மின்னோட்டம், மின் மின்னூட்டம், காந்தப்புலம், காந்த விசை

மின்னோட்டம், மின் மின்னூட்டம், காந்தப்புலம், காந்த விசை பற்றிய கட்டுரைகள்

1819-ஆம் ஆண்டில், ஹான்ஸ் கிறிஸ்டியன் ஓர்ஸ்டெட் (1777-1851) என்ற டேனிஷ் விஞ்ஞானி, காந்தத்திற்கும் மின்னோட்டங்களுக்கும் அல்லது நகரும் மின்னூட்டங்களுக்கும் இடையிலான தொடர்பைக் கண்டுபிடித்தார். ஒரு திசைகாட்டி ஊசியானது நேரடி மின்சாரம் பாயும் கம்பிக்கு அருகில் இருக்கும்போது, ​​அந்த ஊசி விலகுகிறது என்பதையும், மின்னோட்டம் இல்லாதபோது, ​​அந்த ஊசி வடக்கு திசையைக் காட்டுகிறது என்பதையும் அவர் கண்டறிந்தார்.

திசைகாட்டி ஊசி ஒரு காந்தம், எனவே அதை ஒரு காந்த விசையால் நகர்த்த முடியும். காந்த விசை (F) எங்கிருந்து வருகிறது? திசைகாட்டி ஊசிக்கு அருகில், மின்சாரத்தைக் கடத்தும் ஒரு கம்பி உள்ளது, அதனால் காந்த விசையானது மின்சாரத்தால் செலுத்தப்பட வேண்டும்.

பக்கத்தில் உள்ள படத்தைப் பாருங்கள். வலது கை விதியைப் பயன்படுத்தி மின்னோட்டத்தின் திசையையும் காந்தப்புலத்தின் திசையையும் கண்டறியலாம். மின்னோட்டம் (I) மேல்நோக்கிச் சென்றால், காந்தப்புலத்தின் (B) திசை இடதுபுறத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி இருக்கும். மின்னோட்டத்தின் திசை கீழ்நோக்கி இருந்தால், காந்தப்புலத்தின் திசை வலதுபுறத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி இருக்கும்.

காந்தப்புலம் மின்னோட்டம் பாயும் கம்பியின் மீது ஒரு விசையைச் செலுத்துகிறது.

முன்னதாக, ஒரு காந்த திசைகாட்டி ஊசியின் மீது மின்னோட்டம் ஒரு விசையைச் செலுத்த முடியும் என்று விளக்கப்பட்டது. ஒரு காந்தத்தாலும் மின்னோட்டத்தின் மீது விசையைச் செலுத்த முடியுமா?

ஒரு காந்தத்தின் வட மற்றும் தென் துருவங்களுக்கு இடையில், மின்னோட்டத்தைக் கடத்தும் ஒரு கம்பி வைக்கப்பட்டுள்ளதாகக் கொள்வோம். காந்தப்புலத்தின் திசையானது வட துருவத்திலிருந்து தென் துருவத்தை நோக்கிய ஒரு அம்புக்குறியால் குறிக்கப்படுகிறது. மின்னோட்டத்தின் (I) திசையானது ஒரு சிவப்பு அம்புக்குறியால் குறிக்கப்பட்டால், ஒரு காந்த விசை (F) தோன்றும், அதன் திசையானது ஒரு நீல அம்புக்குறியால் குறிக்கப்படுகிறது.

காந்த விசை F-இன் திசையானது, மின்னோட்டம் I-இன் திசைக்கும், காந்தப்புலம் B-இன் திசைக்கும் செங்குத்தாக உள்ளது.

வலது கை விதியைப் பயன்படுத்தி மின்னோட்டத்தின் திசை, காந்தப்புலத்தின் திசை மற்றும் காந்த விசையின் திசை ஆகியவற்றைக் கண்டறியலாம்.

காந்த விசை, மின்னோட்டம் மற்றும் காந்தப்புலம் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தொடர்பு பின்வரும் சமன்பாட்டால் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது.

F = BI l sin θ

F என்பது காந்த விசையின் குறியீடு, B என்பது காந்தப்புலத்தின் குறியீடு, I என்பது மின்னோட்டத்தின் குறியீடு, l என்பது காந்தப்புலத்தில் உள்ள ஒரு கம்பியின் நீளத்தின் குறியீடு.

θ என்பது மின்னோட்டத்தின் திசைக்கும் காந்தப்புலத்தின் திசைக்கும் இடையே உள்ள கோணம் ஆகும். மின்னோட்டம் காந்தப்புலத்திற்கு செங்குத்தாக (90°) இருந்தால், sin θ-வின் மதிப்பு 1 ஆகும். சூத்திரம் F = BI l என மாறுகிறது. இதற்கு நேர்மாறாக, மின்னோட்டம் காந்தப்புலத்திற்கு இணையாக (0°) இருந்தால், sin θ-வின் மதிப்பு 0 ஆகும், அதனால் காந்த விசை 0 ஆகிறது.

காந்தப்புலத்தைக் கணக்கிட, மேலே உள்ள சூத்திரம் B = F / I l என மாற்றப்படுகிறது.

காந்த விசையின் சர்வதேச அலகு நியூட்டன் (சுருக்கமாக N), காந்தப்புலத்தின் சர்வதேச அலகு டெஸ்லா (சுருக்கமாக T) ஆகும். டெஸ்லா என்ற பெயர், செர்பிய-அமெரிக்க கண்டுபிடிப்பாளரும் இயற்பியலாளருமான நிக்கோலா டெஸ்லாவின் (1856-1943) நினைவாக சூட்டப்பட்டது. மேலே உள்ள காந்தப்புல சூத்திரத்தின் அடிப்படையில், காந்தப்புலத்தை நியூட்டன்/ஆம்பியர் மீட்டர் (N/A m) அலகுகளிலும் வெளிப்படுத்தலாம். டெஸ்லாவைத் தவிர, காந்தப்புலம் காஸ் (G) அலகுகளிலும் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. காஸ் என்ற பெயர், ஜெர்மானிய கணிதவியலாளர், வானியலாளர் மற்றும் இயற்பியலாளரான ஜோஹான் கார்ல் ஃபிரெட்ரிக் காஸ் (1777-1855) என்பவரின் பெயரிலிருந்து வந்தது. 1G = 10⁻⁴T

காந்தப்புலத்தில் நகரும் மின்னூட்டங்களின் மீதான காந்த விசை

ஒரு காந்தப்புலம், மின்னோட்டம் பாயும் கம்பியின் மீது காந்த விசையைச் செலுத்த முடியும். மின்னோட்டங்கள் என்பவை இயக்கத்தில் உள்ள மின்னூட்டங்கள் ஆகும், எனவே ஒரு காந்தப்புலம் கடத்தும் கம்பிகளின் மீது மட்டுமல்லாமல், தடையின்றி நகரும் மின்னூட்டங்களின் மீதும் காந்த விசையைச் செலுத்த முடியும்.

காந்தப்புலத்தில் நகரும் மின்னூட்டங்களின் மீதான காந்த விசையைக் கணக்கிடுவதற்கான சூத்திரம், முந்தைய காந்த விசை சூத்திரமான F = BI l sin θ என்பதிலிருந்து வருவிக்கப்படுகிறது. I = q/t மற்றும் l = vt என்பதால், காந்த விசை சூத்திரம் பின்வருமாறு மாறுகிறது,

சூத்திரத்தின் விளக்கம்: F = காந்த விசை, B = காந்தப்புலம், q = மின்னூட்டம், v = மின்னூட்டத்தின் இயக்க வேகம், θ = v மற்றும் B-க்கு இடையேயான கோணம்

v ஆனது B-க்கு செங்குத்தாக இருந்தால், θ = 90 ^° , இங்கு sin 90 ^° = 1. இதற்கு நேர்மாறாக, v ஆனது B-க்கு இணையாக இருந்தால், θ = 0 ^° , இங்கு sin 0 ^° = 0. எனவே, v ஆனது B-க்கு செங்குத்தாக இருக்கும்போது காந்த விசை பெருமமாகவும், v ஆனது B-க்கு இணையாக இருக்கும்போது காந்த விசை சுழியாகவும் இருக்கும்.

காந்த விசை F-இன் திசையானது, காந்தப்புலம் B-க்கு செங்குத்தாகவும், மின்னூட்டத்தின் வேகம் v-க்கு செங்குத்தாகவும் உள்ளது.