सोलेनॉइड के अंदर चुंबकीय क्षेत्र

1 · भविष्यवाणी

एक सोलनॉइड (कसकर लपेटी गई कुंडली) अपने कई घुमावों से विद्युत धारा प्रवाहित करती है। यदि आप धारा बढ़ाते हैं, तो क्या आंतरिक क्षेत्र की ताकत सीधे अनुपात में बढ़ती है?

• क्षेत्र धारा की तुलना में तेजी से बढ़ता है, क्योंकि प्रत्येक मोड़ का योगदान यौगिक होता है।
• हाँ - आंतरिक क्षेत्र सीधे धारा के समानुपाती होता है।
• आंतरिक क्षेत्र धारा पर निर्भर नहीं करता है।

2 · सेट अप

1. solenoid-field प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। सोलनॉइड में 400 0.45 मीटर लंबाई में घूमता है।
2. आंतरिक field-strength रीडआउट सक्षम करें।
3. प्रत्येक परीक्षण के लिए कॉइल करंट सेट करें और आंतरिक क्षेत्र की ताकत रिकॉर्ड करें।

3 · डेटा एकत्रित करें

अपने तीन परीक्षणों के लिए वर्तमान I (x-अक्ष) के विरुद्ध फ़ील्ड स्ट्रेंथ B (y-अक्ष) को प्लॉट करें। क्या रेखा मूल बिन्दु से होकर सीधी जाती है?

4 · विश्लेषण करें

1. एक परीक्षण के लिए, μ₀ = 4 π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m का उपयोग करके B = μ₀NI/L की गणना करें। तालिका से तुलना करें.
2. समझाएं कि आंतरिक क्षेत्र प्रति यूनिट लंबाई (N/L), पर घुमावों की संख्या पर निर्भर करता है न कि घुमावों और लंबाई पर अलग-अलग - आनुपातिक रूप से अधिक घुमावों वाला एक लंबा सोलनॉइड समान क्षेत्र देता है।

5 · विस्तार

1. एक इलेक्ट्रोमैग्नेट (जंकयार्ड क्रेन की तरह) मूल रूप से एक लोहे की कोर के चारों ओर लिपटा हुआ एक सोलनॉइड होता है, जो क्षेत्र को सैकड़ों या हजारों (कोर की उच्च पारगम्यता) के कारक से गुणा कर सकता है। बताएं कि क्यों इस तरह का एक सादा air-core सोलनॉइड समान धारा और घुमावों के लिए बहुत कमजोर क्षेत्र उत्पन्न करता है।
2. एक आदर्श सोलनॉइड के बाहर, चुंबकीय क्षेत्र शून्य के करीब होता है, एक तार के क्षेत्र के विपरीत जो इससे बाहर की ओर फैलता है। समझाएं, कई अलग-अलग घुमावों के क्षेत्रों का उपयोग करते हुए, क्यों कुंडल के विपरीत पक्षों के क्षेत्र बड़े पैमाने पर बाहर से रद्द हो जाते हैं लेकिन अंदर से मजबूत होते हैं।

इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी

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