Magnetic flux in hindi, चुंबकीय फ्लक्स क्या है ,परिभाषा,सूत्र,फ्लक्स घनत्व आदि का विस्तारपूर्वक वर्णन किया गया है।
Table of Contents
Magnetic flux का meaning क्या है ?
Magnetic flux = कुल चुंबकीय रेखा = चुंबकीय प्रवाह
Flux = Line की कुल संख्या
चुंबकीय फ्लक्स का परिभाषा
दिए गए किसी सतह का क्षेत्रफल से पास होने वाली कुल चुंबकीय क्षेत्र को ही चुंबकीय फ्लक्स कहा जाता है।
Magnetic flux या चुंबकीय फ्लक्स क्या है एवं चुंबकीय फ्लक्स का Mathematically द्वारा परिभाषित
चुंबकीय फ्लक्स ( magnetic flux) किसी सतह का क्षेत्रफल से गुजरने वाली कुल चुंबकीय क्षेत्र होती है ।
चुंबकीय फ्लक्स ( magnetic flux) भी चुंबकीय क्षेत्र ही होती है लेकिन यह चुंबकीय क्षेत्र केवल किसी सतह की क्षेत्रफल मे पड़ने वाली चुंबकीय क्षेत्र होती है। चुंबकीय क्षेत्र को काल्पनिक चुंबकीय रेखा ( magnetic line ) द्वारा प्रदर्शित किया जाता है।
वैसे चुंबक के चारो ओर चुंबकीय क्षेत्र बनती है लेकिन हमे केवल उस चुंबकीय क्षेत्र की जरूरत पड़ती है जो किसी वस्तु के सतह में पड़ती हो । इसलिए किसी वस्तु के सतह मे पड़ने वाली चुंबकीय क्षेत्र को ही चुंबकीय फ्लक्स ( magnetic flux) कहा जाता है।
वैसे चुंबकीय फ्लक्स ( magnetic flux) का उपयोग मोटर , जनरेटर और ट्रांसफार्मर में किया जाता है उसके अलावा बहुत सारे क्षेत्र मे इसका उपयोग किया जाता है। चुंबकीय फ्लक्स ( magnetic flux) को Phi (Φ) द्वारा प्रदर्शित किया जाता है और इसका SI मात्रक weber (Wb) है।
आइए अब हम चुंबकीय फ्लक्स ( magnetic flux) को mathematically समझने की कोशिश करेंगे।
यदि चुंबकीय रेखा (magnetic field line E or B ) और सतह का क्षेत्रफल ( surface area) एक दूसरे के लंबवत (perpendicular) हो तब
चुंबकीय फ्लक्स ( magnetic flux) किसी सतह के क्षेत्रफल (Surface Area ‘A’) से पास होने वाली कुल चुंबकीय क्षेत्र ( magnetic field ‘B’ ) और लंबवत (perpendicular) सतह का क्षेत्रफल ‘A’ के उत्पाद होती है।
इसलिए सतह के क्षेत्रफल (Surface Area “A”) से गुजरने वाली Total Flux = B × A होगी,
यदि चुंबकीय रेखा (magnetic field line E or B) और सतह का क्षेत्रफल ( surface area) एक दूसरे से लंबवत (perpendicular) ना हो यानी तिरछा हो तब
चुंबकीय फ्लक्स , magnetic field ‘B’ और surface area ‘A’ के उत्पाद (dot product) के साथ A एवं B के बीच के कोण का cosine के गुणनफल होती है।
इसलिए सतह के क्षेत्रफल (Surface Area “A”) से गुजरने वाली कुल Flux = B × A cos θ
चुंबकीय फ्लक्स का सूत्र कैसे निकाले ?
चुंबकीय फ्लक्स का सूत्र निकालने से पहले चुंबकीय क्षेत्र घनत्व और चुंबकीय फ्लक्स घनत्व को समझते हैं।
चुंबकीय क्षेत्र घनत्व ( Magnetic field density)
Magnetic field density = Magnetic field per unit area = B/Area = B
प्रति इकाई क्षेत्रफल ( per unit area) मे पड़ने वाली चुंबकीय क्षेत्र (Magnetic field) को ही चुंबकीय क्षेत्र घनत्व ( Magnetic field density) कहा जाता है।
चुंबकीय फ्लक्स घनत्व ( Magnetic flux density)
चूंकि चुंबकीय फ्लक्स से हम समझते हैं की किसी क्षेत्रफल से पास होने वाली चुंबकीय क्षेत्र को ही चुंबकीय फ्लक्स कहा जाता है।
इसलिए प्रति इकाई क्षेत्रफल ( per unit area) से पास होने वाली चुंबकीय क्षेत्र (Magnetic field) को चुंबकीय क्षेत्र घनत्व ( Magnetic field density) या चुंबकीय फ्लक्स घनत्व ( Magnetic flux density) कहा जाता है।
चुंबकीय फ्लक्स का सूत्र कैसे निकाले ?
चूंकि Magnetic field density = magnetic field per unit area = B/Area = B
Surface Area = l × b = A
इसलिए Surface Area “A” से गुजरने वाली कुल चुंबकीय Flux = B × A होगी,
यह केवल तब लागू होती है जब सतह का क्षेत्रफल चुंबकीय रेखा ( magnetic field line) के लंबवत ( perpendicular) हो क्यूंकि सतह का क्षेत्रफल चुंबकीय रेखा ( magnetic field line) के लंबवत होने पर Surface Area vector हमेशा चुंबकीय रेखा ( magnetic field line) या चुंबकीय फ्लक्स के समांतर होगी इसलिए ही surface area vector ‘A’ और चुंबकीय फ्लक्स के बीच का कोण 0° होता है एवं cos 0° = 1 होता है इसलिए ऐसा स्तिथि में कोण का गुणनफल नही करने पर भी परिणाम आ जाती है।
अब यदि सतह का क्षेत्रफल को चुंबकीय रेखा ( magnetic field line) से तिरछा रखा जाए तो अब surface area vector ‘A’ और चुंबकीय फ्लक्स के बीच का कोण को लगाया जाता है। क्यूंकि सतह को तिरछा करने पर सतह की क्षेत्रफल से गुजरने वाली चुंबकीय फ्लक्स कम होगी जो सूत्र Flux = B × A से नही आयेगी। जैसा की चित्र में दिखाया गया है।
माना सतह की क्षेत्रफल ( surface area) को तिरछा करने पर चुंबकीय फ्लक्स ‘B’ या E और surface area vector ‘A’ के बीच का कोण ‘θ’ आती है।
यहां चुंबकीय फ्लक्स = B या E , surface area vector = A
A और B के बीच की कोण में बदलाव होने पर सतह की क्षेत्रफल से गुजरने वाली चुंबकीय फ्लक्स मे भी बदलाव आती है। जैसा की उपर दिए गए दो चित्र की तुलना करके आप जान सकते हो।
जब सतह की क्षेत्रफल को तिरछा किया जाता है तब सतह की क्षेत्रफल तो उतनी ही रहती है लेकिन सतह की ऊंचाई ( height) मे परिवर्तन आती है। इसलिए सतह की क्षेत्रफल को तिरछा करने पर तिरछी सतह से गुजरने वाली कुल चुंबकीय फ्लक्स सतह की ऊंचाई पर निर्भर करेगी । अत: सतह को तिरछा करने पर सतह की ऊंचाई में कितना परिवर्तन आती है इससे जानने के लिए surface area Vector “A” की प्रक्षेपण (projection) को निकलना होता है।
इसलिए surface area Vector “A” की प्रक्षेपण (projection) = A cosθ
इसलिए तिरछी सतह की क्षेत्रफल (Surface Area) “A” से गुजरने वाली Total Flux = B × A cosθ होगी,
अत: चुंबकीय फ्लक्स ( Flux) = B × A cosθ
जहां B = magnetic field strength , A= area of the surface , θ = surface area Vector और चुंबकीय फ्लक्स के बीच का कोण।