প্রবাহবাহী তারের চৌম্বক ক্ষেত্র
1 · প্রত্যাশা করুন
একটি সরল তারে স্থির প্রবাহ চলছে। পরীক্ষা-বিন্দুকে তার থেকে দূরে সরালে চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রাবল্য কি তড়িৎ আধানের ক্ষেত্রের মতো একইভাবে পড়ে?
- হ্যাঁ — এটি বিন্দু-আধানের মতোই সরল 1/r² পতন।
- ক্ষেত্র তার থেকে দূরত্বের ওপর নির্ভর করে না।
- না — প্রবাহবাহী তারের ক্ষেত্র বিন্দু-আধানের চেয়ে ভিন্নভাবে পড়ে, কারণ প্রবাহ বিন্দু নয়, বিস্তৃত (রৈখিক) উৎস।
2 · প্রস্তুতি
- wire-field প্রিসেটটি খুলে রিসেট চাপুন। তারটি 4.8 m অংশ জুড়ে নির্দিষ্ট 8 A প্রবাহ বহন করে।
- ক্ষেত্র-প্রাবল্য রিডআউট চালু করুন।
- প্রতিটি ট্রায়ালে তারের মধ্যবিন্দু থেকে লম্ব দূরত্ব সেট করুন এবং ক্ষেত্রের প্রাবল্য রেকর্ড করুন।
3 · ডেটা সংগ্রহ করুন
| লম্ব দূরত্ব d (m) | ক্ষেত্র শক্তি |B_z| (µT) |
|---|---|
| 0.50 | |
| 1.00 | |
| 2.00 |
আপনার তিনটি ট্রায়ালের জন্য |B_z| (y-অক্ষ)-কে 1/d (x-অক্ষ)-এর বিপরীতে প্লট করুন। 1/d²-এর বিপরীতে প্লটের চেয়ে কি এটি বেশি রৈখিক দেখায়?
4 · বিশ্লেষণ করুন
- একটি ট্রায়ালের জন্য μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m ব্যবহার করে |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) নির্ণয় করুন। সারণির সাথে তুলনা করুন।
- এই সূত্রের আকৃতিকে line-charge পরীক্ষণের তড়িৎ-ক্ষেত্র সূত্রের সাথে তুলনা করুন। ব্যাখ্যা করুন কেন সসীম চার্জিত দণ্ড ও সসীম প্রবাহবাহী তার উভয়েই একই ধরনের দূরত্ব-নির্ভরতার ক্ষেত্র দেয় — তারের কাছে 1/d-এর কাছে, দূরে 1/d²-এর কাছে।
5 · বিস্তার করুন
- আদর্শায়িত অসীম তারের ক্ষেত্র সরল হয়ে যায় সেই চিরচেনা B = μ₀I/(2πd) — পরিষ্কার 1/d পতন। এই তারের 4.8 m দৈর্ঘ্যের তুলনায় কোন দূরত্বে এই পরীক্ষণের সসীম-তারের সূত্র সেই অসীম-তারের আসন্ন মানের কাছাকাছি যাবে বলে আশা করবেন?
- প্রবাহবাহী তারের কাছে রাখা কম্পাসের কাঁটা তারের চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে সারিয়ে যেতে বাঁকে। ডান-হাত নিয়ম ব্যবহার করে ব্যাখ্যা করুন কেন ক্ষেত্রটি তড়িৎ ক্ষেত্রের মতো অরীয়ভাবে বাইরে নয়, তারটিকে ঘিরে বৃত্তাকারে থাকে।
এই পরীক্ষণের পেছনের পদার্থবিজ্ঞান
সসীম প্রবাহবাহী তারের ক্ষেত্র
বায়ো-সাভার সূত্র, সসীম সরল তার বরাবর সমাকলন করলে, এমন চৌম্বক ক্ষেত্র দেয় যা তারটিকে ঘিরে ঘোরে এবং লম্ব দূরত্ব ও তারের দৈর্ঘ্য দুটোর ওপরই নির্ভর করে সসীম রৈখিক আধানের মতো একই মধ্যবর্তী আকৃতিতে।