இன்றைய நவீன உலகம் இயங்குவதற்குத் தேவையான பிரம்மாண்டமான மின்சாரம் எங்கிருந்து உற்பத்தியாகிறது? அனல்மின் நிலையம், நீர்மின் நிலையம், காற்றாலை அல்லது அணுமின் நிலையம் என எதுவாக இருந்தாலும், சூரிய ஒளி சோலார் பேனல்களைத் தவிர மற்ற அனைத்து மின் உற்பத்தி நிலையங்களிலும் மின்சாரத்தை உருவாக்குவது ஒரே ஒரு இயற்பியல் மாயாஜாலமே; அதுதான் ‘மின்காந்தத் தூண்டல்’ (Electromagnetic Induction) [1, 2]. 1831-ஆம் ஆண்டு மைக்கேல் ஃபாரடே கண்டறிந்த இந்த அற்புதக் கண்டுபிடிப்பின் பின்னணியை விரிவாகப் பார்ப்போம்.
ஃபாரடேயின் மின்காந்தத் தூண்டல் விதி (Faraday’s Law)
ஒரு செப்புக் கம்பிச் சுருளுக்குள் (Copper coil) ஒரு காந்தத்தை வேகமாக முன்னும் பின்னும் நகர்த்தும் போது, கம்பியில் எந்த பேட்டரியும் இணைக்கப்படாவிட்டாலும் மின்சாரம் பாய்கிறது [1]. கம்பிச் சுருளோடு தொடர்புடைய ‘காந்தப் பாயம்’ (Magnetic flux) மாறும் போது, அதில் ஒரு மின்னியக்கு விசை (Induced EMF) உருவாகிறது ($\mathcal{E} = -N rac{d\Phi_B}{dt}$). காந்தத்தை அல்லது கம்பிச் சுருளை எவ்வளவு வேகமாக சுழற்றுகிறோமோ, அவ்வளவு அதிக மின்னழுத்தத்தில் மின்சாரம் உற்பத்தியாகும்.
மின்சார ஜெனரேட்டரின் 2 முதன்மை பாகங்கள்
ஸ்டேட்டர் (Stator – நிலையான பகுதி)
அமைப்பு: ஜெனரேட்டரின் வெளிப்புறத்தில் நிலையாகப் பொருத்தப்பட்ட ஆயிரக்கணக்கான செப்புக் கம்பிச் சுருள்கள்.
பணி: சுழலும் காந்தப்புலத்தின் மாற்றத்தை ஏற்றுக்கொண்டு மாற்று மின்னோட்டத்தை (AC Current) உற்பத்தி செய்தல்.
ரோட்டார் (Rotor – சுழலும் பகுதி)
அமைப்பு: டர்பைன் அல்லது விசிறியுடன் இணைக்கப்பட்டு மையத்தில் வேகமாகச் சுழலும் சக்திவாய்ந்த மின்காந்தங்கள்.
பணி: நீர், நீராவி அல்லது காற்றின் இயக்க ஆற்றல் மூலம் வினாடிக்கு 3000 முறை சுழன்று மாறும் காந்தப்புலத்தை உருவாக்குதல்.
லென்ஸ் விதி: இயற்கையின் எதிர்ப்பு விசை (Lenz’s Law)
தூண்டப்பட்ட மின்னோட்டமானது எப்போதும் அதை உருவாக்கிய காந்தத்தின் இயக்கத்தை எதிர்க்கும் திசையிலேயே பாயும் [2]. இந்த எதிர்ப்பு விசை இருப்பதாலேயே நாம் டர்பைனைச் சுழற்ற ஆற்றலைச் செலவிட வேண்டியுள்ளது. “ஆற்றலை ஆக்கவோ அழிக்கவோ முடியாது, ஒரு வகை ஆற்றலை மற்றொரு வகை ஆற்றலாக மாற்ற மட்டுமே முடியும்” என்ற ஆற்றல் அழிவின்மை விதியை இது மெய்ப்பிக்கிறது.
அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள் (FAQ)
வீட்டிலேயே எளிய முறையில் மின்சாரம் தயாரிக்க முடியுமா?
ஒரு சிறிய எல்இடி பல்பை காப்பர் கம்பிச் சுருளுடன் இணைத்துவிட்டு, அதனுள் ஒரு நியோடிமியம் காந்தத்தை வேகமாக ஆட்டினால் பல்ப் மின்னுவதைக் காண முடியும்.
சைக்கிள் டைனமோ எவ்வாறு எரிகிறது?
சைக்கிள் சக்கரம் சுழலும் போது டைனமோவுக்குள் இருக்கும் சிறிய காந்தம் சுழல்கிறது; அது சுற்றியுள்ள கம்பிச் சுருளில் மின்காந்தத் தூண்டல் மூலம் மின்சாரத்தைத் தூண்டி பல்பு எரிகிறது.
ஏசி மற்றும் டிசி மின்னோட்டத்திற்கு என்ன வேறுபாடு?
சுழலும் காந்தம் காந்தப்புலத்தின் திசையை மாற்றி மாற்றி அமைப்பதால் உற்பத்தி ஆவது ‘மாற்று மின்னோட்டம்’ (AC); பேட்டரிகளில் வேதிவினையால் ஒரு திசையிலேயே பாய்வது ‘நேர் மின்னோட்டம்’ (DC).
Electromagnetic induction: How the “flux rule” has superseded Faraday's law
- இதழ்
- American Journal of Physics
- ஆய்வு வகை
- journal
- ஆண்டு
- 2023
DOI10.1119/5.0138144
Faraday-Neuman-Lenz law of induction and electromagnetic energy conversion
- இதழ்
- URSI Radio Science Bulletin
- ஆய்வு வகை
- Research
- ஆண்டு
- 2024
DOI10.23919/ursirsb.2017.8409433
இன்னும் கருத்துகள் இல்லை. முதல் கருத்தைப் பதிவிடுங்கள்.