भंवर धारा (eddy current) क्या है? भंवर धाराओं के व्यावहारिक अनुप्रयोगों की चर्चा कीजिए। भंवर धाराओं के प्रभावों को कम करने के लिए क्या किया जाना चाहिए?

(N/A) हमने चालकों में सुस्पष्ट पथों में,जैसे कि वृत्ताकार लूप में प्रेरित विद्युत धाराओं का अध्ययन किया है। जब चालक के बड़े टुकड़ों को बदलते चुंबकीय फ्लक्स के अधीन किया जाता है,तब भी उनमें प्रेरित धाराएं उत्पन्न होती हैं। हालाँकि,उनके प्रवाह का पैटर्न पानी में उठने वाले भंवरों (eddies) जैसा होता है। इस प्रभाव की खोज भौतिक विज्ञानी फौकॉल्ट ($1819$-$1868$) ने की थी और इन धाराओं को भंवर धाराएं (eddy currents) कहा जाता है।
चित्र में दिखाए गए उपकरण पर विचार करें। एक तांबे की प्लेट को एक शक्तिशाली चुंबक के ध्रुवों के बीच एक साधारण लोलक की तरह दोलन करने दिया जाता है। यह पाया जाता है कि गति अवमंदित (damped) हो जाती है और कुछ ही समय में प्लेट चुंबकीय क्षेत्र में रुक जाती है।
हम इस घटना को विद्युत चुंबकीय प्रेरण के आधार पर समझा सकते हैं। जैसे-जैसे प्लेट चुंबकीय ध्रुवों के बीच के क्षेत्र में अंदर और बाहर जाती है,प्लेट से जुड़ा चुंबकीय फ्लक्स लगातार बदलता रहता है। फ्लक्स में यह परिवर्तन प्लेट में भंवर धाराएं प्रेरित करता है।
जब प्लेट ध्रुवों के बीच के क्षेत्र में प्रवेश करती है और जब वह बाहर निकलती है,तो भंवर धाराओं की दिशा विपरीत होती है। भंवर धाराएं अक्सर अवांछनीय होती हैं क्योंकि वे कोर को गर्म करती हैं और विद्युत ऊर्जा को ऊष्मा के रूप में नष्ट करती हैं। इन प्रभावों को कम करने के लिए,कोर को अक्सर लैमिनेट किया जाता है या उसमें खांचे बनाए जाते हैं ताकि भंवर धाराओं के पथ टूट जाएं।
भंवर धाराओं का लाभ निम्नलिखित अनुप्रयोगों में लिया जाता है:
$(1)$ ट्रेनों में चुंबकीय ब्रेकिंग: कुछ विद्युत चालित ट्रेनों में पटरियों के ऊपर शक्तिशाली विद्युत चुंबक स्थित होते हैं। जब विद्युत चुंबक सक्रिय होते हैं,तो पटरियों में प्रेरित भंवर धाराएं ट्रेन की गति का विरोध करती हैं। चूंकि इसमें कोई यांत्रिक जुड़ाव नहीं होता है,इसलिए ब्रेकिंग प्रभाव सुचारू होता है।
$(2)$ विद्युत चुंबकीय अवमंदन (Electromagnetic damping): कुछ गैल्वेनोमीटर में गैर-चुंबकीय धात्विक सामग्री से बनी एक स्थिर कोर होती है। जब कुंडली दोलन करती है,तो कोर में उत्पन्न भंवर धाराएं गति का विरोध करती हैं और कुंडली को जल्दी से स्थिर कर देती हैं।
$(3)$ इंडक्शन फर्नेस: इंडक्शन फर्नेस का उपयोग उच्च तापमान उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है और इसका उपयोग घटक धातुओं को पिघलाकर मिश्र धातु तैयार करने के लिए किया जाता है। पिघलाई जाने वाली धातुओं के चारों ओर एक कुंडली से उच्च आवृत्ति वाली प्रत्यावर्ती धारा प्रवाहित की जाती है। धातुओं में उत्पन्न भंवर धाराएं उन्हें पिघलाने के लिए पर्याप्त उच्च तापमान उत्पन्न करती हैं।
$(4)$ इलेक्ट्रिक पावर मीटर: इलेक्ट्रिक पावर मीटर (एनालॉग प्रकार) में चमकदार धातु की डिस्क भंवर धाराओं के कारण घूमती है। कुंडली में ज्यावक्रीय रूप से बदलती धाराओं द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा डिस्क में विद्युत धाराएं प्रेरित होती हैं।