আজ আমরা "ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইনডাকশনের সূত্র" হিসাবে পদার্থবিজ্ঞানের এমন একটি ঘটনা প্রকাশ করব। আমরা আপনাকে বলব কেন ফ্যারাডে পরীক্ষা-নিরীক্ষা চালিয়েছিলেন, একটি সূত্র দিন এবং দৈনন্দিন জীবনের জন্য ঘটনার গুরুত্ব ব্যাখ্যা করুন৷
প্রাচীন দেবতা এবং পদার্থবিদ্যা
প্রাচীন মানুষ অজানাকে পূজা করত। এবং এখন একজন মানুষ সমুদ্রের গভীরতা এবং স্থানের দূরত্বকে ভয় পায়। কিন্তু বিজ্ঞান কেন ব্যাখ্যা করতে পারে। সাবমেরিনগুলি এক কিলোমিটারেরও বেশি গভীরতায় সমুদ্রের অবিশ্বাস্য জীবন ধারণ করে, মহাকাশ টেলিস্কোপগুলি এমন বস্তুগুলি অধ্যয়ন করে যা বিগ ব্যাংয়ের মাত্র কয়েক মিলিয়ন বছর পরে বিদ্যমান ছিল৷
কিন্তু তারপরে লোকেরা তাদের মুগ্ধ এবং বিরক্ত করে এমন সমস্ত কিছুকে দেবী করেছে:
- সূর্যোদয়;
- বসন্তে জাগ্রত উদ্ভিদ;
- বৃষ্টি;
- জন্ম ও মৃত্যু।
প্রতিটি বস্তু এবং ঘটনাতে অজানা শক্তি বাস করত যারা বিশ্বকে শাসন করেছিল। এখন পর্যন্ত, বাচ্চারা আসবাবপত্র এবং খেলনাকে মানবিক করার প্রবণতা রাখে। প্রাপ্তবয়স্কদের নজরে না রেখে, তারা কল্পনা করে: একটি কম্বল আলিঙ্গন করবে, একটি স্টুল ফিট হবে, জানালা নিজেই খুলে যাবে।
সম্ভবত মানবজাতির প্রথম বিবর্তনীয় পদক্ষেপ ছিল বজায় রাখার ক্ষমতাআগুন. নৃতাত্ত্বিকরা পরামর্শ দেন যে বজ্রপাতের দ্বারা আঘাতপ্রাপ্ত একটি গাছ থেকে প্রথম আগুন জ্বলেছিল৷
এইভাবে, বিদ্যুৎ মানবজাতির জীবনে একটি বিশাল ভূমিকা পালন করেছে। প্রথম বজ্রপাত সংস্কৃতির বিকাশে প্রেরণা দেয়, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক আবেশের মৌলিক নিয়ম মানবতাকে বর্তমান অবস্থায় নিয়ে আসে৷
ভিনেগার থেকে পারমাণবিক চুল্লি পর্যন্ত
চেওপসের পিরামিডে অদ্ভুত সিরামিক পাত্র পাওয়া গেছে: ঘাড় মোম দিয়ে বন্ধ করা হয়েছে, গভীরতার মধ্যে একটি ধাতব সিলিন্ডার লুকানো আছে। দেয়ালের অভ্যন্তরে ভিনেগার বা টক ওয়াইনের অবশিষ্টাংশ পাওয়া গেছে। বিজ্ঞানীরা একটি চাঞ্চল্যকর উপসংহারে এসেছেন: এই নিদর্শনটি একটি ব্যাটারি, বিদ্যুতের উৎস৷
কিন্তু 1600 সাল পর্যন্ত কেউ এই ঘটনাটি অধ্যয়ন করার উদ্যোগ নেয়নি। ইলেকট্রন সরানোর আগে, স্থির বিদ্যুতের প্রকৃতি অন্বেষণ করা হয়েছিল। প্রাচীন গ্রীকরা জানত যে অ্যাম্বার পশমের সাথে ঘষলে স্রাব দেয়। এই পাথরের রঙ তাদের মনে করিয়ে দিলো প্লিয়েডস থেকে ইলেক্ট্রা নক্ষত্রের আলোর কথা। এবং খনিজটির নামটি পরিণত হয়েছিল, শারীরিক ঘটনাটির নামকরণের কারণ।
প্রথম আদিম ডিসি উৎস 1800 সালে নির্মিত হয়েছিল
অবশ্যই, পর্যাপ্ত শক্তিশালী ক্যাপাসিটর উপস্থিত হওয়ার সাথে সাথে বিজ্ঞানীরা এটির সাথে সংযুক্ত কন্ডাক্টরের বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করতে শুরু করেছিলেন। 1820 সালে, ডেনিশ বিজ্ঞানী হ্যান্স ক্রিশ্চিয়ান ওরস্টেড আবিষ্কার করেছিলেন যে নেটওয়ার্কের অন্তর্ভুক্ত একটি কন্ডাকটরের পাশে একটি চৌম্বকীয় সুই বিচ্যুত হয়েছে। এই সত্যটি ফ্যারাডে দ্বারা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইনডাকশনের আইন আবিষ্কারের প্রেরণা দিয়েছে (সূত্রটি নীচে দেওয়া হবে), যা মানবজাতিকে নিষ্কাশন করতে দেয়জল, বায়ু এবং পারমাণবিক জ্বালানী থেকে বিদ্যুৎ।
আদিম কিন্তু আধুনিক
ম্যাক্স ফ্যারাডে পরীক্ষা-নিরীক্ষার ভৌত ভিত্তি ওর্স্টেড দ্বারা স্থাপিত হয়েছিল। যদি একটি সুইচ করা পরিবাহী একটি চুম্বককে প্রভাবিত করে, তাহলে বিপরীতটিও সত্য: একটি চুম্বক পরিবাহীকে অবশ্যই একটি কারেন্ট আনতে হবে৷
পরীক্ষার কাঠামো যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশনের আইন (EMF একটি ধারণা হিসাবে আমরা একটু পরে বিবেচনা করব) বের করতে সাহায্য করেছিল বেশ সহজ। একটি স্প্রিং মধ্যে একটি তারের ক্ষত একটি ডিভাইসের সাথে সংযুক্ত করা হয় যা বর্তমান নিবন্ধন করে। বিজ্ঞানী কয়েলগুলিতে একটি বড় চুম্বক এনেছিলেন। যখন চুম্বক সার্কিটের পাশে চলছিল, ডিভাইসটি ইলেকট্রনের প্রবাহ নিবন্ধিত করেছিল।
তারপর থেকে প্রযুক্তির উন্নতি হয়েছে, কিন্তু বিশাল স্টেশনগুলিতে বিদ্যুৎ তৈরির মূল নীতি এখনও একই: একটি চলমান চুম্বক একটি স্প্রিং দ্বারা কন্ডাক্টরের ক্ষতস্থানে একটি স্রোতকে উত্তেজিত করে৷
আইডিয়া ডেভেলপমেন্ট
প্রথম অভিজ্ঞতাই ফ্যারাডেকে নিশ্চিত করেছিল যে বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বক ক্ষেত্র পরস্পর সংযুক্ত। কিন্তু এটা ঠিক কিভাবে খুঁজে বের করা প্রয়োজন ছিল. একটি চৌম্বক ক্ষেত্র কি একটি কারেন্ট-বহনকারী কন্ডাক্টরের চারপাশেও উত্থিত হয়, নাকি তারা একে অপরকে প্রভাবিত করতে সক্ষম হয়? তাই বিজ্ঞানী আরও এগিয়ে গেলেন। সে একটি তারে ক্ষতবিক্ষত করে, তাতে কারেন্ট নিয়ে আসে এবং এই কয়েলটিকে অন্য স্প্রিংয়ে ঠেলে দেয়। এবং তিনি বিদ্যুৎও পেয়েছেন। এই অভিজ্ঞতা প্রমাণ করেছে যে চলমান ইলেকট্রন শুধুমাত্র একটি বৈদ্যুতিক নয় বরং একটি চৌম্বক ক্ষেত্রও তৈরি করে। পরে, বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার করেছিলেন কীভাবে তারা একে অপরের তুলনায় মহাকাশে অবস্থিত। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডও এর কারণআলো।
লাইভ কন্ডাক্টরগুলির মিথস্ক্রিয়া করার জন্য বিভিন্ন বিকল্পের সাথে পরীক্ষা করে, ফ্যারাডে আবিষ্কার করেছিলেন যে প্রথম এবং দ্বিতীয় উভয় কয়েল একটি সাধারণ ধাতব কোরে ক্ষত হলে কারেন্ট সর্বোত্তমভাবে প্রেরণ করা হয়। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইনডাকশনের সূত্র প্রকাশ করে এই যন্ত্রটি থেকে উদ্ভূত হয়েছে৷
সূত্র এবং এর উপাদান
এখন যেহেতু বিদ্যুতের অধ্যয়নের ইতিহাস ফ্যারাডে পরীক্ষায় আনা হয়েছে, এখন সূত্রটি লেখার সময় এসেছে:
ε=-dΦ / dt.
ডিসিফার:
ε হল ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স (সংক্ষেপে ইএমএফ)। ε-এর মানের উপর নির্ভর করে, ইলেকট্রনগুলি পরিবাহীতে আরও নিবিড় বা দুর্বলভাবে চলে। উৎসের শক্তি ইএমএফকে প্রভাবিত করে এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের শক্তি এটিকে প্রভাবিত করে।
Φ হল চৌম্বকীয় প্রবাহের মাত্রা যা বর্তমানে একটি নির্দিষ্ট এলাকার মধ্য দিয়ে যাচ্ছে। ফ্যারাডে একটি স্প্রিং এর মধ্যে তারের কুণ্ডলী করেছিলেন, কারণ তার একটি নির্দিষ্ট স্থান প্রয়োজন যার মধ্য দিয়ে কন্ডাকটরটি যাবে। অবশ্যই, এটি একটি খুব পুরু কন্ডাকটর তৈরি করা সম্ভব হবে, কিন্তু এটি ব্যয়বহুল হবে। বিজ্ঞানী বৃত্তের আকৃতিটি বেছে নিয়েছেন কারণ এই সমতল চিত্রটির ক্ষেত্রফলের সাথে পৃষ্ঠের দৈর্ঘ্যের সর্বাধিক অনুপাত রয়েছে। এটি সবচেয়ে শক্তি সাশ্রয়ী ফর্ম। অতএব, সমতল পৃষ্ঠের জলের ফোঁটাগুলি গোলাকার হয়ে যায়। উপরন্তু, একটি বৃত্তাকার অংশ সহ একটি স্প্রিং প্রাপ্ত করা অনেক সহজ: আপনাকে কেবল কোন ধরণের বৃত্তাকার বস্তুর চারপাশে তারের বাতাস করতে হবে৷
t হল লুপের মধ্য দিয়ে প্রবাহটি যেতে সময় লাগে৷
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশন সূত্রের সূত্রে উপসর্গ d মানে হল মানটি ডিফারেনশিয়াল। অর্থাৎচূড়ান্ত ফলাফল পাওয়ার জন্য একটি ছোট চৌম্বকীয় প্রবাহকে ছোট সময়ের ব্যবধানে আলাদা করতে হবে। এই গাণিতিক কর্মের জন্য মানুষের কাছ থেকে কিছু প্রস্তুতি প্রয়োজন। সূত্রটি আরও ভালভাবে বোঝার জন্য, আমরা পাঠককে বিভেদ এবং একীকরণ স্মরণ করার জন্য জোরালোভাবে উত্সাহিত করি৷
আইনের পরিণতি
ফ্যারাডে আবিষ্কারের পরপরই, পদার্থবিদরা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশনের ঘটনাটি তদন্ত করতে শুরু করেন। উদাহরণস্বরূপ, লেঞ্জের আইনটি পরীক্ষামূলকভাবে একজন রাশিয়ান বিজ্ঞানী দ্বারা উদ্ভূত হয়েছিল। এই নিয়মটিই চূড়ান্ত সূত্রে একটি বিয়োগ যোগ করেছে।
তিনি দেখতে এইরকম: ইন্ডাকশন কারেন্টের দিকটি দুর্ঘটনাজনিত নয়; দ্বিতীয় ওয়াইন্ডিংয়ে ইলেকট্রনের প্রবাহ, যেমনটি ছিল, প্রথম ওয়াইন্ডিংয়ে কারেন্টের প্রভাব কমিয়ে দেয়। অর্থাৎ, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক আবেশের ঘটনাটি আসলে "ব্যক্তিগত জীবনে" হস্তক্ষেপের দ্বিতীয় বসন্তের প্রতিরোধ।
লেঞ্জের নিয়মের আরেকটি পরিণতি আছে।
- যদি প্রথম কয়েলের কারেন্ট বাড়তে থাকে, তাহলে দ্বিতীয় স্প্রিং-এর কারেন্টও বাড়তে থাকে;
- যদি ইন্ডুসিং ওয়াইন্ডিং এর কারেন্ট কমে যায় তাহলে দ্বিতীয় ওয়াইন্ডিং এর কারেন্টও কমে যাবে।
এই নিয়ম অনুসারে, একটি পরিবাহী যেখানে একটি প্ররোচিত কারেন্ট ঘটে তা আসলে পরিবর্তনশীল চৌম্বকীয় প্রবাহের প্রভাবের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়।
শস্য এবং গাধা
নিজস্ব সুবিধার জন্য সবচেয়ে সহজ পদ্ধতি ব্যবহার করুন, লোকেরা দীর্ঘকাল ধরে চেষ্টা করে আসছে। ময়দা পিষে দেওয়া কঠিন কাজ। কিছু উপজাতি হাত দিয়ে শস্য পিষে: একটি পাথরে গম রাখুন, আরেকটি সমতল এবং গোলাকার পাথর দিয়ে ঢেকে দিন এবং ঘোরানমিলের পাথর কিন্তু আপনার যদি পুরো গ্রামের জন্য ময়দা পিষতে হয়, তবে আপনি একা পেশী শ্রম দিয়ে তা করতে পারবেন না। প্রথমে, লোকেরা অনুমান করেছিল যে একটি খসড়া প্রাণীকে মিলের পাথরের সাথে বেঁধে রাখা হবে। গাধা দড়ি টেনে-পাথর ঘোরাল। তারপর, সম্ভবত, লোকেরা ভেবেছিল: “নদী সর্বদা প্রবাহিত হয়, এটি সমস্ত ধরণের জিনিসকে নীচের দিকে ঠেলে দেয়। কেন আমরা এটাকে ভালোর জন্য ব্যবহার করি না? এভাবেই ওয়াটার মিলের আবির্ভাব।
চাকা, জল, বাতাস
অবশ্যই, প্রথম প্রকৌশলীরা যারা এই কাঠামোগুলি তৈরি করেছিলেন তারা মাধ্যাকর্ষণ শক্তি সম্পর্কে কিছুই জানতেন না, যার কারণে জল সবসময় পড়ে যায়, না ঘর্ষণ বল বা পৃষ্ঠের টান সম্পর্কে। কিন্তু তারা দেখেছে: যদি আপনি একটি স্রোত বা নদীতে ব্যাসের উপর ব্লেড সহ একটি চাকা রাখেন, তবে এটি কেবল ঘোরবে না, তবে দরকারী কাজও করতে সক্ষম হবে।
কিন্তু এমনকি এই প্রক্রিয়াটি সীমিত ছিল: সর্বত্রই যথেষ্ট বর্তমান শক্তি সহ প্রবাহিত জল নেই। তাই মানুষ এগিয়ে গেল। তারা বাতাস দ্বারা চালিত কল তৈরি করেছিল।
কয়লা, জ্বালানি তেল, পেট্রল
বিজ্ঞানীরা যখন বিদ্যুতের উত্তেজনার নীতি বুঝতে পেরেছিলেন, তখন একটি প্রযুক্তিগত কাজ সেট করা হয়েছিল: এটি একটি শিল্প স্কেলে প্রাপ্ত করা। সে সময় (ঊনবিংশ শতাব্দীর মাঝামাঝি) বিশ্ব যন্ত্রের জ্বরে ভুগছিল। তারা প্রসারিত জুটির কাছে সমস্ত কঠিন কাজ অর্পণ করার চেষ্টা করেছিল।
কিন্তু তখন শুধুমাত্র জীবাশ্ম জ্বালানি, কয়লা এবং জ্বালানী তেলই প্রচুর পরিমাণে পানি গরম করতে সক্ষম হয়েছিল। অতএব, বিশ্বের যে অঞ্চলগুলি প্রাচীন কার্বন সমৃদ্ধ ছিল তা অবিলম্বে বিনিয়োগকারী এবং শ্রমিকদের দৃষ্টি আকর্ষণ করেছিল। এবং মানুষের পুনর্বন্টন শিল্প বিপ্লবের দিকে পরিচালিত করেছিল৷
হল্যান্ড এবংটেক্সাস
তবে, এই অবস্থা পরিবেশের উপর খারাপ প্রভাব ফেলেছে। এবং বিজ্ঞানীরা ভেবেছিলেন: প্রকৃতিকে ধ্বংস না করে কীভাবে শক্তি পাওয়া যায়? উদ্ধার ভাল পুরানো ভুলে. মিলটি সরাসরি রুক্ষ যান্ত্রিক কাজ করতে টর্ক ব্যবহার করত। জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রের টারবাইন চুম্বক ঘোরে।
বর্তমানে, সবচেয়ে পরিষ্কার বিদ্যুৎ আসে বায়ু শক্তি থেকে। যে প্রকৌশলীরা টেক্সাসে প্রথম জেনারেটর তৈরি করেছিলেন তারা হল্যান্ডের উইন্ডমিলের অভিজ্ঞতা নিয়েছিলেন।
