वैद्युत चुंबकीय अवमंदन

Electromagnetic damping

वैद्युतचुम्बकीय अवमंदन, भौतिकी में एक अवधारणा है, जो वैद्युतचुम्बकीय बलों की उपस्थिति के कारण वस्तुओं को धीरे-धीरे अपनी गति या दोलनों को खोने के तरीके से संबंधित है।

काल्पनिक प्रयोग

एक पेंडुलम – एक स्ट्रिंग से लटका हुआ वजन है – जो आगे और पीछे झूलते हुए सेट करने के लिए थोड़ा धक्का देते हैं। भौतिकी के नियमों के कारण, इस पेंडुलम की चाल स्वाभाविक रूप से कम हो जायेगी और अंततः वः रुक जायेगा। गति के धीमा होने की इस प्रक्रिया को अवमंदन कहा जाता है।

विद्युत चुम्बकीय अवमंदन की घटना तब होती है,जब एक चलित कंडक्टर ( एक पेंडुलम या एक कॉइल की तरह ), एक चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से अपनी गति के कारण, एक बल का अनुभव करता है। यह बल गति का विरोध करता है और वस्तु को अपनी ऊर्जा खोने और समय के साथ धीमा करने का कारण बनता है।

दो अनुप्रयोगों से वद्युतचुम्बकीय अवमंदन की एक समझ

अदृश्य बल क्षेत्र के रूप में

वैद्युतचुम्बकीय अवमंदन विशेष रूप से तब कार्य करता है, जब कोई चलती हुई वस्तु (जैसे की पेंडुलम अथवा कोई अन्य वस्तु ), घिरे हुए चुंबकीय क्षेत्र में चल रही हो। इस प्रकार,एक चुंबकीय क्षेत्र, मैग्नेट या मूविंग चार्ज ( जैसे वैद्युतधाराओं ) द्वारा बनाया गया, एक अदृश्य बल क्षेत्र है। जब पेंडुलम इस चुंबकीय क्षेत्र से गुजरता है, तो यह चलती पेंडुलम और चुंबकीय क्षेत्र के बीच बातचीत के कारण प्रतिरोध या खींचें का अनुभव करता है। यह परस्पर प्रभाव कुछ गतिज ऊर्जा ( गति की ऊर्जा ) को पेंडुलम की ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित करता है, जिससे यह अपनी गति को और अधिक तेज़ी से खो देता है।

एक हवादार क्षेत्र के रूप में

वैद्युतचुम्बकीय अवमंदन को एक हवादार क्षेत्र के माध्यम से बाइक की सवारी की तरह भी समझा जा सकता है। हवा, बाइक की सवारी को विपरीत दिशा में धकेलती है, जिससे पेडल करना मुश्किल हो जाता है और कुल गति धीमी हो जाती है। इसी तरह, वैद्युतचुम्बकीय अवमंदन एक "हवा" की तरह काम करता है जो पेंडुलम की गति का विरोध करता है, जिससे यह अपनी ऊर्जा खो देता है और अंततः झूलना बंद कर देता है।

चुंबकीय क्षेत्र परस्पर प्रभाव जब एक कंडक्टर चुंबकीय क्षेत्र से गुजरता है, तो यह चुंबकीय प्रवाह की रेखाओं में कटौती करता है। यह परस्पर प्रभाव कंडक्टर में एक इलेक्ट्रोमोटिव बल ( EMF ) उत्पन्न करता है, जो कंडक्टर के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के लिए आनुपातिक है।

गणितीय रूप से

चुंबकीय क्षेत्र पारस्परिक प्रभाव

एक बल के रूप में वैद्युतचुम्बकीय अवमंदन को नीचे दीये गए गणितीय सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है।

$EMF=-B\cdot v\cdot l$

जहाँ पर :

•    EMF वोल्ट ( में इलेक्ट्रोमोटिव बल प्रेरित ) है।
•    B टेस्ला ( में चुंबकीय क्षेत्र ) की ताकत है।
•    v चुंबकीय क्षेत्र के लिए लंबवत कंडक्टर का वेग है ( मीटर प्रति सेकंड )।
•    l कंडक्टर की लंबाई है, जो चुंबकीय क्षेत्र ( मीटर ) में कटौती करता है।

लेनज़ का नियम

लेनज़ का नियम बताता है कि प्रेरित प्रवाह ( और परिणामी चुंबकीय क्षेत्र ) की दिशा ऐसी होगी कि यह चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन का विरोध करेगी, जिसके कारण यह हुआ। एक चलित कंडक्टर के मामले में, इसका तात्पर्य यह है कि, प्रेरित प्रवाह , एक ऐसा चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, जो कंडक्टर की गति का विरोध करता है। यह वह स्थान है, जहाँ से अवमन्दन प्रभाव में आता है।

विद्युत चुम्बकीय बल और अवमन्दन

कंडक्टर में प्रेरित धारा बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के साथ बातचीत करती है, जिससे एक बल बनता है जो कंडक्टर की गति का विरोध करता है. यह बल द्वारा दिया गया है:

$F_{damping}=-B\cdot I\cdot l$

जहाँ पर:

   Fdamping न्यूटन ( में अवमन्दन बल ) है,

   I कंडक्टर में प्रेरित प्रवाह है (एम्पीयर में ),

   L कंडक्टर की लंबाई है, जो चुंबकीय क्षेत्र (मीटर) में कटौती करता है,

गति का समीकरण

जब एक भिगोना बल एक चलती वस्तु पर कार्य करता है, तो यह उसके त्वरण को प्रभावित करता है. विद्युत चुम्बकीय भिगोना के मामले में, इसे गति के समीकरण में शामिल किया जा सकता है:

$F_{net}=m\cdot a=-B\cdot I\cdot l$

जहाँ पर:

   m वस्तु का द्रव्यमान है ( किलोग्राम में )।

   a वस्तु का त्वरण है ( मीटर प्रति सेकंड वर्ग ) में।

इन समीकरणों के संयोजन से, किसी चुंबकीय क्षेत्र में,कंडक्टर की गति से,विद्युत चुम्बकीय अवमन्दन का,विश्लेषण कीया जा सकता है। सार में,अवमन्दन बल गति का विरोध करेगा, जिससे समय के साथ वस्तु के वेग और ऊर्जा में कमी आएगी.

ध्यान रखें

यह एक सरलीकृत स्पष्टीकरण है, और वास्तविक विश्लेषण में अधिक जटिल परिस्थितियां और अतिरिक्त कारक शामिल हो सकते हैं। विद्युत चुम्बकीय अवमंदनऔर इसके गणितीय आधार को समझने के लिए इस प्रकार का घटना विश्लेष्ण एक अच्छा प्रारंभिक बिंदु है ।

सारांश में

वैद्युतचुम्बकीय अवमंदन, वह प्रक्रिया है, जहां किसी वस्तु की गति, झूलते हुए पेंडुलम की तरह, धीमी हो जाती है। अंततः,वस्तु की गति और एक चुंबकीय क्षेत्र के बीच पारस्परिक प्रभाव के कारण बन गए प्रतिरोध के रहते शून्य हो जाती है। यह पारस्परिक प्रभाव, गतिज ऊर्जा को उष्मित ऊर्जा में परिवर्तित करता है, जो अवमंदन प्रभाव का कारक है।

वास्तविक जगत के विभिन्न अनुप्रयोगों में, वैद्युतचुम्बकीय अवमंदन, की यह अवधारण महत्वपूर्ण है, जैसे कि वैद्युतजनरेटर में, जहां चुंबकीय क्षेत्रों का परस्पर व्यवहार के कारण चलित भाग,अवमंदन अनुभवक्र सकते हैं। वैद्युतचुम्बकीय अवमंदन को समझना इंजीनियरों को अधिक कुशल और विश्वसनीय प्रणाली अभिकल्पित (डिजाइन) करने में मदद करते हैं।