විද්යුත් ධාරාව, විද්යුත් ආරෝපණය, චුම්භක ක්ෂේත්රය, චුම්භක බලය පිළිබඳ ද්රව්ය
1819 දී, හාන්ස් ක්රිස්ටියන් ඕර්ස්ටෙඩ් (1777–1851) නම් ඩෙන්මාර්ක විද්යාඥයා චුම්භකත්වය සහ විද්යුත් ධාරාව හෙවත් චලනය වන ආරෝපණ අතර සම්බන්ධතාවය සොයා ගත්තේය . මාලිමා ඉඳිකටුවක් විද්යුත් ධාරාවක් රැගෙන යන වයරයක් අසල ඇති විට, එය අපගමනය වන බව ඔහු සොයා ගත්තේය. විද්යුත් ධාරාවක් නොමැති විට, මාලිමා ඉඳිකටුව උතුරට යොමු විය.
මාලිමා ඉඳිකටුවක් යනු චුම්භකයක් වන බැවින් චුම්භක බලයට එය චලනය කළ හැකිය . චුම්භක බලය (F) පැමිණෙන්නේ කොහෙන්ද? මාලිමා ඉඳිකටුව අසල විද්යුත් ධාරාවක් රැගෙන යන වයරයක් ඇත, එබැවින් විද්යුත් ධාරාව චුම්භක බලයක් නිපදවිය යුතුය.
දකුණු පස ඇති රූපය දෙස බලන්න. විද්යුත් ධාරාවේ දිශාව සහ චුම්භක ක්ෂේත්රයේ දිශාව තීරණය කිරීමට දකුණු පස රීතිය භාවිතා කරන්න. විද්යුත් ධාරාව (I) ඉහළට ගමන් කරන්නේ නම්, චුම්භක ක්ෂේත්රයේ (B) දිශාව වම් පස ඇති රූපයේ දැක්වෙන පරිදි වනු ඇත. ප්රතිවිරුද්ධව, විද්යුත් ධාරාව පහළට ගමන් කරන්නේ නම්, චුම්භක ක්ෂේත්රයේ දිශාව දකුණු පස ඇති රූපයේ දැක්වෙන පරිදි වනු ඇත.
චුම්භක ක්ෂේත්රයක් මඟින් ධාරාවක් ගෙන යන වයරයක් මත බලයක් ඇති කරයි.
විද්යුත් ධාරාවකට චුම්භක මාලිමා ඉඳිකටුවක් මත බලයක් යෙදිය හැකිය. චුම්බකයකට විද්යුත් ධාරාවක් මත බලයක් යෙදිය හැකිද?
චුම්බකයක උතුරු සහ දකුණු ධ්රැව අතර විද්යුත් ධාරාවක් රැගෙන යන වයරයක් ඇතැයි සිතමු. උත්තර ධ්රැවයේ සිට දකුණු ධ්රැවය දක්වා ඇති ඊතලය චුම්භක ක්ෂේත්රයේ දිශාව දක්වයි. රතු ඊතලය විද්යුත් ධාරාවේ දිශාව (I) ද නිල් ඊතලය චුම්භක බලයේ දිශාව (F) ද දක්වයි.
චුම්භක බලය F හි දිශාව විද්යුත් ධාරාව I හි දිශාවට ලම්බකව සහ චුම්භක ක්ෂේත්රය B හි දිශාවට ලම්බකව ඇත. විද්යුත් ධාරාවේ දිශාව, චුම්භක ක්ෂේත්රයේ දිශාව සහ චුම්භක බලයේ දිශාව සොයා ගැනීමට දකුණු අත රීතිය භාවිතා කරන්න.
පහත සමීකරණය චුම්භක බලය, විද්යුත් ධාරාව සහ චුම්භක ක්ෂේත්රය අතර සම්බන්ධතාවය ප්රකාශ කරයි.
F = BI l පාපය θ
F යනු චුම්භක බලය සඳහා සංකේතයයි, B යනු චුම්භක ක්ෂේත්රය සඳහා සංකේතයයි, I යනු විද්යුත් ධාරාව සඳහා සංකේතයයි, l යනු චුම්භක ක්ෂේත්රයක වයර් දිග සඳහා සංකේතයයි.
θ යනු විද්යුත් ධාරාවේ දිශාව සහ චුම්භක ක්ෂේත්රයේ දිශාව අතර කෝණයයි. විද්යුත් ධාරාව චුම්භක ක්ෂේත්රයට (90 o ) ලම්බක නම් sin හි අගය 90 = 1 වන අතර එමඟින් සූත්රය F = BI l වේ . ප්රතිවිරුද්ධව විද්යුත් ධාරාව චුම්භක ක්ෂේත්රයට (0 o ) සමාන්තර නම් sin හි අගය 0 = 0 වන බැවින් චුම්භක බලය 0 වේ.
චුම්බක ක්ෂේත්රය ගණනය කිරීම සඳහා, ඉහත සූත්රය: B = F / I l ලෙස වෙනස් වේ.
චුම්භක බලය සඳහා ජාත්යන්තර ඒකකය නිව්ටන් (කෙටියෙන් N), චුම්භක ක්ෂේත්රය සඳහා ජාත්යන්තර ඒකකය ටෙස්ලා (කෙටියෙන් T) වේ. ටෙස්ලා යනු සර්බියානු-ඇමරිකානු නව නිපැයුම්කරු සහ භෞතික විද්යාඥ නිකොලා ටෙස්ලා (1856-1943) ගේ නමෙනි. ඉහත චුම්භක ක්ෂේත්ර සූත්රය මත පදනම්ව, චුම්භක ක්ෂේත්රය ඇම්පියර් මීටරයකට නිව්ටන්ගේ ඒකක වලින් ද ප්රකාශ කළ හැකිය (N/A m). ටෙස්ලා හැරුණු විට, චුම්භක ක්ෂේත්රය ගෝස් (G) ඒකක වලින් ද ප්රකාශ වේ. ගෝස් යනු ජර්මානු ගණිතඥයෙකු, තාරකා විද්යාඥයෙකු සහ භෞතික විද්යාඥයෙකු වන ජොහාන් කාල් ෆ්රෙඩ්රික් ගවුස් (1777-1855) ගේ නමෙනි. 1 G = 10 -4 T.
චුම්භක ක්ෂේත්රයක චලනය වන විද්යුත් ආරෝපණයක් මත චුම්භක බලය
චුම්භක ක්ෂේත්රයකට ධාරාවක් ගෙන යන වයරයක් මත චුම්භක බලයක් යෙදිය හැකිය. විද්යුත් ධාරාව යනු චලනය වන විද්යුත් ආරෝපණයකි, එබැවින් චුම්භක ක්ෂේත්රයකට සන්නායක වයරයක් මත පමණක් නොව නිදහසේ චලනය වන විද්යුත් ආරෝපණ මත ද චුම්භක බලයක් යෙදිය හැකිය.
චුම්භක ක්ෂේත්රයක චලනය වන විද්යුත් ආරෝපණයක් මත චුම්භක බලය ගණනය කිරීමේ සූත්රය පෙර චුම්භක බල සූත්රයෙන් ව්යුත්පන්න කර ඇත F = BI l sin θ . I = q/t සහ l = vt බැවින්, චුම්භක බල සූත්රය වෙනස් වන්නේ
සූත්ර විස්තරය: F = චුම්භක බලය, B = චුම්භක ක්ෂේත්රය, q = විද්යුත් ආරෝපණය, v = බරෙහි චලනයේ වේගය, θ = අතර කෝණය v දාන් B
නම් v ලම්බකව B මකා θ = 90o , එහිදී පාපය 90o = 1. අනෙක් අතට, නම් v සමාන්තරව B මකා θ = 0o, එහිදී පාපය 0o = 0. එබැවින් චුම්භක බලයට උපරිම අගයක් ඇත්තේ v ලම්බකව B සහ චුම්භක බලය ශුන්ය වන විට v සමාන්තරව B.
චුම්භක බලය F හි දිශාව B චුම්භක ක්ෂේත්රයට ලම්බක වන අතර විද්යුත් ආරෝපණයේ වේගයට ලම්බක වේ.
