ਸਿੱਧੀ ਤਾਰ ਦੇ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰਾਂ ਬਾਰੇ ਚਰਚਾ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਉਦਾਹਰਨ ਸਵਾਲ

ਸਿੱਧੀ ਤਾਰ ਦੇ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰਾਂ ਬਾਰੇ ਚਰਚਾ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਉਦਾਹਰਨ ਸਵਾਲ

ਪੇਂਗਾਂਤਰ

ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਹਮੇਸ਼ਾ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਦਿਲਚਸਪ ਵਿਸ਼ਾ ਰਿਹਾ ਹੈ, ਖਾਸ ਕਰਕੇ ਇਸ ਚਰਚਾ ਵਿੱਚ ਕਿ ਉਹ ਕਿਵੇਂ ਬਣਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਉਹ ਬਿਜਲੀ ਦੇ ਕਰੰਟ ਨਾਲ ਕਿਵੇਂ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰਾਂ ਦਾ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਪਹਿਲੂ ਇੱਕ ਸਿੱਧੀ ਕਰੰਟ-ਵਾਹਨ ਵਾਲੀ ਤਾਰ ਦੇ ਦੁਆਲੇ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਹੈ। ਇਸ ਲੇਖ ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਸਿੱਧੀ ਤਾਰ ਦੇ ਦੁਆਲੇ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਦੀ ਮੂਲ ਧਾਰਨਾ 'ਤੇ ਚਰਚਾ ਕਰਾਂਗੇ ਅਤੇ ਆਪਣੀ ਸਮਝ ਨੂੰ ਡੂੰਘਾ ਕਰਨ ਲਈ ਕਈ ਉਦਾਹਰਣ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਅਤੇ ਹੱਲ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਾਂਗੇ।

ਸਿੱਧੀਆਂ ਤਾਰਾਂ ਦੁਆਲੇ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰਾਂ ਦਾ ਮੂਲ ਸਿਧਾਂਤ

ਉਦਾਹਰਣ ਸਮੱਸਿਆ ਵਿੱਚ ਡੂੰਘਾਈ ਨਾਲ ਜਾਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ, ਪਹਿਲਾਂ ਇੱਕ ਸਿੱਧੀ ਤਾਰ ਦੁਆਲੇ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰਾਂ ਦੇ ਮੂਲ ਸਿਧਾਂਤ ਨੂੰ ਸਮਝਣਾ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ। ਬਾਇਓਟ-ਸਾਵਰਟ ਕਾਨੂੰਨ ਅਤੇ ਐਂਪੀਅਰ ਦੇ ਨਿਯਮ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਇੱਕ ਸਿੱਧੀ ਤਾਰ ਦੁਆਲੇ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਜੋ ਬਿਜਲੀ ਦਾ ਕਰੰਟ ਲੈ ਕੇ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਨੂੰ ਸਮੀਕਰਨ ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ:

\[ ਬੀ = \ਫ੍ਰੈਕ{\mu_0 I}{2 \pi r} \]

ਕਿੱਥੇ,
– \( B \) ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ (ਟੈਸਲਾ) ਹੈ,
– \( \mu_0 \) ਵੈਕਿਊਮ ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ ਹੈ \( (4\pi \times 10^{-7} T \cdot m/A) \),
– \( I \) ਤਾਰ (ਐਂਪੀਅਰ) ਵਿੱਚ ਵਗਦਾ ਕਰੰਟ ਹੈ, ਅਤੇ
– \( r \) ਤਾਰ ਤੋਂ ਉਸ ਬਿੰਦੂ ਤੱਕ ਦੀ ਦੂਰੀ ਹੈ ਜਿੱਥੇ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਮਾਪਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (ਮੀਟਰ)।

ਇਹ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਸੱਜੇ ਹੱਥ ਦੇ ਨਿਯਮ ਅਨੁਸਾਰ ਤਾਰ ਦੇ ਦੁਆਲੇ ਕੇਂਦਰਿਤ ਚੱਕਰ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਅੰਗੂਠਾ ਕਰੰਟ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਤਾਰ ਨੂੰ ਫੜਨ ਵਾਲੀਆਂ ਉਂਗਲਾਂ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦਰਸਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ।

ਨਮੂਨਾ ਸਵਾਲ ਅਤੇ ਚਰਚਾ

ਸਵਾਲ 1:
ਇੱਕ ਲੰਬੀ ਸਿੱਧੀ ਤਾਰ 10 A ਦਾ ਬਿਜਲੀ ਕਰੰਟ ਲੈ ਕੇ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਤਾਰ ਤੋਂ 0,2 ਮੀਟਰ ਦੀ ਦੂਰੀ 'ਤੇ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰੋ।

ਚਰਚਾ:

ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਸਿੱਧੀ ਤਾਰ ਦੁਆਲੇ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਲਈ ਸਮੀਕਰਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਾਂ:

\[ ਬੀ = \ਫ੍ਰੈਕ{\mu_0 I}{2 \pi r} \]

ਇਹ ਗਿਆਤ ਹੈ:
\[ ਮੈਂ = 10 \, ਏ \]
\[ r = 0,2 \, ਮੀਟਰ \]
\[ \mu_0 = 4 \pi \ਗੁਣਾ 10^{-7} \, T \cdot m/A \]

ਇਹਨਾਂ ਮੁੱਲਾਂ ਨੂੰ ਸਮੀਕਰਨ ਵਿੱਚ ਬਦਲੋ:

\[ B = \frac{4 \pi \times 10^{-7} \times 10}{2 \pi \times 0,2} \]
\[ B = \frac{4 \pi \times 10^{-6}}{2 \pi \times 0,2} \]
\[ ਬੀ = \frac{4 \ਗੁਣਾ 10^{-6}}{0,2} \]
\[ ਬੀ = 20 \ਗੁਣਾ 10^{-6} \]
\[ B = 2 \ਗੁਣਾ 10^{-5} \, T \]
\[ B = 20 \, \mu T \]

ਇਸ ਲਈ, ਤਾਰ ਤੋਂ 0,2 ਮੀਟਰ ਦੀ ਦੂਰੀ 'ਤੇ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ 20 μT (ਮਾਈਕ੍ਰੋਟੈਸਲਾ) ਹੈ।

ਸਵਾਲ 2:
ਦੋ ਲੰਬੀਆਂ ਸਿੱਧੀਆਂ ਤਾਰਾਂ 5 A ਦਾ ਇੱਕੋ ਜਿਹਾ ਕਰੰਟ ਲੈ ਕੇ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ ਪਰ ਉਲਟ ਦਿਸ਼ਾਵਾਂ ਵਿੱਚ, ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਦੂਰੀ 0,1 ਮੀਟਰ ਹੈ। ਦੋ ਤਾਰਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਬਿੰਦੂ 'ਤੇ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰੋ।

ਚਰਚਾ:
ਦੋ ਤਾਰਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਬਿੰਦੂ 'ਤੇ, ਹਰੇਕ ਤਾਰ ਤੋਂ ਦੂਰੀ \( r = 0,05 \, m \) ਹੈ। ਅਸੀਂ ਪਹਿਲਾਂ ਇੱਕ ਤਾਰ ਦੇ ਕਾਰਨ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਦੇ ਹਾਂ।

ਹਰੇਕ ਤਾਰ ਲਈ:

\[ B_1 = \frac{\mu_0 I}{2 \pi r} \]

ਇਹ ਗਿਆਤ ਹੈ:

\[ ਮੈਂ = 5 \, ਏ \]
\[ r = 0,05 \, ਮੀਟਰ \]
\[ \mu_0 = 4 \pi \ਗੁਣਾ 10^{-7} \, T \cdot m/A \]

ਇਹਨਾਂ ਮੁੱਲਾਂ ਨੂੰ ਸਮੀਕਰਨ ਵਿੱਚ ਬਦਲੋ:

\[ B_1 = \frac{4 \pi \times 10^{-7} \times 5}{2 \pi \times 0,05} \]
\[ B_1 = \frac{4 \pi \times 10^{-7} \times 5}{\pi \times 0,1} \]
\[ B_1 = \frac{20 \pi \ਗੁਣਾ 10^{-7}}{\pi \ਗੁਣਾ 0,1} \]
\[ B_1 = \frac{20 \ਗੁਣਾ 10^{-7}}{0,1} \]
\[ B_1 = 200 \ਗੁਣਾ 10^{-7} \]
\[ B_1 = 2 \ਗੁਣਾ 10^{-5} \, T \]

ਕਿਉਂਕਿ ਦੋਵੇਂ ਤਾਰਾਂ ਉਲਟ ਦਿਸ਼ਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਕਰੰਟ ਲੈ ਕੇ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ, ਇਸ ਲਈ ਉਸ ਬਿੰਦੂ 'ਤੇ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਨੂੰ ਰੱਦ ਕਰ ਦਿੰਦੇ ਹਨ। ਉਸ ਬਿੰਦੂ 'ਤੇ ਕੁੱਲ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਜ਼ੀਰੋ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।

ਸਵਾਲ 3:
ਇੱਕ ਲੰਬੀ ਸਿੱਧੀ ਤਾਰ A ਵਿੱਚ 12 A ਦਾ ਕਰੰਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਹ ਇੱਕ ਲੰਬੀ ਸਿੱਧੀ ਤਾਰ B ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਸਥਿਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜੋ ਉਸੇ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ 8 A ਦਾ ਕਰੰਟ ਲੈਂਦੀ ਹੈ। ਤਾਰ A ਤੋਂ 0,15 ਮੀਟਰ ਅਤੇ ਤਾਰ B ਤੋਂ 0,1 ਮੀਟਰ ਦੀ ਦੂਰੀ 'ਤੇ ਇੱਕ ਬਿੰਦੂ 'ਤੇ ਕੁੱਲ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰੋ।

ਚਰਚਾ:
ਉਸ ਬਿੰਦੂ 'ਤੇ ਹਰੇਕ ਤਾਰ ਦੇ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰੋ।

ਤਾਰ A ਲਈ:

\[ ਬੀ_ਏ = \ਫ੍ਰੈਕ{\ਮੁ_0 ਆਈ_ਏ}{2 \ਪਾਈ ਆਰ_ਏ} \]

ਇਹ ਗਿਆਤ ਹੈ:

\[ I_A = 12 \, A \]
\[ r_A = 0,15 \, ਮੀਟਰ \]

ਮੁੱਲ ਬਦਲ:

\[ B_A = \frac{4 \pi \times 10^{-7} \times 12}{2 \pi \times 0,15} \]
\[ B_A = \frac{48 \pi \times 10^{-7}}{\pi \times 0,3} \]
\[ B_A = \frac{48 \ਗੁਣਾ 10^{-7}}{0,3} \]
\[ B_A = 160 \ਗੁਣਾ 10^{-7} \]
\[ B_A = 1,6 \ਗੁਣਾ 10^{-5} \, T \]

ਤਾਰ B ਲਈ:

\[ ਬੀ_ਬੀ = \ਫ੍ਰੈਕ{\ਮੁ_0 ਆਈ_ਬੀ}{2 \ਪਾਈ ਆਰ_ਬੀ} \]

ਇਹ ਗਿਆਤ ਹੈ:

\[ I_B = 8 \, A \]
\[ r_B = 0,1 \, ਮੀਟਰ \]

ਮੁੱਲ ਬਦਲ:

\[ B_B = \frac{4 \pi \times 10^{-7} \times 8}{2 \pi \times 0,1} \]
\[ B_B = \frac{32 \pi \times 10^{-7}}{\pi \times 0,2} \]
\[ B_B = \frac{32 \ਗੁਣਾ 10^{-7}}{0,2} \]
\[ B_B = 160 \ਗੁਣਾ 10^{-7} \]
\[ B_B = 1,6 \ਗੁਣਾ 10^{-5} \, T \]

ਕਿਉਂਕਿ ਦੋਵੇਂ ਤਾਰਾਂ ਵਿੱਚ ਕਰੰਟ ਇੱਕੋ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਵਗਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਬਿੰਦੂ ਹਰੇਕ ਤਾਰ ਤੋਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਦੂਰੀਆਂ 'ਤੇ ਹਨ, ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਇੱਕੋ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਹੋਵੇਗਾ। ਇਸ ਲਈ, ਕੁੱਲ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਇਹਨਾਂ ਦੋ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰਾਂ ਦਾ ਜੋੜ ਹੈ।

\[ B_{ਕੁੱਲ} = B_A + B_B \]
\[ B_{ਕੁੱਲ} = 1,6 \ਗੁਣਾ 10^{-5} + 1,6 \ਗੁਣਾ 10^{-5} \]
\[ B_{ਕੁੱਲ} = 3,2 \ਗੁਣਾ 10^{-5} \, T \]

ਇਸ ਲਈ, ਉਸ ਬਿੰਦੂ 'ਤੇ ਕੁੱਲ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ 32 μT (ਮਾਈਕ੍ਰੋਟੈਸਲਾ) ਹੈ।

ਸਿੱਟਾ

ਇੱਕ ਸਿੱਧੀ ਤਾਰ ਦੇ ਦੁਆਲੇ ਇੱਕ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਦੀ ਧਾਰਨਾ ਨੂੰ ਸਮਝਣਾ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਲਈ ਬਹੁਤ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਇਸਦੇ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਵਿਹਾਰਕ ਉਪਯੋਗ ਹਨ। ਉਪਰੋਕਤ ਉਦਾਹਰਣਾਂ ਅਤੇ ਚਰਚਾਵਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ, ਅਸੀਂ ਮੂਲ ਧਾਰਨਾ ਨੂੰ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਅਤੇ ਆਪਣੀ ਸਮਝ ਨੂੰ ਡੂੰਘਾ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਚੁੰਬਕੀ ਖੇਤਰ ਇੱਕ ਕਰੰਟ-ਵਾਹਨ ਵਾਲੀ ਤਾਰ ਦੇ ਦੁਆਲੇ ਕਿਵੇਂ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਹਮੇਸ਼ਾ ਯਾਦ ਰੱਖੋ, ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦੀਆਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣਾਤਮਕ ਨਿਯਮਤਤਾ ਅਤੇ ਬੁਨਿਆਦੀ ਨਿਯਮਾਂ ਦੀ ਸਮਝ ਬਹੁਤ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ।