चुंबक से झूला क्यों रुक जाता है? “परिवर्तन से नफ़रत करने वाली बिजली” का रहस्य कॉइल झूला प्रयोग से जानिए!
नमस्ते! मैं हूँ आपका साइंस ट्रेनर, कें कुवाको। हमारे लिए तो हर दिन एक नया प्रयोग है!
सोचिए, आपने किसी धातु की चीज़ को छुआ तक नहीं, फिर भी उसकी रफ़्तार एकदम से थम जाए… क्या यह किसी साइंस फ़िक्शन फ़िल्म का जादू लगता है? लेकिन अगर मैं कहूँ कि यह जादुई घटना आप अपने घर पर ही, बड़ी आसानी से अनुभव कर सकते हैं, तो क्या आप रोमांचित नहीं होंगे? आज हम आपके लिए लाए हैं एक ऐसा प्रयोग, जिसे आप तुरंत घर पर कर सकते हैं और जिसका असर देखकर आप दंग रह जाएँगे!
इस पूरे कमाल के पीछे है एक खास विज्ञान जिसे हम कहते हैं – “भंवर धाराएँ” (Eddy Currents)। हो सकता है यह नाम आपको थोड़ा नया लगे, पर असल में ये धाराएँ हमारे आस-पास के जीवन में बड़े काम की हैं। उदाहरण के लिए, बुलेट ट्रेन, कुछ अन्य रेलगाड़ियों और बड़े-बड़े रोलर कोस्टरों में इस्तेमाल होने वाला “भंवर धारा ब्रेक” (Eddy Current Brake) ही ले लीजिए। इसकी सबसे बड़ी ख़ासियत यह है कि इसमें किसी भी पुर्ज़े को छूने की ज़रूरत नहीं होती – यह जादू की तरह पहियों की गति को रोक देता है। चूँकि इसमें घर्षण (Friction) का इस्तेमाल नहीं होता, इसलिए बारिश में भी यह ब्रेक भरोसेमंद होता है, और इसके पुर्ज़े भी कम घिसते हैं, जो एक बहुत बड़ा फ़ायदा है।
आज हम आपको इसी जादुई भंवर धारा के पीछे के राज को उजागर करने वाला एक प्रयोग दिखाने जा रहे हैं!
🧪 साइंस की रेसिपी (प्रयोग विधि)
● आपको क्या-क्या चाहिए
ताँबे का तार (Copper Wire) – एनेमल (Enamel) वाला तार सबसे अच्छा रहेगा, इसे संभालना आसान होता है।
आधार/सिलेंडर (Cylinder/Core) – जैसे कोई खाली कैन या रैप रोल का गत्ता।
चुंबक (Magnet)
अगर हो तो एलीगेटर क्लिप (Alligator Clips) – (या फिर आप सेलो टेप का भी इस्तेमाल कर सकते हैं)
चुंबक के लिए, नियोडाइमियम चुंबक जैसे तेज़ चुंबक का इस्तेमाल करना बेहतर होगा। अगर आपके पास केवल 100 रुपये की दुकान पर मिलने वाले गोल फेराइट चुंबक हैं, तो आप उन्हें एक-दूसरे के ऊपर चिपकाकर भी इस्तेमाल कर सकते हैं। ताँबे का तार इसलिए ज़रूरी है क्योंकि यह बिजली (Current) का अच्छा सुचालक (Good Conductor) होता है, जिससे परिणाम ज़्यादा साफ़ दिखाई देता है।
● प्रक्रिया (Steps)
① सबसे पहले, एक कॉइल (कुंडली) बनाएँ। खाली कैन या किसी और सिलेंडर के चारों ओर ताँबे के तार को लपेट दें। सोडा वाले पतले कैन का इस्तेमाल करना सबसे अच्छा रहेगा। लगभग 20 बार तार को लपेटें। (नोट: अगर आप एनेमल तार इस्तेमाल कर रहे हैं, तो तार के दोनों सिरों से एनेमल की परत को रेत के कागज़ (Sandpaper) से रगड़कर हटा दें।)
② कॉइल को लटकाकर एक झूला (Pendulum) बनाएँ। कॉइल को इस तरह से स्थिर (Fix) करें कि वह एक पेंडुलम की तरह झूल सके।
③ झूले को बिना किसी बदलाव के झुलाकर देखें। पहले उसे सामान्य तरीके से झूला दें। जैसा कि आप जानते हैं, यह थोड़ी देर तक झूलता रहेगा। फिर, इसी स्थिति में, ताँबे के तार के दोनों सिरों को एलीगेटर क्लिप (या टेप) से आपस में जोड़ दें (यानी सर्किट पूरा करें) और देखें। अभी चुंबक नहीं है, इसलिए कोई बदलाव नहीं होना चाहिए।
④ अब चुंबक को कॉइल के पास रखें और स्टेप ③ को दोहराएँ। चुंबक को इस तरह से रखें कि जब कॉइल का झूला झूले, तो चुंबक उसके बीच से न गुज़रे, बल्कि कॉइल के किनारे (Side) के पास आए और दूर जाए। अब स्टेप ③ को फिर से दोहराएँ।
● परिणाम (Result)
आप यह वीडियो देखकर इसका असर देख सकते हैं।
वाह, यह तो कमाल है! जब चुंबक पास में होता है और आप ताँबे के तार के दोनों सिरों को जोड़कर सर्किट पूरा करते हैं, तो झूला ऐसा लगता है जैसे वह कीचड़ या चिपचिपी मिट्टी में चल रहा हो और वह तुरंत रुक जाता है! हमने कोई बैटरी नहीं लगाई, फिर भी यह रुक गया! यह कितना अजीब है, है ना?
✨ जादू का राज़ – ब्रेक कैसे लगा?
इस घटना के पीछे का राज है “विद्युत चुम्बकीय प्रेरण” (Electromagnetic Induction) और वहाँ से पैदा होने वाली बिजली का “बदलाव को नापसंद” करने वाला स्वभाव।
- बिजली का जन्म (विद्युत चुम्बकीय प्रेरण) जब कॉइल (ताँबे का तार) चुंबक के पास से गुज़रता है (यानी करीब आता है या दूर जाता है), तो कॉइल के अंदर का “चुंबकीय क्षेत्र” (Magnetic Field) बदल जाता है। साइंस की कक्षा में आपने “फ़ैराडे का विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम” पढ़ा होगा। इस नियम के अनुसार, यह “बदलाव” कॉइल में बिजली (वोल्टेज) पैदा करने की ताकत पैदा करता है।
- सर्किट को जोड़ने पर… इस प्रयोग में, ताँबे के तार के दोनों सिरों को जोड़ना (सर्किट पूरा करना) सबसे ज़रूरी है। बिजली पैदा करने वाली ताकत तो बनती है, लेकिन अगर रास्ता जुड़ा हुआ न हो तो बिजली बह नहीं सकती। लेकिन जैसे ही आप सिरों को जोड़ते हैं, तो पैदा हुई ताकत के कारण कॉइल में एक “प्रेरित धारा” (Induced Current) बहने लगती है।
- ब्रेक लगना (लेन्ज़ का नियम) यह हिस्सा सबसे मज़ेदार है! इस समय बहने वाली बिजली का स्वभाव बहुत “शरारती” (Lenz’s Law) होता है:
- जब कॉइल चुंबक के पास जाने की कोशिश करता है → यह चुंबक को “दूर हट!” कहकर धक्का देता है और गति को रोक देता है।
- जब कॉइल चुंबक से दूर जाने की कोशिश करता है → यह चुंबक को “रुक जा!” कहकर खींचता है और फिर से गति को रोक देता है।
यानी, कॉइल जिस भी दिशा में जाने की कोशिश करता है, यह ताकत हमेशा उस गति को रोकने के लिए एक ब्रेक लगा देती है। बिना छुए किसी चीज़ का रुक जाना – यही है “भंवर धारा ब्रेक” का मूल सिद्धांत। जो घटना हमें जादू लग रही थी, वह दरअसल चुंबकीय क्षेत्र के बदलाव को पूरी ताक़त से विरोध करने वाली बिजली की ताकत थी!
【और जानें】 लट्टू (Spinning Top) से भी समझें “भंवर धाराएँ”
आप इस भंवर धारा ब्रेक को धातु की गोल डिस्क वाले लट्टू (जैसे अर्थ टॉप) के साथ भी अनुभव कर सकते हैं। इस बार बिजली कॉइल में नहीं, बल्कि धातु की प्लेट में बहती है।
जब आप घूमते हुए लट्टू (धातु की डिस्क) के पास एक चुंबक लाते हैं, तो डिस्क के अंदर घूमती हुई बिजली यानी “भंवर धाराएँ” पैदा होती हैं। यह भंवर धारा भी शरारती होती है। यह लट्टू के घूमने (यानी बदलाव) को रोकने के लिए ब्रेक लगाती है। इसलिए, आप देखेंगे कि चुंबक को पास लाते ही घूमते हुए लट्टू की रफ़्तार धीरे-धीरे कम हो जाती है और वह रुक जाता है।
पहले प्रयोग में बिजली “ताँबे के तार के रास्ते” में बह रही थी, जबकि यहाँ यह धातु की पूरी प्लेट में भंवर बनाकर बह रही है। ये दोनों सिद्धांत ही हमारी सुरक्षित ज़िंदगी का आधार हैं, और ज़रूरी वैज्ञानिक तकनीक हैं। तो, देर किस बात की! जादू जैसे लगने वाले इस “ब्रेक” को अपने घर पर ज़रूर अनुभव करें!
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