இரு இணை கம்பிகளுக்கு இடையேயான காந்த விசை – சிக்கல்களும் தீர்வுகளும்
1. கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, I 1 மற்றும் I 2 மின்னோட்டங்களைக் கொண்டு செல்லும் இரண்டு இணை கடத்திகள் உள்ளன . இரண்டு கடத்திகளும் உணரும் காந்த விசையின் அளவு மற்றும் திசை என்ன ? (μ o = 4π. 10 -7 Wb.A -1 .m -1 )
அறியப்பட்டது :
தி மின்சாரம் 1 (நான்1) = 3 ஆம்பியர்
மின்னோட்டம் 2 (I 2 ) = 5 ஆம்பியர்
வெற்றிடத்தின் ஊடுதிறன் (µ o ) = 4π x 10 -7 wb A -1 m -1
இரு கடத்திகளுக்கு இடையேயான தூரம் (L) = 5 செ.மீ = 5 x 10 -2 மீட்டர்
தேவை: காந்த விசையின் அளவு மற்றும் திசை
தீர்வு:
கடத்தி 1-இல் பாயும் மின்சாரத்தின் திசையானது, கடத்தி 2-இல் பாயும் மின்சாரத்தின் திசைக்கு எதிரானது. எதிர் இணை மின்னோட்டங்கள் (எதிர் திசைகளில்) ஒன்றின் மீது ஒன்று விலக்கு விசையைச் செலுத்துகின்றன.
காந்த விசையின் அளவு :
F/l = 6 x 10 -5 நியூட்டன்
2. I 1 மற்றும் I 2 மின்னோட்டங்களைக் கொண்டு செல்லும் இரண்டு இணையான கம்பிகள் 20 செ.மீ இடைவெளியில் உள்ளன. ஒவ்வொரு கம்பியும் உணரும் காந்த விசையின் அளவு என்ன? (μ o = 4π. 10 -7 Wb.A -1 .m -1 )
அறியப்பட்டது :
மின்சாரம் 1 (I1) = 5 ஆம்பியர்
மின்னோட்டம் 2 (I 2 ) = 4 ஆம்பியர்
வெற்றிடத்தின் ஊடுதிறன் (µ o ) = 4π x 10 -7 wb A -1 m -1
இரு கம்பிகளுக்கு இடையேயான தூரம் (நீளம்) = 20 செ.மீ = 20 x 10⁻² மீட்டர்
தேவை: காந்த விசையின் அளவு
தீர்வு:
கடத்தி 1-இல் பாயும் மின்சாரத்தின் திசையானது, கடத்தி 2-இல் பாயும் மின்சாரத்தின் திசைக்கு எதிரானது. எதிர் இணை மின்னோட்டங்கள் (எதிர் திசைகளில்) ஒன்றின் மீது ஒன்று விலக்கு விசையைச் செலுத்துகின்றன.
காந்த விசையின் அளவு :
F/l = 2 x 10 -5 நியூட்டன்
இரு இணை கம்பிகளுக்கு இடையேயான காந்த விசை தொடர்பான 20 கருத்து சார்ந்த கேள்விகளும் பதில்களும்:
1. கேள்வி: இணையாக மின்னோட்டம் பாயும் இரண்டு கம்பிகளுக்கு இடையே உள்ள காந்த விசைக்கு முதன்மைக் காரணம் என்ன?
விடை: இரண்டு இணை கம்பிகளுக்கு இடையே உள்ள காந்த விசையானது, ஒவ்வொரு கம்பியிலும் பாயும் மின்னோட்டங்களால் மற்ற கம்பியின் மீது செயல்படும் காந்தப்புலங்களின் காரணமாக ஏற்படுகிறது.
2. கேள்வி: இரு கம்பிகளில் பாயும் மின்னோட்டத்தின் திசையானது, அவற்றுக்கு இடையேயான விசையை எவ்வாறு பாதிக்கிறது?
விடை: மின்னோட்டங்கள் ஒரே திசையில் பாய்ந்தால், கம்பிகள் ஒன்றையொன்று ஈர்க்கும். மின்னோட்டங்கள் எதிர் திசைகளில் பாய்ந்தால், கம்பிகள் ஒன்றையொன்று விலக்கும்.
3. கேள்வி: கம்பிகளுக்கு இடையேயான தூரத்திற்கும் காந்த விசைக்கும் உள்ள தொடர்பு என்ன?
விடை: காந்த விசையானது கம்பிகளுக்கு இடையேயான தூரத்திற்கு நேர்மாறு விகிதத்தில் உள்ளது. தூரம் அதிகரிக்கும்போது, விசை குறைகிறது.
4. கேள்வி: கம்பிகளில் பாயும் மின்னோட்டத்தின் அளவு, விசையை எவ்வாறு பாதிக்கிறது?
விடை: விசையானது, இரண்டு கம்பிகளில் பாயும் மின்னோட்டங்களின் பெருக்கற்பலனுக்கு நேர் விகிதத்தில் இருக்கும்.
5. கேள்வி: கம்பிகளில் ஒன்றில் மின்னோட்டம் இல்லாவிட்டால், விசைக்கு என்னவாகும்?
விடை: மின்னோட்டம் இல்லாத ஒரு கம்பி, மற்றொரு கம்பியைப் பாதிக்கக்கூடிய காந்தப்புலத்தை உருவாக்காததால், விசை சுழியாக இருக்கும்.
6. கேள்வி: இரண்டு இணை கம்பிகளுக்கு இடையேயான காந்த விசை ஏன் தொடுதலற்ற விசை எனக் கருதப்படுகிறது?
பதில்: அந்த விசை, நேரடி பௌதீகத் தொடர்பினால் அல்ல, மாறாக அவற்றின் காந்தப்புலங்களின் இடைவினையினால் ஏற்படுகிறது.
7. கேள்வி: ஒரு கம்பியால் உருவாக்கப்படும் காந்தப்புலம், தூரத்தைப் பொறுத்து எவ்வாறு மாறுபடுகிறது?
விடை: கம்பியிலிருந்து தூரம் அதிகரிக்க அதிகரிக்க காந்தப்புல வலிமை குறைகிறது.
8. கேள்வி: இரண்டு இணை கம்பிகளுக்கு இடையேயான காந்த விசையை மறைக்கவோ அல்லது தடுக்கவோ முடியுமா?
பதில்: காந்தப்புலங்களை முழுமையாகக் காப்பது சவாலானதாக இருந்தாலும், அதிக காந்த ஊடுதிறன் கொண்ட பொருட்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், புலங்கள் ஒன்றையொன்று பாதிக்கும் விளைவைத் திசைமாற்றி குறைக்க முடியும்.
9. கேள்வி: இரு கம்பிகள் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாக இருந்தால், அவற்றுக்கு இடையேயான காந்த விசை எவ்வாறு மாறும்?
விடை: கம்பிகள் செங்குத்தாக இருந்து, அவற்றின் மின்னோட்டங்கள் ஒன்றையொன்று குறுக்கிட்டால், இணை கம்பிகளைப் போல அவை ஒன்றின் மீது ஒன்று எளிய கவர்ச்சி அல்லது விலக்கு விசையைச் செலுத்தாது.
10. கேள்வி: மின்னோட்டம் பாயும் கம்பியின் மீது செயல்படும் காந்த விசையின் திசை எவ்வாறு நிர்ணயிக்கப்படுகிறது?
விடை: வலது கை விதியைப் பயன்படுத்தி திசையைத் தீர்மானிக்கலாம்: பெருவிரலை மின்னோட்டத்தின் திசையில் சுட்டவும், சுருண்ட விரல்கள் காந்தப்புலத்தின் திசையைக் காட்டும்.
11. கேள்வி: இரண்டு இணை கம்பிகளுக்கு இடையேயான காந்த விசை ஒரு மைய விசையா?
பதில்: இல்லை, அது ஒரு மைய விசை அல்ல. ஏனெனில், விசையின் திசையும் அளவும் கம்பிகளின் சார்பு நிலை மற்றும் அவற்றுக்கு இடையேயான இடைவெளி ஆகிய இரண்டையும் சார்ந்துள்ளன.
12. கேள்வி: கம்பிகள் வெற்றிடத்தில் வைக்கப்பட்டிருந்தாலும், அவற்றால் ஒரு விசையை உணர முடியுமா?
பதில்: ஆம், கம்பிகளுக்கு இடையேயான காந்த விசை எந்தவொரு ஊடகத்தையும் சார்ந்திருக்கவில்லை; அது வெற்றிடத்திலும் நிலவ முடியும்.
13. கேள்வி: மின்னோட்டத்தின் அலகான ஆம்பியருக்கும், இரண்டு கம்பிகளுக்கு இடையேயான விசைக்கும் என்ன தொடர்பு?
விடை: ஒரு ஆம்பியர் என்பது, வெற்றிடத்தில் ஒரு மீட்டர் இடைவெளியில் வைக்கப்பட்டுள்ள, முடிவிலா நீளமுள்ள இரண்டு இணை கடத்திகளில் பாயும்போது, கம்பிகளுக்கு இடையில் நீளத்தின் ஒரு மீட்டருக்கு 2 x 10^(-7) நியூட்டன்கள் என்ற விசையை ஏற்படுத்தும் மின்னோட்டம் என வரையறுக்கப்படுகிறது.
14. கேள்வி: கம்பிகளின் பொருள், அவற்றுக்கு இடையேயான காந்த விசையைப் பாதிக்கிறதா?
பதில்: கம்பிகளின் பொருள் விசையை நேரடியாகப் பாதிப்பதில்லை. விசையானது மின்னோட்டம் மற்றும் கம்பிகளுக்கு இடையேயான தூரத்தைப் பொறுத்தது.
15. கேள்வி: இரண்டு இணை கம்பிகளுக்கு இடையேயான விசையில், வெற்றிடத்தின் ஊடுதிறனின் (μ₀) பங்கு என்ன?
விடை: வெற்றிடத்தின் ஊடுதிறன் என்பது, காந்தப்புல வலிமையை அதனை உண்டாக்கும் மின்னோட்டத்துடன் தொடர்புபடுத்தும் ஒரு மாறிலி ஆகும். மேலும் இது, மின்னோட்டம் பாயும் இரண்டு கம்பிகளுக்கு இடையேயான விசைக்கான சூத்திரத்திலும் இடம்பெறுகிறது.
16. கேள்வி: காந்த விசைகளால் கம்பிகளின் மீது வேலை செய்ய முடியுமா?
விடை: காந்த விசைகள் மின்னோட்டம் பாயும் கம்பியின் மீது விசையைச் செலுத்த முடிந்தாலும், அவை இயக்கத்தின் திசைக்குச் செங்குத்தாகச் செயல்படுவதால் வேலையைச் செய்வதில்லை.
17. கேள்வி: கம்பிகளின் நீளங்கள் அவற்றுக்கிடையேயான காந்த விசையை எவ்வாறு பாதிக்கின்றன?
விடை: விசையானது, ஒன்றுக்கொன்று இணையாகவும் நெருக்கமாகவும் உள்ள கம்பிகளின் நீளங்களுக்கு நேர் விகிதத்தில் இருக்கும்.
18. கேள்வி: இணை கம்பிகளுக்கு இடையேயான காந்த விசைக்கு நிஜ வாழ்க்கையில் ஏதேனும் பயன்பாடுகள் அல்லது விளைவுகள் உண்டா?
பதில்: ஆம், மின்சுற்றுகளில், குறிப்பாக அதிக மின்னோட்டம் பாயும் சுற்றுகளில், கம்பிகளுக்கு இடையேயான காந்த இடைவினையால் அவை நகரக்கூடும், இதை வடிவமைப்பின்போது கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்.
19. கேள்வி: ஒரு கம்பியைச் சுருளாகச் சுற்றினால், அது காந்த விசையை எவ்வாறு பாதிக்கும்?
விடை: ஒரு சுருள் கம்பி அல்லது சோலனாய்டு, ஒரு நேரான கம்பியை விட வலிமையான காந்தப்புலத்தை உருவாக்கி, தனக்கும் மற்றொரு கம்பிக்கும் இடையிலான விசையை மாற்றுகிறது.
20. கேள்வி: இணை கம்பிகளுக்கு இடையேயான காந்த விசைகளைப் பயன்படுத்தி மின்னோட்டத்தை அளவிட முடியுமா?
பதில்: ஆம், மின்னோட்டச் சமநிலை போன்ற கருவிகள், கம்பிகளுக்கு இடையேயான காந்த விசையைப் பயன்படுத்தி, அதனை ஒரு அறியப்பட்ட இயந்திர விசைக்குச் சமப்படுத்தி மின்னோட்டத்தை அளவிடுகின்றன.
இணை கம்பிகளுக்கு இடையேயான காந்த விசையைப் புரிந்துகொள்வது மின்காந்தவியலில் அடிப்படையானது மற்றும் இது மின்சுற்று வடிவமைப்பு, மின்னணுவியல் மற்றும் மின் பொறியியல் ஆகியவற்றில் தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது.
