విద్యుత్ ప్రవాహం, విద్యుత్ ఆవేశం, అయస్కాంత క్షేత్రం, అయస్కాంత బలం గురించిన సమాచారం
1819లో, హన్స్ క్రిస్టియన్ ఓర్స్టెడ్ (1777-1851) అనే డానిష్ శాస్త్రవేత్త అయస్కాంతత్వం మరియు విద్యుత్తు మధ్య సంబంధాన్ని కనుగొన్నాడు. విద్యుత్ ప్రవాహం లేదా సరుకు కదులుతోంది. విద్యుత్ ప్రవాహం ఉన్న తీగకు దగ్గరగా ఉన్నప్పుడు దిక్సూచి సూది పక్కకు తిరుగుతుందని అతను కనుగొన్నాడు. విద్యుత్ ప్రవాహం లేనప్పుడు, దిక్సూచి సూది ఉత్తరం వైపు చూపిస్తుంది.
దిక్సూచి సూది ఒక అయస్కాంతం కాబట్టి అయస్కాంత శక్తి దానిని కదిలించగలదుఅయస్కాంత బలం (F) ఎక్కడి నుండి వస్తుంది? దిక్సూచి సూది దగ్గర విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని మోసుకెళ్లే తీగ ఉంది, కాబట్టి విద్యుత్ ప్రవాహం తప్పనిసరిగా అయస్కాంత బలాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
కుడి వైపున ఉన్న చిత్రాన్ని చూడండి. విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క దిశను మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క దిశను నిర్ధారించడానికి కుడిచేతి నియమాన్ని ఉపయోగించండి. విద్యుత్ ప్రవాహం (I) పైకి కదిలితే, అయస్కాంత క్షేత్రం (B) యొక్క దిశ ఎడమ వైపున ఉన్న చిత్రంలో చూపిన విధంగా ఉంటుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, విద్యుత్ ప్రవాహం క్రిందికి కదిలితే, అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క దిశ కుడి వైపున ఉన్న చిత్రంలో చూపిన విధంగా ఉంటుంది.
అయస్కాంత క్షేత్రం విద్యుత్ ప్రవహిస్తున్న తీగపై బలాన్ని ప్రయోగిస్తుంది
విద్యుత్ ప్రవాహం అయస్కాంత దిక్సూచి సూదిపై బలాన్ని ప్రయోగించగలదు. మరి అయస్కాంతం కూడా విద్యుత్ ప్రవాహంపై బలాన్ని ప్రయోగించగలదా?
ఒక అయస్కాంతం యొక్క ఉత్తర, దక్షిణ ధ్రువాల మధ్య విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని మోసుకెళ్లే ఒక తీగ ఉందని అనుకుందాం. ఉత్తర ధ్రువం నుండి దక్షిణ ధ్రువానికి ఉన్న బాణం అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క దిశను సూచిస్తుంది. ఎరుపు బాణం విద్యుత్ ప్రవాహం (I) యొక్క దిశను మరియు నీలం బాణం అయస్కాంత బలం (F) యొక్క దిశను సూచిస్తాయి.
అయస్కాంత బలం F యొక్క దిశ, విద్యుత్ ప్రవాహం I యొక్క దిశకు మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం B యొక్క దిశకు లంబంగా ఉంటుంది. విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క దిశను, అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క దిశను మరియు అయస్కాంత బలం యొక్క దిశను కనుగొనడానికి కుడిచేతి నియమాన్ని ఉపయోగించండి.
కింది సమీకరణం అయస్కాంత బలం, విద్యుత్ ప్రవాహం మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం మధ్య సంబంధాన్ని తెలియజేస్తుంది.
F = BI l sin θ
F అనేది అయస్కాంత బలానికి చిహ్నం, B అనేది అయస్కాంత క్షేత్రానికి చిహ్నం, I అనేది విద్యుత్ ప్రవాహానికి చిహ్నం, l అనేది అయస్కాంత క్షేత్రంలోని తీగ పొడవుకు చిహ్నం.
θ అనేది విద్యుత్ ప్రవాహ దిశ మరియు అయస్కాంత క్షేత్ర దిశ మధ్య కోణం. విద్యుత్ ప్రవాహం అయస్కాంత క్షేత్రానికి లంబంగా ఉంటే (90o) అప్పుడు sin 90 విలువ 1 అవుతుంది, కాబట్టి సూత్రం ఇలా మారుతుంది F = BI l, మరోవైపు, విద్యుత్ ప్రవాహం అయస్కాంత క్షేత్రానికి సమాంతరంగా ఉంటే (0oఅప్పుడు sin 0 విలువ 0 అవుతుంది, కాబట్టి అయస్కాంత బలానికి ఒక విలువ ఉంటుంది 0.
అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని లెక్కించడానికి, పై సూత్రం ఈ విధంగా మారుతుంది: బి = ఎఫ్ / ఐ ఎల్.
అంతర్జాతీయ అయస్కాంత బల ప్రమాణం న్యూటన్ (సంక్షిప్తంగా N), మరియు అంతర్జాతీయ అయస్కాంత క్షేత్ర ప్రమాణం టెస్లా (సంక్షిప్తంగా T). సెర్బియన్-అమెరికన్ ఆవిష్కర్త మరియు భౌతిక శాస్త్రవేత్త నికోలా టెస్లా (1856-1943) పేరు మీదుగా దీనికి టెస్లా అని పేరు పెట్టారు. పైన పేర్కొన్న అయస్కాంత క్షేత్ర సూత్రం ఆధారంగా, అయస్కాంత క్షేత్రాలను న్యూటన్లు/ఆంపియర్ మీటరు (N/A m)లో కూడా వ్యక్తపరచవచ్చు. టెస్లాతో పాటు, అయస్కాంత క్షేత్రాలను గాస్ ప్రమాణాలలో (G) కూడా వ్యక్తపరుస్తారు. జర్మన్ గణిత శాస్త్రవేత్త, ఖగోళ శాస్త్రవేత్త మరియు భౌతిక శాస్త్రవేత్త అయిన నికోలా టెస్లా పేరు మీదుగా దీనికి గాస్ అని పేరు పెట్టారు. జోహన్ కార్ల్ ఫ్రెడ్రిక్ గాస్ (1777-1855). 1 గ్రా = 10-4 T.
అయస్కాంత క్షేత్రంలో కదులుతున్న విద్యుత్ ఆవేశంపై పనిచేసే అయస్కాంత బలం
ఒక అయస్కాంత క్షేత్రం విద్యుత్ ప్రవహిస్తున్న తీగపై అయస్కాంత బలాన్ని ప్రయోగించగలదు. విద్యుత్ ప్రవాహం అనేది కదులుతున్న విద్యుత్ ఆవేశం, కాబట్టి అయస్కాంత క్షేత్రం కేవలం వాహక తీగపై మాత్రమే కాకుండా, స్వేచ్ఛగా కదులుతున్న విద్యుత్ ఆవేశాలపై కూడా అయస్కాంత బలాన్ని ప్రయోగించగలదు.
అయస్కాంత క్షేత్రంలో కదులుతున్న విద్యుత్ ఆవేశంపై పనిచేసే అయస్కాంత బలాన్ని లెక్కించే సూత్రం, మునుపటి అయస్కాంత బల సూత్రం నుండి ఉద్భవించింది. F = BI l sin θ. I = q/t మరియు l = vt అయినందున, అయస్కాంత బల సూత్రం ఇలా మారుతుంది

ఫార్ములా వివరణ: F = అయస్కాంత బలం, B = అయస్కాంత క్షేత్రం, q = విద్యుత్ ఆవేశం, v = బరువు యొక్క కదలిక వేగం, θ = మధ్య కోణం v డాన్ B
ఒకవేళ v లంబంగా B అప్పుడు θ = 90o , ఇక్కడ sin 90o = 1. మరోవైపు, ఒకవేళ v సమాంతరంగా B అప్పుడు θ = 0o, ఇక్కడ sin 0o = 0. కాబట్టి అయస్కాంత బలం గరిష్ట విలువను కలిగి ఉంటుంది v లంబంగా B మరియు అయస్కాంత బలం సున్నా అయినప్పుడు v సమాంతరంగా B.
అయస్కాంత శక్తి దిశ F అయస్కాంత క్షేత్రానికి లంబంగా B మరియు విద్యుత్ ఆవేశం యొక్క వేగానికి లంబంగా v.