प्रवाहांपासून चुंबकीय क्षेत्रे
हालणारा विद्युत भार आपल्याभोवती चुंबकीय क्षेत्र बनवतो, म्हणून प्रवाह वाहणाऱ्या प्रत्येक तारेभोवती गोलाकार चुंबकीय क्षेत्र-रेषा असतात. ती तारा वेंडीमध्ये वाकवल्यास प्रत्येक फेरीच्या क्षेत्र-रेषा आतमध्ये जुळून वेंडीच्या लांबीकडे धावणारे एक मजबूत, समान क्षेत्र बनवतात. जास्त फेर्या भरा, किंवा जास्त प्रवाह सोडा, व आतले क्षेत्र मजबूत होते.
सूत्र
B = μ₀ · N · I / L
- B — चुंबकीय क्षेत्र (T): वेंडीच्या आतमधली चुंबकीय क्षेत्राची ताकद
- μ₀ — निर्वात पारगम्यता (T·m/A): एक स्थिर आकडा, जो ठरवतो प्रवाह किती जोरात चुंबकीय क्षेत्र बनवतो
- N — फेर्यांची संख्या (turns): वेंडी किती तारेच्या फेर्यांची बनलेली आहे
- I — प्रवाह (A): प्रत्येक सेकंदाला तारेतून किती भार वाहतो
- L — लांबी (m): फेर्या वळलेल्या वेंडीच्या भागाची लांबी
सोडवलेले उदाहरण
एका वेंडीला (सोलेनॉइड) 0.5 मीटर लांबीवर 500 फेर्या वळलेल्या आहेत व तितून 2 ऍम्पिअर प्रवाह जातो. आतमधली चुंबकीय क्षेत्राची ताकद किती?
- N = 500 फेर्या
- 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
स्वतःची चाचणी घ्या
सोलेनॉइडवर आता 500 ऐवजी 1000 फेर्या आहेत, प्रवाह व लांबी तशीच. आतमधले चुंबकीय क्षेत्र काय होते?
- बरोबर उत्तर: 16π × 10⁻⁴ T होऊन दुप्पट
- 4π × 10⁻⁴ T वर अर्धे होते
- 8π × 10⁻⁴ T वर तसेच राहते
बरोबर! B हे N च्या प्रमाणात, म्हणून फेर्या दुप्पट म्हणजे क्षेत्र दुप्पट: 4π×10⁻⁷ × 1000 × 2 A / 0.5 m = 16π × 10⁻⁴ T.
एकट्या, वेंडीशिवायच्या, प्रवाह वाहणाऱ्या सरळ तारेभोवती चुंबकीय क्षेत्र-रेषा कोणता आकार घेतात?
- वेंडीच्या आतल्यासारखे समान क्षेत्र
- तारेच्या बाजूने धावणाऱ्या सरळ रेषा
- बरोबर उत्तर: तारेभोवती गुंडाळलेले वर्तुळे
नेमके — प्रवाह वाहणाऱ्या सरळ तारेभोवती गोलाकार चुंबकीय क्षेत्र-फेर्या असतात, उजव्या-हाताच्या नियमाप्रमाणे.
हे कुठे दिसते
कारखान्याचा क्रेन तारेची वेंडी खाली सोडतो, प्रवाह सुरू करतो, व कार उचलतो — प्रवाह बंद केल्यावर कार पडते. प्रवाहाशिवाय चुंबकत्व नाही, प्रवाहावर ताबडतोब पूर्ण चुंबकत्व: दाराच्या घंटा, MRI स्कॅनर व कारखान्याचे क्रेन हे एकच उपकरण आहेत — सोलेनॉइड, ज्याचे क्षेत्र तुम्ही एका स्विचने हुकूम देता.
सामान्य चुका
आधी क्षेत्राचा आकार: सरळ तारेभोवती क्षेत्र-रेषा तारेभोवती गुंडाळलेले वर्तुळे बनवतात — सरळ रेषा नाहीत, समान क्षेत्र नाही; ते मजबूत समान क्षेत्र फक्त वेंडीच्या आत दिसते. मग प्रमाणबद्धता: B = μ₀ · N · I / L फेर्या व प्रवाहांसह वाढते, म्हणून त्याच प्रवाहावर 500 वरून 1000 फेर्या केल्यावर आतमधले क्षेत्र नेमके दुप्पट होते. प्रवाहच क्षेत्र बनवतो — लोह-गाभा ते फक्त गोळा करतो.
कसे जोडले जाते
हा विद्युतचुंबकत्व विभागाचा वीजेकडून चुंबकत्वाकडे वळणारा बिंदू आहे: कूलॉमचा नियम व संधारकता हे स्थिर भारांबद्दल होते, व इथे हालणारा भार — प्रवाह — आपल्याभोवती क्षेत्र निर्माण करतो. पुढील लोरेंझ बल वर्तुळातील बेरीज पूर्ण करते: ती क्षेत्रे आत आलेल्या दुसऱ्या प्रत्येक हालणाऱ्या भाराला परत ढकलतात.