चुंबकीय क्षेत्र की ताकत क्या कहलाती है। चुंबकीय क्षेत्र की ताकत माप

चुंबकीय क्षेत्र का वर्णन करने के लिए, इसकी दो मुख्य विशेषताओं का उपयोग किया जाता है - प्रेरण बी → और तीव्रता एच →। ये मात्राएँ संबंधित हैं। विचार करें कि चुंबकीय क्षेत्र की ताकत क्या है, यह किसके बराबर है, इस मात्रा का भौतिक अर्थ क्या है।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एक वेक्टर भौतिक मात्रा है, सामान्य स्थिति में चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण वैक्टर बी → और चुंबकीयकरण पी एम → के बीच के अंतर के बराबर।

तनाव को H → अक्षर से निरूपित किया जाता है। चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की एसआई इकाई एम्पीयर प्रति मीटर (एम्पी मीटर) है।

चुंबकीय क्षेत्र शक्ति सूत्र:

→ = 1 μ 0 बी → - पी एम →।

यहाँ गुणांक μ 0 चुंबकीय स्थिरांक है। μ 0 \u003d 1, 25663706 एन ए 2।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत का भौतिक अर्थ

चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण - शक्ति विशेषता। प्रेरण उस बल को निर्धारित करता है जिसके साथ एक चुंबकीय क्षेत्र एक निश्चित गति से क्षेत्र में गतिमान आवेश पर कार्य करता है।

क्षेत्र की ताकत क्षेत्र रेखाओं (चुंबकीय प्रेरण की रेखाएं) के घनत्व की विशेषता है।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत का भौतिक अर्थ

निर्वात में या चुंबकीयकरण में सक्षम माध्यम की अनुपस्थिति में (उदाहरण के लिए, हवा में), चुंबकीय क्षेत्र की ताकत गुणांक μ 0 के भीतर चुंबकीय प्रेरण के साथ मेल खाती है।

चुंबकीयकरण (चुंबक) में सक्षम मीडिया में, तनाव एक प्रकार के "बाहरी क्षेत्र" का अर्थ रखता है। यह चुंबकीय प्रेरण के वेक्टर के साथ मेल खाता है, जो कि अगर कोई चुंबक नहीं होता।

एक चुंबकीय क्षेत्र के संचलन के बारे में एक प्रमेय है। यह हेनरी एम्पीयर द्वारा प्रतिपादित विद्युतगतिकी के मूलभूत प्रमेयों में से एक है। इसे कभी-कभी एम्पीयर का प्रमेय या नियम भी कहा जाता है। चुंबकीय क्षेत्र के संचलन पर प्रमेय विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर के संचलन पर गॉस प्रमेय का एक प्रकार का एनालॉग है।

चुंबकीय क्षेत्र परिसंचरण प्रमेय

एक बंद सर्किट के साथ चुंबकीय क्षेत्र शक्ति वेक्टर का संचलन सर्किट द्वारा कवर किए गए प्रवाहकत्त्व धाराओं के बीजगणितीय योग के बराबर होता है जिसके साथ परिसंचरण पर विचार किया जाता है।

∮ एच → डी आर → = मैं एम

उदाहरण

एक बंद लूप एल के लिए तीव्रता वेक्टर के संचलन का निर्धारण करें।

मैं 1 \u003d 5 ए, आई 2 \u003d 2 ए, आई 3 \u003d 10 ए, आई 4 \u003d 1 ए।

परिसंचरण प्रमेय के अनुसार:

∮ एच → डी आर → = मैं एम

विचाराधीन सर्किट I 1, I 2, I 3 धाराओं को कवर करता है।

हम आंकड़े में संकेतित धाराओं की दिशाओं को ध्यान में रखते हुए मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हैं और परिसंचरण की गणना करते हैं:

∮ एच → डी आर → = ∑ आई एम = 5 ए 12 ए + 10 ए = 13 ए।

चुंबकीय क्षेत्र एक भंवर क्षेत्र है जो संभावित नहीं है। सामान्य स्थिति में तनाव वेक्टर का संचलन शून्य से भिन्न होता है।

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सामान्य जानकारी

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और चुंबकीय प्रेरण। ऐसा प्रतीत होता है, भौतिकविदों ने चुंबकत्व की घटना का वर्णन करते समय पहले से ही जटिल भौतिक अवधारणाओं को जटिल क्यों किया? दो वैक्टर, समान रूप से निर्देशित, केवल आनुपातिकता के गुणांक में भिन्न - ठीक है, इसमें एक साधारण व्यक्ति के दृष्टिकोण से क्या बात है जो आधुनिक भौतिकी के क्षेत्र से ज्ञान के बोझ से ज्यादा बोझ नहीं है?

फिर भी, यह इस अंतर में है कि बारीकियां छिपी हुई हैं जिसने वैज्ञानिकों को विभिन्न पदार्थों के अद्भुत गुणों और चुंबकीय क्षेत्र के साथ उनकी बातचीत के नियमों की खोज करने की अनुमति दी, और यहां तक ​​​​कि हमारे आसपास की दुनिया के बारे में हमारे विचारों को भी बदल दिया।

वास्तव में, यह अंतर एक अलग पद्धतिगत दृष्टिकोण को छुपाता है। सीधे शब्दों में कहें तो, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की अवधारणा का उपयोग करने के मामले में, हम किसी विशेष मामले में पदार्थ पर चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव की उपेक्षा करते हैं; चुंबकीय प्रेरण की अवधारणा को लागू करने के मामले में, हम इस कारक को ध्यान में रखते हैं।

तकनीकी दृष्टिकोण से, मनमाने ढंग से जटिल विन्यास के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की गणना करना काफी सरल है, और परिणामी चुंबकीय प्रेरण को मापा जा सकता है।

इस प्रतीत होने वाली सादगी के पीछे वैज्ञानिकों की एक पूरी आकाशगंगा का टाइटैनिक काम है, जो समय और स्थान में अलग है। उनके विचारों और अवधारणाओं ने भूत, वर्तमान और भविष्य में विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास को निर्धारित और निर्धारित किया है।

और कोई फर्क नहीं पड़ता कि हम एक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा "गर्म" प्लाज्मा के प्रतिधारण के आधार पर संलयन रिएक्टरों की एक नई पीढ़ी की मदद से कितनी जल्दी संलयन ऊर्जा में महारत हासिल करते हैं। जब हम रासायनिक ईंधन जलाने के अलावा अन्य सिद्धांतों के अनुप्रयोग के आधार पर रॉकेट पर अनुसंधान रोबोट की नई पीढ़ियों को अंतरिक्ष में भेजते हैं। या, विशेष रूप से, हम हॉल थ्रस्टर्स का उपयोग करके माइक्रोसेटेलाइट्स की कक्षाओं को सही करने की समस्या को हल करेंगे। या हम सूर्य की ऊर्जा का पूरा उपयोग कैसे कर सकते हैं, हम कितनी जल्दी और सस्ते में अपने ग्रह के चारों ओर घूम सकते हैं - विज्ञान के अग्रदूतों के नाम हमेशा हमारी स्मृति में रहेंगे।

पहले से ही इक्कीसवीं सदी के वैज्ञानिकों और इंजीनियरों की आधुनिक पीढ़ी, अपने पूर्ववर्तियों के संचित ज्ञान से लैस, प्रयोगशालाओं और पायलट परियोजनाओं में परीक्षण के दौरान चुंबकीय उत्तोलन के कार्य को प्रस्तुत करेगी; और अब तक अनदेखी सामग्री और एक नए प्रकार की बातचीत का उपयोग करके "मैक्सवेल दानव" के तकनीकी कार्यान्वयन की मदद से पर्यावरण से ऊर्जा निकालने की समस्या। ऐसे उपकरणों के पहले प्रोटोटाइप किकस्टार्टर पर पहले ही दिखाई दे चुके हैं।

उसी समय, मानव जाति की मुख्य समस्या का समाधान किया जाएगा - सैकड़ों लाखों वर्षों में संचित कोयले और हाइड्रोकार्बन के भंडार की गर्मी में परिवर्तन, जो दहन उत्पादों द्वारा हमारे ग्रह की जलवायु को निर्दयता से बदलते हैं। और आने वाली थर्मोन्यूक्लियर क्रांति, जो अपने विचारहीन विकास के बाद, पृथ्वी पर किसी भी जैविक जीवन की थर्मल मौत की गारंटी देती है, सभ्यता के लिए मौत की सजा नहीं बनेगी। आखिरकार, हम जो भी ऊर्जा खर्च करते हैं, वह अंततः गर्मी में बदल जाती है और हमारे ग्रह को गर्म कर देती है।

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इतिहास संदर्भ

इस तथ्य के बावजूद कि चुंबक स्वयं और चुंबकत्व की घटना को लंबे समय से जाना जाता है, चुंबकत्व का वैज्ञानिक अध्ययन 1269 में फ्रांसीसी मध्ययुगीन वैज्ञानिक पियरे पेलेरिन डी मैरिकोर्ट के काम से शुरू हुआ था। डी मैरिकोर्ट ने पेट्रस पेरेग्रिनस (अव्य। पेट्रस पेरेग्रिनस) के नाम से अपने कार्यों पर हस्ताक्षर किए।

एक गोलाकार चुंबक के पास लोहे की सुई के व्यवहार की जांच करते हुए, वैज्ञानिक ने पाया कि सुई दो बिंदुओं के पास एक विशेष तरीके से व्यवहार करती है, जिसे उन्होंने ध्रुव कहा। पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुवों के साथ एक सादृश्य देना लुभावना है, लेकिन उस समय इस तरह की सोच के लिए कोई भी आसानी से दांव पर लग सकता है! इसके अलावा, शोधकर्ता ने पाया कि किसी भी चुंबक में हमेशा (आधुनिक शब्दों में) एक उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव होता है। और कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप चुंबक को अनुदैर्ध्य या क्रॉस सेक्शन में कैसे काटते हैं, वैसे भी, प्रत्येक परिणामी चुंबक में हमेशा दो ध्रुव होंगे, चाहे वह कितना भी पतला क्यों न हो।

"देशद्रोही" विचार कि पृथ्वी स्वयं एक चुंबक है, अंग्रेजी चिकित्सक और प्रकृतिवादी विलियम गिल्बर्ट द्वारा डी मैग्नेट में प्रकाशित हुई थी, जो लगभग तीन शताब्दी बाद 1600 में प्रकाशित हुई थी।

1750 में, अंग्रेजी वैज्ञानिक जॉन मिशेल ने पाया कि चुम्बक व्युत्क्रम वर्ग नियम के अनुसार आकर्षित और प्रतिकर्षित (बातचीत) करते हैं। 1785 में, फ्रांसीसी वैज्ञानिक चार्ल्स ऑगस्टिन डी कूलम्ब ने मिशेल की मान्यताओं का प्रयोगात्मक परीक्षण किया और पाया कि उत्तर और दक्षिण चुंबकीय ध्रुवों को अलग नहीं किया जा सकता है। फिर भी, उनके द्वारा पहले खोजे गए विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया के नियम के अनुरूप, कूलम्ब ने फिर भी चुंबकीय आवेशों के अस्तित्व को मान लिया - काल्पनिक चुंबकीय मोनोपोल.

उस समय उन्हें ज्ञात चुंबकत्व के बारे में तथ्यों के आधार पर और कुछ तरल पदार्थों के बारे में बातचीत के सिद्धांतों के निर्माण के लिए विज्ञान में उस समय प्रचलित पद्धतिगत दृष्टिकोण के आधार पर, 1824 में कूलम्ब के हमवतन शिमोन डेनिस पॉइसन ने चुंबकत्व का पहला सफल मॉडल बनाया। अपने सैद्धांतिक मॉडल में, चुंबकीय क्षेत्र को चुंबकीय आवेशों के द्विध्रुव द्वारा वर्णित किया गया था।

लेकिन लगभग तुरंत ही, लगातार तीन खोजों ने पॉइसन मॉडल पर संदेह जताया। आइए नीचे उन पर विचार करें।

1819 में डेनिश भौतिक विज्ञानी हंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड ने एक तार के रूप में एक कंडक्टर के माध्यम से बहने वाले विद्युत प्रवाह को चालू और बंद करते समय चुंबकीय कंपास के विचलन को देखा, इस प्रकार बिजली और चुंबकत्व के बीच संबंध की खोज की।

1820 में, फ्रांसीसी वैज्ञानिक आंद्रे-मैरी एम्पीयर ने पाया कि एक दिशा में बहने वाली धाराएं विपरीत दिशा में आकर्षित करती हैं, और पीछे हटती हैं। उसी 1820 में, फ्रांसीसी भौतिकविदों जीन-बैप्टिस्ट बायोट और फेलिक्स सावार्ड ने एक कानून की खोज की जिसे बाद में उनके नाम पर रखा गया। इस कानून ने किसी भी कंडक्टर के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की गणना करना संभव बना दिया, इसके ज्यामितीय विन्यास की परवाह किए बिना।

प्राप्त सैद्धांतिक और प्रायोगिक डेटा को सारांशित करते हुए, एम्पीयर ने विद्युत धाराओं के तुल्यता और चुंबकत्व की अभिव्यक्तियों के विचार को व्यक्त किया। उन्होंने चुंबकत्व का अपना मॉडल विकसित किया, जिसमें उन्होंने छोटे बंद छोरों में विद्युत धाराओं को परिचालित करके चुंबकीय द्विध्रुवों को प्रतिस्थापित किया। चुंबकत्व की अभिव्यक्ति के एम्पीयर के मॉडल का पॉइसन मॉडल पर एक फायदा था, क्योंकि इसने चुंबक के ध्रुवों को अलग करने की असंभवता को समझाया।

एम्पीयर ने ऐसी घटनाओं का वर्णन करने के लिए "इलेक्ट्रोडायनामिक्स" शब्द का भी प्रस्ताव रखा, जिसने बिजली के विज्ञान के आवेदन को गतिशील विद्युत वस्तुओं तक बढ़ाया, जिससे इलेक्ट्रोस्टैटिक्स का पूरक हुआ। शायद चुंबकत्व की अभिव्यक्तियों के सार को समझने पर सबसे बड़ा प्रभाव बल की रेखाओं द्वारा वर्णित बल क्षेत्र के माध्यम से चुंबक की बातचीत का प्रतिनिधित्व करने की अवधारणा थी, जिसे अंग्रेजी वैज्ञानिक माइकल फैराडे द्वारा प्रस्तावित किया गया था। फैराडे द्वारा 1831 में खोजी गई विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना को बाद में जर्मन गणितज्ञ फ्रांज अर्न्स्ट न्यूमैन ने समझाया। उत्तरार्द्ध ने साबित कर दिया कि एक बंद सर्किट में एक विद्युत प्रवाह की घटना इसके माध्यम से गुजरने वाले चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन के साथ ही एम्पीयर के नियम का परिणाम है। न्यूमैन ने विज्ञान में एक वेक्टर चुंबकीय क्षमता की अवधारणा पेश की, जो कई मायनों में फैराडे चुंबकीय क्षेत्र के बल की रेखाओं की ताकत के बराबर है।

उत्कृष्ट अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी विलियम थॉम्पसन (लॉर्ड केल्विन) ने 1850 में चुंबकत्व के दो मॉडलों के बीच विवाद में अंतिम बिंदु रखा। मध्यम चुंबकीयकरण की अवधारणा का परिचय एम, जिसमें एक चुंबकीय क्षेत्र होता है, उसने न केवल चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के बीच संबंध स्थापित किया एचऔर चुंबकीय प्रेरण वेक्टर बी, लेकिन इन अवधारणाओं की प्रयोज्यता के क्षेत्रों को भी निर्धारित किया।

चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता। परिभाषा

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत चुंबकीय प्रेरण वेक्टर में अंतर के बराबर एक वेक्टर भौतिक मात्रा है बीऔर चुंबकीयकरण वेक्टर एम. इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (SI) में, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत का मान सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

एच= (1/μ 0) बी - एम

जहां μ0 चुंबकीय स्थिरांक है, जिसे कभी-कभी निर्वात चुंबकीय पारगम्यता कहा जाता है

इकाइयों की सीजीएस प्रणाली में, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एक अलग सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

एच = बी- 4 एम

इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स SI में, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को एम्पीयर प्रति मीटर (A / m) में, CGS सिस्टम में - ओर्स्टेड्स (Oe) में मापा जाता है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, तनाव को मापने के लिए एक ऑफ-सिस्टम इकाई भी होती है - प्रति मीटर एक एम्पीयर-टर्न। विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले चुंबकीय क्षेत्र शक्ति माप की अन्य मात्रा, और एक मात्रा से दूसरी मात्रा में उनका रूपांतरण, भौतिक मात्राओं के कनवर्टर में पाया जा सकता है।

चुंबकीय क्षेत्र के परिमाण को मापने वाले उपकरणों के साथ-साथ चुंबकीय प्रेरण को मापने के लिए उपकरणों को टेस्लामीटर या मैग्नेटोमीटर कहा जाता है।

चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता। घटना का भौतिकी

अनुसंधान टोकामक ( फिररोडाल काके साथ उपाय एमएकॉइल) जिन्होंने 1987 से 1997 तक मॉन्ट्रियल के उपनगरीय इलाके में सार्वजनिक ऊर्जा कंपनी हाइड्रो-क्यूबेक के अनुसंधान संस्थान में काम किया, जब परियोजना को बजटीय कारणों से बंद कर दिया गया था। स्थापना कनाडा के विज्ञान और प्रौद्योगिकी संग्रहालय में प्रदर्शित है

एक निर्वात में (शब्द के शास्त्रीय अर्थ में) या चुंबकीय ध्रुवीकरण में सक्षम माध्यम की अनुपस्थिति में, या ऐसे मामलों में जहां माध्यम के चुंबकीय ध्रुवीकरण की उपेक्षा की जा सकती है, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एच(एक गुणांक तक) चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के साथ मेल खाता है पर. सीजीएस प्रणाली के लिए, यह गुणांक 1 के बराबर है, इकाइयों की एसआई प्रणाली के लिए - μ0।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत मुक्त (बाहरी) धाराओं के कारण होती है, जिन्हें मापना या गणना करना आसान होता है। यही है, तीव्रता एक वर्तमान-वाहक कॉइल द्वारा बनाए गए बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के लिए समझ में आता है जिसमें चुंबकीय होने में सक्षम सामग्री डाली जाती है। यदि हम चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया के तहत सामग्री के व्यवहार में रुचि नहीं रखते हैं, तो यह केवल चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के साथ संचालित करने के लिए पर्याप्त है। उदाहरण के लिए, दो या दो से अधिक कुंडलियों के चुंबकीय क्षेत्रों की विद्युत धारा के साथ परस्पर क्रिया की तकनीकी गणना के लिए तीव्रता पर्याप्त होगी। परिणामी ताकत अलग-अलग वर्तमान-वाहक कॉइल द्वारा बनाए गए क्षेत्रों का वेक्टर योग होगा।

चूंकि अधिकांश विद्युत चुम्बकीय उपकरण हवा में काम करते हैं, इसलिए इसकी चुंबकीय पारगम्यता को जानना महत्वपूर्ण है। वायु की पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता निर्वात की चुंबकीय पारगम्यता के लगभग बराबर होती है और तकनीकी गणना में इसे 4π 10⁻⁷ H/m के बराबर लिया जाता है।

यह एक अलग बात है जब हम चुंबकीयकरण में सक्षम माध्यम के व्यवहार में रुचि रखते हैं, उदाहरण के लिए, परमाणु चुंबकीय अनुनाद घटना का उपयोग करते समय। एनएमआर के साथ, परमाणुओं के नाभिक, जिन्हें अन्यथा न्यूक्लियॉन कहा जाता है और अर्ध-पूर्णांक स्पिन (चुंबकीय क्षण) होते हैं, चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आने पर कुछ आवृत्तियों पर विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा को अवशोषित या उत्सर्जित करते हैं। इन मामलों में, यह चुंबकीय प्रेरण है जिसे ध्यान में रखा जाना चाहिए।

प्रौद्योगिकी में चुंबकीय क्षेत्र की ताकत का उपयोग

चुंबकीय क्षेत्र के व्यावहारिक अनुप्रयोग के अधिकांश मामलों में, उदाहरण के लिए, इसे बनाने या इसके परिमाण को मापने के लिए, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। चुंबकीय क्षेत्र के उपयोग के कई उदाहरण हैं, मुख्य रूप से तकनीक को मापने और विभिन्न प्रयोगात्मक व्यवस्थाओं में।

एक निश्चित शक्ति और विन्यास का एक चुंबकीय क्षेत्र अनुसंधान थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टरों और प्राथमिक कण त्वरक में प्लाज्मा फिलामेंट्स या चार्ज कणों की धाराओं को रखता है, जिससे प्लाज्मा को संलग्न दीवारों के संपर्क में ठंडा होने से रोकता है। यह स्पेक्ट्रोमीटर और कीनेस्कोप में आयनों या इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को भी विक्षेपित करता है।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति को विभिन्न बिंदुओं पर मापना इसके चुंबकमंडल की स्थिति का आकलन करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। यहां तक ​​कि पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की निगरानी के लिए ग्राउंड स्टेशनों और वैज्ञानिक उपग्रहों के तारामंडल का एक पूरा नेटवर्क है। उनका काम सूर्य पर होने वाले चुंबकीय तूफानों की भविष्यवाणी करना संभव बनाता है, जहां तक ​​​​संभव हो, उनके परिणामों को कम करता है।

क्षेत्र की ताकत का मापन विभिन्न सर्वेक्षण करना, सामग्री और मलबे को छांटना संभव बनाता है, और आतंकवादी हथियारों या लगाए गए खानों का पता लगाकर हमारी सुरक्षा भी सुनिश्चित करता है।

मैग्नेटोमीटर

मापने वाले उपकरणों के एक पूरे वर्ग को मैग्नेटोमीटर कहा जाता है, जिसे सामग्री के चुंबकीयकरण को मापने या चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और दिशा निर्धारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

पहले मैग्नेटोमीटर का आविष्कार महान जर्मन गणितज्ञ और भौतिक विज्ञानी कार्ल फ्रेडरिक गॉस ने 1833 में किया था। यह उपकरण एक ऑप्टिकल डिवाइस था जिसमें एक सोने के धागे पर एक घूर्णन चुंबकीय रॉड निलंबित था और एक दर्पण चुंबक की धुरी के लंबवत चिपका हुआ था। चुम्बकित और विचुंबकित छड़ के दोलनों के बीच का अंतर मापा गया।

आजकल, अन्य सिद्धांतों पर आधारित अधिक संवेदनशील मैग्नेटोमीटर का उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से, हॉल सेंसर, जोसेफसन टनल जंक्शन (SQUID मैग्नेटोमीटर), प्रेरण और NMR अनुनाद पर। वे विभिन्न अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं: पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को मापना, चुंबकीय विसंगतियों के भूभौतिकीय अध्ययन में और खनिजों की खोज में; सैन्य मामलों में पनडुब्बियों, डूबे हुए जहाजों या छलावरण टैंकों जैसी वस्तुओं का पता लगाने के लिए जो अपने क्षेत्र के साथ पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को विकृत करते हैं; युद्ध संचालन के क्षेत्र में बेरोज़गार या लगाए गए आयुध की खोज करना। लघुकरण और वर्तमान खपत में कमी के कारण, स्मार्टफोन और टैबलेट आधुनिक मैग्नेटोमीटर से लैस हैं। अब टोही मानवरहित हवाई वाहनों और जासूसी उपग्रहों के उपकरण में मैग्नेटोमीटर को एक अभिन्न अंग के रूप में शामिल किया गया है।

एक दिलचस्प विवरण: मैग्नेटोमीटर की संवेदनशीलता में वृद्धि के संबंध में, पनडुब्बियों के निर्माण में स्टील के पतवारों के बजाय टाइटेनियम पतवारों के निर्माण के कारकों में से एक चुंबकीय क्षेत्र में उनकी दृश्यता में आमूल-चूल कमी थी। पहले, स्टील से चलने वाली पनडुब्बियों के साथ-साथ सतह के जहाजों को समय-समय पर विमुद्रीकरण प्रक्रिया से गुजरना पड़ता था।

मैग्नेटोमीटर का उपयोग कुओं और एडिट्स की ड्रिलिंग में, पुरातत्व में उत्खनन की रूपरेखा बनाने और कलाकृतियों की खोज के लिए, जीव विज्ञान और चिकित्सा में किया जाता है।

मेटल डिटेक्टर्स

प्रथम विश्व युद्ध के बाद से सैन्य मामलों में चुंबकीय क्षेत्र की ताकत का उपयोग करने का प्रयास किया गया है, जिसने युद्ध के मैदानों पर लाखों अस्पष्टीकृत आयुध और खदानें छोड़ दीं। पिछली शताब्दी के शुरुआती 40 के दशक में सबसे सफल विकास था, पोलिश सेना के लेफ्टिनेंट, जोसेफ स्टानिस्लाव कोसात्स्की, जिसे ब्रिटिश सेना ने अपनाया था और जो सैनिकों द्वारा पीछे हटने वाले जर्मनों की खोज के दौरान खदानों को साफ करने में काफी काम आया था। एल अलामीन की दूसरी लड़ाई के दौरान जनरल मोंटगोमरी का। इस तथ्य के बावजूद कि कोसात्स्की के उपकरण वैक्यूम ट्यूबों पर बने थे, इसका वजन केवल 14 किलोग्राम बैटरी के साथ था और यह इतना प्रभावी था कि इसके संशोधनों का उपयोग ब्रिटिश सेना द्वारा 50 वर्षों तक किया गया था।

अब हमें आश्चर्य नहीं है, आतंकवाद के प्रसार के संबंध में, विमान में चढ़ने से पहले या फुटबॉल मैचों में मेटल डिटेक्टरों के इंडक्शन फ्रेम से गुजरने के लिए, सुरक्षा गार्डों द्वारा हमारे सामान की वस्तुओं की जांच करने के लिए या व्यक्तिगत रूप से उन्हें हाथ से खोजने के लिए- हथियारों का पता लगाने के लिए मेटल डिटेक्टर लगाए।

घरेलू मेटल डिटेक्टर भी व्यापक हो गए हैं, और फैशनेबल रिसॉर्ट्स के समुद्र तटों पर, खोया हुआ खजाना चाहने वालों की तस्वीर स्थानीय समुद्र तटों पर तलाशी में कुछ मूल्यवान खोजने की उम्मीद में परिचित हो गई है।

हॉल प्रभाव और उस पर आधारित उपकरण

शायद, हम सभी बचपन में साधारण चुम्बकों के अद्भुत गुणों के साथ आए थे। धातु के एक छोटे से टुकड़े ने लोहे के कुछ टुकड़ों को अपनी ओर आकर्षित किया और दूसरों को खदेड़ दिया।

चुंबक के अद्भुत गुण यहीं तक सीमित नहीं हैं। उदाहरण के लिए, एक धागे पर लटका हुआ चुंबक हमेशा एक निश्चित तरीके से अंतरिक्ष में स्थित होता है - इस संपत्ति ने कम्पास के आविष्कार का आधार बनाया। चुंबक के अंतिम बिंदु सबसे "मजबूत" हैं। उन्हें "ध्रुव" कहा जाता है। चुंबक के विशिष्ट गुण उसके चुंबकीय क्षेत्र के कारण होते हैं, जो पदार्थ नहीं होते बल्कि बहुत ही मूर्त रूप में व्यवहार करते हैं। सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक चुंबकीय क्षेत्र की ताकत है।

चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताएं

किसी भी चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा होती है जो अन्य निकायों के साथ बातचीत करते समय प्रकट होती है। चुंबकीय बलों के प्रभाव में गतिमान कण अपने प्रवाह की दिशा बदलते हैं। चुंबकीय क्षेत्र केवल उन विद्युत आवेशों के आसपास दिखाई देता है जो गति में हैं। विद्युत क्षेत्र में कोई भी परिवर्तन चुंबकीय क्षेत्रों की उपस्थिति पर जोर देता है।

विलोम कथन भी सत्य है: विद्युत क्षेत्र के उद्भव के लिए चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन एक पूर्वापेक्षा है। इस तरह की घनिष्ठ बातचीत से विद्युत चुम्बकीय बलों के सिद्धांत का निर्माण हुआ, जिसकी मदद से आज भी विभिन्न भौतिक घटनाओं को सफलतापूर्वक समझाया गया है।

चुंबकीय क्षेत्र की छवि

चुंबकीय क्षेत्र को बल की रेखाओं का उपयोग करके कागज के एक टुकड़े पर दर्शाया जा सकता है। वे इस तरह से खींचे जाते हैं कि प्रत्येक बिंदु पर क्षेत्र बलों की वास्तविक दिशा खींची गई दिशा से मेल खाती है। बल क्षेत्रों की दिशा एक कंपास सुई का उपयोग करके निर्धारित की जा सकती है, जिसका उत्तरी ध्रुव हमेशा बल की रेखा के स्पर्शरेखा होता है। उत्तरी ध्रुव को आमतौर पर उस स्थान के रूप में नामित किया जाता है जहां से चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं आती हैं, और दक्षिणी ध्रुव वह स्थान है जहां वे प्रवेश करते हैं। यह याद रखना चाहिए कि ऐसा विभाजन बहुत सशर्त है, और इसकी स्पष्टता के कारण ही इसे ध्यान में रखा जाता है।

चुंबकीय तीव्रता क्या है

चुंबकीय क्षेत्र के साथ लाइनिंग लोहे का बुरादा यह साबित करता है कि चुंबकीय क्षेत्र के दो महत्वपूर्ण संकेतक हैं - परिमाण और दिशा। अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु पर, चुंबकीय क्षेत्र एक निर्वात में प्रकाश की गति के बराबर गति से फैलता है - 300,000 किलोमीटर प्रति सेकंड।

चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताओं को परिभाषित करने के लिए, वैज्ञानिकों ने "शक्ति" का मूल्य पेश किया। यह एक सदिश राशि है जो चुंबकीय क्षेत्र की दिशा और उसके बल की रेखाओं की संख्या को दर्शाती है। इसकी विशेषताओं के अनुसार, चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता यांत्रिकी में "बल" की अवधारणा के समान है। यह संकेतक उस माध्यम के मापदंडों पर निर्भर नहीं करता है जिसमें प्रयोग किए जाते हैं, बल्कि केवल चुंबकीय प्रवाह की ताकत और क्षेत्र का उत्पादन करने वाले स्रोत की दूरी पर निर्भर करता है। विभिन्न मामलों में, ऐसा स्रोत एक एकल चुंबक, एक चुंबकीय कुंडल, एक विद्युत तार हो सकता है। इनमें से प्रत्येक मामले में, कुछ विशेषताओं के साथ एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है।

प्रयोगों में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की ताकत

विद्युत प्रवाह को ले जाने वाले एकल तार पर विचार करें। जब यह तार इसके चारों ओर घूमता है, तो एक चुंबकीय क्षेत्र बनता है। इसकी विशेषताओं को तीव्रता के रूप में व्यक्त किया जा सकता है, जो अध्ययन के तहत शरीर पर चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव के माप से निर्धारित होता है।

आप कुंडल के अंदर चुंबकीय क्षेत्र की जांच कर सकते हैं। इस मामले में, तनाव सीधे कुंडल के घुमावों की संख्या और इसके और अध्ययन के तहत शरीर के बीच की दूरी पर निर्भर करेगा।

इन दो निष्कर्षों को मिलाकर, हम संक्षेप में बता सकते हैं: अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु पर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत चुंबकीय रेखा की लंबाई के व्युत्क्रमानुपाती होती है और कुंडल घुमावों की संख्या और वर्तमान ताकत के उत्पाद के सीधे आनुपातिक होती है।

चुंबकीय प्रेरण

"चुंबकीय प्रेरण" की अवधारणा के बिना चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की परिभाषा अधूरी होगी। यह मान बताता है कि एक दिया गया चुंबकीय क्षेत्र कितना काम कर सकता है। चुंबकीय क्षेत्र जितना मजबूत होगा, वह उतना ही अधिक काम कर सकता है, उसके चुंबकीय प्रेरण का मूल्य उतना ही अधिक होगा।

भौतिकी में चुंबकीय प्रेरण को अक्षर से निरूपित किया जाता है। इसे सतह के प्रति इकाई क्षेत्र में चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के घनत्व के रूप में दिखाया जा सकता है, जो मापा चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत स्थित है। वर्तमान में, टेस्ला में चुंबकीय प्रेरण को मापा जाता है।

चुंबकीय प्रवाह

एक और मात्रा जो चुंबकीय क्षेत्र को क्षमता से दर्शाती है। चुंबकीय प्रवाह यह निर्धारित करता है कि बल की कितनी रेखाएँ एक निश्चित इकाई क्षेत्र में प्रवेश करती हैं। एक समान चुंबकीय क्षेत्र में, चुंबकीय प्रवाह के मूल्य की गणना सूत्र द्वारा की जाएगी:

Ф= /एस, जहां:

- चुंबकीय प्रवाह;

Ḇ - चुंबकीय प्रेरण का मूल्य;

S वह क्षेत्र है जिससे होकर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ गुजरती हैं।

इकाइयों की एसआई प्रणाली में, वेबर्स में चुंबकीय प्रवाह को मापा जाता है।

तनाव सूत्र

इस मात्रा का भौतिक अर्थ सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है: एच \u003d मैं × / एल, जहां:

एल शरीर और चुंबकीय क्षेत्र के स्रोत के बीच की दूरी है;

ω कुण्डली के फेरों की संख्या है;

मैं विद्युत परिपथ में वर्तमान शक्ति है।

इस समीकरण से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि तनाव [ए / एम] में मापा जाता है, क्योंकि कॉइल में घुमाव एक मात्रात्मक मूल्य है।

चुंबकीय बल

इस सूत्र में उत्पाद H × I विद्युत क्षेत्र के वोल्टेज के सादृश्य से अधिक कुछ नहीं है। यदि यह पैरामीटर चुंबकीय प्रेरण लाइन की पूरी लंबाई पर लागू होता है, तो परिणामी उत्पाद को चुंबकीय बल (एन.एस.) कहा जाएगा। इस भौतिक मात्रा को एम्पीयर में मापा जाता है, लेकिन विशेषज्ञ "एम्पीयर-टर्न" शब्द को पसंद करते हैं, जो कॉइल के घुमावों की संख्या पर बल की प्रत्यक्ष निर्भरता पर बल देता है।

गिलेट नियम

किसी कुंडली या तार के चुंबकीय क्षेत्र की दिशा निर्धारित करने के लिए विशेषज्ञ गिलेट नियम का उपयोग करते हैं। यदि किसी काल्पनिक गिलेट का "घुमा" आंदोलन सर्किट में वर्तमान की दिशा के समानांतर है, तो गिलेट का "हैंडल" दिखाता है कि चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं कैसे स्थित होंगी।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत निर्धारित करने के उदाहरण

उदाहरण 1 100 घुमावों की संख्या और 10 सेमी की लंबाई वाली एक कुंडल है। 5000A/m के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के निर्दिष्ट मूल्य को सुनिश्चित करना आवश्यक है। कॉइल के माध्यम से कौन सी धारा प्रवाहित होनी चाहिए?

हल: परिभाषा के अनुसार, कुण्डली का चुम्बकीय बल H = I×ω/ L है और गुणनफल H×I चुम्बकीय बल देता है। यहां से आप वर्तमान ताकत का मान प्राप्त कर सकते हैं, जो इसके बराबर है: 5000A / m * 0.1m \u003d वर्तमान ताकत * घुमावों की संख्या। एक साधारण अनुपात को हल करने पर, हम पाते हैं कि इस समस्या में वर्तमान ताकत 5A के बराबर होनी चाहिए।

उदाहरण 2कुण्डली में 2000 फेरे हैं और उसमें से 5 एम्पीयर की धारा प्रवाहित होती है। कुंडल का चुंबकीय बल क्या है?

हल: एक सरल सूत्र उत्तर देता है: n.s.= I×ω। अत: n.s = 2000 × 5 = 10000 ऐम्पियर फेरे।

उदाहरण 3

5 सेमी की दूरी पर एक सीधे विद्युत तार की चुंबकीय क्षेत्र की ताकत कैसे निर्धारित करें? तार से प्रवाहित होने वाली धारा 30 A है।

इस उदाहरण में, हमें सूत्र की भी आवश्यकता होगी

एक सीधे तार के मामले में, कुंडल के घुमावों की संख्या 1 होगी और लंबाई l = 2∙π∙r होगी।

इससे यह अनुमान लगाया जा सकता है कि

एच \u003d 30 / (2 * 3.14 * 0.02) \u003d 238.85 ए / एम।

इन और इसी तरह की समस्याओं को एक बुनियादी स्कूल भौतिकी पाठ्यक्रम की मदद से आसानी से हल किया जा सकता है। ऐसे सरल उदाहरणों का समाधान हमारे आसपास की प्रकृति में विद्युत चुम्बकीय प्रक्रियाओं के गुणात्मक सार को समझने में मदद करेगा।

प्राकृतिक और कृत्रिम मानव आवास दोनों की सबसे महत्वपूर्ण भौतिक विशेषताओं में से एक चुंबकीय क्षेत्र है। यह विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के अस्तित्व के रूपों में से एक है। इस रूप की मुख्य विशिष्ट विशेषता यह है कि चुंबकीय क्षेत्र केवल उन कणों और पिंडों पर कार्य करता है, जो एक ओर, निरंतर गति में होते हैं, और दूसरी ओर, एक निश्चित विद्युत आवेश होता है।

भौतिकी के पाठ्यक्रम से भी यह ज्ञात है कि एक चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए, एक वर्तमान-वाहक कंडक्टर और वैकल्पिक विद्युत क्षेत्रों की आवश्यकता होती है। इस क्षेत्र की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएं चुंबकीय प्रेरण और चुंबकीय तीव्रता के वेक्टर हैं।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत भौतिकी में अध्ययन की गई वेक्टर मात्राओं में से एक है, जो विद्युत चुम्बकीय प्रेरण वेक्टर और चुंबकीयकरण वेक्टर के बीच अंतर का योग है। चूंकि चुंबकीय तीव्रता है, तो आम तौर पर स्वीकृत और सबसे आम में माप की इकाई को प्रति मीटर एम्पीयर माना जाता है। 1 ए / एम की विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की ताकत प्राप्त करने के लिए, यह आवश्यक है कि 2π एम्पीयर की विद्युत धारा सबसे छोटे क्रॉस-सेक्शनल व्यास वाले सीधे विस्तारित तार में प्रवाहित हो। ऐसे में इससे 1 मीटर की दूरी पर बनने वाले सभी बिंदुओं पर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की ताकत और 1 a/m के बराबर होगी।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत, या, दूसरे शब्दों में, इस क्षेत्र के बल की रेखाओं की संख्या का अनुमान लगाया जा सकता है। विशेष रूप से, इन रेखाओं की दिशा निर्धारित करने के लिए, आप प्रसिद्ध नियम का उपयोग कर सकते हैं।यह नियम सभी इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के आधारशिलाओं में से एक है। यह कहता है कि यदि गिलेट की गति की सामान्य दिशा किसी विशेष कंडक्टर में विद्युत प्रवाह की दिशा के समान है, तो गिलेट के घूमने की दिशा चुंबकीय रेखाओं की दिशा के समान होती है।

इस नियम पर ध्यान केंद्रित करते हुए, यह साबित करना आसान है कि कुंडल के घुमावों में उत्पन्न होने वाली चुंबकीय रेखाएं एक ही दिशा में निर्देशित होती हैं। इससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि कुंडल के अंदर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एक मोड़ द्वारा बनाई गई ताकत से कहीं ज्यादा मजबूत होगी। यह अन्य बातों के अलावा, इस तथ्य के कारण है कि पड़ोसी घुमावों के बल की रेखाएं एक दूसरे के समानांतर निर्देशित होती हैं, लेकिन अलग-अलग दिशाओं में, इसलिए उनके बीच चुंबकीय क्षेत्र की ताकत लगातार कम हो जाएगी।

यह बिल्कुल स्वाभाविक है कि किसी भी कुंडली का चुंबकीय क्षेत्र उसके घुमावों से गुजरने वाले मान के समानुपाती होता है। इसके अलावा, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत सीधे इस बात पर निर्भर करती है कि ये मोड़ एक दूसरे के सापेक्ष कितने करीब स्थित हैं। यह प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध हो चुका है कि दो कुंडलियों में जिसमें समान शक्ति का विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है, और घुमावों की संख्या बिल्कुल समान होती है, चुंबकीय क्षेत्र उस क्षेत्र में अधिक मजबूत होगा जहां कुंडल की अक्षीय लंबाई कम होती है, अर्थात , इसके मोड़ एक दूसरे के बहुत करीब हैं।

एम्पीयर घुमावों का संख्यात्मक मान बहुत महत्वपूर्ण है, जिसकी गणना कुंडल में घुमावों की संख्या को उनमें बहने वाली धारा की ताकत से गुणा करके की जा सकती है। मैग्नेटोमोटिव बल एम्पीयर-मोड़ के परिमाण पर भी निर्भर करेगा। इस अवधारणा के आधार पर, कोई भी आसानी से साबित कर सकता है कि जांच की गई कुंडल का चुंबकीय क्षेत्र अक्षीय लंबाई की प्रति इकाई एम्पीयर-फेरों की संख्या के सीधे आनुपातिक है। दूसरे शब्दों में, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की ताकत जितनी अधिक होती है, अध्ययन के तहत कुंडल में उत्पन्न चुंबकत्व बल का परिमाण उतना ही अधिक होता है।

कृत्रिम रूप से निर्मित चुंबकीय क्षेत्र के अलावा, एक प्राकृतिक भी है, जो मुख्य रूप से नाभिक के बाहरी आवरण में बनता है। तीव्रता सहित इस क्षेत्र की मुख्य विशेषताएं, समय और स्थान दोनों में बदलती हैं, लेकिन कृत्रिम रूप से बनाए गए क्षेत्रों की विशेषता वाले सभी बुनियादी कानून भी भू-चुंबकीय क्षेत्र में काम करते हैं।

एक स्थायी चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र एक परमाणु में अपनी कक्षाओं में इलेक्ट्रॉनों की गति के कारण होता है।

चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता की विशेषता है। चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता H यांत्रिक बल के समान है। यह एक सदिश राशि है, अर्थात इसमें परिमाण और दिशा होती है।

चुंबकीय क्षेत्र, यानी, चुंबक के चारों ओर का स्थान, चुंबकीय रेखाओं से भरा हुआ दर्शाया जा सकता है, जिन्हें चुंबक के उत्तरी ध्रुव से निकलकर दक्षिण में प्रवेश करते हुए माना जाता है (चित्र 1)। चुंबकीय रेखा के स्पर्शरेखा चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की दिशा दिखाते हैं।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत अधिक होती है जहां चुंबकीय रेखाएं मोटी होती हैं (चुंबक के ध्रुवों पर या वर्तमान के साथ कुंडली के अंदर)।

कंडक्टर के पास (या कॉइल के अंदर) चुंबकीय क्षेत्र जितना अधिक होता है, करंट I उतना ही अधिक होता है और कॉइल के घुमावों की संख्या होती है।

अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु पर चुंबकीय क्षेत्र H की ताकत जितनी अधिक होगी, उत्पाद I∙ω उतना ही अधिक होगा और चुंबकीय रेखा की लंबाई उतनी ही कम होगी:

एच = (आई∙ω) / एल।

यह इस समीकरण से निकलता है कि चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के लिए माप की इकाई एम्पीयर प्रति मीटर (ए/एम) है।

किसी दिए गए समांगी क्षेत्र में प्रत्येक चुंबकीय रेखा के लिए, उत्पाद H1∙l1=H2∙l2=...=H∙l=I∙ω बराबर होते हैं (चित्र 1)।

चावल। एक।

चुंबकीय सर्किट में उत्पाद H∙l विद्युत सर्किट में वोल्टेज के समान होता है और इसे चुंबकीय वोल्टेज कहा जाता है, और चुंबकीय प्रेरण लाइन की पूरी लंबाई के साथ लिया जाता है जिसे चुंबकीय बल (n.s.) Fm: Fm=H∙l=I कहा जाता है। .

चुंबकीय बल Fm को एम्पीयर में मापा जाता है, लेकिन तकनीकी अभ्यास में, एम्पीयर नाम के बजाय, एम्पीयर-टर्न नाम का उपयोग किया जाता है, जो इस बात पर जोर देता है कि Fm करंट और घुमावों की संख्या के समानुपाती होता है।

एक कोर के बिना बेलनाकार कॉइल के लिए, जिसकी लंबाई उसके व्यास (l≫d) से बहुत अधिक है, कॉइल के अंदर चुंबकीय क्षेत्र को सजातीय माना जा सकता है, यानी पूरे आंतरिक अंतरिक्ष में एक ही चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एच होने पर कुंडल (चित्र। 1)। चूंकि ऐसी कुंडली के बाहर चुंबकीय क्षेत्र इसके अंदर की तुलना में बहुत कमजोर है, बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की उपेक्षा की जा सकती है और, गणना में, हम मान सकते हैं कि n। साथ। कुंडल कुंडल के अंदर क्षेत्र की ताकत और कुंडल की लंबाई के उत्पाद के बराबर है।

एक तार और एक धारावाही कुंडल के चुंबकीय क्षेत्र की ध्रुवता गिलेट नियम द्वारा निर्धारित की जाती है। यदि गिलेट का ट्रांसलेशनल मूवमेंट करंट की दिशा के साथ मेल खाता है, तो गिलेट हैंडल के रोटेशन की दिशा चुंबकीय रेखाओं की दिशा को इंगित करेगी।

उदाहरण

1. 2000 फेरे वाली कुण्डली से 3 A की धारा प्रवाहित होती है।n क्या है। साथ। कुंडल?

Fm=I∙ω=3∙2000=6000 A. कुंडल का चुंबकीय बल 6000 एम्पीयर-टर्न है।

2. 2500 फेरों वाली एक कुण्डली में n अवश्य होना चाहिए। साथ। 10000 A. इसमें से कौन सी धारा प्रवाहित होनी चाहिए?

मैं=एफएम/ω=(I∙ω)/ω=10000/2500=4 ए.

3. कुंडल I \u003d 2 A से एक धारा प्रवाहित होती है। n प्रदान करने के लिए कुंडल में कितने मोड़ होने चाहिए। साथ। 8000 हुह?

ω= Fm/I=(I∙ω)/I=8000/2=4000 मोड़।

4. 10 सेमी लंबे कुंडल के अंदर, 100 मोड़ वाले, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एच = 4000 ए / एम सुनिश्चित करना आवश्यक है। कॉइल के माध्यम से कौन सी धारा प्रवाहित होनी चाहिए?

कुंडली का चुंबकीय बल Fм=H∙l=I∙ω। इसलिए 4000 ए / एम 0.1 मीटर = मैं 100; मैं = 400/100 = 4 ए।

5. कुंडल का व्यास (सोलेनॉइड) D=20 मिमी है, और इसकी लंबाई l=10 सेमी है। कुंडल को तांबे के तार से d=0.4 मिमी के व्यास के साथ घाव किया गया है। कुंडली के अंदर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत क्या है यदि इसे 4.5 V के वोल्टेज पर चालू किया जाता है?

इन्सुलेशन की मोटाई को ध्यान में रखे बिना घुमावों की संख्या ω=l∶d=100∶0.4=250 मोड़।

मोड़ की लंबाई d=3.14∙0.02 m = 0.0628 m।

कुंडल तार की लंबाई l1=250∙0.0628 मीटर =15.7 मीटर।

कुंडल सक्रिय प्रतिरोध r=ρ∙l1/S=0.0175∙(4∙15.7)/(3.14∙0.16)=2.2 ओम।

वर्तमान मैं \u003d यू / आर \u003d 4.5 / 2.2 \u003d 2.045 ए 2 ए।

कुंडल के अंदर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत H=(I∙ω)/l=(2∙250)/0.1=5000 A/m।

6. एक सीधे तार से 1, 2, 5 सेमी की दूरी पर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत का निर्धारण करें, जिसके माध्यम से I = 100 A प्रवाहित होता है।

आइए सूत्र H∙l=I∙ω का उपयोग करें।

एक सीधे तार के लिए ω=1 तथा l=2∙π∙r,

जहां से एच = मैं / (2∙π∙r)।

एच1=100/(2∙3.14∙0.01)=1590 ए/एम; एच2=795 ए/एम; एच3=318 ए/एम।