මැක්ස්වෙල්ගේ චුම්බක රෝදය
අන්තර්ගතය
1831-79 කාලයේ ජීවත් වූ ඉංග්‍රීසි භෞතික විද්‍යාඥ ජේම්ස් ක්ලාක් මැක්ස්වෙල්, විද්‍යුත් ගති විද්‍යාවට යටින් පවතින සමීකරණ පද්ධතිය සකස් කිරීම සඳහා වඩාත් ප්‍රසිද්ධය. කෙසේ වෙතත්, මෙය ඔහුගේ සියලු සැලකිය යුතු ජයග්රහණ නොවේ. මැක්ස්වෙල් තාප ගති විද්‍යාවට ද සම්බන්ධ විය. වායු අණු වල චලනය මෙහෙයවන සුප්‍රසිද්ධ "භූතයා" යන සංකල්පය ලබා දුන් අතර ඒවායේ ප්‍රවේග ව්‍යාප්තිය විස්තර කරන සූත්‍රයක් ව්‍යුත්පන්න කළේය. ඔහු වර්ණ සංයුතිය ද අධ්‍යයනය කළ අතර ස්වභාවධර්මයේ මූලික නීති වලින් එකක් - බලශක්ති සංරක්ෂණය පිළිබඳ මූලධර්මය නිරූපණය කිරීම සඳහා ඉතා සරල හා රසවත් උපාංගයක් නිර්මාණය කළේය. මෙම උපාංගය වඩාත් හොඳින් දැන ගැනීමට උත්සාහ කරමු.
සඳහන් කරන ලද උපකරණය මැක්ස්වෙල්ගේ රෝදය හෝ පෙන්ඩුලම ලෙස හැඳින්වේ. අපි එහි අනුවාද දෙකක් සමඟ කටයුතු කරන්නෙමු. මුලින්ම මැක්ස්වෙල් විසින් සොයාගනු ඇත - අපි එය සම්භාව්ය ලෙස හඳුන්වමු, එහි චුම්බක නොමැත. පසුව අපි නවීකරණය කරන ලද අනුවාදය ගැන සාකච්ඡා කරමු, එය වඩාත් විශ්මයජනකයි. අපට demo විකල්ප දෙකම භාවිතා කිරීමට පමණක් නොව, i.e. ගුණාත්මක අත්හදා බැලීම්, පමණක් නොව, ඔවුන්ගේ කාර්යක්ෂමතාව තීරණය කිරීමට. මෙම ප්රමාණය සෑම එන්ජිමක් සහ වැඩ කරන යන්ත්රයක් සඳහා වැදගත් පරාමිතියකි.
මැක්ස්වෙල් රෝදයේ සම්භාව්ය අනුවාදයෙන් පටන් ගනිමු.
ලින්ක්ස්. එක. මැක්ස්වෙල්ගේ රෝදයේ සම්භාව්ය අනුවාදය: 1 - තිරස් තීරුව, 2 - ශක්තිමත් නූල්, 3 - ඇක්සල්, 4 - රෝදය ඉහළ මොහොතක් සමග.
මැක්ස්වෙල් රෝදයේ සම්භාව්ය අනුවාදය රූපයේ දැක්වේ. රූපය. 1. එය සෑදීම සඳහා, අපි ශක්තිමත් සැරයටියක් තිරස් අතට සවි කරමු - එය පුටුවක පිටුපසට බැඳ ඇති කූරු බුරුසුවක් විය හැකිය. එවිට ඔබට සුදුසු රෝදයක් සකස් කර තුනී ඇක්සලයක් මත චලනය නොවී තැබිය යුතුය. ඉතා මැනවින්, රවුමේ විෂ්කම්භය ආසන්න වශයෙන් 10-15 cm විය යුතු අතර බර ආසන්න වශයෙන් 0,5 kg විය යුතුය. රෝදයේ මුළු ස්කන්ධයම පාහේ පරිධිය මත වැටීම වැදගත් වේ. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, රෝදයට සැහැල්ලු මධ්යස්ථානයක් සහ බර දාරයක් තිබිය යුතුය. මෙම කාර්යය සඳහා, ඔබට කරත්තයකින් කුඩා ස්පෝක් රෝදයක් හෝ කෑන් එකකින් විශාල ටින් පියනක් භාවිතා කර සුදුසු කම්බි වාර ගණනකින් වට ප්රමාණය වටා පැටවිය හැකිය. රෝදය එහි දිගෙන් අඩක් තුනී අක්ෂයක් මත චලනය නොවී තබා ඇත. අක්ෂය යනු 8-10 mm විෂ්කම්භයක් සහිත ඇලුමිනියම් පයිප්පයක් හෝ සැරයටියකි. පහසුම ක්රමය වන්නේ අක්ෂයේ විෂ්කම්භයට වඩා 0,1-0,2 mm විෂ්කම්භයක් සහිත රෝදයේ සිදුරක් හෑරීම හෝ අක්ෂය මත රෝදය තැබීම සඳහා පවතින සිදුරක් භාවිතා කිරීමයි. රෝදය සමඟ වඩා හොඳ සම්බන්ධතාවයක් සඳහා, ඇක්සලය එබීමට පෙර මෙම මූලද්රව්ය ස්පර්ශ වන ස්ථානයේ මැලියම් සමඟ ආලේප කළ හැකිය.
රවුමේ දෙපස, අපි අක්ෂයට සෙන්ටිමීටර 50-80 ක් දිග තුනී සහ ශක්තිමත් නූල් කොටස් බැඳ තබමු, කෙසේ වෙතත්, තුනී සරඹයකින් (මි.මී. 1-2) අක්ෂය දෙපස විදීම මගින් වඩාත් විශ්වාසදායක සවි කිරීමක් ලබා ගත හැකිය. එහි විෂ්කම්භය දිගේ, මෙම සිදුරු හරහා නූල් ඇතුල් කර එය ගැටගැසීමට. අපි නූල් වල ඉතිරි කෙළවර දණ්ඩට බැඳ, රවුම එල්ලා තබමු. රවුමේ අක්ෂය දැඩි ලෙස තිරස් වීම වැදගත් වන අතර නූල් සිරස් අතට හා එහි තලයෙන් ඒකාකාරව පිහිටා ඇත. තොරතුරු සම්පූර්ණ කිරීම සඳහා, ඔබට ඉගැන්වීමේ ආධාරක හෝ අධ්‍යාපනික සෙල්ලම් බඩු අලෙවි කරන සමාගම් වලින් නිමි මැක්ස්වෙල් රෝදයක් ද මිලදී ගත හැකි බව එකතු කළ යුතුය. අතීතයේදී, එය සෑම පාසල් භෞතික විද්‍යාගාරයකම පාහේ භාවිතා විය.
පළමු අත්හදා බැලීම්
රෝදය පහළම ස්ථානයේ තිරස් අක්ෂය මත එල්ලෙන විට තත්වය සමඟ ආරම්භ කරමු, i.e. නූල් දෙකම සම්පූර්ණයෙන්ම ගැලවී ඇත. අපි රෝදයේ ඇක්සලය දෙපස ඇඟිලිවලින් අල්ලා සෙමින් කරකවමු. මේ අනුව, අපි අක්ෂය මත නූල් සුළං. නූල් වල ඊළඟ හැරීම් ඒකාකාරව පරතරයක් ඇති බව ඔබ අවධානය යොමු කළ යුතුය - එකක් අනෙකට. රෝද අක්ෂය සෑම විටම තිරස් විය යුතුය. රෝදය සැරයටිය වෙත ළඟා වන විට, වංගු කිරීම නතර කර ඇක්සලය නිදහසේ ගමන් කිරීමට ඉඩ දෙන්න. බරෙහි බලපෑම යටතේ, රෝදය පහළට ගමන් කිරීමට පටන් ගන්නා අතර අක්ෂයේ සිට නූල් ලිහිල් වේ. රෝදය මුලින් ඉතා සෙමින්, පසුව වේගයෙන් හා වේගයෙන් භ්රමණය වේ. නූල් සම්පූර්ණයෙන්ම දිග හැරෙන විට, රෝදය එහි පහළම ස්ථානයට ළඟා වන අතර, පසුව පුදුම දෙයක් සිදු වේ. රෝදයේ භ්රමණය එකම දිශාවට දිගටම පවතින අතර, රෝදය ඉහළට ගමන් කිරීමට පටන් ගනී, එහි අක්ෂය වටා නූල් තුවාළනු ලැබේ. රෝදයේ වේගය ක්‍රමයෙන් අඩු වී අවසානයේ බිංදුවට සමාන වේ. එවිට රෝදය මුදා හැරීමට පෙර තිබූ උසම ඇති බව පෙනේ. පහත දැක්වෙන ඉහළ සහ පහළ චලනයන් බොහෝ වාරයක් පුනරාවර්තනය වේ. කෙසේ වෙතත්, එවැනි චලනයන් කිහිපයක් හෝ දුසිමකට පසු, රෝදය නැඟී සිටින උස කුඩා වන බව අපි දකිමු. අවසානයේදී රෝදය එහි පහළම ස්ථානයේ නතර වනු ඇත. මෙයට පෙර, භෞතික පෙන්ඩුලමකදී මෙන්, නූල් වලට ලම්බකව දිශාවට රෝදයේ අක්ෂයේ දෝලනය බොහෝ විට නිරීක්ෂණය කළ හැකිය. එමනිසා, මැක්ස්වෙල්ගේ රෝදය සමහර විට පෙන්ඩුලම් ලෙස හැඳින්වේ.
ලින්ක්ස්. එක. මැක්ස්වෙල් රෝදයේ ප්‍රධාන පරාමිතීන්: - බර, - රෝද අරය, - ඇක්සල් අරය, - ඇක්සලය සහිත රෝදයේ බර, - රේඛීය වේගය, 0 - ආරම්භක උස.
මැක්ස්වෙල් රෝදය මෙලෙස හැසිරෙන්නේ මන්දැයි අපි දැන් පැහැදිලි කරමු. අක්ෂයේ නූල් එතීම, රෝදය උසින් ඔසවන්න 0 සහ එය හරහා වැඩ කරන්න (රූපය. 2) එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, එහි ඉහළම ස්ථානයේ ඇති රෝදයට ගුරුත්වාකර්ෂණ විභව ශක්තිය ඇත p[1] සූත්‍රය මගින් ප්‍රකාශිත:
නිදහස් වැටීම ත්වරණය කොහෙද.
නූල් දිග හැරෙන විට, උස අඩු වන අතර, එය සමග ගුරුත්වාකර්ෂණ ශක්තියේ විභව ශක්තිය. කෙසේ වෙතත්, රෝදය වේගය ලබා ගන්නා අතර එමඟින් චාලක ශක්තිය ලබා ගනී. kසූත්‍රය [2] මගින් ගණනය කරනු ලැබේ:
රෝදයේ අවස්ථිති මොහොත කොහිද, එහි කෝණික ප්‍රවේගය (= /) වේ. රෝදයේ පහළම ස්ථානයේ (0 = 0) විභව ශක්තිය ශුන්‍යයට සමාන වේ. කෙසේ වෙතත්, මෙම ශක්තිය මිය ගියේ නැත, නමුත් චාලක ශක්තිය බවට පරිවර්තනය විය, එය සූත්‍රයට අනුව ලිවිය හැකිය [3]:
රෝදය ඉහළට ගමන් කරන විට, එහි වේගය අඩු වේ, නමුත් උස වැඩි වේ, එවිට චාලක ශක්තිය විභව ශක්තිය බවට පත්වේ. මෙම වෙනස්කම් චලනය සඳහා ප්රතිරෝධය සඳහා නොවේ නම් ඕනෑම කාලයක් ගත විය හැකිය - වායු ප්රතිරෝධය, නූල් එතීම හා සම්බන්ධ ප්රතිරෝධය, යම් කාර්යයක් අවශ්ය වන අතර රෝදය සම්පූර්ණයෙන්ම නතර කිරීමට හේතු වේ. චලිතයට ඇති ප්රතිරෝධය ජය ගැනීමේදී සිදු කරන කාර්යය මඟින් පද්ධතියේ අභ්යන්තර ශක්තියේ වැඩි වීමක් සහ ඒ ආශ්‍රිත උෂ්ණත්වය ඉහළ යෑමක් සිදු වන අතර එය ඉතා සංවේදී උෂ්ණත්වමානයකින් හඳුනාගත හැකි බැවින් ශක්තිය එබෙන්නේ නැත. යාන්ත්රික වැඩ සීමාවකින් තොරව අභ්යන්තර ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කළ හැකිය. අවාසනාවකට මෙන්, ප්‍රතිලෝම ක්‍රියාවලිය තාප ගති විද්‍යාවේ දෙවන නියමය මගින් සීමා කර ඇති අතර, එම නිසා රෝදයේ විභවය සහ චාලක ශක්තිය අවසානයේ අඩු වේ. මැක්ස්වෙල්ගේ රෝදය ශක්තියේ පරිවර්තනය පෙන්වීමට සහ එහි හැසිරීමේ මූලධර්මය පැහැදිලි කිරීමට ඉතා හොඳ උදාහරණයක් බව පෙනේ.
කාර්යක්ෂමතාව, එය ගණනය කරන්නේ කෙසේද?
ඕනෑම යන්ත්‍රයක, උපාංගයක, පද්ධතියක හෝ ක්‍රියාවලියක කාර්යක්ෂමතාවය අර්ථ දැක්වෙන්නේ ප්රයෝජනවත් ආකාරයෙන් ලැබෙන ශක්තියේ අනුපාතය ලෙසිනි. u ලබා දුන් ශක්තියට d. මෙම අගය සාමාන්යයෙන් ප්‍රතිශතයක් ලෙස ප්‍රකාශ වේ, එබැවින් කාර්යක්ෂමතාව සූත්‍රය මගින් ප්‍රකාශ වේ [4]:
.
සැබෑ වස්තු හෝ ක්‍රියාවලිවල කාර්යක්ෂමතාව සෑම විටම 100% ට වඩා අඩුය, නමුත් එය මෙම අගයට ඉතා සමීප විය හැකි අතර විය යුතුය. අපි මෙම නිර්වචනය සරල උදාහරණයකින් පැහැදිලි කරමු.
විදුලි මෝටරයක ප්රයෝජනවත් ශක්තිය වන්නේ භ්‍රමණ චලිතයේ චාලක ශක්තියයි. එවැනි එන්ජිමක් වැඩ කිරීම සඳහා, එය විදුලි බලයෙන් බල ගැන්විය යුතුය, උදාහරණයක් ලෙස, බැටරියකින්. ඔබ දන්නා පරිදි, ආදාන ශක්තියේ කොටසක් දඟර රත් කිරීමට හේතු වේ, නැතහොත් ෙබයාරිංවල ඝර්ෂණ බලවේග ජය ගැනීමට අවශ්ය වේ. එබැවින්, ප්රයෝජනවත් චාලක ශක්තිය ආදාන විදුලියට වඩා අඩුය. ශක්තිය වෙනුවට, [4] හි අගයන් ද සූත්‍රයට ආදේශ කළ හැක.
අප කලින් ස්ථාපිත කළ පරිදි, මැක්ස්වෙල්ගේ රෝදය චලනය වීමට පෙර ගුරුත්වාකර්ෂණ විභව ශක්තිය ඇත. p. ඉහළ සහ පහළ චලිතයේ එක් චක්රයක් සම්පූර්ණ කිරීමෙන් පසු, රෝදයට ගුරුත්වාකර්ෂණ විභව ශක්තිය ද ඇත, නමුත් අඩු උසකින්. 1එබැවින් අඩු ශක්තියක් ඇත. අපි මෙම ශක්තිය ලෙස දක්වමු පී 1. සූත්‍රයට අනුව [4], බලශක්ති පරිවර්තකයක් ලෙස අපගේ රෝදයේ කාර්යක්ෂමතාව සූත්‍රයෙන් ප්‍රකාශ කළ හැකිය [5]:
සූත්‍රය [1] පෙන්නුම් කරන්නේ විභව ශක්තීන් උසට සෘජුව සමානුපාතික වන බවයි. සූත්‍රය [1] සූත්‍රය [5] බවට ආදේශ කිරීමේදී සහ අදාළ උස ලකුණු සැලකිල්ලට ගනිමින් සහ 1, එවිට අපට ලැබෙන්නේ [6]:
සූත්‍රය [6] මැක්ස්වෙල් කවයේ කාර්යක්ෂමතාව තීරණය කිරීම පහසු කරයි - එය අනුරූප උස මැනීමට සහ ඒවායේ ප්රමාණය ගණනය කිරීමට ප්රමාණවත් වේ. චලන එක් චක්රයක් පසු, උස තවමත් එකිනෙකාට ඉතා සමීප විය හැක. මෙය සැලකිය යුතු උසකට ඉහළ නැංවූ විශාල අවස්ථිති මොහොතක් සහිත ප්රවේශමෙන් නිර්මාණය කරන ලද රෝදයක් සමඟ සිදු විය හැක. එබැවින් ඔබට විශාල නිරවද්‍යතාවයකින් මිනුම් ගැනීමට සිදුවනු ඇත, එය පාලකයෙකු සමඟ නිවසේදී අපහසු වනු ඇත. ඇත්ත, ඔබට මිනුම් පුනරාවර්තනය කර සාමාන්‍යය ගණනය කළ හැකිය, නමුත් වැඩි චලනයකින් පසු වර්ධනය සැලකිල්ලට ගන්නා සූත්‍රයක් ව්‍යුත්පන්න කිරීමෙන් පසු ඔබට ප්‍රති result ලය වේගයෙන් ලැබෙනු ඇත. රිය පැදවීමේ චක්‍ර සඳහා පෙර ක්‍රියා පටිපාටිය නැවත නැවතත් කරන විට, ඉන් පසුව රෝදය එහි උපරිම උස කරා ළඟා වනු ඇත n, එවිට කාර්යක්ෂමතා සූත්‍රය [7] වනු ඇත:
උස n චක්‍ර කිහිපයක් හෝ දුසිමකට හෝ ඊට වැඩි චක්‍රයකින් පසුව, එය එතරම් වෙනස් වේ 0එය දැකීමට සහ මැනීමට පහසු වනු ඇත. මැක්ස්වෙල් රෝදයේ කාර්යක්ෂමතාව, එහි නිෂ්පාදනයේ විස්තර මත පදනම්ව - ප්රමාණය, බර, නූල් වර්ගය සහ ඝණකම ආදිය - සාමාන්යයෙන් 50-96% වේ. කුඩා ස්කන්ධයන් සහිත රෝද සඳහා කුඩා අගයන් ලබා ගන්නා අතර දැඩි නූල් මත රඳවන ලද රේඩිය. නිසැකවම, ප්රමාණවත් තරම් විශාල චක්රයක් පසු, රෝදය අඩුම ස්ථානයේ නතර වේ, i.e. n = 0. කෙසේ වෙතත්, අවධානයෙන් සිටින පාඨකයා පවසන්නේ එවිට [7] සූත්‍රයෙන් ගණනය කරන ලද කාර්යක්ෂමතාව 0 ට සමාන වන බවයි. ගැටළුව වන්නේ [7] සූත්‍රයේ ව්‍යුත්පන්නයේදී, අපි උපක්‍රමශීලීව අතිරේක සරල උපකල්පනයක් අනුගමනය කළෙමු. ඔහුට අනුව, චලනය වන සෑම චක්‍රයකම, රෝදයට එහි වත්මන් ශක්තියේ එකම කොටස අහිමි වන අතර එහි කාර්යක්ෂමතාව නියත වේ. ගණිතයේ භාෂාවෙන්, අපි උපකල්පනය කළේ අනුක්‍රමික උස ජ්‍යාමිතික ප්‍රගමනයක් සාදකයක් සමඟ සාදයි. ඇත්ත වශයෙන්ම, රෝදය අවසානයේ අඩු උසකින් නතර වන තුරු මෙය නොවිය යුතුය. මෙම තත්ත්වය සාමාන්‍ය රටාවකට උදාහරණයකි, ඒ අනුව සියලුම සූත්‍ර, නීති සහ භෞතික න්‍යායන් ඒවායේ සූත්‍රගත කිරීමේදී අනුගමනය කරන ලද උපකල්පන සහ සරල කිරීම් මත පදනම්ව අදාළ වීමේ සීමිත විෂය පථයක් ඇත.
චුම්බක අනුවාදය
ලින්ක්ස්. එක. මැක්ස්වෙල්ගේ චුම්බක රෝදය: 1 - ඉහළ අවස්ථිති මොහොතක් සහිත රෝදයක්, 2 - චුම්බක සහිත අක්ෂයක්, 3 - වානේ මාර්ගෝපදේශයක්, 4 - සම්බන්ධකයක්, 5 - සැරයටියක්.
දැන් අපි මැක්ස්වෙල් රෝදයේ චුම්බක අනුවාදය සමඟ කටයුතු කරන්නෙමු - ඉදිකිරීම් විස්තර ඉදිරිපත් කෙරේ සහල්. 3 සහ 4. එය එකලස් කිරීම සඳහා, ඔබට 6-10 mm විෂ්කම්භයක් සහ 15-20 mm දිගකින් යුත් සිලින්ඩරාකාර නියෝඩියමියම් චුම්බක දෙකක් අවශ්ය වනු ඇත. අපි චුම්බකවල විෂ්කම්භයට සමාන අභ්යන්තර විෂ්කම්භයක් සහිත ඇලුමිනියම් නලයකින් රෝද අක්ෂය සාදන්නෙමු. නලයේ බිත්තිය ප්රමාණවත් තරම් සිහින් විය යුතුය
1 මි.මී. අපි චුම්බක නලයට ඇතුළු කර, එහි කෙළවරේ සිට මිලිමීටර් 1-2 ක් දුරින් තබා, පොක්සිපෝල් වැනි ඉෙපොක්සි මැලියම් සමඟ ඒවා ඇලවීම. චුම්බකවල ධ්රැව දිශානතිය වැදගත් නොවේ. අපි කුඩා ඇලුමිනියම් තැටි සමඟ නලයේ කෙළවර වසා දමමු, එමගින් චුම්බක නොපෙනෙන අතර, අක්ෂය ඝන දණ්ඩක් මෙන් පෙනෙනු ඇත. රෝදය මගින් සපුරාලිය යුතු කොන්දේසි සහ එය ස්ථාපනය කරන්නේ කෙසේද යන්න පෙර පරිදිම වේ.
රෝදයේ මෙම අනුවාදය සඳහා, සමාන්තරව ස්ථාපනය කර ඇති කොටස් දෙකකින් වානේ මාර්ගෝපදේශ සෑදීම ද අවශ්ය වේ. ප්‍රායෝගික භාවිතයේදී පහසු වන මාර්ගෝපදේශවල දිග පිළිබඳ උදාහරණයක් වන්නේ 50-70 සෙ.මී.. හතරැස් කොටසේ ඊනියා සංවෘත පැතිකඩ (ඇතුළත කුහර), එහි පැත්තේ දිග 10-15 මි.මී. මාර්ගෝපදේශ අතර දුර ප්රමාණය අක්ෂය මත තබා ඇති චුම්බකවල දුර ප්රමාණයට සමාන විය යුතුය. එක් පැත්තක මාර්ගෝපදේශවල කෙළවර අර්ධ වෘත්තාකාරයකින් ගොනු කළ යුතුය. අක්ෂයේ වඩා හොඳින් රඳවා තබා ගැනීම සඳහා, වානේ දණ්ඩක කැබලි ගොනුව ඉදිරිපිට ඇති මාර්ගෝපදේශවලට තද කළ හැකිය. රේල් පීලි දෙකේම ඉතිරි කෙළවර ඕනෑම ආකාරයකින් සැරයටිය සම්බන්ධකයට සවි කළ යුතුය, උදාහරණයක් ලෙස, බෝල්ට් සහ ඇට වර්ග. මෙයට ස්තූතියි, අපට ඔබේ අතේ තබා ගත හැකි හෝ ට්‍රයිපොඩ් එකකට සවි කළ හැකි සුවපහසු හසුරුවක් ලැබුණි. මැක්ස්වෙල්ගේ චුම්බක රෝදයේ නිෂ්පාදනය කරන ලද පිටපතක පෙනුම පෙන්නුම් කරයි ඡායාරූප එක.
මැක්ස්වෙල්ගේ චුම්බක රෝදය සක්රිය කිරීම සඳහා, එහි අක්ෂයේ කෙළවර සම්බන්ධකය අසල රේල් පීලිවල ඉහළ මතුපිටට එරෙහිව තබන්න. මාර්ගෝපදේශ හසුරුවකින් අල්ලාගෙන, ඒවා වටකුරු කෙළවරට විකර්ණ ලෙස ඇල කරන්න. එවිට රෝදය ආනත තලයක මෙන් මාර්ගෝපදේශ දිගේ පෙරළීමට පටන් ගනී. මාර්ගෝපදේශවල වටකුරු කෙළවරට ළඟා වූ විට, රෝදය වැටෙන්නේ නැත, නමුත් ඒවා මත පෙරළෙයි
ලින්ක්ස්. එක. මැක්ස්වෙල්ගේ චුම්බක රෝදයේ සැලසුම පිළිබඳ විස්තර අක්ෂීය කොටසෙහි දැක්වේ:
1 - අවස්ථිති ඉහළ මොහොතක් සහිත රෝදය, 2 - ඇලුමිනියම් නල අක්ෂය, 3 - සිලින්ඩරාකාර නියෝඩියමියම් චුම්බක, 4 - ඇලුමිනියම් තැටිය.
එය විශ්මයජනක පරිණාමයක් සිදු කරයි - එය මාර්ගෝපදේශවල පහළ පෘෂ්ඨයන් පෙරළේ. මැක්ස්වෙල්ගේ රෝදයේ සම්භාව්ය අනුවාදය මෙන් චලනයන්හි විස්තර කරන ලද චක්‍රය බොහෝ වාරයක් පුනරාවර්තනය වේ. අපට රේල් පීලි සිරස් අතට පවා සැකසිය හැකි අතර රෝදය හරියටම හැසිරෙනු ඇත. මාර්ගෝපදේශ පෘෂ්ඨයන් මත රෝදය තබා ගැනීම එහි සඟවා ඇති neodymium චුම්බක සහිත අක්ෂයේ ආකර්ෂණය හේතුවෙන් හැකි ය.
මාර්ගෝපදේශවල නැඹුරුවීමේ විශාල කෝණයකින්, රෝදය ඒවා දිගේ ලිස්සා ගියහොත්, එහි අක්ෂයේ කෙළවර සිහින් වැලි කඩදාසියක එක් ස්ථරයකින් ඔතා බුටප්‍රන් මැලියම් සමඟ ඇලවිය යුතුය. මේ ආකාරයෙන්, අපි ලිස්සා යාමකින් තොරව පෙරළීම සහතික කිරීම සඳහා අවශ්ය ඝර්ෂණය වැඩි කරන්නෙමු. මැක්ස්වෙල් රෝදයේ චුම්බක අනුවාදය චලනය වන විට, සම්භාව්ය අනුවාදයේ මෙන් යාන්ත්රික ශක්තියේ සමාන වෙනස්කම් සිදු වේ. කෙසේ වෙතත්, මාර්ගෝපදේශවල ඝර්ෂණය සහ චුම්භකත්වය ආපසු හැරවීම හේතුවෙන් බලශක්ති අලාභය තරමක් වැඩි විය හැක. රෝදයේ මෙම අනුවාදය සඳහා, සම්භාව්ය අනුවාදය සඳහා කලින් විස්තර කර ඇති ආකාරයටම කාර්යක්ෂමතාව තීරණය කළ හැකිය. ලබාගත් අගයන් සංසන්දනය කිරීම සිත්ගන්නාසුළු වනු ඇත. මාර්ගෝපදේශ සෘජු නොවිය යුතු බව අනුමාන කිරීම පහසුය (උදාහරණයක් ලෙස, ඒවා රැලි සහිත විය හැකිය) එවිට රෝදයේ චලනය වඩාත් සිත්ගන්නාසුළු වනු ඇත.
සහ බලශක්ති ගබඩා කිරීම
මැක්ස්වෙල් රෝදය සමඟ සිදු කරන ලද අත්හදා බැලීම් අපට නිගමන කිහිපයක් ලබා ගැනීමට ඉඩ සලසයි. මෙයින් වඩාත් වැදගත් වන්නේ බලශක්ති පරිවර්තනයන් ස්වභාවයෙන්ම ඉතා සුලභ වීමයි. සෑම විටම ඊනියා බලශක්ති අලාභයන් ඇත, ඒවා ඇත්ත වශයෙන්ම යම් අවස්ථාවක දී අපට ප්රයෝජනවත් නොවන ශක්ති ආකාර බවට පරිවර්තනය වේ. මෙම හේතුව නිසා සැබෑ යන්ත්‍ර, උපාංග සහ ක්‍රියාවලි වල කාර්යක්ෂමතාව සෑම විටම 100% ට වඩා අඩුය. අලාභ පියවා ගැනීමට අවශ්ය බාහිර බලශක්ති සැපයුමක් නොමැතිව, චලනය වූ පසු, සදාකාලිකවම චලනය වන උපාංගයක් තැනීමට නොහැකි වන්නේ එබැවිනි. අවාසනාවකට මෙන්, XNUMX වන සියවසේදී, සෑම කෙනෙකුම මේ ගැන නොදනිති. පෝලන්ත ජනරජයේ පේටන්ට් කාර්යාලයට වරින් වර, චුම්බකවල “නොසිඳෙන” ශක්තිය භාවිතා කරමින් “රියදුරු යන්ත්‍ර සඳහා විශ්ව උපාංගය” වර්ගයේ නව නිපැයුම් කෙටුම්පතක් ලැබෙන්නේ එබැවිනි (බොහෝ විට වෙනත් රටවල ද සිදු වේ). ඇත්ත වශයෙන්ම, එවැනි වාර්තා ප්රතික්ෂේප කරනු ලැබේ. තාර්කිකත්වය කෙටි ය: උපාංගය ක්‍රියා නොකරනු ඇති අතර කාර්මික භාවිතය සඳහා සුදුසු නොවේ (එබැවින් පේටන්ට් බලපත්‍රයක් ලබා ගැනීම සඳහා අවශ්ය කොන්දේසි සපුරාලන්නේ නැත), මන්ද එය සොබාදහමේ මූලික නීතියට අනුකූල නොවන බැවිනි - බලශක්ති සංරක්ෂණයේ මූලධර්මය.
ඡායාරූපය 1. මැක්ස්වෙල්ගේ චුම්බක රෝදවලින් එකක පෙනුම.
මැක්ස්වෙල්ගේ රෝදය සහ යෝ-යෝ නම් ජනප්‍රිය සෙල්ලම් බඩු අතර යම් සාදෘශ්‍යයක් පාඨකයන්ට පෙනෙනු ඇත. යෝ-යෝ සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, සෙල්ලම් බඩු භාවිතා කරන්නාගේ ක්‍රියාකාරකම් මගින් ශක්තිය නැතිවීම නැවත පුරවනු ලැබේ, ඔහු රිද්මයානුකූලව නූල් වල ඉහළ කෙළවර ඉහළට සහ පහත් කරයි. විශාල අවස්ථිති මොහොතක් සහිත ශරීරයක් භ්රමණය කිරීමට අපහසු වන අතර නතර කිරීමට අපහසු බව නිගමනය කිරීම ද වැදගත් වේ. එමනිසා, මැක්ස්වෙල්ගේ රෝදය පහළට ගමන් කරන විට සෙමින් වේගය ලබා ගන්නා අතර එය ඉහළට යන විට එය සෙමින් අඩු කරයි. රෝදය අවසානයේ නතර වීමට පෙර ඉහළ සහ පහළ චක්‍ර දිගු වේලාවක් පුනරාවර්තනය වේ. මේ සියල්ල සිදුවන්නේ එවැනි රෝදයක විශාල චාලක ශක්තියක් ගබඩා කර ඇති බැවිනි. එමනිසා, විශාල අවස්ථිති මොහොතක් සහිත රෝද භාවිතා කිරීම සඳහා ව්‍යාපෘති සලකා බලනු ලබන අතර මීට පෙර ඉතා වේගවත් භ්‍රමණයකට ගෙන එන ලද අතර එය එක්තරා ආකාරයක බලශක්ති "සමුච්චයක්" ලෙස, උදාහරණයක් ලෙස, වාහනවල අමතර චලනය සඳහා අදහස් කෙරේ. අතීතයේ දී, වඩාත් ඒකාකාරව භ්රමණය සැපයීම සඳහා වාෂ්ප එන්ජින්වල බලවත් පියාසර රෝද භාවිතා කරන ලද අතර අද ඒවා මෝටර් රථ අභ්යන්තර දහන එන්ජින්වල අනිවාර්ය අංගයකි.
