⚡ Principles and Laws of Electro Magnetism (विद्युत चुंबकत्व के सिद्धांत और नियम)
यह पाठ Power Electrician के लिए Magnetism and Capacitors (चुंबकत्व और कैपेसिटर) विषय के अंतर्गत Exercise 1.4.39 और 40 से संबंधित है।
🎯 Objectives (उद्देश्य):
इस पाठ (Lesson) के अंत में आप सक्षम होंगे:
- Electromagnetism (विद्युत चुंबकत्व) का मतलब समझाने में।
- Right Hand Grip rule, Corkscrew rule और Right Hand palm rule को परिभाषित करने में।
🧲 Electromagnetism (विद्युत चुंबकत्व)
जब किसी तार की coil (कुंडली) से current (धारा) प्रवाहित की जाती है, तो उस coil के चारों ओर एक magnetic field (चुंबकीय क्षेत्र) बन जाता है। यदि इस coil के अंदर एक soft iron bar (नरम लोहे की छड़) रखी जाए, तो वह लोहे की छड़ magnetized (चुंबकीय) हो जाती है। इस प्रक्रिया को ही ‘electromagnetism’ (विद्युत चुंबकत्व) कहा जाता है।
वह soft iron bar (नरम लोहे की छड़) तब तक ही चुंबक बनी रहती है जब तक circuit (परिपथ) में current (धारा) बह रही होती है। जैसे ही coil से current को बंद (switched off) किया जाता है, उसका चुंबकत्व (magnetism) खत्म हो जाता है।
इस electromagnet की polarity (ध्रुवीयता – North या South pole) इस बात पर निर्भर करती है कि उसमें बहने वाले current की दिशा (direction) क्या है। यदि current की दिशा बदल दी जाए, तो magnetic field की polarity भी बदल जाएगी, जैसा कि Fig 1 में दिखाया गया है।
🖐️ The Right Hand Grip Rule (दाहिने हाथ की पकड़ का नियम)
Right hand grip rule का उपयोग magnetic field (चुंबकीय क्षेत्र) की दिशा निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। यदि आप अपने दाहिने हाथ की उंगलियों को तार के चारों ओर इस तरह लपेटते हैं कि आपका अंगूठा (thumb) current के बहाव की दिशा की ओर इशारा करे, तो आपकी उंगलियां (fingers) magnetic field की दिशा बताएंगी, जैसा कि Fig 2 में दिखाया गया है।
🔩 Right Handed Corkscrew Rule (कॉर्कस्क्रू नियम)
मान लीजिए कि एक right handed corkscrew तार के साथ रखा है और वह current की दिशा में आगे बढ़ रहा है। स्क्रू के हैंडल को घुमाने की गति, चालक (conductor) के चारों ओर magnetic lines of force (चुंबकीय बल रेखाओं) की दिशा बताती है (Fig 3)।
✋ The Right Hand Palm Rule (दाहिने हाथ की हथेली का नियम)
Magnetic field की दिशा palm rule (हथेली के नियम) से भी जानी जा सकती है (Fig 4): Right Hand Palm Rule: अपने दाहिने हाथ की हथेली को solenoid (परिनालिका) के ऊपर इस तरह रखें कि आपकी उंगलियां solenoid के कंडक्टर्स में current की दिशा में हों, तो आपका अंगूठा (thumb) solenoid के magnetic field (North Pole) की दिशा की ओर संकेत करेगा।
🏗️ Magnetic Materials for Temporary Magnets (अस्थायी चुंबक के लिए चुंबकीय सामग्री)
Electromagnets को आमतौर पर temporary magnets (अस्थायी चुंबक) के रूप में जाना जाता है। ऐसे चुंबकों की चुंबकीय शक्ति (magnetic strength) को उनमें से बहने वाले current को बदलकर घटाया या बढ़ाया जा सकता है।
- Soft iron (नरम लोहा): इसका उपयोग electromagnets में magnetic core के रूप में किया जाता है।
- Silicon steel: बड़े चुंबकों में इसका बहुत उपयोग होता है (इसमें 2.4% सिलिकॉन वाला स्टील होता है)।
- Permalloy: यह लोहे और निकल (iron and nickel) का एक alloy (मिश्र धातु) है जिसे बहुत कमजोर चुंबकीय क्षेत्र द्वारा भी magnetized किया जा सकता है। यह telephones के लिए बहुत उपयोगी है।
- Mumetal: यह निकल, तांबा, क्रोमियम और लोहे का एक alloy है। इसमें बहुत अधिक permeability (चुंबकशीलता) और resistivity (प्रतिरोधकता) होती है। इसमें Eddy current loss (एडी करंट हानि) बहुत कम होती है। इसका उपयोग instrument transformers में और magnetic fields की स्क्रीनिंग के लिए किया जाता है।
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Instructor Note: छात्रों को Fig 1 से Fig 4 तक के चित्रों को ध्यान से देखने के लिए कहें ताकि वे current और magnetic field की दिशा के बीच के संबंध को बेहतर ढंग से समझ सकें।