magnetic effect notes in Hindi

 

चुंबक: चुंबक एक ऐसी वस्तु है जो लोहे, कोबाल्ट और निकल से बनी वस्तुओं को आकर्षित करती है। स्वतंत्र रूप से लटकाए जाने पर चुंबक उत्तर-दक्षिण दिशा में रुक जाता है।

चुंबक के गुण

• एक स्वतंत्र लटका हुआ चुंबक हमेशा उत्तर और दक्षिण दिशा की ओर इंगित करता है।

• चुम्बक का ध्रुव जो उत्तर दिशा की ओर इंगित करता है, उत्तरी ध्रुव या उत्तर दिशा कहलाता है।

• चुम्बक का ध्रुव जो दक्षिण दिशा की ओर इंगित करता है, दक्षिणी ध्रुव या दक्षिण दिशा कहलाता है।

• चुम्बक के समान ध्रुव एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं जबकि चुम्बक के विपरीत ध्रुव एक दूसरे को आकर्षित करते हैं।

चुम्बक का उपयोग: चुम्बक का उपयोग किया जाता है

• रेफ्रिजरेटर में.

• रेडियो और स्टीरियो स्पीकर में।

हंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड (1777-1851)

ओर्स्टेड ने दिखाया कि बिजली और चुंबकत्व एक दूसरे से संबंधित हैं। उनके शोध का उपयोग बाद में रेडियो, टेलीविजन आदि में किया गया। उनके सम्मान में चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की इकाई का नाम ओर्स्टेड रखा गया।

ओर्स्टेड प्रयोग

परिपथ में तांबे के तार XY से विद्युत धारा प्रवाहित करने पर चालक के पास रखी कंपास सुई विक्षेपित हो जाती है। यदि हम धारा की दिशा को उलट देते हैं, तो कंपास सुई विपरीत दिशा में विक्षेपित हो जाती है। यदि हम धारा के प्रवाह को रोक दें तो सुई विराम अवस्था में आ जाती है।

इसलिए, यह निष्कर्ष निकलता है कि बिजली और चुंबकत्व एक दूसरे से जुड़े हुए हैं। इससे पता चलता है कि जब भी कंडक्टर के माध्यम से करंट प्रवाहित होगा, तो चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र विकसित हो जाएगा।

चुंबकीय क्षेत्र: चुंबक के चारों ओर का वह क्षेत्र जहां चुंबकीय बल का अनुभव होता है, चुंबकीय क्षेत्र कहलाता है। यह एक ऐसी मात्रा है जिसमें दिशा और परिमाण दोनों होते हैं, (यानी, वेक्टर मात्रा)।

चुंबकीय क्षेत्र और क्षेत्र रेखाएं: चुंबक के चारों ओर लगे बल के प्रभाव को चुंबकीय क्षेत्र कहा जाता है। चुंबकीय क्षेत्र में, चुंबक द्वारा लगाए गए बल को कंपास या किसी अन्य चुंबक का उपयोग करके पता लगाया जा सकता है। चुंबकीय क्षेत्र को चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं द्वारा दर्शाया जाता है।

किसी चुंबक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र की काल्पनिक रेखाओं को क्षेत्र रेखा या चुंबक की क्षेत्र रेखा कहा जाता है। जब लोहे के भराव को एक बार चुंबक के चारों ओर व्यवस्थित होने दिया जाता है, तो वे एक पैटर्न में व्यवस्थित हो जाते हैं जो चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की नकल करता है। कम्पास का उपयोग करके चुंबक की क्षेत्र रेखा का भी पता लगाया जा सकता है। चुंबकीय क्षेत्र एक सदिश राशि है, अर्थात इसमें दिशा और परिमाण दोनों होते हैं।

     

क्षेत्र रेखा की दिशा: चुंबक के बाहर चुंबकीय क्षेत्र रेखा की दिशा उत्तरी ध्रुव से दक्षिणी ध्रुव तक ली जाती है। चुंबक के अंदर चुंबकीय क्षेत्र रेखा की दिशा दक्षिणी ध्रुव से उत्तरी ध्रुव तक ली जाती है।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत: क्षेत्र रेखाओं की निकटता चुंबकीय क्षेत्र की सापेक्ष ताकत को दर्शाती है, यानी करीब की रेखाएं मजबूत चुंबकीय क्षेत्र को दर्शाती हैं और इसके विपरीत। चुंबक के ध्रुवों के पास भीड़ वाली क्षेत्र रेखाएं अधिक ताकत दिखाती हैं।

चुंबकीय क्षेत्र के गुण

• चुंबकीय क्षेत्र का परिमाण विद्युत धारा में वृद्धि के साथ बढ़ता है और विद्युत धारा में कमी के साथ घटता है।

• विद्युत धारा द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र का परिमाण दूरी बढ़ने के साथ घटता जाता है और इसके विपरीत भी। चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के संकेंद्रित वृत्तों का आकार चालक से दूरी के साथ बढ़ता है, जिससे पता चलता है कि चुंबकीय क्षेत्र दूरी के साथ घटता है।

• चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं हमेशा एक दूसरे के समानांतर होती हैं।

• कोई भी दो क्षेत्र रेखाएं एक दूसरे को नहीं काटतीं।

परंपरा के अनुसार यह माना जाता है कि चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं उत्तरी ध्रुव से निकलती हैं और दक्षिणी ध्रुव पर विलीन हो जाती हैं। चुम्बक के अन्दर इनकी दिशा दक्षिणी ध्रुव से उत्तरी ध्रुव की ओर होती है। इसलिए चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं बंद वक्र होती हैं।

सीधे चालक से विद्युत धारा प्रवाहित होने के कारण चुंबकीय क्षेत्र

किसी धारावाही सीधे चालक के चारों ओर संकेंद्रित वृत्तों के रूप में चुंबकीय क्षेत्र होता है। धारावाही सीधे चालक के चुंबकीय क्षेत्र को चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं द्वारा दर्शाया जा सकता है।

किसी विद्युत धारावाही चालक के माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र की दिशा विद्युत धारा के प्रवाह की दिशा पर निर्भर करती है।

मान लीजिए कि एक विद्युत धारावाही चालक को ऊर्ध्वाधर रूप से लटकाया गया है और विद्युत धारा दक्षिण से उत्तर की ओर प्रवाहित हो रही है। इस स्थिति में चुंबकीय क्षेत्र की दिशा वामावर्त होगी। यदि धारा उत्तर से दक्षिण की ओर प्रवाहित हो तो चुंबकीय क्षेत्र की दिशा दक्षिणावर्त होगी।

विद्युत की दिशा के संबंध में चुंबकीय क्षेत्र की दिशा

एक सीधे चालक के माध्यम से धारा को दाहिने हाथ के अंगूठे के नियम का उपयोग करके दर्शाया जा सकता है। इसे मैक्सवेल के कॉर्कस्क्रू नियम के नाम से भी जाना जाता है।

दक्षिण-हस्त अंगुष्‍ठ नियम / दाएँ हाथ के अँगूठे का नियम: यदि किसी विद्युत धारावाही चालक को दाहिने हाथ से पकड़ा जाए, अंगूठे को सीधा रखा जाए और यदि विद्युत धारा की दिशा अंगूठे की दिशा में हो, तो अन्य अंगुलियों के लपेटने की दिशा चुंबकीय क्षेत्र की दिशा बताएगी। .

* इसे मैक्सवेल का कॉर्कस्क्रू नियम भी कहते है

मैक्सवेल का कॉर्कस्क्रू नियम: मैक्सवेल के कॉर्कस्क्रू नियम के अनुसार, यदि स्क्रू की आगे की गति की दिशा धारा की दिशा दर्शाती है, तो स्क्रू के घूमने की दिशा चुंबकीय क्षेत्र की दिशा दर्शाती है।

विद्युत धारावाही वृत्ताकार पाश के कारण चुंबकीय  क्षेत्र रेखाएँ

एक वृत्ताकार धारावाही चालक के मामले में, चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं चालक की परिधि के प्रत्येक भाग के चारों ओर संकेंद्रित वृत्तों के रूप में होंगी। चूँकि, चालक के निकट होने पर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ करीब रहती हैं, इसलिए लूप की परिधि के पास चुंबकीय क्षेत्र अधिक मजबूत होगा। दूसरी ओर, जब हम धारावाही लूप के केंद्र की ओर बढ़ेंगे तो चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं एक-दूसरे से दूर होंगी। अंत में, केंद्र में, बड़े वृत्तों के चाप एक सीधी रेखा के रूप में दिखाई देंगे।

एक गोलाकार लूप एक डिस्क मैग्नेट की तरह व्यवहार करता है जिसका एक चेहरा उत्तरी ध्रुव और दूसरा दक्षिणी ध्रुव के रूप में कार्य करता है।

दाहिने हाथ के अंगूठे के नियम का उपयोग करके चुंबकीय क्षेत्र की दिशा की पहचान की जा सकती है। आइए मान लें कि लूप में धारा वामावर्त दिशा में घूम रही है। उस स्थिति में, चुंबकीय क्षेत्र लूप के शीर्ष पर, दक्षिणावर्त दिशा में होगा। इसके अलावा, यह लूप के निचले भाग पर वामावर्त दिशा में होगा।

क्लॉक फेस नियम: एक करंट ले जाने वाला लूप एक डिस्क चुंबक की तरह काम करता है। इस चुंबक की ध्रुवता को क्लॉक फेस रूल की सहायता से आसानी से समझा जा सकता है। यदि धारा वामावर्त दिशा में बह रही है, तो लूप का मुख उत्तरी ध्रुव दर्शाता है। दूसरी ओर, यदि धारा दक्षिणावर्त दिशा में प्रवाहित हो रही है, तो लूप का मुख दक्षिणी ध्रुव दर्शाता है।

परिनालिका में प्रवाहित विद्युत धारा के कारण चुंबकीय क्षेत्र

पास-पास लिपटे विद्यातरोधी तांबे के तार की बेलन की आकृति की अनेक फेरों वाली कंुडली को परिनालिका कहते हैं। एक धारा प्रवाहित सोलनॉइड एक बार चुंबक के समान चुंबकीय क्षेत्र का पैटर्न उत्पन्न करता है। सोलनॉइड का एक सिरा उत्तरी ध्रुव की तरह व्यवहार करता है और दूसरा सिरा दक्षिणी ध्रुव की तरह व्यवहार करता है।

              

चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं परिनालिका के अंदर एक बार चुंबक के समान समानांतर होती हैं, जो दर्शाती है कि परिनालिका के अंदर सभी बिंदुओं पर चुंबकीय क्षेत्र समान है।

सोलनॉइड द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र एक बार चुंबक के समान होता है।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत घुमावों की संख्या और धारा के परिमाण के समानुपाती होती है।

सोलनॉइड के अंदर एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करके चुंबकीय सामग्री को चुंबकित किया जा सकता है।

चुंबकीय क्षेत्र और कुंडल के घुमावों की संख्या: चुंबकीय क्षेत्र का परिमाण कुंडल के घुमावों की संख्या में वृद्धि के साथ जुड़ जाता है। यदि कुंडल के 'n' मोड़ हैं, तो कुंडल के एक मोड़ के मामले में चुंबकीय क्षेत्र का परिमाण चुंबकीय क्षेत्र का 'n' गुना होगा।

लूप (कुंडली) के केंद्र पर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत इस पर निर्भर करती है:

(i) काट चैत्रफल /कुंडली की त्रिज्या में वृद्धि: चुंबकीय क्षेत्र की ताकत कुंडली की त्रिज्या के व्युत्क्रमानुपाती होती है। यदि त्रिज्या बढ़ती है, तो केंद्र पर चुंबकीय शक्ति कम हो जाती है

(ii) कुंडल में घुमावों की संख्या: जैसे-जैसे कुंडल में घुमावों की संख्या बढ़ती है, केंद्र पर चुंबकीय शक्ति बढ़ती है, क्योंकि प्रत्येक गोलाकार मोड़ में धारा की दिशा समान होती है, इस प्रकार प्रत्येक मोड़ के कारण क्षेत्र बढ़ता है। जोड़ता है।

(iii) कुंडली में प्रवाहित धारा की ताकत: जैसे-जैसे धारा की ताकत बढ़ती है, तीन चुंबकीय क्षेत्रों की ताकत भी बढ़ती है।

(iv) नरम लोहे की कोर डालना: जब कोर डाला जाता है तो यह कुंडल के चुंबकीय प्रभाव के कारण चुंबकीय हो जाता है जिसके कारण यह चुंबकीय रेखाएं भी बनाता है जिससे चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता बढ़ जाती है।

इलेक्ट्रोमैग्नेट: इलेक्ट्रोमैग्नेट में नरम लोहे पर लिपटे इंसुलेटेड तांबे के तार की एक लंबी कुंडली होती है। परिनालिका के अंदर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने से बनने वाले चुंबक को विद्युत चुंबक कहा जाता है।

इलेक्ट्रोमैग्नेट का उपयोग इलेक्ट्रिक और इलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरणों में बहुत व्यापक रूप से किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• मोटर्स और जनरेटर।

• बिजली की घंटियाँ और बजर।

• लाउडस्पीकर और हेडफ़ोन।

• चुंबकीय रिकॉर्डिंग और डेटा भंडारण उपकरण: टेप रिकॉर्डर, वीसीआर, हार्ड डिस्क।

• एमआरआई मशीनें।

चुंबकीय क्षेत्र में धारावाही चालक पर बल: जब किसी धारावाही चालक के आसपास कोई चुंबक रखा जाता है तो उस पर बल लगता है। इसी प्रकार चुम्बक भी विद्युत धारावाही चालक पर समान एवं विपरीत बल लगाता है। यह एक फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी मैरी एम्पीयर द्वारा सुझाया गया था और उन्हें विद्युत चुंबकत्व के विज्ञान का संस्थापक माना जाता है।

विद्युत धारा के प्रवाह की दिशा में परिवर्तन के साथ चालक पर बल की दिशा उलट जाती है। यह देखा गया है कि बल का परिमाण तब उच्चतम होता है जब धारा की दिशा चुंबकीय क्षेत्र के समकोण पर होती है।

फ्लेमिंग का बाएँ हाथ का नियम:

यदि हम बाएं हाथ के अंगूठे, मध्यमा और तर्जनी को एक-दूसरे के लंबवत इस प्रकार फैलाएं कि तर्जनी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा (बी) का प्रतिनिधित्व करती है, मध्यमा उंगली वर्तमान की दिशा का प्रतिनिधित्व करती है (आई) अंगूठा चुंबकीय क्षेत्र में रखे चालक पर लगने वाले बल (F) की दिशा की ओर इंगित करता है।

घरेलू विद्युत सर्किट: हम खंभों या केबलों के माध्यम से समर्थित मेन के माध्यम से विद्युत आपूर्ति प्राप्त करते हैं। हमारे घरों में हमें 50 Hz की आवृत्ति के साथ 220 V की AC विद्युत शक्ति प्राप्त होती है।

3 तार इस प्रकार हैं

• लाइव तार - (लाल इंसुलेटेड, सकारात्मक)

• तटस्थ तार - (काला अछूता, नकारात्मक)

• अर्थ वायर - (हरा इंसुलेटेड) सुरक्षा उपाय के लिए ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि धातु के शरीर में करंट के किसी भी रिसाव से उपयोगकर्ता को कोई गंभीर झटका न लगे।

लघुपथन: लघुपथन चालू तारों और न्यूट्रल तारों के छूने से होता है और अचानक बड़ा करंट प्रवाहित हो जाता है।

के कारण ऐसा होता है

• बिजली लाइनों प्लास्टिक प्रतिरोध की क्षति।

• विद्युत उपकरण में खराबी।

 

अतिभारण : किसी भी परिपथ में बड़ी धारा के प्रवाह के कारण विद्युत तार के अत्यधिक गरम होने को विद्युत परिपथ की अतिभारण कहा जाता है।

तार में अचानक बड़ी मात्रा में करंट प्रवाहित होता है, जिससे तार अधिक गर्म हो जाता है और आग भी लग सकती है।

 

इलेक्ट्रिक फ़्यूज़: यह एक सुरक्षात्मक उपकरण है जिसका उपयोग सर्किट को शॉर्ट-सर्किट और ओवरलोडिंग से बचाने के लिए किया जाता है। यह कम गलनांक और उच्च प्रतिरोध वाले पदार्थ के पतले तार का एक टुकड़ा है।

• फ़्यूज़ हमेशा लाइव वायर से जुड़ा होता है।

• फ़्यूज़ हमेशा विद्युत परिपथ से श्रेणीक्रम में जुड़ा होता है।

• फ़्यूज़ हमेशा विद्युत परिपथ की शुरुआत से जुड़ा होता है।

• फ़्यूज़ तापन प्रभाव पर कार्य करता है।

• इलेक्ट्रिक फ्यूज करंट रेटिंग फ्यूज को पिघलाए बिना उसके माध्यम से प्रवाहित होने वाली सुरक्षित धारा के अधिकतम मूल्य को परिभाषित करती है

• टिन-लीड मिश्र धातु का उपयोग सामान्यतः फ़्यूज़ तार बनाने के लिए किया जाता है

अर्थिंग:

अर्थिंग एक कम प्रतिरोध वाले तार के माध्यम से विद्युत ऊर्जा को सीधे पृथ्वी पर स्थानांतरित करने और तत्काल निर्वहन की प्रक्रिया है।

• अर्थ वायर, जिसमें हरे रंग का इन्सुलेशन होता है, आमतौर पर घर के पास पृथ्वी की गहराई में एक धातु की प्लेट से जुड़ा होता है।

• इसका उपयोग सुरक्षा उपाय के रूप में किया जाता है, विशेष रूप से उन उपकरणों के लिए जिनकी बॉडी धातु की होती है, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रिक प्रेस, टोस्टर, टेबल फैन, रेफ्रिजरेटर, आदि।

• धात्विक बॉडी अर्थ वायर से जुड़ी होती है, जो करंट के लिए कम प्रतिरोध वाला संचालन पथ प्रदान करती है। इस प्रकार, यह सुनिश्चित करता है कि उपकरण की धातु बॉडी में करंट का कोई भी रिसाव पृथ्वी की क्षमता को बनाए रखता है, और उपयोगकर्ता को गंभीर बिजली का झटका नहीं लग सकता है।