প্রবাহ থেকে চৌম্বক ক্ষেত্র
চলমান তড়িৎ আধান তার চারপাশে চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে, তাই যেকোনো প্রবাহবাহী তারকে ঘিরে বৃত্তাকার চৌম্বক ক্ষেত্ররেখা থাকে। তারটিকে কুণ্ডলীতে বাঁকালে প্রতিটি পাকের ক্ষেত্ররেখা ভেতরে যোগ হয়ে কুণ্ডলীর দৈর্ঘ্য বরাবর একটি শক্তিশালী, সুষম ক্ষেত্র তৈরি করে। বেশি পাক দিন, বা বেশি প্রবাহ ঠেলুন — ভেতরের ক্ষেত্র শক্তিশালী হয়।
সূত্র
B = μ₀ · N · I / L
- B — চুম্বক ক্ষেত্র (T): কুণ্ডলীর ভেতরে চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রাবল্য
- μ₀ — মুক্ত স্থানের পার্মিয়াবিলিটি (T·m/A): একটি নির্দিষ্ট ধ্রুবক যা নির্ধারণ করে প্রবাহ কতটা জোরে চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে
- N — পাকসংখ্যা (turns): কুণ্ডলীতে কতগুলো তারের পাক
- I — প্রবাহ (A): প্রতি সেকেন্ডে তারের ভেতর দিয়ে কত আধান প্রবাহিত হয়
- L — দৈর্ঘ্য (m): যে দৈর্ঘ্য জুড়ে পাকগুলো পাকানো
সমাধান করা উদাহরণ
একটি কুণ্ডলীতে (সোলেনয়েড) 0.5 মিটার দৈর্ঘ্যে 500 পাক তার, 2 অ্যাম্পিয়ার প্রবাহসহ। ভেতরে চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রাবল্য কত?
- N = 500 পাক
- I = 2 A
- L = 0.5 m
- B = μ₀ · N · I / L
- B = (4π × 10⁻⁷ T·m/A) · 500 · 2 A / 0.5 m
B = 8π × 10⁻⁴ T
নিজেকে পরীক্ষা করুন
সোলেনয়েডে এখন 500-এর বদলে 1000 পাক, প্রবাহ ও দৈর্ঘ্য একই। ভেতরের চৌম্বক ক্ষেত্রের কী হয়?
- সঠিক উত্তর: দ্বিগুণ হয়ে 16π × 10⁻⁴ T
- অর্ধেক হয়ে 4π × 10⁻⁴ T
- একই থাকে 8π × 10⁻⁴ T
ঠিক! B, N-এর সমানুপাতিক, তাই প্যাঁচ দ্বিগুণ করলে ক্ষেত্র দ্বিগুণ হয়: 4π×10⁻⁷ × 1000 × 2 A / 0.5 m = 16π × 10⁻⁴ T।
কোনো কুণ্ডলী ছাড়া, কেবল একটি সরল প্রবাহবাহী তারের চারপাশে চৌম্বক ক্ষেত্ররেখা কী আকৃতি তৈরি করে?
- কুণ্ডলীর ভেতরের মতো সুষম ক্ষেত্র
- তার বরাবর চলা সরলরেখা
- সঠিক উত্তর: তারকে ঘিরে বৃত্ত
ঠিক এমন — সরল প্রবাহবাহী তারকে ঘিরে ডান-হাত নিয়ম মেনে চলা বৃত্তাকার চৌম্বক ক্ষেত্ররেখা থাকে।
যেখানে এটি দেখবেন
জাংখানার ক্রেন তারের একটি কুণ্ডলী নামিয়ে প্রবাহ চালু করে একটি গাড়ি তুলে নেয় — প্রবাহ বন্ধ করলেই গাড়িটি পড়ে যায়। প্রবাহ ছাড়া চুম্বকত্ব নেই, চাহিদামাত্র পূর্ণ চুম্বকত্ব: দরজার বেল, MRI স্ক্যানার আর স্ক্র্যাপইয়ার্ডের ক্রেন — সবই একই যন্ত্র, একটি সোলেনয়েড, যার ক্ষেত্র আপনি একটি সুইচের আদেশে চালান।
সাধারণ ভুল
প্রথমত, ক্ষেত্রের আকৃতি: সরল তারের চারপাশে ক্ষেত্ররেখাগুলো তারটিকে ঘিরে বৃত্ত তৈরি করে — সরলরেখা নয়, সুষম ক্ষেত্রও নয়; শক্তিশালী সুষম ক্ষেত্র তৈরি হয় কেবল কুণ্ডলীর ভেতরে। দ্বিতীয়ত, স্কেলিং: B = μ₀ · N · I / L পাকসংখ্যা ও প্রবাহের সঙ্গে বাড়ে, তাই একই প্রবাহে 500 থেকে 1000 পাকে গেলে ভেতরের ক্ষেত্র ঠিক দ্বিগুণ হয়ে যায়। ক্ষেত্র তৈরি করে প্রবাহই — লোহার কোর কেবল সেটিকে ঘনীভূত করে।
এটি কীভাবে সংযুক্ত
এটি তড়িৎ-চুম্বকত্ব মডিউলের তড়িৎ থেকে চুম্বকত্বে মোড় নেওয়ার কেন্দ্রবিন্দু: কুলম্বের সূত্র আর ধারকত্ব ছিল স্থির আধানের কথা, আর এখানে চলমান আধান — প্রবাহ — নিজের চারপাশে ক্ষেত্র জাগিয়ে তোলে। এরপরের লরেঞ্জ বল লুপটি পূর্ণ করে: সেই ক্ষেত্রগুলো ভেতর দিয়ে যাওয়া অন্য যেকোনো চলমান আধানকে ফিরিয়ে ঠেলে দেয়।