චුම්භක ප්රේරණය - ගැටළු සහ විසඳුම්
1. සන්නායක වයරයේ චුම්භක ප්රේරණයට පහත සාධක බලපායි.
(1) වයරය තුළ ගලා යන ධාරාව
(2) අවසරය
(3) වයර් ඝනත්වය
(4) වයරයේ සිට ලක්ෂ්යයක් දක්වා ඇති දුර
කුමන ප්රකාශ නිවැරදිද?
විසඳුම:
වයරයක චුම්භක ප්රේරණයේ සමීකරණය:
μ o = රික්තයක හෝ චුම්භක නියතයක පාරගම්යතාව
I = වයරය මත ගලා යන විදුලි ධාරාව
r = වයරයේ සිට ලක්ෂ්යයක් දක්වා ඇති දුර
B = චුම්භක ප්රේරණයේ විශාලත්වය
2. පහත චුම්භක ප්රේරණයට අදාළ ප්රකාශ සටහන් කරන්න.
(1) වයරය තුළ ගලා යන ධාරාව
(2) රික්තකයක පාරගම්යතාව
(3) වයර් හරස්කඩ ප්රදේශය
(4) වයර් ඝනත්වය
වයර් සන්නායකයක චුම්භක ප්රේරණ විශාලත්වයට බලපාන දේ.
විසඳුමක්
චුම්භක ප්රේරණ සූත්රය සහ පෙර විස්තරය ඉගෙන ගන්න.
3. සන්නායක වයරය මත විද්යුත් ධාරාව I ගලා යයි. රවුමේ (P) මධ්යයේ චුම්භක ප්රේරණය කුමක්ද ? (µ o = 4π.10 -7 Wb.m -1 .A -1 )
දන්නා:
වෘත්තයේ අරය (r) = 6 cm = 6 x 10-2 මීටර්
විදුලි ධාරාව (I) = 8 ඇම්පියර්
රික්තකයක පාරගම්යතාව (µ o ) = 4π x 10 -7 Wb.A -1 m -1
අවශ්යයි: රවුමේ මධ්යයේ චුම්භක ප්රේරණය (P)
විසඳුම:
360 o – 90 o = 270 o . 270 o / 360 o = 3/4 එවිට 270 o = 3/4 පරිධිය
ලූප ගණනාවක් සහිත දඟරයේ මධ්යයේ ඇති චුම්භක ක්ෂේත්ර සූත්රය:
B = චුම්භක ක්ෂේත්රය, N = දඟර ගණන, I = විද්යුත් ධාරාව, r = වක්රතා අරය
ඉහත ගැටලුවේදී, සමීකරණයෙන් N ඉවත් කිරීම සඳහා එක් දඟරයක් පමණක් ඇත. ඉහත ගැටලුවේ වයර් දඟරය 1 කවයක් නොව 3/4 කවයකි. ඉහත සූත්රය මෙම ගැටළුව සමඟ නැවත සකස් කර ඇත:
රවුමේ මධ්යයේ චුම්භක ප්රේරණය :
4. රූපයේ දැක්වෙන පරිදි වෘත්තාකාර වයරයක් මත 2 A ධාරාවක් ගලා යයි. වෘත්තයේ අරය 4π cm නම් P ලක්ෂ්යයේ දී චුම්භක ප්රේරණයේ විශාලත්වය සහ දිශාව කුමක්ද ?
දන්නා:
අරය (r) = 4π සෙ.මී. = 4π x 10-2 මීටර්
විදුලි ධාරාව (I) = 2 ඇම්පියර්
රික්තකයක පාරගම්යතාව (µ o ) = 4π x 10 -7 Wb.A -1 m -1
අවශ්ය වන්නේ: P ලක්ෂ්යයේ දී චුම්භක ප්රේරණයේ T විශාලත්වය සහ දිශාව
විසඳුම:
ඉහත ගැටලුවේ වයර් දඟරය රවුමෙන් 1/2 කි.
P ලක්ෂ්යයේ චුම්භක ප්රේරණයේ විශාලත්වය :
චුම්භක ප්රේරණයට අදාළ සංකල්පීය ප්රශ්න 20ක් සහ පිළිතුරු:
1. ප්රශ්නය: චුම්භක ප්රේරණය යනු කුමක්ද?
පිළිතුර: චුම්භක ප්රේරණය හෙවත් චුම්භක ප්රවාහ ඝනත්වය යනු දී ඇති ප්රදේශයක චුම්භක ක්ෂේත්ර රේඛා සාන්ද්රණය මැනීමකි. එය B සංකේතයෙන් නිරූපණය වන අතර ටෙස්ලා (T) ඒකක ඇත.
2. ප්රශ්නය: චුම්භක ප්රේරණය චුම්භක ක්ෂේත්රයට සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: චුම්භක ප්රේරණය යනු චුම්භක ක්ෂේත්රයක ප්රමාණාත්මක නිරූපණය වන අතර එය අභ්යවකාශයේ ඕනෑම ස්ථානයක එහි ශක්තිය සහ දිශාව පෙන්නුම් කරයි.
3. ප්රශ්නය: ෆැරඩේගේ විද්යුත් චුම්භක ප්රේරණය පිළිබඳ නියමය කුමක්ද?
පිළිතුර: ෆැරඩේ නියමය පවසන්නේ ඕනෑම සංවෘත පරිපථයක ප්රේරණය වන විද්යුත් ගාමක බලය (EMF) පරිපථය හරහා චුම්භක ප්රවාහයේ වෙනස් වීමේ සෘණ අනුපාතයට සමාන බවයි.
4. ප්රශ්නය: දඟරයක දිශානතිය එයට අත්විඳින චුම්භක ප්රේරණයට බලපාන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: දඟරයේ තලය චුම්භක ක්ෂේත්රයට ලම්බකව ඇති විට දඟරයකින් අත්විඳින චුම්භක ප්රේරණය උපරිම වන අතර තලය සමාන්තරව ඇති විට අවම වේ.
5. ප්රශ්නය: ට්රාන්ස්ෆෝමර්වල චුම්භක ප්රේරණය ඉටු කරන කාර්යභාරය කුමක්ද?
පිළිතුර: ට්රාන්ස්ෆෝමර් වලදී, ප්රාථමික දඟරයේ ප්රත්යාවර්ත චුම්භක ප්රේරණය ද්විතියික දඟරයේ EMF ප්රේරණය කරයි, එමඟින් දඟර අතර විද්යුත් ශක්තිය මාරු කිරීමට ඉඩ සලසයි.
6. ප්රශ්නය: චුම්භක ක්ෂේත්රයක සන්නායකයක චලිතය විද්යුත් චුම්භක ප්රේරණයට හේතු වන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: සන්නායකයක් චුම්භක ක්ෂේත්රයක චලනය වන විට, ඒ හරහා ගමන් කරන චුම්භක ක්ෂේත්ර රේඛා ගණන වෙනස් වන අතර, ෆැරඩේගේ නියමයට අනුව ප්රේරිත EMF එකකට මග පාදයි.
7. ප්රශ්නය: චුම්භක ප්රේරණයේ ඒකකය කුමක්ද?
පිළිතුර: චුම්භක ප්රේරණයේ ඒකකය ටෙස්ලා (T) වන අතර එය වර්ග මීටරයකට වෙබර්ට සමාන වේ (Wb/m²).
8. ප්රශ්නය: ලෙන්ස් නියමය චුම්භක ප්රේරණයට සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: ලෙන්ස් නියමය මඟින් විද්යුත් චුම්භක ප්රේරණයෙන් ඇතිවන ප්රේරිත EMF සහ ධාරාවේ දිශාව ප්රකාශ කරයි. එය එය ඇති කළ චුම්භක ප්රවාහයේ වෙනසට විරුද්ධ වේ.
9. ප්රශ්නය: ප්රේරක දඟරවල හරයක් ලෙස යකඩ බොහෝ විට භාවිතා කරන්නේ ඇයි?
පිළිතුර: යකඩ ෆෙරෝ චුම්භක වන අතර පහසුවෙන් චුම්භක කළ හැක. හරයක් ලෙස භාවිතා කරන විට, එය චුම්භක ප්රේරණය වැඩි දියුණු කරන අතර චුම්භක ක්ෂේත්ර රේඛා සාන්ද්රණය කරයි, දඟරයේ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කරයි.
10. ප්රශ්නය: චුම්භක ප්රවාහයේ වෙනස් වීමේ අනුපාතය මගින් ප්රේරිත EMF හි විශාලත්වය බලපාන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: ප්රේරිත EMF හි විශාලත්වය චුම්භක ප්රවාහයේ වෙනස් වීමේ අනුපාතයට සෘජුව සමානුපාතික වේ.
11. ප්රශ්නය: අන්යෝන්ය ප්රේරණය යනු කුමක්ද?
පිළිතුර: අන්යෝන්ය ප්රේරණය යනු එක් දඟරයක ධාරාවේ වෙනසක් නිසා චුම්භක ක්ෂේත්රය වෙනස් වීම හේතුවෙන් අසල ඇති දඟරයක EMF එකක් ප්රේරණය වන ක්රියාවලියයි.
12. ප්රශ්නය: පද්ධතියක් තුළ විද්යුත් චුම්භක ප්රේරණයේ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කළ හැක්කේ කෙසේද?
පිළිතුර: ඉහළ චුම්භක පාරගම්යතාවයක් ඇති ද්රව්ය භාවිතා කිරීමෙන්, ප්රතිරෝධක පාඩු අඩු කිරීමෙන් සහ චුම්භක ක්ෂේත්රයට සාපේක්ෂව දඟරයේ සැලසුම සහ දිශානතිය ප්රශස්ත කිරීමෙන් කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කළ හැකිය.
13. ප්රශ්නය: ස්වයං-ප්රේරණය යනු කුමක්ද?
පිළිතුර: දඟරයක වෙනස් වන ධාරාවක් එහි වෙනස් වන චුම්භක ක්ෂේත්රය හේතුවෙන් එම දඟරයේම EMF එකක් ප්රේරණය කළ විට ස්වයං ප්රේරණය සිදු වේ.
14. ප්රශ්නය: දඟරයක හැරීම් ගණන චුම්භක ප්රේරණයට බලපාන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: චුම්භක ප්රවාහයේ වෙනස්වීමේ නියත අනුපාතයක් ලබා දී ඇති විට, දඟරයක හැරීම් ගණන වැඩි කිරීමෙන් ප්රේරිත EMF අගය වැඩි වේ.
15. ප්රශ්නය: විද්යුත් ජනක යන්ත්රවල චුම්භක ප්රේරණය ඉටු කරන කාර්යභාරය කුමක්ද?
පිළිතුර: විද්යුත් ජනක යන්ත්රවල, යාන්ත්රික චලිතය (බොහෝ විට භ්රමණ) දඟරවල චුම්භක ප්රවාහයේ වෙනසක් ඇති කරන අතර එමඟින් විද්යුත් චුම්භක ප්රේරණය සහ ප්රත්යාවර්ත ධාරාව (AC) ජනනය වේ.
16. ප්රශ්නය: ස්ථිතික චුම්බක සහ ස්ථාවර සන්නායක සමඟ චුම්භක ප්රේරණය සිදුවිය හැකිද?
පිළිතුර: නැත, චුම්භක ප්රේරණය සිදුවීමට නම්, චුම්බකය සහ සන්නායකය අතර සාපේක්ෂ චලිතයක් තිබිය යුතුය, නැතහොත් චුම්භක ක්ෂේත්රයම වෙනස් වෙමින් තිබිය යුතුය.
17. ප්රශ්නය: චුම්භක ප්රේරණය චුම්භක පාරගම්යතාවයට සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: චුම්භක පාරගම්යතාව යනු චුම්භක ක්ෂේත්රයක් සෑදීමට සහාය වීමට ද්රව්යයක හැකියාව මනිනු ලබන බවයි. වැඩි චුම්භක පාරගම්යතාවයක් ඇති ද්රව්යවලට චුම්භක ක්ෂේත්ර රේඛා සාන්ද්රණය කළ හැකි අතර එමඟින් වැඩි චුම්භක ප්රේරණයක් ඇති වේ.
18. ප්රශ්නය: චුම්භක ක්ෂේත්රයක් හරහා සන්නායකයක් වේගයෙන් ගමන් කරන විට ප්රේරිත EMF එකට කුමක් සිදුවේද?
පිළිතුර: චුම්භක ක්ෂේත්රය හරහා සන්නායකය ගමන් කරන වේගය සමඟ, නියත චුම්භක ක්ෂේත්ර ශක්තියක් ලබා දෙන විට, ප්රේරිත EMF අගය වැඩි වේ.
19. ප්රශ්නය: විවිධ හරස්කඩ ප්රදේශ සහිත දඟර දෙකකට එකම චුම්භක ප්රේරණය තිබිය හැකිද?
පිළිතුර: ඔව්, චුම්භක ප්රේරණය (B) දඟරයේ හරස්කඩ ප්රදේශයෙන් ස්වාධීන වන නමුත් චුම්භක ක්ෂේත්ර ශක්තිය සහ ක්ෂේත්රයට සාපේක්ෂව දඟරයේ දිශානතිය මත රඳා පවතී.
20. ප්රශ්නය: විද්යුත් චුම්භක ප්රේරණය පිළිබඳ සංසිද්ධිය බලශක්ති සංරක්ෂණය පිළිබඳ මූලධර්මයට සහාය වන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: විද්යුත් චුම්භක ප්රේරණය යාන්ත්රික ශක්තිය (චලිතය) විද්යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කරයි (සහ අනෙක් අතට). ශක්තියේ ස්වරූපය වෙනස් වුවද, මුළු ශක්තිය සංරක්ෂණයව පවතී.
චුම්භක ප්රේරණය සහ එහි මූලධර්ම අවබෝධ කර ගැනීමෙන් බලශක්ති උත්පාදනයේ සිට ඉලෙක්ට්රොනික උපාංග දක්වා විවිධ තාක්ෂණයන්හි දියුණුව සක්රීය වේ.
