लेन्ज़ का नियम:

• लेन्ज़ का नियाम विद्युत-चुंबकत्व का एक मूलभूत सिद्धांत है जो किसी चालक में प्रेरित विद्युत-चालक बल (EMF) की दिशा का वर्णन करता है जब उसे परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में लाया जाता है।
• लेन्ज़ के नियम के अनुसार, प्रेरित EMF की दिशा ऐसी होती है कि वह चालक से गुजरने वाले चुंबकीय फ्लक्स में होने वाले परिवर्तन का विरोध करती है।
• दूसरे शब्दों में, लेन्ज़ का नियम कहता है कि प्रेरित EMF एक धारा उत्पन्न करता है जो उस दिशा में बहती है जो चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन का विरोध करने की कोशिश करती है।
• यह नियम जर्मन भौतिकविद् हेनरिख लेन्ज़ के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने इसे पहली बार 1834 में सूत्रबद्ध किया था।
• लेन्ज़ का नियम विद्युत-चुंबकीय प्रेरण के फैराडे के नियम से घनिष्ठ रूप से संबंधित है, जो परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्रों और विद्युत क्षेत्रों के उत्पादन के बीच संबंध का वर्णन करता है।

मुख्य बिंदु:

1. प्रेरित EMF: लेन्ज़ का नियम कहता है कि चालक में प्रेरित EMF की दिशा ऐसी होती है कि वह चुंबकीय फ्लक्स में होने वाले परिवर्तन का विरोध करती है। इसका अर्थ है कि प्रेरित EMF एक धारा उत्पन्न करता है जो एक ऐसा चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है जो मूल चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करता है।

2. दायाँ-हाथ नियम: प्रेरित EMF और परिणामी धारा की दिशा को दायाँ-हाथ नियम का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। अपने दायें हाथ के अंगूठे को चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में इंगित करें, और अपनी उंगलियों को बढ़ते हुए चुंबकीय फ्लक्स की दिशा में मोड़ें। आपकी मध्यमा उंगली प्रेरित EMF और परंपरागत धारा की दिशा को इंगित करेगी।

3. उदाहरण:

• जनित्र: एक जनित्र में, एक घूर्णी चुंबक स्थिर चालक में EMF प्रेरित करता है। प्रेरित EMF घूर्णी चुंबक के कारण चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करती है, और परिणामी धारा उस दिशा में बहती है जो मूल चुंबकीय क्षेत्र का विरोध करने वाला चुंबकीय क्षेत्र बनाती है।

  • ट्रांसफॉर्मर: एक ट्रांसफॉर्मर में, प्राथमिक कुंडली में प्रत्यावर्ती धारा (AC) एक परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र बनाती है। यह परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र द्वितीयक कुंडली में EMF प्रेरित करता है, और परिणामी धारा चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करती है। द्वितीयक कुंडली में प्रेरित EMF प्राथमिक और द्वितीयक कुंडलियों में फेरों की संख्या के समानुपाती होता है।

  • विद्युत मोटर: एक विद्युत मोटर में, तार की कुंडली से बहने वाली विद्युत धारा एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है। यह चुंबकीय क्षेत्र बाह्य चुंबकीय क्षेत्र से परस्पर क्रिया करता है, जिससे एक बल उत्पन्न होता है जो कुंडली को घुमाता है। प्रेरित EMF और परिणामी धारा की दिशा लेन्ज़ के नियम द्वारा निर्धारित होती है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि मोटर एक विशिष्ट दिशा में घूमती है।

4. ऊर्जा संरक्षण: लेन्ज़ का नियम ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत के अनुरूप है। प्रेरित EMF और परिणामी धारा चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करती हैं, जिसका अर्थ है कि धारा प्रेरित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र के स्रोत से आती है।

संक्षेप में, लेन्ज़ का नियम किसी चालक को परिवर्ती चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में लाने पर उसमें प्रेरित विद्युत वाहक बल (EMF) और उससे उत्पन्न धारा की दिशा की मूलभूत समझ प्रदान करता है। इसका उपयोग जनित्र, ट्रांसफॉर्मर और विद्युत मोटर जैसे विभिन्न विद्युत चुंबकीय उपकरणों में व्यावहारिक रूप से होता है।

लेन्ज़ का नियम सूत्र

लेन्ज़ का नियम विद्युत चुंबकत्व का एक मूलभूत नियम है जो किसी चालक को परिवर्ती चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में लाने पर उसमें प्रेरित विद्युत वाहक बल (EMF) की दिशा का वर्णन करता है। यह नियम कहता है कि चालक में प्रेरित EMF हमेशा ऐसी दिशा में होता है कि वह चालक से होकर जाने वाले चुंबकीय फ्लक्स में हो रहे परिवर्तन का विरोध करे।

लेन्ज़ के नियम का गणितीय रूप इस प्रकार है:

$$ EMF = -\frac{dΦ}{dt} $$

जहाँ:

• $EMF$ चालक में प्रेरित विद्युत वाहक बल है, वोल्ट $(V)$ में
• $Φ$ चालक से होकर जाने वाला चुंबकीय फ्लक्स है, वेबर $(Wb)$ में
• $t$ समय है, सेकंड $(s)$ में

समीकरण में ऋण चिह्न दर्शाता है कि चालक में प्रेरित EMF चुंबकीय फ्लक्स में हो रहे परिवर्तन का विरोध करता है।

लेन्ज़ के नियम के उदाहरण

लेन्ज़ के नियम के क्रियान्वयन के कई उदाहरण हैं। कुछ सामान्य उदाहरण इस प्रकार हैं:

• घूमता हुआ चुंबक: जब एक चुंबक को तार के कुंडले के पास घुमाया जाता है, तो बदलता चुंबकीय क्षेत्र कुंडले में एक EMF प्रेरित करता है। EMF की दिशा ऐसी होती है कि यह चुंबक की गति का विरोध करती है। यही कारण है कि तार के कुंडले के पास चुंबक को घुमाना कठिन होता है।
• गिरता हुआ चुंबक: जब एक चुंबक को तार के कुंडले के माध्यम से गिराया जाता है, तो बदलता चुंबकीय क्षेत्र कुंडले में एक EMF प्रेरित करता है। EMF की दिशा ऐसी होती है कि यह चुंबक की गति का विरोध करती है। यही कारण है कि एक चुंबक तार के कुंडले के माध्यम से हवा की तुलना में धीरे गिरता है।
• ट्रांसफॉर्मर: एक ट्रांसफॉर्मर एक ऐसा उपकरण है जो लेंज के नियम का उपयोग करके प्रत्यावर्ती धारा (AC) विद्युत संकेत के वोल्टेज को बदलता है। ट्रांसफॉर्मर में तार की दो कुंडलियाँ होती हैं, एक प्राथमिक कुंडली और एक द्वितीयक कुंडली। प्राथमिक कुंडली को AC पावर स्रोत से जोड़ा जाता है, और द्वितीयक कुंडली को लोड से जोड़ा जाता है। प्राथमिक कुंडली में बदलता चुंबकीय क्षेत्र द्वितीयक कुंडली में एक EMF प्रेरित करता है। EMF की दिशा ऐसी होती है कि यह चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करती है। इससे द्वितीयक कुंडली में वोल्टेज प्राथमिक कुंडली के वोल्टेज से या तो अधिक या कम होता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि प्रत्येक कुंडली में कितने मोड़ हैं।

लेंज का नियम विद्युत चुंबकत्व का एक मौलिक नियम है जिसके विद्युत अभियांत्रिकी और अन्य क्षेत्रों में कई महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं।

लेंज के नियम के अनुप्रयोग

लेनज़ का नियाम विद्युतचुंबकत्व का एक मूलभूत नियाम है जो यह वर्णन करता है कि जब किसी चालक को परिवर्ती चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में लाया जाता है तो उसमें प्रेरित विद्युतवाहक बल (EMF) की दिशा क्या होती है। यह नियाम कहता है कि चालक में प्रेरित EMF हमेशा ऐसी दिशा में होता है जो चालक से गुजरने वाले चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन का विरोध करता है।

लेनज़ के नियाम के अनेक अनुप्रयोग दैनंदिन जीवन में हैं। इसके कुछ सबसे सामान्य उदाहरण इस प्रकार हैं:

• इलेक्ट्रिक जनरेटर: इलेक्ट्रिक जनरेटर लेंज़ के नियम का उपयोग करके यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलते हैं। जब एक चालक को चुंबकीय क्षेत्र में घुमाया जाता है, तो चालक से गुजरने वाला चुंबकीय फ्लक्स बदलता है, जिससे चालक में एक EMF प्रेरित होता है। यह EMF ही जनरेटर में विद्युत धारा प्रवाहित करने का कारण बनता है।
• इलेक्ट्रिक मोटर: इलेक्ट्रिक मोटर लेंज़ के नियम का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलती हैं। जब चुंबकीय क्षेत्र में स्थित किसी चालक से विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो चुंबकीय क्षेत्र और धारा के बीच पारस्परिक क्रिया के कारण चालक पर एक बल लगता है। यह बल चालक को गति देता है, जिसका उपयोग यांत्रिक कार्य करने के लिए किया जा सकता है।
• ट्रांसफॉर्मर: ट्रांसफॉर्मर ऐसे उपकरण होते हैं जो लेंज़ के नियम का उपयोग करके एक सर्किट से दूसरे सर्किट में विद्युत ऊर्जा स्थानांतरित करते हैं। जब प्राथमिक कॉयल से प्रत्यावर्ती धारा (AC) प्रवाहित होती है, तो यह एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र बनाती है। यह बदलता चुंबकीय क्षेत्र प्राथमिक कॉयल के चारों ओर लपेटे गए द्वितीयक कॉयल में एक EMF प्रेरित करता है। द्वितीयक कॉयल में यह EMF द्वितीयक सर्किट में AC धारा प्रवाहित करने का कारण बनता है।
• चुंबकीय ब्रेक: चुंबकीय ब्रेक लेंज़ के नियम का उपयोग करते हुए गतिशील वस्तुओं को धीमा करने या रोकने के लिए उपयोग किए जाते हैं। जब किसी चालक को चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से गति दी जाती है, तो चालक से गुजरने वाला चुंबकीय फ्लक्स बदलता है, जिससे चालक में एक EMF प्रेरित होता है। यह EMF चालक में विद्युत धारा प्रवाहित करता है, जो एक ऐसा बल बनाती है जो चालक की गति का विरोध करता है।

लेनज़ का नियम एक शक्तिशाली उपकरण है जिसका उपयोग विद्युत उपकरणों की विस्तृत श्रृंखला को समझने और डिज़ाइन करने के लिए किया जा सकता है। किसी चालक में प्रेरित EMF की दिशा को समझकर, इंजीनियर ऐसे उपकरण डिज़ाइन कर सकते हैं जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में, या इसके विपरीत, कुशलता से परिवर्तित कर सकते हैं।

लेनज़ का नियम प्रयोग

लेनज़ का नियम विद्युत चुंबकत्व का एक मौलिक सिद्धांत है जो प्रेरित विद्युतचालक बल (EMF) की दिशा और उस चुंबकीय क्षेत्र के बीच संबंध वर्णित करता है जो इसे उत्पन्न करता है। यह कहता है कि प्रेरित EMF की दिशा ऐसी होती है कि यह चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करती है।

प्रयोग

निम्नलिखित प्रयोग लेनज़ के नियम को प्रदर्शित करता है:

1. तार की एक चालक लूप को एक बार चुंबक के पास रखें।
2. चुंबक को लूप की ओर गति करें।
3. लूप से जुड़े गैल्वेनोमीटर के विचलन को देखें।

प्रेक्षण

जब चुंबक को लूप की ओर गति की जाती है, तो गैल्वेनोमीटर एक दिशा में विचलित होता है। जब चुंबक को लूप से दूर गति की जाती है, तो गैल्वेनोमीटर विपरीत दिशा में विचलित होता है।

स्पष्टीकरण

चुंबक की गति एक परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र बनाती है, जो लूप में EMF प्रेरित करता है। प्रेरित EMF की दिशा ऐसी होती है कि यह चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करती है। दूसरे शब्दों में, प्रेरित EMF एक ऐसा चुंबकीय क्षेत्र बनाता है जो चुंबक की गति का विरोध करता है।

उदाहरण

लेनज़ का नियम रोज़मर्रा की जिंदगी में कई अनुप्रयोगों में प्रयुक्त होता है। कुछ उदाहरण इस प्रकार हैं:

• कार में ब्रेक पहियों की गति का विरोध करने वाला चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए लेन्ज़ के नियम का उपयोग करके काम करते हैं।
• एक ट्रांसफॉर्मर प्रत्यावर्ती धारा (AC) विद्युत संकेत के वोल्टेज को बदलने के लिए लेन्ज़ के नियम का उपयोग करता है।
• एक प्रेरण मोटर विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलने के लिए लेन्ज़ के नियम का उपयोग करती है।

लेन्ज़ का नियम विद्युतचुंबकत्व का एक मौलिक सिद्धांत है जिसके रोज़मर्रा की ज़िंदगी में कई अनुप्रयोग हैं। यह विद्युतचुंबकीय क्षेत्रों और उपकरणों के व्यवहार को समझने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है।

प्रकाश का व्यतिकरण

थॉमस यंग के द्वि-झिरी प्रयोग में तीसरा प्रयोग प्रकाश के व्यतिकरण को प्रदर्शित करता है। इस प्रयोग में यंग ने एक एकवर्णी प्रकाश स्रोत (प्रकाश की एकल तरंगदैर्ध्य) का उपयोग किया और इसे दो निकटस्थ झिरियों से गुज़ारा। दोनों झिरियों से निकलने वाली प्रकाश तरंगें एक-दूसरे से व्यतिकरित हुईं, जिससे झिरियों के पीछे रखी स्क्रीन पर उज्जवल और अंधेरे बैंडों की एक पैटर्न बनी।

व्याख्या:

जब दो सुसंगत स्रोतों (स्रोत जिनकी तरंगदैर्ध्य समान हो और समान चरण में हों) से निकलने वाली प्रकाश तरंगें व्यतिकरित होती हैं, तो वे या तो रचनात्मक व्यतिकरण या विनाशात्मक व्यतिकरण उत्पन्न कर सकती हैं। रचनात्मक व्यतिकरण तब होता है जब तरंगें समान चरण में हों और उनकी आयामें एक साथ जुड़ जाती हैं, जिससे एक अधिक चमकीला बैंड बनता है। विनाशात्मक व्यतिकरण तब होता है जब तरंगें विपरीत चरण में हों और उनकी आयामें एक-दूसरे को रद्द कर दें, जिससे एक अंधेरा बैंड बनता है।

यंग के प्रयोग में, दो स्लिटें प्रकाश के सुसंगत स्रोतों के रूप में कार्य करती थीं। दो स्लिटों से आने वाली प्रकाश तरंगें एक-दूसरे के साथ व्यतिकरण करती थीं, जिससे स्क्रीन पर चमकीले और अंधेरे बैंडों की एक पैटर्न बनती थी। बैंडों की स्थिति प्रकाश की तरंगदैर्ध्य और स्लिटों के बीच की दूरी पर निर्भर करती थी।

उदाहरण:

यंग के एक प्रयोग में, उन्होंने 550 नैनोमीटर तरंगदैर्ध्य (हरा प्रकाश) वाले एकवर्णी प्रकाश स्रोत का उपयोग किया और दो स्लिटें 0.5 मिमी की दूरी पर रखी गईं। स्क्रीन को स्लिटों के पीछे 1 मीटर की दूरी पर रखा गया था। स्क्रीन पर चमकीले और अंधेरे बैंडों की पैटर्न देखी गई और बैंडों के बीच की दूरी मापी गई।

बैंडों के बीच की दूरी 0.5 मिमी पाई गई। इसका अर्थ है कि दोनों स्लिटों से आने वाली प्रकाश तरंगों के बीच पथ अंतर 0.5 मिमी था। यह पथ अंतर 2π रेडियन के चरण अंतर के अनुरूप है, जो रचनात्मक व्यतिकरण की स्थिति है।

व्यतिकरण पैटर्न में चमकीले बैंड वे स्थान थे जहाँ दोनों स्लिटों से आने वाली प्रकाश तरंगें समचरण में थीं और उनके आयाम एक-दूसरे में जुड़ जाते थे। अंधेरे बैंड वे स्थान थे जहाँ प्रकाश तरंगें विपरीत चरण में थीं और उनके आयाम एक-दूसरे को रद्द कर देते थे।

महत्व:

यंग के द्वल-झिरी प्रयोग ने प्रकाश की तरंग प्रकृति के लिए प्रबल प्रमाण प्रदान किया। इसने हस्तक्षेप के सिद्धांत को भी प्रदर्शित किया, जो तरंगों का एक मौलिक गुण है। इस प्रयोग ने प्रकाश की हमारी समझ पर गहरा प्रभाव डाला है और क्वांटम यांत्रिकी के विकास में निर्णायक भूमिका निभाई है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न – FAQs

लेनज़ का नियम ऊर्जा संरक्षण कैसे है?

लेनज़ का नियम कहता है कि किसी चालक में प्रेरित विद्युत-चुंबकीय बल (EMF) की दिशा ऐसी होती है कि वह चालक से गुजरने वाले चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करती है। यह नियम ऊर्जा संरक्षण का परिणाम है।

उदाहरण: एक सॉलनॉइड पर लिपटे तार के कुंडली को लीजिए। जब कुंडली से धारा प्रवाहित की जाती है, तो सॉलनॉइड के अंदर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। यदि एक धातु की छड़ को सॉलनॉइड में डाला जाता है, तो चुंबकीय क्षेत्र छड़ में EMF प्रेरित करेगा। EMF की दिशा ऐसी होगी कि वह छड़ से गुजरने वाले चुंबकीय फ्लक्स में वृद्धि का विरोध करती है। इसका अर्थ है कि छड़ में धारा ऐसी दिशा में बहेगी जो एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करेगी जो सॉलनॉइड के चुंबकीय क्षेत्र का विरोध करता है।

ऊर्जा संरक्षण को इस उदाहरण में रॉड में धारा द्वारा किए गए कार्य को ध्यान में रखकर देखा जा सकता है। धारा द्वारा किया गया कार्य सोलेनॉइड में संचित चुंबकीय ऊर्जा में परिवर्तन के बराबर होता है। चूँकि EMF चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करता है, धारा द्वारा किया गया कार्य ऋणात्मक होता है। इसका अर्थ है कि जब रॉड डाला जाता है तो सोलेनॉइड में संचित चुंबकीय ऊर्जा घट जाती है।

लेन्ज़ का नियम विद्युतचुंबकत्व का एक मौलिक नियम है जिसके कई अनुप्रयोग हैं। इसका उपयोग जनित्रों, मोटरों और अन्य विद्युत उपकरणों के डिज़ाइन में किया जाता है।

यहाँ लेन्ज़ के नियम के कुछ अतिरिक्त उदाहरण दिए गए हैं:

• जब एक बार चुंबक को तार के कुंडली की ओर ले जाया जाता है, तो कुंडली में प्रेरित EMF एक धारा प्रवाहित करेगी जो चुंबक की गति का विरोध करने वाली दिशा में होगी।
• जब एक चालक लूप को चुंबकीय क्षेत्र में घुमाया जाता है, तो लूप में प्रेरित EMF एक धारा प्रवाहित करेगी जो लूप के घूर्णन का विरोध करने वाली दिशा में होगी।
• जब एक ट्रांसफॉर्मर को AC पावर स्रोत से जोड़ा जाता है, तो द्वितीयक कुंडली में प्रेरित EMF एक धारा प्रवाहित करेगी जो प्राथमिक कुंडली में चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करने वाली दिशा में होगी।

लेन्ज़ का नियम एक शक्तिशाली उपकरण है जिसका उपयोग विद्युत परिपथों के व्यवहार को समझने और भविष्यवाणी करने के लिए किया जा सकता है।

लेन्ज़ के नियम और फैराडे के नियम में क्या अंतर है?

लेन्ज़ का नियम

• लेंज़ का नियम फैराडे के विद्युतचुंबकीय प्रेरण नियम का एक परिणाम है।
• यह कहता है कि प्रेरित विद्युत्-चालक बल (EMF) की दिशा ऐसी होती है कि वह चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करती है।
• दूसरे शब्दों में, लेंज़ का नियम उस धारा की दिशा का पूर्वानुमान लगाता है जो किसी चालक में प्रवाहित होगी जब चुंबकीय क्षेत्र परिवर्तित हो रहा हो।

उदाहरण:

एक सॉलिनॉइड पर विचार करें जिसके चारों ओर तार की एक कुंडली लपेटी गई है। जब कुंडली से धारा प्रवाहित की जाती है, तो सॉलिनॉइड के अंदर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। यदि एक धातु की छड़ सॉलिनॉइड में डाली जाती है, तो चुंबकीय क्षेत्र छड़ में एक EMF प्रेरित करेगा। EMF की दिशा ऐसी होगी कि वह छड़ के डाले जाने के कारण चुंबकीय फ्लक्स में वृद्धि का विरोध करेगी। इससे छड़ में एक धारा प्रवाहित होगी जो चुंबकीय क्षेत्र का विरोध करती है।

फैराडे का नियम

• फैराडे का विद्युतचुंबकीय प्रेरण नियम कहता है कि एक परिवर्तित चुंबकीय क्षेत्र किसी चालक में एक EMF प्रेरित करता है।
• EMF की परिमाण चुंबकीय फ्लक्स के परिवर्तन की दर के समानुपाती होती है।
• EMF की दिशा लेंज़ के नियम द्वारा दी जाती है।

उदाहरण:

उसी सॉलिनॉइड को लें जैसा कि लेंज़ के नियम के उदाहरण में था। जब कुंडली से धारा प्रवाहित की जाती है, तो सॉलिनॉइड के अंदर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। यदि एक धातु की छड़ को सॉलिनॉइड के अंदर ले जाया जाए, तो चुंबकीय क्षेत्र बदल जाएगा। चुंबकीय फ्लक्स में यह परिवर्तन छड़ में एक EMF प्रेरित करेगा। EMF की दिशा ऐसी होगी कि यह छड़ की गति के कारण चुंबकीय फ्लक्स में आए परिवर्तन का विरोध करेगी। इससे छड़ में धारा इस दिशा में प्रवाहित होगी जो चुंबकीय क्षेत्र का विरोध करती है।

सारांश

• लेंज़ का नियम विद्युत-चुंबकीय प्रेरण के फैराडे के नियम का एक परिणाम है।
• लेंज़ का नियम यह भविष्यवाणी करता है कि जब चुंबकीय क्षेत्र बदल रहा हो तो किसी चालक में प्रवाहित होने वाली धारा की दिशा क्या होगी।
• फैराडे का नियम कहता है कि परिवर्तित चुंबकीय क्षेत्र किसी चालक में EMF प्रेरित करता है।
• EMF का परिमाण चुंबकीय फ्लक्स के परिवर्तन की दर के समानुपाती होता है।
• EMF की दिशा लेंज़ के नियम द्वारा दी जाती है।

लेंज़ के नियम की प्रमुख महत्ता क्या है?

लेंज़ का नियम विद्युत-चुंबकत्व का एक मौलिक नियम है जो किसी चालक में प्रेरित विद्युत-चालक बल (EMF) की दिशा का वर्णन करता है जब उसे परिवर्तित चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में लाया जाता है। यह कहता है कि चालक में प्रेरित EMF हमेशा ऐसी होती है कि यह चालक के माध्यम से होने वाले चुंबकीय फ्लक्स के परिवर्तन का विरोध करती है। दूसरे शब्दों में, लेंज़ का नियम यह भविष्यवाणी करता है कि जब किसी चालक को परिवर्तित चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में लाया जाता है तो उसमें प्रवाहित होने वाली धारा की दिशा क्या होगी।

लेनज़ के नियम का प्रमुख महत्व यह है कि यह हमें यह भविष्यवाणी करने देता है कि जब किसी चालक को परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में लाया जाता है तो उसमें किस दिशा में धारा प्रवाहित होगी। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यह हमें ऐसे विद्युत उपकरणों को डिज़ाइन करने देता है जो यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में रूपांतरित कर सकते हैं, जैसे जनरेटर, और ऐसे विद्युत उपकरण जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में रूपांतरित कर सकते हैं, जैसे मोटर।

लेनज़ के नियम को निम्नलिखित उदाहरण द्वारा समझाया जा सकता है। मान लीजिए एक चालक तार का लूप एकसमान चुंबकीय क्षेत्र में रखा गया है। यदि चुंबकीय क्षेत्र को अचानक बढ़ा दिया जाए, तो लूप से होकर जाने वाला चुंबकीय फ्लक्स भी बढ़ जाएगा। लेनज़ के नियम के अनुसार, लूप में प्रेरित EMF ऐसा होगा कि यह चुंबकीय फ्लक्स की वृद्धि का विरोध करता है। इसका अर्थ है कि लूप में धारा ऐसी दिशा में प्रवाहित होगी जो एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करेगी जो मूल चुंबकीय क्षेत्र का विरोध करती है।

लेनज़ के नियम का एक अन्य उदाहरण जनरेटर का संचालन है। जनरेटर एक ऐसा उपकरण है जो यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। यह चुंबकीय क्षेत्र में एक चालक को घुमाकर ऐसा करता है। जैसे ही चालक घूमता है, वह चुंबकीय क्षेत्र को काटता है और चालक में एक EMF प्रेरित होती है। EMF की दिशा ऐसी होती है कि यह चालक के घूर्णन का विरोध करती है। इसका अर्थ है कि चालक में धारा ऐसी दिशा में बहेगी जो एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है जो मूल चुंबकीय क्षेत्र का विरोध करता है। विरोधी चुंबकीय क्षेत्र चालक पर एक टॉर्क लगाता है, जिससे वह घूमता है। चालक का घूर्णन विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है।

लेनज़ का नियम विद्युत चुंबकत्व का एक मौलिक नियम है जिसका विद्युत उपकरणों के डिज़ाइन में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं। यह हमें यह भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है कि चालक में धारा किस दिशा में बहेगी जब उसे परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में लाया जाता है। यह उन विद्युत उपकरणों को डिज़ाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है जो यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित कर सकते हैं, जैसे कि जनरेटर, और वे विद्युत उपकरण जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित कर सकते हैं, जैसे कि मोटर।

लेनज़ के नियम में ऋण चिह्न क्या इंगित करता है?

लेन्ज़ का नियम कहता है कि किसी चालक में प्रेरित विद्युत-चालक बल (EMF) की दिशा ऐसी होती है कि वह चालक से गुजरने वाले चुंबकीय फ्लक्स में होने वाले परिवर्तन का विरोध करती है। लेन्ज़ के नियम में ऋणात्मक चिह्न यह दर्शाता है कि प्रेरित EMF चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन के कारण का विरोध करने के लिए कार्य करता है।

उदाहरण:

1. एक बार चुंबक को तार के कुंडल की ओर ले जाया जाता है। कुंडल से गुजरने वाला चुंबकीय फ्लक्स बढ़ता है, इसलिए कुंडल में प्रेरित EMF एक धारा उत्पन्न करता है जो चुंबकीय फ्लक्स में वृद्धि का विरोध करने वाली दिशा में बहती है। यह धारा एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है जो बार चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र का विरोध करता है, जिससे चुंबक की गति धीमी हो जाती है।

2. एक चालक छड़ को चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से गुजारा जाता है। जैसे-जैसे छड़ चलती है, उससे गुजरने वाला चुंबकीय फ्लक्स बदलता है, इसलिए छड़ में प्रेरित EMF एक धारा उत्पन्न करता है जो चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करने वाली दिशा में बहती है। यह धारा एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के चुंबकीय क्षेत्र का विरोध करता है, जिससे छड़ की गति धीमी हो जाती है।

3. एक सोलेनॉइड को एक बैटरी से जोड़ा गया है। जब बैटरी चालू की जाती है, तो सोलेनॉइड में धारा एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। सोलेनॉइड से गुजरने वाला चुंबकीय फ्लक्स बढ़ता है, इसलिए सोलेनॉइड में प्रेरित EMF एक धारा उत्पन्न करता है जो चुंबकीय फ्लक्स में वृद्धि का विरोध करने वाली दिशा में बहती है। यह धारा एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है जो सोलेनॉइड के चुंबकीय क्षेत्र का विरोध करता है, जिससे चुंबकीय क्षेत्र के विकास की गति धीमी हो जाती है।

लेनज़ के नियम में ऋणात्मक चिह्न यह याद दिलाता है कि प्रेरित विद्युत्-वाहक बल चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन के कारण का विरोध करता है। यह नियम यह समझने के लिए महत्वपूर्ण है कि विद्युत-चुंबकीय उपकरण—जैसे जनित्र, मोटर और ट्रांसफॉर्मर—कैसे काम करते हैं।

लेनज़ का नियम कहाँ प्रयुक्त होता है?

लेनज़ का नियम विभिन्न अनुप्रयोगों में प्रयुक्त होता है, जिनमें शामिल हैं:

• इलेक्ट्रिक मोटर: लेंज़ का नियम बताता है कि जब किसी मोटर से धारा प्रवाहित की जाती है तो वह घुमती क्यों है। जब तार के कुंडल से धारा बहती है तो वह चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। यह चुंबकीय क्षेत्र मोटर के स्थायी चुंबकों के क्षेत्र से परस्पर क्रिया करता है, जिससे कुंडल घूमने लगता है।
• जनरेटर: लेंज़ का नियम यह भी समझाता है कि जनरेटर कैसे काम करते हैं। जब तार का कुंडल किसी चुंबकीय क्षेत्र में घुमाया जाता है तो वह धारा उत्पन्न करता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि बदलता हुआ चुंबकीय क्षेत्र कुंडल में एक विद्युत-चालक बल (EMF) प्रेरित करता है। यह EMF कुंडल से धारा प्रवाहित करवाता है।
• ट्रांसफॉर्मर: ट्रांसफॉर्मर Lenz’s law का उपयोग AC सिग्नल का वोल्टेज बदलने के लिए करते हैं। ट्रांसफॉर्मर में दो तारों के कुंडल होते हैं—प्राइमरी कुंडल और सेकेंडरी कुंडल। प्राइमरी कुंडल AC बिजली स्रोत से जुड़ा होता है। जब AC धारा प्राइमरी कुंडल से बहती है तो वह बदलता हुआ चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। यह बदलता क्षेत्र सेकेंडरी कुंडल में EMF प्रेरित करता है। यह EMF सेकेंडरी कुंडल से धारा प्रवाहित करवाता है। सेकेंडरी कुंडल में धारा का वोल्टेज प्राइमरी और सेकेंडरी कुंडलों की फेरों की संख्या के अनुपात में होता है।
• चुंबकीय ब्रेक: चुंबकीय ब्रेक Lenz’s law का उपयोग करते हुए चलती वस्तुओं को धीमा या रोकते हैं। चुंबकीय ब्रेक में तार का कुंडल और धातु का डिस्क होता है। जब कुंडल से धारा बहती है तो वह चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। यह क्षेत्र धातु के डिस्क के चुंबकीय क्षेत्र से परस्पर क्रिया करता है, जिससे डिस्क धीमा पड़ता है या रुक जाता है।

यहाँ कुछ अतिरिक्त उदाहरण दिए गए हैं जहाँ लेंज़ का नियम प्रयुक्त होता है:

• चुंबकीय लेविटेशन (मैगलेव) ट्रेनें: मैगलेव ट्रेनें लेंज़ के नियम का उपयोग कर पटरियों के ऊपर लेविटेट करती हैं। ट्रेनें सुपरकंडक्टिंग चुंबकों का उपयोग कर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती हैं जो पटरियों के चुंबकीय क्षेत्र को विकर्षित करता है। यह प्रतिकर्षण बल ट्रेनों को पटरियों के ऊपर लेविटेट करता है, जिससे वे बहुत अधिक गति से यात्रा कर सकती हैं।

• चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (MRI) मशीनें: MRI मशीनें लेंज़ के नियम का उपयोग कर शरीर के अंदर की छवियाँ बनाती हैं। MRI मशीनें शक्तिशाली चुंबकों का उपयोग कर एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती हैं। यह चुंबकीय क्षेत्र शरीर में मौजूद प्रोटॉनों को चुंबकीय क्षेत्र के अनुरूप संरेखित करता है। जब चुंबकीय क्षेत्र बंद किया जाता है, तो प्रोटॉन शिथिल होते हैं और एक रेडियो आवृत्ति सिग्नल उत्सर्जित करते हैं। यह रेडियो आवृत्ति सिग्नल MRI मशीन द्वारा संसूचित होता है और शरीर के अंदर की छवियाँ बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

• धातु डिटेक्टर: धातु डिटेक्टर लेंज़ के नियम का उपयोग कर धातु वस्तुओं की उपस्थिति का पता लगाते हैं। धातु डिटेक्टर में तार का एक कुंडल और एक धातु डिटेक्टर प्रोब होता है। जब धातु डिटेक्टर प्रोब को किसी धातु वस्तु के ऊपर से गुजारा जाता है, तो धातु वस्तु एक परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। यह परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र तार के कुंडल में एक EMF प्रेरित करता है। यह EMF तार के कुंडल से धारा प्रवाहित करता है, जिसे धातु डिटेक्टर द्वारा संसूचित किया जाता है।