සමාන්තර වයර් දෙකක් අතර චුම්භක බලය - ගැටළු සහ විසඳුම්
1. පහත රූපයේ දැක්වෙන පරිදි, I 1 සහ I 2 ධාරා රැගෙන යන සමාන්තර සන්නායක දෙකක් . සන්නායක දෙකම අත්විඳින චුම්භක බලයේ විශාලත්වය සහ දිශාව කුමක්ද ? (μo = 4π. 10 -7 Wb.A -1 .m -1 )
දන්නා:
එම විදුලි ධාරාව 1 (මම1) = ඇම්පියර් 3 යි
විද්යුත් ධාරාව 2 (I 2 ) = 5 ඇම්පියර්
නිදහස් අවකාශයේ පාරගම්යතාව (µ o ) = 4π x 10 -7 wb A -1 m -1
සන්නායක දෙකම අතර දුර (L) = 5 cm = 5 x 10 -2 මීටර්
අවශ්යයි: චුම්භක බලයේ විශාලත්වය සහ දිශාව
විසඳුම:
සන්නායක 1 මත විද්යුත් ධාරාවේ දිශාව සන්නායක 2 මත විද්යුත් ධාරාවේ දිශාවට ප්රතිවිරුද්ධ වේ. ප්රතිසමාන්තර ධාරා (ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවලට) එකිනෙකා මත විකර්ෂක බලයක් ඇති කරයි.
චුම්භක බලයේ විශාලත්වය:
F/l = 6 x 10 -5 නිව්ටන්
2. I 1 සහ I 2 ධාරා රැගෙන යන සමාන්තර වයර් දෙකක් 20-cm දුරින් පිහිටා ඇත. එක් එක් වයරය අත්විඳින චුම්භක බලයේ විශාලත්වය කොපමණද (μo = 4π. 10 -7 Wb.A -1 .m -1 )
දන්නා:
විද්යුත් ධාරාව 1 (I1) = ඇම්පියර් 5 යි
විද්යුත් ධාරාව 2 (I 2 ) = 4 ඇම්පියර්
නිදහස් අවකාශයේ පාරගම්යතාව (µ o ) = 4π x 10 -7 wb A -1 m -1
වයර් දෙක අතර දුර (L) = 20 cm = 20 x 10 -2 මීටර්
අවශ්යයි: චුම්භක බලයේ විශාලත්වය
විසඳුම:
සන්නායක 1 මත විද්යුත් ධාරාවේ දිශාව සන්නායක 2 මත විද්යුත් ධාරාවේ දිශාවට ප්රතිවිරුද්ධ වේ. ප්රතිසමාන්තර ධාරා (ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවලට) එකිනෙකා මත විකර්ෂක බලයක් ඇති කරයි.
චුම්භක බලයේ විශාලත්වය:
F/l = 2 x 10 -5 නිව්ටන්
සමාන්තර වයර් දෙකක් අතර චුම්භක බලයට අදාළ සංකල්පීය ප්රශ්න 20ක් සහ පිළිතුරු:
1. ප්රශ්නය: සමාන්තර ධාරා ගෙන යන වයර් දෙකක් අතර චුම්භක බලය ඇතිවීමට ප්රධාන හේතුව කුමක්ද?
පිළිතුර: සමාන්තර වයර් දෙකක් අතර චුම්භක බලය ඇති වන්නේ එක් එක් වයර් එකේ ඇති ධාරා අනෙක් වයර් මත ක්රියා කිරීමෙන් නිපදවන චුම්භක ක්ෂේත්ර නිසාය.
2. ප්රශ්නය: වයර් දෙකෙහි ධාරාවේ දිශාව ඒවා අතර බලයට බලපාන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: ධාරා එකම දිශාවට ගලා යන්නේ නම්, වයර් එකිනෙක ආකර්ෂණය වේ. ධාරා ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවලට ගලා යන්නේ නම්, වයර් එකිනෙක විකර්ෂණය වේ.
3. ප්රශ්නය: වයර් අතර දුර සහ චුම්භක බලය අතර සම්බන්ධතාවය කුමක්ද?
පිළිතුර: චුම්භක බලය වයර් අතර දුරට ප්රතිලෝමව සමානුපාතික වේ. දුර වැඩි වන විට බලය අඩු වේ.
4. ප්රශ්නය: වයර්වල ධාරාවේ විශාලත්වය බලයට බලපාන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: බලය වයර් දෙකෙහි ධාරා වල ගුණිතයට සෘජුව සමානුපාතික වේ.
5. ප්රශ්නය: එක් වයරයකට ධාරාවක් නොමැති නම් බලයට කුමක් සිදුවේද?
පිළිතුර: ධාරාවක් නොමැති වයරයක් අනෙක් වයරයට බලපෑම් කිරීමට චුම්භක ක්ෂේත්රයක් නිපදවන්නේ නැති නිසා බලය ශුන්ය වනු ඇත.
6. ප්රශ්නය: සමාන්තර වයර් දෙකක් අතර චුම්භක බලය ස්පර්ශ නොවන බලයක් ලෙස සලකන්නේ ඇයි?
පිළිතුර: බලය ඇති වන්නේ ඒවායේ චුම්භක ක්ෂේත්රවල අන්තර්ක්රියා නිසා මිස සෘජු භෞතික ස්පර්ශය නිසා නොවේ.
7. ප්රශ්නය: එක් වයරයකින් නිපදවන චුම්බක ක්ෂේත්රය දුර සමඟ වෙනස් වන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: වයරයේ සිට දුර වැඩි වීමත් සමඟ චුම්බක ක්ෂේත්ර ශක්තිය අඩු වේ.
8. ප්රශ්නය: සමාන්තර වයර් දෙකක් අතර චුම්භක බලය ආරක්ෂා කිරීමට හෝ අවහිර කිරීමට හැකිද?
පිළිතුර: චුම්භක ක්ෂේත්ර සම්පූර්ණයෙන්ම ආරක්ෂා කිරීම අභියෝගාත්මක වුවත්, ඉහළ චුම්භක පාරගම්යතාවයක් ඇති ද්රව්ය භාවිතා කිරීමෙන් ක්ෂේත්ර එකිනෙකා කෙරෙහි ඇති කරන බලපෑම නැවත හරවා යැවිය හැකි අතර අඩු කළ හැකිය.
9. ප්රශ්නය: වයර් දෙක එකිනෙකට ලම්බක නම්, ඒවා අතර චුම්භක බලය වෙනස් වන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: වයර් ලම්බකව පිහිටා ඇති අතර ඒවායේ ධාරා මාර්ග ඡේදනය කරන්නේ නම්, සමාන්තර වයර් මෙන් ඒවා එකිනෙකා මත සරල ආකර්ශනීය හෝ විකර්ෂක බලයක් යොදන්නේ නැත.
10. ප්රශ්නය: ධාරාවක් ගෙන යන වයරයක් මත චුම්භක බලයේ දිශාව තීරණය කරන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: දකුණු අත රීතිය භාවිතයෙන් දිශාව තීරණය කළ හැකිය: මාපටැඟිල්ල ධාරාවේ දිශාවට යොමු කරන්න, එවිට රැලි සහිත ඇඟිලි චුම්භක ක්ෂේත්රයේ දිශාව පෙන්නුම් කරයි.
11. ප්රශ්නය: සමාන්තර වයර් දෙකක් අතර චුම්භක බලය මධ්යම බලයක්ද?
පිළිතුර: නැත, එය මධ්යම බලයක් නොවේ, මන්ද බලයේ දිශාව සහ විශාලත්වය වයර්වල සාපේක්ෂ දිශානතිය සහ වෙන්වීම යන දෙකම මත රඳා පවතී.
12. ප්රශ්නය: වයර් රික්තකයක තැබුවත් ඒවාට බලයක් දැනිය හැකිද?
පිළිතුර: ඔව්, වයර් අතර චුම්භක බලය මාධ්යයක් මත රඳා නොපවතී; එය රික්තයක් තුළ පැවතිය හැකිය.
13. ප්රශ්නය: ධාරාවේ ඒකකය වන ඇම්පියරය, වයර් දෙකක් අතර බලයට සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: එක් ඇම්පියරයක් යනු අසීමිත දිගකින් යුත් සමාන්තර සන්නායක දෙකක ගලා යන විට සහ රික්තයක් තුළ මීටරයක දුරින් තැබූ විට, වයර් අතර දිග මීටරයකට නිව්ටන් 2 x 10^(-7) ක බලයක් ඇති කරන ධාරාව ලෙස අර්ථ දැක්වේ.
14. ප්රශ්නය: වයර්වල ද්රව්ය ඒවා අතර චුම්භක බලයට බලපාන්නේද?
පිළිතුර: වයර්වල ද්රව්යය බලයට සෘජුවම බලපාන්නේ නැත. බලය ධාරාව සහ වයර් අතර දුර මත රඳා පවතී.
15. ප්රශ්නය: සමාන්තර වයර් දෙකක් අතර බලයේ දී නිදහස් අවකාශයේ (μ₀) පාරගම්යතාවයේ කාර්යභාරය කුමක්ද?
පිළිතුර: නිදහස් අවකාශයේ පාරගම්යතාව යනු චුම්භක ක්ෂේත්ර ශක්තිය එයට හේතු වන ධාරාවට සම්බන්ධ කරන නියතයක් වන අතර එය ධාරාව ගෙන යන වයර් දෙකක් අතර බලය සඳහා සූත්රයේ දැක්වේ.
16. ප්රශ්නය: චුම්භක බලවේග වයර් මත ක්රියා කළ හැකිද?
පිළිතුර: චුම්භක බලයන් ධාරාවක් ගෙන යන වයරයක් මත බලයක් යෙදිය හැකි වුවද, ඒවා චලිතයේ දිශාවට ලම්බකව ක්රියා කරන බැවින් ඒවා ක්රියා නොකරයි.
17. ප්රශ්නය: වයර්වල දිග ඒවා අතර චුම්භක බලයට බලපාන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: බලය එකිනෙකට සමාන්තරව හා සමීපව ඇති වයර්වල දිගට සමානුපාතික වේ.
18. ප්රශ්නය: සමාන්තර වයර් අතර චුම්භක බලයේ සැබෑ ජීවිත යෙදීම් හෝ ප්රතිවිපාක තිබේද?
පිළිතුර: ඔව්, විදුලි පරිපථවල, විශේෂයෙන් ඉහළ ධාරා ඇති ඒවා තුළ, වයර් අතර චුම්භක අන්තර්ක්රියා නිසා ඒවා චලනය විය හැකි අතර, එය සැලසුම් කිරීමේදී සලකා බැලිය යුතුය.
19. ප්රශ්නය: එක් වයරයක් ලූපයකට දඟර ගැසුවහොත්, එය චුම්භක බලයට බලපාන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: දඟර සහිත වයරයක් හෙවත් සොලෙනොයිඩ් එකක් සෘජු වයරයකට වඩා ප්රබල චුම්භක ක්ෂේත්රයක් නිපදවන අතර එමඟින් එය සහ තවත් වයරයක් අතර බලය වෙනස් වේ.
20. ප්රශ්නය: සමාන්තර වයර් අතර චුම්භක බලයන් ධාරාව මැනීමට භාවිතා කළ හැකිද?
පිළිතුර: ඔව්, ධාරා තුලනය වැනි උපාංග, දන්නා යාන්ත්රික බලයකට සමාන කිරීමෙන් ධාරාව මැනීමට වයර් අතර චුම්භක බලය භාවිතා කරයි.
සමාන්තර වයර් අතර චුම්භක බලය අවබෝධ කර ගැනීම විද්යුත් චුම්භකත්වයේ මූලික වන අතර පරිපථ නිර්මාණය, ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණ සහ විදුලි ඉංජිනේරු විද්යාවේ ඇඟවුම් ඇත.
