બોરાવનિકના નિયમ અને જમણા હાથના નિયમનો ઉપયોગ કરીને ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટરની દિશા નિર્ધારણ

દ્રવ્યના અસ્તિત્વનું એક વિશિષ્ટ સ્વરૂપ, પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રે જીવનની ઉત્પત્તિ અને જાળવણીમાં ફાળો આપ્યો. આ ક્ષેત્રના શાર્ડ્સ, ધાતુના ટુકડાઓ જે લોખંડને આકર્ષિત કરે છે, લાવ્યા વીજળી માનવજાતની સેવામાં. વીજળી વિના, અસ્તિત્વ અકલ્પનીય હશે.

ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓ શું છે

ચુંબકીય ક્ષેત્ર તેની અવકાશમાં દરેક બિંદુ પરની શક્તિ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. સમાન મોડ્યુલો તીવ્રતાના ક્ષેત્રમાં બિંદુઓને જોડતા વળાંકોને ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓ કહેવામાં આવે છે. ચોક્કસ બિંદુ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિ એ બળની લાક્ષણિકતા છે, અને તેનો અંદાજ કાઢવા માટે ચુંબકીય ક્ષેત્ર વેક્ટર B નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ચુંબકીય ઇન્ડક્શન લાઇન પર ચોક્કસ બિંદુ પર તેની દિશા તેના માટે સ્પર્શક છે.

જો અવકાશમાં એક બિંદુ અનેક ચુંબકીય ક્ષેત્રોથી પ્રભાવિત થાય છે, તો દરેક કાર્યકારી ચુંબકીય ક્ષેત્રના ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટરનો સરવાળો કરીને તાકાત નક્કી કરવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, ચોક્કસ બિંદુ પરની તાકાતનો સારાંશ મોડ્યુલો કરવામાં આવે છે, અને ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટરને તમામ ચુંબકીય ક્ષેત્રોના વેક્ટરના સરવાળા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓ અદ્રશ્ય હોવા છતાં, તેમની પાસે ચોક્કસ ગુણધર્મો છે:

• તે સ્વીકારવામાં આવે છે કે બળની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ધ્રુવ (N) પર બહાર નીકળે છે અને (S) થી પરત આવે છે.
• ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટરની દિશા રેખાને સ્પર્શક છે.
• જટિલ આકાર હોવા છતાં, વણાંકો એકબીજાને છેદતા નથી અને આવશ્યકપણે ટૂંકા પરિભ્રમણવાળા હોય છે.
• ચુંબકની અંદરનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર સજાતીય છે અને રેખા ઘનતા મહત્તમ છે.
• ક્ષેત્રમાં એક બિંદુમાંથી માત્ર એક ચુંબકીય ઇન્ડક્શન લાઇન પસાર થાય છે.

કાયમી ચુંબકની અંદર ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓની દિશા

ઐતિહાસિક રીતે, પૃથ્વી પર ઘણા સ્થળોએ લોખંડની વસ્તુઓને આકર્ષવા માટે ચોક્કસ પથ્થરોની કુદરતી ગુણવત્તા લાંબા સમયથી જોવામાં આવી છે. સમય જતાં, પ્રાચીન ચીનમાં, આયર્ન ઓર (ચુંબકીય આયર્ન ઓર) ના ટુકડાઓમાંથી ચોક્કસ રીતે કોતરવામાં આવેલા તીરો હોકાયંત્રમાં ફેરવાઈ ગયા છે, જે પૃથ્વીના ઉત્તર અને દક્ષિણ ધ્રુવની દિશા દર્શાવે છે અને વિસ્તારને નેવિગેટ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

આ કુદરતી ઘટનાના અભ્યાસોએ નક્કી કર્યું છે કે આયર્ન એલોય તેમની મજબૂત ચુંબકીય મિલકતને લાંબા સમય સુધી જાળવી રાખે છે. નબળા કુદરતી ચુંબક એ નિકલ અથવા કોબાલ્ટ ધરાવતા અયસ્ક છે. વીજળીનો અભ્યાસ કરવાની પ્રક્રિયામાં, વૈજ્ઞાનિકોએ આયર્ન, નિકલ અથવા કોબાલ્ટ ધરાવતા એલોયમાંથી કૃત્રિમ રીતે ચુંબકીય વસ્તુઓ કેવી રીતે મેળવી શકાય તે શીખ્યા. આ કરવા માટે, તેઓ સીધા વિદ્યુત પ્રવાહ દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે પરિચય કરાવ્યા હતા અને, જો જરૂરી હોય તો, વૈકલ્પિક પ્રવાહ દ્વારા ડિમેગ્નેટાઇઝ્ડ.

પ્રકૃતિમાં ચુંબકીય અથવા કૃત્રિમ રીતે ઉત્પાદિત ઉત્પાદનોમાં બે અલગ-અલગ ધ્રુવો હોય છે - તે સ્થાનો જ્યાં ચુંબકત્વ સૌથી વધુ કેન્દ્રિત હોય છે. ચુંબક ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા એકબીજા સાથે એવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે કે એક જ નામના ધ્રુવો ભગાડે છે અને વિવિધ નામોના ધ્રુવો આકર્ષે છે. આ પૃથ્વીના ક્ષેત્ર જેવા મજબૂત ક્ષેત્રોની જગ્યામાં તેમના અભિગમ માટે ફરતી ક્ષણો બનાવે છે.

નબળા ચુંબકીય તત્વો અને મજબૂત ચુંબકની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું દ્રશ્ય પ્રતિનિધિત્વ કાર્ડબોર્ડ પર વેરવિખેર સ્ટીલ ફાઇલિંગ અને તેની નીચે સપાટ ચુંબક સાથે ઉત્તમ અનુભવ આપે છે. ખાસ કરીને જો લાકડાંઈ નો વહેર લંબચોરસ હોય, તો તમે સ્પષ્ટપણે જોઈ શકો છો કે તેઓ બળના ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓ સાથે કેવી રીતે લાઇન કરે છે. કાર્ડબોર્ડ હેઠળ ચુંબકની સ્થિતિ બદલવાથી તેમની છબીની ગોઠવણી બદલાય છે. આ પ્રયોગમાં હોકાયંત્રનો ઉપયોગ ચુંબકીય ક્ષેત્રની રચનાને સમજવાની અસરને વધુ વધારે છે.

એમ. ફેરાડે દ્વારા શોધાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓનો એક ગુણ સૂચવે છે કે તેઓ બંધ અને સતત છે. કાયમી ચુંબકના ઉત્તર ધ્રુવમાંથી નીકળતી રેખાઓ દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે. જો કે, ચુંબકની અંદર તેઓ ડિસ્કનેક્ટ થતા નથી અને દક્ષિણ ધ્રુવથી ઉત્તર ધ્રુવમાં પ્રવેશ કરે છે. ભાગની અંદરની રેખાઓની સંખ્યા મહત્તમ છે, ચુંબકીય ક્ષેત્ર સજાતીય છે, અને જ્યારે ડિમેગ્નેટાઇઝ્ડ થાય છે ત્યારે ઇન્ડક્શન નબળી પડી શકે છે.

ડ્રિલના નિયમનો ઉપયોગ કરીને ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટરની દિશા નક્કી કરવી

19મી સદીની શરૂઆતમાં, વૈજ્ઞાનિકોએ શોધ્યું કે વાહકની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવવામાં આવે છે અને તેમાંથી પ્રવાહ વહે છે. બળની પરિણામી રેખાઓ કુદરતી ચુંબક સાથે સમાન નિયમો અનુસાર વર્તે છે. વધુ મહત્ત્વની વાત એ છે કે, વર્તમાન સાથેના વાહકના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ગતિશીલતા માટેના આધાર તરીકે સેવા આપે છે.

ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી ક્ષેત્રોમાં દળોના અવકાશમાં અભિગમને સમજવાથી આપણે અક્ષીય વેક્ટરની ગણતરી કરી શકીએ છીએ:

• ચુંબકીય ઇન્ડક્શન;
• ઇન્ડક્શન પ્રવાહની તીવ્રતા અને દિશાઓ;
• કોણીય વેગ.

આ સમજ બોરાવનિકના શાસનમાં ઘડવામાં આવી હતી.

કંડક્ટરમાં વર્તમાનની દિશા સાથે જમણા હાથના બોરાવનિકની અનુવાદાત્મક ગતિને જોડીને, અમે ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓની દિશા મેળવીએ છીએ, જે ક્રેન્કના પરિભ્રમણ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.

ભૌતિકશાસ્ત્રનો નિયમ ન હોવાને કારણે, વિદ્યુત ઇજનેરીમાં બુરાવનિકના નિયમનો ઉપયોગ વાહકમાં પ્રવાહના વેક્ટરના આધારે ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓની દિશા નિર્ધારિત કરવા માટે થાય છે, પરંતુ તેનાથી વિપરીત, પ્રવાહની દિશા નિર્ધારિત કરવા માટે. ચુંબકીય ઇન્ડક્શન લાઇનના પરિભ્રમણ સાથે જોડાણમાં સોલેનોઇડ વાયર.

આ સંબંધને સમજવાથી એમ્પીયરને ફરતા ક્ષેત્રોના કાયદાને સાબિત કરવાની મંજૂરી મળી, જેના કારણે વિવિધ સિદ્ધાંતોની ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ બનાવવામાં આવી. બધા ખેંચવાના સાધનો કે જે ઇન્ડક્ટન્સ કોઇલનો ઉપયોગ કરે છે તે બોરેક્સના નિયમને અનુસરે છે.

જમણા હાથનો નિયમ

વાહકના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં (કન્ડક્ટરના બંધ કોઇલની એક બાજુ)માં વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા નિર્ધારિત કરવાથી જમણા હાથનો નિયમ સ્પષ્ટપણે દર્શાવે છે.

તે કહે છે કે જમણી હથેળી ધ્રુવ N તરફ વળે છે (પાવર લાઇન હથેળીમાં પ્રવેશે છે), અને અંગૂઠો 90 ડિગ્રીથી વિચલિત થાય છે તે વાહકની દિશા બતાવે છે, પછી બંધ લૂપ (કોઇલ) માં ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ પ્રેરિત કરે છે, ગતિનો વેક્ટર જે ચાર આંગળીઓ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.

આ નિયમ દર્શાવે છે કે ડાયરેક્ટ વર્તમાન જનરેટર મૂળમાં કેવી રીતે દેખાયા. કુદરતના કેટલાક બળ (પાણી, પવન) વીજળી ઉત્પન્ન કરતા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વાહકના બંધ લૂપને ફેરવે છે. પછી મોટર્સ, સતત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ પ્રાપ્ત કરીને, તેને યાંત્રિક ગતિમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

જમણા હાથનો નિયમ ઇન્ડક્ટન્સ કોઇલના કિસ્સામાં પણ સાચો છે. તેમની અંદર ચુંબકીય કોરની હિલચાલ ઇન્ડક્શન પ્રવાહો તરફ દોરી જાય છે.

જો જમણા હાથની ચાર આંગળીઓ કોઇલના કોઇલમાં પ્રવાહની દિશા સાથે સંરેખિત હોય, તો અંગૂઠો, 90 ડિગ્રી તરફ વળેલો, ઉત્તર ધ્રુવ તરફ નિર્દેશ કરશે.

બોરાવનિક અને જમણા હાથના નિયમો સફળતાપૂર્વક ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દર્શાવે છે. તેઓ વિદ્યુત ઇજનેરીમાં વિવિધ ઉપકરણોના સંચાલનને સમજવા માટે માત્ર વૈજ્ઞાનિકો જ નહીં, લગભગ દરેકને સુલભ બનાવે છે.

સંબંધિત લેખો: