विद्युत धारा का चुंबकीय प्रभाव
अध्याय 12: विद्युत धारा का चुंबकीय प्रभाव
1. धारावाही चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र
दाहिने हाथ का अंगूठा नियम
- परिभाषा: धारावाही चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा दाहिने हाथ के अंगूठे के नियम द्वारा निर्धारित होती है।
- कैसे लागू करें:
- चालक को अपने दाहिने हाथ से पकड़ें।
- अपने अंगूठे को धारा की दिशा में इंगित करें (धनात्मक से ऋणात्मक की ओर)।
- उंगलियां घुमाव चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा में होगा।
- चुंबकीय क्षेत्र पैटर्न:
- सीधे चालक के चारों ओर: चुंबकीय क्षेत्र संकेंद्रित वृत्त बनाता है।
- वृत्ताकार लूप के चारों ओर: क्षेत्र केंद्र में अधिक प्रबल होता है और दाहिने हाथ के नियम का पालन करता है।
- परिनालिका: तार की कुंडली एक दंड चुंबक की तरह कार्य करती है, जिसके सिरों पर चुंबकीय ध्रुव होते हैं।
परीक्षा सुझाव
- आरेख: सीधे चालक के चारों ओर संकेंद्रित वृत्त बनाएं और क्षेत्र की दिशा को लेबल करें।
- उदाहरण: धारावाही तार के पास रखा गया कंपास सुई विक्षेपित होती है, जो चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति साबित करता है।
- संभावित प्रश्न:
- “एक आरेख के साथ दाहिने हाथ के अंगूठे के नियम की व्याख्या करें।”
- “सीधे चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र का वर्णन करें।”
2. विद्युतचुंबकत्व
ऑर्स्टेड का प्रयोग
- खोज: हान्स ऑर्स्टेड ने प्रदर्शित किया कि विद्युत धारा चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है।
- सेटअप:
- एक सीधा तार जिससे धारा प्रवाहित हो रही है, को चुंबकीय कंपास सुई के समानांतर रखा गया।
- कंपास सुई विक्षेपित होती है, जो दर्शाती है कि तार के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र मौजूद है।
- निष्कर्ष: विद्युत धाराएं चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती हैं।
फ्लेमिंग का बाएं हाथ का नियम
- उद्देश्य: चुंबकीय क्षेत्र में धारावाही चालक पर लगने वाले बल की दिशा निर्धारित करता है।
- नियम:
- अंगूठा: बल की दिशा (चालक की गति)।
- तर्जनी उंगली: चुंबकीय क्षेत्र की दिशा (उत्तर से दक्षिण)।
- मध्यमा उंगली: धारा की दिशा (धनात्मक से ऋणात्मक)।
- अनुप्रयोग: विद्युत मोटर और जनरेटर में प्रयुक्त होता है।
परीक्षा सुझाव
- आरेख: बल, क्षेत्र और धारा के लिए संरेखित उंगलियों वाला बाएं हाथ का चित्र बनाएं।
- उदाहरण: एक मोटर अपने कुंडली को घुमाने के लिए इस नियम का उपयोग करती है।
- संभावित प्रश्न:
- “ऑर्स्टेड के प्रयोग और उसके महत्व की व्याख्या करें।”
- “फ्लेमिंग के बाएं हाथ के नियम को बताएं और इसके अनुप्रयोग को समझाएं।”
3. विद्युत मोटर
कार्य सिद्धांत
- मूल अवधारणा: एक मोटर चुंबकीय क्षेत्रों और धारा के बीच अंतर्क्रिया का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है।
- मुख्य प्रक्रिया:
- एक धारावाही कुंडली को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है।
- कुंडली पर चुंबकीय बल इसे घुमाने का कारण बनता है।
- कम्यूटेटर हर आधे घुमाव पर धारा की दिशा उलट देता है, जिससे निरंतर गति बनी रहती है।
विद्युत मोटर के घटक
- आर्मेचर: कुंडली (घूर्णन भाग)।
- चुंबक: चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करता है (स्थायी या विद्युत चुंबक हो सकता है)।
- कम्यूटेटर: एक विभक्त वलय जो धारा की दिशा उलटता है।
- ब्रश: आर्मेचर तक धारा संचालित करते हैं।
- धुरा: घूर्णन के लिए आर्मेचर को समर्थन देता है।
परीक्षा सुझाव
- आरेख: सभी घटकों को लेबल करें और धारा तथा चुंबकीय क्षेत्र की दिशा दिखाएं।
- उदाहरण: खिलौना कार में डीसी मोटर इस सिद्धांत का उपयोग करती है।
- संभावित प्रश्न:
- “विद्युत मोटर का एक नामांकित आरेख बनाएं और इसके कार्य की व्याख्या करें।”
- “विद्युत मोटर के घटकों और उनके कार्यों की सूची बनाएं।”
महत्वपूर्ण सूत्र (यदि लागू हो)
- सीधे चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र:
$ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} $
(नोट: यह सूत्र अधिक उन्नत है और कक्षा 10 की परीक्षाओं में सीधे तौर पर पूछा जा सकता है। अवधारणात्मक समझ पर ध्यान केंद्रित करें।)
मुख्य बिंदुओं का सारांश
- चुंबकीय क्षेत्र: धारावाही चालकों द्वारा निर्मित (ऑर्स्टेड का प्रयोग)।
- दिशा नियम: दाहिने हाथ का अंगूठा नियम (क्षेत्र के लिए), फ्लेमिंग का बाएं हाथ का नियम (बल के लिए)।
- विद्युत मोटर: चुंबकीय बलों का उपयोग करके बिजली को गति में परिवर्तित करती है; मुख्य घटकों में आर्मेचर, कम्यूटेटर और चुंबक शामिल हैं।
परीक्षा की तैयारी सूची:
- चुंबकीय क्षेत्र और विद्युत मोटर के आरेख दोबारा देखें।
- वास्तविक दुनिया के परिदृश्यों पर फ्लेमिंग के नियम को लागू करने का अभ्यास करें।
- विद्युत मोटर के घटकों और उनके कार्यों को याद करें।
अभ्यास प्रश्न
#### धारावाही चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा कौन-सा नियम निर्धारित करता है?
1. [x] दाहिने हाथ का अंगूठा नियम
2. [ ] फ्लेमिंग का बाएँ हाथ का नियम
3. [ ] ऑर्स्टेड का नियम
4. [ ] बाएँ हाथ का नियम
#### ऑर्स्टेड के प्रयोग का परिणाम क्या है?
1. [ ] कंपास सुई घड़ी की दिशा में घूमती है।
2. [x] चुंबकीय क्षेत्र के कारण कंपास सुई विक्षेपित होती है।
3. [ ] तार गर्म होकर चमकने लगता है।
4. [ ] चुंबकीय क्षेत्र गायब हो जाता है।
#### फ्लेमिंग के बाएँ हाथ के नियम में कौन-सी उंगली चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को इंगित करती है?
1. [ ] अंगूठा
2. [x] तर्जनी उंगली
3. [ ] मध्यमा उंगली
4. [ ] कनिष्ठिका
#### विद्युत मोटर में कम्यूटेटर का प्राथमिक कार्य क्या है?
1. [ ] चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करना।
2. [ ] कुंडली में धारा की दिशा उलटना।
3. [x] विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करना।
4. [ ] आर्मेचर में धारा का संचालन करना।
#### सीधे धारावाही चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं का आकार कैसा होता है?
1. [ ] सीधी रेखाएँ।
2. [ ] समानांतर रेखाएँ।
3. [x] संकेंद्रित वृत्त।
4. [ ] अंडाकार पैटर्न।
#### जब एक कंपास को धारावाही तार के पास रखा जाता है तो क्या होता है?
1. [ ] सुई स्थिर रहती है।
2. [x] सुई विक्षेपित होती है, जो चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति दर्शाती है।
3. [ ] सुई घड़ी की दिशा में घूमती है।
4. [ ] सुई प्रकाश उत्सर्जित करती है।
#### एक परिनालिका के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र कैसा व्यवहार करता है?
1. [ ] यह सीधी रेखाएँ बनाता है।
2. [ ] यह पूरी परिनालिका में एकसमान होता है।
3. [x] यह एक दंड चुंबक के क्षेत्र के समान होता है।
4. [ ] यह केंद्र में अनुपस्थित होता है।
#### फ्लेमिंग के बाएँ हाथ के नियम में कौन-सी उंगली धारा की दिशा को दर्शाती है?
1. [ ] अंगूठा
2. [ ] तर्जनी उंगली
3. [x] मध्यमा उंगली
4. [ ] कनिष्ठिका
#### विद्युत मोटर का कौन-सा घटक निरंतर घूर्णन सुनिश्चित करता है?
1. [ ] चुंबक
2. [ ] आर्मेचर
3. [ ] ब्रश
4. [x] कम्यूटेटर
#### निम्नलिखित में से कौन एक वृत्ताकार लूप के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र पैटर्न का सही वर्णन करता है?
1. [ ] यह सीधी रेखाएँ बनाता है।
2. [ ] यह पूरे लूप में एकसमान होता है।
3. [x] यह केंद्र पर अधिक प्रबल होता है और दाएँ हाथ के नियम का पालन करता है।
4. [ ] यह केंद्र में अनुपस्थित होता है।
बीटा
