তড়িৎচুম্বকীয় আবেশ (Electromagnetic Induction)

কোনো বন্ধ কুণ্ডলীর সঙ্গে জড়িত চৌম্বক প্রবাহের পরিবর্তন হলে কুণ্ডলীতে একটি তড়িৎচালক বল আবিষ্ট হতে পারে। এই তড়িৎচালক বলকে আবিষ্ট EMF (Induced EMF) বলা হয়। এই ঘটনাই তড়িৎচুম্বকীয় আবেশ।

বন্ধ বর্তনী হলে আবিষ্ট EMF-এর কারণে তড়িৎ প্রবাহও চলতে পারে।

এখানে গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হলো—কেবল চৌম্বক ক্ষেত্র থাকলেই যথেষ্ট নয়; উৎসপাঠে চৌম্বক প্রবাহের পরিবর্তন-এর কথা বিশেষভাবে বলা হয়েছে।

Faraday-এর সূত্র

প্রথম সূত্র

কোনো বন্ধ কুণ্ডলীর সঙ্গে জড়িত চৌম্বক প্রবাহের পরিবর্তন হলে কুণ্ডলীতে EMF আবিষ্ট হয় এবং বর্তনী বন্ধ থাকলে তড়িৎ প্রবাহ চলতে পারে।

দ্বিতীয় সূত্র

উৎসপাঠ অনুযায়ী আবিষ্ট EMF-এর মান কুণ্ডলীর সঙ্গে জড়িত চৌম্বক প্রবাহের পরিবর্তনের হারের সঙ্গে সমানুপাতিক।

অর্থাৎ চৌম্বক প্রবাহ যত দ্রুত বদলায়, আবিষ্ট EMF-এর প্রভাব তত বেশি হতে পারে।

Lenz-এর সূত্র (Lenz's Law)

তড়িৎচুম্বকীয় আবেশে আবিষ্ট প্রবাহের দিক এমন হয় যাতে তার সৃষ্ট প্রভাব সেই পরিবর্তনের বিরোধিতা করে, যে পরিবর্তনের কারণে প্রবাহের সৃষ্টি হয়েছে।

সহজভাবে—

Cause-এর পরিবর্তনকে induced effect বাধা দেয়।

শক্তির সংরক্ষণ নীতি দিয়ে Lenz-এর সূত্রের ধারণা

উৎসপাঠে একটি দণ্ডচুম্বক ও কুণ্ডলীর উদাহরণ দিয়ে Lenz-এর সূত্র ব্যাখ্যা করা হয়েছে।

ধরা যাক, একটি দণ্ডচুম্বকের উত্তর মেরুকে কুণ্ডলীর দিকে এগিয়ে নেওয়া হচ্ছে। যদি কুণ্ডলীর সম্মুখভাগ এমন মেরু তৈরি করত যা চুম্বককে আরও আকর্ষণ করে, তবে চুম্বক কোনো বাহ্যিক কাজ ছাড়াই আরও দ্রুত কুণ্ডলীর দিকে এগিয়ে যেত এবং একই সঙ্গে তড়িৎ শক্তিও পাওয়া যেত। এটি শক্তির সংরক্ষণ নীতির সঙ্গে অসঙ্গত হতো।

তাই আবিষ্ট প্রবাহ এমন দিকের চৌম্বক প্রভাব তৈরি করে যা চুম্বকের গতির পরিবর্তনকে বাধা দেয়। চুম্বককে এগিয়ে নিতে তখন বাহ্যিক কাজ করতে হয় এবং সেই কাজের একটি অংশ তড়িৎ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।

এটাই Lenz-এর সূত্রের সঙ্গে শক্তির সংরক্ষণ নীতির সম্পর্কের মূল ধারণা।

সমপ্রবাহ ও পরিবর্তী প্রবাহ: পুনরালোচনা

সমপ্রবাহ (DC)

যে তড়িৎ প্রবাহের অভিমুখ সর্বদা একই দিকে থাকে তাকে DC বা সমপ্রবাহ বলা হয়।

পরিবর্তী প্রবাহ (AC)

যে তড়িৎ প্রবাহের অভিমুখ নির্দিষ্ট সময় অন্তর পর্যায়ক্রমে বিপরীত হয় তাকে AC বা পরিবর্তী প্রবাহ বলা হয়।

উৎসপাঠে AC-এর কয়েকটি ব্যবহারিক সুবিধার কথা উল্লেখ আছে—বিশেষত বিভব পরিবর্তনের সুবিধা এবং তড়িৎ পরিবহনের প্রসঙ্গ। এই বিষয়গুলি উচ্চতর শ্রেণিতে আরও বিস্তারিতভাবে পড়া হবে।

ডায়নামো / বৈদ্যুতিক জেনারেটর

উৎসপাঠে ডায়নামো-কে এমন একটি যন্ত্র হিসেবে বর্ণনা করা হয়েছে যেখানে তড়িৎচুম্বকীয় আবেশের সাহায্যে যান্ত্রিক শক্তিকে তড়িৎ শক্তিতে রূপান্তর করা হয়।

অর্থাৎ—

যান্ত্রিক শক্তি → তড়িৎ শক্তি

এই শক্তি-রূপান্তর মোটরের ঠিক বিপরীত ধরনের ধারণা:

• মোটর: electrical → mechanical
• generator: mechanical → electrical

জলবিদ্যুৎ উৎপাদনের ধারণা

উৎসপাঠে জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রের শক্তি রূপান্তরের একটি সংক্ষিপ্ত ধারা দেওয়া হয়েছে।

উচ্চ জলাধারে জমা জলের স্থিতিশক্তি থাকে। জল নিচে নামলে তার গতিশক্তি বাড়ে। প্রবাহিত জল টারবাইন ঘোরায় এবং টারবাইনের সঙ্গে যুক্ত জেনারেটর ঘুরে তড়িৎচুম্বকীয় আবেশের সাহায্যে তড়িৎ শক্তি উৎপন্ন করে।

শক্তির ধারাটি সহজভাবে—

জলের স্থিতিশক্তি → গতিশক্তি → টারবাইনের যান্ত্রিক শক্তি → তড়িৎ শক্তি

Motor ও Generator-এর মূল পার্থক্য

দ্রুত মনে রাখো

• Magnetic flux change → induced EMF
• Faraday's first law → flux পরিবর্তনে EMF আবিষ্ট হয়
• Faraday's second law → induced EMF flux change-এর হারের সঙ্গে সম্পর্কিত
• Lenz's law → induced effect কারণের পরিবর্তনকে বাধা দেয়
• DC → একই অভিমুখ
• AC → পর্যায়ক্রমে বিপরীত অভিমুখ
• Generator → mechanical energy to electrical energy

নিজে ভাবো

1. কুণ্ডলীর সঙ্গে জড়িত চৌম্বক প্রবাহ অপরিবর্তিত থাকলে উৎসপাঠের সংজ্ঞা অনুযায়ী আবেশ কেন হবে না?
2. চুম্বক দ্রুত কুণ্ডলীর দিকে আনলে আবিষ্ট EMF-এর প্রভাব কেন বেশি হতে পারে?
3. Lenz-এর সূত্র শক্তির সংরক্ষণ নীতির সঙ্গে কীভাবে সম্পর্কিত?
4. মোটর ও জেনারেটরের শক্তি রূপান্তরের পার্থক্য লিখো।
5. জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রে শক্তির রূপান্তরের ধাপগুলি ক্রমানুসারে লিখো।