ఫ్లక్స్ మరియు మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ సంబంధం

శాశ్వత అయస్కాంతాల దగ్గర, అలాగే కరెంట్ మోసే కండక్టర్ల దగ్గర, ఇతర అయస్కాంతాలు లేదా కరెంట్-వాహక కండక్టర్లపై యాంత్రిక ప్రభావం, అలాగే ఇచ్చిన కండక్టర్లలో EMF కనిపించడం వంటి భౌతిక ప్రభావాలను గమనించవచ్చని అనుభవం నుండి తెలుసు. స్థలం.

అయస్కాంతాలు మరియు కరెంట్-వాహక కండక్టర్ల దగ్గర స్థలం యొక్క అసాధారణ స్థితిని అయస్కాంత క్షేత్రం అని పిలుస్తారు, వీటి యొక్క పరిమాణాత్మక లక్షణాలు ఈ దృగ్విషయాల ద్వారా సులభంగా నిర్ణయించబడతాయి: యాంత్రిక చర్య యొక్క శక్తి లేదా విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ ద్వారా, వాస్తవానికి, ప్రేరేపిత పరిమాణం ద్వారా కదిలే కండక్టర్ EMF.

కండక్టర్‌లో EMF యొక్క ప్రసరణ యొక్క దృగ్విషయం (విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క దృగ్విషయం) వివిధ పరిస్థితులలో సంభవిస్తుంది. మీరు ఏకరీతి అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా వైర్‌ను తరలించవచ్చు లేదా స్థిరమైన వైర్‌కు సమీపంలో ఉన్న అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని మార్చవచ్చు. ఏదైనా సందర్భంలో, అంతరిక్షంలో అయస్కాంత క్షేత్రంలో మార్పు కండక్టర్‌లో EMFని ప్రేరేపిస్తుంది.

ఈ దృగ్విషయాన్ని పరిశోధించడానికి ఒక సాధారణ ప్రయోగాత్మక పరికరం చిత్రంలో చూపబడింది. ఇక్కడ వాహక (రాగి) రింగ్ దాని స్వంత వైర్లతో అనుసంధానించబడి ఉంది బాలిస్టిక్ గాల్వనోమీటర్‌తో, బాణం యొక్క విక్షేపం ద్వారా, ఈ సాధారణ సర్క్యూట్ గుండా విద్యుత్ ఛార్జ్ మొత్తాన్ని అంచనా వేయడం సాధ్యమవుతుంది. ముందుగా, అయస్కాంతం (స్థానం a) దగ్గర స్థలంలో ఏదో ఒక సమయంలో రింగ్‌ను మధ్యలో ఉంచండి, ఆపై రింగ్‌ను పదునుగా తరలించండి (బి స్థానానికి). గాల్వనోమీటర్ సర్క్యూట్ ద్వారా పంపబడిన ఛార్జ్ యొక్క విలువను చూపుతుంది, Q.

ఇప్పుడు మేము రింగ్‌ను మరొక పాయింట్ వద్ద ఉంచుతాము, అయస్కాంతం నుండి కొంచెం ముందుకు (సి స్థానానికి), మరియు మళ్ళీ, అదే వేగంతో, మేము దానిని తీవ్రంగా ప్రక్కకు (స్థానానికి d) తరలిస్తాము. గాల్వనోమీటర్ సూది యొక్క విక్షేపం మొదటి ప్రయత్నంలో కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. మరియు మేము లూప్ R యొక్క ప్రతిఘటనను పెంచినట్లయితే, ఉదాహరణకు, రాగిని టంగ్స్టన్తో భర్తీ చేసి, ఆపై రింగ్ను అదే విధంగా కదిలిస్తే, గాల్వనోమీటర్ మరింత చిన్న ఛార్జ్ని చూపుతుందని మేము గమనించవచ్చు, కానీ ఈ ఛార్జ్ యొక్క విలువ దాని ద్వారా కదులుతుంది. ఏ సందర్భంలోనైనా గాల్వనోమీటర్ లూప్ రెసిస్టెన్స్‌కి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

ఏ సమయంలోనైనా అయస్కాంతం చుట్టూ ఉన్న స్థలం కొంత ఆస్తిని కలిగి ఉంటుందని, మనం అయస్కాంతం నుండి రింగ్‌ను దూరంగా తరలించినప్పుడు గాల్వనోమీటర్ గుండా వెళుతున్న చార్జ్ మొత్తాన్ని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుందని ప్రయోగం స్పష్టంగా చూపిస్తుంది. దానిని అయస్కాంతానికి దగ్గరగా ఉన్నదానికి పిలుద్దాం. అయస్కాంత ప్రవాహం, మరియు మేము దాని పరిమాణాత్మక విలువను F అక్షరంతో సూచిస్తాము. Ф ~ Q * R మరియు Q ~ Ф / R యొక్క బహిర్గత ఆధారపడటాన్ని గమనించండి.

ప్రయోగాన్ని క్లిష్టతరం చేద్దాం. మేము రాగి లూప్‌ను అయస్కాంతానికి ఎదురుగా, దాని ప్రక్కన (స్థానం d వద్ద) పరిష్కరిస్తాము, కానీ ఇప్పుడు మేము లూప్ యొక్క ప్రాంతాన్ని మారుస్తాము (దానిలో కొంత భాగాన్ని వైర్‌తో అతివ్యాప్తి చేయడం). గాల్వనోమీటర్ యొక్క రీడింగులు రింగ్ ప్రాంతంలో (ఇ స్థానంలో) మార్పుకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటాయి.

కాబట్టి, లూప్‌పై పనిచేసే మా అయస్కాంతం నుండి మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ F లూప్ యొక్క వైశాల్యానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. కానీ మాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్ B, అయస్కాంతానికి సంబంధించి రింగ్ యొక్క స్థానానికి సంబంధించినది, కానీ రింగ్ యొక్క పారామితులతో సంబంధం లేకుండా, అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ఆస్తిని అయస్కాంతానికి సమీపంలో ఉన్న స్థలంలో ఏదైనా పరిగణించబడుతుంది.

రాగి రింగ్‌తో ప్రయోగాలను కొనసాగిస్తూ, మేము ఇప్పుడు ప్రారంభ క్షణం (స్థానం g) వద్ద అయస్కాంతానికి సంబంధించి రింగ్ యొక్క విమానం యొక్క స్థానాన్ని మారుస్తాము మరియు దానిని అయస్కాంతం యొక్క అక్షం (స్థానం h) వెంట ఒక స్థానానికి తిప్పుతాము.

రింగ్ మరియు అయస్కాంతం మధ్య కోణంలో ఎక్కువ మార్పు ఉంటే, గాల్వనోమీటర్ ద్వారా సర్క్యూట్ ద్వారా ఎక్కువ ఛార్జ్ Q ప్రవహిస్తుంది.దీనర్థం రింగ్ ద్వారా అయస్కాంత ప్రవాహం అయస్కాంతం మరియు సాధారణ మధ్య కోణం యొక్క కొసైన్‌కు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. రింగ్ యొక్క విమానానికి.

అందువలన, మేము దానిని ముగించవచ్చు అయస్కాంత ప్రేరణ B - వెక్టార్ పరిమాణం ఉంది, దాని దిశ ఒక నిర్దిష్ట బిందువు వద్ద రింగ్ యొక్క సమతలానికి సాధారణ దిశతో సమానంగా ఉంటుంది, రింగ్ అయస్కాంతం నుండి తీవ్రంగా దూరంగా ఉన్నప్పుడు, ఛార్జ్ Q వెంట వెళుతుంది సర్క్యూట్ గరిష్టంగా ఉంటుంది.

ప్రయోగంలో అయస్కాంతానికి బదులుగా మీరు ఉపయోగించవచ్చు విద్యుదయస్కాంతం యొక్క కాయిల్, ఈ కాయిల్‌ని తరలించండి లేదా దానిలోని కరెంట్‌ని మార్చండి, తద్వారా ప్రయోగాత్మక లూప్‌లోకి చొచ్చుకుపోయే అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని పెంచడం లేదా తగ్గించడం.

అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా చొచ్చుకుపోయే ప్రాంతం తప్పనిసరిగా వృత్తాకార వంపుతో సరిహద్దులుగా ఉండకూడదు, ఇది సూత్రప్రాయంగా ఏదైనా ఉపరితలం కావచ్చు, అయస్కాంత ప్రవాహం దీని ద్వారా ఏకీకరణ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది:

అని తేలుతుంది మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ F ఉపరితల S ద్వారా మాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్ వెక్టర్ B యొక్క ఫ్లక్స్.మరియు మాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్ B అనేది ఫీల్డ్‌లోని ఒక నిర్దిష్ట బిందువు వద్ద ఉన్న మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ డెన్సిటీ F. మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ Ф «వెబర్» - Wb యొక్క యూనిట్లలో కొలుస్తారు. మాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్ B టెస్లా - టెస్లా యూనిట్లలో కొలుస్తారు.

ఒక శాశ్వత అయస్కాంతం లేదా కరెంట్ మోసే కాయిల్ చుట్టూ ఉన్న మొత్తం స్థలాన్ని గాల్వనోమీటర్ కాయిల్ ద్వారా ఇదే విధంగా పరిశీలించినట్లయితే, ఈ ప్రదేశంలో "అయస్కాంత రేఖలు" అని పిలవబడే అనంతమైన సంఖ్యలో నిర్మించడం సాధ్యమవుతుంది. వెక్టర్ లైన్లు అయస్కాంత ప్రేరణ B — ప్రతి బిందువు వద్ద టాంజెంట్‌ల దిశ, అధ్యయనం చేయబడిన స్థలం యొక్క ఈ పాయింట్ల వద్ద మాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్ వెక్టర్ B యొక్క దిశకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.

యూనిట్ క్రాస్-సెక్షన్ S = 1 తో ఊహాత్మక గొట్టాల ద్వారా అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ఖాళీని విభజించడం ద్వారా, పిలవబడేది పొందవచ్చు. ఒకే అయస్కాంత గొట్టాలు, దీని అక్షాలను ఒకే అయస్కాంత రేఖలు అంటారు. ఈ విధానాన్ని ఉపయోగించి, మీరు అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క పరిమాణాత్మక చిత్రాన్ని దృశ్యమానంగా చిత్రీకరించవచ్చు మరియు ఈ సందర్భంలో మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ ఎంచుకున్న ఉపరితలం గుండా వెళుతున్న పంక్తుల సంఖ్యకు సమానంగా ఉంటుంది.

అయస్కాంత రేఖలు నిరంతరంగా ఉంటాయి, అవి ఉత్తర ధ్రువాన్ని విడిచిపెట్టి, తప్పనిసరిగా దక్షిణ ధ్రువంలోకి ప్రవేశిస్తాయి, కాబట్టి ఏదైనా సంవృత ఉపరితలం ద్వారా మొత్తం అయస్కాంత ప్రవాహం సున్నా. గణితశాస్త్రపరంగా ఇది ఇలా కనిపిస్తుంది:

స్థూపాకార కాయిల్ యొక్క ఉపరితలంతో సరిహద్దులుగా ఉన్న అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని పరిగణించండి. వాస్తవానికి, ఇది ఈ కాయిల్ యొక్క మలుపుల ద్వారా ఏర్పడిన ఉపరితలంలోకి చొచ్చుకుపోయే అయస్కాంత ప్రవాహం. ఈ సందర్భంలో, మొత్తం ఉపరితలాన్ని కాయిల్ యొక్క ప్రతి మలుపులకు ప్రత్యేక ఉపరితలాలుగా విభజించవచ్చు. కాయిల్ యొక్క ఎగువ మరియు దిగువ మలుపుల ఉపరితలాలు నాలుగు ఒకే అయస్కాంత రేఖల ద్వారా కుట్టబడి ఉన్నాయని మరియు కాయిల్ మధ్యలో ఉన్న మలుపుల ఉపరితలాలు ఎనిమిది ద్వారా కుట్టబడి ఉన్నాయని ఫిగర్ చూపిస్తుంది.

కాయిల్ యొక్క అన్ని మలుపుల ద్వారా మొత్తం అయస్కాంత ప్రవాహం యొక్క విలువను కనుగొనడానికి, దాని ప్రతి మలుపుల యొక్క ఉపరితలాలను చొచ్చుకుపోయే అయస్కాంత ప్రవాహాలను సంకలనం చేయడం అవసరం, అనగా, కాయిల్ యొక్క వ్యక్తిగత మలుపులతో అనుబంధించబడిన అయస్కాంత ప్రవాహాలు:

Ф = Ф1 + Ф2 + Ф3 + Ф4 + Ф5 + Ф6 + Ф7 + Ф8 కాయిల్‌లో 8 మలుపులు ఉంటే.

మునుపటి చిత్రంలో చూపిన సుష్ట వైండింగ్ ఉదాహరణ కోసం:

F టాప్ మలుపులు = 4 + 4 + 6 + 8 = 22;

F దిగువ మలుపులు = 4 + 4 + 6 + 8 = 22.

Ф మొత్తం = Ф ఎగువ మలుపులు + Ф దిగువ మలుపులు = 44.

ఇక్కడే "ఫ్లో కనెక్షన్" అనే భావన పరిచయం చేయబడింది. స్ట్రీమింగ్ కనెక్షన్ కాయిల్ యొక్క అన్ని మలుపులతో అనుబంధించబడిన మొత్తం మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్, దాని వ్యక్తిగత మలుపులతో అనుబంధించబడిన అయస్కాంత ప్రవాహాల మొత్తానికి సంఖ్యాపరంగా సమానంగా ఉంటుంది:

Фm అనేది కాయిల్ యొక్క ఒక విప్లవం ద్వారా కరెంట్ ద్వారా సృష్టించబడిన అయస్కాంత ప్రవాహం; wэ - కాయిల్‌లోని మలుపుల ప్రభావవంతమైన సంఖ్య;

ఫ్లక్స్ లింకేజ్ అనేది వర్చువల్ విలువ ఎందుకంటే వాస్తవానికి వ్యక్తిగత అయస్కాంత ప్రవాహాల మొత్తం ఉండదు, కానీ మొత్తం అయస్కాంత ప్రవాహం ఉంది. అయితే, కాయిల్ యొక్క మలుపులపై మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ యొక్క వాస్తవ పంపిణీ తెలియనప్పుడు, కానీ ఫ్లక్స్ సంబంధం తెలిసినప్పుడు, అవసరమైన మొత్తాన్ని పొందేందుకు అవసరమైన సమానమైన ఒకే విధమైన మలుపుల సంఖ్యను లెక్కించడం ద్వారా కాయిల్‌ను సమానమైన దానితో భర్తీ చేయవచ్చు. అయస్కాంత ప్రవాహం.