বর্তমান বহনকারী কয়েলের চৌম্বক ক্ষেত্র

যদি স্থির বৈদ্যুতিক চার্জের চারপাশে একটি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ক্ষেত্র বিদ্যমান থাকে, তবে চলমান চার্জের চারপাশে (সেইসাথে ম্যাক্সওয়েল দ্বারা প্রস্তাবিত সময়-পরিবর্তিত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের চারপাশে) বিদ্যমান থাকে। চৌম্বক ক্ষেত্র… এটি পরীক্ষামূলকভাবে পর্যবেক্ষণ করা সহজ।

চৌম্বক ক্ষেত্রের জন্য ধন্যবাদ, বৈদ্যুতিক স্রোত একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে, সেইসাথে চুম্বকের সাথে স্থায়ী চুম্বক এবং স্রোত। বৈদ্যুতিক মিথস্ক্রিয়া তুলনায়, চৌম্বক মিথস্ক্রিয়া অনেক শক্তিশালী। এই মিথস্ক্রিয়াটি যথাক্রমে আন্দ্রে-মারি অ্যাম্পের দ্বারা অধ্যয়ন করা হয়েছিল।

পদার্থবিজ্ঞানে চৌম্বক ক্ষেত্রের বৈশিষ্ট্য হল চৌম্বক আবেশন B এবং এটি যত বড়, চৌম্বক ক্ষেত্র তত শক্তিশালী। চৌম্বক আবেশ B হল একটি ভেক্টরের পরিমাণ, এর দিকটি চৌম্বক ক্ষেত্রের কোনো এক স্থানে স্থাপিত একটি প্রচলিত চৌম্বক তীরের উত্তর মেরুতে ক্রিয়াশীল বলের দিকের সাথে মিলে যায় - চৌম্বক ক্ষেত্রটি চৌম্বকীয় তীরটিকে ভেক্টরের দিকে অভিমুখ করবে B , অর্থাৎ চৌম্বক ক্ষেত্রের দিকে।

চৌম্বকীয় আবেশ রেখার যে কোনো বিন্দুতে ভেক্টর B স্পর্শকভাবে এটির দিকে নির্দেশিত হয়। অর্থাৎ, আবেশন B স্রোতের উপর চৌম্বক ক্ষেত্রের বল প্রভাবকে চিহ্নিত করে। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের জন্য E বল দ্বারা অনুরূপ ভূমিকা পালন করা হয়, যা চার্জে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তিশালী ক্রিয়াকে চিহ্নিত করে।

লোহার ফাইলিংয়ের সাথে সবচেয়ে সহজ পরীক্ষাটি আপনাকে চুম্বকীয় বস্তুতে চৌম্বক ক্ষেত্রের ক্রিয়াকলাপের ঘটনাটি স্পষ্টভাবে প্রদর্শন করতে দেয়, কারণ একটি ধ্রুবক চৌম্বক ক্ষেত্রে একটি ফেরোম্যাগনেটের ছোট ছোট টুকরো (যেমন টুকরাগুলি লোহার ফাইলিং) ক্ষেত্রের বরাবর চুম্বকীয় হয়, চৌম্বকীয় তীর, কম্পাসের ছোট তীরের মত।

আপনি যদি একটি উল্লম্ব তামার তারটি নেন এবং এটিকে অনুভূমিকভাবে রাখা কাগজের (বা প্লেক্সিগ্লাস বা পাতলা পাতলা কাঠ) একটি ছিদ্র দিয়ে চালান এবং তারপরে শীটের উপর ধাতব ফাইলিং ঢেলে দেন, এটিকে কিছুটা ঝাঁকান এবং তারপরে তারের মধ্য দিয়ে সরাসরি প্রবাহ চালান, ফাইলিংগুলি কীভাবে তারের চারপাশে বৃত্তের মধ্যে একটি ঘূর্ণি আকারে সাজানো হবে তা দেখতে সহজ, এটিতে কারেন্টের সাথে লম্বভাবে একটি সমতলে।

করাতের এই বৃত্তগুলি একটি কারেন্ট-বহনকারী কন্ডাকটরের চৌম্বক ক্ষেত্রের চৌম্বকীয় আবেশ B এর রেখাগুলির একটি প্রচলিত উপস্থাপনা হবে। এই পরীক্ষায় বৃত্তগুলির কেন্দ্রটি বর্তমান-বহনকারী তারের অক্ষ বরাবর ঠিক কেন্দ্রে অবস্থিত হবে।

একটি কারেন্ট-বহনকারী তারে চৌম্বকীয় আবেশ ভেক্টরের দিক নির্ণয় করা সহজ জিমলেট নিয়ম দ্বারা বা ডান-হাতের স্ক্রু নিয়ম অনুসারে: তারের কারেন্টের দিকে স্ক্রু অক্ষের অনুবাদমূলক আন্দোলনের সাথে, স্ক্রু বা জিম্বাল হ্যান্ডেলের ঘূর্ণনের দিক (ইন বা বাইরে স্ক্রু করা) দিক নির্দেশ করবে বর্তমানের চারপাশে চৌম্বক ক্ষেত্র।

কেন জিম্বাল নিয়ম প্রয়োগ করা হয়? কারণ দুটি ম্যাক্সওয়েল সমীকরণে ব্যবহৃত রটারের কাজ (ক্ষয় দ্বারা ক্ষেত্র তত্ত্বে চিহ্নিত) আনুষ্ঠানিকভাবে একটি ভেক্টর পণ্য হিসাবে লেখা যেতে পারে (অপারেটর নাবলা সহ) এবং সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কারণ একটি ভেক্টর ক্ষেত্রের রটারকে তুলনা করা যেতে পারে ( হল একটি সাদৃশ্য) আদর্শ তরলের ঘূর্ণনের কৌণিক বেগের সাথে (যেমন ম্যাক্সওয়েল নিজেই কল্পনা করেছেন), যার প্রবাহ বেগ ক্ষেত্র একটি প্রদত্ত ভেক্টর ক্ষেত্রকে প্রতিনিধিত্ব করে, এই নিয়ম সূত্রগুলি দ্বারা রটারের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে যা কৌণিক বেগের জন্য বর্ণিত হয়েছে।

এইভাবে, আপনি যদি বুড়ো আঙুলটি ভেক্টর ফিল্ড ঘূর্ণির দিকে ঘুরান তবে এটি সেই ক্ষেত্রের রটার ভেক্টরের দিকে স্ক্রু করবে।

আপনি দেখতে পাচ্ছেন, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ক্ষেত্রের তীব্রতার রেখাগুলির বিপরীতে, যা মহাকাশে খোলা থাকে, বৈদ্যুতিক প্রবাহকে ঘিরে থাকা চৌম্বকীয় আবেশের লাইনগুলি বন্ধ থাকে। যদি বৈদ্যুতিক তীব্রতা E এর রেখাগুলি ধনাত্মক চার্জ দিয়ে শুরু হয় এবং ঋণাত্মক চার্জ দিয়ে শেষ হয়, তবে চৌম্বকীয় আবেশ B এর রেখাগুলি তাদের উৎপন্ন কারেন্টের চারপাশে কেবল বন্ধ হয়ে যায়।

এখন পরীক্ষাটি জটিল করা যাক। কারেন্ট সহ একটি সোজা তারের পরিবর্তে কারেন্ট সহ একটি বাঁক বিবেচনা করুন। ধরুন যে আমাদের জন্য ড্রয়িংয়ের সমতলে লম্বভাবে এমন একটি লুপ স্থাপন করা সুবিধাজনক, যেখানে কারেন্ট আমাদের বাম দিকে এবং ডানদিকে আমাদের দিকে পরিচালিত হয়। যদি এখন একটি চৌম্বক সুই সহ একটি কম্পাস বর্তমান লুপের ভিতরে স্থাপন করা হয়, তবে চৌম্বকীয় সুচটি চৌম্বকীয় আবেশের রেখাগুলির দিক নির্দেশ করবে — সেগুলি লুপের অক্ষ বরাবর নির্দেশিত হবে।

কেন? যেহেতু কুণ্ডলীটির সমতলের বিপরীত দিকগুলি চৌম্বকীয় সুচের খুঁটির সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ হবে।যেখান থেকে বি রেখাগুলি চলে যায় সেটি হল উত্তর চৌম্বক মেরু, যেখানে তারা দক্ষিণ মেরুতে প্রবেশ করে। আপনি যদি প্রথমে একটি কারেন্ট-বহনকারী তার এবং এর চৌম্বক ক্ষেত্র বিবেচনা করেন এবং তারপর কেবল তারটিকে একটি রিংয়ে পরিণত করেন তবে এটি বোঝা সহজ।

একটি কারেন্ট সহ একটি লুপের চৌম্বক আবেশের দিক নির্ধারণ করতে, তারা জিম্বাল নিয়ম বা ডান হাতের স্ক্রু নিয়মও ব্যবহার করে। লুপের মাঝখানে জিম্বালের ডগা রাখুন এবং ঘড়ির কাঁটার দিকে ঘোরান। জিম্বালের অনুবাদমূলক গতি লুপের কেন্দ্রে চৌম্বকীয় আবেশ ভেক্টর B এর সাথে মিলিত হবে।

স্পষ্টতই, কারেন্টের চৌম্বক ক্ষেত্রের দিকটি তারের কারেন্টের দিকের সাথে সম্পর্কিত, এটি একটি সোজা তার বা একটি কুণ্ডলী হোক।

এটি সাধারণত গৃহীত হয় যে বর্তমান-বহনকারী কুণ্ডলী বা কুণ্ডলীর দিকটি যেখানে চৌম্বকীয় আবেশ B রেখাগুলি প্রস্থান করে (ভেক্টর B এর দিকটি বাইরের দিকে) উত্তর চৌম্বকীয় মেরু এবং যেখানে লাইনগুলি প্রবেশ করে (ভেক্টর বি ভিতরের দিকে নির্দেশিত হয়) হল দক্ষিণ চৌম্বক মেরু।

যদি স্রোতের সাথে অনেকগুলি বাঁক একটি দীর্ঘ কুণ্ডলী তৈরি করে - একটি সোলেনয়েড (কুণ্ডলীর দৈর্ঘ্য তার ব্যাসের বহুগুণ), তবে এর ভিতরের চৌম্বক ক্ষেত্রটি অভিন্ন, অর্থাৎ, চৌম্বক আবেশ B এর রেখাগুলি একে অপরের সমান্তরাল এবং রয়েছে কয়েলের পুরো দৈর্ঘ্য বরাবর একই ঘনত্ব। ঘটনাক্রমে, একটি স্থায়ী চুম্বকের চৌম্বক ক্ষেত্র বাহ্যিকভাবে একটি কারেন্ট বহনকারী কুণ্ডলীর চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুরূপ।

কারেন্ট I সহ একটি কয়েলের জন্য, দৈর্ঘ্য l, বাঁক সংখ্যা N সহ, একটি ভ্যাকুয়ামে চৌম্বকীয় আবেশ সংখ্যাগতভাবে সমান হবে:

সুতরাং, কারেন্ট সহ কয়েলের ভিতরের চৌম্বক ক্ষেত্রটি অভিন্ন এবং দক্ষিণ মেরু থেকে উত্তর মেরুতে (কুণ্ডলীর ভিতরে!) নির্দেশিত। কয়েলের অভ্যন্তরে চৌম্বকীয় আবেশনটি বর্তমান-বহনকারী কয়েলের প্রতি একক দৈর্ঘ্যের অ্যাম্পিয়ার-টার্নের সংখ্যার সমানুপাতিক।