একটি সংক্ষিপ্ত এবং অ্যাক্সেসযোগ্য আকারে ইলেক্ট্রোডাইনামিকসের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ আইন

আধুনিক বিশ্বে ইলেক্ট্রোডায়নামিক্সের গুরুত্ব প্রাথমিকভাবে বিস্তৃত প্রযুক্তিগত সম্ভাবনার সাথে জড়িত যা এটি দূর-দূরত্বের তারের উপর বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চালনের জন্য, বিদ্যুতের বিতরণ এবং অন্যান্য আকারে রূপান্তরের পদ্ধতিগুলির জন্য উন্মুক্ত করে। যান্ত্রিক, তাপ, আলো, ইত্যাদি

পাওয়ার প্ল্যান্টে উত্পন্ন, বৈদ্যুতিক শক্তি মাইলের পর মাইল পাওয়ার লাইনে পাঠানো হয় — বাড়ি এবং শিল্প সুবিধাগুলিতে, যেখানে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শক্তিগুলি বিভিন্ন সরঞ্জাম, গৃহস্থালীর যন্ত্রপাতি, আলো, গরম করার ডিভাইস এবং আরও অনেক কিছুর মোটর চালনা করে। একটি শব্দে, একটি আধুনিক অর্থনীতি কল্পনা করা অসম্ভব এবং দেয়ালে একটি আউটলেট ছাড়া একটি একক ঘর নয়।

এই সব কখনও সম্ভব হয়েছে শুধুমাত্র ইলেক্ট্রোডায়নামিক্সের আইনের জ্ঞানের জন্য ধন্যবাদ, যা তত্ত্বটিকে বিদ্যুতের ব্যবহারিক প্রয়োগের সাথে সংযোগ করতে দেয়। এই নিবন্ধে, আমরা এই আইনগুলির মধ্যে সবচেয়ে ব্যবহারিক চারটি ঘনিষ্ঠভাবে দেখব।

ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক আবেশের নিয়ম

ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশন আইনটি পাওয়ার প্ল্যান্টে ইনস্টল করা সমস্ত বৈদ্যুতিক জেনারেটরের অপারেশনের ভিত্তি, এবং কেবল নয়। তবে এটি সবে শুরু হয়েছিল একটি সবেমাত্র লক্ষণীয় স্রোত দিয়ে, যা 1831 সালে মাইকেল ফ্যারাডে একটি কয়েলের সাথে সম্পর্কিত একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটের গতিবিধি নিয়ে একটি পরীক্ষায় আবিষ্কার করেছিলেন।

যখন ফ্যারাডেকে তার আবিষ্কারের সম্ভাবনা সম্পর্কে জিজ্ঞাসা করা হয়েছিল, তখন তিনি তার পরীক্ষার ফলাফলকে একটি শিশুর জন্মের সাথে তুলনা করেছিলেন যেটি এখনও বড় হয়নি। শীঘ্রই এই নবজাতক একজন সত্যিকারের নায়ক হয়ে ওঠেন যিনি পুরো সভ্য বিশ্বের চেহারা বদলে দিয়েছিলেন। দেখুন — ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশন আইনের ব্যবহারিক প্রয়োগ

জার্মানির একটি ঐতিহাসিক জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রে একটি জেনারেটর৷

আধুনিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র জেনারেটর এটা শুধু একটি চুম্বক সঙ্গে একটি কুণ্ডলী নয়. এটি একটি বিশাল কাঠামো যার মধ্যে রয়েছে ইস্পাত কাঠামো, অনেকগুলি উত্তাপযুক্ত তামার বাসবার, টন লোহা, নিরোধক উপকরণ, সেইসাথে একটি মিলিমিটারের ভগ্নাংশ পর্যন্ত নির্ভুলতার সাথে তৈরি করা অনেক ছোট অংশ।

প্রকৃতিতে, অবশ্যই, এই ধরনের একটি জটিল যন্ত্র খুঁজে পাওয়া যায় না, কিন্তু প্রকৃতি পরীক্ষায় মানুষকে দেখিয়েছিল যে কীভাবে উপলব্ধ বাহ্যিক শক্তির প্রভাবে যান্ত্রিক আন্দোলনের মাধ্যমে বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ডিভাইসটি কাজ করা উচিত।

বিদ্যুৎকেন্দ্রে উৎপাদিত বিদ্যুত রূপান্তরিত, বিতরণ এবং আবার রূপান্তরিত হয় ধন্যবাদ পাওয়ার ট্রান্সফরমার, যার কাজটিও ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশনের ঘটনার উপর ভিত্তি করে, শুধুমাত্র একটি ট্রান্সফরমার, একটি জেনারেটরের বিপরীতে, এটির নকশায় ক্রমাগত চলমান অংশগুলি অন্তর্ভুক্ত করে না, পরিবর্তে এতে কয়েল সহ একটি চৌম্বকীয় সার্কিট রয়েছে।

একটি এসি উইন্ডিং (প্রাথমিক উইন্ডিং) ম্যাগনেটিক সার্কিটে কাজ করে, ম্যাগনেটিক সার্কিট সেকেন্ডারি উইন্ডিং (ট্রান্সফরমারের সেকেন্ডারি উইন্ডিং) এর উপর কাজ করে। ট্রান্সফরমারের সেকেন্ডারি উইন্ডিং থেকে বিদ্যুৎ এখন গ্রাহকদের মধ্যে বিতরণ করা হয়। এই সমস্ত কাজ করে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশনের ঘটনা এবং ইলেক্ট্রোডাইনামিকসের সংশ্লিষ্ট আইনের জ্ঞানের জন্য ধন্যবাদ, যা ফ্যারাডে নাম বহন করে।

ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশন আইনের শারীরিক অর্থ হল একটি এডি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের উপস্থিতি যখন সময়ের সাথে সাথে চৌম্বক ক্ষেত্র পরিবর্তিত হয়, যা একটি কার্যকরী ট্রান্সফরমারে ঠিক ঘটে।

অনুশীলনে, যখন কন্ডাকটর দ্বারা আবদ্ধ পৃষ্ঠে প্রবেশকারী চৌম্বকীয় প্রবাহ পরিবর্তিত হয়, তখন পরিবাহীতে একটি EMF প্রবর্তিত হয়, যার মান চৌম্বকীয় প্রবাহ (F) এর পরিবর্তনের হারের সমান হয়, যখন প্রবর্তিত EMF-এর চিহ্ন এফ পরিবর্তনের হারের বিপরীত। এই সম্পর্কটিকে "প্রবাহ নিয়ম"ও বলা হয়:

লুপে প্রবেশকারী চৌম্বকীয় প্রবাহকে সরাসরি পরিবর্তন করার পাশাপাশি, এতে একটি EMF পাওয়ার আরেকটি পদ্ধতি সম্ভব, — লরেন্টজ ফোর্স ব্যবহার করে.

লরেন্টজ বলের মাত্রা, যেমন আপনি জানেন, চৌম্বক ক্ষেত্রের চার্জের গতির উপর নির্ভর করে, চৌম্বক ক্ষেত্রের আবেশের মাত্রার উপর এবং প্রদত্ত চার্জটি আবেশ ভেক্টরের সাপেক্ষে যে কোণে চলে তার উপর নির্ভর করে। চৌম্বক ক্ষেত্রের:

একটি ধনাত্মক চার্জের জন্য লরেন্টজ বলের দিকটি "বাম-হাত" নিয়ম দ্বারা নির্ধারিত হয়: যদি আপনি আপনার বাম হাতটি এমনভাবে অবস্থান করেন যাতে চৌম্বকীয় আবেশের ভেক্টর তালুতে প্রবেশ করে এবং চারটি প্রসারিত আঙ্গুলের গতিবিধির দিকে রাখা হয়। ধনাত্মক চার্জ, তারপর 90 ডিগ্রীতে বাঁকানো একটি বুড়ো আঙুল লরেন্টজ বলের দিক নির্দেশ করবে।

এই ধরনের একটি মামলার সবচেয়ে সহজ উদাহরণ চিত্রে দেখানো হয়েছে। এখানে, লরেন্টজ বল একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্যে চলমান একটি পরিবাহীর উপরের প্রান্তকে (বলুন, তামার তারের একটি অংশ) ধনাত্মক চার্জে পরিণত করে এবং এর নীচের প্রান্তটি ঋণাত্মকভাবে চার্জিত হয়, যেহেতু ইলেকট্রনের একটি ঋণাত্মক চার্জ থাকে এবং তারাই এখানে চলে আসে। .

ইলেকট্রনগুলি নীচের দিকে সরে যাবে যতক্ষণ না তাদের মধ্যে কুলম্ব আকর্ষণ এবং তারের বিপরীত দিকের ধনাত্মক চার্জ লরেন্টজ বলকে ভারসাম্য দেয়।

এই প্রক্রিয়াটি কন্ডাক্টরে ইএমএফ অব ইন্ডাকশনের উপস্থিতি ঘটায় এবং যেমনটি দেখা গেছে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক আনয়নের আইনের সাথে সরাসরি সম্পর্কিত। প্রকৃতপক্ষে, তারের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি E নিম্নরূপ পাওয়া যেতে পারে (অনুমান করুন যে তারটি ডান কোণে ভেক্টর B এর দিকে চলে যায়):

অতএব, আবেশের EMF নিম্নরূপ প্রকাশ করা যেতে পারে:

এটি লক্ষ করা যেতে পারে যে প্রদত্ত উদাহরণে চৌম্বকীয় প্রবাহ এফ নিজেই (একটি বস্তু হিসাবে) স্থান পরিবর্তন করে না, তবে তারটি সেই জায়গাটি অতিক্রম করে যেখানে চৌম্বকীয় ফ্লাক্স অবস্থিত এবং আপনি সহজেই একটি তারের যে ক্ষেত্রটি অতিক্রম করে তা গণনা করতে পারেন। একটি নির্দিষ্ট সময়ে স্থানের সেই অঞ্চলের মধ্য দিয়ে যাওয়ার মাধ্যমে (অর্থাৎ উপরে উল্লিখিত চৌম্বকীয় প্রবাহের পরিবর্তনের হার)।

সাধারণ ক্ষেত্রে, আমরা এই উপসংহারে পৌঁছানোর অধিকারী যে "ফ্লাক্স নিয়ম" অনুসারে একটি সার্কিটের ইএমএফ সেই সার্কিটের মাধ্যমে চৌম্বকীয় প্রবাহের পরিবর্তনের হারের সমান, যা বিপরীত চিহ্নের সাথে নেওয়া হয়, এর মান নির্বিশেষে স্থানচ্যুতি (চৌম্বকীয় প্রবাহ অতিক্রম) বা লুপের বিকৃতি বা উভয়ের ফলে একটি নির্দিষ্ট লুপে সময়ের সাথে সাথে চৌম্বক ক্ষেত্রের আনয়নে পরিবর্তনের কারণে ফ্লাক্স F সরাসরি পরিবর্তিত হয়।

অ্যাম্পিয়ারের আইন

পাওয়ার প্ল্যান্টে উৎপন্ন শক্তির একটি উল্লেখযোগ্য অংশ এন্টারপ্রাইজগুলিতে পাঠানো হয়, যেখানে বিভিন্ন ধাতু কাটার মেশিনের ইঞ্জিনগুলি বিদ্যুৎ সরবরাহ করা হয়। বৈদ্যুতিক মোটরের অপারেশন তাদের ডিজাইনারদের বোঝার উপর ভিত্তি করে অ্যাম্পিয়ারের আইন.

এই আইনটি 1820 সালে সরাসরি স্রোতের জন্য আন্দ্রে মেরি অ্যাম্পিয়ার তৈরি করেছিলেন (এটি কোনও কাকতালীয় নয় যে এই আইনটিকে বৈদ্যুতিক স্রোতের মিথস্ক্রিয়া আইনও বলা হয়)।

অ্যাম্পিয়ারের সূত্র অনুসারে, একই দিকে স্রোত সহ সমান্তরাল তারগুলি একে অপরকে আকর্ষণ করে এবং বিপরীত দিক নির্দেশিত স্রোত সহ সমান্তরাল তারগুলি একে অপরকে বিকর্ষণ করে। অতিরিক্তভাবে, অ্যাম্পিয়ারের আইনটি একটি প্রদত্ত ক্ষেত্রের একটি কারেন্ট-বহনকারী পরিবাহীর উপর একটি চৌম্বক ক্ষেত্র কাজ করে এমন শক্তি নির্ধারণের জন্য থাম্বের নিয়মকে বোঝায়।

একটি সরল আকারে, অ্যাম্পিয়ারের সূত্রটি নিম্নরূপ বলা যেতে পারে: যে বল (এটিকে অ্যাম্পিয়ার বল বলা হয়) যেটির সাহায্যে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের একটি কারেন্ট-বহনকারী পরিবাহীর একটি উপাদানের উপর কাজ করে তা কন্ডাক্টরের কারেন্টের পরিমাণের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। এবং চৌম্বকীয় আবেশের মান থেকে তারের দৈর্ঘ্যের উপাদানটির ভেক্টর গুণফল।

তদনুসারে, অ্যাম্পিয়ার বলের মডুলাস খুঁজে বের করার অভিব্যক্তিতে চৌম্বকীয় আবেশ ভেক্টর এবং কন্ডাক্টরের বর্তমান ভেক্টরের মধ্যে কোণের সাইন রয়েছে যার উপর এই বল কাজ করে (অ্যাম্পিয়ারের বলের দিক নির্ণয় করতে, আপনি বাম হাতের নিয়ম ব্যবহার করতে পারেন। ):

দুটি ইন্টারঅ্যাক্টিং কন্ডাক্টরের ক্ষেত্রে প্রয়োগ করা হয়েছে, অ্যাম্পিয়ার বল তাদের প্রত্যেকের উপর সেই কন্ডাক্টরের স্রোতের সংশ্লিষ্ট দিকনির্দেশের উপর নির্ভরশীল একটি দিকে কাজ করবে।

ধরুন I1 এবং I2 স্রোত সহ ভ্যাকুয়ামে দুটি অসীম দীর্ঘ পাতলা পরিবাহী রয়েছে এবং সর্বত্র পরিবাহীর মধ্যে দূরত্ব r এর সমান।তারের একক দৈর্ঘ্যের (উদাহরণস্বরূপ, দ্বিতীয়টির পাশের প্রথম তারে) অ্যাম্পিয়ার বলটি কাজ করে তা খুঁজে বের করা প্রয়োজন।

বায়ো-সাভার্ট-লাপ্লেস আইন অনুসারে, বর্তমান I2 সহ একটি অসীম পরিবাহী থেকে r দূরত্বে, চৌম্বক ক্ষেত্রের একটি আবেশ থাকবে:

এখন আপনি অ্যাম্পিয়ার বল খুঁজে পেতে পারেন যা চৌম্বক ক্ষেত্রের একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে অবস্থিত প্রথম তারের উপর কাজ করবে (একটি প্রদত্ত আবেশ সহ একটি জায়গায়):

দৈর্ঘ্যের উপর এই অভিব্যক্তিকে একত্রিত করে, এবং তারপর দৈর্ঘ্যের জন্য একটি প্রতিস্থাপন করে, আমরা দ্বিতীয়টির পাশে প্রথম তারের প্রতি একক দৈর্ঘ্যের অ্যাম্পিয়ার-ফোর্স পাই। একটি অনুরূপ বল, শুধুমাত্র বিপরীত দিকে, প্রথমটির দিক থেকে দ্বিতীয় তারের উপর কাজ করবে।

অ্যাম্পিয়ারের আইন না বুঝলে, অন্তত একটি সাধারণ বৈদ্যুতিক মোটর গুণগতভাবে ডিজাইন করা এবং একত্রিত করা অসম্ভব।

বৈদ্যুতিক মোটর পরিচালনা এবং নকশার নীতি

অ্যাসিঙ্ক্রোনাস বৈদ্যুতিক মোটরের প্রকার, তাদের বৈশিষ্ট্য

জুল-লেনজ আইন

সমস্ত বৈদ্যুতিক শক্তি পরিচলন রেখা, এই তারগুলিকে উত্তপ্ত করে তোলে। উপরন্তু, উল্লেখযোগ্য বৈদ্যুতিক শক্তি বিভিন্ন গরম করার যন্ত্রকে শক্তি দেওয়ার উদ্দেশ্যে, টংস্টেন ফিলামেন্টগুলিকে উচ্চ তাপমাত্রায় গরম করার উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়। বৈদ্যুতিক প্রবাহের উত্তাপের প্রভাবের গণনা 1841 সালে জেমস জুলের দ্বারা আবিষ্কৃত জুল-লেনজ আইনের উপর ভিত্তি করে এবং স্বাধীনভাবে 1842 সালে এমিল লেনজ দ্বারা আবিষ্কৃত হয়।

এই আইনটি বৈদ্যুতিক প্রবাহের তাপীয় প্রভাবকে পরিমাপ করে।এটি নিম্নরূপ প্রণয়ন করা হয়েছে: "মাধ্যমটির প্রতি একক আয়তন (w) থেকে প্রকাশিত তাপের শক্তি যখন এতে সরাসরি বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রবাহিত হয় তখন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তির মান দ্বারা বৈদ্যুতিক প্রবাহের ঘনত্ব (j) এর গুণফলের সমানুপাতিক হয় (ঙ) «।

পাতলা তারের জন্য, আইনের অবিচ্ছেদ্য রূপটি ব্যবহার করা হয়: "বর্তনীর একটি অংশ থেকে প্রতি একক সময় নির্গত তাপের পরিমাণ বিভাগটির প্রতিরোধের দ্বারা বিবেচিত বিভাগে বর্তমানের বর্গের গুণফলের সমানুপাতিক। » এটি নিম্নলিখিত আকারে লেখা হয়েছে:

দূর-দূরত্বের তারের উপর বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চালনের ক্ষেত্রে জুল-লেনজ আইন বিশেষ ব্যবহারিক গুরুত্ব বহন করে।

উপসংহার হল যে বিদ্যুৎ লাইনে বর্তমানের তাপীয় প্রভাব অবাঞ্ছিত কারণ এটি শক্তির ক্ষতির দিকে পরিচালিত করে। এবং যেহেতু সঞ্চালিত শক্তি রৈখিকভাবে কারেন্টের ভোল্টেজ এবং মাত্রা উভয়ের উপর নির্ভর করে, যখন গরম করার শক্তি কারেন্টের বর্গক্ষেত্রের সমানুপাতিক, তাই বিদ্যুত যে ভোল্টেজে সঞ্চালিত হয় তা বৃদ্ধি করা সুবিধাজনক, তদনুসারে কারেন্ট হ্রাস করে।

ওম এর আইন

বৈদ্যুতিক বর্তনীর মূল নিয়ম- ওহমের আইন, 1826 সালে জর্জ ওহম আবিষ্কার করেছিলেন।… আইন তারের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ বা পরিবাহিতা (বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা) এর উপর নির্ভর করে বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ এবং কারেন্টের মধ্যে সম্পর্ক নির্ধারণ করে। আধুনিক পরিভাষায়, সম্পূর্ণ সার্কিটের জন্য ওহমের সূত্রটি নিম্নরূপ লেখা হয়:

r — উৎস অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ, R — লোড প্রতিরোধ, e — উৎস EMF, I — সার্কিট কারেন্ট

এই রেকর্ড থেকে এটি অনুসরণ করে যে একটি ক্লোজ সার্কিটে EMF যার মাধ্যমে উৎস দ্বারা প্রদত্ত তড়িৎ প্রবাহের সমান হবে:

এর মানে হল যে একটি ক্লোজড সার্কিটের জন্য, উৎস emf বাহ্যিক সার্কিটের ভোল্টেজ ড্রপের সমষ্টি এবং উৎসের অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের সমান।

ওহমের সূত্রটি নিম্নরূপ প্রণয়ন করা হয়েছে: "সার্কিটের একটি অংশের কারেন্ট তার প্রান্তে থাকা ভোল্টেজের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক এবং সার্কিটের এই অংশের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক।" ওহমের সূত্রের আরেকটি স্বরলিপি হল পরিবাহী G (বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা):

সার্কিটের একটি অংশের জন্য ওহমের সূত্র

বাস্তবে ওহমের আইনের প্রয়োগ

ভোল্টেজ, কারেন্ট, রেজিস্ট্যান্স কি এবং কিভাবে এগুলো অনুশীলনে ব্যবহার করা হয়