Chapter 6

6.1 भूमिका

विद्युत और चुंबकत्व को बहुत लंबे समय तक दो स्वतंत्र और असंबद्ध प्राकृतिक परिघटनाएँ माना जाता था। उन्नीसवीं शताब्दी के प्रारंभ में वैज्ञानिकों जैसे ऑस्टैंड, ऐम्पियर ने यह साबित किया कि विद्युत धारा चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। उदाहरण के लिए, विद्युत धारा के पास रखी चुंबकीय सुई विक्षिप्त हो जाती है। इससे यह प्रश्न उठता है कि क्या इसका विपरीत प्रभाव भी संभव है? अर्थात्, क्या गतिमान चुंबक विद्युत धारा उत्पन्न कर सकते हैं? माइकल फैराडे (इंग्लैंड) और जोसेफ हेनरी (अमेरिका) ने लगभग 1830 में किए गए प्रयोगों से यह सिद्ध किया कि परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र बंद कुंडलियों में विद्युत धारा उत्पन्न करता है। इस प्रक्रिया को वैद्युतचुंबकीय प्रेरण कहा जाता है। यह न केवल शैक्षिक महत्व रखती है, बल्कि आधुनिक विद्युत जनित्रों, ट्रांसफॉर्मरों आदि के विकास में भी इसका अत्यंत महत्वपूर्ण योगदान है। फैराडे ने अपनी खोज के उपयोग के बारे में कहा था, "नवजात शिशु का क्या उपयोग होता है?" अर्थात् प्रारंभिक दृष्टि से यह खोज केवल सिद्धांत तक सीमित थी, लेकिन बाद में इसका व्यापक व्यावहारिक महत्व सामने आया।

• विद्युत और चुंबकत्व को प्रारंभ में अलग-अलग माना जाता था।
• गतिमान विद्युत आवेश चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं।
• परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र बंद कुंडलियों में विद्युत धारा उत्पन्न करता है।
• वैद्युतचुंबकीय प्रेरण की खोज माइकल फैराडे और जोसेफ हेनरी ने की।
• यह खोज आधुनिक विद्युत जनित्रों और ट्रांसफॉर्मरों के विकास की आधारशिला है।
• 📌 वैद्युतचुंबकीय प्रेरण: चुंबकीय क्षेत्र के परिवर्तन से विद्युत धारा उत्पन्न होने की प्रक्रिया।
• 📌 चुंबकीय क्षेत्र: विद्युत आवेशों के गतिमान होने पर उत्पन्न क्षेत्र।

6.2 फैराडे एवं हेनरी के प्रयोग

वैद्युतचुंबकीय प्रेरण की खोज माइकल फैराडे और जोसेफ हेनरी के प्रयोगों पर आधारित है। प्रयोग 6.1 में, धारामापी से जुड़ी कुंडली C₁ के पास दंड चुंबक के उत्तरी ध्रुव को लाने-ले जाने पर धारामापी में विक्षेप होता है, जो कुंडली में विद्युत धारा की उपस्थिति दर्शाता है। यह विक्षेप तब तक रहता है जब तक चुंबक गति में रहता है। चुंबक स्थिर होने पर कोई विक्षेप नहीं होता। चुंबक को दूर ले जाने पर धारामापी विपरीत दिशा में विक्षेप करता है। चुंबक के दक्षिणी ध्रुव के लिए भी धारा की दिशा विपरीत होती है। कुंडली या चुंबक की गति से प्रेरित धारा की मात्रा बढ़ती है। यह दर्शाता है कि प्रेरण कुंडली और चुंबक के बीच सापेक्ष गति पर निर्भर है। प्रयोग 6.2 में, एक धारायुक्त कुंडली C₂ को C₁ के पास लाने-ले जाने पर C₁ में प्रेरित धारा उत्पन्न होती है, जो कुंडलियों के बीच चुंबकीय फ्लक्स परिवर्तन के कारण होता है। प्रयोग 6.3 में, दो स्थिर कुंडलियों C₁ और C₂ में से C₂ में धारा चालू-बंद करने पर C₁ में क्षणिक प्रेरित धारा उत्पन्न होती है, जो चुंबकीय फ्लक्स के परिवर्तन के कारण है। कुंडलियों के बीच चुंबकीय फ्लक्स परिवर्तन से प्रेरित विद्युत वाहक बल उत्पन्न होता है। जोसेफ हेनरी ने स्व-प्रेरण की खोज की और चुंबकीय क्षेत्र के परिवर्तन से प्रेरित विद्युत धारा की व्याख्या की।

• प्रेरित धारा कुंडली और चुंबक के बीच सापेक्ष गति पर निर्भर करती है।
• धारायुक्त कुंडली के पास दूसरी कुंडली की गति से प्रेरित धारा उत्पन्न होती है।
• चुंबकीय फ्लक्स परिवर्तन से प्रेरित विद्युत वाहक बल उत्पन्न होता है।
• धारा चालू-बंद करने पर निकटवर्ती कुंडली में क्षणिक प्रेरित धारा उत्पन्न होती है।
• जोसेफ हेनरी ने स्व-प्रेरण की खोज की।
• 📌 धारामापी: विद्युत धारा की उपस्थिति को दर्शाने वाला यंत्र।
• 📌 स्व-प्रेरण: किसी कुंडली में धारा परिवर्तन से उसी कुंडली में प्रेरित विद्युत वाहक बल उत्पन्न होना।