પ્રેરણ–ચુંબકીય (inductionmagnetic )

February, 1999

પ્રેરણ–ચુંબકીય (induction–magnetic) : વિદ્યુતપ્રવાહમાં ફેરફાર થવાથી પરિપથમાં વિદ્યુતચાલકબળ અથવા વિદ્યુતદબાણ ઉત્પન્ન થવાનો ગુણધર્મ. તેને વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ (electro magnetic induction) પણ કહે છે. આત્મપ્રેરણ એ કોઈ વાહક ગૂંચળામાં થતા પ્રવાહને કારણે તેમાં ઉદભવતા ઈ.એમ.એફ.(વોલ્ટેજ)ની ઘટના છે. કોઈ વાહકમાં પ્રવાહ વહે છે ત્યારે તેની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉદભવે છે, જેનું ચુંબકીય ફલક્સ (magnetic flux) તે વાહક ગૂંચળા(coil)માંથી પસાર થાય છે. હવે વિદ્યુતપ્રવાહમાં ફેરફાર થવાથી વાહકને આનુષંગિક ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય, જેને લીધે વાહક ગૂંચળામાં વિદ્યુતચાલકબળ (ઈ.એમ.એફ.) પેદા થાય છે, આને પ્રેરિત (induced) વિદ્યુતચાલકબળ કહે છે.

એક ગૂંચળામાં પ્રવાહના ફેરફાર થવાથી તેના ફ્લક્સની સાથે સંકળાયેલા અન્ય વાહક ગૂંચળામાં વિદ્યુતચાલક બળ પ્રેરિત થવાની ઘટનાને અન્યોન્ય અથવા પરસ્પર પ્રેરણ (mutual induction) કહેવાય છે. તે ઘટનાનો ઉપયોગ વિદ્યુત-મોટર, ડાયનેમા વગેરેમાં થાય છે.

વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ માટેનો ફેરેડેનો નિયમ કહે છે કે પરિપથ(ગૂંચળા)માં ઉદબવતું વિદ્યુતચાલકબળ એ તેની સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફારના સમયદરના ઋણમૂલ્યના સમપ્રમાણમાં હોય છે. આમ, પ્રેરિત ઈ. એમ. એફ.માં ε (વૉલ્ટ) અને ફ્લક્સ Φ હોય તો,

અત્રે ઋણ નિશાનીનો સંબંધ લેન્ઝના નિયમ (Lenz law) સાથે છે. તે નિયમ અનુસાર, પ્રેરિત ઈ.એમ.એફ. એ દિશામાં કાર્ય કરે છે કે જેથી પ્રેરિત વિદ્યુતપ્રવાહ અને તેને કારણે પેદા થતું ચુંબકીય ફ્લક્સ, મૂળ ફ્લક્સનો વિરોધ કરે. હકીકતે આ એક પ્રકારે ઊર્જા-સંરક્ષણ(energy-conservation)નો નિયમ છે. એક આંટા(turn)ના ગૂંચળામાંથી પ્રવાહ i વહેતો હોય તો ઉપર્યુક્ત સમીકરણ પરથી,

જ્યાં L એ આત્મપ્રેરકત્વ (self-inductance) અંક છે. L એકમ હેન્રી છે. પરિપથનો જે ઘટક આત્મ-પ્રેરકત્વ ધરાવતો હોય તેને ઇન્ડક્ટર કહેવાય છે.

અન્યોન્ય પ્રેરણની ઘટનામાં ધારો કે ગૂંચળા 1(પ્રાથમિક ગૂંચળા)માંથી વહેતા પ્રવાહમાં ફેરફાર થાય છે, અને તેની સાથે સંકળાયેલા ગૂંચળા 2(ગૌણ ગૂંચળા)માં પ્રેરિત વિદ્યુતચાલકબળ પેદા થાય છે. ગૂંચળા 1માં પ્રવાહ i1ના ફેરફારને લીધે ગૂંચળા 2માં પ્રેરિત ઈ.એમ.એફ.ને. ε2 કહીએ તો

અહીં M21ને આ તંત્રનું અન્યોન્ય (mutual) પ્રેરકત્વ કહેવાય છે. અન્યોન્ય પ્રેરકત્વનો આધાર તંત્રના ચુંબકીય ગુણધર્મો ઉપરાંત ભૌમિતિક ગોઠવણી પર પણ રહે છે.

સ્થિતવિદ્યુત-પ્રેરણ (electrostatic-induction) એ અવાહકને વિદ્યુતભારિત કરવાની પ્રક્રિયા છે, જેમાં તેની નજીકના અન્ય એક વિદ્યુતભારિત પદાર્થનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

કમલનયન ન. જોશીપુરા