வரையறை, விளக்கம், சூத்திரங்கள்,தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு சிக்கல்கள் | மின்காந்த தூண்டல் - இரு நீண்ட பொது அச்சு கொண்ட வரிச்சுருள்களுக்கிடையே பரிமாற்று மின்தூண்டல் எண் | 12th Physics : UNIT 4 : Electromagnetic Induction and Alternating Current
இரு நீண்ட பொது அச்சு கொண்ட வரிச்சுருள்களுக்கிடையே பரிமாற்று மின்தூண்டல்
எண்
சமநீளம் l கொண்ட இரண்டு பொது - அச்சு வரிச்சுருள்களைக் கருதுக. வரிச்சுருள்களின் ஆரங்களுடன் ஒப்பிடும் போது அவற்றின் நீளம் அதிகமாதலால், வரிச்சுருள்களுக்கு உட்புறம் உருவாகும் காந்தப்புலம் சீரானதாக அமையும். மேலும் முனைகளில் ஏற்படும் சீரற்ற காந்தப்புல விளைவு (fringing effect) புறக்கணிக்கத்தக்கது எனக்கொள்வோம். படம் 4.22 இல் காட்டியுள்ளவாறு A1 மற்றும் A2 என்பன வரிச்சுருள்களின் குறுக்கு வெட்டுப்பரப்புகள் என்க. A2 -ஐ விட A1 பெரியது என்போம். இவற்றின் சுற்று அடர்த்திகள் முறையோ n1 மற்றும் n2 ஆகும்.
வரிச்சுருள் 1-இன் வழியே பாயும் மின்னோட்டம்
i1என்க. அதனுள் உருவாகும் காந்தப்புலம்
வரிச்சுருள் 2-இன் பரப்பு வழியே செல்லும் இன் காந்தபுலக்கோடுகள் அதன் ஒவ்வொரு சுற்றுடனும் தொடர்பு கொள்கிறது. வரிச்சுருள்
2-இல் ஒரு சுற்றுடன் தொடர்பு கொண்ட காந்தப்பாயம்
வரிச்சுருள் 2-இல் உள்ள N2 சுற்றுடன்
தொடர்பு கொண்ட காந்தப்பாயம் அல்லது மொத்த காந்தப்பாயத் தொடர்பு
நமக்குத் தெரியும் N2Ø21 மேற்கண்ட சமன்பாடுகளை ஒப்பிட
இதுவே வரிச்சுருள் 1-ஐப் பொருத்து வரிச்சுருள்
2-இன் பரிமாற்று மின் தூண்டல் எண்ணிற்கான(M21) கோவை ஆகும். இதுபோன்றே கீழ்கண்டவாறு
வரிச்சுருள் 2-ஐப் பொருத்து வரிச்சுருள் 1-இன் பரிமாற்று மின்தூண்டல் எண் M12-ஐக்
காணலாம். வரிச்சுருள் 2-இன் வழியே பாயும் மின்னோட்டம் i2 எனில், அதனுள்
உருவாக்கும் காந்தப்புலம்
இந்த காந்தப்புலம் B2 வரிச்சுருள்
2-ன் உள்புறம் சீராகவும், வெளிப்புறம் ஏறக்குறைய சுழியாகவும் இருக்கும். எனவே, வரிச்சுருள்
1-இல் காந்தப்புலம் B2 உள்ள விளைவுப்பரப்பு (effective area) A2
ஆகும். பரப்பு A1 அல்ல. வரிச்சுருள் 1-இல் ஒரு சுற்றுடன் தொடர்பு கொண்ட
காந்தப்பாயம்
வரிச்சுருள் 1-இல் உள்ள N1 சுற்றுடன்
தொடர்பு கொண்ட காந்தப்பாயம் அல்லது மொத்த காந்தப்பாயத் தொடர்பு
N2Ø21 = M12 i2 என்பதால், நாம் பெறுவது
சமன்பாடு (4.13) மற்றும் (4.14) இல் இருந்து
நாம் இவ்வாறு எழுதலாம்.
பொதுவாக இரு நீண்ட பொது-அச்சு வரிச்சுருள்களுக்கு
இடையேயான பரிமாற்று மின்தூண்டல் எண் ஆனது
ஒப்புமை உட்புகுதிறன் μr கொண்ட
மின்காப்பு ஊடகம் வரிச்சுருள்களுக்கு உட்புறம் இருந்தால்,
எடுத்துக்காட்டு
4.12
முதலாவது கம்பிச்சுருளில் பாயும் மின்னோட்டம்
2A இல் இருந்து 10 A ஆக 0.4 விநாடியில் மாறுகிறது. இரண்டாவது கம்பிச்சுருளில் 60
mV மின்னியக்கு விசை தூண்டப்பட்டால், இரு கம்பிச்சுருள்களுக்கு இடையே உள்ள பரிமாற்று
மின்தூண்டல் எண்ணைக் காண்க. மேலும் முதலாவது கம்பிச்சுருளில் பாயும் மின்னோட்டம் 4
A இல் இருந்து 16 A ஆக 0.03 விநாடியில் மாறும்போது, இரண்டாவது கம்பிச்சுருளில் தூண்டப்பட்ட
மின்னியக்கு விசையைக் கணக்கிடுக. தூண்டப்பட்ட மின்னியக்கு விசையின் எண்மதிப்பை மட்டும்
கருதுக.
தீர்வு:
நேர்வு (i) :
di1 = 10 - 2 = 8 A; dt = 0.4
S;
ε2 =
60x 10-3V
நேர்வு (ii) :
di1 = 16 - 4 = 12 A; dt
= 0.03 S
(i) கம்பிச்சுருள்கள் இடையேயான பரிமாற்றுமின்தூண்டல்
எண்
(ii) முதல் கம்பிச்சுருளில் மின்னோட்டம் மாறும்வீதத்தால்
இரண்டாவது கம்பிச்சுருளில் தூண்டப்பட்ட மின்னியக்கு விசை
எடுத்துக்காட்டு
4.13
படத்தில் காட்டியுள்ளவாறு, இரண்டு ஒரு-தள,
பொது- அச்சு கொண்ட வட்ட கம்பிச்சுருள்கள் A மற்றும் B-ஐக் கருதுக. கம்பிச்சுருள்
A-இன் ஆரம் 20 cm மற்றும் கம்பிச்சுருள் B-இன் ஆரம் 2 cm ஆகும். கம்பிச்சுருள்கள்
A மற்றும் B-இல் உள்ள சுற்றுகள் முறையே 200 மற்றும் 1000 ஆகும். கம்பிச்சுருள்கள் இடையேயான
பரிமாற்றுமின்தூண்டல் எண்ணைக் கணக்கிடுக. கம்பிச்சுருள் A-இல் உள்ள மின்னோட்டம் 2
A இல் இருந்து 6 A ஆக 0.04 விநாடியில் மாறினால், கம்பிச்சுருள் B-இல் தூண்டப்பட்ட மின்னியக்கு
விசை மற்றும் அந்தக் கணத்தில் கம்பிச்சுருள் B வழியேயான காந்தப்பாயம் மாறும் வீதம்
ஆகியவற்றைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு:
NA = 200 சுற்றுகள்;
NB = 1000 சுற்றுகள்;
rA = 20 X 10-2m;
rB = 2 X 10-2 m;
dt = 0.04 s;
diA = 6-2 = 4A
கம்பிச்சுருள் A-இல் பாயும் மின்னோட்டம் iA
என்க. வட்ட கம்பிச்சுருள் A-இன் மையத்தில் உள்ள காந்தப்புலம் BA ஆனது
கம்பிச்சுருள் B-இன் காந்தப்பாயத்தொடர்பு
கம்பிச்சுருள்கள் இடையேயான பரிமாற்று மின்தூண்டல்
எண்
கம்பிச்சுருள்B-இல் தூண்டப்பட்ட மின்னியக்கு
விசை
கம்பிச்சுருள் B-இல் காந்தப்பாயம் மாறும் வீதம்