کرنٹوں سے بننے والے مقناطیسی میدان

متحرک برقی بار اپنے گرد مقناطیسی میدان بناتا ہے، پس کرنٹ رکھنے والا ہر تار دائری مقناطیسی میدانی لکیروں میں گھرا ہوتا ہے۔ وہ تار کنڈلی میں موڑیں تو ہر لوپ کی میدانی لکیریں اندر جمع ہو کر ایک مضبوط، یکساں میدان بناتی ہیں جو کنڈلی کی لمبائی میں سیدھا چلتا ہے۔ زیادہ چکر لپیٹیں یا زیادہ کرنٹ ڈالیں، اندر کا میدان مضبوط ہو جاتا ہے۔

فارمولہ

B = μ₀ · N · I / L

B — مقناطیسی میدان (T): کنڈلی کے اندر مقناطیسی میدان کی شدت
μ₀ — خلا کی نفوذ پذیری (T·m/A): مقرر مستقل جو طے کرتا ہے کرنٹ کتنی زور سے مقناطیسی میدان بناتا ہے
N — چکروں کی تعداد (turns): کنڈلی میں کتنے تار کے لوپ ہیں
I — کرنٹ (A): ہر سیکنڈ تار سے کتنا بار گزرتا ہے
L — طول (m): کنڈلی کی وہ لمبائی جس پر چکر لپٹے ہیں

حل شدہ مثال

ایک کنڈلی (سولینوئڈ) 500 چکر تار 0.5 میٹر لمبائی پر رکھتی ہے اور 2 ایمپئیر کرنٹ لے جاتی ہے۔ اندر مقناطیسی میدان کتنا مضبوط ہے؟

N = 500 چکر
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

خود کو آزمائیں

سولینوئڈ میں اب 1000 چکر ہیں، 500 کے بجائے، وہی کرنٹ اور لمبائی۔ اندر مقناطیسی میدان کا کیا ہوگا؟

درست جواب: دو گنا ہو کر 16π × 10⁻⁴ T
آدھا ہو کر 4π × 10⁻⁴ T
وہی 8π × 10⁻⁴ T رہتا ہے

درست ہے! B، N کے متناسب ہے، پس پھیرے دگنا کرنا میدان دگنا کرتا ہے: 4π×10⁻⁷ × 1000 × 2 A / 0.5 m = 16π × 10⁻⁴ T۔

کرنٹ رکھنے والے ایک سیدھے تار کے گرد، بغیر کسی کنڈلی کے، مقناطیسی میدانی لکیریں کیا شکل بناتی ہیں؟

کنڈلی کے اندر جیسا یکساں میدان
تار کے سیدھا ساتھ ساتھ چلتی لکیریں
درست جواب: تار کے گرد لپٹی دائریں

بالکل — سیدھا کرنٹ والا تار دائری مقناطیسی میدانی حلقوں میں گھرا ہے، دائیں ہاتھ کے قانون کے مطابق۔

آپ یہ کہاں دیکھتے ہیں

کباڑ خانے کی کرین تار کی ایک کنڈلی لٹکاتی ہے، کرنٹ آن کرتی ہے، اور گاڑی اٹھا لیتی ہے — کرنٹ بند کیجیے تو گاڑی گر جاتی ہے۔ کرنٹ کے بغیر مقناطیسیت نہیں، طلب کرتے ہی پوری مقناطیسیت: ڈور بیل، MRI اسکینر، اور کباڑ خانے کی کرینیں سب ایک ہی آلہ ہیں — ایک سولینوئڈ جس کے میدان پر آپ سوئچ سے حکم چلاتے ہیں۔

عام غلطیاں

پہلی بات میدان کی شکل: سیدھے تار کے گرد میدانی لکیریں تار کو لپٹی ہوئی دائریں بناتی ہیں — نہ سیدھی لکیریں، نہ یکساں میدان؛ مضبوط یکساں میدان صرف کنڈلی کے اندر ملتا ہے۔ دوسری بات سکیلنگ: B = μ₀ · N · I / L چکروں اور کرنٹ کے ساتھ بڑھتا ہے، پس اسی کرنٹ پر 500 سے 1000 چکر کرنے پر اندر کا میدان بالکل دو گنا ہو جاتا ہے۔ میدان کرنٹ ہی بناتا ہے — لوہے کا کور اسے صرف مرتکز کرتا ہے۔

یہ کیسے جڑا ہے

یہ برقناطیسی ماڈیول کا بجلی سے مقناطیسیت کی طرف موڑ ہے: کولوم کا قانون اور گنجائش ساکن باروں کے بارے میں تھے، اور یہاں متحرک بار — کرنٹ — اپنے گرد مقناطیسی میدان پیدا کرتا ہے۔ اگلا سبق، لورنٹز قوت، اس چکر کو مکمل کرتا ہے: وہ میدان کسی اور متحرک بار کو، جو اُن میں سے گزرے، واپس دھکیل دیتے ہیں۔