विद्युत और चुंबकत्व

विद्युत और चुंबकत्व प्रकृति की दो मौलिक शक्तियाँ हैं जो आपस में घनिष्ठ रूप से संबंधित हैं। विद्युत आवेशित कणों का प्रवाह है, जबकि चुंबकत्व गतिमान विद्युत आवेशों द्वारा लगाया गया बल है। विद्युत और चुंबकत्व के बीच संबंध को मैक्सवेल के समीकरणों द्वारा वर्णित किया गया है, जो चार आंशिक अवकल समीकरणों का एक समूह है जो विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के व्यवहार को वर्णित करता है।

विद्युत और चुंबकत्व के संबंध का सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में से एक विद्युत मोटर है, जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है। विद्युत मोटरों का उपयोग छोटे उपकरणों से लेकर बड़ी औद्योगिक मशीनों तक विस्तृत श्रेणी में किया जाता है। एक अन्य महत्वपूर्ण अनुप्रयोग जनित्र है, जो यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। जनित्र घरों और व्यवसायों के लिए विद्युत उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

विद्युत और चुंबकत्व का संबंध विद्युत चुंबकीय तरंगों के व्यवहार को समझने के लिए भी आवश्यक है, जो तरंगें हैं जो दोलन करते विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों से बनी होती हैं। विद्युत चुंबकीय तरंगों में प्रकाश, रेडियो तरंगें और सूक्ष्म तरंगें शामिल हैं। विद्युत और चुंबकत्व के अध्ययन को विद्युत चुंबकत्व कहा जाता है, और यह भौतिकी का एक मौलिक क्षेत्र है जिसके प्रौद्योगिकी और दैनिक जीवन में कई अनुप्रयोग हैं।

विद्युत क्या है?

विद्युत ऊर्जा का एक रूप है जो आवेशित कणों—प्रायः इलेक्ट्रॉनों—के गति से उत्पन्न होता है। यह आज हमारी दुनिया की सबसे महत्वपूर्ण ऊर्जा रूपों में से एक है और इसका उपयोग घरों व व्यवसायों को बिजली देने से लेकर कारों और कंप्यूटरों को चलाने तक विस्तृत अनुप्रयोगों में होता है।

विद्युत कैसे काम करती है?

विद्युत तब बनती है जब दो बिंदुओं के बीच विद्युत विभव का अंतर होता है। यह विभव-अंतर कई तरीकों से उत्पन्न किया जा सकता है, जैसे दो भिन्न पदार्थों को आपस में रगड़कर, किसी धातु को गर्म करके या एक बैटरी का उपयोग करके।

जब विद्युत विभव का अंतर होता है, तो इलेक्ट्रॉन उच्च विभव वाले बिंदु से निम्न विभव वाले बिंदु की ओर बहते हैं। इलेक्ट्रॉनों का यह प्रवाह ही हम विद्युत धारा कहते हैं।

विद्युत धारा की तीव्रता को ऐम्पियर (A) में मापा जाता है। किसी विद्युत परिपथ का वोल्टेज वोल्ट (V) में मापा जाता है। परिपथ का प्रतिरोध ओम (Ω) में मापा जाता है।

ओम का नियम

ओम का नियम विद्युत का एक मूलभूत नियम है जो कहता है कि किसी चालक से प्रवाहित होने वाली धारा उस चालक पर लगाए गए वोल्टेज के अनुक्रमानुपाती और चालक के प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

अन्य शब्दों में, आप जितना अधिक वोल्टेज चालक पर लगाएँगे, उतनी अधिक धारा प्रवाहित होगी। चालक में जितना अधिक प्रतिरोध होगा, उतनी कम धारा प्रवाहित होगी।

विद्युत परिपथ

एक विद्युत परिपथ एक पथ है जो बिजली के प्रवाह की अनुमति देता है। एक सरल विद्युत परिपथ में एक बैटरी, एक चालक और एक भार होता है। बैटरी वोल्टेज प्रदान करती है, चालक धारा के प्रवाह की अनुमति देता है और धारा का उपयोग करके भार कार्य करता है।

बिजली के प्रकार

बिजली के दो मुख्य प्रकार हैं: प्रत्यावर्ती धारा (AC) और प्रत्यक्ष धारा (DC)।

• प्रत्यावर्ती धारा (AC) एक प्रकार की बिजली है जिसमें धारा एक दिशा में और फिर दूसरी दिशा में प्रवाहित होती है। धारा की दिशा एक नियमित अंतराल पर बदलती है, जिसे आवृत्ति कहा जाता है। AC वह बिजली है जो अधिकांश घरों और व्यवसायों में उपयोग की जाती है।
• प्रत्यक्ष धारा (DC) एक प्रकार की बिजली है जिसमें धारा केवल एक ही दिशा में प्रवाहित होती है। DC वह बिजली है जो बैटरी में उपयोग की जाती है।

बिजली के उपयोग

बिजली का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• घरों और व्यवसायों को बिजली देना
• कारों और कंप्यूटरों को चलाना
• इमारतों को गर्म और ठंडा करना
• भोजन पकाना
• रोशनी
• संचार
• परिवहन

बिजली का भविष्य

बिजली आज हमारी दुनिया का एक अनिवार्य हिस्सा है और भविष्य में यह और भी अधिक महत्वपूर्ण होने की संभावना है। जैसे-जैसे दुनिया की जनसंख्या बढ़ती है और ऊर्जा की मांग बढ़ती है, बिजली की आवश्यकता अधिक से अधिक उपकरणों और यंत्रों को चलाने के लिए होगी।

बिजली की बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए कई चुनौतियों का समाधान करना होगा। इन चुनौतियों में शामिल हैं:

• बिजली के नए स्रोतों का विकास
• बिजली उत्पादन और उपयोग की दक्षता में सुधार
• बिजली उत्पादन के पर्यावरणीय प्रभाव को कम करना

इन चुनौतियों का समाधान करके हम यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि बिजली आने वाले कई वर्षों तक हमारी दुनिया का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बनी रहे।

बिजली के उदाहरण

यहाँ बिजली के कुछ उदाहरण दिए गए हैं:

• जब आप लाइट स्विच ऑन करते हैं, तो बिजली तार के माध्यम से बल्ब तक प्रवाहित होती है। बिजली बल्ब के फिलामेंट को गर्म करती है और उसे चमकाती है।
• जब आप फोन चार्जर प्लग करते हैं, तो बिजली तार के माध्यम से चार्जर तक प्रवाहित होती है। चार्जर बिजली को एक ऐसे रूप में बदलता है जिसे फोन उपयोग कर सकता है।
• जब आप इलेक्ट्रिक कार चलाते हैं, तो बिजली बैटरी से मोटर तक प्रवाहित होती है। मोटर बिजली का उपयोग करके कार के पहियों को घुमाती है।

ये कुछ उदाहरण हैं जिनसे पता चलता है कि आज हमारी दुनिया में बिजली कितने तरीकों से उपयोग की जाती है।

चुंबकत्व क्या है?

चुंबकत्व एक भौतिक घटना है जो विद्युत आवेशों की गति से उत्पन्न होती है। चुंबकत्व का मूलभूत नियम, जिसे एम्पियर का नियम कहा जाता है, कहता है कि धारा वहित तार के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र धारा के समानुपाती होता है। इसका अर्थ है कि जितनी अधिक धारा होगी, चुंबकीय क्षेत्र उतना ही प्रबल होगा।

चुंबकत्व चुंबकों के व्यवहार के लिए भी उत्तरदायी है। एक चुंबक ऐसा पदार्थ होता है जिसमें चुंबकीय क्षेत्र होता है। चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र पदार्थ में परमाणुओं के चुंबकीय आघूर्णों के संरेखण से बनता है। जब परमाणुओं के चुंबकीय आघूर्ण संरेखित हो जाते हैं, तो पदार्थ चुंबकित कहलाता है।

चुंबकों के दो प्रकार होते हैं: स्थायी चुंबक और विद्युत-चुंबक। स्थायी चुंबक ऐसे पदार्थों से बनाए जाते हैं जो स्वाभाविक रूप से चुंबकीय होते हैं, जैसे लोहा, निकल और कोबाल्ट। विद्युत-चुंबक तार के एक कुंडली से विद्युत धारा प्रवाहित करके बनाए जाते हैं। जब विद्युत धारा चालू की जाती है, तो तार की कुंडली चुंबक बन जाती है। जब विद्युत धारा बंद की जाती है, तो तार की कुंडली अपना चुंबकत्व खो देती है।

चुंबकत्व के अनेक प्रयोग हैं, जिनमें शामिल हैं:

• विद्युत मोटर और जनित्र
• चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (MRI)
• चुंबकीय कम्पास
• चुंबकीय उत्थापन (मैगलेव) रेलगाड़ियाँ
• चुंबकीय टेप और हार्ड ड्राइव

चुंबकत्व के उदाहरण

यहाँ चुंबकत्व के कुछ उदाहरण दिए गए हैं:

• जब आप चुंबक को धातु के टुकड़े के पास रखते हैं, तो धातु चुंबक की ओर खिंचती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र से धातु पर बल लगता है।
• जब आप तार के कुंडल से विद्युत धारा प्रवाहित करते हैं, तो तार का कुंडल चुंबक बन जाता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि तार में गतिशील विद्युत आवेश चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं।
• जब आप चुंबक को कम्पास के पास रखते हैं, तो कम्पास की सुई चुंबक की ओर इशारा करती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र से कम्पास की सुई पर बल लगता है।

चुंबकत्व प्रकृति का एक मूलभूत बल है जिसके अनेक प्रकार के अनुप्रयोग हैं। चुंबकत्व को समझकर हम इसका उपयोग अनेक तरीकों से अपने जीवन को बेहतर बनाने में कर सकते हैं।

चुंबकीय क्षेत्र क्या है?

चुंबकीय क्षेत्र चुंबक या विद्युत धारा के चारों ओर का वह स्थान है जहाँ चुंबक या धारा का चुंबकीय बल महसूस किया जा सकता है। चुंबकीय क्षेत्र मानव आँखों से अदृश्य होते हैं, परंतु इनके प्रभाव को चुंबकीय पदार्थों—जैसे लोहा, निकल और कोबाल्ट—पर देखकर पहचाना जा सकता है।

चुंबकीय क्षेत्र विद्युत आवेशों की गति से उत्पन्न होते हैं। जब तार से विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो तार के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र बनता है। इस क्षेत्र की तीव्रता और दिशा तार में प्रवाहित धारा की मात्रा और तार के आकार पर निर्भर करती है।

चुंबकीय क्षेत्र स्थायी चुंबकों के आसपास भी मौजूद होते हैं। स्थायी चुंबक ऐसी सामग्रियों से बने होते हैं जो बिजली के प्रवाह के संपर्क में न आने पर भी अपनी चुंबकीय गुणधर्मों को बनाए रखते हैं। स्थायी चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र सामग्री के भीतर चुंबकीय डोमेनों के संरेखण से बनता है।

चुंबकीय क्षेत्रों के विविध उपयोग हैं। इनका उपयोग इलेक्ट्रिक मोटरों, जनरेटरों, कंपासों और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (MRI) मशीनों में किया जाता है।

यहाँ कुछ चुंबकीय क्षेत्रों के उदाहरण दिए गए हैं:

• पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी के केंद्र में गलित लोहे की गति से बनता है। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी को हानिकारक सौर विकिरण से बचाता है।
• एक छड़ चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र चुंबक के ध्रुवों पर सबसे अधिक मजबूत होता है। छड़ चुंबक की चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ उत्तर ध्रुव से दक्षिण ध्रुव की ओर बहती हैं।
• एक सोलेनॉइड का चुंबकीय क्षेत्र एक तार को बेलनाकार आकृति पर लपेटने से बनता है। सोलेनॉइड के भीतर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत सोलेनॉइड में तार की घुमावों की संख्या के समानुपाती होती है।

चुंबकीय क्षेत्र हमारे ब्रह्मांड का एक मौलिक हिस्सा हैं। ये पृथ्वी के जलवायु से लेकर हमारे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के संचालन तक सबमें भूमिका निभाते हैं।

बिजली और चुंबकत्व के बीच अंतर

विद्युत और चुंबकत्व प्रकृति की दो मूलभूत शक्तियाँ हैं जो आपस में घनिष्ठ रूप से संबंधित हैं। विद्युत और चुंबकत्व दोनों का उपयोग गति उत्पन्न करने, ऊर्जा उत्पन्न करने और सूचना प्रसारित करने के लिए किया जा सकता है। हालांकि, इन दोनों शक्तियों के बीच कुछ प्रमुख अंतर भी हैं।

विद्युत

• विद्युत आवेशित कणों का प्रवाह है।
• विद्युत को विभिन्न तरीकों से उत्पन्न किया जा सकता है, जिनमें रासायनिक अभिक्रियाएँ, यांत्रिक गति और सौर ऊर्जा शामिल हैं।
• विद्युत का उपयोग बत्तियों, उपकरणों और अन्य यंत्रों को चलाने के लिए किया जा सकता है।
• विद्युत का उपयोग सूचना प्रसारित करने के लिए भी किया जा सकता है, जैसे कि बिजली की लाइनों के माध्यम से या हवाई तरंगों द्वारा।

चुंबकत्व

• चुंबकत्व वह शक्ति है जो कुछ विशेष पदार्थों को आकर्षित या विकर्षित करती है।
• चुंबकत्व आवेशित कणों की गति से उत्पन्न होता है।
• चुंबकों का उपयोग अन्य चुंबकों को आकर्षित या विकर्षित करने के लिए किया जा सकता है।
• चुंबकों का उपयोग विद्युत उत्पन्न करने के लिए भी किया जा सकता है।

विद्युत और चुंबकत्व के उदाहरण

• इलेक्ट्रिक मोटरें गति उत्पन्न करने के लिए विद्युत का उपयोग करती हैं।
• जनरेटर विद्युत उत्पन्न करने के लिए यांत्रिक गति का उपयोग करते हैं।
• सौर पैनल विद्युत उत्पन्न करने के लिए सूर्य की रोशनी का उपयोग करते हैं।
• बिजली की लाइनें बिजली संयंत्रों से घरों और व्यवसायों तक विद्युत पहुँचाती हैं।
• रेडियो तरंगें विद्युत चुंबकीय विकिरण का एक प्रकार हैं जिनका उपयोग सूचना प्रसारित करने के लिए किया जा सकता है।
• चुंबक विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं, जैसे कि कंपास, मोटर और जनरेटर।

निष्कर्ष

विद्युत और चुंबकत्व प्रकृति की दो मौलिक शक्तियाँ हैं जो आपस में घनिष्ठ रूप से संबंधित हैं। विद्युत और चुंबकत्व दोनों का उपयोग गति उत्पन्न करने, ऊर्जा उत्पन्न करने और सूचना प्रसारित करने के लिए किया जा सकता है। हालांकि, इन दोनों शक्तियों के बीच कुछ प्रमुख अंतर भी हैं। विद्युत और चुंबकत्व के बीच के अंतरों को समझकर हम हमारे आसपास की दुनिया को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न – FAQs

विद्युत के प्रकार क्या हैं?

विद्युत के दो मुख्य प्रकार होते हैं:

• प्रत्यावर्ती धारा (AC): यह वह प्रकार की विद्युत है जिसका उपयोग सबसे अधिक घरों और व्यवसायों में किया जाता है। AC धारा एक दिशा में बहती है और फिर दूसरी दिशा में, प्रति सेकंड 50 या 60 बार दिशा बदलती है। यह वह प्रकार की विद्युत है जो बिजली संयंत्रों द्वारा उत्पन्न की जाती है और बिजली लाइनों के माध्यम से प्रसारित की जाती है।
• प्रत्यक्ष धारा (DC): यह प्रकार की विद्युत केवल एक ही दिशा में बहती है। DC धारा का उपयोग कुछ इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में किया जाता है, जैसे बैटरियाँ और सौर पैनल।

विद्युत के अन्य प्रकार

AC और DC विद्युत के अलावा, कुछ अन्य प्रकार की विद्युत भी होती हैं जिनका उपयोग विशिष्ट उद्देश्यों के लिए किया जाता है। इनमें शामिल हैं:

• तीन-चरणीय बिजली: यह AC बिजली का एक प्रकार है जो औद्योगिक सेटिंग्स में उपयोग होता है। तीन-चरणीय बिजली में तीन अलग-अलग AC धाराएँ होती हैं जो एक-दूसरे से 120 डिग्री ऑफसेट हैं। यह बिजली एकल-चरण AC बिजली की तुलना में अधिक कुशल होती है, और इसका उपयोग बड़े मोटरों तथा अन्य उपकरणों को चलाने के लिए किया जा सकता है।
• उच्च-वोल्टेज बिजली: यह बिजली का एक प्रकार है जिसका उपयोग लंबी दूरी पर विद्युत शक्ति संचारित करने के लिए किया जाता है। उच्च-वोल्टेज बिजली सामान्यतः पावर प्लांटों में उत्पन्न की जाती है और फिर संचरण के लिए बहुत उच्च वोल्टेज तक बढ़ाई जाती है। यह लंबी दूरी पर होने वाली शक्ति हानि को कम करने के लिए किया जाता है।
• निम्न-वोल्टेज बिजली: यह बिजली का एक प्रकार है जिसका उपयोग छोटे उपकरणों—जैसे लाइटें और उपकरण—को चलाने के लिए किया जाता है। निम्न-वोल्टेज बिजली सामान्यतः बैटरियों या पावर सप्लाइज़ द्वारा उत्पन्न की जाती है।

बिजली के उदाहरण

यहाँ कुछ उदाहरण दिए गए हैं कि कैसे बिजली हमारे दैनिक जीवन में उपयोग होती है:

• रोशनी: बिजली का उपयोग हमारे घरों, व्यवसायों और सड़कों पर लाइटों को चलाने के लिए किया जाता है।
• हीटिंग और कूलिंग: बिजली का उपयोग हमारे घरों और व्यवसायों में हीटिंग और कूलिंग सिस्टम को चलाने के लिए किया जाता है।
• खाना पकाना: बिजली का उपयोग स्टोव, ओवन और माइक्रोवेव को चलाने के लिए किया जाता है।
• परिवहन: बिजली का उपयोग इलेक्ट्रिक वाहनों—जैसे कारें, बसें और ट्रेनें—को चलाने के लिए किया जाता है।
• संचार: बिजली का उपयोग हमारे फोन, कंप्यूटर और अन्य संचार उपकरणों को चलाने के लिए किया जाता है।

बिजली हमारे आधुनिक संसार का एक अनिवार्य हिस्सा है, और यह हमारे दैनिक जीवन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

बिजली के स्रोत क्या हैं?

बिजली ऊर्जा का एक रूप है जिसे विभिन्न स्रोतों से उत्पन्न किया जा सकता है। बिजली के सबसे सामान्य स्रोतों में शामिल हैं:

1. जीवाश्म ईंधन (कोयला, प्राकृतिक गैस और तेल):

   • जीवाश्म ईंधन विश्व स्तर पर बिजली के प्राथमिक स्रोत हैं।
   • बिजली संयंत्र जीवाश्म ईंधन को जलाकर ऊष्मा उत्पन्न करते हैं, जिसका उपयोग भाप बनाने के लिए किया जाता है।
   • भाप टरबाइनों को चलाती है जो जनरेटरों से जुड़े होते हैं, जिससे बिजली उत्पन्न होती है।
   • उदाहरण: कोयला आधारित बिजली संयंत्र, प्राकृतिक गैस बिजली संयंत्र और तेल आधारित बिजली संयंत्र।

2. परमाणु ऊर्जा:

   • परमाणु बिजली संयंत्र बिजली उत्पन्न करने के लिए परमाणु विखंडन का उपयोग करते हैं।
   • यूरेनियम या प्लूटोनियम एक नियंत्रित श्रृंखला अभिक्रिया से गुजरता है, जिससे बड़ी मात्रा में ऊष्मा निकलती है।
   • इस ऊष्मा का उपयोग भाप बनाने के लिए किया जाता है, जो टरबाइनों और जनरेटरों को चलाकर बिजली उत्पन्न करती है।
   • उदाहरण: अमेरिका के एरिज़ोना में स्थित पालो वर्डे न्यूक्लियर जनरेटिंग स्टेशन जैसे परमाणु बिजली संयंत्र।

3. नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत:

   • नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत पर्यावरण के अनुकूल और जीवाश्म ईंधनों के स्थायी विकल्प होते हैं।
   • इनमें सौर ऊर्जा, पवन ऊर्जा, जलविद्युत ऊर्जा, भूतापीय ऊर्जा और जैव-द्रव्य ऊर्जा शामिल हैं।
   • सौर ऊर्जा: सूर्य की रोशनी को फोटोवोल्टिक (PV) सेलों का उपयोग करके बिजली में बदला जाता है।
   • पवन ऊर्जा: पवन चक्कियाँ हवा की गतिज ऊर्जा को बिजली में रूपांतरित करती हैं।
   • जलविद्युत ऊर्जा: बाँधों में संचित जल की स्थितिज ऊर्जा को बिजली में बदला जाता है।
   • भूतापीय ऊर्जा: पृथ्वी के भीतर की गर्मी का उपयोग कर भाप बनाई जाती है और बिजली उत्पन्न की जाती है।
   • जैव-द्रव्य ऊर्जा: लकड़ी, कृषि अपशिष्ट और गोबर जैसे कार्बनिक पदार्थों को जलाकर ऊष्मा उत्पन्न की जाती है और बिजली बनाई जाती है।

4. जलविद्युत ऊर्जा:

   • जलविद्युत संयंत्र बहते या गिरते जल की ऊर्जा को पकड़कर बिजली उत्पन्न करते हैं।
   • बाँध बनाकर जलाशय बनाए जाते हैं और जल को टरबाइनों के माध्यम से छोड़ा जाता है जो जनरेटरों से जुड़े होते हैं।
   • उदाहरण: संयुक्त राज्य अमेरिका में कोलोराडो नदी पर हूवर बाँध और चीन में थ्री गॉर्जेस बाँध।

5. पवन ऊर्जा:

   • पवन टरबाइन हवा की गतिज ऊर्जा को बिजली में रूपांतरित करते हैं।
   • पवन फार्म आमतौर पर उन क्षेत्रों में स्थित होते हैं जहाँ हवा तेज और निरंतर चलती है।
   • उदाहरण: कैलिफ़ोर्निया, यूएसए में अल्टा पवन ऊर्जा केंद्र और चीन में गान्सु पवन फार्म।

6. सौर ऊर्जा:

   • सौर पैनल सूर्य की रोशनी को सीधे फोटोवोल्टेइक (PV) सेलों के माध्यम से बिजली में बदलते हैं।
   • सौर फार्म सौर पैनलों के बड़े संस्थापन होते हैं, जो अक्सर धूप वाले क्षेत्रों में स्थित होते हैं।
   • उदाहरण: कैलिफ़ोर्निया, यूएसए में इवानपाह सौर इलेक्ट्रिक जनरेटिंग सिस्टम और भारत में भदला सौर पार्क।

7. भूतापीय ऊर्जा:

   • भूतापीय बिजली संयंत्र पृथ्वी के भीतर से निकलने वाली गर्मी का उपयोग कर बिजली उत्पन्न करते हैं।
   • भूतापीय भंडारों से निकलने वाला गर्म पानी या भाप टरबाइन और जनरेटर चलाने के लिए उपयोग की जाती है।
   • उदाहरण: कैलिफ़ोर्निया, यूएसए में द गीज़र्स भूतापीय परिसर और आइसलैंड में हेलिस्हेइडी भूतापीय बिजली स्टेशन।

8. जैव ऊर्जा:

   • जैव ऊर्जा संयंत्र लकड़ी, कृषि अपशिष्ट और गोबर जैसी जैविक सामग्रियों को जलाकर ऊष्मा उत्पन्न करते हैं।
   • इस ऊष्मा का उपयोग भाप बनाने और टरबाइन तथा जनरेटर चलाने के लिए किया जाता है।
   • उदाहरण: यूनाइटेड किंगडम में ड्रैक्स बिजली स्टेशन, जो जैव ऊर्जा का उपयोग कर बिजली उत्पन्न करता है।

ये दुनिया भर में उपयोग होने वाले बिजली के कुछ प्रमुख स्रोत हैं। बिजली स्रोत का चयन विभिन्न कारकों पर निर्भर करता है, जिनमें संसाधनों की उपलब्धता, लागत प्रभावशीलता, पर्यावरणीय प्रभाव और सरकारी नीतियाँ शामिल हैं।

चुंबकीय क्षेत्र की इकाई क्या है?

चुंबकीय क्षेत्र की इकाई टेस्ला $(T)$ है, जिसका नाम सर्बियाई-अमेरिकी आविष्कारक निकोला टेस्ला के नाम पर रखा गया है। इसे एक वेबर प्रति वर्ग मीटर $(Wb/m^2)$ के रूप में परिभाषित किया गया है।

यहाँ कुछ चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के उदाहरण दिए गए हैं:

• पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र लगभग 0.5 गाउस (G) है, जो 50 माइक्रोटेस्ला (µT) के बराबर है।
• एक सामान्य रेफ्रिजरेटर चुंबक की चुंबकीय क्षेत्र ताकत लगभग 100 G (10 mT) होती है।
• एक MRI मशीन के अंदर चुंबकीय क्षेत्र 3 T तक हो सकता है।
• एक सॉलेनॉइड के केंद्र में चुंबकीय क्षेत्र इस सूत्र द्वारा दिया जाता है:

$$B = µ₀nI$$

जहाँ:

• $B$ चुंबकीय क्षेत्र ताकत टेस्ला (T) में है
• $µ₀$ निर्वात की चुंबकीय पारगम्यता है $(4π × 10^{-7} T·m/A)$
• $n$ तार की सॉलेनॉइड में प्रति इकाई लंबाई पर कुंडलियों की संख्या है $(m^{-1})$
• $I$ सॉलेनॉइड से बहने वाली धारा है (A)

उदाहरण के लिए, एक सॉलेनॉइड जिसमें प्रति मीटर 1000 तार की कुंडलियाँ हैं और 1 A की धारा बह रही है, 0.126 T की चुंबकीय क्षेत्र ताकत उत्पन्न करेगा।

चुंबकत्व का मूलभूत नियम क्या है?

चुंबकत्व का मूलभूत नियम कहता है कि समान ध्रुव एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, जबकि विपरीत ध्रुव एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं। यह नियम यह समझने के लिए मूलभूत है कि चुंबक कैसे काम करते हैं और वे एक-दूसरे के साथ कैसे पारस्परिक क्रिया करते हैं।

उदाहरण:

• यदि आप दो चुंबकों के उत्तर ध्रुवों को एक-दूसरे के पास लाते हैं, तो वे एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करेंगे।
• यदि आप एक चुंबक के उत्तर ध्रुव को दूसरे चुंबक के दक्षिण ध्रुव के पास लाते हैं, तो वे एक-दूसरे को आकर्षित करेंगे।
• पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी के केंद्र में गलित लोहे की गति से बनता है। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में एक उत्तर ध्रुव और एक दक्षिण ध्रुव होता है, और यह अंतरिक्ष में अन्य ग्रहों और वस्तुओं के चुंबकीय क्षेत्रों के साथ पारस्परिक क्रिया करता है।

चुंबकत्व का मूलभूत नियम विभिन्न घटनाओं को समझाने के लिए प्रयोग किया जा सकता है, जिनमें शामिल हैं:

• कंपास कैसे काम करते हैं
• मोटर और जनरेटर कैसे काम करते हैं
• मैग्नेटिक लेविटेशन (मैगलेव) ट्रेनें कैसे काम करती हैं
• मैग्नेटिक रेज़ोनेंस इमेजिंग (MRI) मशीनें कैसे काम करती हैं

चुंबकत्व का मूलभूत नियम भौतिकी का एक आधारभूत सिद्धांत है जिसका दैनिक जीवन में व्यापक उपयोग होता है।

विद्युत-चुंबकत्व क्या है?

विद्युत-चुंबकत्व भौतिकी की वह शाखा है जो विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के बीच की अन्योन्यक्रिया का अध्ययन करती है। यह गुरुत्वाकर्षण, बलवान बल और दुर्बल बल के साथ-साथ प्रकृति का एक मूलभूत बल है। विद्युत-चुंबकत्व चुंबकों के व्यवहार, विद्युत प्रवाह और प्रकाश के संचरण सहित अनेक घटनाओं के लिए उत्तरदायी है।

विद्युत क्षेत्र विद्युत आवेशों द्वारा बनाए जाते हैं। एक धनात्मक आवेश एक ऐसा विद्युत क्षेत्र बनाता है जो उससे दूर की ओर इशारा करता है, जबकि एक ऋणात्मक आवेश एक ऐसा विद्युत क्षेत्र बनाता है जो उसकी ओर इशारा करता है। विद्युत क्षेत्र की तीव्रता उस आवेश की मात्रा के समानुपाती होती है जो उसे बनाता है।

चुंबकीय क्षेत्र गतिशील विद्युत आवेशों द्वारा बनाए जाते हैं। विद्युत धारा एक ऐसा चुंबकीय क्षेत्र बनाती है जो तार के चारों ओर चक्कर लगाता है। चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता उस धारा की मात्रा के समानुपाती होती है जो उसे बनाती है।

विद्युत-चुंबकत्व विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के बीच की अन्योन्यक्रिया है। जब कोई विद्युत क्षेत्र बदलता है, तो वह एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। जब कोई चुंबकीय क्षेत्र बदलता है, तो वह एक विद्युत क्षेत्र बनाता है। यह अन्योन्यक्रिया ही विद्युत-चुंबकत्व को प्रकृति का एक मूलभूत बल बनाती है।

यहाँ विद्युतचुंबकत्व के कुछ उदाहरण दिए गए हैं:

• चुंबक: चुंबक वस्तुएँ होती हैं जो एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती हैं। इन्हें लोहे, निकल और कोबाल्ट जैसी विभिन्न सामग्रियों से बनाया जा सकता है। यदि चुंबकों के चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे के अनुरूप हों तो वे एक दूसरे को आकर्षित करते हैं, और यदि विपरीत दिशा में हों तो वे एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं।
• विद्युत मोटरें: विद्युत मोटरें विद्युतचुंबकत्व का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलती हैं। ये एक चुंबकीय क्षेत्र बनाकर रोटर को घुमाने का काम करती हैं।
• जनरेटर: जनरेटर विद्युतचुंबकत्व का उपयोग करके यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलते हैं। ये एक चुंबकीय क्षेत्र में रोटर को घुमाकर विद्युत धारा उत्पन्न करते हैं।
• ट्रांसफॉर्मर: ट्रांसफॉर्मर विद्युतचुंबकत्व का उपयोग करके प्रत्यावर्ती धारा (AC) विद्युत संकेत का वोल्टेज बदलते हैं। ये दो तारों के कुंडलों का उपयोग करते हैं, एक AC विद्युत स्रोत से जुड़ा होता है और दूसरा लोड से जुड़ा होता है। पहले कुंडल में बदलता हुआ चुंबकीय क्षेत्र दूसरे कुंडल में AC धारा प्रेरित करता है।
• रेडियो तरंगें: रेडियो तरंगें विद्युतचुंबकीय विकिरण का एक प्रकार हैं जो संचार के लिए उपयोग की जाती हैं। इन्हें दोलित होते हुए विद्युत आवेशों द्वारा बनाया जाता है, और ये हवा, पानी और कुछ ठोस वस्तुओं से भी गुजर सकती हैं।

विद्युतचुंबकत्व प्रकृति का एक मौलिक बल है जिसका हमारे दैनिक जीवन में विस्तृत उपयोग होता है। इसका उपयोग चुंबकों से लेकर विद्युत मोटरों और रेडियो तरंगों तक सब कुछ में होता है।

विद्युतचुंबकत्व का फैराडे का नियम क्या है?

विद्युतचुंबकत्व का फैराडे नियम एक परिवर्तित चुंबकीय क्षेत्र और किसी चालक में प्रेरित विद्युत्-प्रेरक बल (EMF) या वोल्टता के बीच संबंध वर्णित करता है। यह कहता है कि चालक में प्रेरित EMF चालक से गुजरने वाले चुंबकीय फ्लक्स के परिवर्तन की दर के ऋणात्मक बराबर होता है।

दूसरे शब्दों में, जब कोई चुंबकीय क्षेत्र बदलता है, तो यह एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है। यह विद्युत क्षेत्र फिर चुंबकीय क्षेत्र में रखे किसी चालक में धारा प्रवाहित कर सकता है।

फैराडे नियम का गणितीय व्यंजक है:

$$ EMF = -\frac{dΦ}{dt} $$

जहाँ:

• $EMF$ विद्युत्-प्रेरक बल है, वोल्ट में $(V)$
• $Φ$ चुंबकीय फ्लक्स है, वेबर में $(Wb)$
• $t$ समय है, सेकंड में $(s)$

फैराडे नियम के उदाहरण

फैराडे नियम के क्रियान्वित होने के कई उदाहरण हैं। कुछ सबसे सामान्य इस प्रकार हैं:

• विद्युत जनित्र: विद्युत जनित्र फैराडे के नियम का उपयोग करके यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलते हैं। जब किसी चालक को चुंबकीय क्षेत्र में घुमाया जाता है, तो परिवर्तित चुंबकीय फ्लक्स चालक में एक विद्युत वाहक बल (EMF) उत्पन्न करता है। इस EMF का उपयोग फिर विद्युत उपकरणों को चलाने के लिए किया जा सकता है।
• विद्युत मोटर: विद्युत मोटर फैराडे के नियम का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलती हैं। जब चुंबकीय क्षेत्र में किसी चालक से धारा प्रवाहित की जाती है, तो चुंबकीय क्षेत्र चालक पर एक बल लगाता है। इस बल का उपयोग फिर किसी शाफ्ट या अन्य यांत्रिक उपकरण को घुमाने के लिए किया जा सकता है।
• ट्रांसफॉर्मर: ट्रांसफॉर्मर फैराडे के नियम का उपयोग करके प्रत्यावर्ती धारा (AC) विद्युत सिग्नल के वोल्टेज को बदलते हैं। जब AC धारा प्राथमिक कुंडली से प्रवाहित होती है, तो यह एक परिवर्तित चुंबकीय क्षेत्र बनाती है। यह परिवर्तित चुंबकीय क्षेत्र फिर द्वितीयक कुंडली में एक EMF उत्पन्न करता है। द्वितीयक कुंडली में EMF प्राथमिक और द्वितीयक कुंडलियों की फेरों की संख्या के समानुपाती होता है। यह ट्रांसफॉर्मरों को AC विद्युत सिग्नल के वोल्टेज को बढ़ाने या घटाने की अनुमति देता है।

विद्युत चुंबकत्व का फैराडे नियम विद्युत चुंबकत्व का एक मौलिक सिद्धांत है। इसका विद्युत अभियांत्रिकी और अन्य क्षेत्रों में कई अनुप्रयोग हैं।