লেনজের আইন: সূত্র, সমীকরণ, প্রয়োগ, উদাহরণ - শারীরিক - 2025

Lenz এর আইন বলে যে চৌম্বকীয় ক্ষেত্র সর্দি তারতম্য কারণে একটি বদ্ধ সার্কিট প্ররোচক তড়িচ্চালক বল প্রান্তিকতা যে বলেন প্রবাহ পরিবর্তন বিরোধিতা যেমন হয়।

ফ্যারাডির আইনের পূর্ববর্তী নেতিবাচক চিহ্নটি লেনজের আইনটিকে বিবেচনা করে, কারণ এটি ফ্যারাডে-লেনজ আইন বলা হয় এবং যা নিম্নরূপে প্রকাশিত হয়:

চিত্র 1. একটি টরোডিয়াল কয়েল অন্যান্য কন্ডাক্টরে স্রোত প্ররোচিত করতে সক্ষম। সূত্র: পিক্সাবে।

সূত্র এবং সমীকরণ

এই সমীকরণে, বি হ'ল চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের দৈর্ঘ্য (গা bold় বা তীর ছাড়াই, ভেক্টরকে তার দৈর্ঘ্য থেকে আলাদা করতে), A ক্ষেত্রটি অতিক্রম করা পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং θ ভেক্টর বি এবং এন এর মধ্যবর্তী কোণ ।

চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রবাহ সময়ের সাথে সাথে বিভিন্ন উপায়ে পরিবর্তিত হতে পারে, একটি এ লুপ - একটি ক্লোজ সার্কিট - এ অঞ্চলের প্ররোচিত ইমএফ তৈরি করতে উদাহরণস্বরূপ:

সময়ের সাথে চৌম্বকক্ষেত্রকে পরিবর্তনশীল করে তোলা: বি = বি (টি), অঞ্চল এবং কোণটি স্থির রেখে, তারপরে:

অ্যাপ্লিকেশন

লেনজের আইনের তাত্ক্ষণিক প্রয়োগ হ'ল কোনও গণনা ছাড়াই প্রেরিত ইমফ বা স্রোতের দিক নির্ধারণ করা। নিম্নলিখিতগুলি বিবেচনা করুন: আপনার চৌম্বক ক্ষেত্রের মাঝখানে একটি লুপ রয়েছে যেমন বার চৌম্বক দ্বারা উত্পাদিত।

চিত্র 2. লেনজের আইনের প্রয়োগ। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।

যদি চৌম্বক এবং লুপ একে অপরের সাথে তুলনামূলকভাবে বিশ্রামে থাকে তবে কিছুই ঘটে না, অর্থাত্ কোনও প্ররোচিত কারেন্ট থাকবে না, কারণ চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রবাহটি সেই ক্ষেত্রে স্থির থাকে (চিত্র 2 এ দেখুন)। বর্তমান প্ররোচিত করার জন্য, প্রবাহের পৃথক পৃথক হতে হবে।

এখন, যদি চুম্বক এবং লুপের মধ্যে একটি আপেক্ষিক গতিবিধি হয়, হয় হয় চৌম্বকটিকে লুপের দিকে বা চৌম্বকের দিকে নিয়ে গিয়ে, পরিমাপের জন্য প্রবাহিত কারেন্ট থাকবে (চিত্র 2 বি এর পরে)।

এই প্রবাহিত পরিবর্তনের ফলে চৌম্বকীয় ক্ষেত্র উৎপন্ন হয়, সুতরাং আমাদের দুটি ক্ষেত্র থাকবে: নীল রঙের চৌম্বক বি ₁ এবং কমলাতে ইন্ডাকশন বি ₂ দ্বারা নির্মিত বর্তমানের সাথে সম্পর্কিত একটি ।

ডান হাতের থাম্বের বিধি বি ₂ এর দিক জানার অনুমতি দেয়, এর জন্য ডান হাতের থাম্বটি স্রোতের দিক এবং দিকের দিকে স্থাপন করা হয়। অন্যান্য চারটি আঙ্গুলগুলি চিত্রে 2 (নীচে) অনুযায়ী চৌম্বকীয় ক্ষেত্রটি বাঁকানো দিক নির্দেশ করে।

লুপ মাধ্যমে চৌম্বক আন্দোলন

ধরা যাক চৌম্বকটি তার উত্তর মেরুটির দিকে নির্দেশ করে লুপের দিকে নামানো হয়েছে (চিত্র 3) চৌম্বকের ক্ষেত্র রেখাগুলি উত্তর মেরু N ছেড়ে দক্ষিণ মেরুতে প্রবেশ করে Then তারপর Φ এর পরিবর্তন হবে, বি ₁ দ্বারা লুপের মাধ্যমে তৈরি ফ্লাক্স: Φ বৃদ্ধি পায়! সুতরাং লুপে একটি চৌম্বকীয় ক্ষেত্র বি ₂ বিপরীত উদ্দেশ্য নিয়ে _তৈরি করা হয়।

চিত্র ৩. চৌম্বকটি তার উত্তর মেরুটির সাথে লুপের দিকে এগিয়ে যায়। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।

ডান আঙ্গুলের নিয়ম অনুসারে প্ররোচিত বর্তমানটি ঘড়ির কাঁটার বিপরীতে চলেছে, চিত্র 2 এবং 3- এ তীরচিহ্নগুলি তৈরি করেছে।

আমরা চৌম্বকটি লুপ থেকে সরিয়ে নিয়ে যাই এবং তারপরে এর Φ হ্রাস পায় (চিত্র 2 সি এবং 4), সুতরাং লুপটি তার ভিতরে একই দিকের চৌম্বক ক্ষেত্র বি ₂ তৈরি করতে ছুটে যায়, ক্ষতিপূরণ দিতে। সুতরাং, উত্সাহিত স্রোত প্রতি ঘন্টা হিসাবে ঘন্টা 4 হিসাবে দেখানো হয়েছে।

চিত্র ৪. চৌম্বকটি সর্বদা উত্তর মেরুটির দিকে ইশারা করে লুপ থেকে সরে যায়। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।

চুম্বকের অবস্থানের বিপরীতে

চুম্বকের অবস্থানটি বিপরীত হলে কী হবে? যদি দক্ষিণ মেরু লুপটির দিকে নির্দেশ করে তবে ক্ষেত্রটি উপরের দিকে পয়েন্ট করে, যেহেতু চুম্বকের বি এর রেখাগুলি উত্তর মেরুটি ছেড়ে দক্ষিণ মেরুতে প্রবেশ করে (চিত্র 2 ডি দেখুন)।

তাত্ক্ষণিকভাবে লেনজের আইন জানিয়ে দেয় যে উল্লম্ব ক্ষেত্রটি উপরের দিকে, লুপের দিকে ছুটে এসে এতে বিপরীত ক্ষেত্রকে প্ররোচিত করবে, অর্থাৎ বি ₂ নীচের দিকে এবং প্ররোচিত স্রোতও প্রতি ঘন্টা হবে।

অবশেষে চৌম্বকটি সর্বদা তার দক্ষিণ মেরুটি এর অভ্যন্তরের দিকে নির্দেশ করে লুপ থেকে সরে যায়। তারপরে চৌম্বকটি থেকে দূরে সরে যাওয়ার ফলে ক্ষেত্রের প্রবাহের পরিবর্তন ঘটবে না তা নিশ্চিত করতে সহায়তার জন্য লুপের ভিতরে একটি ক্ষেত্র বি ₂ তৈরি করা হয়। বি ₁ এবং বি ₂ উভয়েরই একই অর্থ থাকবে (চিত্র 2 ডি দেখুন)।

পাঠক বুঝতে পারবেন যে প্রতিশ্রুতি হিসাবে, প্রবাহিত স্রোতের দিকটি জানতে কোনও গণনা করা হয়নি।

এক্সপেরিমেন্ট

হেইনরিচ লেনজ (১৮০৪-১ his65৫) তাঁর বৈজ্ঞানিক কর্মজীবন জুড়ে অসংখ্য পরীক্ষামূলক কাজ সম্পাদন করেছিলেন। হ'ল লুপের মাঝখানে হঠাৎ করে একটি চৌম্বক ফেলে রেখে সৃষ্ট বাহিনী এবং চৌম্বকীয় প্রভাবগুলি পরিমাপ করার জন্য উত্সর্গীকৃত, আমরা সবেমাত্র বর্ণিত তাদের মধ্যে সর্বাধিক পরিচিত are তার ফলাফলের সাথে তিনি মাইকেল ফ্যারাডে দ্বারা করা কাজটি সংশোধন করেছিলেন।

ফ্যারাডির আইনে সেই নেতিবাচক চিহ্নটি সেই পরীক্ষায় পরিণত হয়েছিল যার জন্য তিনি আজ সবচেয়ে বেশি পরিচিত recognized যাইহোক, লেনজ তার যৌবনে ভূ-পদার্থবিদ্যায় প্রচুর কাজ করেছিলেন, এরই মধ্যে তিনি চৌম্বকগুলি কয়েল এবং টিউবগুলিতে ফেলে দিতে ব্যস্ত ছিলেন। তিনি ধাতব বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের এবং পরিবাহিতা সম্পর্কে গবেষণাও করেছিলেন।

বিশেষত, তাপমাত্রা বৃদ্ধির প্রতিরোধের মানতে যে প্রভাব পড়ে on তিনি পর্যবেক্ষণ করতে ব্যর্থ হননি যে যখন তারের উত্তাপ হয়, প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায় এবং তাপ অপচয় হয়, এমন একটি বিষয় যা জেমস জোলও স্বাধীনভাবে লক্ষ্য করেছিলেন।

তার নামটি সর্বদা বৈদ্যুতিন চুম্বকত্বের ক্ষেত্রে অবদানগুলি স্মরণে রাখার জন্য, তার নাম বহনকারী আইন ছাড়াও, ইন্ডাক্ট্যান্সস (কয়েল) এল অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।

লেনজ টিউব

এটি এমন একটি পরীক্ষা যেখানে এটি প্রদর্শিত হয় যে কোনও চুম্বক যখন তামা নলের মধ্যে প্রকাশিত হয় তখন কীভাবে ধীর হয়। চৌম্বকটি পড়লে এটি বর্তমান লুপের সাথে যেমন ঘটে যায় তেমনি নলের অভ্যন্তরে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রবাহে তারতম্য তৈরি করে।

তারপরে একটি প্ররোচিত স্রোত তৈরি হয় যা প্রবাহের পরিবর্তনের বিরোধিতা করে। টিউব এটির জন্য নিজস্ব চৌম্বকীয় ক্ষেত্র তৈরি করে, যা আমরা ইতিমধ্যে জানি, উত্সাহিত স্রোতের সাথে সম্পর্কিত। মনে করুন চৌম্বকটি দক্ষিণ মেরু দিয়ে নিচে প্রকাশিত হয়েছে, (চিত্র 2 ডি এবং 5)

চিত্র 5. লেনজের নল। সূত্র: এফ.জাপাটা।

ফলস্বরূপ, নলটি একটি উত্তর মেরু নিচে এবং একটি দক্ষিণ মেরু দিয়ে একটি নিজস্ব চৌম্বকীয় ক্ষেত্র তৈরি করে, যা ডামি চুম্বকের একটি জোড়া তৈরি করার সমতুল্য, একটি উপরে এবং যেটি পড়েছে তার নীচে।

ধারণাটি নিম্নলিখিত চিত্রটিতে প্রতিফলিত হয়েছে তবে এটি মনে রাখা দরকার যে চৌম্বকীয় খুঁটিগুলি অবিচ্ছেদ্য are নীচের ডামি চুম্বকের যদি একটি উত্তর মেরু নিচে থাকে তবে অগত্যা এটি একটি দক্ষিণ মেরু সহ হবে।

বিপরীতমুখীগুলি আকর্ষণ এবং বিরোধিতাকে প্রতিহত করার সাথে সাথে, পতনশীল চৌম্বকটি প্রতিরোধ করা হবে এবং একই সাথে উপরের কল্পিত চৌম্বক দ্বারা আকৃষ্ট হবে।

উত্তরের মেরুটি নিচে দিয়ে চুম্বকটি প্রকাশিত হলেও নেট প্রভাবটি সর্বদা ব্রেক হবে।

জোল-লেঞ্জ আইন

জোল-লেনজ আইন বর্ণনা করে যে কীভাবে বৈদ্যুতিন প্রবাহের সাথে যুক্ত শক্তির কিছু অংশ যা কন্ডাক্টরের মাধ্যমে সঞ্চালিত হয় তা তাপ আকারে হারিয়ে যায়, এমন একটি প্রভাব যা বৈদ্যুতিক হিটার, আয়রণ, চুল ড্রায়ার এবং বৈদ্যুতিক বার্নারগুলিতে ব্যবহৃত হয়, অন্যান্য সরঞ্জামের মধ্যে।

তাদের সকলের একটি প্রতিরোধের, ফিলামেন্ট বা হিটিং উপাদান রয়েছে যা বর্তমানের সাথে সাথে উত্তপ্ত হয়।

গাণিতিক আকারে আরকে হিটিং উপাদানটির প্রতিরোধক হিসাবে ধরা যাক, আমি তার মধ্য দিয়ে প্রবাহিত স্রোতের তীব্রতা এবং সময়কে দেখছি না, জোল প্রভাব দ্বারা উত্পাদিত তাপের পরিমাণটি হ'ল:

যেখানে কিউলে জোলে (এসআই ইউনিট) পরিমাপ করা হয়। জেমস জোল এবং হেইনিরিচ লেনজ ১৮৪২ সালের দিকে একই সাথে এই প্রভাবটি আবিষ্কার করেছিলেন।

উদাহরণ

এখানে তিনটি গুরুত্বপূর্ণ উদাহরণ যেখানে ফ্যারাডে-লেন্স আইন প্রয়োগ করা হয়েছে:

বিকল্প জেনারেটর

একটি বিকল্প বর্তমান জেনারেটর যান্ত্রিক শক্তি বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। শুরুতে যুক্তিটি বর্ণিত হয়েছিল: একটি লুপ একটি অভিন্ন চৌম্বকক্ষেত্রের মাঝখানে ঘোরানো হয়, যেমন একটি বৃহত বৈদ্যুতিন চৌম্বকটির দুটি মেরুর মধ্যে তৈরি হয়েছিল। যখন এন টার্ন ব্যবহার করা হয়, তখন এমএফ আনুপাতিকভাবে এন এর সাথে বেড়ে যায়

চিত্র 6. বিকল্প বর্তমান জেনারেটর।

লুপটি স্পিন করার সাথে সাথে ভেক্টরটি তার পৃষ্ঠের স্বাভাবিক অবস্থায় ক্ষেত্রের প্রতি শ্রদ্ধার সাথে তার প্রবণতা পরিবর্তন করে, এমন একটি এমএফ তৈরি করে যা সময়ের সাথে সাথে সাইনোসয়েডলি পরিবর্তিত হয়। ধরুন যে আবর্তনের কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি is, তারপরে শুরুতে দেওয়া সমীকরণের পরিবর্তে, আমাদের থাকবে:

ট্রান্সফরমার

এটি এমন একটি ডিভাইস যা কোনও বিকল্প ভোল্টেজ থেকে সরাসরি ভোল্টেজ গ্রহণ করতে দেয়। ট্রান্সফর্মারটি সেল ফোন চার্জারের মতো অগণিত ডিভাইসের অংশ, উদাহরণস্বরূপ, এটি নিম্নলিখিত হিসাবে কাজ করে:

একটি লোহার কোরের চারপাশে দুটি কয়েল ক্ষত রয়েছে, একটির নাম প্রাথমিক এবং অন্যটি মাধ্যমিক। টার্নগুলির সংশ্লিষ্ট সংখ্যা হ'ল এন ₁ এবং এন ₂ ।

প্রাথমিক কয়েল বা ঘুরানো কোনও বিকল্প ভোল্টেজের সাথে সংযুক্ত থাকে (যেমন একটি ঘরোয়া বিদ্যুতের সকেট, উদাহরণস্বরূপ) ভি _পি = ভি _1। কোস ωt আকারে, যার ফলে ফ্রিকোয়েন্সিটির একটি বিকল্প প্রবাহ ঘটে inside যার অভ্যন্তরে সঞ্চালিত হয়।

এই বর্তমানের ফলে এমন চৌম্বকীয় ক্ষেত্র দেখা দেয় যার ফলে ভি _এস = ভি ₂.cos ωt ফর্মের গৌণ ভোল্টেজ সহ দ্বিতীয় কয়েল বা ঘুরতে একটি দোলক চৌম্বকীয় প্রবাহ ঘটায়।

এখন, দেখা যাচ্ছে যে লোহা কোরের অভ্যন্তরে চৌম্বক ক্ষেত্রটি প্রাথমিক বাতাসের ঘোরের সংখ্যার বিপরীতে সমানুপাতিক:

এবং একইভাবে, ভি _পি, প্রাথমিক বাতাসের ভোল্টেজ যখন অন্য বায়ুর মধ্যে প্রেরিত ইমফ ভি _এস সমানুপাতিক, যেমনটি আমরা ইতিমধ্যে জানি, এন ₂ ঘুরার সংখ্যার সাথেও ভি _{পি তে হবে} to

সুতরাং এই আনুপাতিকতাগুলির সংমিশ্রণে আমাদের ভি _এস এবং ভি _{পি এর} মধ্যে একটি সম্পর্ক রয়েছে যা প্রতিটি একের পালা সংখ্যার মধ্যে ভাগফলের উপর নির্ভর করে:

চিত্র 7. ট্রান্সফর্মার। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স। KundaliniZero

ধাতু আবিষ্কারক

এগুলি সুরক্ষার জন্য ব্যাংক এবং বিমানবন্দরগুলিতে ব্যবহৃত ডিভাইস। তারা কোনও লোহা বা নিকেল নয়, কোনও ধাতুর উপস্থিতি সনাক্ত করে। তারা দুটি কয়েল ব্যবহারের মাধ্যমে প্রবাহিত স্রোতকে ধন্যবাদ জানায়: একটি ট্রান্সমিটার এবং রিসিভার।

ট্রান্সমিটারের কয়েলে একটি উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি পর্যায়ক্রমে প্রবাহিত হয়, যাতে এটি অক্ষের সাথে একটি বিকল্প চৌম্বকীয় ক্ষেত্র তৈরি করে (চিত্র দেখুন), যা রিসিভারের কয়েলে একটি প্রবাহকে প্ররোচিত করে, যা ঘটে তার থেকে কম-বেশি কিছু অনুরূপ something ট্রান্সফর্মার সহ।

চিত্র 8. ধাতু আবিষ্কারক অপারেশন নীতি।

যদি ধাতব টুকরা উভয় কয়েলগুলির মধ্যে স্থাপন করা হয়, তবে এতে ছোট প্ররোচিত স্রোত উপস্থিত হয়, এডি স্রোত নামে পরিচিত (যা কোনও অন্তরকের মধ্যে প্রবাহিত হতে পারে না)। প্রাপ্ত কয়েল ট্রান্সমিটিং কয়েল এবং এডি স্রোত দ্বারা নির্মিত সেগুলির চৌম্বক ক্ষেত্রগুলিতে প্রতিক্রিয়া জানায়।

এডি স্রোতগুলি ধাতব টুকরা চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রবাহকে কমানোর চেষ্টা করে। সুতরাং, প্রাপ্ত কয়েল দ্বারা উপলব্ধ ক্ষেত্র হ্রাস পায় যখন ধাতব টুকরা উভয় কয়লার মধ্যে স্থির থাকে। যখন এটি ঘটে তখন একটি অ্যালার্ম ট্রিগার করা হয় যা ধাতুর উপস্থিতি সম্পর্কে সতর্ক করে।

অনুশীলন

অনুশীলনী 1

5 সেন্টিমিটার ব্যাসার্ধের 250 টার্নের সাথে একটি বিজ্ঞপ্তি কয়েল রয়েছে, যা 0.2 টি এর চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের লম্ব অবস্থিত হয় em নিম্নলিখিত চিত্র অনুসারে বর্তমান:

চিত্র 9. লুপের সমতলে উল্লম্ব চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের মাঝখানে বৃত্তাকার লুপ। সূত্র: এফ.জাপাটা।

সমাধান

প্রথমে আমরা প্ররোচিত ইমের প্রস্থের গণনা করব, তারপরে অঙ্কিত অনুসারে সম্পর্কিত কারেন্টের দিক নির্দেশিত হবে।

যেহেতু ক্ষেত্র দ্বিগুণ হয়েছে, তেমনি চৌম্বকীয় ক্ষেত্রও প্রবাহিত হয়েছে, সুতরাং লুপে একটি প্রস্রাবিত স্রোত তৈরি হয় যা বলেছে বৃদ্ধির বিরোধিতা করে।

চিত্রের ক্ষেত্রটি পর্দার অভ্যন্তরে নির্দেশ করে। প্রবাহিত স্রোতের দ্বারা তৈরি ক্ষেত্রটি ডান আঙুলের নিয়ম প্রয়োগ করে অবশ্যই পর্দা ছেড়ে যাবে, এটি অনুসরণ করে যে প্রবাহিত বর্তমানটি ঘড়ির কাঁটার বিপরীতে থাকে।

অনুশীলন 2

প্রতিটি বর্গক্ষেত্রের 5 সেমি 40 বর্গাকার একটি বর্গাকার ঘুরানো হয়, যা 0.1 T এর একরকম ক্ষেত্রের মাঝখানে 50 Hz এর ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ে ঘুরবে Initial প্রাথমিকভাবে কয়েলটি ক্ষেত্রের জন্য লম্ব হয়। প্ররোচিত ইমফের জন্য কী প্রকাশ হবে?

সমাধান

পূর্ববর্তী বিভাগগুলি থেকে এই অভিব্যক্তিটি হ্রাস করা হয়েছিল:

তথ্যসূত্র

1. ফিগুয়েরো, ডি (2005)। সিরিজ: বিজ্ঞান এবং প্রকৌশল জন্য পদার্থবিদ্যা। আয়তন 6. বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয়তা। ডগলাস ফিগুয়েরো (ইউএসবি) সম্পাদিত।
2. হুইট, পল 2012. ধারণামূলক শারীরিক বিজ্ঞান। 5 ম। অ্যাড। পিয়ারসন
3. নাইট, আর। 2017. বিজ্ঞানীদের জন্য প্রকৌশল এবং প্রকৌশল: একটি কৌশল পদ্ধতির। পিয়ারসন।
4. ওপেনস্ট্যাক্স কলেজ। ফ্যারাডির আনয়ন আইন: লেনসের আইন। থেকে উদ্ধার করা হয়েছে: opentextbc.ca।
5. পদার্থবিজ্ঞান লিবারেটেক্সটস। লেনজ এর আইন। থেকে উদ্ধার করা হয়েছে: phys.libretexts.org।
6. সিয়ার্স, এফ (২০০৯)। বিশ্ববিদ্যালয় পদার্থবিজ্ঞান খণ্ড ২।