विद्युत मोटर
विद्युत मोटर वह युक्ति है जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक (घूर्णी) ऊर्जा में परिवर्तित करती है। यह मोटर प्रभाव पर कार्य करती है: चुंबकीय क्षेत्र में रखी धारावाही कुंडली बल अनुभव करके घूमती है।
आरेख के अंग्रेज़ी लेबलों के हिन्दी अर्थ:
| English (in image) | हिन्दी |
|---|---|
| Coil ABCD | कुंडली ABCD |
| North pole (N) | उत्तरी ध्रुव (N) |
| South pole (S) | दक्षिणी ध्रुव (S) |
| Split-ring commutator | विभाजित वलय दिक्परिवर्तक |
| Carbon brushes | कार्बन ब्रश |
| Battery | बैटरी |
| Rotation | घूर्णन |
मुख्य भाग:
- चुंबक के ध्रुवों के बीच रखी विद्युतरोधी तार की आयताकार कुंडली ABCD।
- कुंडली के सिरों से जुड़ा विभाजित वलय दिक्परिवर्तक (दो अर्ध-वलय)।
- दो कार्बन ब्रश जो दिक्परिवर्तक से दबकर उसे बैटरी से जोड़ते हैं।
मोटर कैसे कार्य करती है
जब कुंडली में धारा बहती है, तो कुंडली की दो भुजाएँ (AB व CD) विपरीत दिशाओं में धारा ले जाती हैं। फ्लेमिंग के बाएँ हाथ के नियम से, दोनों भुजाओं पर बल विपरीत दिशाओं में लगते हैं, जो एक बल-युग्म बनाकर कुंडली को घुमाते हैं।
आधा घूर्णन पूरा होने के बाद भुजा AB व भुजा CD पक्ष बदल लेती हैं। यदि धारा उसी दिशा में बहती रहती, तो बल अब आगे के घूर्णन का विरोध करते। यहीं विभाजित वलय दिक्परिवर्तक काम आता है: यह हर आधे घूर्णन पर कुंडली में धारा की दिशा उलट देता है, जिससे हर भुजा पर बल सदा कुंडली को एक ही दिशा में धकेलता है। अतः कुंडली सतत घूमती रहती है।
मुख्य बिंदु: दिक्परिवर्तक हर आधे घूर्णन पर धारा उलट देता है, जिससे घूर्णन सतत व एक दिशा में बना रहता है।
उपयोग तथा मुख्य विचार
व्यावसायिक मोटरें (स्थायी चुंबक के बजाय) विद्युत चुंबक, कुंडली के बड़ी संख्या में फेरे जो नरम लोहे की क्रोड पर लिपटे होते हैं, प्रयोग करती हैं - ये सभी बल व मोटर की शक्ति बढ़ाते हैं। नरम लोहे की क्रोड सहित कुंडली को आर्मेचर कहते हैं।
विद्युत मोटरें विद्युत पंखों, रेफ्रिजरेटर, मिक्सर, वॉशिंग मशीन, कंप्यूटर, MP3 प्लेयर व अनेक उपकरणों में प्रयुक्त होती हैं।
[परीक्षा युक्ति] मोटर = विद्युत → यांत्रिक ऊर्जा। याद रखें: कुंडली + चुंबक + विभाजित वलय दिक्परिवर्तक + ब्रश; दिक्परिवर्तक ही घूर्णन को सतत बनाता है। जनित्र (यांत्रिक → विद्युत, AC हेतु सर्पी वलय) से तुलना करें।
हल किए गए उदाहरण
उदाहरण 1: मोटर में ऊर्जा रूपांतरण
विद्युत मोटर में कौन-सा ऊर्जा रूपांतरण होता है?
हल: विद्युत मोटर विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक (घूर्णी) ऊर्जा में परिवर्तित करती है।
उदाहरण 2: दिक्परिवर्तक का कार्य
विद्युत मोटर में विभाजित वलय दिक्परिवर्तक का क्या कार्य है?
हल: विभाजित वलय दिक्परिवर्तक हर आधे घूर्णन के बाद कुंडली में धारा की दिशा उलट देता है। इससे बल (बल-आघूर्ण) सदा एक ही घूर्णी दिशा में कार्य करता है, अतः कुंडली एक दिशा में सतत घूमती रहती है।
उदाहरण 3: कुंडली क्यों घूमती है
मोटर की कुंडली में घूर्णी प्रभाव क्यों होता है, समझाइए।
हल: कुंडली की दो भुजाएँ विपरीत दिशाओं में धारा ले जाती हैं। चुंबकीय क्षेत्र में, फ्लेमिंग के बाएँ हाथ के नियम से दोनों भुजाओं पर बल बराबर, विपरीत व समांतर (एक बल-युग्म) होते हैं, जो घूर्णी प्रभाव (बल-आघूर्ण) उत्पन्न करके कुंडली को घुमाता है।
उदाहरण 4: मोटर की शक्ति बढ़ाना
मोटर का घूर्णी बल कैसे बढ़ाया जा सकता है?
हल: (i) धारा बढ़ाकर, (ii) कुंडली में फेरों की संख्या बढ़ाकर, (iii) प्रबल चुंबकीय क्षेत्र (विद्युत चुंबक) से, तथा (iv) कुंडली को नरम लोहे की क्रोड (आर्मेचर) पर लपेटकर।