क्या एक चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पैदा करता है: विभिन्न तरीके और तथ्य

इस लेख में, हम चर्चा करने जा रहे हैं कि चुंबकीय क्षेत्र की ताकत क्या पैदा करती है और इसके गठन के लिए जिम्मेदार विभिन्न कारक क्या हैं।

क्या चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पैदा करता है चुंबकीय प्रवाह कंडक्टर की एक इकाई लंबाई के माध्यम से गुजरता है और प्रति इकाई लंबाई में प्रवाह घनत्व बढ़ने पर बढ़ता है।

चुंबकीय क्षेत्र और इसकी तीव्रता

आइए अब हम चुंबकीय क्षेत्र की विभिन्न विधियों और कुछ तथ्यों को देखें।

सबसे पहले आप सभी जानते हैं कि चुंबक की खोज कैसे हुई?

ग्रीस में रहने वाले मैग्नास नामक एक चरवाहा भेड़ और बकरियों के झुंड को नियंत्रित करने के लिए अपने साथ एक छड़ी ले जाता था, जिसके नीचे एक लोहा होता था जो चट्टान से चिपक जाता था। चट्टान एक प्राकृतिक चुंबक था, जो लोहे (Fe सामग्री) से भरपूर होता है जिसे मैग्नेटाइट कहा जाता है। इसलिए चुंबक की खोज ग्रीस में हुई और अब उस स्थान को मैग्नेशिया कहा जाता है, जो चुंबक की खोज पर आधारित एक नाम है।

के रूप में चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पृथ्वी का उत्तरी ध्रुव और दक्षिणी ध्रुव पर सबसे बड़ा है, चुंबक हमेशा उत्तर-दक्षिण दिशा में संरेखित होता है और इसलिए इसका उपयोग समुद्री उपक्रमों द्वारा दिशा का पता लगाने के लिए किया जाता है। विशेष रूप से, अधिकांश भूवैज्ञानिकों द्वारा चट्टानों के उन्नयन कोण को मापने के लिए क्लिनोमीटर का उपयोग किया जाता है।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत क्या पैदा करती है

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एक बल है सामग्री की प्रति इकाई लंबाई सामग्री में प्रवाह घनत्व उत्पन्न करने के लिए आवश्यक है और इस प्रकार दर्शाया गया है:

एच = (बी / μ) - एम

जहां बी चुंबकीय प्रवाह घनत्व है,
एम चुंबकीयकरण है और
एम चुंबकीय पारगम्यता है।

चुंबकीय शक्ति कुल चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं पर निर्भर करती है जो सामग्री के कुल पार-अनुभागीय क्षेत्र के माध्यम से व्यापक होती हैं। इन चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को चुंबकीय प्रवाह के रूप में जाना जाता है, और चुंबकीय प्रवाह का घनत्व सीधे क्षेत्र की ताकत से संबंधित होता है। चुंबकीय प्रवाह घनत्व मुख्य रूप से सामग्री में इलेक्ट्रॉन स्पिन या द्विध्रुवीय क्षण की संख्या पर निर्भर करता है।

एक परमाणु में, इलेक्ट्रॉनों को विपरीत स्पिन के साथ इलेक्ट्रॉनों के साथ जोड़ा जाता है और यह आमतौर पर महान गैस तत्वों के मामले में पाया जाता है जिनमें पूर्णतम वैलेंस शेल होता है और सभी इलेक्ट्रॉनों को एक दूसरे के साथ जोड़ा जाता है; ऐसे तत्वों का एक उदाहरण हीलियम, नियॉन, आर्गन, क्रिप्टन, क्सीनन, रेडॉन हैं।

जिन परमाणुओं में अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, वे दूसरे परमाणु के इलेक्ट्रॉनों के साथ जुड़कर अपना बाहरी कोश पूरा कर लेते हैं और एक स्थिर तत्व बन जाते हैं। उन परमाणुओं के साथ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं. अयुग्मित इलेक्ट्रॉन परमाणु के नाभिक के चारों ओर चक्कर लगाता है और मुक्त इलेक्ट्रॉनों की गति चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति को प्रभावित करती है। जैसे-जैसे उपलब्ध मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ेगी, सामग्री में देखे जाने वाले चुंबकीय प्रभाव भी बढ़ेंगे।

जब किसी चालक से विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो इलेक्ट्रॉनों की गति होती है जो प्रेरित करती है विद्युत चुम्बकीय बल. मान लीजिए, आप एक तार-वाहक धारा लेते हैं, और उसके पास एक चुंबकीय सुई रखते हैं, तो आप चुंबकीय सुई के विक्षेपण की पहचान करेंगे। इसका कारण यह है कि धारावाही चालक में गतिमान इलेक्ट्रॉन उस दिशा में एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं जो इलेक्ट्रॉनों की गति का विरोध करता है।

दाहिने हाथ के अंगूठे के नियम के अनुसार यदि धारा की गति दक्षिण से उत्तर दिशा की ओर है तो चुंबकीय क्षेत्र दक्षिणावर्त होगा और चुंबकीय बल पश्चिम दिशा में अनुभव होगा। अगर हम चलते हैं चुंबकीय सुई धारावाही तार से दूर, तार और चुंबकीय सुई के बीच की दूरी बढ़ने पर समान प्रभाव कम हो जाएगा। इसलिए हम नोट कर सकते हैं कि दूरी के साथ चुंबकीय क्षेत्र की ताकत घटती जाती है.

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत कण के आंतरिक चुंबकीय क्षण पर भी निर्भर करता है। चुंबकीय क्षण एक मात्रा है जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में द्विध्रुव द्वारा अनुभव किए गए टोक़ को निर्धारित करती है।

चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में, चुंबकीय क्षण बेतरतीब ढंग से उन्मुख होते हैं और कोई शुद्ध चुंबकत्व उत्पन्न नहीं होता है; जब चुंबकीय क्षेत्र लागू किया जाता है तो ये परमाणु क्षण स्वयं को लागू क्षेत्र की दिशा में उन्मुख करते हैं जिसके परिणामस्वरूप लागू क्षेत्र के समानांतर शुद्ध चुंबकीयकरण होता है। अत, चुंबकीयकरण सामग्री में चुंबकीय क्षण के घनत्व, परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों की गति और इलेक्ट्रॉन या नाभिक के स्पिन पर निर्भर करता है और एक ठोस के प्रति इकाई आयतन के चुंबकीय क्षण के रूप में परिभाषित करता है।

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत भी निर्भर करती है बाहरी क्षेत्र की उपस्थिति में सामग्री के प्रति इकाई आयतन में स्थापित चुंबकीय क्षण को चुंबकीय संवेदनशीलता के रूप में जाना जाता है।

इस संपत्ति के आधार पर, सामग्री को प्रतिचुंबकीय, अनुचुंबकीय या लौहचुंबकीय में वर्गीकृत किया जाता है। यह ज्ञात है कि फेरोमैग्नेटिक सामग्री में उच्च चुंबकीय संवेदनशीलता होती है क्योंकि यह उच्च चुंबकीय गुण दिखाती है और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में भी इसके चुंबकीय गुणों को बरकरार रखती है। लोहा, निकल, कोबाल्ट कुछ लौहचुम्बकीय पदार्थ हैं।

चुंबकीय क्षेत्र में गतिमान इलेक्ट्रॉनों को उस बल का अनुभव होता है जो अपने स्वयं के वेग के लंबवत होता है और चुंबकीय बल B को इस प्रकार दर्शाया जाता है:

एफ = क्यूवीबी

जहाँ q एक आवेश है
v आवेश का वेग है
बी एक चुंबकीय क्षेत्र है

सामग्री के चुंबकीय प्रवाह को इसके माध्यम से पीछे हटाने की संपत्ति को चुंबकीय पारगम्यता कहा जाता है। सामग्री को उच्च पारगम्यता कहा जाता है यदि अधिकतम चुंबकीय प्रवाह इसके माध्यम से गुजरता है।

पर और अधिक पढ़ें क्षेत्र बल

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की एसआई इकाई

चुंबकीय प्रवाह घनत्व को प्रति इकाई क्षेत्र में प्रवाह के रूप में मापा जाता है जो कि वेबर / वर्ग मीटर है² जो एक टेस्ला के बराबर है। या हम कह सकते हैं, इसे मीटर प्रति यूनिट एम्पीयर में एक इकाई लंबाई में चुंबकीय प्रवाह को प्रेरित करने के लिए आवश्यक बल के रूप में मापा जाता है और एन/एम के रूप में दिया जाता है

चुंबकीय संवेदनशीलता की SI इकाई न्यूटन प्रति एम्पीयर वर्ग N/A के रूप में दी गई है² और चुंबकीयकरण को एम्पीयर प्रति मीटर ए/एम के रूप में दर्शाया जाता है। इसे समीकरण (1) में प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं:

(एन/एएम)*(ए²/एन)=(ए/एम)

इसके आधार पर, हम चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की एसआई इकाई एम्पीयर प्रति मीटर के रूप में प्राप्त करते हैं। सीजीएस इकाई में, यह ओर्स्टेड है, जिसका नाम डेनिश वैज्ञानिक हैंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने सबसे पहले बिजली और चुंबकत्व के बीच संबंध पाया।

मैग्नेटोमीटर का उपयोग करके चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता को मापा जाता है। इंडक्शन मैग्नेटोमीटर, रोटेटिंग कॉइल मैग्नेटोमीटर, हॉल इफेक्ट मैग्नेटोमीटर, एनएमआर मैग्नेटोमीटर, फ्लक्सगेट मैग्नेटोमीटर मैग्नेटोमीटर के कुछ उदाहरण हैं।

हॉल इफेक्ट वाहक की संख्या घनत्व और वाहक के प्रकारों को निर्धारित करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक विधि है। जब चुंबकीय क्षेत्र को कंडक्टर के लंबवत लागू किया जाता है, तो कंडक्टर में वोल्टेज स्थापित किया जाता है जो चुंबकीय क्षेत्र के साथ-साथ वर्तमान के लंबवत होता है।

गॉय बैलेंस एक पारंपरिक विधि है जिसका उपयोग गुरुत्वाकर्षण के विचार पर आधारित सामग्री की चुंबकीय संवेदनशीलता का पता लगाने के लिए किया जाता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नs

सोलेनोइड में चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की गणना कैसे करें जो 5 मीटर लंबी है और जिसमें 2000 लूप हैं, जिसमें 2000 ए की धारा है?

सबसे पहले, तार की प्रति इकाई लंबाई में छोरों की संख्या ज्ञात कीजिए

प्रति यूनिट लंबाई में छोरों की संख्या

=लूपों की संख्या/तार की लंबाई

= 2000 / 500

= 4 सेमी^-1

क्या चुंबकीय क्षेत्र की ताकत कंडक्टर के आकार पर निर्भर करती है?

हाँ, बायोट-सावर्ट के नियम के अनुसार चुंबकीय क्षेत्र चालक की इकाई लंबाई पर निर्भर करता है। कंडक्टर का आकार जितना बड़ा होगा, अनंत लंबाई का अभिन्न मूल्य अधिक होगा, और इसलिए चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता अधिक होगी।

यदि दो अलग-अलग परिपथों में प्रवाहित धारा 1A और 12A है, तो किस परिपथ में चुंबकीय शक्ति दूसरे परिपथ से अधिक होगी?

12A करंट वाले सर्किट के लिए चुंबकीय शक्ति अधिक होगी।

अतिचालक चुंबकीय पदार्थ क्या है?

एक अतिचालक चुंबक का उपयोग एक तीव्र चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए किया जाता है।

सुपरकंडक्टिंग मैग्नेटिक मैटेरियल एक इलेक्ट्रोमैग्नेट है जो कम तापमान पर निर्मित सुपरकंडक्टिंग वायर के कॉइल से बना होता है। इसकी अतिचालक अवस्था में, तार का कोई प्रतिरोध नहीं होता है और यह बहुत अधिक विद्युत प्रवाह का संचालन करता है।

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