विद्युतीय प्रवाह विद्युतीय चार्ज चुम्बकीय क्षेत्र चुम्बकीय बल बारे लेखहरू
१८१९ मा, हान्स क्रिस्चियन ओर्स्टेड (१७७७-१८५१) नामक डेनिस वैज्ञानिकले चुम्बकत्व र विद्युतीय धारा वा गतिशील चार्जहरू बीचको सम्बन्ध पत्ता लगाए। उनले पत्ता लगाए कि जब कम्पास सुई जीवित तारको नजिक हुन्छ, कम्पास सुई विचलित हुन्छ। जब कुनै धारा हुँदैन, कम्पास सुईले उत्तरतिर औंल्याउँछ।
कम्पास सुई एउटा चुम्बक हो, त्यसैले यसलाई चुम्बकीय बलले सार्न सकिन्छ। चुम्बकीय बल (F) कहाँबाट आउँछ? कम्पास सुईको नजिकै, विद्युतीय प्रवाह बोक्ने तार हुन्छ जसले गर्दा चुम्बकीय बल विद्युतीय प्रवाहले प्रयोग गर्नुपर्छ।
छेउको चित्र हेर्नुहोस्। विद्युतीय प्रवाहको दिशा र चुम्बकीय क्षेत्रको दिशा दायाँ-हातको नियम प्रयोग गरेर पत्ता लगाउन सकिन्छ। यदि विद्युतीय प्रवाह (I) माथि सर्छ भने, चुम्बकीय क्षेत्र (B) को दिशा बायाँमा देखाइएको जस्तै हुन्छ। यदि विद्युतीय प्रवाहको दिशा तलतिर छ भने, चुम्बकीय क्षेत्रको दिशा दायाँमा देखाइएको जस्तै हुन्छ।
चुम्बकीय क्षेत्रले विद्युत् प्रवाह गर्ने तारमा बल प्रयोग गर्छ
पहिले, यो व्याख्या गरिएको थियो कि विद्युतीय प्रवाहले चुम्बकीय कम्पास सुईमा बल लगाउन सक्छ। के चुम्बकले पनि विद्युतीय प्रवाहमा बल लगाउन सक्छ?
मानौं चुम्बकको उत्तरी र दक्षिणी ध्रुवको बीचमा विद्युतीय धारा बोकेको तार राखिएको छ। चुम्बकीय क्षेत्रको दिशा उत्तरी ध्रुवबाट दक्षिणी ध्रुवतिर जाने तीरले संकेत गर्छ। यदि विद्युतीय धारा (I) को दिशा रातो तीरले संकेत गर्छ भने, चुम्बकीय बल (F) देखा पर्छ जसको दिशा नीलो तीरले प्रतिनिधित्व गर्छ।
चुम्बकीय बल F को दिशा विद्युतीय प्रवाह I को दिशामा लम्ब र चुम्बकीय क्षेत्र B को दिशामा लम्ब हुन्छ।
विद्युतीय प्रवाहको दिशा, चुम्बकीय क्षेत्रको दिशा र चुम्बकीय बलको दिशा दायाँ हातको नियम प्रयोग गरेर निर्धारण गर्न सकिन्छ।
चुम्बकीय बल, विद्युतीय प्रवाह र चुम्बकीय क्षेत्र बीचको सम्बन्धलाई निम्न समीकरणद्वारा व्यक्त गरिएको छ।
F = BI l पाप θ
F चुम्बकीय बलको प्रतीक हो, B चुम्बकीय क्षेत्रको प्रतीक हो, I विद्युतीय प्रवाहको प्रतीक हो, l चुम्बकीय क्षेत्रमा रहेको तारको लम्बाइको प्रतीक हो।
θ भनेको विद्युतीय प्रवाहको दिशा र चुम्बकीय क्षेत्रको दिशा बीचको कोण हो। यदि विद्युतीय प्रवाह चुम्बकीय क्षेत्र (90o) मा लम्ब छ भने sin 90 को मान = 1 हुन्छ। सूत्र F = BI l मा परिवर्तन हुन्छ, यसको विपरीत यदि विद्युतीय प्रवाह चुम्बकीय क्षेत्र (0o) सँग समानान्तर छ भने sin 0 को मान = 0 हुन्छ ताकि चुम्बकीय बल 0 होस्।
चुम्बकीय क्षेत्र गणना गर्न, माथिको सूत्रलाई निम्नमा परिवर्तन गरिएको छ: B = F / I l।
चुम्बकीय बलको लागि अन्तर्राष्ट्रिय एकाइ न्यूटन (संक्षिप्त N) हो, चुम्बकीय क्षेत्रको लागि अन्तर्राष्ट्रिय एकाइ टेस्ला (संक्षिप्त T) हो। टेस्लाको नाम सर्बियाली-अमेरिकी आविष्कारक र भौतिकशास्त्री निकोला टेस्ला (१८५६-१९४३) को नामबाट राखिएको हो। माथिको चुम्बकीय क्षेत्र सूत्रको आधारमा, चुम्बकीय क्षेत्रलाई प्रति एम्पीयर मिटर (N/A m) न्यूटनको एकाइमा पनि व्यक्त गर्न सकिन्छ। टेस्ला बाहेक, चुम्बकीय क्षेत्रलाई गौस (G) को एकाइमा पनि व्यक्त गरिन्छ। गौस जर्मन गणितज्ञ, खगोलशास्त्री र भौतिकशास्त्री जोहान कार्ल फ्रेडरिक गौस (१७७७-१८५५) को नामबाट आएको हो। १G = १०-४T
चुम्बकीय क्षेत्रमा चल्ने विद्युतीय चार्जहरूमा चुम्बकीय बल
चुम्बकीय क्षेत्रले विद्युत प्रवाह गर्ने तारमा चुम्बकीय बल प्रयोग गर्न सक्छ। विद्युतीय धारहरू गतिशील विद्युतीय चार्जहरू हुन्, त्यसैले चुम्बकीय क्षेत्रले प्रवाहकीय तारहरूमा मात्र नभई स्वतन्त्र रूपमा चल्ने विद्युतीय चार्जहरूमा पनि चुम्बकीय बल प्रयोग गर्न सक्छ।
चुम्बकीय क्षेत्रमा चल्ने विद्युतीय चार्जहरूमा चुम्बकीय बल गणना गर्ने सूत्र अघिल्लो चुम्बकीय बल सूत्र F = BI l sin θ बाट लिइएको हो। I = q/t र l = vt भएकोले, चुम्बकीय बल सूत्रमा परिवर्तन हुन्छ,
सूत्रको विवरण: F = चुम्बकीय बल, B = चुम्बकीय क्षेत्र, q = विद्युतीय चार्ज, v = चार्जको गतिको गति, θ = v र B बीचको कोण
यदि v B सँग लम्ब छ भने θ = 90 o , जहाँ sin 90 o = 1। यसको विपरीत, यदि v B सँग समानान्तर छ भने θ = 0 o , जहाँ sin 0 o = 0। त्यसैले, v B सँग लम्ब हुँदा चुम्बकीय बल अधिकतम हुन्छ र v B सँग समानान्तर हुँदा चुम्बकीय बल शून्य हुन्छ।
चुम्बकीय बल F को दिशा चुम्बकीय क्षेत्र B सँग लम्ब हुन्छ र विद्युतीय चार्ज v को गतिसँग लम्ब हुन्छ।
