चुंबकीय क्षेत्र: गुण, सूत्र और अभ्यास

हे मैदानचुंबकीय अंतरिक्ष का एक क्षेत्र है जहाँ विद्युत प्रभार गति में a. की कार्रवाई के अधीन हैं चुंबकीय बल, अपने प्रक्षेपवक्र को बदलने में सक्षम। चुंबकीय क्षेत्र विद्युत आवेशों की गति का परिणाम है, जैसा कि तार के मामले में होता है विद्युत प्रवाह या यहाँ तक कि उपपरमाण्विक कणों के दोलन में भी, जैसे कि इलेक्ट्रॉनों.

चुंबकीय क्षेत्र गुण

के अनुसार एसआई, चुंबकीय क्षेत्र के मापन की इकाई टेस्ला (T) है, चुंबकीय घटना के महान विद्वानों में से एक, निकोला टेस्ला (1856-1943) के सम्मान में। चुंबकीय क्षेत्र é वेक्टर, साथ ही साथ बिजली क्षेत्र या गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रइसलिए, यह मापांक, दिशा और इंद्रिय गुणों को प्रस्तुत करता है।

इस प्रकार के क्षेत्र द्वारा उत्पादित किया जा सकता है चुम्बक प्राकृतिक और कृत्रिम, प्रवाहकीय कॉइल और कॉइल के साथ बनाया गया। यदि आप चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो हमारा सुझाव है कि आप हमारे लेख को पढ़ें चुंबकत्व और अपने सभी प्रश्न पूछें।

नज़रयह भी:बिजली बचाने के लिए कुछ जरूरी टिप्स देखें

जैसा कहा गया है, चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति गति में हैकीभारबिजली का सामान।

जब विद्युत क्षेत्र अंतरिक्ष के किसी क्षेत्र में दोलन करता है, तो यह दोलन विद्युत क्षेत्र के लंबवत (90º) दिशा में उन्मुख चुंबकीय क्षेत्र को जन्म देता है। चुंबकीय क्षेत्र के गुणों को बेहतर ढंग से समझने के लिए, हम एक विशेषता का उपयोग करते हैं जिसे प्रेरण रेखाएं कहा जाता है, इसके माध्यम से हम चुंबकीय क्षेत्र के आकार की बेहतर कल्पना कर सकते हैं।

चुंबकीय क्षेत्र चुम्बकों को एक दूसरे को आकर्षित करने या प्रतिकर्षित करने की क्षमता देता है

चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं

चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं हमेशा होती हैं बंद किया हुआ, वे कभी नहीँअगरपार करना, और वे जितने करीब होंगे, उस क्षेत्र में चुंबकीय क्षेत्र की ताकत उतनी ही अधिक होगी। इसके अलावा, जिस क्षेत्र में चुम्बक से प्रेरण रेखाएँ निकलती हैं उसे चुंबकीय उत्तर कहा जाता है, और जिस क्षेत्र में ये प्रेरण रेखाएँ विसर्जित होती हैं उसे चुंबकीय दक्षिण के रूप में जाना जाता है।

चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण रेखाएं उत्तरी ध्रुव को छोड़कर दक्षिणी ध्रुव में प्रवेश करती हैं।

चुंबकीय मोनोपोल

चुंबकीय क्षेत्र की एक अन्य विशेषता संबंधित है चुंबकीय मोनोपोल की गैर-मौजूदगीउदाहरण के लिए, विद्युत क्षेत्र के विपरीत, प्रत्येक चुंबकीय क्षेत्र में एक दक्षिणी ध्रुव और एक उत्तरी ध्रुव होता है, जो सकारात्मक और नकारात्मक आवेशों के अस्तित्व की अनुमति देता है।

चित्र चुंबकीय उत्तर से निकलने वाली पृथ्वी की चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को दर्शाता है।

जब कुछ विद्युत आवेश चुंबकीय क्षेत्र के क्षेत्र में गति करता है, तो एक चुंबकीय बल,. के लंबवत इसकी गति और चुंबकीय क्षेत्र की दिशा, यह आवेशों के प्रक्षेपवक्र में एक विक्षेपण उत्पन्न करते हुए उत्पन्न होती है बिजली का सामान। यह घटना अक्सर होती है happens डंडेचुंबकीयजमीन से, जिनका चुंबकीय क्षेत्र बड़ा होता है और इसलिए, सौर हवा से आवेशित कणों को विक्षेपित करने में सक्षम होते हैं, जिससे ध्रुवीय औरोरा.

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चुंबकीय क्षेत्र सूत्र

चुंबकीय क्षेत्र की गणना के लिए प्रयुक्त सूत्र शरीर के आकार पर निर्भर करता है जो इसे पैदा करता है. सबसे आम मामले वे हैं जहां हम तारों, घुमावों और कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र की गणना करते हैं। चुंबकीय क्षेत्र की गणना के लिए प्रयुक्त सूत्र देखें:

कंडक्टर तार का चुंबकीय क्षेत्र field

एक विद्युत प्रवाह द्वारा पार किए गए एक चालक तार द्वारा उत्पादित चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता की गणना करने के लिए, हम निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करते हैं:

ख - चुंबकीय क्षेत्र (टी)

μ₀ - निर्वात की चुंबकीय पारगम्यता (4π.10 .)^-7 टीएम/ए)

मैं - विद्युत प्रवाह (ए)

घ - सिलाई से धागे की दूरी (एम)

उपरोक्त सूत्र हमें उस तार के आधार पर दूरी d पर एक बिंदु पर एक संवाहक तार द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की गणना करने की अनुमति देता है।

तार के चुंबकीय क्षेत्र की दिशा दाहिने हाथ से निर्धारित होती है जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।

एक वृत्ताकार लूप द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र

एक वृत्ताकार लूप द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की गणना निम्न सूत्र द्वारा की जा सकती है:

आर - मोड़ त्रिज्या (एम)

एक कुंडल द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र

कॉइल्स का निर्माण कॉइल्स के एक सेट द्वारा किया जाता है। किसी कुण्डली द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की गणना फेरों के लिए की गई गणना के समान होती है, इस स्थिति में, अंतर पूर्णांक n के साथ रहता है - कुंडल बनाने वाले घुमावों की संख्या:

नहीं न - घुमावों की संख्या

कॉइल में, चुंबकीय क्षेत्र अंदर केंद्रित होता है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति से होती हैरोटेशनपृथ्वी के मूल का, जो ग्रह की पपड़ी से भिन्न गति से होता है। पृथ्वी की कोर बड़ी मात्रा में धातुओं से बनी है जिनमें बड़ी मात्रा में विद्युत आवेश होते हैं, यह इन आवेशों की गति है जो पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को जन्म देती है।

चुंबकीय क्षेत्र के लिए एक प्रकार की ढाल के रूप में कार्य करता है वायुमंडलीय गैसें, यदि उसके लिए नहीं, तो पृथ्वी का वातावरण द्वारा उत्सर्जित कणों की बड़ी मात्रा से बह जाएगा swept रवि सभी समय।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र ने खेला नौवहन में महत्वपूर्ण भूमिका, का उपयोग करते समय दिशा सूचक यंत्र मुख्य नेविगेशन उपकरण के रूप में। इसके अलावा, कई जानवर पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के उन्मुखीकरण को समझने की उनकी क्षमता के कारण प्रवासी मार्गों को पुन: उत्पन्न करने में सक्षम हैं। यदि आप इस विषय के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो हमारा पाठ पढ़ें: पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र.

चुंबकीय क्षेत्र और विद्युत क्षेत्र

जैसा कि अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और गणितज्ञ ने दिखाया, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र संबंधित हैं जेम्स क्लर्क मैक्सवेल (1831-1879). 1864 में, मैक्सवेल ने विद्युत और चुंबकीय घटनाओं को एकीकृत किया, यह दिखाते हुए कि प्रकाश एक तरंग थी और यह विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के दोलन द्वारा उत्पन्न हुई थी।

अपनी गणना के अनुसार, मैक्सवेल ने पाया कि एक विद्युत क्षेत्र की भिन्नता ने एक चुंबकीय क्षेत्र को जन्म दिया, ठीक वैसे ही जैसे यह एक गतिशील विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करने में सक्षम था। मैक्सवेल का निष्कर्ष था कि इन सदिश क्षेत्रों ने मिलकर को जन्म दिया विद्युतचुम्बकीय तरंगें, जैसे दृश्य प्रकाश, रेडियो तरंगें, एक्स-रे आदि।

अधिक पढ़ें: चुम्बकत्व: जिस पदार्थ में चुम्बकीय गुण नहीं होते, वह चुम्बक कैसे बन जाता है?

चुंबकीय क्षेत्र पर हल किए गए अभ्यास

(प्रश्न 1) एक सीसे के तार में 0.5 A की विद्युत धारा प्रवाहित होती है। इस तार द्वारा उत्पादित चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को µT (10 .) की इकाइयों में निर्धारित करें^-6 टी), एक बिंदु पर जो इस धागे से 50 सेमी है।

डेटा: μ₀ = 4π.10^-7 टीएम/ए

ए) 20.0 μT
बी) ०.२ µ टी
ग) २.० µ टी
घ) ४.० µ टी
ई) २.५ µ टी

खाका: अक्षर बी

संकल्प: आइए प्रश्न 1 में जो पूछा गया है उसकी गणना करने के लिए तार द्वारा उत्पादित चुंबकीय क्षेत्र के सूत्र का उपयोग करें, यहां बताया गया है:

गणना के माध्यम से, हमने पाया कि तार द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की ताकत से मेल खाती है वैकल्पिक बी.

(प्रश्न 2) 5 सेमी के बराबर त्रिज्या के एक मोड़ को 1.5 ए के विद्युत प्रवाह द्वारा पार किया जाता है। इस लूप द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की ताकत का निर्धारण करें।

डेटा: μ₀ = 4π.10^-7 टीएम/ए, = 3 का प्रयोग करें।

क) 1.5.10^-6 टी

बी) 1.8.10^-5 टी

ग) 2.0.10^-4 टी

घ) 1.3.10^-5 टी

ई) 1.8.10^-8 टी

खाका: अक्षर बी

संकल्प: अभ्यास को हल करने के लिए, त्रिज्या माप इकाई को मीटर (5 सेमी = 0.05 मीटर) में बदलना आवश्यक है, ताकि हम लूप द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र के सूत्र का उपयोग कर सकें:

प्रश्न 3) एक 500-मोड़ कुण्डली जिसकी त्रिज्या 2.5 cm है, 0.5 A की विद्युत धारा द्वारा वहन की जाती है। एमटी (10 .) की इकाइयों में चुंबकीय क्षेत्र की ताकत निर्धारित करें^-3 टी), इस कुंडल द्वारा निर्मित।

डेटा: μ₀ = 4π.10^-7 टीएम / ए, उपयोग π = 3.

ए) 1.5 एमटी

बी) 2.0 एमटी

ग) 6.0 एमटी

डी) 5.0 एमटी

ई) 3.0 एमटी

खाका: पत्र डी

संकल्प: अभ्यास को हल करने के लिए, हम कुंडल द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र के सूत्र का उपयोग करेंगे, नोट:

अभ्यास के अंत में, वैज्ञानिक संकेतन में परिणाम व्यक्त होने तक अल्पविराम की स्थिति को स्थानांतरित करना आवश्यक था।

एम.ई राफेल हेलरब्रॉक द्वारा
भौतिक विज्ञान के अध्यापक