په جریان لرونکي تار باندې مقناطیسي ځواک
د مقناطیسي قوې کارول په بریښنایی مقناطیسیزم کې یو بنسټیز مفهوم دی، چې د فزیک یوه څانګه ده. دا پدیده لومړی ځل په ۱۸۲۰ کال کې د هانس کریسټین اورسټډ لخوا کشف شوه کله چې هغه ولیدل چې د تار له لارې بهیدونکي بریښنایی جریان د نږدې کمپاس ستنې اغیزه کوي. دې کشف د بریښنا او مقناطیسیزم ترمنځ نږدې اړیکه وښودله، کوم چې وروسته به د اندرې-ماري امپیر او مایکل فاراډي په څیر ساینس پوهانو لخوا نوره هم پراختیا ومومي.
په دې مقاله کې، موږ به د بریښنا لیږدونکي تار باندې د مقناطیسي قوې د اساسي اصولو په اړه بحث وکړو، دا قوه څنګه کار کوي، د فزیک اساسي قوانین، او ځینې عملي غوښتنلیکونه چې ښیي چې دا مفهوم په ورځني ژوند کې څومره اغیزمن دی.
د مقناطیسي ځواک اساسي اصول
کله چې بریښنایی جریان د تار له لارې تیریږي، د تار شاوخوا مقناطیسي ساحه رامینځته کیږي. دا د بایوټ-ساوارټ قانون په کارولو سره تشریح کیدی شي چې وايي مقناطیسي ساحه \(\mathbf{B}\) د خلا په یوه نقطه کې د تار کې د جریان عنصر \(I\) له امله رامینځته کیږي د لاندې معادلې لخوا محاسبه کیدی شي:
\[ d\mathbf{B} = \frac{\mu_0 I}{4\pi} \frac{d\mathbf{s} \times \mathbf{\hat{r}}}{r^2} \]
چیرته:
– \(\mu_0\) د خلا نفوذ وړتیا ده،
– \(d\mathbf{s}\) د تار د اوږدوالي عنصر دی،
– \(\mathbf{\hat{r}}\) یو واحد ویکتور دی چې د اوسني عنصر څخه هغه ځای ته اشاره کوي چیرې چې ساحه محاسبه کیږي،
– \(r\) د اوسني عنصر او نقطې ترمنځ فاصله ده.
دا معادله ښیي چې د جریان لیږدونکي تار لخوا تولید شوی مقناطیسي ساحه نه یوازې په جریان پورې اړه لري بلکه د جریان لیږدونکي عنصر په پرتله په واټن او سمت پورې هم اړه لري. پایله لرونکی مقناطیسي ساحه د تار شاوخوا یو متمرکز حلقه ده، او د هغې سمت د ښي لاس قاعدې په کارولو سره ټاکل کیدی شي.
په جریان لرونکي تار باندې مقناطیسي ځواک
هغه مقناطیسي قوه چې په بهرني مقناطیسي ساحه کې د جریان لیږدونکي تار باندې عمل کوي د امپیر قانون لخوا تشریح کیدی شي کوم چې وايي چې د تار عنصر باندې \(\mathbf{F}\) ځواک چې د اوږدوالي \(dl\) په مقناطیسي ساحه کې \(\mathbf{B}\) د جریان لیږدوي د لاندې لخوا ورکول کیږي:
\[ d\mathbf{F} = I (d\mathbf{l} \times \mathbf{B}) \]
دا قانون ښیي چې په تار باندې قوه نه یوازې د جریان او د تار عنصر په اوږدوالي پورې اړه لري، بلکې د مقناطیسي ساحې په پرتله د تار عنصر په سمت پورې هم اړه لري. که چیرې مقناطیسي ساحه او د تار جریان لوري یو ټاکلی زاویه جوړه کړي، نو پایله لرونکی قوه به د دواړو ویکتورونو سره په عمودي لوري کې وي.
د دې قوې یوځای کول د تار په ټول اوږدوالي سره په مقناطیسي ساحه کې په تار باندې د عمل کولو ټول ځواک ورکوي. ځینې غوښتنلیکونه چې دا مفهوم څرګندوي عبارت دي له بریښنایی موټرو، جنراتورونو، او سولینایډونو څخه.
د امپیر قانون او لورینټز ځواک
امپیر پورتني قانون ته په یوه عمومي قانون کې چې د امپیر قانون په نوم پیژندل کیږي، په بشپړ شکل کې پراختیا ورکړه چې وايي چې د مقناطیسي ساحې \(\mathbf{B}\) د تړلې لارې \(\mathbf{C}\) په اوږدو کې د کرښې بشپړتیا د هغه سطحې له لارې د جریان ټول جریان سره متناسب ده:
\[ \oint_{\mathbf{C}} \mathbf{B} \cdot d\mathbf{l} = \mu_0 I_{\text{enc}} \]
تقریبا د دې فورمول سره په ورته وخت کې، لورینټز یو قانون جوړ کړ چې هغه ځواک تشریح کوي چې په بریښنایی ساحه \(\mathbf{E}\) او مقناطیسي ساحه \(\mathbf{B}\) کې د حرکت کونکي چارج باندې عمل کوي. د لورینټز ځواک د چارج \(q\) لپاره چې د سرعت \(\mathbf{v}\) سره حرکت کوي دا دی:
\[ \mathbf{F} = q(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B}) \]
د یو جریان لرونکي تار په حالت کې، په تار کې د چارجونو سرعت \(\mathbf{v}\) د جریان له امله دی، نو دا لورینټز ځواک په حقیقت کې هغه مقناطیسي ځواک سره مرسته کوي چې موږ یې په تار باندې عمل کوو.
عملي غوښتنلیکونه
برقی موټور
د بریښنایی قوې یو له خورا مشهورو غوښتنلیکونو څخه د بریښنایی موټور دی. بریښنایی موټورونه په دې اصل کار کوي چې د بریښنایی موټورونه په مقناطیسي ساحه کې د بریښنایی موټور په واسطه یو ځواک تجربه کوي چې د حرکت لامل کیږي. د مثال په توګه، په یوه ساده DC موټور کې، یو کموټیټر کارول کیږي ترڅو د بریښنایی موټور جریان د مقناطیسي ساحې کې موقعیت لرونکي تار برخو څخه ډاډمن کړي، پدې توګه روټر څرخیدونکی ساتي.
د برېښنا جنراتور
د برقي موټرو په څېر، يو برقي جنراتور د مقناطیسي ساحې په تار کې د برېښنا د جریان د تولید لپاره میخانیکي حرکت کاروي. په بل عبارت، کله چې تار په مقناطیسي ساحه کې څرخیږي، د هغې له لارې بدلیدونکی مقناطیسي ساحه د فارادي د الکترو مقناطیسي انډکشن قانون سره سم په تار کې د ولتاژ د رامینځته کیدو لامل کیږي.
سولینایډونه او الکترومقناطیس
سولینایډ هغه وسیله ده چې د تارونو د کویل څخه جوړه شوې ده چې کله بریښنایی جریان له هغې څخه تیریږي نو مقناطیسي ساحه تولیدوي. سولینایډونه ډیری وختونه په مختلفو میخانیکي او بریښنایی غوښتنلیکونو کې د عمل کونکو په توګه کارول کیږي. د سولینایډ لخوا رامینځته شوی مقناطیسي ساحه د تار له لارې د جریان د مقدار په بدلون سره کنټرول کیدی شي.
تړل
د بریښنا لیږدونکي تار باندې مقناطیسي قوه په الکترومقناطیسم کې یو بنسټیز مفهوم دی چې په عصري ټیکنالوژۍ کې ډیری غوښتنلیکونه لري. د بریښنایی موټرو څخه تر جنراتورونو او سولینویډونو پورې، زموږ ډیری ورځني وسایل او ماشینونه پدې اصل تکیه کوي. د دې مقناطیسي قوې لاندې قوانینو ژوره پوهه نه یوازې زموږ د کایناتو د کار کولو پوهه پراخه کوي بلکه د راتلونکي ټیکنالوژیکي نوښت لپاره امکانات هم خلاصوي.
د مقناطیسي ځواکونو دا پوهه د عصري ټیکنالوژۍ په برخه کې له ساده تجربو څخه پیچلو غوښتنلیکونو ته وده کړې، چې د ساینس او انجینرۍ پرمختګ لپاره د دې کشفونو اهمیت ښیې. لکه څنګه چې موږ ژورې مطالعې ته دوام ورکوو، موږ تمه کولی شو چې د انسانیت د ښه والي لپاره د دې ځواکونو د کارولو لپاره لا نورې نوښتګرې لارې ومومئ.
