एक बार चुंबक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र क्या है: विभिन्न वस्तुओं पर विस्तृत तथ्य

इस लेख में, हम यह देखने जा रहे हैं कि एक बार चुंबक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र क्या है और एक बार चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र सबसे मजबूत कहां है।

बार चुंबक की उपस्थिति के कारण चुंबकीय क्षेत्र ध्रुवों के किनारों पर चरम पर होता है और बार चुंबक के बीच में बहुत खराब होता है।

बार चुंबक क्या है

एक बार की तरह दिखने वाले चुंबक, और इसलिए इसे बार चुंबक कहा जाता है, में दो ध्रुव होते हैं, बार चुंबक के ध्रुवों को दोनों ध्रुवों पर लोहे की प्लेटों का उपयोग करके चुंबक को विचुंबकित करने से बचाया जाता है।

एक छड़ चुंबक लौहचुंबकीय पदार्थ से बना होता है जो बाहरी क्षेत्र की अनुपस्थिति में भी अपने चुंबकीय गुणों को बरकरार रखता है और इसलिए यह एक स्थायी चुंबक है।

हवा में स्वतंत्र रूप से लटकने पर, दंड चुंबक स्वयं को उत्तर-दक्षिण दिशा में संरेखित करता है। बार चुंबक के अंदर चुंबकीय द्विध्रुव पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के कारण चुंबक बल का अनुभव करते हैं और क्षेत्र की दिशा में संरेखित होते हैं। इसलिए, एक बार चुंबक का उपयोग कम्पास के समान दिशा खोजने के लिए किया जा सकता है।

बार चुंबक के प्रकार

दंड चुम्बक दो प्रकार के होते हैं, वे हैं:-

1) आयताकार बार चुंबक: इस चुम्बक में चार आयताकार फलक चित्रित हैं और दो चौकोर आकार के खंभे हैं। इस छड़ चुम्बक के किनारे आयताकार हैं और इसलिए इसका नाम आयताकार छड़ चुम्बक है।

2) बेलनाकार बार चुंबक: चुम्बक के किनारे वृत्ताकार होते हैं और इसलिए बेलनाकार छड़ चुम्बक कहलाते हैं। इस चुम्बक की बाहरी वक्रता रंगीन होती है।

बार चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र सबसे मजबूत कहां है और क्यों?

चुंबक के ध्रुवों के किनारों पर चुंबकीय क्षेत्र सबसे मजबूत होता है।

यदि हम एक सरल उदाहरण लेते हैं कि हमने संभवतः स्कूलों में पहले प्रयोग के रूप में प्रदर्शन किया है जब चुंबकीय क्षेत्र के बारे में पेश किया गया था, एक बार चुंबक और एक लोहे की पन्नी के साथ एक प्रयोग। चुंबक जब लोहे की पन्नी की एक ट्रे में रखा जाता है, तो लोहे की पन्नी को बिना ओवरलैप किए अच्छी तरह से संरेखित संकेंद्रित वृत्तों में बार चुंबक के चारों ओर व्यवस्थित किया जाता है।

अधिकांश लोहे को बार चुंबक के उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों के पास इकट्ठा किया जाता है। यह है क्योंकि; चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं ध्रुवों से निकल रही हैं। जैसे-जैसे ध्रुवों से दूरी बढ़ती जाती है, वैसे-वैसे खेत की ताकत काफी कमजोर होती जाती है।

दूसरे, बार चुंबक वास्तव में एक द्विध्रुवीय के रूप में कार्य करता है, नकारात्मक और सकारात्मक कण स्पिन पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के अनुसार संरेखित होते हैं। द्विध्रुव स्वयं एक छोटे छोटे चुम्बक की तरह व्यवहार करते हैं. यदि हम दंड चुंबक को और अधिक टुकड़ों में काट दें, तो भी यह वही व्यवहार दिखाएगा जो एक छड़ चुंबक की तरह विपरीत आवेशों के दो ध्रुवों का निर्माण करता है।

चुंबक में चुंबकीय द्विध्रुव हमेशा चुंबकीय क्षेत्र के अनुसार स्वयं को संरेखित करेगा। सकारात्मक और नकारात्मक स्पिन बार चुंबक के ध्रुवों की ओर संरेखित करने का प्रयास करेंगे जिससे ध्रुवों पर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत तेज हो जाएगी।

एक बार चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र सबसे कमजोर कहां है

यदि हम उसी प्रयोग को देखें जैसा कि ऊपर बताया गया है; हम देखेंगे, छड़ चुंबक के मध्य भाग पर शायद ही कोई लोहे की पन्नी जुड़ी हुई हो, और न ही आपको चुंबक के इस हिस्से से निकलने वाली कोई क्षेत्र रेखाएं मिलेंगी और यह छड़ चुंबक की लंबाई के लगभग समानांतर हैं।

साथ ही, यह भी देखा गया है कि छड़ चुंबक की लंबाई के समानांतर चलने वाली चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं एक दूसरे से अलग हो जाती हैं, जिससे प्रत्येक लूप चौड़ा हो जाता है। जबकि ध्रुवों पर चुंबकीय रेखाएं बिना कोई अंतराल बनाए अधिक घनी होती हैं।

ध्रुवों के बीच की दूरी बढ़ने के साथ-साथ ध्रुवों पर तीव्र चुंबकीय क्षेत्र की चुंबकीय क्षेत्र शक्ति लड़खड़ाने लगेगी।

बार चुंबक के अंदर छोटे द्विध्रुव हमेशा पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में खुद को संरेखित करते हैं, इसलिए स्पिन प्रत्येक ध्रुव की ओर उन्मुख होते हैं।

समानांतर संरेखित द्विध्रुव आकर्षण और प्रतिकर्षण दोनों दिखाते हैं और इस प्रकार चुंबकीयकरण के प्रभाव को बेअसर करते हैं; एक चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति होती है लेकिन इसमें क्षेत्र की कमजोर ताकत होती है। परिणामस्वरूप, चुंबक के ध्रुवों से आधे रास्ते पर चुंबकीय क्षेत्र को कम करना।

एक बार चुंबक एक चुंबकीय क्षेत्र से घिरा हुआ है

बार चुंबक के लौहचुंबकीय पदार्थ के अंदर के द्विध्रुव में चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण होते हैं जो दंड चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण के लिए जिम्मेदार होते हैं। स्थायी चुम्बक होने के कारण यह लौहचुम्बकीय पदार्थों को अपनी ओर आकर्षित करेगा, जबकि छड़ चुम्बक के निकट और अधिक दूर न रखने पर अन्य चुम्बकत्व पदार्थ पर कुछ आकर्षण या प्रतिकर्षण बल प्रदर्शित करेगा।

छड़ चुंबक के चारों ओर चुंबकीय बल तभी कार्य करेगा जब पदार्थ को उसके क्षेत्र में रखा जाएगा। बार चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के बाहर, जाहिर है, क्षेत्र की ताकत शून्य है क्योंकि इस क्षेत्र में कोई चुंबकीय प्रवाह रेखाएं नहीं बहती हैं।

चुंबक होने के कारण इसके चारों ओर के क्षेत्र में आकर्षण और प्रतिकर्षण के कुछ बल दिखाई देंगे, इसका तात्पर्य यह है कि चुंबकीय क्षेत्र चुंबक के चारों ओर होता है, जो चुंबकीय क्षेत्र की इस सीमा से परे, संकेंद्रित वृत्तों में उन्मुख चुंबकीय प्रवाह के रूप में दर्शाया जाता है; चुंबक का कोई प्रभाव नहीं देखा जाता है।

एक बार चुंबक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं कैसे बनाएं

चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को फ्लक्स रेखाओं के रूप में दर्शाया जाता है। ये फ्लक्स रेखाएं संकेंद्रित बंद लूप बनाती हैं। बार चुंबक द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र को फ्लक्स लाइनों द्वारा दर्शाया जाता है जो एक ध्रुव से उत्पन्न होती हैं और बार चुंबक के दूसरे ध्रुव में समाप्त होती हैं।

इसलिए, चुंबकीय क्षेत्र की रेखाएं उत्तरी ध्रुव से शुरू होकर दक्षिणी ध्रुव में प्रवेश करते हुए निकट लूप बनाते हुए खींची जा सकती हैं, और ये लूप एक निश्चित दूरी पर एक दूसरे से अलग हो जाते हैं, जबकि बार चुंबक की लंबाई के समानांतर चलते हैं और यह अंतर चौड़ा हो जाता है। प्रत्येक लूप के लिए, इसके विपरीत, ध्रुवों पर चुंबकीय रेखाएँ घनी खींची जाती हैं।

कोई भी चुंबकीय क्षेत्र रेखा छड़ चुंबक के मध्य भाग को नहीं छूना चाहिए क्योंकि इस क्षेत्र में चुंबकीय क्षेत्र नगण्य है और इसमें आकर्षण या प्रतिकर्षण का कमजोर बल होता है।

बार चुंबक के बाहर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा क्या होती है?

छड़ चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र द्विध्रुव की उपस्थिति के कारण होता है। किसी बाहरी क्षेत्र के लागू होने के कारण थोड़ी दूरी से अलग होने वाले कण के धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों को द्विध्रुव कहते हैं। ये द्विध्रुव चुंबकीय क्षेत्र के अनुसार लाइन-अप होते हैं। इसलिए, चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में, बार चुंबक के अंदर द्विध्रुव पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के अनुसार स्थित होते हैं। बार चुंबक के अंदर द्विध्रुवों का यह अभिविन्यास तब बार चुंबक के बाहर उत्पन्न होने वाली चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा के लिए जिम्मेदार होता है।

द्विध्रुव समांतर रूप से में संरेखित होते हैं दक्षिणी ध्रुव से उत्तर की ओर दिशा और इसलिए एक बार चुंबक के बाहर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा उत्तरी ध्रुव से दक्षिण की ओर उत्पन्न हो रही है।

क्या एक बार चुंबक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र समान होता है?

चुंबकीय क्षेत्र चुंबकीय प्रवाह रेखाओं की ताकत और घनत्व पर निर्भर करता है और ध्रुवों से दूरी के संबंध में भिन्न होता है। की तीव्रता चुंबकीय क्षेत्र चुंबकीय प्रवाह के सीधे आनुपातिक है घनत्व। फ्लक्स घनत्व दूरी के साथ बदलता रहता है।

छड़ चुंबक द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र ध्रुवों के किनारों के निकट चरम पर होता है। चुंबक के मध्य भाग में आकर्षण और प्रतिकर्षण की कमजोर शक्ति का अनुभव होता है।

बार चुंबक के मध्य भाग में आकर्षण और प्रतिकर्षण दोनों पर विचार करने का कारण यह है कि द्विध्रुव चुंबक के बाहर के क्षेत्र में चुंबकीय प्रवाह रेखाओं के समानांतर बार चुंबक की लंबाई में व्यवस्थित होते हैं, द्विध्रुव स्वयं एक छोटे चुंबक की तरह व्यवहार करता है।

समांतर रूप से संरेखित द्विध्रुव आवेश के घूर्णन की दिशा के आधार पर द्विध्रुव के दो अलग-अलग सिरों से आकर्षण बल के साथ-साथ प्रतिकर्षण को भी प्रदर्शित करते हैं। यह खींचने और दूर धकेलने के प्रभावों को बेअसर करता है और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को कमजोर करता है।

इस प्रकार चुंबक के ध्रुवों के किनारों पर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत सबसे अधिक होती है। जैसे-जैसे छड़ चुंबक की लंबाई में ध्रुवों से दूरी बढ़ती जाती है, ताकत कम होती जाती है। बार चुंबक के आसपास भी यही प्रभाव होता है। से दूरी के रूप में चुंबकीय ध्रुव क्षेत्र की ताकत बढ़ाते हैं जैसे-जैसे हम ध्रुवों से दूर जाएंगे, वैसे-वैसे घटेगा।

विभिन्न वस्तुओं पर बार चुंबक द्वारा लगाया गया चुंबकीय बल

लोहे, स्टील, या लोहे के मिश्र धातु से बनी वस्तुओं जैसी लौहचुंबकीय सामग्री चुंबक के निकट संपर्क में लाए जाने पर छड़ चुंबक आकर्षण बल दिखाएगा।

जबकि, प्रतिचुंबकीय विशेषताओं वाले पदार्थों के संपर्क में आने पर यह प्रतिकर्षण बल दिखाएगा; उदाहरण के लिए, पारा, पानी; और एल्युमिनियम, टंगस्टन, आदि जैसी वस्तुओं के साथ आकर्षण के कमजोर बल का अनुभव करेंगे, जो अनुचुंबकीय पदार्थ हैं।

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आम सवाल-जवाब

यदि एक मेज पर रखे 10 सेमी लंबाई के छड़ चुंबक को चुंबक से 30 सेमी दूर चुंबकीय शक्ति का अनुभव होता है, तो बार चुंबक की चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की गणना करें। पृथ्वी क्षेत्र का क्षैतिज घटक 0.34G है।

दिया गया:-

पृथ्वी का क्षैतिज घटक

B_H=0.34जी=0.34*10^-4

2l = 10cms; => एल=5सेमी=0.05मी

टी = 30 सेमी = 0.30 मी

अक्षीय रेखा पर उदासीन बिंदु प्राप्त होता है।

B_{अक्षीय}=B_H

[

[0.34*10³* (0.0875)²]/(2*0.30)

=4.34 एम²

अत: छड़ चुम्बक के चुम्बकीय ध्रुवों की शक्ति है

एम=एम/2आई=4.34/10=0.434एएम

बार चुम्बक के विभिन्न उपयोग क्या हैं?

एक बार चुंबक का उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जाता है जैसे औद्योगिक, इलेक्ट्रॉनिक्स, रासायनिक उद्योग, प्रयोगशालाएं आदि।

टीवी, माइक्रोफोन, मोबाइल आदि जैसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में चुंबकीय पदार्थ की गति को सुविधाजनक बनाने के लिए रासायनिक मिश्रण को हिलाने के लिए, बार चुंबक का उपयोग चुंबकीय पदार्थों को मिश्रण के ढेर से अलग करने के लिए किया जाता है; इसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में एक छोटी चिप के रूप में किया जाता है।

बार चुंबक में उत्तरी ध्रुव और दक्षिणी ध्रुव क्यों होते हैं?

जब छड़ चुंबक को हवा में निलंबित किया जाता है, तो यह लगातार हार्मोनिक गति दिखाएगा जब तक कि यह पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में संरेखित न हो जाए।

चुम्बक के भीतर आवेशों के अलग होने के कारण छड़ चुम्बक का एक सिरा अधिक धनात्मक तथा दूसरा अधिक ऋणात्मक हो जाता है। बार चुंबक के अंदर चुंबकीय द्विध्रुव पृथ्वी के चुंबकीय बल का अनुभव करते हैं और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के संबंध में संरेखित होते हैं। चुंबक में पृथ्वी के समान दो ध्रुव होते हैं, और हवा में एक मुक्त निलंबित स्थिति में, यह पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के संबंध में संरेखित होगा जो उत्तर-दक्षिण दिशा में है। इसलिए, एक बार चुंबक के दो अलग-अलग ध्रुवों के उत्तर और दक्षिण ध्रुव का नाम।

क्या अंतरिक्ष में चुंबक काम करता है?

हां। चुंबक का उपयोग वायुमंडल के अभाव में भी अंतरिक्ष में किया जा सकता है।

चूँकि चुम्बक के अंदर चुम्बकीय द्विध्रुव क्षेत्र स्थायी होता है और चुम्बक के चारों ओर चुम्बकीय क्षेत्र बनाने के लिए शून्य कार्य की आवश्यकता होती है, यह निश्चित रूप से अंतरिक्ष में भी काम करेगा।

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