Theory 17:- Self and Mutual Inductance. Coefficient Of Coupling.

ઈન્ડક્શન શું છે ? 

ઇન્ડક્શન એ ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે જે ચુંબકીય ક્ષેત્રના પરિવર્તન દરના પ્રમાણમાં છે. ઇન્ડક્શનની આ વ્યાખ્યા કંડક્ટર માટે ધરાવે છે. ઇન્ડક્શનને ઇન્ડક્ટન્સ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. L નો ઉપયોગ ઇન્ડક્ટન્સનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે થાય છે અને હેનરી ઇન્ડક્ટન્સનું  SI એકમ છે .

1 હેન્રીને કંડક્ટરમાં 1 વોલ્ટનું ઇએમએફ ઉત્પન્ન કરવા માટે જરૂરી ઇન્ડક્ટન્સની રકમ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જ્યારે કંડક્ટરમાં વર્તમાન ફેરફાર 1 એમ્પીયર પ્રતિ સેકન્ડના દરે થાય છે.

ઇન્ડક્ટન્સને અસર કરતા પરિબળો

નીચેના પરિબળો જે ઇન્ડક્ટન્સને અસર કરે છે:

• ઇન્ડક્ટરમાં વાયરના વારાની સંખ્યા.
• કોરમાં વપરાતી સામગ્રી.
• કોરનો આકાર.

ફેરાડે દ્વારા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન કાયદો આપવામાં આવ્યો હતો જે જણાવે છે કે ચુંબકીય પ્રવાહને અલગ કરીને ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ સર્કિટમાં પ્રેરિત થાય છે. પ્રતિ  ફેરાડે નિયમ  ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન ના ઇન્ડક્શન ખ્યાલ આવ્યો છે. ચોક્કસ સમયગાળા દરમિયાન વર્તમાનમાં ફેરફારનો વિરોધ કરવા માટે ઉત્પન્ન થયેલ ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ તરીકે ઇન્ડક્ટન્સને વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે.

ફેરાડેના નિયમ અનુસાર:

ઇન્ડક્ટન્સના પ્રકારો

ત્યાં બે પ્રકારના ઇન્ડક્ટન્સ છે:

• Self Induction ( સ્વ ઇન્ડક્શન)
• Mutual Induction (પરસ્પર ઇન્ડક્શન )

સેલ્ફ ઇન્ડક્શન એટલે શું?

જ્યારે કોઇલના વર્તમાન અથવા ચુંબકીય પ્રવાહમાં ફેરફાર થાય છે, ત્યારે વિરોધી પ્રેરિત  ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ  ઉત્પન્ન થાય છે. આ ઘટનાને સેલ્ફ ઇન્ડક્શન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. જ્યારે કોઇપણ ત્વરિત સમયે કોઇલમાંથી પ્રવાહ વહેવા લાગે છે, ત્યારે એવું જાણવા મળે છે કે, ચુંબકીય પ્રવાહ સર્કિટમાંથી પસાર થતા પ્રવાહના સીધા પ્રમાણસર બને છે. સંબંધ નીચે મુજબ છે: 

ϕ = I

$\varphi$ = L I

જ્યાં  L ને કોઇલના સ્વ-ઇન્ડક્ટન્સ અથવા સ્વ-ઇન્ડક્ટન્સના ગુણાંક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. સ્વ-ઇન્ડક્ટન્સ ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર, સામગ્રીની અભેદ્યતા અથવા કોઇલમાં વળાંકની સંખ્યા પર આધારિત છે.
કોઇલમાં ચુંબકીય પ્રવાહમાં ફેરફારનો દર આ પ્રમાણે આપવામાં આવ્યો છે,

e = – $\frac{d\varphi }{dt}$ = – $\frac{d\left(LI\right)}{dt}$

or e = – L $\frac{dI}{dt}$

સેલ્ફ ઇન્ડક્ટન્સ ફોર્મ્યુલા

જ્યા,

• L હેન્રીઝમાં સેલ્ફ ઇન્ડક્ટન્સ છે.
• N વળાંકની સંખ્યા છે.
• O એ ચુંબકીય પ્રવાહ છે.
• I એમ્પીયરમાં કરન્ટ છે.

મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્શન શું છે?

અમે બે કોઇલ લઈએ છીએ, અને તે એકબીજાની નજીક મૂકવામાં આવે છે. બે કોઇલ પી-કોઇલ (પ્રાથમિક કોઇલ) અને એસ-કોઇલ (માધ્યમિક કોઇલ) છે. પી-કોઇલ સાથે, એક બેટરી અને એક ચાવી જોડાયેલી હોય છે જેમાં એસ-કોઇલ એક ગેલ્વેનોમીટર તેની સાથે જોડાયેલ હોય છે. જ્યારે  બે કોઇલ સાથે જોડાયેલા વર્તમાન અથવા ચુંબકીય પ્રવાહમાં ફેરફાર થાય છે ત્યારે  દરેક કોઇલ પર વિરોધી ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ ઉત્પન્ન થાય છે, અને આ ઘટનાને મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્શન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. સંબંધ નીચે મુજબ છે:

$\varphi$ = I

ϕ = M I

જ્યાં M ને બે કોઇલના પરસ્પર ઇન્ડક્ટન્સ અથવા બે કોઇલના મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્ટન્સના ગુણાંક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

કોઇલમાં ચુંબકીય પ્રવાહમાં ફેરફારનો દર આ પ્રમાણે આપવામાં આવ્યો છે,

e = – $\frac{d\varphi }{dt}$ = – $\frac{d\left(MI\right)}{dt}$

e = – M $\frac{dI}{dt}$

મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્ટન્સ ફોર્મ્યુલા

જ્યાં,

• μ 0  એ ખાલી જગ્યાની અભેદ્યતા છે
• μ r  એ સોફ્ટ આયર્ન કોરની સાપેક્ષ અભેદ્યતા છે
• N એ કોઇલમાં વળાંકની સંખ્યા છે
• A એમ 2 માં ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર છે
• l એ કોઇલમાં m ની લંબાઇ છે.

Difference between Self and Mutual Inductance

Self induction	Mutual induction
Self inductance is the characteristic of the coil itself.	Mutual inductance is the characteristic of a pair of coils.
The induced current opposes the decay of current in the coil when the main current in the coil decreases.	The induced current developed in the neighboring coil opposes the decay of the current in the coil when the main current in the coil decreases.
The induced current opposes the growth of current in the coil when the main current in the coil increases.	The induced current developed in the neighboring coil opposes the growth of current in the coil when the main current in the coil increases.