ஆம்பியர் சட்டம்

இந்தக் கட்டுரையில், மின் இயக்கவியலின் அடிப்படை விதிகளில் ஒன்றான ஆம்பியர் விதியைப் பற்றிப் பேசுவோம். ஆம்பியர் படை இன்று பல மின் இயந்திரங்கள் மற்றும் நிறுவல்களில் வேலை செய்கிறது, மேலும் 20 ஆம் நூற்றாண்டில் ஆம்பியரின் சக்திக்கு நன்றி, உற்பத்தியின் பல பகுதிகளில் மின்மயமாக்கல் தொடர்பான முன்னேற்றங்கள் சாத்தியமானது. ஆம்பியரின் சட்டம் இன்றுவரை உறுதியானது மற்றும் நவீன பொறியியலுக்கு உண்மையாக சேவை செய்து வருகிறது. எனவே இந்த முன்னேற்றம் யாருக்கு கடன்பட்டிருக்கிறது, எப்படி எல்லாம் தொடங்கியது என்பதை நினைவில் கொள்வோம்.

1820 ஆம் ஆண்டில், சிறந்த பிரெஞ்சு இயற்பியலாளர் ஆண்ட்ரே மேரி ஆம்பியர் தனது கண்டுபிடிப்பை அறிவித்தார். அகாடமி ஆஃப் சயின்ஸில் அவர் இரண்டு மின்னோட்டக் கடத்திகளின் தொடர்பு நிகழ்வு பற்றி பேசினார்: எதிரெதிர் நீரோட்டங்களைக் கொண்ட கடத்திகள் ஒருவருக்கொருவர் விரட்டுகின்றன, மேலும் நேரடி நீரோட்டங்களால் அவை ஒருவருக்கொருவர் ஈர்க்கின்றன. ஆம்பியர் காந்தவியல் முற்றிலும் மின்சாரம் என்று பரிந்துரைத்தார்.

சிறிது நேரம், விஞ்ஞானி தனது சோதனைகளை மேற்கொண்டார், இறுதியில் அவரது அனுமானத்தை உறுதிப்படுத்தினார். இறுதியாக, 1826 இல், அவர் அனுபவத்திலிருந்து பிரத்தியேகமாக பெறப்பட்ட எலக்ட்ரோடைனமிக் நிகழ்வுகளின் கோட்பாட்டை வெளியிட்டார்.அப்போதிருந்து, ஒரு காந்த திரவத்தின் யோசனை தேவையற்றது என்று நிராகரிக்கப்பட்டது, ஏனெனில் காந்தவியல், அது மாறியது போல், மின்னோட்டங்களால் ஏற்பட்டது.

நிரந்தர காந்தங்களின் உள்ளே மின்னோட்டங்கள், நிரந்தர காந்தத்தின் துருவங்கள் வழியாகச் செல்லும் அச்சுக்கு செங்குத்தாக வட்ட மூலக்கூறு மற்றும் அணு மின்னோட்டங்கள் உள்ளன என்று ஆம்பியர் முடிவு செய்தார். சுருள் ஒரு நிரந்தர காந்தம் போல செயல்படுகிறது, இதன் மூலம் மின்னோட்டம் ஒரு சுழலில் பாய்கிறது. ஆம்பியர் நம்பிக்கையுடன் வலியுறுத்துவதற்கான முழு உரிமையையும் பெற்றார்: "எல்லா காந்த நிகழ்வுகளும் மின் செயல்களுக்கு குறைக்கப்படுகின்றன."

அவரது ஆராய்ச்சிப் பணியின் போது, ​​ஆம்பியர் இந்த மின்னோட்டங்களின் அளவுகளுடன் தற்போதைய உறுப்புகளின் தொடர்பு விசைக்கு இடையிலான உறவையும் கண்டுபிடித்தார், மேலும் இந்த சக்திக்கான வெளிப்பாட்டையும் அவர் கண்டறிந்தார். நீரோட்டங்களின் தொடர்பு சக்திகள் ஈர்ப்பு விசைகளைப் போல மையமாக இல்லை என்று ஆம்பியர் சுட்டிக்காட்டினார். ஆம்பியர் பெறப்பட்ட சூத்திரம் இன்று எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸ் பற்றிய ஒவ்வொரு பாடப்புத்தகத்திலும் சேர்க்கப்பட்டுள்ளது.

ஆம்பியர் எதிர் திசையில் இருந்து வரும் மின்னோட்டங்களைத் தடுக்கிறது மற்றும் அதே திசையில் இருந்து நீரோட்டங்கள் ஈர்க்கின்றன, நீரோட்டங்கள் செங்குத்தாக இருந்தால், அவற்றுக்கிடையே காந்த தொடர்பு இல்லை. இது காந்த இடைவினைகளின் உண்மையான மூல காரணங்களாக மின்னோட்டங்களின் இடைவினைகள் பற்றிய விஞ்ஞானியின் விசாரணையின் விளைவாகும். ஆம்பியர் மின்சார நீரோட்டங்களின் இயந்திர தொடர்பு விதியைக் கண்டுபிடித்தார், இதனால் காந்த இடைவினைகளின் சிக்கலைத் தீர்த்தார்.

நீரோட்டங்களின் இயந்திர தொடர்பு சக்திகள் மற்ற அளவுகளுடன் தொடர்புடைய சட்டங்களை தெளிவுபடுத்துவதற்காக, இன்று ஆம்பியரின் பரிசோதனையைப் போன்ற ஒரு பரிசோதனையை நடத்த முடியும்.இதைச் செய்ய, தற்போதைய I1 உடன் ஒப்பீட்டளவில் நீண்ட கம்பி நிலையானது, மேலும் தற்போதைய I2 உடன் ஒரு குறுகிய கம்பி நகரக்கூடியதாக செய்யப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக, மின்னோட்டத்துடன் நகரக்கூடிய சட்டத்தின் கீழ் பக்கமானது இரண்டாவது கம்பியாக இருக்கும். நேரடி கடத்திகள் இணையாக இருக்கும்போது சட்டத்தில் செயல்படும் F விசையை அளவிடுவதற்கு சட்டமானது டைனமோமீட்டருடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

ஆரம்பத்தில், கணினி சமநிலையானது மற்றும் இந்த கம்பிகளின் நீளம் l உடன் ஒப்பிடும்போது சோதனை அமைப்பின் கம்பிகளுக்கு இடையே உள்ள தூரம் R கணிசமாக சிறியதாக உள்ளது. சோதனையின் நோக்கம் கம்பிகளின் விரட்டும் சக்தியை அளவிடுவதாகும்.

மின்னோட்டம், நிலையான மற்றும் நகரும் கம்பிகள் இரண்டிலும், ரியோஸ்டாட்களைப் பயன்படுத்தி கட்டுப்படுத்தலாம். கம்பிகளுக்கு இடையில் உள்ள தூரம் R ஐ மாற்றுவதன் மூலம், அவை ஒவ்வொன்றிலும் மின்னோட்டத்தை மாற்றுவதன் மூலம், ஒருவர் எளிதில் சார்புகளைக் கண்டறியலாம், கம்பிகளின் இயந்திர தொடர்புகளின் வலிமை மின்னோட்டத்தையும் தூரத்தையும் எவ்வாறு சார்ந்துள்ளது என்பதைப் பார்க்கவும்.

நகரும் சட்டத்தில் தற்போதைய I2 மாறாமல் மற்றும் நிலையான கம்பியில் தற்போதைய I1 குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையில் அதிகரித்தால், கம்பிகளின் தொடர்புகளின் விசை F அதே அளவு அதிகரிக்கும். இதேபோல், நிலையான கம்பியில் தற்போதைய I1 மாறாமல் மற்றும் சட்டத்தில் தற்போதைய I2 மாறினால் நிலைமை உருவாகிறது. சட்டகம். எனவே நாம் தெளிவான முடிவுக்கு வருகிறோம் - கம்பிகள் F இன் தொடர்பு சக்தி தற்போதைய I1 மற்றும் தற்போதைய I2 க்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும்.

நாம் இப்போது ஊடாடும் கம்பிகளுக்கு இடையிலான தூரத்தை R ஐ மாற்றினால், இந்த தூரம் அதிகரிக்கும் போது, ​​F விசை குறைந்து R தூரத்தின் அதே காரணியால் குறைகிறது.இதனால், I1 மற்றும் I2 மின்னோட்டங்களைக் கொண்ட கம்பிகளின் இயந்திர தொடர்பு F இன் விசை அவற்றுக்கிடையேயான R தூரத்திற்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகும்.

அசையும் கம்பியின் அளவை l மாற்றுவதன் மூலம், விசையும் ஊடாடும் பக்கத்தின் நீளத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாக இருப்பதை உறுதி செய்வது எளிது.

இதன் விளைவாக, நீங்கள் விகிதாசார காரணியை உள்ளிட்டு எழுதலாம்:

இந்த சூத்திரம் F விசையைக் கண்டறிய உங்களை அனுமதிக்கிறது, இதன் மூலம் எல்லையற்ற நீண்ட கடத்தி மூலம் உருவாக்கப்படும் காந்தப்புலம் தற்போதைய I2 உடன் ஒரு கடத்தியின் இணையான பிரிவில் செயல்படுகிறது, அதே நேரத்தில் பிரிவின் நீளம் l மற்றும் R என்பது தூரமாகும். ஊடாடும் கடத்திகளுக்கு இடையில். இந்த சூத்திரம் காந்தவியல் ஆய்வில் மிகவும் முக்கியமானது.

விகிதத்தை காந்த மாறிலியின் அடிப்படையில் வெளிப்படுத்தலாம்:

பின்னர் சூத்திரம் வடிவம் எடுக்கும்:

F விசை இப்போது ஆம்பியர் விசை என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இந்த விசையின் அளவை தீர்மானிக்கும் சட்டம் ஆம்பியர் விதி. ஆம்பியர் விதியானது, மின்னோட்டத்தைச் சுமந்து செல்லும் கடத்தியின் ஒரு சிறிய பகுதியில் ஒரு காந்தப்புலம் செயல்படும் விசையைத் தீர்மானிக்கும் சட்டம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

«காந்தப்புலத்தில் மின்னோட்டத்துடன் கடத்தியின் உறுப்பு dl இல் காந்தப்புலம் செயல்படும் விசையானது கடத்தியில் உள்ள தற்போதைய dI இன் வலிமைக்கும் மற்றும் dl நீளத்துடன் தனிமத்தின் திசையன் தயாரிப்புக்கும் நேரடியாக விகிதாசாரமாகும். கடத்தி மற்றும் காந்த தூண்டல் B «:

ஆம்பியரின் விசையின் திசையானது திசையன் உற்பத்தியைக் கணக்கிடுவதற்கான விதியால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, இது இடது கை விதியைப் பயன்படுத்தி நினைவில் கொள்ள வசதியானது, இது குறிக்கிறது மின் பொறியியலின் அடிப்படை சட்டங்கள், மற்றும் ஆம்பியர் ஃபோர்ஸ் மாடுலஸை சூத்திரம் மூலம் கணக்கிடலாம்:

இங்கே, ஆல்பா என்பது காந்த தூண்டல் திசையன் மற்றும் தற்போதைய திசைக்கு இடையே உள்ள கோணம்.

வெளிப்படையாக, தற்போதைய மின்கடத்தியின் உறுப்பு காந்த தூண்டல் B இன் கோடுகளுக்கு செங்குத்தாக இருக்கும்போது ஆம்பியர் விசை அதிகபட்சமாக இருக்கும்.

ஆம்பியரின் சக்திக்கு நன்றி, பல மின் இயந்திரங்கள் இன்று இயங்குகின்றன, அங்கு மின்னோட்டக் கம்பிகள் ஒன்றுடன் ஒன்று மற்றும் மின்காந்த புலத்துடன் தொடர்பு கொள்கின்றன. பெரும்பான்மையான ஜெனரேட்டர்கள் மற்றும் மோட்டார்கள் தங்கள் வேலையில் ஆம்பியர் சக்தியைப் பயன்படுத்துகின்றன. மின் மோட்டார்களின் சுழலிகள் ஆம்பியரின் விசையின் காரணமாக அவற்றின் ஸ்டேட்டர்களின் காந்தப்புலத்தில் சுழலும்.

மின்சார வாகனங்கள்: ஸ்ட்ரீட் கார்கள், மின்சார ரயில்கள், மின்சார கார்கள் - இவை அனைத்தும் ஆம்பியரின் சக்தியைப் பயன்படுத்தி தங்கள் சக்கரங்களை இறுதியில் திருப்புகின்றன. மின்சார பூட்டுகள், உயர்த்தி கதவுகள், முதலியன ஒலிபெருக்கிகள், ஒலிபெருக்கிகள் - அவற்றில் தற்போதைய சுருளின் காந்தப்புலம் நிரந்தர காந்தத்தின் காந்தப்புலத்துடன் தொடர்புகொண்டு ஒலி அலைகளை உருவாக்குகிறது. இறுதியாக, ஆம்பியரின் விசை காரணமாக பிளாஸ்மா டோகாமாக்ஸில் சுருக்கப்படுகிறது.