विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र। विद्युत चुम्बकीय

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, पदार्थ का एक विशेष रूप। द्वारा विद्युत चुम्बकीयआवेशित कणों के बीच परस्पर क्रिया होती है।

एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के व्यवहार का शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स द्वारा अध्ययन किया जाता है। मैक्सवेल के समीकरणों द्वारा विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का वर्णन किया गया है, जो उन मात्राओं को जोड़ता है जो क्षेत्र को उसके स्रोतों के साथ चिह्नित करती हैं, अर्थात अंतरिक्ष में वितरित आवेशों और धाराओं के साथ। स्थिर या समान रूप से गतिमान आवेशित कणों का विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र इन कणों के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है; जैसे-जैसे कण तेजी से आगे बढ़ते हैं, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उनसे "दूर हो जाता है" और विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में स्वतंत्र रूप से मौजूद रहता है।

यह मैक्सवेल के समीकरणों से अनुसरण करता है कि एक वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, और एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत उत्पन्न करता है, इसलिए एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र आवेशों की अनुपस्थिति में मौजूद हो सकता है। एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र और एक वैकल्पिक विद्युत द्वारा एक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की पीढ़ी इस तथ्य की ओर ले जाती है कि विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से अलग-अलग मौजूद नहीं होते हैं। इसलिए, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र एक प्रकार का पदार्थ है, जो सभी बिंदुओं पर दो सदिश राशियों द्वारा निर्धारित होता है जो इसके दो घटकों - "विद्युत क्षेत्र" और "चुंबकीय क्षेत्र" की विशेषता रखते हैं, और आवेशित कणों पर एक बल लगाते हैं, जो उनकी गति और परिमाण पर निर्भर करता है। उनके प्रभार के।

एक निर्वात में एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, जो कि मुक्त अवस्था में है, पदार्थ के कणों से जुड़ा नहीं है, विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में मौजूद है, और गति के बराबर गति से बहुत मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों की अनुपस्थिति में निर्वात में फैलता है। प्रकाश का सी= 2.998। 10 8 मी/से. इस तरह के क्षेत्र की विशेषता विद्युत क्षेत्र की ताकत है इऔर चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण में. माध्यम में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का वर्णन करने के लिए, विद्युत प्रेरण की मात्रा का भी उपयोग किया जाता है डीऔर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एच. मामले में, साथ ही बहुत मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों की उपस्थिति में, यानी पदार्थ के बहुत बड़े द्रव्यमान के पास, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का प्रसार वेग मूल्य से कम है सी.

सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की विशेषता वाले वैक्टर के घटक, एक एकल भौतिक मात्रा - विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र टेंसर, जिसके घटक लोरेंत्ज़ परिवर्तनों के अनुसार संदर्भ के एक जड़त्वीय फ्रेम से दूसरे में जाने पर रूपांतरित होते हैं। .

एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में ऊर्जा और गति होती है। 1899 में प्रकाश के दबाव को मापने पर पी. एन. लेबेडेव के प्रयोगों में पहली बार एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र पल्स के अस्तित्व की खोज की गई थी। एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में हमेशा ऊर्जा होती है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का ऊर्जा घनत्व = 1/2(ईडी+एचएच).

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र अंतरिक्ष में फैलता है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का ऊर्जा प्रवाह घनत्व पॉयंटिंग वेक्टर द्वारा निर्धारित किया जाता है एस =, इकाई डब्ल्यू / एम 2। पॉयंटिंग वेक्टर की दिशा लंबवत है इऔर एचऔर विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के प्रसार की दिशा के साथ मेल खाता है। इसका मान एक इकाई क्षेत्र के लंबवत स्थानांतरित ऊर्जा के बराबर है एससमय की प्रति इकाई। निर्वात में क्षेत्र संवेग घनत्व के \u003d एस / एस 2 \u003d / एस 2.

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की उच्च आवृत्तियों पर, इसके क्वांटम गुण महत्वपूर्ण हो जाते हैं और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को फील्ड क्वांटा - फोटॉन के प्रवाह के रूप में माना जा सकता है। इस मामले में, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का वर्णन किया गया है

1860-1865 में। 19वीं शताब्दी के महानतम भौतिकविदों में से एक जेम्स क्लर्क मैक्सवेलएक सिद्धांत बनाया विद्युत चुम्बकीय।मैक्सवेल के अनुसार, विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना को इस प्रकार समझाया गया है। यदि अंतरिक्ष में किसी बिंदु पर समय के साथ चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होता है तो वहां एक विद्युत क्षेत्र भी बनता है। यदि क्षेत्र में एक बंद कंडक्टर है, तो विद्युत क्षेत्र इसमें प्रेरण प्रवाह का कारण बनता है। यह मैक्सवेल के सिद्धांत का अनुसरण करता है कि विपरीत प्रक्रिया भी संभव है। यदि अंतरिक्ष के किसी क्षेत्र में समय के साथ विद्युत क्षेत्र में परिवर्तन होता है तो यहाँ भी एक चुंबकीय क्षेत्र बनता है।

इस प्रकार, समय के साथ चुंबकीय क्षेत्र में किसी भी परिवर्तन के परिणामस्वरूप विद्युत क्षेत्र में परिवर्तन होता है, और समय के साथ विद्युत क्षेत्र में कोई भी परिवर्तन बदलते चुंबकीय क्षेत्र को जन्म देता है। ये एक दूसरे को वैकल्पिक विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हुए एक एकल विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाते हैं।

विद्युत चुम्बकीय तरंगों के गुण

मैक्सवेल द्वारा तैयार किए गए विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के सिद्धांत का सबसे महत्वपूर्ण परिणाम विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अस्तित्व की संभावना का पूर्वानुमान था। विद्युत चुम्बकीय तरंग- अंतरिक्ष और समय में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों का प्रसार।

लोचदार (ध्वनि) तरंगों के विपरीत विद्युत चुम्बकीय तरंगें निर्वात या किसी अन्य पदार्थ में फैल सकती हैं।

निर्वात में विद्युत चुम्बकीय तरंगें गति से फैलती हैं सी = 299 792 किमी/एसयानी प्रकाश की गति से।

पदार्थ में, विद्युत चुम्बकीय तरंग की गति निर्वात की तुलना में कम होती है। यांत्रिक तरंगों के लिए प्राप्त तरंग दैर्ध्य, इसकी गति, अवधि और दोलनों की आवृत्ति के बीच संबंध विद्युत चुम्बकीय तरंगों के लिए भी मान्य है:

तनाव वेक्टर उतार-चढ़ाव इऔर चुंबकीय प्रेरण वेक्टर बीतरंग प्रसार (वेग वेक्टर) की दिशा में परस्पर लंबवत विमानों और लंबवत में होते हैं।

एक विद्युत चुम्बकीय तरंग ऊर्जा वहन करती है।

विद्युत चुम्बकीय तरंग रेंज

हमारे आसपास जटिल दुनियाविभिन्न आवृत्तियों की विद्युत चुम्बकीय तरंगें: कंप्यूटर मॉनिटर, सेल फोन, माइक्रोवेव ओवन, टीवी आदि से विकिरण। वर्तमान में, सभी विद्युत चुम्बकीय तरंगों को तरंग दैर्ध्य द्वारा छह मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया गया है।

रेडियो तरंगें- ये विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं (10,000 मीटर से 0.005 मीटर की तरंग दैर्ध्य के साथ), जो बिना तारों के दूरी पर संकेतों (सूचना) को प्रसारित करने का काम करती हैं। रेडियो संचार में, एंटीना में बहने वाली उच्च आवृत्ति धाराओं द्वारा रेडियो तरंगें बनाई जाती हैं।

0.005 मीटर से 1 माइक्रोन तक तरंग दैर्ध्य के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण, अर्थात। रेडियो तरंगों और दृश्य प्रकाश के बीच कहलाते हैं अवरक्त विकिरण. इन्फ्रारेड विकिरण किसी भी गर्म शरीर द्वारा उत्सर्जित होता है। इन्फ्रारेड विकिरण का स्रोत भट्टियां, बैटरी, विद्युत गरमागरम लैंप हैं। विशेष उपकरणों की मदद से इन्फ्रारेड विकिरण को परिवर्तित किया जा सकता है दृश्यमान प्रकाशऔर पूर्ण अंधकार में गर्म वस्तुओं के चित्र प्राप्त करते हैं।

को दृश्यमान प्रकाशलाल से लगभग 770 एनएम से 380 एनएम के तरंग दैर्ध्य के साथ विकिरण का संदर्भ लें बैंगनी. मानव जीवन में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के स्पेक्ट्रम के इस हिस्से का महत्व असाधारण रूप से महान है, क्योंकि एक व्यक्ति दृष्टि की मदद से अपने आसपास की दुनिया के बारे में लगभग सभी जानकारी प्राप्त करता है।

वायलेट से कम तरंग दैर्ध्य के साथ आंखों के लिए अदृश्य विद्युत चुम्बकीय विकिरण कहा जाता है पराबैंगनी विकिरण।यह रोगजनक बैक्टीरिया को मार सकता है।

एक्स-रे विकिरणआँख के लिए अदृश्य। यह दृश्य प्रकाश के लिए अपारदर्शी पदार्थ की महत्वपूर्ण परतों के माध्यम से महत्वपूर्ण अवशोषण के बिना गुजरता है, जिसका उपयोग आंतरिक अंगों के रोगों के निदान के लिए किया जाता है।

गामा विकिरणउत्साहित नाभिक द्वारा उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय विकिरण कहा जाता है और प्राथमिक कणों के संपर्क से उत्पन्न होता है।

रेडियो संचार का सिद्धांत

ऑसिलेटरी सर्किट का उपयोग विद्युत चुम्बकीय तरंगों के स्रोत के रूप में किया जाता है। प्रभावी विकिरण के लिए, सर्किट "खुला" है, अर्थात। अंतरिक्ष में "जाने" के लिए क्षेत्र के लिए स्थितियां बनाएं। इस युक्ति को खुला दोलन परिपथ कहते हैं - एंटीना.

रेडियो संचारविद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग करके सूचना का प्रसारण कहा जाता है, जिसकी आवृत्ति हर्ट्ज से सीमा तक होती है।

रडार (रडार)

एक उपकरण जो अल्ट्राशॉर्ट तरंगों को प्रसारित करता है और तुरंत उन्हें प्राप्त करता है। विकिरण छोटी दालों द्वारा किया जाता है। दालें वस्तुओं से परिलक्षित होती हैं, जिससे सिग्नल प्राप्त करने और संसाधित करने के बाद, वस्तु से दूरी निर्धारित करने की अनुमति मिलती है।

स्पीड रडार इसी सिद्धांत पर काम करता है। ज़रा सोचिए कि राडार चलती कार की गति कैसे निर्धारित करता है।

विवरण श्रेणी: बिजली और चुंबकत्व पर पोस्ट किया गया 06/05/2015 20:46 दृश्य: 11962

चर विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र कुछ शर्तों के तहत एक दूसरे को जन्म दे सकते हैं। वे एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाते हैं, जो उनकी समग्रता बिल्कुल नहीं है। यह एक संपूर्ण है जिसमें ये दो क्षेत्र एक दूसरे के बिना मौजूद नहीं हो सकते।

इतिहास से

1821 में किए गए डेनिश वैज्ञानिक हैंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड के प्रयोग से पता चला कि विद्युत प्रवाह एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। बदले में, एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने में सक्षम होता है। यह अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी माइकल फैराडे द्वारा सिद्ध किया गया था, जिन्होंने 1831 में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना की खोज की थी। वह "विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र" शब्द के लेखक भी हैं।

उन दिनों भौतिकी में न्यूटन की दीर्घ-दूरी क्रिया की अवधारणा को स्वीकार किया जाता था। यह माना जाता था कि सभी पिंड शून्यता के माध्यम से एक असीम उच्च गति (लगभग तुरंत) और किसी भी दूरी पर एक दूसरे पर कार्य करते हैं। यह मान लिया गया था कि विद्युत आवेश समान तरीके से परस्पर क्रिया करते हैं। दूसरी ओर, फैराडे का मानना ​​था कि शून्यता प्रकृति में मौजूद नहीं है, और एक निश्चित भौतिक माध्यम से बातचीत एक सीमित गति से होती है। विद्युत आवेशों का यह माध्यम है विद्युत चुम्बकीय. और यह प्रकाश की गति के बराबर गति से फैलता है।

मैक्सवेल का सिद्धांत

पिछले अध्ययनों के परिणामों को मिलाकर, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जेम्स क्लर्क मैक्सवेल 1864 में बनाया विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र सिद्धांत. इसके अनुसार, एक बदलता हुआ चुंबकीय क्षेत्र एक बदलता हुआ विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है, और एक वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। बेशक, सबसे पहले एक क्षेत्र शुल्क या धाराओं के स्रोत द्वारा बनाया गया है। लेकिन भविष्य में, ये क्षेत्र पहले से ही ऐसे स्रोतों से स्वतंत्र रूप से मौजूद हो सकते हैं, जिससे एक दूसरे की उपस्थिति हो सकती है। वह है, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र एकल विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के घटक हैं. और उनमें से एक में होने वाला प्रत्येक परिवर्तन दूसरे के प्रकट होने का कारण बनता है। यह परिकल्पना मैक्सवेल के सिद्धांत का आधार बनती है। चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उत्पन्न विद्युत क्षेत्र भंवर है। उसके बल की रेखाएँ बंद हैं।

यह सिद्धांत घटनात्मक है। इसका मतलब है कि यह मान्यताओं और टिप्पणियों पर आधारित है, और उस कारण पर विचार नहीं करता है जो विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों की घटना का कारण बनता है।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के गुण

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र का एक संयोजन है, इसलिए, इसके अंतरिक्ष में प्रत्येक बिंदु पर, इसे दो मुख्य मात्राओं द्वारा वर्णित किया जाता है: विद्युत क्षेत्र की ताकत इ और चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण में .

चूँकि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र एक विद्युत क्षेत्र को एक चुंबकीय क्षेत्र में बदलने की एक प्रक्रिया है, और फिर एक चुंबकीय क्षेत्र को एक विद्युत क्षेत्र में, इसकी स्थिति लगातार बदल रही है। अंतरिक्ष और समय में फैलकर यह विद्युत चुम्बकीय तरंगें बनाता है। आवृत्ति और लंबाई के आधार पर, इन तरंगों को विभाजित किया जाता है रेडियो तरंगें, टेराहर्ट्ज़ विकिरण, अवरक्त विकिरण, दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी विकिरण, एक्स-रे और गामा विकिरण.

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की तीव्रता और प्रेरण वैक्टर परस्पर लंबवत हैं, और जिस विमान में वे झूठ बोलते हैं वह तरंग प्रसार की दिशा के लंबवत है।

लंबी दूरी की कार्रवाई के सिद्धांत में, विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार वेग को असीम रूप से बड़ा माना जाता था। हालाँकि, मैक्सवेल ने साबित कर दिया कि ऐसा नहीं था। किसी पदार्थ में, विद्युत चुम्बकीय तरंगें एक परिमित गति से फैलती हैं, जो पदार्थ की ढांकता हुआ और चुंबकीय पारगम्यता पर निर्भर करती है। इसलिए, मैक्सवेल के सिद्धांत को शॉर्ट-रेंज थ्योरी कहा जाता है।

मैक्सवेल के सिद्धांत की प्रयोगात्मक रूप से 1888 में जर्मन भौतिक विज्ञानी हेनरिक रूडोल्फ हर्ट्ज द्वारा पुष्टि की गई थी। उन्होंने साबित किया कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें मौजूद हैं। इसके अलावा, उन्होंने निर्वात में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार की गति को मापा, जो प्रकाश की गति के बराबर निकला।

अभिन्न रूप में, यह कानून इस तरह दिखता है:

चुंबकीय क्षेत्र के लिए गॉस का नियम

एक बंद सतह के माध्यम से चुंबकीय प्रेरण का प्रवाह शून्य है.

इस नियम का भौतिक अर्थ यह है कि प्रकृति में कोई चुंबकीय आवेश नहीं होता है। चुम्बक के ध्रुवों को अलग नहीं किया जा सकता है। चुंबकीय क्षेत्र की बल की रेखाएं बंद हैं।

फैराडे का प्रेरण का नियम

चुंबकीय प्रेरण में परिवर्तन एक भंवर विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति का कारण बनता है।

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चुंबकीय क्षेत्र परिसंचरण प्रमेय

यह प्रमेय चुंबकीय क्षेत्र के स्रोतों के साथ-साथ उनके द्वारा स्वयं निर्मित क्षेत्रों का वर्णन करता है।

विद्युत प्रवाह और विद्युत प्रेरण में परिवर्तन एक भंवर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है.

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इविद्युत क्षेत्र की ताकत है;

एचचुंबकीय क्षेत्र की ताकत है;

में- चुंबकीय प्रेरण। यह एक सदिश राशि है जो दर्शाती है कि v गति से गतिमान q के आवेश पर चुंबकीय क्षेत्र कितना प्रबल कार्य करता है;

डी- विद्युत प्रेरण, या विद्युत विस्थापन। यह तीव्रता वेक्टर और ध्रुवीकरण वेक्टर के योग के बराबर एक वेक्टर मात्रा है। ध्रुवीकरण एक बाहरी विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत विद्युत आवेशों के विस्थापन के कारण होता है जब ऐसा क्षेत्र अनुपस्थित होता है।

Δ नबला संचालिका है। किसी विशिष्ट क्षेत्र पर इस ऑपरेटर की क्रिया को इस क्षेत्र का रोटर कहा जाता है।

Δ एक्स ई = रोट ई

ρ - बाहरी विद्युत आवेश का घनत्व;

जे- वर्तमान घनत्व - एक इकाई क्षेत्र के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा की ताकत दिखाने वाला मान;

साथनिर्वात में प्रकाश की गति है।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का अध्ययन करने वाले विज्ञान को कहा जाता है बिजली का गतिविज्ञान. वह विद्युत आवेश वाले निकायों के साथ अपनी बातचीत पर विचार करती है। ऐसी बातचीत कहलाती है विद्युत चुम्बकीय. शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स मैक्सवेल के समीकरणों का उपयोग करते हुए विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के केवल निरंतर गुणों का वर्णन करता है। आधुनिक क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स मानता है कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में असतत (असंतुलित) गुण भी होते हैं। और ऐसी विद्युत चुम्बकीय बातचीत अविभाज्य कणों-क्वांटा की मदद से होती है जिसमें द्रव्यमान और आवेश नहीं होता है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की मात्रा कहलाती है फोटोन .

हमारे चारों ओर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र

प्रत्यावर्ती धारा वाले किसी भी चालक के चारों ओर एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनता है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के स्रोत विद्युत लाइनें, विद्युत मोटर, ट्रांसफार्मर, शहरी विद्युत परिवहन, रेलवे परिवहन, बिजली और इलेक्ट्रॉनिक घरेलू उपकरण - टीवी, कंप्यूटर, रेफ्रिजरेटर, लोहा, वैक्यूम क्लीनर, ताररहित फोन, मोबाइल फोन, इलेक्ट्रिक शेवर - एक शब्द में , बिजली की खपत या प्रसारण से संबंधित सब कुछ। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के शक्तिशाली स्रोत टेलीविजन ट्रांसमीटर, सेलुलर टेलीफोन स्टेशनों के एंटेना, रडार स्टेशन, माइक्रोवेव ओवन आदि हैं। और चूँकि हमारे आसपास ऐसे बहुत सारे उपकरण हैं, इसलिए विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र हमें हर जगह घेर लेते हैं। ये क्षेत्र प्रभावित करते हैं पर्यावरणऔर एक व्यक्ति। यह नहीं कहा जा सकता कि यह प्रभाव हमेशा नकारात्मक होता है। किसी व्यक्ति के चारों ओर विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र लंबे समय से मौजूद हैं, लेकिन कुछ दशक पहले उनके विकिरण की शक्ति आज की तुलना में सैकड़ों गुना कम थी।

एक निश्चित स्तर तक, विद्युत चुम्बकीय विकिरण मनुष्यों के लिए सुरक्षित हो सकता है। तो, चिकित्सा में, कम तीव्रता वाले विद्युत चुम्बकीय विकिरण की मदद से, ऊतक ठीक हो जाते हैं, भड़काऊ प्रक्रियाओं को खत्म करते हैं, एक एनाल्जेसिक प्रभाव पड़ता है। UHF उपकरण आंतों और पेट की चिकनी मांसपेशियों की ऐंठन से राहत देते हैं, शरीर की कोशिकाओं में चयापचय प्रक्रियाओं में सुधार करते हैं, केशिकाओं के स्वर को कम करते हैं और रक्तचाप को कम करते हैं।

लेकिन मजबूत विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र हृदय, प्रतिरक्षा, अंतःस्रावी और की खराबी का कारण बनते हैं तंत्रिका तंत्रएक व्यक्ति अनिद्रा, सिरदर्द, तनाव पैदा कर सकता है। खतरा यह है कि उनका प्रभाव मनुष्यों के लिए लगभग अगोचर है, और उल्लंघन धीरे-धीरे होते हैं।

हम अपने चारों ओर विद्युत चुम्बकीय विकिरण से खुद को कैसे बचा सकते हैं? यह पूरी तरह से करना असंभव है, इसलिए आपको इसके प्रभाव को कम करने की कोशिश करने की जरूरत है। सबसे पहले, आपको घरेलू उपकरणों को व्यवस्थित करने की ज़रूरत है ताकि वे उन जगहों से दूर हों जहां हम अक्सर होते हैं। मसलन, टीवी के ज्यादा नजदीक न बैठें। आखिरकार, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के स्रोत से दूरी जितनी अधिक होगी, वह उतना ही कमजोर होता जाएगा। बहुत बार हम डिवाइस को प्लग इन छोड़ देते हैं। लेकिन विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र तभी गायब हो जाता है जब डिवाइस को मेन से डिस्कनेक्ट कर दिया जाता है।

मानव स्वास्थ्य प्राकृतिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों - ब्रह्मांडीय विकिरण, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से भी प्रभावित होता है।

श्मलेव वी.ई., सबितनेव एस.ए.

"इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग की सैद्धांतिक नींव"

"इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड थ्योरी"

अध्याय 1. विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र सिद्धांत की मूल अवधारणाएँ

§ 1.1। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र और इसकी भौतिक मात्रा का निर्धारण।
विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र सिद्धांत का गणितीय उपकरण

विद्युत चुम्बकीय(EMF) एक प्रकार का पदार्थ है जिसका आवेशित कणों पर बल प्रभाव पड़ता है और यह सभी बिंदुओं पर सदिश राशियों के दो जोड़े द्वारा निर्धारित किया जाता है जो इसके दो पक्षों - विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों की विशेषता रखते हैं।

विद्युत क्षेत्र- यह EMF का एक घटक है, जो विद्युत आवेशित कण पर कण के आवेश के आनुपातिक बल और उसकी गति से स्वतंत्र प्रभाव की विशेषता है।

एक चुंबकीय क्षेत्र- यह EMF का एक घटक है, जो कि कण के आवेश और उसकी गति के आनुपातिक बल के साथ एक गतिमान कण पर प्रभाव की विशेषता है।

कोर्स में सीखा सैद्धांतिक संस्थापनाइलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, ईएमएफ की गणना के लिए मुख्य गुणों और विधियों में इलेक्ट्रिकल, रेडियो-इलेक्ट्रॉनिक और बायोमेडिकल उपकरणों में पाए जाने वाले ईएमएफ का गुणात्मक और मात्रात्मक अध्ययन शामिल है। इसके लिए इंटीग्रल और डिफरेंशियल फॉर्म में इलेक्ट्रोडायनामिक्स के समीकरण सबसे उपयुक्त हैं।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड थ्योरी (टीईएमएफ) का गणितीय उपकरण स्केलर फील्ड थ्योरी, वेक्टर और टेन्सर विश्लेषण के साथ-साथ डिफरेंशियल और इंटीग्रल कैलकुलस पर आधारित है।

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

1. विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र क्या है?

2. विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र किसे कहते हैं?

3. विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र सिद्धांत के गणितीय उपकरण का आधार क्या है?

§ 1.2। EMF की विशेषता वाली भौतिक मात्राएँ

विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टरबिंदु पर क्यूएक बिंदु पर रखे विद्युत आवेशित स्थिर कण पर कार्य करने वाले बल का सदिश कहलाता है क्यूयदि इस कण पर एक इकाई धनात्मक आवेश है।

इस परिभाषा के अनुसार, बिंदु आवेश पर कार्य करने वाला विद्युत बल क्यूके बराबर है:

कहाँ इ वी / एम में मापा गया।

चुंबकीय क्षेत्र की विशेषता है चुंबकीय प्रेरण वेक्टर. कुछ अवलोकन बिंदु पर चुंबकीय प्रेरण क्यूएक सदिश राशि है, जिसका मापांक एक बिंदु पर स्थित आवेशित कण पर कार्य करने वाले चुंबकीय बल के बराबर होता है क्यू, जिसका एक इकाई आवेश होता है और एक इकाई वेग के साथ चलता है, और बल, वेग, चुंबकीय प्रेरण के वैक्टर और कण का आवेश भी स्थिति को संतुष्ट करता है

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धारा के साथ वक्रीय चालक पर कार्य करने वाले चुंबकीय बल को सूत्र द्वारा निर्धारित किया जा सकता है

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एक सीधे कंडक्टर पर, यदि यह एक समान क्षेत्र में है, तो निम्न चुंबकीय बल कार्य करता है

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सभी नवीनतम सूत्रों में बी - चुंबकीय प्रेरण, जिसे टेस्ला (Tl) में मापा जाता है।

1 T एक ऐसा चुंबकीय प्रेरण है जिस पर 1N के बराबर एक चुंबकीय बल 1A के करंट वाले सीधे कंडक्टर पर कार्य करता है यदि चुंबकीय प्रेरण की रेखाएँ करंट के साथ कंडक्टर के लंबवत निर्देशित होती हैं, और यदि कंडक्टर की लंबाई 1 मीटर है .

विद्युत क्षेत्र की ताकत और चुंबकीय प्रेरण के अतिरिक्त, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र सिद्धांत में निम्नलिखित वेक्टर मात्राओं पर विचार किया जाता है:

1) विद्युत प्रेरण डी (विद्युत विस्थापन), जिसे C / m 2 में मापा जाता है,

ईएमएफ वैक्टर अंतरिक्ष और समय के कार्य हैं:

कहाँ क्यू- अवलोकन बिंदु, टी- समय का क्षण।

यदि अवलोकन बिंदु क्यूनिर्वात में है, तो निम्नलिखित संबंध सदिश राशियों के संगत युग्मों के बीच होते हैं

वैक्यूम (मूल विद्युत स्थिरांक) की पूर्ण पारगम्यता कहां है, = 8.85419 * 10 -12;

वैक्यूम की पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता (मूल चुंबकीय स्थिरांक); \u003d 4π * 10 -7।

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

1. विद्युत क्षेत्र की शक्ति क्या है?

2. चुंबकीय प्रेरण किसे कहते हैं?

3. गतिमान आवेशित कण पर कार्यरत चुंबकीय बल क्या है?

4. धारा के साथ चालक पर कार्य करने वाला चुंबकीय बल क्या है?

5. कौन सी वेक्टर मात्रा विद्युत क्षेत्र की विशेषता है?

6. कौन सी वेक्टर मात्रा चुंबकीय क्षेत्र की विशेषता है?

§ 1.3। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के स्रोत

EMF के स्रोत विद्युत आवेश, विद्युत द्विध्रुव, गतिमान विद्युत आवेश, विद्युत धाराएँ, चुंबकीय द्विध्रुव हैं।

भौतिकी के पाठ्यक्रम में विद्युत आवेश और विद्युत धारा की अवधारणाएँ दी गई हैं। विद्युत धाराएँ तीन प्रकार की होती हैं:

1. चालन धाराएँ।

2. विस्थापन धाराएँ।

3. धाराओं को स्थानांतरित करें।

चालन धारा- एक निश्चित सतह के माध्यम से विद्युत प्रवाहकीय शरीर के मोबाइल आवेशों के पारित होने की गति।

बायस करंट- एक निश्चित सतह के माध्यम से विद्युत विस्थापन वेक्टर प्रवाह के परिवर्तन की दर।

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स्थानांतरण वर्तमाननिम्नलिखित अभिव्यक्ति द्वारा विशेषता

कहाँ वि - सतह के माध्यम से पिंडों के स्थानांतरण की गति एस; एन - सतह पर सामान्य इकाई का वेक्टर; - सामान्य की दिशा में सतह के माध्यम से उड़ने वाले पिंडों का रैखिक आवेश घनत्व; ρ विद्युत आवेश का आयतन घनत्व है; पी वि - स्थानांतरण वर्तमान घनत्व।

विद्युत द्विध्रुवीयबिंदु आवेशों का युग्म + कहा जाता है क्यूऔर - क्यूदूरी पर स्थित है एलएक दूसरे से (चित्र 1)।

एक बिंदु विद्युत द्विध्रुवीय विद्युत द्विध्रुवीय क्षण वेक्टर द्वारा विशेषता है:

चुंबकीय द्विध्रुवीयविद्युत धारा के साथ समतल परिपथ कहलाता है मैं।चुंबकीय द्विध्रुवीय चुंबकीय द्विध्रुवीय क्षण वेक्टर द्वारा विशेषता है

कहाँ एस धारा के साथ परिपथ पर खिंची हुई समतल सतह का क्षेत्र सदिश है। वेक्टर एस इस सपाट सतह के लंबवत निर्देशित, इसके अलावा, यदि वेक्टर के अंत से देखा जाए एस , तो वर्तमान की दिशा के साथ मेल खाने वाली दिशा में समोच्च के साथ गति वामावर्त होगी। इसका अर्थ है कि द्विध्रुव चुंबकीय आघूर्ण सदिश की दिशा सही पेंच नियम के अनुसार धारा की दिशा से संबंधित है।

पदार्थ के परमाणु और अणु विद्युत और चुंबकीय द्विध्रुव होते हैं, इसलिए EMF में वास्तविक प्रकार के प्रत्येक बिंदु को विद्युत और चुंबकीय द्विध्रुवीय क्षण के थोक घनत्व की विशेषता हो सकती है:

पी - पदार्थ का विद्युत ध्रुवीकरण:

एम - पदार्थ का चुंबकीयकरण:

पदार्थ का विद्युत ध्रुवीकरणएक वास्तविक शरीर के किसी बिंदु पर विद्युत द्विध्रुवीय क्षण के थोक घनत्व के बराबर एक सदिश मात्रा है।

पदार्थ चुंबकीयकरणएक वास्तविक शरीर के किसी बिंदु पर चुंबकीय द्विध्रुवीय पल के थोक घनत्व के बराबर एक वेक्टर मात्रा है।

विद्युत विस्थापन- यह एक सदिश मात्रा है, जो किसी भी अवलोकन बिंदु के लिए, चाहे वह निर्वात में हो या किसी पदार्थ में, संबंध से निर्धारित होता है:

(वैक्यूम या पदार्थ के लिए),

(केवल वैक्यूम के लिए)।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत- एक वेक्टर मात्रा, जो अवलोकन के किसी भी बिंदु के लिए, चाहे वह निर्वात में हो या किसी पदार्थ में, संबंध से निर्धारित होती है:

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जहां चुंबकीय क्षेत्र की ताकत A/m में मापी जाती है।

ध्रुवीकरण और चुंबकीयकरण के अतिरिक्त, अन्य वॉल्यूम-वितरित ईएमएफ स्रोत हैं:

- बल्क इलेक्ट्रिक चार्ज घनत्व ; ,

जहां विद्युत आवेश का आयतन घनत्व C/m3 में मापा जाता है;

- विद्युत प्रवाह घनत्व वेक्टर, जिसका सामान्य घटक बराबर है

अधिक सामान्य मामले में, एक खुली सतह के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा एस, इस सतह के माध्यम से वर्तमान घनत्व वेक्टर के प्रवाह के बराबर है:

जहां विद्युत धारा घनत्व सदिश A/m 2 में मापा जाता है।

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

1. विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के स्रोत क्या हैं?

2. चालन धारा क्या है?

3. बायस करंट क्या है?

4. ट्रांसफर करंट क्या है?

5. विद्युत द्विध्रुव और विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण क्या है?

6. चुंबकीय द्विध्रुव और चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण क्या है?

7. किसी पदार्थ का वैद्युत ध्रुवण एवं चुम्बकत्व किसे कहते हैं?

8. विद्युत विस्थापन किसे कहते हैं?

9. चुम्बकीय क्षेत्र की प्रबलता किसे कहते हैं?

10. वॉल्यूमेट्रिक इलेक्ट्रिक चार्ज डेंसिटी और करंट डेंसिटी क्या है?

MATLAB आवेदन उदाहरण

काम.

दिया गया: विद्युत धारा के साथ परिपथ मैंअंतरिक्ष में एक त्रिभुज की परिधि है, जिसके शीर्षों के कार्तीय निर्देशांक दिए गए हैं: एक्स 1 , एक्स 2 , एक्स 3 , वाई 1 , वाई 2 , वाई 3 , जेड 1 , जेड 2 , जेड 3। यहाँ सबस्क्रिप्ट शीर्ष संख्याएँ हैं। शीर्षों को विद्युत प्रवाह की दिशा में क्रमांकित किया जाता है।

आवश्यकएक MATLAB फ़ंक्शन लिखें जो लूप के द्विध्रुवीय चुंबकीय क्षण वेक्टर की गणना करता है। एम-फाइल को संकलित करते समय, यह माना जा सकता है कि स्थानिक निर्देशांक मीटर में मापा जाता है, और वर्तमान एम्पीयर में मापा जाता है। इनपुट और आउटपुट मापदंडों के मनमाना संगठन की अनुमति है।

समाधान

% m_dip_moment - अंतरिक्ष में करंट के साथ त्रिकोणीय सर्किट के चुंबकीय द्विध्रुवीय क्षण की गणना

%pm = m_dip_moment (टोक, नोड्स)

% इनपुट पैरामीटर

% करंट - सर्किट में करंट;

% नोड्स - फॉर्म का एक वर्ग मैट्रिक्स।" , जिसकी प्रत्येक पंक्ति में संबंधित शीर्ष के निर्देशांक होते हैं।

% आउटपुट पैरामीटर

% pm चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण सदिश के कार्तीय घटकों का एक पंक्ति मैट्रिक्स है।

समारोह दोपहर = m_dip_moment (टोक, नोड्स);

pm=tok*)]) det ()]) det ()])]/2;

% अंतिम कथन में, त्रिभुज के क्षेत्रफल सदिश को धारा से गुणा किया जाता है

>> नोड्स = 10 * रैंड (3)

9.5013 4.8598 4.5647

2.3114 8.913 0.18504

6.0684 7.621 8.2141

>> दोपहर = m_dip_moment (1, नोड्स)

13.442 20.637 -2.9692

में इस मामले मेंघटित पी एम = (13.442* 1 एक्स + 20.637*1 वाई - 2.9692*1 जेड) ए * एम 2 अगर सर्किट में करंट 1 ए है।

§ 1.4। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड थ्योरी में स्पेसियल डिफरेंशियल ऑपरेटर्स

ढालअदिश क्षेत्र Φ( क्यू) = Φ( एक्स, वाई, जेड) को सूत्र द्वारा परिभाषित वेक्टर फ़ील्ड कहा जाता है:

,

कहाँ वी 1 - क्षेत्र युक्त बिंदु क्यू; एस 1 - बंद सतह सीमा क्षेत्र वी 1 , क्यू 1 - सतह से संबंधित बिंदु एस 1; δ - बिंदु से सबसे बड़ी दूरी क्यूसतह पर बिंदुओं के लिए एस 1 (अधिकतम| क्यूक्यू 1 |).

विचलनवेक्टर क्षेत्र एफ (क्यू)=एफ (एक्स, वाई, जेड) को सूत्र द्वारा परिभाषित स्केलर फ़ील्ड कहा जाता है:

रोटार(भंवर) वेक्टर क्षेत्र एफ (क्यू)=एफ (एक्स, वाई, जेड) सूत्र द्वारा परिभाषित एक सदिश क्षेत्र है:

सड़ांध एफ =

नबला संचालिकाएक सदिश अवकल संकारक है, जिसे कार्तीय निर्देशांक में सूत्र द्वारा परिभाषित किया गया है:

आइए नाबला ऑपरेटर के माध्यम से ग्रेड, डिव और रोट का प्रतिनिधित्व करें:

हम इन ऑपरेटरों को कार्टेशियन निर्देशांक में लिखते हैं:

; ;

कार्तीय निर्देशांक में लाप्लास ऑपरेटर सूत्र द्वारा परिभाषित किया गया है:

दूसरा क्रम अंतर ऑपरेटर:

अभिन्न प्रमेय

ढाल प्रमेय ;

विचलन प्रमेय

रोटर प्रमेय

EMF के सिद्धांत में, एक और अभिन्न प्रमेय का भी उपयोग किया जाता है:

.

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

1. अदिश क्षेत्र की प्रवणता किसे कहते हैं?

2. सदिश क्षेत्र का अपसरण किसे कहते हैं?

3. सदिश क्षेत्र का रोटर किसे कहते हैं?

4. नाबला संकारक क्या है और इसके संदर्भ में प्रथम-क्रम अवकल संकारक कैसे व्यक्त किए जाते हैं?

5. अदिश और सदिश क्षेत्रों के लिए कौन से अभिन्न प्रमेय मान्य हैं?

MATLAB आवेदन उदाहरण

काम.

दिया गया: चतुष्फलक के आयतन में, अदिश और सदिश क्षेत्र एक रेखीय नियम के अनुसार बदलते हैं। चतुष्फलक के शीर्षों के निर्देशांक फॉर्म के मैट्रिक्स द्वारा दिए गए हैं [ एक्स 1 , वाई 1 , जेड 1 ; एक्स 2 , वाई 2 , जेड 2 ; एक्स 3 , वाई 3 , जेड 3 ; एक्स 4 , वाई 4 , जेड 4]। कोने पर अदिश क्षेत्र के मान मैट्रिक्स द्वारा दिए गए हैं [Ф 1; एफ 2; एफ 3; एफ 4]। शीर्षों पर सदिश क्षेत्र के कार्तीय घटक मैट्रिक्स द्वारा दिए गए हैं [ एफ 1 एक्स, एफ 1वाई, एफ 1जेड; एफ 2एक्स, एफ 2वाई, एफ 2जेड; एफ 3एक्स, एफ 3वाई, एफ 3जेड; एफ 4एक्स, एफ 4वाई, एफ 4जेड].

परिभाषित करनाचतुष्फलक के आयतन में, अदिश क्षेत्र की प्रवणता, साथ ही सदिश क्षेत्र का विचलन और कर्ल। इसके लिए एक MATLAB Function लिखें।

समाधान. नीचे एम-फ़ंक्शन का टेक्स्ट है।

% grad_div_rot - एक चतुष्फलक के आयतन में प्रवणता, अपसरण और कर्ल... की गणना करें

%=grad_div_rot(नोड्स, स्केलर, वेक्टर)

% इनपुट पैरामीटर

% नोड्स - टेट्राहेड्रोन वर्टेक्स निर्देशांक का मैट्रिक्स:

% पंक्तियाँ कोने, कॉलम - निर्देशांक के अनुरूप हैं;

% अदिश - शीर्ष पर अदिश क्षेत्र मानों का स्तंभ मैट्रिक्स;

% वेक्टर - शीर्ष पर वेक्टर फ़ील्ड घटकों का मैट्रिक्स:

% आउटपुट पैरामीटर

% ग्रेड - स्केलर क्षेत्र के कार्टेशियन ग्रेडिएंट घटकों की पंक्ति मैट्रिक्स;

% div - चतुष्फलक के आयतन में सदिश क्षेत्र का विचलन मान;

% सड़ांध - वेक्टर फ़ील्ड रोटर के कार्टेशियन घटकों की पंक्ति मैट्रिक्स।

% गणना में, यह माना जाता है कि टेट्राहेड्रॉन की मात्रा में

एक रेखीय नियम के अनुसार % सदिश और अदिश क्षेत्र अंतरिक्ष में भिन्न होते हैं।

फ़ंक्शन = grad_div_rot (नोड्स, स्केलर, वेक्टर);

ए = inv (); रैखिक इंटरपोलेशन गुणांक का% मैट्रिक्स

grad=(a(2:end,:)*scalar)."; % स्केलर फ़ील्ड ग्रेडिएंट घटक

div = * वेक्टर (:); सदिश क्षेत्र का % अपसरण

रोट = योग (क्रॉस (ए (2: अंत,:), वेक्टर। "), 2)।";

विकसित एम-फ़ंक्शन चलाने का एक उदाहरण:

>> नोड्स = 10 * रैंड (4,3)

3.5287 2.0277 1.9881

8.1317 1.9872 0.15274

0.098613 6.0379 7.4679

1.3889 2.7219 4.451

>> अदिश = रैंड (4,1)

>> वेक्टर = रैंड (4,3)

0.52515 0.01964 0.50281

0.20265 0.68128 0.70947

0.67214 0.37948 0.42889

0.83812 0.8318 0.30462

>> = grad_div_rot (नोड्स, स्केलर, वेक्टर)

0.16983 -0.03922 -0.17125

0.91808 0.20057 0.78844

यदि हम मानते हैं कि स्थानिक निर्देशांक मीटर में मापा जाता है, और सदिश और अदिश क्षेत्र आयाम रहित हैं, तो में यह उदाहरणघटित:

ग्रेड एफ = (-0.16983* 1 एक्स - 0.03922*1 वाई - 0.17125*1 जेड) एम -1;

डिव एफ = -1.0112 मीटर -1;

सड़ांध एफ = (-0.91808*1 एक्स + 0.20057*1 वाई + 0.78844*1 जेड) एम -1।

§ 1.5। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र सिद्धांत के बुनियादी नियम

अभिन्न रूप में EMF समीकरण

पूर्ण वर्तमान कानून:

या

समोच्च के साथ चुंबकीय क्षेत्र शक्ति वेक्टर का परिसंचरण एलसतह के माध्यम से बहने वाली कुल विद्युत धारा के बराबर है एस, समोच्च पर फैला हुआ एल, अगर करंट की दिशा सर्किट को बायपास करने की दिशा के साथ दाएं हाथ की प्रणाली बनाती है।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम:

,

कहाँ इ c बाहरी विद्युत क्षेत्र की ताकत है।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का EMF इऔर सर्किट में एलसतह के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के बराबर एस, समोच्च पर फैला हुआ एल, और चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर की दिशा दिशा के साथ बनती है इऔर बाएं हाथ प्रणाली।

गॉस प्रमेय अभिन्न रूप में:

एक बंद सतह के माध्यम से विद्युत विस्थापन वेक्टर प्रवाह एससतह से घिरे आयतन में मुक्त विद्युत आवेशों के योग के बराबर है एस.

चुंबकीय प्रेरण लाइनों की निरंतरता का नियम:

किसी भी बंद सतह के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह शून्य होता है।

अभिन्न रूप में समीकरणों का प्रत्यक्ष अनुप्रयोग सरलतम विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों की गणना करना संभव बनाता है। अधिक जटिल रूप के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों की गणना करने के लिए, विभेदक रूप में समीकरणों का उपयोग किया जाता है। इन समीकरणों को मैक्सवेल के समीकरण कहते हैं।

स्टेशनरी मीडिया के लिए मैक्सवेल के समीकरण

ये समीकरण अभिन्न रूप में संबंधित समीकरणों और स्थानिक अंतर ऑपरेटरों की गणितीय परिभाषाओं से सीधे अनुसरण करते हैं।

विभेदक रूप में कुल वर्तमान कानून:

,

कुल विद्युत प्रवाह घनत्व,

बाहरी विद्युत प्रवाह घनत्व,

चालन वर्तमान घनत्व,

विस्थापन वर्तमान घनत्व: ,

स्थानांतरण वर्तमान घनत्व:।

इसका मतलब यह है कि विद्युत प्रवाह चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के वेक्टर क्षेत्र का एक भंवर स्रोत है।

विभेदक रूप में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम:

इसका मतलब यह है कि विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर के स्थानिक वितरण के लिए वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र एक भंवर स्रोत है।

चुंबकीय प्रेरण लाइनों की निरंतरता का समीकरण:

इसका मतलब है कि चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के क्षेत्र में कोई स्रोत नहीं है, अर्थात प्रकृति में कोई चुंबकीय आवेश (चुंबकीय मोनोपोल) नहीं होते हैं।

गॉस प्रमेय अंतर रूप में:

इसका मतलब है कि विद्युत विस्थापन वेक्टर क्षेत्र के स्रोत विद्युत आवेश हैं।

ईएमएफ विश्लेषण समस्या के समाधान की विशिष्टता सुनिश्चित करने के लिए, मैक्सवेल समीकरणों को वैक्टर के बीच सामग्री कनेक्शन के समीकरणों के साथ पूरक करना आवश्यक है इ और डी , और बी और एच .

क्षेत्र वैक्टर और माध्यम के इलेक्ट्रोफिजिकल गुणों के बीच संबंध

ह ज्ञात है कि

(1)

सभी डाइलेक्ट्रिक्स एक विद्युत क्षेत्र द्वारा ध्रुवीकृत होते हैं। सभी चुम्बकों को एक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा चुम्बकित किया जाता है। किसी पदार्थ के स्थैतिक ढांकता हुआ गुणों को पूरी तरह से ध्रुवीकरण वेक्टर की कार्यात्मक निर्भरता द्वारा वर्णित किया जा सकता है पी विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर से इ (पी =पी (इ )). किसी पदार्थ के स्थिर चुंबकीय गुणों को चुंबकीयकरण वेक्टर की कार्यात्मक निर्भरता द्वारा पूरी तरह से वर्णित किया जा सकता है एम चुंबकीय क्षेत्र शक्ति वेक्टर से एच (एम =एम (एच )). सामान्य स्थिति में, ऐसी निर्भरता प्रकृति में अस्पष्ट (हिस्टैरिसीस) होती है। इसका मतलब है कि बिंदु पर ध्रुवीकरण या चुंबकीयकरण वेक्टर क्यून केवल वेक्टर के मूल्य से निर्धारित होता है इ या एच इस बिंदु पर, लेकिन सदिश में परिवर्तन का इतिहास भी इ या एच इस समय। इन निर्भरताओं की प्रयोगात्मक रूप से जांच और मॉडल करना बेहद कठिन है। इसलिए, व्यवहार में अक्सर यह माना जाता है कि वैक्टर पी और इ , और एम और एच समरेख हैं, और पदार्थ के इलेक्ट्रोफिजिकल गुणों को स्केलर हिस्टैरिसीस फ़ंक्शंस द्वारा वर्णित किया गया है (| पी |=|पी |(|इ |), |एम |=|एम |(|एच |). यदि उपरोक्त कार्यों की हिस्टैरिसीस विशेषताओं की उपेक्षा की जा सकती है, तो विद्युत गुणों को एकल-मूल्यवान कार्यों द्वारा वर्णित किया जाता है पी=पी(इ), एम=एम(एच).

कई मामलों में, इन कार्यों को लगभग रैखिक माना जा सकता है, अर्थात,

तब, संबंध (1) को ध्यान में रखते हुए, हम निम्नलिखित लिख सकते हैं

,

(4)

तदनुसार, पदार्थ की सापेक्ष ढांकता हुआ और चुंबकीय पारगम्यता:

किसी पदार्थ की पूर्ण पारगम्यता:

किसी पदार्थ की पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता:

संबंध (2), (3), (4) पदार्थ के ढांकता हुआ और चुंबकीय गुणों की विशेषता है। किसी पदार्थ के विद्युत प्रवाहकीय गुणों को ओम के नियम द्वारा विभेदक रूप में वर्णित किया जा सकता है

पदार्थ की विशिष्ट विद्युत चालकता कहां है, जिसे S/m में मापा जाता है।

अधिक सामान्य मामले में, चालन वर्तमान घनत्व और विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर के बीच निर्भरता में एक गैर-रैखिक वेक्टर-हिस्टैरिसीस वर्ण होता है।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र ऊर्जा

विद्युत क्षेत्र का आयतन ऊर्जा घनत्व है

,

कहाँ डब्ल्यूई को जे / एम 3 में मापा जाता है।

चुंबकीय क्षेत्र का आयतन ऊर्जा घनत्व है

,

कहाँ डब्ल्यू m को J / m 3 में मापा जाता है।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का वॉल्यूमेट्रिक ऊर्जा घनत्व बराबर है

पदार्थ के रैखिक विद्युत और चुंबकीय गुणों के मामले में, EMF का आयतन ऊर्जा घनत्व बराबर होता है

यह अभिव्यक्ति विशिष्ट ऊर्जा और ईएमएफ वैक्टर के तात्कालिक मूल्यों के लिए मान्य है।

चालन धाराओं से ऊष्मा के नुकसान की विशिष्ट शक्ति

तीसरे पक्ष के स्रोतों की विशिष्ट शक्ति

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

1. संपूर्ण वर्तमान कानून को अभिन्न रूप में कैसे तैयार किया जाता है?

2. विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम अभिन्न रूप में कैसे तैयार किया जाता है?

3. गॉस प्रमेय और चुंबकीय प्रवाह निरंतरता का नियम अभिन्न रूप में कैसे तैयार किया जाता है?

4. टोटल करंट के नियम को अवकल रूप में कैसे बनाया जाता है?

5. वैद्युतचुम्बकीय प्रेरण का नियम अवकल रूप में किस प्रकार प्रतिपादित किया जाता है?

6. गॉस प्रमेय और चुंबकीय प्रेरण रेखाओं की निरंतरता का नियम अभिन्न रूप में कैसे तैयार किया जाता है?

7. पदार्थ के वैद्युत गुणों का वर्णन कौन से संबंध करते हैं?

8. विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की ऊर्जा को सदिश राशियों के रूप में कैसे व्यक्त किया जाता है जो इसे निर्धारित करती हैं?

9. ताप हानि की विशिष्ट शक्ति और तीसरे पक्ष के स्रोतों की विशिष्ट शक्ति का निर्धारण कैसे किया जाता है?

MATLAB आवेदन उदाहरण

कार्य 1.

दिया गया: एक चतुष्फलक के आयतन के अंदर, चुंबकीय प्रेरण और किसी पदार्थ का चुंबकत्व एक रेखीय कानून के अनुसार बदलता है। चतुष्फलक के शीर्षों के निर्देशांक दिए गए हैं, चुंबकीय प्रेरण के सदिशों के मान और शीर्षों पर पदार्थ के चुंबकत्व भी दिए गए हैं।

गणनापिछले पैराग्राफ में समस्या के समाधान में संकलित एम-फ़ंक्शन का उपयोग करके टेट्राहेड्रॉन की मात्रा में विद्युत प्रवाह घनत्व। MATLAB कमांड विंडो में गणना करें, यह मानते हुए कि स्थानिक निर्देशांक मिलीमीटर में मापा जाता है, चुंबकीय प्रेरण टेस्लास में है, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और चुंबकीयकरण kA/m में हैं।

समाधान.

स्रोत डेटा को grad_div_rot m-function के साथ संगत प्रारूप में सेट करें:

>> नोड्स = 5 * रैंड (4,3)

0.94827 2.7084 4.3001

0.96716 0.75436 4.2683

3.4111 3.4895 2.9678

1.5138 1.8919 2.4828

>> बी = रैंड (4,3) * 2.6-1.3

1.0394 0.41659 0.088605

0.83624 -0.41088 0.59049

0.37677 -0.54671 -0.49585

0.82673 -0.4129 0.88009

>> mu0=4e-4*pi % पूर्ण निर्वात चुंबकीय पारगम्यता, μH/mm

>> एम = रैंड (4,3) * 1800-900

122.53 -99.216 822.32

233.26 350.22 40.663

364.93 218.36 684.26

83.828 530.68 -588.68

>> =grad_div_rot(नोड्स, वाले(4,1),बी/एमयू0-एम)

0 -3.0358e-017 0

914.2 527.76 -340.67

इस उदाहरण में, विचाराधीन आयतन में कुल वर्तमान घनत्व का वेक्टर (-914.2*) के बराबर निकला 1 एक्स + 527.76*1 वाई - 340.67*1 जेड) ए / मिमी 2। वर्तमान घनत्व के मापांक का निर्धारण करने के लिए, निम्नलिखित कथन पर अमल करें:

>> cur_d=sqrt(cur_dens*cur_dens.")

वास्तविक तकनीकी उपकरणों में अत्यधिक चुंबकीय मीडिया में वर्तमान घनत्व का परिकलित मूल्य प्राप्त नहीं किया जा सकता है। यह उदाहरण विशुद्ध रूप से शैक्षिक है। और अब चतुष्फलक के आयतन में चुंबकीय प्रेरण के वितरण की शुद्धता की जाँच करें। ऐसा करने के लिए, निम्न कथन निष्पादित करें:

>> = grad_div_rot (नोड्स, वाले (4,1), बी)

0 -3.0358e-017 0

0.38115 0.37114 -0.55567

यहाँ हमें div value मिली है बी \u003d -0.34415 टी / मिमी, जो विभेदक रूप में चुंबकीय प्रेरण लाइनों की निरंतरता के कानून के अनुसार नहीं हो सकता। इससे यह पता चलता है कि टेट्राहेड्रॉन के आयतन में चुंबकीय प्रेरण का वितरण गलत तरीके से सेट किया गया है।

कार्य 2.

बता दें कि टेट्राहेड्रॉन, जिसके शीर्ष निर्देशांक दिए गए हैं, हवा में हैं (माप इकाइयां मीटर हैं)। इसके शीर्ष पर विद्युत क्षेत्र शक्ति सदिश के मान दिए जाने दें (माप इकाइयाँ - kV/m)।

आवश्यकटेट्राहेड्रॉन के अंदर वॉल्यूमेट्रिक इलेक्ट्रिक चार्ज घनत्व की गणना करें।

समाधानइसी तरह किया जा सकता है:

>> नोड्स = 3 * रैंड (4,3)

2.9392 2.2119 0.59741

0.81434 0.40956 0.89617

0.75699 0.03527 1.9843

2.6272 2.6817 0.85323

>> eps0=8.854e-3 % पूर्ण वैक्यूम पारगम्यता, nF/m

>> ई = 20 * रैंड (4,3)

9.3845 8.4699 4.519

1.2956 10.31 11.596

19.767 6.679 15.207

11.656 8.6581 10.596

>> =grad_div_rot(नोड्स,वाले(4,1),E*eps0)

0.076467 0.21709 -0.015323

इस उदाहरण में, वॉल्यूमेट्रिक चार्ज घनत्व 0.10685 μC/m3 निकला।

§ 1.6। ईएमएफ वैक्टर के लिए सीमा की स्थिति।
आवेश के संरक्षण का नियम। उमोव-पोयंटिंग प्रमेय

या

यह यहाँ अंकित है: एच 1 - पर्यावरण नंबर 1 में मीडिया के बीच इंटरफेस पर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत का वेक्टर; एच 2 - वातावरण संख्या 2 में समान; एच 1टी- मध्यम संख्या 1 में मीडिया इंटरफ़ेस पर चुंबकीय क्षेत्र शक्ति वेक्टर का स्पर्शरेखा (स्पर्शरेखा) घटक; एच 2टी- पर्यावरण संख्या 2 में वही; इ 1 मध्यम संख्या 1 में मीडिया इंटरफ़ेस पर कुल विद्युत क्षेत्र की ताकत का वेक्टर है; इ 2 - वातावरण संख्या 2 में समान; इ 1 सी - माध्यम संख्या 1 में मीडिया इंटरफेस पर विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर का तृतीय-पक्ष घटक; इ 2c - वातावरण संख्या 2 में समान; इ 1टी- मध्यम संख्या 1 में मीडिया इंटरफ़ेस पर विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर का स्पर्शरेखा घटक; इ 2टी- पर्यावरण संख्या 2 में वही; इ 1s टी- माध्यम नंबर 1 में मीडिया इंटरफेस पर विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर का स्पर्शरेखा तृतीय-पक्ष घटक; इ 2टी- पर्यावरण संख्या 2 में वही; बी 1 - माध्यम संख्या 1 में मीडिया के बीच इंटरफ़ेस पर चुंबकीय प्रेरण का वेक्टर; बी 2 - वातावरण संख्या 2 में समान; बी 1एन- मध्यम संख्या 1 में मीडिया के बीच इंटरफ़ेस पर चुंबकीय प्रेरण के वेक्टर का सामान्य घटक; बी 2एन- पर्यावरण संख्या 2 में वही; डी 1 - मध्यम संख्या 1 में मीडिया इंटरफ़ेस पर विद्युत विस्थापन वेक्टर; डी 2 - वातावरण संख्या 2 में समान; डी 1एन- मध्यम संख्या 1 में मीडिया इंटरफ़ेस पर विद्युत विस्थापन वेक्टर का सामान्य घटक; डी 2एन- पर्यावरण संख्या 2 में वही; σ मीडिया के बीच इंटरफेस पर विद्युत आवेश का सतही घनत्व है, जिसे C/m 2 में मापा जाता है।

आवेश के संरक्षण का नियम

यदि कोई तृतीय-पक्ष वर्तमान स्रोत नहीं हैं, तब

,

और सामान्य स्थिति में, यानी, कुल वर्तमान घनत्व वेक्टर का कोई स्रोत नहीं है, यानी, कुल वर्तमान लाइनें हमेशा बंद रहती हैं

उमोव-पोयंटिंग प्रमेय

ईएमएफ में एक भौतिक बिंदु द्वारा खपत वॉल्यूमेट्रिक पावर घनत्व बराबर है

पहचान के अनुसार (1)

यह वॉल्यूम के लिए पावर बैलेंस समीकरण है वी. सामान्य स्थिति में, समानता (3) के अनुसार, वॉल्यूम के अंदर स्रोतों द्वारा उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय शक्ति वी, गर्मी के नुकसान में जाता है, ईएमएफ ऊर्जा के संचय के लिए और इस मात्रा को सीमित करने वाली एक बंद सतह के माध्यम से आसपास के अंतरिक्ष में विकिरण के लिए।

इंटीग्रल (2) में इंटीग्रैंड को पॉयंटिंग वेक्टर कहा जाता है:

,

कहाँ पीडब्ल्यू / एम 2 में मापा जाता है।

यह वेक्टर कुछ अवलोकन बिंदु पर विद्युत चुम्बकीय शक्ति प्रवाह घनत्व के बराबर है। समानता (3) उमोव-पोयंटिंग प्रमेय की गणितीय अभिव्यक्ति है।

क्षेत्र द्वारा विकीर्ण विद्युत चुम्बकीय शक्ति वीआसपास के अंतरिक्ष में एक बंद सतह के माध्यम से पॉयंटिंग वेक्टर के प्रवाह के बराबर है एस, सीमांत क्षेत्र वी.

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

1. मीडिया इंटरफेस पर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र वैक्टर के लिए सीमा की स्थिति का वर्णन करने वाले भाव क्या हैं?

2. आवेश के संरक्षण के नियम को अवकल रूप में कैसे बनाया जाता है?

3. आवेश के संरक्षण के नियम को समाकलित रूप में कैसे बनाया जाता है?

4. मीडिया इंटरफेस पर वर्तमान घनत्व के लिए सीमा की स्थिति का वर्णन कौन से भाव करते हैं?

5. विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में एक भौतिक बिंदु द्वारा उपभोग की जाने वाली शक्ति का आयतन घनत्व क्या है?

6. एक निश्चित आयतन के लिए विद्युत चुम्बकीय शक्ति संतुलन समीकरण कैसे लिखा जाता है?

7. पॉयंटिंग वेक्टर क्या है?

8. उमोव-पोयंटिंग प्रमेय कैसे तैयार किया जाता है?

MATLAB आवेदन उदाहरण

काम.

दिया गया: अंतरिक्ष में एक त्रिकोणीय सतह है। शीर्ष निर्देशांक निर्धारित हैं। शीर्ष पर विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र शक्ति सदिशों के मान भी दिए गए हैं। विद्युत क्षेत्र की शक्ति का तृतीय-पक्ष घटक शून्य है।

आवश्यकइस त्रिकोणीय सतह से गुजरने वाली विद्युत चुम्बकीय शक्ति की गणना करें। एक MATLAB फ़ंक्शन लिखें जो इस गणना को करता है। गणना करते समय, विचार करें कि सकारात्मक सामान्य वेक्टर इस तरह से निर्देशित है कि यदि आप इसके अंत से देखते हैं, तो वर्टेक्स संख्याओं के आरोही क्रम में गति वामावर्त होगी।

समाधान. नीचे एम-फ़ंक्शन का टेक्स्ट है।

% em_power_tri - गुजरने वाली विद्युत चुम्बकीय शक्ति की गणना

अंतरिक्ष में% त्रिकोणीय सतह

% पी = em_power_tri (नोड्स, ई, एच)

% इनपुट पैरामीटर

% नोड्स - वर्ग मैट्रिक्स जैसा।" ,

प्रत्येक पंक्ति में % जिसके संबंधित शीर्ष के निर्देशांक लिखे गए हैं।

% ई - शीर्ष पर विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर के घटकों का मैट्रिक्स:

% पंक्तियाँ कोने के अनुरूप हैं, कॉलम कार्टेशियन घटकों के अनुरूप हैं।

% एच - शीर्ष पर चुंबकीय क्षेत्र शक्ति वेक्टर के घटकों का मैट्रिक्स।

% आउटपुट पैरामीटर

%P - त्रिभुज से गुजरने वाली विद्युत चुम्बकीय शक्ति

% गणना मानती है कि त्रिकोण पर

% फ़ील्ड स्ट्रेंथ वैक्टर अंतरिक्ष में एक रैखिक कानून के अनुसार बदलते हैं।

समारोह पी = em_power_tri (नोड्स, ई, एच);

% त्रिभुज के दोहरे क्षेत्र वेक्टर की गणना करें

एस =)]) डीईटी ()]) डीईटी ()])];

पी = योग (क्रॉस (ई, (वाले (3,3) + आंख (3)) * एच, 2)) * एस।"/24;

विकसित एम-फ़ंक्शन चलाने का एक उदाहरण:

>> नोड्स = 2 * रैंड (3,3)

0.90151 0.5462 0.4647

1.4318 0.50954 1.6097

1.7857 1.7312 1.8168

>> ई = 2 * रैंड (3,3)

0.46379 0.15677 1.6877

0.47863 1.2816 0.3478

0.099509 0.38177 0.34159

>> एच = 2 * रैंड (3,3)

1.9886 0.62843 1.1831

0.87958 0.73016 0.23949

0.6801 0.78648 0.076258

>> पी = em_power_tri (नोड्स, ई, एच)

यदि हम मानते हैं कि स्थानिक निर्देशांक मीटर में मापा जाता है, विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर प्रति मीटर वोल्ट में है, चुंबकीय क्षेत्र शक्ति वेक्टर एम्पीयर प्रति मीटर में है, तो इस उदाहरण में, त्रिभुज से गुजरने वाली विद्युत चुम्बकीय शक्ति निकली 0.18221 डब्ल्यू।

अनुदेश

दो बैटरी लें और उन्हें बिजली के टेप से जोड़ दें। बैटरियों को कनेक्ट करें ताकि उनके छोर अलग-अलग हों, यानी प्लस माइनस के विपरीत हो और इसके विपरीत। प्रत्येक बैटरी के अंत में तार जोड़ने के लिए पेपर क्लिप का उपयोग करें। इसके बाद, एक पेपर क्लिप को बैटरियों के ऊपर रखें। यदि पेपरक्लिप प्रत्येक के केंद्र तक नहीं पहुंचता है, तो आपको इसे वांछित लंबाई तक सीधा करने की आवश्यकता हो सकती है। टेप के साथ डिजाइन को सुरक्षित करें। सुनिश्चित करें कि तारों के सिरे मुक्त हैं और पेपर क्लिप के किनारे प्रत्येक बैटरी के केंद्र तक पहुँचते हैं। बैटरियों को ऊपर से कनेक्ट करें, दूसरी तरफ भी ऐसा ही करें।

तांबे का तार लें। लगभग 15 सेंटीमीटर तार को सीधा छोड़ दें, और फिर इसे कांच के चारों ओर लपेटना शुरू करें। लगभग 10 मोड़ करो। एक और 15 सेंटीमीटर सीधे छोड़ दें। परिणामी कॉपर कॉइल के मुक्त सिरों में से एक को बिजली की आपूर्ति से तारों से कनेक्ट करें। सुनिश्चित करें कि तार एक दूसरे से अच्छी तरह से जुड़े हुए हैं। कनेक्ट होने पर, सर्किट एक चुंबकीय देता है मैदान. बिजली आपूर्ति के दूसरे तार को तांबे के तार से जोड़ दें।

उस पर, जब कॉइल के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है, तो अंदर रखा चुंबकित हो जाएगा। पेपर क्लिप आपस में चिपकेंगे, इसलिए चम्मच या कांटे के हिस्से, पेचकस चुम्बकित हो जाएंगे और अन्य धातु की वस्तुओं को आकर्षित करेंगे, जबकि कॉइल पर करंट लगाया जाएगा।

टिप्पणी

कुंडल गर्म हो सकता है। सुनिश्चित करें कि आस-पास कोई ज्वलनशील पदार्थ नहीं हैं और सावधान रहें कि आपकी त्वचा जल न जाए।

मददगार सलाह

सबसे आसानी से चुम्बकित धातु लोहा है। खेत की जाँच करते समय एल्युमीनियम या तांबे का चयन न करें।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाने के लिए, आपको इसके स्रोत को विकीर्ण करने की आवश्यकता है। साथ ही, इसे दो क्षेत्रों, विद्युत और चुंबकीय के संयोजन का उत्पादन करना चाहिए, जो अंतरिक्ष में फैल सकता है, एक दूसरे को जन्म दे सकता है। एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र एक विद्युत चुम्बकीय तरंग के रूप में अंतरिक्ष में फैल सकता है।

आपको चाहिये होगा

• - अछूता तार;
• - नाखून;
• - दो कंडक्टर;
• - रुहमकोर्फ कॉइल।

अनुदेश

कम प्रतिरोध वाले इंसुलेटेड तार लें, कॉपर सबसे अच्छा है। इसे स्टील कोर पर हवा दें, नियमित नाखून 100 मिमी लंबा (बुनाई) करेगा। तार को एक शक्ति स्रोत से कनेक्ट करें, एक नियमित बैटरी करेगी। एक इलेक्ट्रिक होगा मैदान, जो इसमें विद्युत प्रवाह उत्पन्न करता है।

आवेशित (विद्युत धारा) की दिशात्मक गति बदले में एक चुंबकीय उत्पन्न करेगी मैदान, जो एक स्टील कोर में केंद्रित होगा, जिसके चारों ओर एक तार लपेटा जाएगा। कोर मुड़ता है और फेरोमैग्नेट्स (निकल, कोबाल्ट, आदि) द्वारा खुद को आकर्षित करता है। परिणामस्वरूप मैदानविद्युत चुम्बकीय कहा जा सकता है, क्योंकि विद्युत मैदानचुंबकीय।

शास्त्रीय विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र प्राप्त करने के लिए, यह आवश्यक है कि विद्युत और चुंबकीय दोनों मैदानसमय के साथ बदल गया, फिर विद्युत मैदानचुंबकीय और इसके विपरीत उत्पन्न करेगा। इसके लिए यह आवश्यक है कि गतिमान आवेशों में त्वरण प्राप्त हो। ऐसा करने का सबसे आसान तरीका उन्हें दोलन करना है। इसलिए, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र प्राप्त करने के लिए, कंडक्टर लेने और इसे सामान्य घरेलू नेटवर्क में प्लग करने के लिए पर्याप्त है। लेकिन यह इतना छोटा होगा कि यंत्रों से इसे मापना संभव नहीं होगा।

एक पर्याप्त शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करने के लिए, हर्ट्ज वाइब्रेटर बनाएं। ऐसा करने के लिए, दो सीधे समान कंडक्टर लें, उन्हें ठीक करें ताकि उनके बीच का अंतर 7 मिमी हो। यह एक छोटी विद्युत क्षमता वाला एक ओपन ऑसिलेटरी सर्किट होगा। प्रत्येक कंडक्टर को Ruhmkorff क्लैम्प से कनेक्ट करें (यह आपको आवेग प्राप्त करने की अनुमति देता है उच्च वोल्टेज). स्कीमा संलग्न करें बैटरी. कंडक्टरों के बीच स्पार्क गैप में डिस्चार्ज शुरू हो जाएगा, और वाइब्रेटर खुद एक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड का स्रोत बन जाएगा।

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नई तकनीकों की शुरूआत और बिजली के व्यापक उपयोग ने कृत्रिम विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों का उदय किया है, जो अक्सर मनुष्यों और पर्यावरण पर हानिकारक प्रभाव डालते हैं। ये भौतिक क्षेत्र वहाँ उत्पन्न होते हैं जहाँ गतिमान आवेश होते हैं।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की प्रकृति

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र है विशेष प्रकारमामला। यह कंडक्टरों के आसपास होता है जिसके साथ विद्युत आवेश चलते हैं। बल क्षेत्र में दो स्वतंत्र क्षेत्र होते हैं - चुंबकीय और विद्युत, जो एक दूसरे से अलग-थलग नहीं हो सकते। विद्युत क्षेत्र, जब यह उठता है और बदलता है, हमेशा एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है।

चर क्षेत्रों की पहली प्रकृति में से एक मध्य उन्नीसवींशताब्दी ने जेम्स मैक्सवेल का पता लगाना शुरू किया, जिनके पास विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के सिद्धांत को बनाने का गुण है। वैज्ञानिक ने दिखाया कि त्वरण के साथ चलने वाले विद्युत आवेश एक विद्युत क्षेत्र बनाते हैं। इसे बदलने से चुंबकीय शक्तियों का एक क्षेत्र उत्पन्न होता है।

एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत एक चुंबक हो सकता है, यदि आप इसे गति में सेट करते हैं, साथ ही एक विद्युत आवेश जो दोलन करता है या त्वरण के साथ चलता है। यदि चार्ज एक स्थिर गति से चलता है, तो कंडक्टर के माध्यम से एक निरंतर धारा प्रवाहित होती है, जो एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र की विशेषता है। अंतरिक्ष में प्रसार, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र ऊर्जा वहन करता है, जो कंडक्टर में वर्तमान के परिमाण और उत्सर्जित तरंगों की आवृत्ति पर निर्भर करता है।

किसी व्यक्ति पर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का प्रभाव

मनुष्य द्वारा डिज़ाइन की गई तकनीकी प्रणालियों द्वारा बनाए गए सभी विद्युत चुम्बकीय विकिरणों का स्तर ग्रह के प्राकृतिक विकिरण से कई गुना अधिक है। यह एक ऊष्मीय प्रभाव है, जिससे शरीर के ऊतकों की अधिकता और अपरिवर्तनीय परिणाम हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, दीर्घकालिक उपयोग चल दूरभाष, जो विकिरण का स्रोत है, मस्तिष्क के तापमान और आंख के लेंस में वृद्धि का कारण बन सकता है।

घरेलू उपकरणों के उपयोग से उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र घातक नवोप्लाज्म का कारण बन सकते हैं। विशेष रूप से, यह बच्चों के शरीर पर लागू होता है। विद्युत चुम्बकीय तरंगों के स्रोत के पास लंबे समय तक एक व्यक्ति की उपस्थिति प्रतिरक्षा प्रणाली की दक्षता को कम करती है, हृदय और रक्त वाहिकाओं के रोगों की ओर ले जाती है।

बेशक, तकनीकी साधनों के उपयोग को पूरी तरह से छोड़ना असंभव है जो विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के स्रोत हैं। लेकिन आप सबसे सरल निवारक उपायों को लागू कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, केवल हेडसेट के साथ फोन का उपयोग करें, उपकरण का उपयोग करने के बाद उपकरण डोरियों को बिजली के आउटलेट में न छोड़ें। रोजमर्रा की जिंदगी में, सुरक्षा कवच के साथ विस्तार डोरियों और केबलों का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।