बिजली और चुंबकत्व के बीच संबंध

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बिजली और चुंबकत्व स्वतंत्र प्राकृतिक घटनाएं हैं, लेकिन जब वे परस्पर क्रिया करते हैं तो वे विद्युत चुम्बकीय बल नामक एक बल उत्पन्न करते हैं और विद्युत चुंबकत्व का निर्माण करते हैं , जो विभिन्न प्राकृतिक घटनाओं के अध्ययन में एक मौलिक भौतिकी अनुशासन है। गुरुत्वाकर्षण बल के साथ , विद्युत चुम्बकीय बल दैनिक जीवन की स्थूल घटनाओं की व्याख्या करते हैं। वे जिम्मेदार हैं, उदाहरण के लिए, अणुओं और यौगिकों के निर्माण के लिए परमाणुओं के बीच बातचीत के लिए। प्रकृति के अन्य मूलभूत बल परमाणु बल , कमजोर और मजबूत हैं , जो रेडियोधर्मी क्षय और परमाणु नाभिक के गठन को नियंत्रित करते हैं।

हमारे आसपास की दुनिया को समझने के लिए बिजली और चुंबकत्व मूलभूत घटनाएं हैं; आइए उनमें से प्रत्येक का मूल विवरण नीचे देखें।

बिजली

विद्युत एक घटना है जो स्थिर या गतिमान विद्युत आवेशों से उत्पन्न होती है । ये विद्युत आवेश एक प्राथमिक कण, एक इलेक्ट्रॉन (जिसका ऋणात्मक आवेश होता है), एक प्रोटॉन (जिसका धनात्मक आवेश होता है), एक आयन या किसी भी निकाय से जुड़ा हो सकता है जिसमें सकारात्मक और ऋणात्मक आवेशों का असंतुलन होता है, इस प्रकार एक शुद्ध बिजली का आवेश। धनात्मक और ऋणात्मक आवेश एक दूसरे को आकर्षित करते हैं (उदाहरण के लिए, प्रोटॉन इलेक्ट्रॉनों की ओर आकर्षित होते हैं), जबकि एक ही चिन्ह के आवेश एक दूसरे को पीछे हटाते हैं (उदाहरण के लिए, प्रोटॉन अन्य प्रोटॉन को पीछे हटाते हैं और इलेक्ट्रॉन अन्य इलेक्ट्रॉनों को पीछे हटाते हैं)। 

बिजली के उदाहरण जो हम अपने दैनिक जीवन में पा सकते हैं वे बिजली हैं जो तूफान के दौरान होती हैं, सॉकेट या बैटरी से विद्युत प्रवाह, और स्थैतिक बिजली। एसआई इकाइयों की अंतरराष्ट्रीय प्रणाली द्वारा परिभाषित बिजली से संबंधित मुख्य मापदंडों की इकाइयां विद्युत प्रवाह के लिए एम्पीयर ( ), विद्युत आवेश के लिए कूलम्ब ( सी ), क्षमता के अंतर के लिए वोल्ट ( वी ), क्षमता के अंतर के लिए वोल्ट ( वी) हैं। विद्युत प्रतिरोध के लिए ओम या ओम ( Ω ) और शक्ति के लिए वाट ( डब्ल्यू )। एक स्थिर बिंदु आवेश एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है, लेकिन यदि आवेश गति में है तो यह एक चुंबकीय क्षेत्र भी उत्पन्न करता है।

चुंबकत्व

चुंबकत्व को एक विद्युत आवेश के संचलन द्वारा निर्मित भौतिक घटना के रूप में परिभाषित किया गया है। दूसरी ओर, एक चुंबकीय क्षेत्र विद्युत प्रवाह उत्पन्न करके आवेशित कणों की गति को प्रेरित कर सकता है। एक विद्युत चुम्बकीय तरंग (जैसे प्रकाश, उदाहरण के लिए) में एक विद्युत क्षेत्र घटक और एक चुंबकीय क्षेत्र घटक होता है। विद्युत चुम्बकीय तरंगें अनुप्रस्थ तरंगें हैं; तरंग के दो घटक एक ही दिशा में यात्रा करते हैं लेकिन उनके विद्युत और चुंबकीय घटक तरंग की दिशा के लंबवत होते हैं, और एक दूसरे के लंबवत भी होते हैं।

बिजली की तरह, चुंबकत्व वस्तुओं के बीच आकर्षण और प्रतिकर्षण पैदा करता है। यद्यपि विद्युत घटनाएं धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों के अस्तित्व पर आधारित हैं, चुंबकीय एकध्रुव ज्ञात नहीं हैं। किसी भी कण या वस्तु द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र में आकर्षण के दो ध्रुव होते हैं, एक को उत्तरी ध्रुव कहा जाता है और दूसरे को दक्षिणी ध्रुव कहा जाता है, जो उन्हें पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के उन्मुखीकरण में आत्मसात करता है। चुंबक द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र के ध्रुवों की तरह एक दूसरे को पीछे हटाते हैं (उदाहरण के लिए, उत्तरी ध्रुव उत्तरी ध्रुव को पीछे हटाता है), जबकि विपरीत ध्रुव एक दूसरे को आकर्षित करते हैं (उत्तरी ध्रुव और दक्षिणी ध्रुव एक दूसरे को आकर्षित करते हैं)।

चुंबकत्व के कुछ परिचित उदाहरण पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के साथ कम्पास सुई का संरेखण, चुम्बकों का आकर्षण और प्रतिकर्षण, और एक विद्युत चुंबक के आसपास देखा गया क्षेत्र है। संचलन में प्रत्येक विद्युत आवेश एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, इसलिए परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन जब नाभिक के चारों ओर परिक्रमा करते हैं तो एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं। विद्युत धारा से जुड़े इलेक्ट्रॉनों का विस्थापन भी तारों के संचालन के आसपास चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। कंप्यूटर डेटा स्टोरेज हार्ड ड्राइव और लाउडस्पीकर भी संचालित करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करते हैं। एसआई इकाइयों की अंतरराष्ट्रीय प्रणाली द्वारा परिभाषित चुंबकत्व से संबंधित कुछ मुख्य मापदंडों की इकाइयां टेस्ला ( टी) हैं) चुंबकीय प्रवाह घनत्व के लिए, चुंबकीय प्रवाह के लिए वेबर ( Wb ), और अधिष्ठापन के लिए हेनरी ( H )।

विद्युत

इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म शब्द ग्रीक शब्द  इलेक्ट्रान के संयोजन से आया है , जिसका अर्थ है एम्बर, और  मैग्नेटिस लिथोस , जिसका अर्थ है मैग्नीशियम पत्थर, जो एक चुंबकीय लौह अयस्क है। प्राचीन ग्रीस में वे बिजली और चुंबकत्व से परिचित थे, लेकिन उन्हें अलग-अलग घटना मानते थे।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म के सैद्धांतिक आधार जेम्स क्लर्क मैक्सवेल द्वारा ए ट्रीटिस ऑन इलेक्ट्रिसिटी एंड मैग्नेटिज्म पुस्तक में उजागर किए गए थे  ।) 1873 में प्रकाशित। ग्रंथ में मैक्सवेल ने बीस समीकरणों में विद्युत चुंबकत्व की गणितीय संरचना को उजागर किया, आंशिक डेरिवेटिव के साथ चार समीकरणों में संघनित। मैक्सवेल के सिद्धांत को प्रायोगिक साक्ष्य द्वारा समर्थित किया गया था। विद्युत आवेशों के संबंध में, उन्होंने देखा कि समान आवेश एक दूसरे को पीछे हटाते हैं और विभिन्न विद्युत आवेश एक दूसरे को आकर्षित करते हैं; विद्युत आवेशों के बीच आकर्षण या प्रतिकर्षण का बल उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। चुंबकीय ध्रुवों के संबंध में, वे हमेशा उत्तर-दक्षिण जोड़े के रूप में मौजूद होते हैं; समान ध्रुव एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और विपरीत ध्रुव आकर्षित करते हैं।

मैक्सवेल के बिजली और चुंबकत्व के बीच संबंध के सिद्धांत का समर्थन करने वाले प्रायोगिक साक्ष्य में दो तत्व हैं। एक पहला अवलोकन यह स्थापित करता है कि कंडक्टर में परिचालित विद्युत प्रवाह केबल के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। चुंबकीय क्षेत्र की दिशा, दक्षिणावर्त से वामावर्त, धारा की दिशा पर निर्भर करती है। यह दाहिने हाथ के नियम से निर्धारित किया जा सकता है; आदर्श रूप से अपने दाहिने हाथ को तार के चारों ओर लपेटकर अपने अंगूठे को धारा की दिशा में रखकर, चुंबकीय क्षेत्र की दिशा आपकी अन्य उंगलियों की दिशा का अनुसरण करती है। दूसरी ओर, एक चुंबकीय क्षेत्र में लूप या लूप के रूप में एक बंद विद्युत कंडक्टर की गति तार में विद्युत प्रवाह को प्रेरित करती है। धारा की दिशा गति की दिशा पर निर्भर करती है।

सूत्रों का कहना है

  • हंट, ब्रूस जे। (2005)। द मैक्सवेलियंस । कॉर्नेल: कॉर्नेल यूनिवर्सिटी प्रेस। पृष्ठ 165 और 166। आईएसबीएन 978-0-8014-8234-2।
  • इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री (1993)। भौतिक रसायन विज्ञान में मात्राएँ, इकाइयाँ और प्रतीक , दूसरा संस्करण, ऑक्सफोर्ड: ब्लैकवेल साइंस। आईएसबीएन 0-632-03583-8। पेज 14 और 15।
  • रैवियोली, फ़वाज़ टी. उलाबी, एरिक माइकल्सन, अम्बर्टो (2010)। एप्लाइड इलेक्ट्रोमैग्नेटिक्स  (छठा संस्करण) के फंडामेंटल। बोस्टन: प्रेंटिस हॉल। पृष्ठ 13. आईएसबीएन 978-0-13-213931-1।

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Sergio Ribeiro Guevara (Ph.D.)
(Doctor en Ingeniería) - COLABORADOR. Divulgador científico. Ingeniero físico nuclear.

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