प्रवाह वाहवणाऱ्या ताराचे चुंबकीय क्षेत्र

1 · अनुमान

सरळ तारातून स्थिर प्रवाह वाहतो. चाचणी-बिंदू तारापासून दूर नेताना, चुंबकीय क्षेत्र-ताकद विद्युत भाराच्या क्षेत्राप्रमाणेच घसरते का?

• हो — ती साधी 1/r² घसरण, बिंदू-भारासारखी.
• क्षेत्र तारापासूनच्या अंतरावर अवलंबूण नसते.
• नाही — प्रवाह वाहवणाऱ्या ताराचे क्षेत्र बिंदू-भारापेक्षा वेगळ्या प्रकारे घसरते, कारण प्रवाह हा विस्तृत (रेषा) स्रोत आहे, बिंदू नाही.

2 · मांडणी

1. वायर-फील्ड प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. तार 4.8 m भागात 8 A निश्चित प्रवाह घेऊन चालतो.
2. क्षेत्र-ताकद वाचन सुरू करा.
3. प्रत्येक फेरीसाठी ताराच्या मध्यबिंदूपासून लंब अंतर निश्चित करा व क्षेत्र-ताकद नोंदवा.

3 · डेटा गोळा करा

तुमच्या तीन फेर्यांसाठी |B_z| (y-अक्ष) विरुद्ध 1/d (x-अक्ष) काढा. 1/d² विरुद्ध काढल्यापेक्षा ती जास्त रेषीय दिसते का?

4 · विश्लेषण

1. एका फेरीसाठी μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m सह |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) काढा. तक्त्याशी तुलना करा.
2. या सूत्राचा आकार लाइन-चार्ज प्रयोगाच्या विद्युत-क्षेत्र सूत्राशी तुलना करा. मर्यादित भारित दंड व मर्यादित प्रवाह-तार दोन्ही का त्याच प्रकारची अंतर-अवलंबनता देतात — ताराजवळ 1/d जवळ, दूर 1/d² जवळ — ते स्पष्ट करा.

5 · विस्तार

1. आदर्शीकृत अनंत तारासाठी, क्षेत्र अभिजात B = μ₀I/(2πd) सोपे होते — स्वच्छ 1/d घसरण. या ताराच्या 4.8 m लांबीच्या तुलनेत कोणत्या अंतरावर हा मर्यादित-तार सूत्र त्या अनंत-तार अंदाजाशी चांगल्या जुळेल असे वाटते?
2. प्रवाह वाहवणाऱ्या ताराजवळ ठेवलेली होकायंत्राची काटी ताराच्या चुंबकीय क्षेत्राशी जुळण्यासाठी वळते. उजव्या-हाताचा नियम वापरून, क्षेत्र ताराभोवती वर्तुळाकार का फिरते — विद्युत क्षेत्राप्रमाणे त्रिज्यीय बाहेर का नाही — ते स्पष्ट करा.

या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र

← प्रयोगाकडे परत

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका