மின்னோட்டங்களிலிருந்து காந்தப் புலங்கள்
நகரும் ஒரு மின் மின்சுமை, அதனைச் சுற்றி ஒரு காந்தப் புலத்தை உருவாக்குகிறது, எனவே மின்னோட்டம் கொண்டு செல்லும் எந்த கம்பியும் வட்டமான காந்தப் புலக் கோடுகளால் சூழப்பட்டுள்ளது. அந்த கம்பியை ஒரு சுருளாக வளைத்தால், ஒவ்வொரு வளையத்தின் புலக் கோடுகளும் உள்ளே ஒன்றாக கூடி, சுருளின் நீளம் வழியாக ஓடும் ஒரு வலுவான, சீரான புலத்தை உருவாக்குகின்றன. அதிக கம்பி சுற்றுகளை பொட்டலம் கட்டினாலோ அல்லது அதன் வழியாக அதிக மின்னோட்டத்தைத் தள்ளினாலோ, உள்ளே உள்ள புலம் வலுவடையும்.
சூத்திரம்
B = μ₀ · N · I / L
- B — காந்தப் புலம் (T): சுருளுக்குள் உள்ள காந்தப் புலத்தின் வலிமை
- μ₀ — காலி இடத்தின் ஊடுருவுத்திறன் (T·m/A): ஒரு மின்னோட்டம் ஒரு காந்தப் புலத்தை எவ்வளவு வலுவாக உருவாக்குகிறது என்பதை நிர்ணயிக்கும் ஒரு நிலையான மாறிலி
- N — சுற்றுகளின் எண்ணிக்கை (turns): எத்தனை கம்பி வளையங்கள் சுருளை உருவாக்குகின்றன
- I — மின்னோட்டம் (A): ஒவ்வொரு வினாடியும் கம்பி வழியாக எவ்வளவு மின்சுமை பாய்கிறது
- L — நீளம் (m): சுற்றுகள் சுற்றப்பட்டுள்ள சுருளின் நீளம்
தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு
ஒரு சுருள் (சோலினாய்டு), 0.5 மீட்டர் நீளத்தில் சுற்றப்பட்ட 500 கம்பி சுற்றுகளைக் கொண்டுள்ளது, 2 ஆம்பியர் மின்னோட்டத்தை சுமக்கிறது. உள்ளே உள்ள காந்தப் புல வலிமை என்ன?
- N = 500 சுற்றுகள்
- 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
உங்களைச் சோதியுங்கள்
சோலினாய்டில் இப்போது 500-க்கு பதிலாக 1000 சுற்றுகள் உள்ளன, அதே மின்னோட்டம் மற்றும் நீளத்துடன். உள்ளே உள்ள காந்தப் புலத்திற்கு என்ன நடக்கும்?
- சரியான விடை: அது 16π × 10⁻⁴ T ஆக இரட்டிப்பாகும்
- அது 4π × 10⁻⁴ T ஆக பாதியாக்கப்படும்
- அது 8π × 10⁻⁴ T இல் அப்படியே இருக்கும்
சரி! B, N-க்கு விகிதாச்சாரமாகும், எனவே சுற்றுகளை இரட்டிப்பாக்குவது புலத்தை இரட்டிப்பாக்குகிறது: 4π×10⁻⁷ × 1000 × 2 A / 0.5 m = 16π × 10⁻⁴ T.
மின்னோட்டம் சுமக்கும் ஒற்றை நேர் கம்பியைச் சுற்றி, சுருள் எதுவும் இல்லாமல், காந்தப் புலக் கோடுகள் எந்த வடிவத்தை உருவாக்கும்?
- ஒரு சுருளுக்குள் இருப்பது போன்ற ஒரு சீரான புலம்
- கம்பி வழியாக ஓடும் நேர் கோடுகள்
- சரியான விடை: கம்பியைச் சுற்றி சுற்றப்பட்ட வட்டங்கள்
சரியாக — ஒரு நேர் மின்னோட்டம் சுமக்கும் கம்பி, வலது-கை விதியைப் பின்பற்றி, வட்டமான காந்தப் புல வளையங்களால் சூழப்பட்டுள்ளது.
இதை எங்கே காண்கிறீர்கள்
ஒரு ஜங்கியார்ட் கிரேன், ஒரு கம்பி சுருளைக் கீழிறக்கி, மின்னோட்டத்தை இயக்கி, ஒரு காரை தூக்குகிறது — மின்னோட்டத்தை நிறுத்தினால் கார் விழும். மின்னோட்டம் இல்லாமல் காந்தவியல் இல்லை, தேவைப்படும்போது முழு காந்தவியல்: டோர் பெல்கள், MRI ஸ்கேனர்கள் மற்றும் உலோகக் கிடங்கு கிரேன்கள் அனைத்தும் ஒரே சாதனம், ஒரு சுவிட்சால் கட்டளையிடக்கூடிய புலம் கொண்ட ஒரு சோலினாய்டு.
பொதுவான தவறுகள்
முதலாவது, புலத்தின் வடிவம்: ஒரு நேர் கம்பியைச் சுற்றி புலக் கோடுகள் கம்பியைச் சுற்றி வட்டங்களாக உருவாகும் — நேர் கோடுகளாக அல்ல, சீரான புலமாக அல்ல; வலுவான சீரான புலம் ஒரு சுருளுக்குள் மட்டுமே தோன்றும். இரண்டாவது, அளவிடுதல்: B = μ₀ · N · I / L, சுற்றுகள் மற்றும் மின்னோட்டத்துடன் வளர்கிறது, எனவே அதே மின்னோட்டத்தில் 500 இலிருந்து 1000 சுற்றுகளுக்கு செல்வது உள்ளே உள்ள புலத்தை சரியாக இரட்டிப்பாக்கும். மின்னோட்டம் புலத்தை உருவாக்குகிறது — ஒரு இரும்பு கரு அதை மட்டுமே குவிக்கிறது.
இது எவ்வாறு இணைகிறது
இது மின்காந்தவியல் தொகுதியின் மின்சாரத்திலிருந்து காந்தவியலுக்கான முனைப்பு: கூலாம் விதி மற்றும் மின்தேக்கம் ஓய்வில் உள்ள மின்சுமைகளைப் பற்றியது, மற்றும் இங்கே நகரும் மின்சுமை — மின்னோட்டம் — தன்னைச் சுற்றி ஒரு புலத்தை உருவாக்குகிறது. அடுத்து வரும் லாரன்ஸ் விசை, வளையத்தை மூடுகிறது: அந்த புலங்கள், வழியாக தவறாகச் செல்லும் வேறு எந்த நகரும் மின்சுமையையும் மீண்டும் தள்ளுகின்றன.