ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની શોધનો ઇતિહાસ. ફેરાડે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની શોધ

Oersted અને Ampère ની શોધો પછી, તે સ્પષ્ટ થયું કે વીજળીમાં ચુંબકીય બળ છે. હવે ઇલેક્ટ્રિકલ રાશિઓ પર ચુંબકીય ઘટનાના પ્રભાવની પુષ્ટિ કરવી જરૂરી હતી. આ સમસ્યા ફેરાડે દ્વારા તેજસ્વી રીતે હલ કરવામાં આવી હતી.

માઈકલ ફેરાડે (1791-1867) નો જન્મ લંડનમાં થયો હતો, જે તેના સૌથી ગરીબ ભાગોમાંનો એક છે. તેના પિતા લુહાર હતા, અને તેની માતા ભાડૂત ખેડૂતની પુત્રી હતી. જ્યારે ફેરાડે પહોંચ્યો શાળા વયતેને પ્રાથમિક શાળામાં મોકલવામાં આવ્યો. ફેરાડે દ્વારા અહીં લેવાયેલ અભ્યાસક્રમ ખૂબ જ સાંકડો અને માત્ર વાંચન, લેખન અને ગણતરીની શરૂઆત શીખવવા પૂરતો મર્યાદિત હતો.

ફેરાડે પરિવાર જ્યાં રહેતો હતો તે ઘરથી થોડા પગથિયાં પર એક પુસ્તકની દુકાન હતી, જે બુકબાઈન્ડિંગ સ્થાપના પણ હતી. આ તે છે જ્યાં ફેરાડે અભ્યાસક્રમ પૂર્ણ કર્યા પછી પહોંચ્યો પ્રાથમિક શાળાજ્યારે તેના માટે કોઈ વ્યવસાય પસંદ કરવાનો પ્રશ્ન ઊભો થયો. તે સમયે માઈકલ માત્ર 13 વર્ષનો હતો. પહેલેથી જ તેની યુવાનીમાં, જ્યારે ફેરાડેએ હમણાં જ તેનું સ્વ-શિક્ષણ શરૂ કર્યું હતું, ત્યારે તેણે ફક્ત તથ્યો પર આધાર રાખવાનો અને તેના પોતાના અનુભવો સાથે અન્યના અહેવાલોને ચકાસવાનો પ્રયત્ન કર્યો.

આ આકાંક્ષાઓ તેમના મુખ્ય લક્ષણો તરીકે તેમના આખા જીવન પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે વૈજ્ઞાનિક પ્રવૃત્તિફેરાડેએ ભૌતિકશાસ્ત્ર અને રસાયણશાસ્ત્ર સાથેના પ્રથમ પરિચયમાં છોકરા તરીકે ભૌતિક અને રાસાયણિક પ્રયોગો કરવાનું શરૂ કર્યું. એકવાર માઇકલ મહાન અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રી હમ્ફ્રી ડેવીના એક પ્રવચનમાં હાજરી આપી હતી.

ફેરાડેએ વ્યાખ્યાનની વિગતવાર નોંધ બનાવી, તેને બાંધી અને ડેવીને મોકલી. તેઓ એટલા પ્રભાવિત થયા કે તેમણે ફેરાડેને તેમની સાથે સેક્રેટરી તરીકે કામ કરવાની ઓફર કરી. ટૂંક સમયમાં ડેવી યુરોપના પ્રવાસે ગયો અને ફેરાડેને તેની સાથે લઈ ગયો. બે વર્ષ સુધી તેઓએ યુરોપની સૌથી મોટી યુનિવર્સિટીઓની મુલાકાત લીધી.

1815 માં લંડન પાછા ફર્યા, ફેરાડેએ લંડનમાં રોયલ ઇન્સ્ટિટ્યુશનની એક પ્રયોગશાળામાં સહાયક તરીકે કામ કરવાનું શરૂ કર્યું. તે સમયે તે વિશ્વની શ્રેષ્ઠ ભૌતિક પ્રયોગશાળાઓમાંની એક હતી.1816 થી 1818 સુધી ફેરાડેએ રસાયણશાસ્ત્ર પર ઘણી નાની નોંધો અને નાના સંસ્મરણો પ્રકાશિત કર્યા. ભૌતિકશાસ્ત્ર પર ફેરાડેનું પ્રથમ કાર્ય 1818 નું છે.

તેમના પુરોગામીઓના અનુભવોના આધારે અને કેટલાકને જોડીને પોતાના અનુભવો, સપ્ટેમ્બર 1821 સુધીમાં માઇકલે "ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમની સક્સેસ સ્ટોરી" છાપી હતી. પહેલેથી જ આ સમયે તેણે ખૂબ બનાવ્યું સાચો ખ્યાલવર્તમાનના પ્રભાવ હેઠળ ચુંબકીય સોયના વિચલનની ઘટનાના સાર વિશે.

આ સફળતા હાંસલ કર્યા પછી, ફેરાડેએ દસ વર્ષ સુધી વીજળીના ક્ષેત્રમાં પોતાનો અભ્યાસ છોડી દીધો, પોતાને અલગ પ્રકારના સંખ્યાબંધ વિષયોના અભ્યાસમાં સમર્પિત કર્યા. 1823 માં, ફેરાડેએ ભૌતિકશાસ્ત્રના ક્ષેત્રમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ શોધોમાંથી એક કરી - તેણે સૌપ્રથમ ગેસનું પ્રવાહીકરણ પ્રાપ્ત કર્યું, અને તે જ સમયે વાયુઓને પ્રવાહીમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે એક સરળ પણ માન્ય પદ્ધતિ સ્થાપિત કરી. 1824 માં, ફેરાડેએ ભૌતિકશાસ્ત્રના ક્ષેત્રમાં ઘણી શોધ કરી.

અન્ય વસ્તુઓમાં, તેમણે એ હકીકતની સ્થાપના કરી કે પ્રકાશ કાચના રંગને અસર કરે છે, તેને બદલીને. એટી આગામી વર્ષફેરાડે ફરીથી ભૌતિકશાસ્ત્રમાંથી રસાયણશાસ્ત્ર તરફ વળે છે, અને આ ક્ષેત્રમાં તેમના કાર્યનું પરિણામ એ ગેસોલિન અને સલ્ફ્યુરિક નેપ્થાલિન એસિડની શોધ છે.

1831માં ફેરાડેએ સ્પેશિયલ કાઇન્ડ પર એક ગ્રંથ પ્રકાશિત કર્યો દૃષ્ટિભ્રમ", જે "ક્રોમોટ્રોપ" નામના સુંદર અને વિચિત્ર ઓપ્ટિકલ અસ્ત્ર માટેના આધાર તરીકે સેવા આપી હતી. તે જ વર્ષે, વૈજ્ઞાનિકનો બીજો ગ્રંથ "ઓન વાઇબ્રેટિંગ પ્લેટ્સ" પ્રકાશિત થયો. આમાંની ઘણી કૃતિઓ પોતે જ તેમના લેખકનું નામ અમર કરી શકે છે. પરંતુ સૌથી મહત્વપૂર્ણ વૈજ્ઞાનિક કાર્યોફેરાડે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ અને ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્ડક્શનના ક્ષેત્રમાં તેમના સંશોધન છે.

કડક શબ્દોમાં કહીએ તો, ભૌતિકશાસ્ત્રની મહત્વની શાખા, જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ અને ઇન્ડક્ટિવ વીજળીની ઘટનાઓની સારવાર કરે છે, અને જે હાલમાં ટેક્નોલોજી માટે ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે, તે ફેરાડે દ્વારા બિનજરૂરી રીતે બનાવવામાં આવી હતી.

ફેરાડેએ આખરે વીજળીના ક્ષેત્રમાં સંશોધન માટે પોતાને સમર્પિત કર્યા ત્યાં સુધીમાં, તે સ્થાપિત થઈ ગયું હતું કે, સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, વીજળીકૃત શરીરની હાજરી તેના પ્રભાવ માટે અન્ય કોઈપણ શરીરમાં વીજળીને ઉત્તેજિત કરવા માટે પૂરતી છે. તે જ સમયે, તે જાણીતું હતું કે જે વાયરમાંથી કરંટ પસાર થાય છે અને જે એક ઇલેક્ટ્રિફાઇડ બોડી પણ છે તેની નજીકમાં મૂકવામાં આવેલા અન્ય વાયર પર કોઈ અસર થતી નથી.

આ અપવાદનું કારણ શું છે? આ તે પ્રશ્ન છે જેમાં ફેરાડેને રસ હતો અને જેના ઉકેલથી તે તેને તરફ દોરી ગયો મુખ્ય શોધોઇન્ડક્શન વીજળીના ક્ષેત્રમાં. હંમેશની જેમ, ફેરાડેએ પ્રયોગોની શ્રેણી શરૂ કરી જે બાબતના સારને સ્પષ્ટ કરવા માટે માનવામાં આવતા હતા.

ફેરાડે એક જ લાકડાના રોલિંગ પિન પર એકબીજાની સમાંતર બે અવાહક વાયરને ઘા કરે છે. તેણે એક વાયરના છેડાને દસ તત્વોની બેટરી સાથે અને બીજાના છેડાને સંવેદનશીલ ગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડ્યા. જ્યારે પ્રથમ વાયરમાંથી કરંટ પસાર થતો હતો,

ફેરાડેએ તેનું બધુ ધ્યાન ગેલ્વેનોમીટર તરફ વાળ્યું, તેના ધ્રુજારીથી બીજા વાયરમાં પણ કરંટ દેખાય છે તે જોવાની અપેક્ષા રાખી. જો કે, આ પ્રકારનું કંઈ નહોતું: ગેલ્વેનોમીટર શાંત રહ્યું. ફેરાડેએ વર્તમાન વધારવાનું નક્કી કર્યું અને સર્કિટમાં 120 ગેલ્વેનિક કોષો દાખલ કર્યા. પરિણામ એ જ છે. ફેરાડેએ આ પ્રયોગને ડઝનેક વખત પુનરાવર્તિત કર્યો, બધી જ સફળતા સાથે.

તેમના સ્થાને અન્ય કોઈપણ વ્યક્તિએ પ્રયોગો છોડી દીધા હોત, ખાતરી કરો કે વાયરમાંથી પસાર થતા પ્રવાહની બાજુના વાયર પર કોઈ અસર થતી નથી. પરંતુ ફેરાડે હંમેશા તેમના પ્રયોગો અને અવલોકનોમાંથી તેઓ જે આપી શકે તે બધું મેળવવાનો પ્રયાસ કર્યો, અને તેથી, મેળવ્યા વિના. સીધી ક્રિયાગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડાયેલા વાયર પર, આડઅસરો જોવાનું શરૂ કર્યું.

તેણે તરત જ નોંધ્યું કે ગેલ્વેનોમીટર, જે વિદ્યુતપ્રવાહના સમગ્ર માર્ગ દરમિયાન સંપૂર્ણપણે શાંત રહે છે, તે સર્કિટના ખૂબ જ બંધ થવા પર અને તેના ઉદઘાટન સમયે ઓસીલેટ થવાનું શરૂ કરે છે. બીજો વાયર પણ કરંટથી ઉત્તેજિત થાય છે, જે પ્રથમ કિસ્સામાં પ્રથમ પ્રવાહની વિરુદ્ધ દિશા અને બીજા કિસ્સામાં તેની સાથે સમાન છે અને માત્ર એક જ ક્ષણ સુધી ચાલે છે.

આ ગૌણ ત્વરિત પ્રવાહો, પ્રાથમિક પ્રવાહોના પ્રભાવને કારણે, ફેરાડે દ્વારા પ્રેરક કહેવાયા, અને આ નામ તેમના માટે અત્યાર સુધી સાચવવામાં આવ્યું છે. ત્વરિત હોવાને કારણે, તેમના દેખાવ પછી તરત જ અદૃશ્ય થઈ જાય છે, પ્રેરક પ્રવાહોને કોઈ નહીં હોય વ્યવહારુ મૂલ્ય, જો ફેરાડેને કોઈ બુદ્ધિશાળી ઉપકરણ (સ્વીચ) ની મદદથી કોઈ રસ્તો ન મળ્યો હોય, તો બેટરીમાંથી આવતા પ્રાથમિક પ્રવાહને પ્રથમ વાયર દ્વારા સતત વિક્ષેપિત કરવાનો અને ફરીથી ચલાવવાનો, જેના કારણે વધુને વધુ પ્રેરક પ્રવાહો સતત ઉત્તેજિત થાય છે. બીજો વાયર, આમ સતત બની રહ્યો છે. આમ, અગાઉના જાણીતા (ઘર્ષણ અને રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ), ઇન્ડક્શન છે, અને નવો પ્રકારઆ ઊર્જા ઇન્ડક્શન વીજળી છે.

તેમના પ્રયોગો ચાલુ રાખતા, ફેરાડેએ વધુ શોધ્યું કે બંધ વળાંકમાં વળી ગયેલા વાયરનો એક સાદો અંદાજ, જેની સાથે ગેલ્વેનિક પ્રવાહ વહે છે, તે તટસ્થ વાયરમાં ગેલ્વેનિક પ્રવાહની વિરુદ્ધ દિશામાં પ્રેરક પ્રવાહને ઉત્તેજિત કરવા માટે પૂરતો છે, કે તટસ્થ વાયરને દૂર કરવાથી તેમાં પ્રેરક પ્રવાહને ફરીથી ઉત્તેજિત કરવામાં આવે છે. પ્રવાહ પહેલેથી જ નિશ્ચિત વાયર સાથે વહેતા ગેલ્વેનિક પ્રવાહની દિશામાં હોય છે, અને છેવટે, આ પ્રેરક પ્રવાહો ફક્ત અભિગમ અને દૂર કરવા દરમિયાન જ ઉત્તેજિત થાય છે. ગેલ્વેનિક પ્રવાહના વાહકને વાયર, અને આ હિલચાલ વિના, પ્રવાહો ઉત્તેજિત થતા નથી, પછી ભલે વાયર એકબીજાની ગમે તેટલી નજીક હોય.

આમ, ગેલ્વેનિક પ્રવાહના બંધ અને સમાપ્તિ દરમિયાન ઇન્ડક્શનની ઉપર વર્ણવેલ ઘટના જેવી જ એક નવી ઘટના મળી આવી હતી. આ શોધોએ બદલામાં નવાને જન્મ આપ્યો. જો ગેલ્વેનિક પ્રવાહને બંધ કરીને અને બંધ કરીને પ્રેરક પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરવાનું શક્ય હોય, તો શું આયર્નના ચુંબકીયકરણ અને ડિમેગ્નેટાઇઝેશનમાંથી સમાન પરિણામ પ્રાપ્ત થશે નહીં?

ઓર્સ્ટેડ અને એમ્પેરના કામે ચુંબકત્વ અને વીજળી વચ્ચેનો સંબંધ સ્થાપિત કરી દીધો હતો. તે જાણીતું હતું કે લોખંડ ચુંબક બની જાય છે જ્યારે તેની આસપાસ અવાહક વાયર ઘા થાય છે અને ગેલ્વેનિક પ્રવાહ તેમાંથી પસાર થાય છે, અને તે ચુંબકીય ગુણધર્મોઆ લોખંડનો પ્રવાહ બંધ થતાંની સાથે જ બંધ થઈ જાય છે.

તેના આધારે, ફેરાડે આ પ્રકારના પ્રયોગ સાથે આવ્યા: લોખંડની વીંટી આસપાસ બે ઇન્સ્યુલેટેડ વાયર ઘા હતા; તદુપરાંત, એક વાયર રિંગના અડધા ભાગની આસપાસ અને બીજો તાર બીજાની આસપાસ ઘાયલ થયો હતો. ગેલ્વેનિક બેટરીમાંથી પ્રવાહ એક વાયરમાંથી પસાર થતો હતો અને બીજાના છેડા ગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડાયેલા હતા. અને તેથી, જ્યારે વર્તમાન બંધ અથવા બંધ થાય છે, અને જ્યારે, પરિણામે, લોખંડની વીંટી ચુંબકીય અથવા ડિમેગ્નેટાઇઝ્ડ થઈ હતી, ત્યારે ગેલ્વેનોમીટરની સોય ઝડપથી ઓસીલેટ થઈ હતી અને પછી ઝડપથી બંધ થઈ ગઈ હતી, એટલે કે, તટસ્થ વાયરમાં બધા સમાન ત્વરિત પ્રેરક પ્રવાહો ઉત્સાહિત હતા - આ સમય: પહેલેથી જ ચુંબકત્વના પ્રભાવ હેઠળ.

આમ, અહીં પ્રથમ વખત ચુંબકત્વ વીજળીમાં રૂપાંતરિત થયું. આ પરિણામો પ્રાપ્ત કર્યા પછી, ફેરાડેએ તેના પ્રયોગોમાં વિવિધતા લાવવાનું નક્કી કર્યું. લોખંડની વીંટીને બદલે તેણે લોખંડની પટ્ટી વાપરવાનું શરૂ કર્યું. ગેલ્વેનિક પ્રવાહ સાથે લોખંડમાં ઉત્તેજક ચુંબકત્વને બદલે, તેણે લોખંડને કાયમી સ્ટીલના ચુંબકને સ્પર્શ કરીને ચુંબકીકરણ કર્યું. પરિણામ એ જ હતું: લોખંડની આસપાસ વીંટળાયેલા વાયરમાં, હંમેશા! આયર્નના ચુંબકીયકરણ અને ડિમેગ્નેટાઇઝેશનની ક્ષણે વર્તમાન ઉત્સાહિત હતો.

પછી ફેરાડેએ વાયરના સર્પાકારમાં સ્ટીલનું ચુંબક દાખલ કર્યું - બાદમાંના અભિગમ અને તેને દૂર કરવાથી વાયરમાં ઇન્ડક્શન કરંટ આવે છે. એક શબ્દમાં, ચુંબકત્વ, પ્રેરક પ્રવાહોના ઉત્તેજનાના અર્થમાં, ગેલ્વેનિક પ્રવાહની જેમ જ કાર્ય કરે છે.

તે સમયે, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ એક સાથે તીવ્રપણે કબજો મેળવ્યો હતો રહસ્યમય ઘટના, એરાગો દ્વારા 1824 માં શોધાયું હતું અને છતાં સમજૂતી મળી નથી; કે આ સમજૂતી એરાગો પોતે, એમ્પેર, પોઈસન, બાબાજ અને હર્શેલ જેવા તે સમયના જાણીતા વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા સઘન રીતે માંગવામાં આવી હતી.

મામલો નીચે મુજબ હતો. ચુંબકીય સોય, મુક્તપણે લટકતી હોય છે, જો તેની નીચે બિન-ચુંબકીય ધાતુનું વર્તુળ લાવવામાં આવે તો તે ઝડપથી આરામ કરે છે; જો વર્તુળને પછી રોટેશનલ ગતિમાં મૂકવામાં આવે છે, તો ચુંબકીય સોય તેને અનુસરવાનું શરૂ કરે છે.

શાંત સ્થિતિમાં, વર્તુળ અને તીર વચ્ચેનું સહેજ આકર્ષણ અથવા પ્રતિકૂળ શોધવું અશક્ય હતું, જ્યારે તે જ વર્તુળ, જે ગતિમાં હતું, તેની પાછળ માત્ર હળવા તીર જ નહીં, પણ ભારે ચુંબક પણ ખેંચાય છે. તે સાચું છે ચમત્કારિક ઘટનાતે સમયના વૈજ્ઞાનિકોને એક રહસ્યમય કોયડો લાગતો હતો, જે કુદરતીથી આગળ કંઈક હતું.

ફેરાડે, તેમના ઉપરોક્ત ડેટાના આધારે, એવી ધારણા કરી હતી કે ચુંબકના પ્રભાવ હેઠળ બિન-ચુંબકીય ધાતુનું વર્તુળ, ચુંબકીય સોયને અસર કરતા પ્રેરક પ્રવાહો દ્વારા પરિભ્રમણ દરમિયાન ફરે છે અને તેને ચુંબકની પાછળ દોરે છે.

અને ખરેખર, મોટા ઘોડાની નાળના ચુંબકના ધ્રુવો વચ્ચેના વર્તુળની ધારનો પરિચય કરીને અને વર્તુળના કેન્દ્ર અને ધારને ગેલ્વેનોમીટર વડે વાયર વડે જોડીને, ફેરાડેએ સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરી. વીજળી.

આને પગલે, ફેરાડે બીજી એક ઘટના પર સ્થાયી થયા જે તે સમયે સામાન્ય જિજ્ઞાસાનું કારણ બની રહી હતી. જેમ તમે જાણો છો, જો આયર્ન ફાઇલિંગને ચુંબક પર છાંટવામાં આવે છે, તો તે ચોક્કસ રેખાઓ સાથે જૂથબદ્ધ થાય છે, જેને ચુંબકીય વળાંક કહેવામાં આવે છે. ફેરાડે, આ ઘટના તરફ ધ્યાન દોરતા, 1831 માં ચુંબકીય વળાંકોને પાયો આપ્યો, જેનું નામ "ચુંબકીય બળની રેખાઓ" હતું, જે પછી સામાન્ય ઉપયોગમાં આવ્યું.

આ "લાઇન્સ" ના અભ્યાસથી ફેરાડેને નવી શોધ તરફ દોરી ગયું, તે બહાર આવ્યું કે પ્રેરક પ્રવાહોના ઉત્તેજના માટે, ચુંબકીય ધ્રુવમાંથી સ્ત્રોતનો અભિગમ અને દૂર કરવું જરૂરી નથી. પ્રવાહોને ઉત્તેજિત કરવા માટે, જાણીતી રીતે ચુંબકીય બળની રેખાઓ પાર કરવા માટે તે પૂરતું છે.

ઉલ્લેખિત દિશામાં ફેરાડેના આગળના કાર્યો, આધુનિક દૃષ્ટિકોણથી, કંઈક સંપૂર્ણપણે ચમત્કારિક પાત્ર પ્રાપ્ત કરે છે. 1832 ની શરૂઆતમાં, તેમણે એક ઉપકરણનું નિદર્શન કર્યું જેમાં ચુંબક અથવા ગેલ્વેનિક પ્રવાહની મદદ વિના પ્રેરક પ્રવાહો ઉત્તેજિત થાય છે.

ઉપકરણમાં વાયર કોઇલમાં મૂકવામાં આવેલી લોખંડની પટ્ટીનો સમાવેશ થતો હતો. આ ઉપકરણ, સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, તેમાં પ્રવાહોના દેખાવની સહેજ નિશાની આપતું નથી; પરંતુ જલદી જ તેને ચુંબકીય સોયની દિશાને અનુરૂપ દિશા આપવામાં આવી, વાયરમાં પ્રવાહ ઉત્તેજિત થયો.

પછી ફેરાડેએ એક કોઇલમાં ચુંબકીય સોયની સ્થિતિ આપી અને પછી તેમાં લોખંડની પટ્ટી દાખલ કરી: પ્રવાહ ફરીથી ઉત્સાહિત થયો. આ કેસોમાં વર્તમાનનું કારણ પાર્થિવ ચુંબકત્વ હતું, જે સામાન્ય ચુંબક અથવા ગેલ્વેનિક પ્રવાહ જેવા પ્રેરક પ્રવાહોનું કારણ બને છે. આને વધુ સ્પષ્ટ રીતે બતાવવા અને સાબિત કરવા માટે, ફેરાડેએ બીજો પ્રયોગ હાથ ધર્યો જેણે તેના વિચારોની સંપૂર્ણ પુષ્ટિ કરી.

તેણે તર્ક આપ્યો કે જો બિન-ચુંબકીય ધાતુનું વર્તુળ, ઉદાહરણ તરીકે, તાંબુ, એવી સ્થિતિમાં ફરતું હોય છે જેમાં તે પડોશી ચુંબકના ચુંબકીય બળની રેખાઓને છેદે છે, એક પ્રેરક પ્રવાહ આપે છે, તો તે જ વર્તુળ, તેની ગેરહાજરીમાં ફરતું હોય છે. ચુંબક, પરંતુ એવી સ્થિતિમાં કે જેમાં વર્તુળ પાર્થિવ ચુંબકત્વની રેખાઓ પાર કરશે, તે પણ પ્રેરક પ્રવાહ આપવો જોઈએ.

અને ખરેખર, એક તાંબાના વર્તુળ, જે આડા વિમાનમાં ફરે છે, તેણે પ્રેરક પ્રવાહ આપ્યો, જેણે ગેલ્વેનોમીટર સોયનું નોંધપાત્ર વિચલન ઉત્પન્ન કર્યું. ફેરાડેએ 1835માં "પોતા પર વર્તમાનની પ્રેરક અસર"ની શોધ સાથે વિદ્યુત ઇન્ડક્શન ક્ષેત્રે શ્રેણીબદ્ધ અભ્યાસ પૂર્ણ કર્યા.

તેમણે શોધી કાઢ્યું કે જ્યારે ગેલ્વેનિક પ્રવાહ બંધ અથવા ખોલવામાં આવે છે, ત્યારે તાત્કાલિક પ્રેરક પ્રવાહો વાયરમાં જ ઉત્તેજિત થાય છે, જે આ પ્રવાહ માટે વાહક તરીકે કામ કરે છે.

રશિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી એમિલ ક્રિસ્ટોફોરોવિચ લેન્ઝ (1804-1861) એ દિશા નક્કી કરવા માટે એક નિયમ આપ્યો ઇન્ડક્શન વર્તમાન. "ઇન્ડક્શન કરંટ હંમેશા એવી રીતે નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે કે તે બનાવેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર જે ઇન્ડક્શનનું કારણ બને છે તે ચળવળને અવરોધે છે અથવા ધીમી પાડે છે," એ.એ. નોંધે છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન પરના તેમના લેખમાં કોરોબકો-સ્ટેફાનોવ. - ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે કોઇલ ચુંબકની નજીક આવે છે, ત્યારે પરિણામી પ્રેરક પ્રવાહની એવી દિશા હોય છે કે તેના દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્રની વિરુદ્ધ હશે. પરિણામે, કોઇલ અને ચુંબક વચ્ચે પ્રતિકૂળ દળો ઉદ્ભવે છે.

લેન્ઝનો નિયમ ઊર્જાના સંરક્ષણ અને રૂપાંતરણના કાયદાને અનુસરે છે. જો ઇન્ડક્શન કરન્ટ્સ ચળવળને વેગ આપે છે જે તેમને કારણે થાય છે, તો પછી કાર્ય શૂન્યમાંથી બનાવવામાં આવશે. કોઇલ પોતે, નાના દબાણ પછી, ચુંબક તરફ ધસી જશે, અને તે જ સમયે ઇન્ડક્શન પ્રવાહ તેમાં ગરમી છોડશે. વાસ્તવમાં, ચુંબક અને કોઇલને એકબીજાની નજીક લાવવાના કાર્યને કારણે ઇન્ડક્શન કરંટ બનાવવામાં આવે છે.

શા માટે પ્રેરિત પ્રવાહ છે? દ્વારા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની ઘટનાની ઊંડી સમજૂતી આપવામાં આવી હતી અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રીજેમ્સ ક્લર્ક મેક્સવેલ - ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રના સંપૂર્ણ ગાણિતિક સિદ્ધાંતના સર્જક.

બાબતના સારને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે, એક ખૂબ જ સરળ પ્રયોગનો વિચાર કરો. કોઇલમાં વાયરના એક વળાંકનો સમાવેશ થવા દો અને વળાંકના પ્લેન પર લંબરૂપ વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા તેને વીંધવામાં આવે. કોઇલમાં, અલબત્ત, ઇન્ડક્શન વર્તમાન છે. મેક્સવેલે અસાધારણ હિંમત અને અણધારીતા સાથે આ પ્રયોગનું અર્થઘટન કર્યું.

મેક્સવેલના મતે જ્યારે અવકાશમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર બદલાય છે, ત્યારે એક પ્રક્રિયા ઊભી થાય છે જેના માટે વાયર કોઇલની હાજરીનું કોઈ મહત્વ નથી. અહીં મુખ્ય વસ્તુ બંધ પરિપત્ર રેખાઓનો ઉદભવ છે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રબદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્રને આવરી લે છે. ઉભરતા ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ, ઇલેક્ટ્રોન ખસેડવાનું શરૂ કરે છે, અને કોઇલમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ઉભો થાય છે. કોઇલ એ માત્ર એક ઉપકરણ છે જે તમને ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડને શોધવા માટે પરવાનગી આપે છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની ઘટનાનો સાર એ છે કે વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર હંમેશા આસપાસની જગ્યામાં બળની બંધ રેખાઓ સાથે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે. આવા ક્ષેત્રને વમળ ક્ષેત્ર કહેવામાં આવે છે.

પાર્થિવ ચુંબકત્વ દ્વારા ઉત્પાદિત ઇન્ડક્શનના ક્ષેત્રમાં સંશોધનથી ફેરાડેને 1832 ની શરૂઆતમાં ટેલિગ્રાફનો વિચાર વ્યક્ત કરવાની તક મળી, જેણે પછી આ શોધનો આધાર બનાવ્યો. સામાન્ય રીતે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની શોધ 19મી સદીની સૌથી ઉત્કૃષ્ટ શોધોને આભારી કારણ વિના નથી - વિશ્વભરમાં લાખો ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ અને ઇલેક્ટ્રિક વર્તમાન જનરેટરનું કાર્ય આ ઘટના પર આધારિત છે ...

માહિતીનો સ્ત્રોત: સમિન ડી.કે. "એકસો મહાન વૈજ્ઞાનિક શોધ", એમ.: "વેચે", 2002.

અત્યાર સુધી, અમે ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોને ધ્યાનમાં લીધા છે જે સમય સાથે બદલાતા નથી. એવું જાણવા મળ્યું હતું કે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર - મૂવિંગ ચાર્જ દ્વારા, એટલે કે, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ દ્વારા. ચાલો ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોથી પરિચિત થવા તરફ આગળ વધીએ, જે સમય સાથે બદલાય છે.

સૌથી વધુ મહત્વપૂર્ણ હકીકત, જે શોધી કાઢવામાં આવ્યું છે, તે ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો વચ્ચેનો સૌથી નજીકનો સંબંધ છે. સમય-વિવિધ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે, અને બદલાતા ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે. ક્ષેત્રો વચ્ચેના આ જોડાણ વિના, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક દળોના અભિવ્યક્તિઓની વિવિધતા એટલી વ્યાપક નહીં હોય જેટલી તે વાસ્તવમાં છે. ત્યાં કોઈ રેડિયો તરંગો અથવા પ્રકાશ હશે નહીં.

તે કોઈ સંયોગ નથી કે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના નવા ગુણધર્મોની શોધમાં પ્રથમ, નિર્ણાયક પગલું ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર વિશેના વિચારોના સ્થાપક - ફેરાડે દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું. ફેરાડેને વિદ્યુત અને ચુંબકીય ઘટનાની એકીકૃત પ્રકૃતિમાં વિશ્વાસ હતો. આનો આભાર, તેણે એક શોધ કરી, જેણે પછીથી વિશ્વના તમામ પાવર પ્લાન્ટ્સના જનરેટરની ડિઝાઇન માટેનો આધાર બનાવ્યો, યાંત્રિક ઊર્જાને ઇલેક્ટ્રિક વર્તમાન ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરી. (અન્ય સ્ત્રોતો: ગેલ્વેનિક કોષો, બેટરીઓ, વગેરે. - પેદા થયેલી ઉર્જાનો નજીવો હિસ્સો પૂરો પાડે છે.)

વિદ્યુત પ્રવાહ, ફેરાડે તર્ક આપે છે કે, લોખંડના ટુકડાને ચુંબકીય કરવામાં સક્ષમ છે. બદલામાં ચુંબક વિદ્યુત પ્રવાહનું કારણ બની શકે છે?

લાંબા સમય સુધી, આ જોડાણ શોધી શકાયું નથી. મુખ્ય વસ્તુ વિશે વિચારવું મુશ્કેલ હતું, એટલે કે: માત્ર એક ગતિશીલ ચુંબક અથવા સમય સાથે બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર કોઇલમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહને ઉત્તેજિત કરી શકે છે.

કયા પ્રકારના અકસ્માતો શોધને અટકાવી શકે છે, તે નીચેની હકીકત દર્શાવે છે. ફેરાડે સાથે લગભગ એક જ સમયે, સ્વિસ ભૌતિકશાસ્ત્રી કોલાડોન ચુંબકનો ઉપયોગ કરીને કોઇલમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ મેળવવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા હતા. કામ કરતી વખતે, તેણે ગેલ્વેનોમીટરનો ઉપયોગ કર્યો, જેની પ્રકાશ ચુંબકીય સોય ઉપકરણની કોઇલની અંદર મૂકવામાં આવી હતી. ચુંબકને સોય પર સીધો પ્રભાવ ન પડે તે માટે, કોઇલના છેડા, જેમાં કોલાડોને ચુંબકને ધકેલ્યો હતો, તેમાં કરંટ મળવાની આશાએ તેને આગલા રૂમમાં લઈ જવામાં આવ્યો હતો અને ત્યાં ગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડવામાં આવ્યો હતો. કોઇલમાં ચુંબક દાખલ કર્યા પછી, કોલાડોન બાજુના રૂમમાં ગયો અને, ગભરાટ સાથે,

ખાતરી કરો કે ગેલ્વેનોમીટર વર્તમાન બતાવતું નથી. જો તેણે આખો સમય ગેલ્વેનોમીટર જોયો હોત અને કોઈને ચુંબક પર કામ કરવા કહ્યું હોત, તો એક નોંધપાત્ર શોધ થઈ હોત. પરંતુ આવું ન થયું. કોઇલની તુલનામાં આરામ પર રહેલો ચુંબક તેમાં કોઈ પ્રવાહ પેદા કરતું નથી.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની ઘટનામાં વાહક સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની ઘટનાનો સમાવેશ થાય છે, જે ક્યાં તો ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં રહે છે જે સમય બદલાય છે, અથવા સતત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં એવી રીતે આગળ વધે છે કે ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓની સંખ્યા ઘૂસી જાય છે. સર્કિટ ફેરફારો. તે 29 ઓગસ્ટ, 1831 ના રોજ મળી આવ્યું હતું. તે એક દુર્લભ કેસ છે જ્યારે નવી નોંધપાત્ર શોધની તારીખ આટલી ચોક્કસ રીતે જાણીતી હોય છે. અહીં ફેરાડેએ પોતે આપેલા પ્રથમ પ્રયોગનું વર્ણન છે:

“કોપરનો તાર 203 ફૂટ લાંબો લાકડાના પહોળા કોઇલ પર ઘા હતો, અને તેના વળાંકો વચ્ચે સમાન લંબાઈનો એક વાયર ઘા હતો, પરંતુ તે પ્રથમ કપાસના દોરાથી અવાહક હતો. આમાંના એક સર્પાકાર ગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડાયેલા હતા, અને બીજી 100 જોડી પ્લેટની બનેલી મજબૂત બેટરી સાથે... જ્યારે સર્કિટ બંધ હતી, ત્યારે ગેલ્વેનોમીટર પર અચાનક, પરંતુ અત્યંત નબળી ક્રિયા નોંધવાનું શક્ય હતું, અને જ્યારે કરંટ બંધ થયો ત્યારે તે જ જણાયું હતું. કોઇલમાંથી એકમાંથી સતત પ્રવાહ પસાર થવાથી, બેટરી સાથે જોડાયેલ સમગ્ર કોઇલને ગરમ કરવા છતાં, ગેલ્વેનોમીટર પર અથવા સામાન્ય રીતે અન્ય કોઇલ પર કોઇ પ્રેરક અસરની નોંધ લેવી શક્ય ન હતી. અને કોલસા વચ્ચે કૂદકા મારતા સ્પાર્કની તેજ, ​​બેટરી પાવરની સાક્ષી આપે છે "(ફેરાડે એમ. "વીજળી પર પ્રાયોગિક સંશોધન", 1લી શ્રેણી).

તેથી, શરૂઆતમાં, સર્કિટના બંધ અને ઉદઘાટન દરમિયાન એકબીજાના સાપેક્ષ ગતિહીન કંડક્ટરમાં ઇન્ડક્શન મળી આવ્યું હતું. પછી, સ્પષ્ટપણે સમજવું કે પ્રવાહ સાથેના વાહકનો અભિગમ અથવા દૂર કરવાથી સર્કિટના બંધ અને ઉદઘાટન જેવા જ પરિણામ તરફ દોરી જવું જોઈએ, ફેરાડેએ પ્રયોગો દ્વારા સાબિત કર્યું કે જ્યારે કોઇલ એકબીજાને ખસેડે છે ત્યારે પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.

મિત્રના સંબંધમાં. એમ્પેરના કાર્યોથી પરિચિત, ફેરાડે સમજી ગયા કે ચુંબક એ પરમાણુઓમાં ફરતા નાના પ્રવાહોનો સંગ્રહ છે. 17 ઓક્ટોબરના રોજ, તેમના લેબોરેટરી જર્નલમાં નોંધાયા મુજબ, ચુંબકના નિવેશ (અથવા ઉપાડ) દરમિયાન કોઇલમાં ઇન્ડક્શન કરંટ મળી આવ્યો હતો. એક મહિનાની અંદર, ફેરાડેએ પ્રાયોગિક રીતે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની ઘટનાની તમામ આવશ્યક વિશેષતાઓ શોધી કાઢી.

હાલમાં, ફેરાડેના પ્રયોગો દરેક દ્વારા પુનરાવર્તિત થઈ શકે છે. આ કરવા માટે, તમારી પાસે બે કોઇલ, એક ચુંબક, તત્વોની બેટરી અને પૂરતા પ્રમાણમાં સંવેદનશીલ ગેલ્વેનોમીટર હોવું જરૂરી છે.

આકૃતિ 238 માં દર્શાવેલ ઇન્સ્ટોલેશનમાં, જ્યારે અન્ય કોઇલનું ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ, જે પ્રથમની તુલનામાં સ્થિર છે, બંધ અથવા ખોલવામાં આવે ત્યારે કોઇલમાંથી એકમાં ઇન્ડક્શન કરંટ થાય છે. આકૃતિ 239 માં ઇન્સ્ટોલેશનમાં, રિઓસ્ટેટ કોઇલમાંના એકમાં વર્તમાનને બદલે છે. આકૃતિ 240, a માં, જ્યારે કોઇલ એકબીજાની સાપેક્ષે ખસે છે ત્યારે ઇન્ડક્શન કરંટ દેખાય છે, અને આકૃતિ 240, b માં - જ્યારે કાયમી ચુંબક કોઇલની સાપેક્ષે ખસે છે.

ફેરાડે પોતે પહેલેથી જ સામાન્ય વસ્તુને સમજી ચૂક્યા છે જે પ્રયોગોમાં ઇન્ડક્શન કરંટનો દેખાવ નક્કી કરે છે જે બહારથી અલગ દેખાય છે.

બંધ વાહક સર્કિટમાં, જ્યારે આ સર્કિટ દ્વારા બંધાયેલા વિસ્તારમાં પ્રવેશતી ચુંબકીય ઇન્ડક્શન લાઇનની સંખ્યા બદલાય છે ત્યારે પ્રવાહ ઉભો થાય છે. અને ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની રેખાઓની સંખ્યા જેટલી ઝડપથી બદલાય છે, પરિણામી ઇન્ડક્શન કરંટ વધારે છે. આ કિસ્સામાં, ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની રેખાઓની સંખ્યામાં ફેરફારનું કારણ સંપૂર્ણપણે ઉદાસીન છે. અડીને આવેલા કોઇલ (ફિગ. 238) માં વર્તમાન તાકાતમાં ફેરફારને કારણે નિશ્ચિત વાહક સર્કિટના ક્ષેત્રમાં પ્રવેશ કરતી ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની રેખાઓની સંખ્યામાં આ ફેરફાર હોઈ શકે છે. અસંગત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સર્કિટની હિલચાલને કારણે ઇન્ડક્શનની રેખાઓ, જે રેખાઓની ઘનતા અવકાશમાં બદલાય છે (ફિગ. 241).

ધોરણ IX માટે ભૌતિકશાસ્ત્રની પાઠ્યપુસ્તક પ્રશ્નમાં કાયદાની શોધના ઇતિહાસમાં સંક્ષિપ્ત પ્રવાસ આપે છે. સમીક્ષા પૂરક હોવી જોઈએ. અમે પ્રકૃતિના મૂળભૂત કાયદા વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ, અને તમારે બનવાની પ્રક્રિયામાં તેના તમામ પાસાઓને જાહેર કરવાની જરૂર છે. કાયદાની શોધની ફેરાડેની પ્રક્રિયાની વાર્તા ખાસ કરીને ઉપદેશક છે, અને અહીં સમય ફાળવવાની જરૂર નથી.
માઈકલ ફેરાડેનો જન્મ 1791 માં લંડનની નજીકમાં એક લુહાર પરિવારમાં થયો હતો. તેમના પિતા પાસે તેમના અભ્યાસ માટે ચૂકવણી કરવા માટેનું સાધન નહોતું, અને 13 વર્ષની ઉંમરે ફેરાડેને બુકબાઈન્ડિંગનો અભ્યાસ શરૂ કરવાની ફરજ પડી હતી. સદભાગ્યે, તે એક પુસ્તકની દુકાનના માલિકને મળી ગયો. એક જિજ્ઞાસુ છોકરો આતુરતાથી વાંચે છે, અને સરળ સાહિત્ય નથી. પરના લેખો દ્વારા તેઓ આકર્ષાયા હતા કુદરતી વિજ્ઞાનએન્સાયક્લોપીડિયા બ્રિટાનિકામાં, તેમણે રસાયણશાસ્ત્ર પર મંગળના પ્રવચનોનો અભ્યાસ કર્યો. 1811 માં, ફેરાડેએ લંડનના જાણીતા શિક્ષક ટાટમ દ્વારા ભૌતિકશાસ્ત્ર પરના જાહેર પ્રવચનોમાં ભાગ લેવાનું શરૂ કર્યું.
ફેરાડેના જીવનમાં વળાંક 1812 હતો. બુકસ્ટોરના માલિકના ક્લાયન્ટ, રોયલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના સભ્ય, ડાન્સે ભલામણ કરી હતી કે યુવાનને પ્રખ્યાત રસાયણશાસ્ત્રી ગેમફ્રન ડેવીના પ્રવચનો સાંભળો. ફેરાડેએ સારી સલાહનું પાલન કર્યું; તેણે આતુરતાથી સાંભળ્યું અને સાવચેતીપૂર્વક નોંધ લીધી. એ જ નૃત્યની સલાહ પર, તેણે નોંધો પર પ્રક્રિયા કરી અને તેને ડેવીને મોકલી, તક માટે વિનંતી સાથે જોડી. સંશોધન કાર્ય. 1813 માં, ફેરાડેને રોયલ ઇન્સ્ટિટ્યુટની રાસાયણિક પ્રયોગશાળામાં પ્રયોગશાળા સહાયક તરીકે નોકરી મળી, જેનું નેતૃત્વ ડેવી દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું.
શરૂઆતમાં, ફેરાડે એક રસાયણશાસ્ત્રી છે. તે ઝડપથી સ્વતંત્ર સર્જનાત્મકતાનો માર્ગ અપનાવે છે, અને વિદ્યાર્થીની સફળતાથી દેવીનું ગૌરવ ઘણીવાર ભોગવવું પડે છે. 1820 માં, ફેરાડે ઓર્સ્ટેડની શોધ વિશે શીખ્યા, અને ત્યારથી તેમના વિચારોએ વીજળી અને ચુંબકત્વને શોષી લીધું છે. તે તેના પ્રખ્યાત પ્રાયોગિક સંશોધનની શરૂઆત કરે છે, જેના કારણે શારીરિક વિચારસરણીમાં પરિવર્તન આવ્યું. 1823 માં, ફેરાડે લંડનની રોયલ સોસાયટીના સભ્ય તરીકે ચૂંટાયા અને પછી રોયલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટની ભૌતિક અને રાસાયણિક પ્રયોગશાળાઓના ડિરેક્ટર તરીકે નિયુક્ત થયા. આ પ્રયોગશાળાઓની દિવાલોની અંદર, સૌથી મોટી શોધો. ફેરાડેનું જીવન, બાહ્યરૂપે એકવિધ, તેના સર્જનાત્મક તાણમાં પ્રહાર કરે છે. તે ત્રણ વોલ્યુમના કામ "ઇલેક્ટ્રીસિટી પર પ્રાયોગિક સંશોધન" દ્વારા પુરાવા મળે છે, જે પગલું દ્વારા પ્રતિબિંબિત કરે છે. સર્જનાત્મક રીતપ્રતિભાશાળી.
1820 માં, ફેરાડેએ મૂળભૂત રીતે નવી સમસ્યા ઊભી કરી: "ચુંબકતાને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરવા." આ પ્રવાહોની ચુંબકીય ક્રિયાની શોધના થોડા સમય પછી થયું હતું. ઓર્સ્ટેડના પ્રયોગમાં, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ચુંબક પર કાર્ય કરે છે. ફેરાડેના જણાવ્યા મુજબ, પ્રકૃતિના તમામ બળો પરસ્પર પરિવર્તનીય છે, તેનાથી વિપરીત, ચુંબકીય બળ દ્વારા ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહને ઉત્તેજિત કરવું શક્ય છે.
ફેરાડે વાયુઓને પ્રવાહી બનાવે છે, સરસ રાસાયણિક વિશ્લેષણ કરે છે, નવી શોધ કરે છે રાસાયણિક ગુણધર્મોપદાર્થો પરંતુ તેનું મન ઉભી થયેલી સમસ્યામાં અવિરતપણે વ્યસ્ત રહે છે. 1822 માં, તેમણે વર્તમાન પ્રવાહને કારણે "સ્થિતિ" શોધવાના પ્રયાસનું વર્ણન કર્યું: "પ્રતિબિંબ દ્વારા દીવામાંથી પ્રકાશના કિરણને ધ્રુવીકરણ કરવું અને તે શોધવાનો પ્રયાસ કરો કે શું કાચના વાસણમાં વોલ્ટ બેટરીના ધ્રુવો વચ્ચે સ્થિત પાણી હશે. વિધ્રુવીકરણની અસર છે..." ફેરાડેને આશા હતી કે આ રીતે વર્તમાનના ગુણધર્મો વિશે કેટલીક માહિતી પ્રાપ્ત થશે. પણ અનુભવે કશું આપ્યું નહિ. આગળ 1825 આવે છે. ફેરાડે "ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક કરંટ (ચુંબકના પ્રભાવ હેઠળ)" લેખ પ્રકાશિત કરે છે, જેમાં તે નીચેના વિચારને વ્યક્ત કરે છે. જો વર્તમાન ચુંબક પર કાર્ય કરે છે, તો તે પ્રતિક્રિયા અનુભવે છે. "વિવિધ કારણોસર," ફેરાડે લખે છે, "ધારણા કરવામાં આવી હતી કે મજબૂત ચુંબકના ધ્રુવનો અભિગમ વિદ્યુત પ્રવાહમાં ઘટાડો કરશે." અને તે એક અનુભવનું વર્ણન કરે છે જે આ વિચારને સાકાર કરે છે.
28 નવેમ્બર, 1825ની એક ડાયરી પણ આવા જ અનુભવનું વર્ણન કરે છે. ગેલ્વેનિક કોષોની બેટરી વાયર દ્વારા જોડાયેલ હતી. આ વાયરની સમાંતર બીજી હતી (વાયર કાગળના ડબલ સ્તર દ્વારા અલગ કરવામાં આવ્યા હતા), જેના છેડા ગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડાયેલા હતા. ફેરાડે આના જેવું તર્ક કરતો હતો. જો વર્તમાન એ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહીની હિલચાલ હોય અને આ ચળવળ કાયમી ચુંબક પર કાર્ય કરે છે - પ્રવાહોનો સમૂહ (એમ્પેરની પૂર્વધારણા અનુસાર), તો એક વાહકમાં ચાલતા પ્રવાહીએ એક વાહકને બીજામાં ગતિહીન બનાવવું જોઈએ, અને ગેલ્વેનોમીટર વર્તમાનને ઠીક કરવો જોઈએ. ફેરાડેએ પ્રથમ પ્રયોગ રજૂ કરતી વખતે જે "વિવિધ વિચારણાઓ" વિશે લખ્યું હતું તે સમાન વસ્તુ પર ઉકળે છે, માત્ર ત્યાં કાયમી ચુંબકના પરમાણુ પ્રવાહોમાંથી વાહકમાં ફરતા ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહીની પ્રતિક્રિયા અપેક્ષિત હતી. પરંતુ પ્રયોગોએ નકારાત્મક પરિણામ આપ્યું.
ઉકેલ 1831 માં આવ્યો, જ્યારે ફેરાડેએ સૂચવ્યું કે ઇન્ડક્શન અને બિન-સ્થિર પ્રક્રિયા સાથે થવું જોઈએ. આ મુખ્ય વિચાર હતો જેણે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની ઘટનાની શોધ તરફ દોરી.
સંભવ છે કે અમેરિકાથી મળેલા સંદેશે તેને વર્તમાન બદલવાના વિચાર તરફ વળવા દબાણ કર્યું. આ સમાચાર અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રી જોસેફ હેનરી (1797 - 1878) તરફથી આવ્યા હતા.
તેની યુવાનીમાં, હેનરીએ ન તો અસાધારણ ક્ષમતા દર્શાવી કે ન તો વિજ્ઞાનમાં રસ દર્શાવ્યો. તે ગરીબીમાં ઉછર્યો હતો, ફાર્મહેન્ડ હતો, અભિનેતા હતો. ફેરાડેની જેમ, તે પોતાને શિક્ષિત કરે છે. તેણે અલ્બાની એકેડમીમાં 16 વર્ષની ઉંમરે અભ્યાસ કરવાનું શરૂ કર્યું. સાત મહિનામાં તેણે એટલું જ્ઞાન મેળવ્યું કે તેને ગ્રામીણ શાળામાં શિક્ષકની નોકરી મળી ગઈ. ત્યારબાદ હેનરીએ રસાયણશાસ્ત્રના પ્રોફેસર બેક માટે લેક્ચર આસિસ્ટન્ટ તરીકે કામ કર્યું. તેણે એકેડેમીમાં અભ્યાસ સાથે કામ જોડ્યું. કોર્સ પૂરો કર્યા પછી, હેનરીને એરી કેનાલ પર એન્જિનિયર અને ઇન્સ્પેક્ટર તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવ્યા. થોડા મહિનાઓ પછી, તેણે અલ્બાની ખાતે ગણિત અને ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રોફેસરની પોસ્ટ માટે આમંત્રણ સ્વીકારીને આ આકર્ષક પદ છોડી દીધું. આ સમયે, અંગ્રેજ શોધક વિલિયમ સ્ટર્જન (1783 - 1850) એ ઘોડાની નાળના ચુંબકની શોધ અંગે અહેવાલ આપ્યો હતો જે ચાર કિલોગ્રામ વજનના સ્ટીલના શરીરને ઉપાડવામાં સક્ષમ છે.
હેનરીને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમમાં રસ પડ્યો. તેણે તરત જ વધારો કરવાનો રસ્તો શોધી કાઢ્યો પ્રશિક્ષણ બળએક ટન સુધી. તે સમયે નવી તકનીક દ્વારા આ પ્રાપ્ત થયું હતું: ચુંબકના શરીરને ઇન્સ્યુલેટ કરવાને બદલે, વાયરને ઇન્સ્યુલેટેડ કરવામાં આવ્યું હતું. મલ્ટિલેયર વિન્ડિંગ્સ બનાવવાની રીત શોધવામાં આવી છે. 1831 માં પાછા, હેનરીએ ઇલેક્ટ્રિક મોટર બનાવવાની સંભાવના દર્શાવી, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રિલેની શોધ કરી અને તેની મદદથી મોર્સની શોધની અપેક્ષા રાખીને, વિદ્યુત સંકેતોનું અંતર પર પ્રસારણ દર્શાવ્યું (1837 માં મોર્સનો ટેલિગ્રાફ દેખાયો).
ફેરાડેની જેમ, હેનરીએ પોતાની જાતને ચુંબકનો ઉપયોગ કરીને વિદ્યુત પ્રવાહ મેળવવાનું કાર્ય સુયોજિત કર્યું. પરંતુ આ શોધકની સમસ્યાનું નિવેદન હતું. અને શોધ એકદમ અંતર્જ્ઞાન દ્વારા માર્ગદર્શન આપવામાં આવી હતી. આ શોધ ફેરાડેના પ્રયોગોના થોડા વર્ષો પહેલા થઈ હતી. હેનરીના ચાવીરૂપ પ્રયોગનું સેટિંગ આકૃતિ 9 માં બતાવવામાં આવ્યું છે. અહીં બધું તે જ છે જે અત્યાર સુધી બતાવવામાં આવ્યું છે. માત્ર ગેલ્વેનિક કોષઅમે વધુ અનુકૂળ સંચયક પસંદ કરીએ છીએ, અને ટોર્સિયન બેલેન્સને બદલે ગેલ્વેનોમીટરનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.
પરંતુ હેનરીએ આ અનુભવ વિશે કોઈને જણાવ્યું ન હતું. "મારે આ વહેલું છાપવું જોઈતું હતું," તેણે તેના મિત્રોને ઉદાસીનતાથી કહ્યું, "પણ મારી પાસે બહુ ઓછો સમય હતો! હું પરિણામોને અમુક પ્રકારની સિસ્ટમમાં લાવવા માંગતો હતો.(ભાર મારો.- એટી.ડી.). અને નિયમિત શિક્ષણનો અભાવ અને તેનાથી પણ વધુ - અમેરિકન વિજ્ઞાનની ઉપયોગિતાવાદી-સંશોધક ભાવનાએ ખરાબ ભૂમિકા ભજવી હતી. હેનરી, અલબત્ત, સમજી શક્યો ન હતો અને નવી શોધની ઊંડાઈ અને મહત્વને અનુભવતો ન હતો. નહિંતર, તે, અલબત્ત, સૂચિત કરશે શૈક્ષણિકસૌથી મોટી હકીકત વિશે. ઇન્ડક્શન પ્રયોગો વિશે મૌન રાખીને, હેનરીએ તરત જ એક સંદેશ મોકલ્યો જ્યારે તે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ વડે આખું ટન ઉપાડવામાં સફળ થયો.
આ ફેરાડેને મળેલો સંદેશ છે. કદાચ તે અનુમાનની સાંકળમાં છેલ્લી કડી તરીકે સેવા આપી હતી જે મુખ્ય વિચાર તરફ દોરી જાય છે. 1825 ના પ્રયોગમાં, બે વાયર કાગળથી અલગ કરવામાં આવ્યા હતા. ત્યાં ઇન્ડક્શન હોવું જોઈએ, પરંતુ અસરની નબળાઈને કારણે તે શોધી શકાયું નથી. હેનરીએ બતાવ્યું કે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટમાં મલ્ટિલેયર વિન્ડિંગના ઉપયોગથી અસર ઘણી વધારે છે. તેથી, જો પ્રેરક ક્રિયા મોટી લંબાઈ પર પ્રસારિત થાય તો ઇન્ડક્શન વધવું જોઈએ. ખરેખર, ચુંબક એ પ્રવાહોનો સંગ્રહ છે. સ્ટીલના સળિયામાં ચુંબકીકરણની ઉત્તેજના જ્યારે વિન્ડિંગમાંથી કરંટ પસાર થાય છે ત્યારે કરંટ દ્વારા કરંટનું ઇન્ડક્શન થાય છે. જો વિન્ડિંગ દ્વારા પ્રવાહનો માર્ગ લાંબો બને તો તે વધે છે.
આ ફેરાડેના તાર્કિક નિષ્કર્ષની સંભવિત સાંકળ છે. અહીં સંપૂર્ણ વર્ણનપ્રથમ સફળ અનુભવ: “એક ટુકડામાં બેસો ત્રણ ફૂટના તાંબાના તાર લાકડાના મોટા ડ્રમ પર ઘા હતા; પ્રથમ વિન્ડિંગના વળાંક વચ્ચે સર્પાકારમાં સમાન વાયરના બીજા બેસો અને ત્રણ ફૂટ નાખવામાં આવ્યા હતા, ધાતુના સંપર્કને કોર્ડ દ્વારા દૂર કરવામાં આવ્યો હતો. આ કોઇલમાંથી એક ગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડાયેલી હતી, અને બીજી સારી રીતે ચાર્જ થયેલી બેટરી સાથે ચાર ઇંચની ચોરસ પ્લેટની સો જોડી ડબલ કોપર પ્લેટ સાથે જોડાયેલ હતી. જ્યારે સંપર્ક બંધ કરવામાં આવ્યો હતો, ત્યારે ગેલ્વેનોમીટર પર અચાનક પરંતુ ખૂબ જ નબળી ક્રિયા થઈ હતી, અને જ્યારે બેટરી સાથેનો સંપર્ક ખોલવામાં આવ્યો ત્યારે સમાન નબળી ક્રિયા થઈ હતી.
આ પહેલો અનુભવ હતો જેણે આપ્યો હકારાત્મક પરિણામદસ વર્ષની શોધ પછી. ફેરાડે સ્થાપિત કરે છે કે જ્યારે બંધ અને ખોલવામાં આવે છે, ત્યારે વિરુદ્ધ દિશાઓના ઇન્ડક્શન પ્રવાહો ઉદ્ભવે છે. તે પછી ઇન્ડક્શન પર આયર્નની અસરનો અભ્યાસ કરવા આગળ વધે છે.
“એક રીંગને રાઉન્ડ બાર, સોફ્ટ આયર્નમાંથી વેલ્ડ કરવામાં આવી હતી; ધાતુની જાડાઈ સાત કે આઠ ઈંચ હતી અને રીંગનો બાહ્ય વ્યાસ છ ઈંચ હતો. આ વીંટીના એક ભાગ પર ત્રણ કોઇલ ઘા હતા, જેમાં પ્રત્યેકમાં ચોવીસ ફૂટ જેટલા તાંબાના તાર એક ઇંચના વીસમા ભાગની જાડી હતી. સર્પાકાર લોખંડ અને એકબીજાથી અલગ હતા અને એક બીજા પર લગાવવામાં આવ્યા હતા ... તેનો ઉપયોગ અલગથી અને સંયોજનમાં થઈ શકે છે; આ જૂથ લેબલ થયેલ છે પરંતુ(ફિગ. 10). વીંટીના બીજા ભાગમાં, લગભગ સાઠ ફૂટ સમાન તાંબાના તાર પર એ જ રીતે ઘા કરવામાં આવ્યા હતા, બે ટુકડા કરીને, એક સર્પાકાર બનાવે છે. એટી,જેની દિશા સર્પાકાર જેવી જ હતી પરંતુ,પરંતુ એકદમ લોખંડ દ્વારા લગભગ અડધા ઇંચ માટે દરેક છેડે તેમનાથી અલગ કરવામાં આવ્યું હતું.
સર્પાકાર એટીતાંબાના વાયરો દ્વારા રિંગથી ત્રણ ફૂટના અંતરે મૂકવામાં આવેલા ગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડાયેલ. અલગ સર્પાકાર પરંતુએક સામાન્ય સર્પાકાર રચવા માટે છેડાથી છેડાને જોડે છે, જેના છેડા ચાર ચોરસ ઇંચની પ્લેટની દસ જોડીની બેટરી સાથે જોડાયેલા હતા. ગેલ્વેનોમીટર તરત જ પ્રતિક્રિયા આપે છે, અને આયર્ન વિના દસ ગણા વધુ શક્તિશાળી સર્પાકારનો ઉપયોગ કરતી વખતે, ઉપરના અવલોકન કરતાં વધુ મજબૂત રીતે.
અંતે, ફેરાડે એક પ્રયોગ કરે છે જેની સાથે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના પ્રશ્નની રજૂઆત સામાન્ય રીતે શરૂ થાય છે. આકૃતિ 9 માં દર્શાવવામાં આવેલા હેનરીના અનુભવનું આ ચોક્કસ પુનરાવર્તન હતું.
1820 માં ફેરાડે દ્વારા નિર્ધારિત સમસ્યા હલ કરવામાં આવી હતી: ચુંબકત્વને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવ્યું હતું.
પ્રથમ, ફેરાડે વર્તમાનમાંથી પ્રવાહના ઇન્ડક્શનને અલગ પાડે છે (તે તેને "વોલ્ટા-ઇલેક્ટ્રિક ઇન્ડક્શન" અને ચુંબકમાંથી વર્તમાન કહે છે ("મેગ્નેટો-ઇલેક્ટ્રિક ઇન્ડક્શન") પરંતુ પછી તે બતાવે છે કે તમામ કેસ એક સામાન્ય પેટર્નને આધીન છે.
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનો કાયદો ઘટનાના અન્ય જૂથને આવરી લે છે, જેને પાછળથી સ્વ-ઇન્ડક્શન ઘટનાનું નામ મળ્યું. ફેરાડેએ નવી ઘટનાને નીચે પ્રમાણે ગણાવી: "વિદ્યુત પ્રવાહની પ્રેરક અસર પોતાના પર."
આ પ્રશ્ન જેનકીન દ્વારા 1834 માં ફેરાડેને જાણ કરવામાં આવેલી નીચેની હકીકતના સંબંધમાં ઉભો થયો હતો. આ હકીકત નીચે મુજબ હતી. ગેલ્વેનિક બેટરીની બે પ્લેટ ટૂંકા વાયર દ્વારા જોડાયેલ છે. તે જ સમયે, પ્રયોગકર્તા કોઈપણ યુક્તિઓ દ્વારા આ વાયરમાંથી ઇલેક્ટ્રિક શોક મેળવી શકતા નથી. પરંતુ જો આપણે વાયરને બદલે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનું વિન્ડિંગ લઈએ, તો દર વખતે જ્યારે સર્કિટ ખોલવામાં આવે છે, ત્યારે આંચકો અનુભવાય છે. ફેરાડેએ લખ્યું: "તે જ સમયે, કંઈક બીજું અવલોકન કરવામાં આવે છે, લાંબા સમયથી વૈજ્ઞાનિકો માટે જાણીતી ઘટના,એટલે કે: એક તેજસ્વી ઇલેક્ટ્રિક સ્પાર્ક વિભાજનના બિંદુએ કૂદકે છે "(મારા ત્રાંસા - V.D.).
ફેરાડેએ આ તથ્યોની તપાસ કરવાનું શરૂ કર્યું અને ટૂંક સમયમાં જ ઘટનાના ઘણા નવા પાસાઓ શોધી કાઢ્યા. "ઇન્ડક્શનની ઘટના સાથે ઘટનાની ઓળખ" સ્થાપિત કરવામાં તેમને થોડો સમય લાગ્યો. સેલ્ફ-ઇન્ડક્શનની ઘટનાને સમજાવવા માટે માધ્યમિક અને ઉચ્ચ શિક્ષણ બંનેમાં હજુ પણ પ્રદર્શિત થયેલા પ્રયોગો ફેરાડે દ્વારા 1834માં સ્થાપિત કરવામાં આવ્યા હતા.
સ્વતંત્ર રીતે, સમાન પ્રયોગો જે. હેનરી દ્વારા હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા, જો કે, ઇન્ડક્શન પરના પ્રયોગોની જેમ, તે સમયસર પ્રકાશિત થયા ન હતા. કારણ એ જ છે: હેનરીને ભૌતિક ખ્યાલ નથી મળ્યો જેમાં વિવિધ સ્વરૂપોની ઘટનાઓનો સમાવેશ થાય છે.
ફેરાડે માટે, સ્વ-ઇન્ડક્શન એ હકીકત હતી જેણે શોધના આગળના માર્ગને પ્રકાશિત કર્યો. અવલોકનોનો સારાંશ આપતા, તે મહાન મૂળભૂત મહત્વના નિષ્કર્ષ પર આવે છે. "તેમાં કોઈ શંકા નથી કે વાયરના એક ભાગમાં વર્તમાન નજીકના સમાન વાયરના અન્ય ભાગો પર ઇન્ડક્શન દ્વારા કાર્ય કરી શકે છે ... આ તે છે જે છાપ આપે છે કે વર્તમાન પોતાના પર કાર્ય કરે છે."
વર્તમાનની પ્રકૃતિને જાણતા ન હોવા છતાં, ફેરાડે આ બાબતના સારને ચોક્કસ રીતે નિર્દેશ કરે છે: “જ્યારે વર્તમાન તેની સાથે ઇન્ડક્શન દ્વારા કાર્ય કરે છે, તેની સાથે સ્થિત વાહક પદાર્થ, તો તે સંભવતઃ આ વાહક પદાર્થમાં હાજર વીજળી પર કાર્ય કરે છે. - બાદમાં વર્તમાન સ્થિતિમાં છે કે તે ગતિહીન છે તેનાથી કોઈ ફરક પડતો નથી; પ્રથમ કિસ્સામાં, તે વર્તમાનને મજબૂત અથવા નબળા બનાવે છે, બીજામાં તેની દિશાને આધારે, તે પ્રવાહ બનાવે છે.
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના કાયદાની ગાણિતિક અભિવ્યક્તિ 1873 માં મેક્સવેલ દ્વારા તેમના ઇલેક્ટ્રીસિટી એન્ડ મેગ્નેટિઝમ પરના ગ્રંથમાં આપવામાં આવી હતી. તે પછી જ તે માત્રાત્મક ગણતરીનો આધાર બન્યો. તેથી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના કાયદાને ફેરાડે-મેક્સવેલ કાયદો કહેવા જોઈએ.
પદ્ધતિસરની ટિપ્પણીઓ. તે જાણીતું છે કે સતત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરતા વાહકમાં પ્રેરક પ્રવાહની ઉત્તેજના, અને સ્થિર વાહકમાં, જે વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં હોય છે, તે સમાન કાયદાનું પાલન કરે છે. ફેરાડે અને મેક્સવેલ માટે, આ સ્પષ્ટ હતું, કારણ કે તેઓએ ઈથરમાં વાસ્તવિક રચના તરીકે ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની રેખાઓની કલ્પના કરી હતી. જ્યારે વર્તમાન ચાલુ અને બંધ કરવામાં આવે છે, અથવા સર્કિટ બનાવતા વાહકની આસપાસ વર્તમાન તાકાત બદલાય છે, ત્યારે ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની રેખાઓ ખસે છે. તે જ સમયે, તેઓ સર્કિટને જ પાર કરે છે, જે સ્વ-ઇન્ડક્શનની ઘટનાનું કારણ બને છે. જો બદલાતા પ્રવાહ સાથે સર્કિટની નજીક કોઈ વાહક હોય, તો ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની રેખાઓ, તેને પાર કરીને, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના EMFને ઉત્તેજિત કરે છે.
વિદ્યુત ક્ષેત્રના બળની રેખાઓ અને ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની રેખાઓનું ભૌતિકકરણ એ ઇતિહાસની મિલકત બની ગઈ છે. જો કે, બળની રેખાઓને માત્ર ઔપચારિક પાત્ર આપવું એ ભૂલ હશે. આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્ર માને છે કે વિદ્યુત ક્ષેત્રના બળની રેખા અને ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની રેખા એ એવા બિંદુઓનું સ્થાન છે કે જ્યાં આપેલ ક્ષેત્રની સ્થિતિ અન્ય બિંદુઓ પર રાજ્ય કરતા અલગ હોય છે. આ સ્થિતિ વેક્ટરના મૂલ્યો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે અને આ બિંદુઓ પર. જ્યારે ક્ષેત્ર બદલાય છે, વેક્ટર અને બદલો, તે મુજબ બળની રેખાઓના રૂપરેખાંકનમાં ફેરફાર કરે છે. ક્ષેત્રની સ્થિતિ પ્રકાશની ઝડપે અવકાશમાં આગળ વધી શકે છે. જો કંડક્ટર એવા ક્ષેત્રમાં હોય કે જેની સ્થિતિ બદલાય છે, તો EMF કંડક્ટરમાં ઉત્સાહિત છે.

જ્યારે ક્ષેત્ર સતત હોય છે અને વાહક આ ક્ષેત્રમાં ફરે છે ત્યારે મેક્સવેલની થિયરી દ્વારા વર્ણવવામાં આવતું નથી. આઈન્સ્ટાઈને સૌ પ્રથમ આની નોંધ લીધી. તેમનું મુખ્ય કાર્ય "મૂવિંગ બોડીઝના ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ પર" આ બિંદુએ મેક્સવેલના સિદ્ધાંતની અપૂર્ણતાની ચર્ચા સાથે શરૂ થાય છે. સતત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરતા વાહકમાં EMF ઉત્તેજનાની ઘટનાને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડ થિયરીના માળખામાં સમાવી શકાય છે જો તે સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત અને પ્રકાશની ગતિની સ્થિરતાના સિદ્ધાંત સાથે પૂરક હોય.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન- આ એક ઘટના છે જેમાં તે સ્થિત છે તે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફારના પરિણામે બંધ વાહકમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની ઘટનાનો સમાવેશ થાય છે. આ ઘટના અંગ્રેજ ભૌતિકશાસ્ત્રી એમ. ફેરાડે દ્વારા 1831 માં શોધી કાઢવામાં આવી હતી. તેના સારને કેટલાક સરળ પ્રયોગો દ્વારા સમજાવી શકાય છે.

ફેરાડેના પ્રયોગોમાં વર્ણવેલ છે વૈકલ્પિક પ્રવાહ મેળવવાનો સિદ્ધાંતઇન્ડક્શન જનરેટરમાં વપરાય છે જે થર્મલ અથવા હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર પ્લાન્ટમાં વિદ્યુત ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે. જનરેટર રોટરના પરિભ્રમણનો પ્રતિકાર, જે ત્યારે થાય છે જ્યારે ઇન્ડક્શન વર્તમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, તે વરાળ અથવા હાઇડ્રોલિક ટર્બાઇનના સંચાલનને કારણે દૂર થાય છે જે રોટરને ફેરવે છે. આવા જનરેટર યાંત્રિક ઊર્જાને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરો .

એડી પ્રવાહો, અથવા ફોકોલ્ટ પ્રવાહો

જો મોટા વાહકને વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે, તો આ વાહકમાં, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની ઘટનાને કારણે, એડી ઇન્ડક્શન કરંટ ઉત્પન્ન થાય છે, જેને કહેવામાં આવે છે. ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો.

એડી કરંટજ્યારે વિશાળ વાહક અવકાશમાં સતત, પરંતુ અસંગત ચુંબકીય ક્ષેત્રે આગળ વધે ત્યારે પણ ઉદ્ભવે છે. ફૌકોલ્ટ પ્રવાહો એવી દિશા ધરાવે છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં તેમના પર કાર્ય કરતું બળ વાહકની હિલચાલને ધીમું કરે છે. બિન-ચુંબકીય સામગ્રીથી બનેલી ઘન ધાતુની પ્લેટના સ્વરૂપમાં એક લોલક, જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના ધ્રુવો વચ્ચે ઓસીલેટ થાય છે, જ્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્ર ચાલુ થાય છે ત્યારે અચાનક બંધ થઈ જાય છે.

ઘણા કિસ્સાઓમાં, ફૌકોલ્ટ કરંટથી થતી ગરમી હાનિકારક સાબિત થાય છે અને તેની સાથે વ્યવહાર કરવો પડે છે. ટ્રાન્સફોર્મર્સના કોરો, ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સના રોટર ઇન્સ્યુલેટરના સ્તરો દ્વારા અલગ કરાયેલી અલગ લોખંડની પ્લેટોમાંથી બનાવવામાં આવે છે જે મોટા ઇન્ડક્શન પ્રવાહોના વિકાસને અટકાવે છે, અને પ્લેટો પોતે ઉચ્ચ પ્રતિકારકતાવાળા એલોયમાંથી બનાવવામાં આવે છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર

સ્થિર ચાર્જ દ્વારા બનાવેલ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર સ્થિર છે અને ચાર્જ પર કાર્ય કરે છે. ડાયરેક્ટ કરંટ સમયસર ચુંબકીય ક્ષેત્રના સતત દેખાવનું કારણ બને છે, જે મૂવિંગ ચાર્જ અને કરંટ પર કાર્ય કરે છે. ઇલેક્ટ્રિકલ અને ચુંબકીય ક્ષેત્રઆ કિસ્સામાં એકબીજાથી સ્વતંત્ર રીતે અસ્તિત્વમાં છે.

ઘટના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનઆ ક્ષેત્રોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દર્શાવે છે, જે પદાર્થોમાં અવલોકન કરવામાં આવે છે જેમાં મફત શુલ્ક હોય છે, એટલે કે, કંડક્ટરમાં. વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર વૈકલ્પિક વિદ્યુત ક્ષેત્ર બનાવે છે, જે મુક્ત શુલ્ક પર કાર્ય કરીને, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ બનાવે છે. આ પ્રવાહ, વૈકલ્પિક હોવાને કારણે, વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે, જે સમાન વાહકમાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર બનાવે છે, વગેરે.

વૈકલ્પિક વિદ્યુત અને વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રો જે એકબીજાને ઉત્પન્ન કરે છે તેના સંયોજનને કહેવાય છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર. તે એવા માધ્યમમાં પણ અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે જ્યાં કોઈ મફત શુલ્ક નથી, અને ફોર્મમાં અવકાશમાં પ્રચાર કરે છે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ.

શાસ્ત્રીય ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ- માનવ મનની સર્વોચ્ચ સિદ્ધિઓમાંની એક. તેણીએ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના અસ્તિત્વની આગાહી કરતા માનવ સંસ્કૃતિના અનુગામી વિકાસ પર ભારે અસર કરી હતી. આ પાછળથી રેડિયો, ટેલિવિઝન, ટેલિકોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સ, સેટેલાઇટ નેવિગેશન, તેમજ કમ્પ્યુટર્સ, ઔદ્યોગિક અને સ્થાનિક રોબોટ્સ અને આધુનિક જીવનના અન્ય લક્ષણોની રચના તરફ દોરી ગયું.

પાયાનો પથ્થર મેક્સવેલના સિદ્ધાંતોએ દાવો હતો કે માત્ર વૈકલ્પિક ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ચુંબકીય ક્ષેત્રના સ્ત્રોત તરીકે સેવા આપી શકે છે, જેમ વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના સ્ત્રોત તરીકે સેવા આપે છે જે કંડક્ટરમાં ઇન્ડક્શન પ્રવાહ બનાવે છે. આ કિસ્સામાં કંડક્ટરની હાજરી જરૂરી નથી - ખાલી જગ્યામાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર પણ ઉદ્ભવે છે. વૈકલ્પિક વિદ્યુત ક્ષેત્રની રેખાઓ, ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓ જેવી જ, બંધ હોય છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગના ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો સમાન છે.

આકૃતિઓ અને કોષ્ટકોમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન

1821 માં, માઈકલ ફેરાડેએ તેમની ડાયરીમાં લખ્યું: "ચુંબકતાને વીજળીમાં ફેરવો." 10 વર્ષ પછી, આ સમસ્યા તેમના દ્વારા હલ કરવામાં આવી હતી.
ફેરાડેની શોધ
તે કોઈ સંયોગ નથી કે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના નવા ગુણધર્મોની શોધમાં પ્રથમ અને સૌથી મહત્વપૂર્ણ પગલું ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર વિશેના વિચારોના સ્થાપક - ફેરાડે દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું. ફેરાડેને વિદ્યુત અને ચુંબકીય ઘટનાની એકીકૃત પ્રકૃતિમાં વિશ્વાસ હતો. ઓર્સ્ટેડની શોધના થોડા સમય પછી, તેણે લખ્યું: “... તે ખૂબ જ અસામાન્ય લાગે છે કે, એક તરફ, કોઈપણ વિદ્યુત પ્રવાહ યોગ્ય તીવ્રતાની ચુંબકીય ક્રિયા સાથે હોય છે, જે વર્તમાનના જમણા ખૂણા પર નિર્દેશિત હોય છે, અને તે જ સમયે. આ ક્રિયાના ગોળામાં મૂકવામાં આવેલા વીજળીના સારા વાહકમાં સમય, કોઈપણ વર્તમાન પ્રેરિત કરવામાં આવ્યો ન હતો, કોઈ પ્રશંસનીય ક્રિયા થઈ ન હતી, આવા પ્રવાહની શક્તિમાં સમકક્ષ. દસ વર્ષ સુધી સખત મહેનત અને સફળતામાં વિશ્વાસ ફેરાડેને શોધ તરફ દોરી ગયો, જેણે પાછળથી વિશ્વના તમામ પાવર પ્લાન્ટ્સના જનરેટરની ડિઝાઇન માટેનો આધાર બનાવ્યો, યાંત્રિક ઊર્જાને ઇલેક્ટ્રિક વર્તમાન ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરી. (અન્ય સિદ્ધાંતો પર કામ કરતા સ્ત્રોતો: ગેલ્વેનિક કોષો, બેટરીઓ, થર્મો- અને ફોટોસેલ્સ - ઉત્પન્ન થયેલ વિદ્યુત ઊર્જાનો નજીવો હિસ્સો આપે છે.)
લાંબા સમય સુધી, વિદ્યુત અને ચુંબકીય ઘટના વચ્ચેનો સંબંધ શોધી શકાયો નથી. મુખ્ય મુદ્દા વિશે વિચારવું મુશ્કેલ હતું: માત્ર સમય-વિવિધ ચુંબકીય ક્ષેત્ર નિશ્ચિત કોઇલમાં વિદ્યુત પ્રવાહને ઉત્તેજિત કરી શકે છે, અથવા કોઇલ પોતે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં આગળ વધવું જોઈએ.
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની શોધ, જેને ફેરાડે આ ઘટના કહે છે, તે 29 ઓગસ્ટ, 1831 ના રોજ કરવામાં આવી હતી. એક દુર્લભ કેસ જ્યારે નવી નોંધપાત્ર શોધની તારીખ એટલી ચોક્કસ રીતે જાણીતી છે. અહીં ટૂંકું વર્ણનફેરાડે પોતે આપેલ પ્રથમ અનુભવ.
“કોપરનો તાર 203 ફૂટ લાંબો લાકડાના પહોળા કોઇલ પર ઘા હતો, અને તેના વળાંકો વચ્ચે સમાન લંબાઈનો એક વાયર ઘા હતો, પરંતુ તે પ્રથમ કપાસના દોરાથી અવાહક હતો. આમાંથી એક સર્પાકાર ગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડાયેલો હતો, અને બીજી મજબૂત બેટરી સાથે, જેમાં 100 જોડી પ્લેટનો સમાવેશ થતો હતો... જ્યારે સર્કિટ બંધ કરવામાં આવી હતી, ત્યારે ગેલ્વેનોમીટર પર અચાનક, પરંતુ અત્યંત નબળી અસર જોવાનું શક્ય હતું, અને જ્યારે વિદ્યુત પ્રવાહ બંધ થયો ત્યારે તે જ જણાયું હતું. એક સર્પાકારમાંથી પ્રવાહના સતત પસાર થવાથી, આ હોવા છતાં, ગેલ્વેનોમીટર પરની અસર અથવા સામાન્ય રીતે અન્ય સર્પાકાર પર કોઈ પ્રેરક અસરની નોંધ લેવી શક્ય ન હતી. 5.1
એવી દલીલ કરે છે કે બેટરી સાથે જોડાયેલ આખી કોઇલની ગરમી અને કોલસા વચ્ચે કૂદકા મારતા સ્પાર્કની તેજ બેટરીની શક્તિની સાક્ષી આપે છે.
તેથી, શરૂઆતમાં, સર્કિટના બંધ અને ઉદઘાટન દરમિયાન એકબીજાના સાપેક્ષ ગતિહીન કંડક્ટરમાં ઇન્ડક્શન મળી આવ્યું હતું. પછી, સ્પષ્ટપણે સમજવું કે પ્રવાહ સાથેના વાહકનો અભિગમ અથવા દૂર કરવાથી સર્કિટને બંધ કરવા અને ખોલવા જેવા જ પરિણામ તરફ દોરી જવું જોઈએ, ફેરાડેએ પ્રયોગો દ્વારા સાબિત કર્યું કે જ્યારે કોઇલ એકબીજાની સાપેક્ષે આગળ વધે છે ત્યારે પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે (ફિગ. 5.1). એમ્પેરના કાર્યોથી પરિચિત, ફેરાડે સમજી ગયા કે ચુંબક એ પરમાણુઓમાં ફરતા નાના પ્રવાહોનો સંગ્રહ છે. 17 ઓક્ટોબરના રોજ, તેની લેબોરેટરી જર્નલમાં નોંધાયા મુજબ, ચુંબક (ફિગ. 5.2) ના દબાણ (અથવા બહાર કાઢવા) દરમિયાન કોઇલમાં ઇન્ડક્શન કરંટ મળી આવ્યો હતો. એક મહિનાની અંદર, ફેરાડેએ પ્રાયોગિક રીતે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની ઘટનાની તમામ આવશ્યક વિશેષતાઓ શોધી કાઢી. તે માત્ર કાયદાને કડક જથ્થાત્મક સ્વરૂપ આપવા અને ઘટનાની ભૌતિક પ્રકૃતિને સંપૂર્ણ રીતે જાહેર કરવા માટે જ રહ્યું.
ફેરાડે પોતે પહેલેથી જ સામાન્ય વસ્તુને સમજી ચૂક્યા છે જે પ્રયોગોમાં ઇન્ડક્શન કરંટનો દેખાવ નક્કી કરે છે જે બહારથી અલગ દેખાય છે.
બંધ વાહક સર્કિટમાં, જ્યારે આ સર્કિટ દ્વારા બંધાયેલ સપાટીને ઘૂસી રહેલી ચુંબકીય ઇન્ડક્શન લાઇનની સંખ્યા બદલાય છે ત્યારે પ્રવાહ ઊભો થાય છે. અને ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની રેખાઓની સંખ્યા જેટલી ઝડપથી બદલાય છે, પરિણામી પ્રવાહ તેટલો વધારે છે. આ કિસ્સામાં, ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની રેખાઓની સંખ્યામાં ફેરફારનું કારણ સંપૂર્ણપણે ઉદાસીન છે. અડીને આવેલા કોઇલમાં વર્તમાન શક્તિમાં ફેરફારને કારણે નિશ્ચિત વાહકમાં પ્રવેશ કરતી ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની રેખાઓની સંખ્યામાં ફેરફાર અને અસંગત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સર્કિટની હિલચાલને કારણે રેખાઓની સંખ્યામાં ફેરફાર હોઈ શકે છે. , જે રેખાઓની ઘનતા અવકાશમાં બદલાય છે (ફિગ. 5.3).
ફેરાડેએ માત્ર ઘટનાની જ શોધ કરી ન હતી, પરંતુ ઇલેક્ટ્રિક કરંટ જનરેટરનું અપૂર્ણ છતાં અપૂર્ણ મોડલ પણ બનાવ્યું હતું જે પરિભ્રમણની યાંત્રિક ઉર્જાને વર્તમાનમાં રૂપાંતરિત કરે છે. તે મજબૂત ચુંબકના ધ્રુવો વચ્ચે ફરતી વિશાળ તાંબાની ડિસ્ક હતી (આકૃતિ 5.4). ડિસ્કની ધરી અને ધારને ગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડીને, ફેરાડેએ વિચલન શોધી કાઢ્યું
એટી
\

\
\
\
\
\
\
\L

એસ જો કે, વર્તમાન નબળો હતો, પરંતુ પાછળથી મળેલા સિદ્ધાંતે શક્તિશાળી જનરેટર બનાવવાનું શક્ય બનાવ્યું. તેમના વિના, વીજળી હજી પણ એક વૈભવી હશે જે થોડા લોકો પરવડી શકે છે.
વાહક બંધ લૂપમાં, જો લૂપ વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં હોય અથવા સમયસર સ્થિર હોય તેવા ક્ષેત્રમાં આગળ વધે તો ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ઉદ્ભવે છે જેથી લૂપમાં પ્રવેશતી ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓની સંખ્યામાં ફેરફાર થાય. આ ઘટનાને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન કહેવામાં આવે છે.