைதியாக இருப்பதை அவர் உடனடியாகக் கவனித்தார், சுற்று தன்னை மூடும்போது ஊசலாடத் தொடங்கியது, அதைத் திறந்தபோது, ​​​​முதல் கம்பியில் மின்னோட்டம் செலுத்தப்பட்ட தருணத்தில், மற்றும் இந்த பரிமாற்றம் நிறுத்தப்பட்டபோது, ​​இரண்டாவது கம்பியும் மின்னோட்டத்தால் உற்சாகமடைகிறது, இது முதல் வழக்கில் முதல் மின்னோட்டத்திற்கு எதிர் திசையில் உள்ளது மற்றும் இரண்டாவது வழக்கில் ஒரே ஒரு நொடி மட்டுமே நீடிக்கும் முதன்மையானவர்களின் செல்வாக்கால், ஃபாரடே மூலம் தூண்டல் என்று அழைக்கப்பட்டது, இந்த பெயர் இன்றுவரை அவர்களுடன் உள்ளது.

மின்னோட்டத்தில் இருந்து வரும் முதன்மை மின்னோட்டத்தைத் தொடர்ந்து குறுக்கிட்டு மீண்டும் நடத்துவதற்கு, ஒரு புத்திசாலித்தனமான சாதனத்தின் (ஒரு கம்யூடேட்டர்) உதவியுடன், ஃபாரடே வழியைக் கண்டுபிடிக்கவில்லை என்றால், தூண்டல் நீரோட்டங்களுக்கு நடைமுறை முக்கியத்துவம் இருக்காது. முதல் கம்பி, இதற்கு நன்றி இரண்டாவது கம்பி மேலும் மேலும் தூண்டல் நீரோட்டங்களால் தொடர்ந்து உற்சாகமடைகிறது, இதனால் நிலையானது. இவ்வாறு, முன்னர் அறியப்பட்டவை (உராய்வு மற்றும் இரசாயன செயல்முறைகள்), - தூண்டல், மற்றும் இந்த ஆற்றலின் ஒரு புதிய வகை - தூண்டல் மின்சாரம் ஆகியவற்றுடன் கூடுதலாக மின் ஆற்றலின் புதிய ஆதாரம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.

மின்காந்த தூண்டல்(லத்தீன் தூண்டல் - வழிகாட்டுதல்) - ஒரு மாற்று காந்தப்புலம் மூலம் ஒரு சுழல் மின்சார புலத்தை உருவாக்கும் நிகழ்வு. நீங்கள் ஒரு மூடிய கடத்தியை ஒரு மாற்று காந்தப்புலத்தில் அறிமுகப்படுத்தினால், அதில் ஒரு மின்சாரம் தோன்றும். இந்த மின்னோட்டத்தின் தோற்றம் தற்போதைய தூண்டல் என்றும், மின்னோட்டமானது தூண்டல் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

மின்காந்த தூண்டலின் நிகழ்வு இயந்திர ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றுவதற்கு முதன்மையாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த நோக்கத்திற்காக அவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன மின்மாற்றிகள்(தூண்டல் ஜெனரேட்டர்கள்). எளிமையான மாற்று மின்னோட்ட ஜெனரேட்டர் என்பது கோண வேகத்தில் ஒரே மாதிரியாக சுழலும் கம்பி சட்டமாகும். w=தூண்டலுடன் ஒரு சீரான காந்தப்புலத்தில் const IN(படம் 4.5). ஒரு பகுதியுடன் ஒரு சட்டத்தை ஊடுருவிச் செல்லும் காந்த தூண்டல் ஃப்ளக்ஸ் எஸ், சமம்

சட்டமானது ஒரே சீராக சுழலும் போது, ​​சுழற்சி கோணம் , சுழற்சி அதிர்வெண் எங்கே. பிறகு

மின்காந்த தூண்டல் விதியின் படி, சட்டத்தில் தூண்டப்பட்ட emf
அதன் சுழற்சி,

தூரிகை-தொடர்பு சாதனத்தைப் பயன்படுத்தி பிரேம் கவ்விகளுடன் ஒரு சுமையை (மின்சார நுகர்வோர்) இணைத்தால், அதன் வழியாக மாற்று மின்னோட்டம் பாயும்.

மின் நிலையங்களில் தொழில்துறை மின்சார உற்பத்திக்கு, அவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன ஒத்திசைவான ஜெனரேட்டர்கள்(டர்போஜெனரேட்டர்கள், நிலையம் வெப்பமாகவோ அல்லது அணுக்கருவாகவோ இருந்தால், மற்றும் ஹைட்ரோஜெனரேட்டர்கள், நிலையம் ஹைட்ராலிக் ஆக இருந்தால்). ஒத்திசைவான ஜெனரேட்டரின் நிலையான பகுதி அழைக்கப்படுகிறது ஸ்டேட்டர், மற்றும் சுழலும் - சுழலி(படம் 4.6). ஜெனரேட்டர் ரோட்டார் ஒரு நேரடி மின்னோட்ட முறுக்கு (உற்சாக முறுக்கு) மற்றும் ஒரு சக்திவாய்ந்த மின்காந்தமாகும். நேரடி மின்னோட்டம் வழங்கப்படுகிறது
ஒரு தூரிகை-தொடர்பு கருவி மூலம் தூண்டுதல் முறுக்கு ரோட்டரை காந்தமாக்குகிறது, மேலும் இந்த வழக்கில் வடக்கு மற்றும் தென் துருவங்களைக் கொண்ட ஒரு மின்காந்தம் உருவாகிறது.

ஜெனரேட்டர் ஸ்டேட்டரில் மூன்று மாற்று மின்னோட்ட முறுக்குகள் உள்ளன, அவை 120 0 மூலம் ஒருவருக்கொருவர் மாற்றப்பட்டு ஒரு குறிப்பிட்ட இணைப்பு சுற்றுக்கு ஏற்ப ஒருவருக்கொருவர் இணைக்கப்படுகின்றன.

உற்சாகமான சுழலி ஒரு நீராவி அல்லது ஹைட்ராலிக் விசையாழியின் உதவியுடன் சுழலும் போது, ​​அதன் துருவங்கள் ஸ்டேட்டர் முறுக்குகளின் கீழ் கடந்து செல்கின்றன, மேலும் ஒரு ஹார்மோனிக் சட்டத்தின்படி மாறுபடும் மின்னோட்ட விசை அவற்றில் தூண்டப்படுகிறது. அடுத்து, ஒரு குறிப்பிட்ட மின் நெட்வொர்க் வரைபடத்தின்படி ஜெனரேட்டர் மின்சார நுகர்வு முனைகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

ஸ்டேஷன் ஜெனரேட்டர்களிலிருந்து மின்சாரத்தை நேரடியாக மின் இணைப்புகள் வழியாக நுகர்வோருக்கு மாற்றினால் (ஜெனரேட்டர் மின்னழுத்தத்தில், இது ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உள்ளது), பின்னர் நெட்வொர்க்கில் ஆற்றல் மற்றும் மின்னழுத்தத்தின் பெரிய இழப்புகள் ஏற்படும் (விகிதங்களுக்கு கவனம் செலுத்துங்கள் , ). எனவே, மின்சாரத்தை பொருளாதார ரீதியாக கொண்டு செல்ல, தற்போதைய வலிமையை குறைக்க வேண்டியது அவசியம். இருப்பினும், கடத்தப்பட்ட சக்தி மாறாமல் இருப்பதால், மின்னழுத்தம் அவசியம்
மின்னோட்டம் குறையும் அதே அளவு அதிகரிக்கும்.

மின்சார நுகர்வோர், மின்னழுத்தத்தை தேவையான அளவிற்கு குறைக்க வேண்டும். கொடுக்கப்பட்ட எண்ணிக்கையில் மின்னழுத்தம் அதிகரிக்கும் அல்லது குறையும் மின் சாதனங்கள் அழைக்கப்படுகின்றன மின்மாற்றிகள். மின்மாற்றியின் செயல்பாடும் மின்காந்த தூண்டல் விதியை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

இரண்டு முறுக்கு மின்மாற்றி (படம் 4.7) செயல்பாட்டின் கொள்கையை கருத்தில் கொள்வோம். முதன்மை முறுக்கு வழியாக மாற்று மின்னோட்டம் செல்லும் போது, ​​அதைச் சுற்றி தூண்டலுடன் கூடிய மாற்று காந்தப்புலம் தோன்றும். IN, அதன் ஓட்டமும் மாறக்கூடியது

மின்மாற்றி மையமானது காந்தப் பாய்ச்சலை இயக்க உதவுகிறது (காற்றின் காந்த எதிர்ப்பு அதிகமாக உள்ளது). ஒரு மாற்று காந்தப் பாய்வு, மையத்தின் வழியாக மூடப்பட்டு, ஒவ்வொரு முறுக்குகளிலும் ஒரு மாற்று EMF ஐத் தூண்டுகிறது:

சக்திவாய்ந்த மின்மாற்றிகள் மிகக் குறைந்த சுருள் எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளன,
எனவே, முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலை முறுக்குகளின் முனையங்களில் உள்ள மின்னழுத்தங்கள் தோராயமாக EMF க்கு சமமாக இருக்கும்:

எங்கே கே -உருமாற்ற விகிதம். மணிக்கு கே<1 () மின்மாற்றி உள்ளது அதிகரித்து வருகிறது, மணிக்கு கே>1 () மின்மாற்றி உள்ளது கீழ்நோக்கி.

சுமை மின்மாற்றியின் இரண்டாம் நிலை முறுக்குடன் இணைக்கப்படும்போது, ​​அதில் மின்னோட்டம் பாயும். மின்சார நுகர்வு அதிகரிப்புடன், சட்டத்தின் படி
ஆற்றல் சேமிப்பு நிலைய ஜெனரேட்டர்கள் மூலம் வழங்கப்படும் ஆற்றலை அதிகரிக்க வேண்டும், அதாவது

மின்மாற்றியைப் பயன்படுத்தி மின்னழுத்தத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம் இது அர்த்தம்
வி கேமுறை, சுற்றுவட்டத்தில் தற்போதைய வலிமையை அதே எண்ணிக்கையில் குறைக்க முடியும் (அதே நேரத்தில், ஜூல் இழப்புகள் குறையும் கே 2 முறை).

தலைப்பு 17. மின்காந்த புலத்திற்கான மேக்ஸ்வெல்லின் கோட்பாட்டின் அடிப்படைகள். மின்காந்த அலைகள்

60 களில் XIX நூற்றாண்டு ஆங்கில விஞ்ஞானி ஜே. மேக்ஸ்வெல் (1831-1879) மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்களின் சோதனை ரீதியாக நிறுவப்பட்ட விதிகளை பொதுமைப்படுத்தினார் மற்றும் முழுமையான ஒருங்கிணைப்பை உருவாக்கினார். மின்காந்த புல கோட்பாடு. இது உங்களை தீர்மானிக்க அனுமதிக்கிறது எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸின் முக்கிய பிரச்சனை: கொடுக்கப்பட்ட மின்சார கட்டணங்கள் மற்றும் நீரோட்டங்களின் மின்காந்த புலத்தின் பண்புகளைக் கண்டறியவும்.

என்று மேக்ஸ்வெல் அனுமானித்தார் எந்தவொரு மாற்று காந்தப்புலமும் சுற்றியுள்ள இடத்தில் ஒரு சுழல் மின்சார புலத்தை தூண்டுகிறது, இதன் சுழற்சியே சுற்றுவட்டத்தில் மின்காந்த தூண்டலின் emf க்கு காரணமாகும்:

(5.1)

சமன்பாடு (5.1) என்று அழைக்கப்படுகிறது மேக்ஸ்வெல்லின் இரண்டாவது சமன்பாடு. இந்த சமன்பாட்டின் பொருள் என்னவென்றால், மாறிவரும் காந்தப்புலம் ஒரு சுழல் மின்சார புலத்தை உருவாக்குகிறது, மேலும் பிந்தையது சுற்றியுள்ள மின்கடத்தா அல்லது வெற்றிடத்தில் மாறும் காந்தப்புலத்தை ஏற்படுத்துகிறது. காந்தப்புலம் ஒரு மின்னோட்டத்தால் உருவாக்கப்படுவதால், மேக்ஸ்வெல்லின் கூற்றுப்படி, சுழல் மின்சார புலம் ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னோட்டமாகக் கருதப்பட வேண்டும்,
இது மின்கடத்தா மற்றும் வெற்றிடத்தில் நிகழ்கிறது. மேக்ஸ்வெல் இந்த மின்னோட்டத்தை அழைத்தார் இடப்பெயர்ச்சி மின்னோட்டம்.

இடப்பெயர்ச்சி மின்னோட்டம், மேக்ஸ்வெல்லின் கோட்பாட்டிலிருந்து பின்வருமாறு
மற்றும் Eichenwald இன் சோதனைகள், கடத்தும் மின்னோட்டத்தின் அதே காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது.

அவரது கோட்பாட்டில், மேக்ஸ்வெல் இந்த கருத்தை அறிமுகப்படுத்தினார் வெளிப்படையான மின்னோட்டம், தொகைக்கு சமம்
கடத்தல் மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி நீரோட்டங்கள். எனவே, மொத்த மின்னோட்ட அடர்த்தி

மேக்ஸ்வெல்லின் கூற்றுப்படி, ஒரு சுற்றுவட்டத்தின் மொத்த மின்னோட்டம் எப்போதும் மூடப்பட்டிருக்கும், அதாவது கடத்திகளின் முனைகளில் மட்டுமே கடத்தல் மின்னோட்டம் உடைகிறது, மேலும் கடத்தியின் முனைகளுக்கு இடையில் மின்கடத்தா (வெற்றிடம்) ஒரு இடப்பெயர்ச்சி மின்னோட்டத்தை மூடுகிறது. கடத்தல் மின்னோட்டம்.

மொத்த மின்னோட்டத்தின் கருத்தை அறிமுகப்படுத்திய பின்னர், மேக்ஸ்வெல் ஒரு திசையன் (அல்லது) சுழற்சியின் தேற்றத்தைப் பொதுமைப்படுத்தினார்:

(5.6)

சமன்பாடு (5.6) என்று அழைக்கப்படுகிறது ஒருங்கிணைந்த வடிவத்தில் மேக்ஸ்வெல்லின் முதல் சமன்பாடு. இது மொத்த மின்னோட்டத்தின் பொதுவான சட்டத்தை பிரதிபலிக்கிறது மற்றும் மின்காந்த கோட்பாட்டின் அடிப்படை நிலையை வெளிப்படுத்துகிறது: இடப்பெயர்ச்சி நீரோட்டங்கள் கடத்தல் நீரோட்டங்களைப் போன்ற அதே காந்தப்புலங்களை உருவாக்குகின்றன.

மேக்ஸ்வெல் உருவாக்கிய மின்காந்த புலத்தின் ஒருங்கிணைந்த மேக்ரோஸ்கோபிக் கோட்பாடு ஒரு ஒருங்கிணைந்த பார்வையில் இருந்து மின் மற்றும் காந்த நிகழ்வுகளை விளக்குவது மட்டுமல்லாமல், புதியவற்றைக் கணிக்கவும் சாத்தியமாக்கியது, அதன் இருப்பு பின்னர் நடைமுறையில் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது (எடுத்துக்காட்டாக, கண்டுபிடிப்பு மின்காந்த அலைகள்).

மேலே விவாதிக்கப்பட்ட விதிகளை சுருக்கமாக, மேக்ஸ்வெல்லின் மின்காந்தக் கோட்பாட்டின் அடிப்படையை உருவாக்கும் சமன்பாடுகளை நாங்கள் முன்வைக்கிறோம்.

1. காந்தப்புல வலிமை திசையன் சுழற்சியின் தேற்றம்:

நகரும் கட்டணங்கள் (மின்சாரங்கள்) அல்லது மாற்று மின்சார புலங்கள் மூலம் காந்தப்புலங்களை உருவாக்க முடியும் என்பதை இந்த சமன்பாடு காட்டுகிறது.

2. மின்சார புலம் சாத்தியமான () மற்றும் சுழல் () ஆகிய இரண்டாகவும் இருக்கலாம், எனவே மொத்த புல வலிமை . திசையன் சுழற்சி பூஜ்ஜியமாக இருப்பதால், மொத்த மின்சார புலத்தின் தீவிரத்தின் திசையன் சுழற்சி

இந்த சமன்பாடு மின்சார புலத்தின் ஆதாரங்கள் மின் கட்டணங்கள் மட்டுமல்ல, நேரம் மாறுபடும் காந்தப்புலங்களாகவும் இருக்கலாம் என்பதைக் காட்டுகிறது.

3. ,

மூடிய மேற்பரப்பிற்குள் வால்யூமெட்ரிக் சார்ஜ் அடர்த்தி எங்கே; - பொருளின் குறிப்பிட்ட கடத்துத்திறன்.

நிலையான புலங்களுக்கு ( E=நிலையான , B= const) மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகள் வடிவம் பெறுகின்றன

அதாவது, இந்த வழக்கில் காந்தப்புலத்தின் ஆதாரங்கள் மட்டுமே
கடத்தல் நீரோட்டங்கள் மற்றும் மின்சார புலத்தின் ஆதாரங்கள் மின் கட்டணங்கள் மட்டுமே. இந்த குறிப்பிட்ட வழக்கில், மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்கள் ஒருவருக்கொருவர் சுயாதீனமாக உள்ளன, இது தனித்தனியாக படிப்பதை சாத்தியமாக்குகிறது நிரந்தரமின்சார மற்றும் காந்த புலங்கள்.

திசையன் பகுப்பாய்விலிருந்து அறியப்பட்டவற்றைப் பயன்படுத்துதல் ஸ்டோக்ஸ் மற்றும் காஸ் தேற்றங்கள், ஒருவர் கற்பனை செய்யலாம் வேறுபட்ட வடிவத்தில் மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகளின் முழுமையான அமைப்பு(விண்வெளியின் ஒவ்வொரு புள்ளியிலும் புலத்தை வகைப்படுத்துதல்):

(5.7)

மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகள் என்பது வெளிப்படையானது சமச்சீர் அல்லமின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்களுடன் தொடர்புடையது. இயற்கையில் இருப்பதே இதற்குக் காரணம்
மின் கட்டணங்கள் உள்ளன, ஆனால் காந்த கட்டணங்கள் இல்லை.

மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகள் மின்சாரத்திற்கான மிகவும் பொதுவான சமன்பாடுகள்
மற்றும் அமைதியான ஊடகங்களில் காந்தப்புலங்கள். நியூட்டனின் விதிகள் இயக்கவியலில் செய்யும் அதே பாத்திரத்தை மின்காந்தவியல் கோட்பாட்டில் அவை வகிக்கின்றன.

மின்காந்த அலைவரையறுக்கப்பட்ட வேகத்துடன் விண்வெளியில் பரவும் மாற்று மின்காந்த புலம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

மின்காந்த அலைகளின் இருப்பு மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகளிலிருந்து பின்பற்றப்படுகிறது, இது மின் மற்றும் காந்த நிகழ்வுகளின் அனுபவ விதிகளின் பொதுமைப்படுத்தலின் அடிப்படையில் 1865 இல் உருவாக்கப்பட்டது. மாற்று மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்களின் பரஸ்பர இணைப்பு காரணமாக ஒரு மின்காந்த அலை உருவாகிறது - ஒரு புலத்தில் ஏற்படும் மாற்றம் மற்றொன்றில் மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது, அதாவது, காந்தப்புல தூண்டல் காலப்போக்கில் வேகமாக மாறுகிறது, மின்சார புல வலிமை அதிகமாகும், மற்றும் நேர்மாறாகவும். எனவே, தீவிர மின்காந்த அலைகளை உருவாக்க, போதுமான அதிக அதிர்வெண்ணின் மின்காந்த அலைவுகளை தூண்டுவது அவசியம். கட்ட வேகம்மின்காந்த அலைகள் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன
ஊடகத்தின் மின் மற்றும் காந்த பண்புகள்:

ஒரு வெற்றிடத்தில் (), மின்காந்த அலைகளின் பரவலின் வேகம் ஒளியின் வேகத்துடன் ஒத்துப்போகிறது; விஷயத்தில், எனவே பொருளில் மின்காந்த அலைகள் பரவும் வேகம் வெற்றிடத்தை விட எப்போதும் குறைவாகவே இருக்கும்.

ஒளிபரப்பு

மாறிவரும் மின்னோட்டத்தால் தூண்டப்படும் ஒரு மாற்று காந்தப்புலம் சுற்றியுள்ள இடத்தில் ஒரு மின்சார புலத்தை உருவாக்குகிறது, இது ஒரு காந்தப்புலத்தை தூண்டுகிறது. பரஸ்பரம் பரஸ்பரம் உருவாக்கும், இந்த புலங்கள் ஒற்றை மாற்று மின்காந்த புலத்தை உருவாக்குகின்றன - ஒரு மின்காந்த அலை. மின்னோட்டத்தை சுமக்கும் கம்பி இருக்கும் இடத்தில் எழும்பி, மின்காந்த புலம் ஒளி -300,000 கிமீ/வி வேகத்தில் விண்வெளியில் பரவுகிறது.

காந்தவியல் சிகிச்சை

ரேடியோ அலைகள், ஒளி, எக்ஸ்-கதிர்கள் மற்றும் பிற மின்காந்த கதிர்வீச்சு ஆகியவை அதிர்வெண் நிறமாலையில் வெவ்வேறு இடங்களை ஆக்கிரமித்துள்ளன. அவை வழக்கமாக தொடர்ச்சியாக இணைக்கப்பட்ட மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்களால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

சின்க்ரோபாசோட்ரான்கள்

தற்போது, ​​ஒரு காந்தப்புலம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களைக் கொண்ட பொருளின் சிறப்பு வடிவமாக புரிந்து கொள்ளப்படுகிறது. நவீன இயற்பியலில், சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் கற்றைகள் அணுக்களில் ஆழமாக ஊடுருவி அவற்றை ஆய்வு செய்வதற்காகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒரு காந்தப்புலம் நகரும் சார்ஜ் துகள் மீது செயல்படும் விசை Lorentz விசை எனப்படும்.

ஓட்டம் மீட்டர் - கவுண்டர்கள்

காந்தப்புலத்தில் கடத்திக்கான ஃபாரடே விதியைப் பயன்படுத்துவதை அடிப்படையாகக் கொண்டது இந்த முறை: ஒரு காந்தப்புலத்தில் நகரும் மின்சாரம் கடத்தும் திரவத்தின் ஓட்டத்தில், ஒரு EMF தூண்டப்படுகிறது, ஓட்ட வேகத்திற்கு விகிதாசாரமாக, மின்னணு பகுதியால் மின்சாரமாக மாற்றப்படுகிறது. அனலாக்/டிஜிட்டல் சிக்னல்.

DC ஜெனரேட்டர்

ஜெனரேட்டர் பயன்முறையில், இயந்திரத்தின் ஆர்மேச்சர் வெளிப்புற முறுக்குவிசையின் செல்வாக்கின் கீழ் சுழலும். ஸ்டேட்டர் துருவங்களுக்கு இடையில் ஒரு நிலையான காந்தப் பாய்வு உள்ளது, அது ஆர்மேச்சரில் ஊடுருவுகிறது. ஆர்மேச்சர் முறுக்குகளின் கடத்திகள் ஒரு காந்தப்புலத்தில் நகர்கின்றன, எனவே, ஒரு EMF அவற்றில் தூண்டப்படுகிறது, அதன் திசையை "வலது கை" விதியால் தீர்மானிக்க முடியும். இந்த வழக்கில், இரண்டாவது தொடர்புடைய ஒரு தூரிகை மீது ஒரு நேர்மறையான திறன் எழுகிறது. நீங்கள் ஜெனரேட்டர் டெர்மினல்களுடன் ஒரு சுமையை இணைத்தால், மின்னோட்டம் அதன் வழியாக பாயும்.

மின்மாற்றிகள்

மின்மாற்றிகள் மின்சார ஆற்றலை நீண்ட தூரத்திற்கு கடத்துவதற்கும், பெறுநர்களுக்கு இடையில் விநியோகிப்பதற்கும், பல்வேறு திருத்துதல், பெருக்கம், சமிக்ஞை மற்றும் பிற சாதனங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

ஒரு மின்மாற்றியில் ஆற்றல் மாற்றம் ஒரு மாற்று காந்தப்புலத்தால் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. மின்மாற்றி என்பது மெல்லிய எஃகு தகடுகளால் ஆன ஒரு மையமாகும், அதில் இரண்டு மற்றும் சில நேரங்களில் அதற்கு மேற்பட்ட முறுக்குகள் (சுருள்கள்) தனிமைப்படுத்தப்பட்ட கம்பிகள் வைக்கப்படுகின்றன. மாற்று மின்னோட்ட மின் ஆற்றலின் ஆதாரம் இணைக்கப்பட்டுள்ள முறுக்கு முதன்மை முறுக்கு என்றும், மீதமுள்ள முறுக்கு இரண்டாம் நிலை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

மின்மாற்றியின் இரண்டாம் நிலை முறுக்கு முதன்மை முறுக்கை விட மூன்று மடங்கு அதிக திருப்பங்களைக் கொண்டிருந்தால், முதன்மை முறுக்கு மூலம் மையத்தில் உருவாக்கப்பட்ட காந்தப்புலம், இரண்டாம் நிலை முறுக்குகளின் திருப்பங்களைக் கடந்து, அதில் மூன்று மடங்கு மின்னழுத்தத்தை உருவாக்கும்.

தலைகீழ் திருப்பங்கள் விகிதத்துடன் ஒரு மின்மாற்றியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், குறைக்கப்பட்ட மின்னழுத்தத்தை நீங்கள் எளிதாகப் பெறலாம்.

மின்காந்த தூண்டலின் நடைமுறை பயன்பாடு

மின்காந்த தூண்டலின் நிகழ்வு இயந்திர ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றுவதற்கு முதன்மையாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த நோக்கத்திற்காக அவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன மின்மாற்றிகள்(தூண்டல் ஜெனரேட்டர்கள்).

ஜெனரேட்டர் ஸ்டேட்டரில் மூன்று மாற்று மின்னோட்ட முறுக்குகள் உள்ளன, அவை 120 0 மூலம் ஒருவருக்கொருவர் மாற்றப்பட்டு ஒரு குறிப்பிட்ட இணைப்பு சுற்றுக்கு ஏற்ப ஒருவருக்கொருவர் இணைக்கப்படுகின்றன.

உற்சாகமான சுழலி ஒரு நீராவி அல்லது ஹைட்ராலிக் விசையாழியின் உதவியுடன் சுழலும் போது, ​​அதன் துருவங்கள் ஸ்டேட்டர் முறுக்குகளின் கீழ் கடந்து செல்கின்றன, மேலும் ஒரு ஹார்மோனிக் சட்டத்தின்படி மாறுபடும் மின்னோட்ட விசை அவற்றில் தூண்டப்படுகிறது. அடுத்து, ஒரு குறிப்பிட்ட மின் நெட்வொர்க் வரைபடத்தின்படி ஜெனரேட்டர் மின்சார நுகர்வு முனைகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

ஸ்டேஷன் ஜெனரேட்டர்களிடமிருந்து மின்சாரத்தை நேரடியாக மின் இணைப்புகள் வழியாக நுகர்வோருக்கு மாற்றினால் (ஜெனரேட்டர் மின்னழுத்தத்தில், இது ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உள்ளது), பின்னர் நெட்வொர்க்கில் பெரிய ஆற்றல் மற்றும் மின்னழுத்த இழப்புகள் ஏற்படும் (விகிதங்களுக்கு கவனம் செலுத்துங்கள். , ) எனவே, மின்சாரத்தை பொருளாதார ரீதியாக கொண்டு செல்ல, தற்போதைய வலிமையை குறைக்க வேண்டியது அவசியம். இருப்பினும், கடத்தப்பட்ட சக்தி மாறாமல் இருப்பதால், மின்னழுத்தம் அவசியம்
மின்னோட்டம் குறையும் அதே அளவு அதிகரிக்கும்.

மின்சார நுகர்வோர், மின்னழுத்தத்தை தேவையான அளவிற்கு குறைக்க வேண்டும். கொடுக்கப்பட்ட எண்ணிக்கையில் மின்னழுத்தம் அதிகரிக்கும் அல்லது குறையும் மின் சாதனங்கள் அழைக்கப்படுகின்றன மின்மாற்றிகள். மின்மாற்றியின் செயல்பாடும் மின்காந்த தூண்டல் விதியை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

பிறகு

சக்திவாய்ந்த மின்மாற்றிகள் மிகக் குறைந்த சுருள் எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளன,
எனவே, முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலை முறுக்குகளின் முனையங்களில் உள்ள மின்னழுத்தங்கள் தோராயமாக EMF க்கு சமமாக இருக்கும்:

எங்கே கே -உருமாற்ற விகிதம். மணிக்கு கே<1 () மின்மாற்றி உள்ளது அதிகரித்து வருகிறது, மணிக்கு கே>1 () மின்மாற்றி உள்ளது கீழ்நோக்கி.

சுமை மின்மாற்றியின் இரண்டாம் நிலை முறுக்குடன் இணைக்கப்படும்போது, ​​அதில் மின்னோட்டம் பாயும். மின்சார நுகர்வு அதிகரிப்புடன், சட்டத்தின் படி
ஆற்றல் சேமிப்பு நிலைய ஜெனரேட்டர்கள் மூலம் வழங்கப்படும் ஆற்றலை அதிகரிக்க வேண்டும், அதாவது

மின்மாற்றியைப் பயன்படுத்தி மின்னழுத்தத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம் இது அர்த்தம்
வி கேமுறை, சுற்றுவட்டத்தில் தற்போதைய வலிமையை அதே எண்ணிக்கையில் குறைக்க முடியும் (அதே நேரத்தில், ஜூல் இழப்புகள் குறையும் கே 2 முறை).

தலைப்பு 17. மின்காந்த புலத்திற்கான மேக்ஸ்வெல்லின் கோட்பாட்டின் அடிப்படைகள். மின்காந்த அலைகள்

60 களில் XIX நூற்றாண்டு ஆங்கில விஞ்ஞானி ஜே. மேக்ஸ்வெல் (1831-1879) மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்களின் சோதனை ரீதியாக நிறுவப்பட்ட விதிகளை பொதுமைப்படுத்தினார் மற்றும் முழுமையான ஒருங்கிணைப்பை உருவாக்கினார். மின்காந்த புல கோட்பாடு. இது உங்களை தீர்மானிக்க அனுமதிக்கிறது எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸின் முக்கிய பிரச்சனை: கொடுக்கப்பட்ட மின்சார கட்டணங்கள் மற்றும் நீரோட்டங்களின் மின்காந்த புலத்தின் பண்புகளைக் கண்டறியவும்.

என்று மேக்ஸ்வெல் அனுமானித்தார் எந்தவொரு மாற்று காந்தப்புலமும் சுற்றியுள்ள இடத்தில் ஒரு சுழல் மின்சார புலத்தை தூண்டுகிறது, இதன் சுழற்சியே சுற்றுவட்டத்தில் மின்காந்த தூண்டலின் emf க்கு காரணமாகும்:

(5.1)

சமன்பாடு (5.1) என்று அழைக்கப்படுகிறது மேக்ஸ்வெல்லின் இரண்டாவது சமன்பாடு. இந்த சமன்பாட்டின் பொருள் என்னவென்றால், மாறிவரும் காந்தப்புலம் ஒரு சுழல் மின்சார புலத்தை உருவாக்குகிறது, மேலும் பிந்தையது சுற்றியுள்ள மின்கடத்தா அல்லது வெற்றிடத்தில் மாறும் காந்தப்புலத்தை ஏற்படுத்துகிறது. காந்தப்புலம் ஒரு மின்னோட்டத்தால் உருவாக்கப்படுவதால், மேக்ஸ்வெல்லின் கூற்றுப்படி, சுழல் மின்சார புலம் ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னோட்டமாகக் கருதப்பட வேண்டும்,
இது மின்கடத்தா மற்றும் வெற்றிடத்தில் நிகழ்கிறது. மேக்ஸ்வெல் இந்த மின்னோட்டத்தை அழைத்தார் இடப்பெயர்ச்சி மின்னோட்டம்.

இடப்பெயர்ச்சி மின்னோட்டம், மேக்ஸ்வெல்லின் கோட்பாட்டிலிருந்து பின்வருமாறு
மற்றும் Eichenwald இன் சோதனைகள், கடத்தும் மின்னோட்டத்தின் அதே காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது.

அவரது கோட்பாட்டில், மேக்ஸ்வெல் இந்த கருத்தை அறிமுகப்படுத்தினார் வெளிப்படையான மின்னோட்டம், தொகைக்கு சமம்
கடத்தல் மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி நீரோட்டங்கள். எனவே, மொத்த மின்னோட்ட அடர்த்தி

மேக்ஸ்வெல்லின் கூற்றுப்படி, ஒரு சுற்றுவட்டத்தின் மொத்த மின்னோட்டம் எப்போதும் மூடப்பட்டிருக்கும், அதாவது கடத்திகளின் முனைகளில் மட்டுமே கடத்தல் மின்னோட்டம் உடைகிறது, மேலும் கடத்தியின் முனைகளுக்கு இடையில் மின்கடத்தா (வெற்றிடம்) ஒரு இடப்பெயர்ச்சி மின்னோட்டத்தை மூடுகிறது. கடத்தல் மின்னோட்டம்.

மொத்த மின்னோட்டத்தின் கருத்தை அறிமுகப்படுத்திய பின்னர், மேக்ஸ்வெல் ஒரு திசையன் (அல்லது) சுழற்சியின் தேற்றத்தைப் பொதுமைப்படுத்தினார்:

(5.6)

சமன்பாடு (5.6) என்று அழைக்கப்படுகிறது ஒருங்கிணைந்த வடிவத்தில் மேக்ஸ்வெல்லின் முதல் சமன்பாடு. இது மொத்த மின்னோட்டத்தின் பொதுவான சட்டத்தை பிரதிபலிக்கிறது மற்றும் மின்காந்த கோட்பாட்டின் அடிப்படை நிலையை வெளிப்படுத்துகிறது: இடப்பெயர்ச்சி நீரோட்டங்கள் கடத்தல் நீரோட்டங்களைப் போன்ற அதே காந்தப்புலங்களை உருவாக்குகின்றன.

மேக்ஸ்வெல் உருவாக்கிய மின்காந்த புலத்தின் ஒருங்கிணைந்த மேக்ரோஸ்கோபிக் கோட்பாடு ஒரு ஒருங்கிணைந்த பார்வையில் இருந்து மின் மற்றும் காந்த நிகழ்வுகளை விளக்குவது மட்டுமல்லாமல், புதியவற்றைக் கணிக்கவும் சாத்தியமாக்கியது, அதன் இருப்பு பின்னர் நடைமுறையில் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது (எடுத்துக்காட்டாக, கண்டுபிடிப்பு மின்காந்த அலைகள்).

மேலே விவாதிக்கப்பட்ட விதிகளை சுருக்கமாக, மேக்ஸ்வெல்லின் மின்காந்தக் கோட்பாட்டின் அடிப்படையை உருவாக்கும் சமன்பாடுகளை நாங்கள் முன்வைக்கிறோம்.

1. காந்தப்புல வலிமை திசையன் சுழற்சியின் தேற்றம்:

நகரும் கட்டணங்கள் (மின்சாரங்கள்) அல்லது மாற்று மின்சார புலங்கள் மூலம் காந்தப்புலங்களை உருவாக்க முடியும் என்பதை இந்த சமன்பாடு காட்டுகிறது.

2. மின்சார புலம் சாத்தியமான () மற்றும் சுழல் () ஆகிய இரண்டாகவும் இருக்கலாம், எனவே மொத்த புல வலிமை . திசையன் சுழற்சி பூஜ்ஜியமாக இருப்பதால், மொத்த மின்சார புலத்தின் தீவிரத்தின் திசையன் சுழற்சி

இந்த சமன்பாடு மின்சார புலத்தின் ஆதாரங்கள் மின் கட்டணங்கள் மட்டுமல்ல, நேரம் மாறுபடும் காந்தப்புலங்களாகவும் இருக்கலாம் என்பதைக் காட்டுகிறது.

3. ,

4.

மூடிய மேற்பரப்பிற்குள் வால்யூமெட்ரிக் சார்ஜ் அடர்த்தி எங்கே; - பொருளின் குறிப்பிட்ட கடத்துத்திறன்.

நிலையான புலங்களுக்கு ( E=நிலையான , B= const) மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகள் வடிவம் பெறுகின்றன

அதாவது, இந்த வழக்கில் காந்தப்புலத்தின் ஆதாரங்கள் மட்டுமே
கடத்தல் நீரோட்டங்கள் மற்றும் மின்சார புலத்தின் ஆதாரங்கள் மின் கட்டணங்கள் மட்டுமே. இந்த குறிப்பிட்ட வழக்கில், மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்கள் ஒருவருக்கொருவர் சுயாதீனமாக உள்ளன, இது தனித்தனியாக படிப்பதை சாத்தியமாக்குகிறது நிரந்தரமின்சார மற்றும் காந்த புலங்கள்.

திசையன் பகுப்பாய்விலிருந்து அறியப்பட்டவற்றைப் பயன்படுத்துதல் ஸ்டோக்ஸ் மற்றும் காஸ் தேற்றங்கள், ஒருவர் கற்பனை செய்யலாம் வேறுபட்ட வடிவத்தில் மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகளின் முழுமையான அமைப்பு(விண்வெளியின் ஒவ்வொரு புள்ளியிலும் புலத்தை வகைப்படுத்துதல்):

(5.7)

மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகள் என்பது வெளிப்படையானது சமச்சீர் அல்லமின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்களுடன் தொடர்புடையது. இயற்கையில் இருப்பதே இதற்குக் காரணம்
மின் கட்டணங்கள் உள்ளன, ஆனால் காந்த கட்டணங்கள் இல்லை.

மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகள் மின்சாரத்திற்கான மிகவும் பொதுவான சமன்பாடுகள்
மற்றும் அமைதியான ஊடகங்களில் காந்தப்புலங்கள். நியூட்டனின் விதிகள் இயக்கவியலில் செய்யும் அதே பாத்திரத்தை மின்காந்தவியல் கோட்பாட்டில் அவை வகிக்கின்றன.

மின்காந்த அலைவரையறுக்கப்பட்ட வேகத்துடன் விண்வெளியில் பரவும் மாற்று மின்காந்த புலம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

மின்காந்த அலைகளின் இருப்பு மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகளிலிருந்து பின்பற்றப்படுகிறது, இது மின் மற்றும் காந்த நிகழ்வுகளின் அனுபவ விதிகளின் பொதுமைப்படுத்தலின் அடிப்படையில் 1865 இல் உருவாக்கப்பட்டது. மாற்று மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்களின் பரஸ்பர இணைப்பு காரணமாக ஒரு மின்காந்த அலை உருவாகிறது - ஒரு புலத்தில் ஏற்படும் மாற்றம் மற்றொன்றில் மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது, அதாவது, காந்தப்புல தூண்டல் காலப்போக்கில் வேகமாக மாறுகிறது, மின்சார புல வலிமை அதிகமாகும், மற்றும் நேர்மாறாகவும். எனவே, தீவிர மின்காந்த அலைகளை உருவாக்க, போதுமான அதிக அதிர்வெண்ணின் மின்காந்த அலைவுகளை தூண்டுவது அவசியம். கட்ட வேகம்மின்காந்த அலைகள் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன
ஊடகத்தின் மின் மற்றும் காந்த பண்புகள்:

ஒரு வெற்றிடத்தில் ( ) மின்காந்த அலைகளின் பரவலின் வேகம் ஒளியின் வேகத்துடன் ஒத்துப்போகிறது; விஷயத்தில் , அதனால் தான் பொருளில் மின்காந்த அலைகள் பரவும் வேகம் வெற்றிடத்தை விட எப்போதும் குறைவாகவே இருக்கும்.

மின்காந்த அலைகள் ஆகும் குறுக்கு அலைகள் –
திசையன்களின் ஊசலாட்டங்கள் மற்றும் பரஸ்பர செங்குத்தாக விமானங்களில் ஏற்படும், மற்றும் திசையன்கள் மற்றும் வலது கை அமைப்பை உருவாக்குகின்றன. மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகளில் இருந்து, மின்காந்த அலையில் திசையன்கள் மற்றும் எப்போதும் ஒரே கட்டங்களில் ஊசலாடுகின்றன, மற்றும் உடனடி மதிப்புகள் ஈமற்றும் என்எந்தப் புள்ளியிலும் உறவால் தொடர்புடையது

திசையன் வடிவத்தில் ஒரு விமான மின்காந்த அலையின் சமன்பாடுகள்:

(6.66)

இயற்பியலில் எந்த அலையினாலும் ஆற்றல் பரிமாற்றத்தை வகைப்படுத்த, ஒரு திசையன் அளவு அழைக்கப்படுகிறது ஆற்றல் பாய்வு அடர்த்தி. இது ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு செங்குத்தாக ஒரு யூனிட் பகுதியின் ஊடாக மாற்றப்படும் ஆற்றலின் அளவிற்கு சமமாக உள்ளது.
அலை பரவுகிறது. திசையன் திசையானது ஆற்றல் பரிமாற்றத்தின் திசையுடன் ஒத்துப்போகிறது. அலை வேகத்தால் ஆற்றல் அடர்த்தியை பெருக்குவதன் மூலம் ஆற்றல் பாய்வு அடர்த்தி மதிப்பைப் பெறலாம்.

மின்காந்த புலத்தின் ஆற்றல் அடர்த்தியானது மின்சார புலத்தின் ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் காந்தப்புலத்தின் ஆற்றல் அடர்த்தி ஆகியவற்றால் ஆனது:

(6.67)

ஒரு மின்காந்த அலையின் ஆற்றல் அடர்த்தியை அதன் கட்ட வேகத்தால் பெருக்கி, ஆற்றல் பாய்ச்சல் அடர்த்தியைப் பெறுகிறோம்.

(6.68)

திசையன்கள் மற்றும் பரஸ்பர செங்குத்தாக உள்ளன மற்றும் அலை பரவலின் திசையுடன் வலது கை அமைப்பை உருவாக்குகின்றன. எனவே திசை
திசையன் ஆற்றல் பரிமாற்றத்தின் திசையுடன் ஒத்துப்போகிறது, மேலும் இந்த வெக்டரின் மாடுலஸ் உறவால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது (6.68). எனவே, ஒரு மின்காந்த அலையின் ஆற்றல் பாய்வு அடர்த்தி வெக்டரை ஒரு திசையன் உற்பத்தியாகக் குறிப்பிடலாம்.

(6.69)

திசையன் அழைக்கப்படுகிறது உமோவ்-பாயிண்டிங் வெக்டார்.

அலைவுகள் மற்றும் அலைகள்

தலைப்பு 18. இலவச ஹார்மோனிக் அலைவுகள்

வெவ்வேறு அளவுகளில் மீண்டும் மீண்டும் செய்யும் இயக்கங்கள் அழைக்கப்படுகின்றன ஏற்ற இறக்கங்கள்.

இயக்கத்தின் போது மாறும் இயற்பியல் அளவுகளின் மதிப்புகள் சம இடைவெளியில் மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்பட்டால், அத்தகைய இயக்கம் அழைக்கப்படுகிறது அவ்வப்போது (சூரியனைச் சுற்றியுள்ள கிரகங்களின் இயக்கம், உள் எரிப்பு இயந்திரத்தின் சிலிண்டரில் பிஸ்டனின் இயக்கம் போன்றவை). ஒரு ஊசலாட்ட அமைப்பு, அதன் உடல் தன்மையைப் பொருட்படுத்தாமல், அழைக்கப்படுகிறது ஆஸிலேட்டர். ஒரு ஊசலாட்டத்தின் உதாரணம், ஒரு ஸ்பிரிங் அல்லது சரத்திலிருந்து இடைநிறுத்தப்பட்ட ஊசலாடும் எடை ஆகும்.

முழு ஊஞ்சல்ஊசலாட்ட இயக்கத்தின் ஒரு முழுமையான சுழற்சியை அழைக்கவும், அதன் பிறகு அது அதே வரிசையில் மீண்டும் நிகழ்கிறது.

தூண்டுதலின் முறையின்படி, அதிர்வுகள் பிரிக்கப்படுகின்றன:

· இலவசம்(சொந்தமானது), சில ஆரம்ப தாக்கத்திற்குப் பிறகு சமநிலை நிலைக்கு அருகில் தனக்குத்தானே முன்வைக்கப்பட்ட அமைப்பில் நிகழ்கிறது;

· கட்டாயப்படுத்தப்பட்டது, அவ்வப்போது வெளிப்புற செல்வாக்கின் கீழ் நிகழ்கிறது;

· அளவுரு,ஊசலாட்ட அமைப்பின் எந்த அளவுருவும் மாறும்போது நிகழும்;

· சுய ஊசலாட்டங்கள், வெளிப்புற தாக்கங்களின் ஓட்டத்தை சுயாதீனமாக கட்டுப்படுத்தும் அமைப்புகளில் நிகழும்.

எந்த ஊசலாட்ட இயக்கமும் வகைப்படுத்தப்படுகிறது வீச்சு A - சமநிலை நிலையில் இருந்து ஊசலாடும் புள்ளியின் அதிகபட்ச விலகல்.

ஒரு நிலையான வீச்சுடன் நிகழும் ஒரு புள்ளியின் அலைவுகள் அழைக்கப்படுகின்றன தணியாத, மற்றும் அலைவீச்சுகள் படிப்படியாகக் குறைகிறது – மறைதல்.

ஒரு முழுமையான அலைவு நிகழும் நேரம் என்று அழைக்கப்படுகிறது காலம்(டி)

அதிர்வெண் கால அலைவுகள் என்பது ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு செய்யப்படும் முழுமையான அலைவுகளின் எண்ணிக்கை.அதிர்வு அதிர்வெண் அலகு - ஹெர்ட்ஸ்(Hz). ஹெர்ட்ஸ் என்பது அலைவுகளின் அதிர்வெண் ஆகும், அதன் காலம் சமமாக இருக்கும் 1 வி: 1 ஹெர்ட்ஸ் = 1 வி -1.

சுழற்சிஅல்லது வட்ட அதிர்வெண்கால அலைவுகள் என்பது அந்த நேரத்தில் செய்யப்படும் முழுமையான அலைவுகளின் எண்ணிக்கை 2p உடன்: . =ராட்/கள்.

மின்னோட்டத்தின் தோற்றம் பற்றிய ஆய்வு எப்போதும் விஞ்ஞானிகளை உற்சாகப்படுத்துகிறது. 19 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் டேனிஷ் விஞ்ஞானி ஓர்ஸ்டெட் ஒரு மின்னோட்டத்தைச் சுற்றி ஒரு காந்தப்புலம் எழுகிறது என்பதைக் கண்டறிந்த பிறகு, விஞ்ஞானிகள் ஒரு கேள்வியைக் கேட்டார்கள்: ஒரு காந்தப்புலம் ஒரு மின்சாரத்தை உருவாக்க முடியுமா மற்றும் அதற்கு நேர்மாறாக வெற்றி பெற்ற முதல் விஞ்ஞானி மைக்கேல் ஃபாரடே ஆவார் .

ஃபாரடேயின் சோதனைகள்

பல சோதனைகளுக்குப் பிறகு, ஃபாரடே சில முடிவுகளை அடைய முடிந்தது.

1. மின்னோட்டத்தின் நிகழ்வு

பரிசோதனையை நடத்த, அவர் அதிக எண்ணிக்கையிலான திருப்பங்களைக் கொண்ட ஒரு சுருளை எடுத்து, அதை ஒரு மில்லிமீட்டருடன் (தற்போதையத்தை அளவிடும் சாதனம்) இணைத்தார். விஞ்ஞானி காந்தத்தை சுருளில் மேலும் கீழும் நகர்த்தினார்.

பரிசோதனையின் போது, ​​அதைச் சுற்றியுள்ள காந்தப்புலத்தில் ஏற்பட்ட மாற்றம் காரணமாக சுருளில் ஒரு மின்சாரம் உண்மையில் தோன்றியது.

ஃபாரடேவின் அவதானிப்புகளின்படி, மில்லிமீட்டர் ஊசி விலகியது மற்றும் காந்தத்தின் இயக்கம் ஒரு மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. காந்தம் நின்றவுடன், அம்பு பூஜ்ஜிய குறிப்பைக் காட்டியது, அதாவது. சுற்று வழியாக மின்னோட்டம் இல்லை.

ஒரு கடத்தியில் மாற்று காந்தப்புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் ஒரு மின்னோட்டம் எழும் இந்த நிகழ்வு, மின்காந்த தூண்டலின் நிகழ்வு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

2.தூண்டல் மின்னோட்டத்தின் திசையை மாற்றுதல்

மைக்கேல் ஃபாரடே தனது அடுத்தடுத்த ஆராய்ச்சியில், தூண்டப்பட்ட மின்சாரத்தின் திசையில் என்ன தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது என்பதைக் கண்டறிய முயன்றார். சோதனைகளை நடத்துகையில், ஒரு சுருளில் உள்ள சுருள்களின் எண்ணிக்கையை அல்லது காந்தங்களின் துருவமுனைப்பை மாற்றுவதன் மூலம், மூடிய நெட்வொர்க்கில் எழும் மின்னோட்டத்தின் திசை மாறுவதை அவர் கவனித்தார்.

3.மின்காந்த தூண்டலின் நிகழ்வு

பரிசோதனையை நடத்த, விஞ்ஞானி இரண்டு சுருள்களை எடுத்தார், அதை அவர் ஒருவருக்கொருவர் நெருக்கமாக வைத்தார். முதல் சுருள், அதிக எண்ணிக்கையிலான கம்பி திருப்பங்களைக் கொண்டது, தற்போதைய மூலத்துடன் இணைக்கப்பட்டது மற்றும் சுற்று திறக்கும் மற்றும் மூடும் சுவிட்ச். அவர் இரண்டாவது ஒத்த சுருளை தற்போதைய மூலத்துடன் இணைக்காமல் ஒரு மில்லிமீட்டருடன் இணைத்தார்.

ஒரு பரிசோதனையை நடத்தும்போது, ​​மின்சுற்று மூடப்படும்போது, ​​ஒரு தூண்டப்பட்ட மின்னோட்டம் தோன்றுவதை ஃபாரடே கவனித்தார், இது மில்லிமீட்டர் ஊசியின் இயக்கத்தால் பார்க்கப்படுகிறது. சுற்று திறக்கப்பட்டபோது, ​​மில்லிமீட்டர் மின்சுற்றில் மின்சாரம் இருப்பதைக் காட்டியது, ஆனால் அளவீடுகள் சரியாக எதிர்மாறாக இருந்தன. மின்சுற்று மூடப்பட்டு, மின்னோட்டம் சமமாக சுற்றும் போது, ​​மில்லிமீட்டரின் தரவுகளின்படி மின்சுற்றில் மின்னோட்டம் இல்லை.

https://youtu.be/iVYEeX5mTJ8

சோதனைகளிலிருந்து முடிவு

ஃபாரடேயின் கண்டுபிடிப்பின் விளைவாக, பின்வரும் கருதுகோள் நிரூபிக்கப்பட்டது: காந்தப்புலம் மாறும்போது மட்டுமே மின்சாரம் தோன்றும். சுருளில் திருப்பங்களின் எண்ணிக்கையை மாற்றுவது மின்னோட்டத்தின் மதிப்பை மாற்றுகிறது என்பதும் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது (திருப்பங்களின் எண்ணிக்கையை அதிகரிப்பது மின்னோட்டத்தை அதிகரிக்கிறது). மேலும், ஒரு தூண்டப்பட்ட மின்சாரம் ஒரு மாற்று காந்தப்புலத்தின் முன்னிலையில் மட்டுமே மூடிய சுற்றுகளில் தோன்றும்.

தூண்டல் மின்சாரம் எதைச் சார்ந்தது?

மேலே உள்ள எல்லாவற்றின் அடிப்படையில், ஒரு காந்தப்புலம் இருந்தாலும், புலம் மாறி மாறி வராத வரை இது மின்னோட்டத்தை உருவாக்க வழிவகுக்காது என்பதைக் குறிப்பிடலாம்.

எனவே தூண்டல் புலத்தின் அளவு எதைப் பொறுத்தது?

1. சுருளில் திருப்பங்களின் எண்ணிக்கை;
2. காந்தப்புலத்தின் மாற்ற விகிதம்;
3. காந்தத்தின் வேகம்.

காந்தப் பாய்வு என்பது ஒரு காந்தப்புலத்தை வகைப்படுத்தும் அளவு. மாற்றுவதன் மூலம், காந்தப் பாய்வு தூண்டப்பட்ட மின்சாரத்தில் மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது.

ஃபாரடேயின் சட்டம்

அவரது சோதனைகளின் அடிப்படையில், மைக்கேல் ஃபாரடே மின்காந்த தூண்டல் விதியை உருவாக்கினார். சட்டம் என்னவென்றால், ஒரு காந்தப்புலம் மாறும்போது, ​​அது ஒரு மின்னோட்டத்தின் தோற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது, மின்னோட்ட சக்தி, மின்காந்த தூண்டல் (EMF) இருப்பதையும் குறிக்கிறது.

காந்த மின்னோட்டத்தின் வேகம் தற்போதைய மற்றும் emf இன் வேகத்தில் மாற்றத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

ஃபாரடேயின் விதி: மின்காந்த தூண்டலின் emf ஆனது எண்ணிக்கையில் சமமாக உள்ளது மற்றும் விளிம்பில் எல்லைக்குட்பட்ட மேற்பரப்பின் வழியாக செல்லும் காந்தப் பாய்வின் மாற்ற விகிதத்திற்கு எதிர் அடையாளமாக உள்ளது.

லூப் தூண்டல். சுய தூண்டல்.

ஒரு மூடிய மின்னோட்டத்தில் மின்னோட்டம் பாயும் போது ஒரு காந்தப்புலம் உருவாக்கப்படுகிறது. தற்போதைய வலிமை காந்தப் பாய்வை பாதிக்கிறது மற்றும் EMF ஐ தூண்டுகிறது.

சுய-தூண்டல் என்பது ஒரு நிகழ்வாகும், இதில் மின்சுற்றில் தற்போதைய வலிமை மாறும்போது தூண்டப்பட்ட emf ஏற்படுகிறது.

சுய-தூண்டல் சுற்று வடிவம், அதன் அளவு மற்றும் அதைக் கொண்டிருக்கும் சூழலைப் பொறுத்து மாறுபடும்.

மின்சாரம் அதிகரிக்கும் போது, ​​சுற்றுவட்டத்தின் சுய-தூண்டல் மின்னோட்டம் அதை மெதுவாக்கும். அது குறையும் போது, ​​சுய-தூண்டல் மின்னோட்டம், மாறாக, அதை அவ்வளவு விரைவாகக் குறைக்க அனுமதிக்காது. இதனால், சுற்று அதன் சொந்த மின் மந்தநிலையைக் கொண்டிருக்கத் தொடங்குகிறது, மின்னோட்டத்தில் எந்த மாற்றத்தையும் குறைக்கிறது.

தூண்டப்பட்ட emf இன் பயன்பாடு

மின்காந்த தூண்டலின் நிகழ்வு ஜெனரேட்டர்கள், மின்மாற்றிகள் மற்றும் மின்சாரத்தில் இயங்கும் மோட்டார்கள் ஆகியவற்றில் நடைமுறை பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது.

இந்த வழக்கில், இந்த நோக்கங்களுக்கான மின்னோட்டம் பின்வரும் வழிகளில் பெறப்படுகிறது:

1. சுருளில் மின்னோட்டத்தின் மாற்றம்;
2. நிரந்தர காந்தங்கள் மற்றும் மின்காந்தங்கள் மூலம் காந்தப்புலத்தின் இயக்கம்;
3. நிலையான காந்தப்புலத்தில் திருப்பங்கள் அல்லது சுருள்களின் சுழற்சி.

மைக்கேல் ஃபாரடேயின் மின்காந்த தூண்டலின் கண்டுபிடிப்பு அறிவியலுக்கும் நமது அன்றாட வாழ்க்கைக்கும் பெரும் பங்களிப்பைச் செய்தது. இந்த கண்டுபிடிப்பு மின்காந்த புலங்களைப் படிக்கும் துறையில் மேலும் கண்டுபிடிப்புகளுக்கு ஒரு தூண்டுதலாக செயல்பட்டது மற்றும் நவீன மனித வாழ்க்கையில் பரந்த பயன்பாட்டைக் கொண்டுள்ளது.