સતત ચુંબકીય ક્ષેત્ર. ચુંબકીય ક્ષેત્ર શું છે

ચુંબકીય ક્ષેત્ર એ પદાર્થનું એક વિશિષ્ટ સ્વરૂપ છે જે ચુંબક દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, વર્તમાન (મૂવિંગ ચાર્જ્ડ કણો) સાથેના વાહક અને જે ચુંબકની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા શોધી શકાય છે, વર્તમાન સાથેના વાહક (મૂવિંગ ચાર્જ્ડ કણો).

ઓર્સ્ટેડનો અનુભવ

પ્રથમ પ્રયોગો (1820 માં હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા) જે દર્શાવે છે કે વિદ્યુત અને ચુંબકીય ઘટનાઓ વચ્ચે ઊંડો જોડાણ છે તે ડેનિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી એચ. ઓર્સ્ટેડના પ્રયોગો હતા.

જ્યારે કંડક્ટરમાં વર્તમાન ચાલુ હોય ત્યારે વાહકની નજીક સ્થિત ચુંબકીય સોય ચોક્કસ કોણથી ફરે છે. જ્યારે સર્કિટ ખોલવામાં આવે છે, ત્યારે તીર તેની મૂળ સ્થિતિ પર પાછો ફરે છે.

G. Oersted ના અનુભવ પરથી તે અનુસરે છે કે આ વાહકની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે.

એમ્પીયરનો અનુભવ
બે સમાંતર વાહક કે જેના દ્વારા વિદ્યુત પ્રવાહ એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે: જો પ્રવાહો એક જ દિશામાં હોય તો તેઓ આકર્ષે છે અને જો પ્રવાહો વિરુદ્ધ દિશામાં હોય તો તેને દૂર કરે છે. આ વાહકની આસપાસ ઉદ્ભવતા ચુંબકીય ક્ષેત્રોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે થાય છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્રના ગુણધર્મો

1. ભૌતિક રીતે, એટલે કે. આપણાથી સ્વતંત્ર રીતે અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને તેના વિશેનું આપણું જ્ઞાન છે.

2. ચુંબક દ્વારા બનાવેલ, વર્તમાન સાથેના વાહક (મૂવિંગ ચાર્જ્ડ કણો)

3. ચુંબકની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા શોધી કાઢવામાં આવે છે, વર્તમાન સાથેના વાહક (ખસેડતા ચાર્જ કણો)

4. અમુક બળ સાથે ચુંબક, વર્તમાન વહન કરનાર વાહક (ખસેડતા ચાર્જ કણો) પર કાર્ય કરે છે

5. પ્રકૃતિમાં કોઈ ચુંબકીય ચાર્જ નથી. તમે ઉત્તર અને દક્ષિણ ધ્રુવોને અલગ કરી શકતા નથી અને એક ધ્રુવ સાથે શરીર મેળવી શકતા નથી.

6. શા માટે શરીર ચુંબકીય ગુણધર્મો ધરાવે છે તેનું કારણ ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિક એમ્પીયરે શોધી કાઢ્યું હતું. એમ્પીયરે નિષ્કર્ષ આગળ મૂક્યો કે કોઈપણ શરીરના ચુંબકીય ગુણધર્મો તેની અંદરના બંધ વિદ્યુત પ્રવાહો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

આ પ્રવાહો અણુમાં ભ્રમણકક્ષાની આસપાસ ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

જો વિમાનો જેમાં આ પ્રવાહો પરિભ્રમણ કરે છે તે શરીરને બનાવેલા પરમાણુઓની થર્મલ હિલચાલને કારણે એકબીજાના સંબંધમાં અવ્યવસ્થિત રીતે સ્થિત છે, તો પછી તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પરસ્પર વળતર આપવામાં આવે છે અને શરીર કોઈપણ ચુંબકીય ગુણધર્મો પ્રદર્શિત કરતું નથી.

અને ઊલટું: જો વિમાનો જેમાં ઇલેક્ટ્રોન ફરે છે તે એકબીજા સાથે સમાંતર હોય અને આ વિમાનોની સામાન્ય દિશાઓ એકરૂપ હોય, તો આવા પદાર્થો બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રને વધારે છે.

7. ચુંબકીય દળો ચોક્કસ દિશામાં ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કાર્ય કરે છે, જેને બળની ચુંબકીય રેખાઓ કહેવામાં આવે છે. તેમની સહાયથી, તમે ચોક્કસ કિસ્સામાં ચુંબકીય ક્ષેત્રને અનુકૂળ અને સ્પષ્ટ રીતે બતાવી શકો છો.

ચુંબકીય ક્ષેત્રને વધુ સચોટ રીતે દર્શાવવા માટે, તે સંમત થયા હતા કે તે સ્થાનો જ્યાં ક્ષેત્ર વધુ મજબૂત છે, ક્ષેત્ર રેખાઓ વધુ ગીચ દર્શાવવી જોઈએ, એટલે કે. એકબીજાની નજીક. અને ઊલટું, તે સ્થાનો જ્યાં ક્ષેત્ર નબળું છે, ઓછી ક્ષેત્ર રેખાઓ બતાવવામાં આવે છે, એટલે કે. ઓછી વાર સ્થિત.

8. ચુંબકીય ક્ષેત્ર ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટર એ ચુંબકીય ક્ષેત્રને દર્શાવતો વેક્ટર જથ્થો છે.

ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટરની દિશા આપેલ બિંદુ પર મુક્ત ચુંબકીય સોયના ઉત્તર ધ્રુવની દિશા સાથે એકરુપ છે.

ફીલ્ડ ઇન્ડક્શન વેક્ટરની દિશા અને વર્તમાન તાકાત I "જમણા સ્ક્રૂ (જીમલેટ) નિયમ" દ્વારા સંબંધિત છે:

જો તમે કંડક્ટરમાં વર્તમાનની દિશામાં ગિમલેટમાં સ્ક્રૂ કરો છો, તો આપેલ બિંદુ પર તેના હેન્ડલના છેડાની ગતિની ગતિની દિશા તે બિંદુ પરના ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટરની દિશા સાથે મેળ ખાશે.

/ એક ચુંબકીય ક્ષેત્ર

વિષય: ચુંબકીય ક્ષેત્ર

આના દ્વારા તૈયાર: બાયગારાશેવ ડી.એમ.

ચકાસાયેલ: Gabdullina A.T.

એક ચુંબકીય ક્ષેત્ર

જો બે સમાંતર વાહક વર્તમાન સ્ત્રોત સાથે જોડાયેલા હોય જેથી તેમાંથી વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર થાય, તો પછી, તેમાંના પ્રવાહની દિશાને આધારે, વાહક કાં તો ભગાડે છે અથવા આકર્ષે છે.

આ ઘટનાનું સમજૂતી વાહકની આસપાસના વિશિષ્ટ પ્રકારના પદાર્થના ઉદભવની સ્થિતિથી શક્ય છે - એક ચુંબકીય ક્ષેત્ર.

દળો કે જેની સાથે વર્તમાન-વહન વાહક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે તેને કહેવામાં આવે છે ચુંબકીય.

એક ચુંબકીય ક્ષેત્ર- આ એક ખાસ પ્રકારનો પદાર્થ છે, જેનું વિશિષ્ટ લક્ષણ એ છે કે મૂવિંગ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ, વર્તમાન વહન કરનારા વાહક, ચુંબકીય ક્ષણ સાથેના શરીર, ચાર્જ વેગ વેક્ટર, પ્રવાહની દિશા પર આધાર રાખીને બળ સાથે. વાહક અને શરીરના ચુંબકીય ક્ષણની દિશા.

મેગ્નેટિઝમનો ઈતિહાસ એશિયા માઈનોરની પ્રાચીન સંસ્કૃતિઓ સુધી, પ્રાચીન સમયમાં પાછો જાય છે. તે એશિયા માઇનોરના પ્રદેશ પર હતું, મેગ્નેશિયામાં, તે ખડકો મળી આવ્યા હતા, જેના નમૂનાઓ એકબીજા તરફ આકર્ષાયા હતા. વિસ્તારના નામના આધારે, આવા નમૂનાઓને "ચુંબક" કહેવાનું શરૂ થયું. કોઈપણ પટ્ટી અથવા ઘોડાની નાળના આકારના ચુંબકના બે છેડા હોય છે જેને ધ્રુવો કહેવાય છે; તે આ સ્થાને છે કે તેના ચુંબકીય ગુણધર્મો સૌથી વધુ ઉચ્ચારવામાં આવે છે. જો તમે તાર પર ચુંબક લટકાવો છો, તો એક ધ્રુવ હંમેશા ઉત્તર તરફ નિર્દેશ કરશે. હોકાયંત્ર આ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે. મુક્ત લટકતા ચુંબકના ઉત્તર-મુખી ધ્રુવને ચુંબકનો ઉત્તર ધ્રુવ (N) કહેવામાં આવે છે. સામેના ધ્રુવને દક્ષિણ ધ્રુવ (S) કહે છે.

ચુંબકીય ધ્રુવો એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે: જેમ કે ધ્રુવો ભગાડે છે અને ધ્રુવોથી વિપરીત આકર્ષે છે. વિદ્યુત ચાર્જની આસપાસના વિદ્યુત ક્ષેત્રની વિભાવનાની જેમ, ચુંબકની આસપાસના ચુંબકીય ક્ષેત્રની વિભાવના રજૂ કરવામાં આવી છે.

1820 માં, ઓર્સ્ટેડ (1777-1851) એ શોધ્યું કે વિદ્યુત વાહકની બાજુમાં સ્થિત ચુંબકીય સોય જ્યારે વાહકમાંથી પ્રવાહ વહે છે ત્યારે વિચલિત થાય છે, એટલે કે, વર્તમાન વહન કરનારા વાહકની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવવામાં આવે છે. જો આપણે વર્તમાન સાથે ફ્રેમ લઈએ, તો બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર ફ્રેમના ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને તેના પર દિશા નિર્દેશન અસર કરે છે, એટલે કે ત્યાં ફ્રેમની સ્થિતિ છે કે જ્યાં બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર તેના પર મહત્તમ ફરતી અસર ધરાવે છે. , અને એવી સ્થિતિ છે જ્યારે ટોર્ક બળ શૂન્ય હોય છે.

કોઈપણ બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્રને વેક્ટર B દ્વારા વર્ગીકૃત કરી શકાય છે, જેને કહેવામાં આવે છે ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટરઅથવા ચુંબકીય ઇન્ડક્શનબિંદુ પર.

મેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન B એ વેક્ટર ભૌતિક જથ્થા છે, જે એક બિંદુ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રની લાક્ષણિકતા બળ છે. તે ફ્રેમ અને તેના ક્ષેત્રમાં વર્તમાન તાકાતના ઉત્પાદન સાથે સમાન ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવેલા પ્રવાહ સાથે ફ્રેમ પર કાર્ય કરતા દળોના મહત્તમ યાંત્રિક ક્ષણના ગુણોત્તર સમાન છે:

ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટર B ની દિશાને ફ્રેમની પોઝિટિવ નોર્મલની દિશા તરીકે લેવામાં આવે છે, જે જમણા સ્ક્રૂના નિયમ દ્વારા ફ્રેમમાં પ્રવાહ સાથે સંબંધિત છે, જેમાં શૂન્યની બરાબર યાંત્રિક ટોર્ક છે.

જે રીતે ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ સ્ટ્રેન્થ લાઇન્સ દર્શાવવામાં આવી હતી, તે જ રીતે મેગ્નેટિક ફિલ્ડ ઇન્ડક્શન લાઇન્સ દર્શાવવામાં આવી છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખા એ એક કાલ્પનિક રેખા છે, જે સ્પર્શક એક બિંદુ પર B દિશા સાથે એકરુપ છે.

આપેલ બિંદુ પરના ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશાઓને નિર્દેશિત કરતી દિશા તરીકે પણ વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે

હોકાયંત્રની સોયનો ઉત્તર ધ્રુવ આ બિંદુએ મૂકવામાં આવે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓ ઉત્તર ધ્રુવથી દક્ષિણ તરફ નિર્દેશિત છે.

સીધા વાહકમાંથી વહેતા ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રની ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓની દિશા જીમલેટ અથવા જમણી બાજુના સ્ક્રુ નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ચુંબકીય ઇન્ડક્શન લાઇનની દિશાને સ્ક્રુ હેડના પરિભ્રમણની દિશા તરીકે લેવામાં આવે છે, જે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની દિશામાં તેની અનુવાદાત્મક હિલચાલને સુનિશ્ચિત કરશે (ફિગ. 59).

જ્યાં n01 = 4 પી 10-7V s/(A m). - ચુંબકીય સ્થિરાંક, R - અંતર, I - વાહકમાં વર્તમાન શક્તિ.

ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્ર રેખાઓથી વિપરીત, જે હકારાત્મક ચાર્જથી શરૂ થાય છે અને નકારાત્મક ચાર્જ પર સમાપ્ત થાય છે, ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ હંમેશા બંધ હોય છે. ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ જેવો કોઈ ચુંબકીય ચાર્જ મળ્યો નથી.

એક ટેસ્લા (1 ટી) ને ઇન્ડક્શનના એકમ તરીકે લેવામાં આવે છે - આવા સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રનું ઇન્ડક્શન જેમાં 1 એમ 2 ના ક્ષેત્ર સાથે ફ્રેમ પર મહત્તમ 1 N m યાંત્રિક ટોર્ક કાર્ય કરે છે, જેના દ્વારા પ્રવાહ 1 એ વહે છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શનને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વર્તમાન-વહન વાહક પર કાર્ય કરતા બળ દ્વારા પણ નિર્ધારિત કરી શકાય છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવેલ વર્તમાન-વહન વાહક પર એમ્પીયર બળ દ્વારા કાર્ય કરવામાં આવે છે, જેની તીવ્રતા નીચેના અભિવ્યક્તિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

જ્યાં હું કંડક્ટરમાં વર્તમાન તાકાત છું, એલ -વાહકની લંબાઈ, B એ ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટરની તીવ્રતા છે, અને વેક્ટર અને પ્રવાહની દિશા વચ્ચેનો કોણ છે.

એમ્પીયર ફોર્સની દિશા ડાબા હાથના નિયમ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે: અમે ડાબા હાથની હથેળીને એવી રીતે મૂકીએ છીએ કે જેથી ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓ હથેળીમાં પ્રવેશી શકે, અમે ચાર આંગળીઓને કંડક્ટરમાં વર્તમાનની દિશામાં મૂકીએ છીએ, પછી વળેલો અંગૂઠો એમ્પીયર બળની દિશા બતાવે છે.

ધ્યાનમાં લેતા કે I = q 0 nSv, અને આ અભિવ્યક્તિને (3.21) માં બદલીને, અમે F = q 0 nSh/B પાપ મેળવીએ છીએ. a. કંડક્ટરના આપેલ વોલ્યુમમાં કણો (N) ની સંખ્યા N = nSl છે, પછી F = q 0 NvB sin a.

ચાલો આપણે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરતા વ્યક્તિગત ચાર્જ કણ પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા લગાવવામાં આવેલ બળ નક્કી કરીએ:

આ બળને લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ (1853-1928) કહેવામાં આવે છે. લોરેન્ટ્ઝ બળની દિશા ડાબા હાથના નિયમ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે: અમે ડાબા હાથની હથેળીને એવી રીતે મૂકીએ છીએ કે ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની રેખાઓ હથેળીમાં પ્રવેશે, ચાર આંગળીઓ હકારાત્મક ચાર્જની હિલચાલની દિશા દર્શાવે છે, મોટા વળેલી આંગળી લોરેન્ટ્ઝ બળની દિશા બતાવે છે.

I 1 અને I 2 પ્રવાહો વહન કરતા બે સમાંતર વાહક વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા બળ સમાન છે:

જ્યાં એલ -ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સ્થિત વાહકનો ભાગ. જો પ્રવાહો એ જ દિશામાં હોય, તો વાહક આકર્ષે છે (ફિગ. 60), જો તેઓ વિરુદ્ધ દિશામાં હોય, તો તેઓ ભગાડે છે. દરેક વાહક પર કામ કરતા દળો તીવ્રતામાં સમાન અને દિશામાં વિરુદ્ધ હોય છે. ફોર્મ્યુલા (3.22) વર્તમાન 1 એમ્પીયર (1 A) નું એકમ નક્કી કરવા માટે મૂળભૂત છે.

પદાર્થના ચુંબકીય ગુણધર્મોને સ્કેલર ભૌતિક જથ્થા દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે - ચુંબકીય અભેદ્યતા, જે દર્શાવે છે કે પદાર્થમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રનું ઇન્ડક્શન B કેટલી વખત ક્ષેત્રને સંપૂર્ણ રીતે ભરે છે તે ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શન B 0 થી તીવ્રતામાં અલગ છે. શૂન્યાવકાશ:

તેમના ચુંબકીય ગુણધર્મો અનુસાર, તમામ પદાર્થોને વિભાજિત કરવામાં આવે છે ડાયમેગ્નેટિક, પેરામેગ્નેટિકઅને લોહચુંબકીય.

ચાલો પદાર્થોના ચુંબકીય ગુણધર્મોની પ્રકૃતિને ધ્યાનમાં લઈએ.

પદાર્થના અણુઓના શેલમાં ઇલેક્ટ્રોન વિવિધ ભ્રમણકક્ષામાં ફરે છે. સરળ બનાવવા માટે, અમે આ ભ્રમણકક્ષાઓને ગોળાકાર ગણીએ છીએ, અને અણુ ન્યુક્લિયસની પરિભ્રમણ કરતા દરેક ઇલેક્ટ્રોનને વર્તુળાકાર વિદ્યુત પ્રવાહ તરીકે ગણી શકાય. દરેક ઇલેક્ટ્રોન, ગોળાકાર પ્રવાહની જેમ, ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે, જેને આપણે ઓર્બિટલ કહીએ છીએ. વધુમાં, અણુમાં ઇલેક્ટ્રોનનું પોતાનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોય છે, જેને સ્પિન ફિલ્ડ કહેવાય છે.

જો, જ્યારે ઇન્ડક્શન B 0 સાથે બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં દાખલ કરવામાં આવે, તો પદાર્થની અંદર ઇન્ડક્શન B બનાવવામાં આવે છે.< В 0 , то такие вещества называются диамагнитными (n 1).

ડાયમેગ્નેટિક સામગ્રીમાં, બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં, ઇલેક્ટ્રોનના ચુંબકીય ક્ષેત્રોને વળતર આપવામાં આવે છે, અને જ્યારે તેઓ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં દાખલ થાય છે, ત્યારે અણુના ચુંબકીય ક્ષેત્રનું ઇન્ડક્શન બાહ્ય ક્ષેત્રની વિરુદ્ધ નિર્દેશિત થાય છે. ડાયમેગ્નેટિક સામગ્રીને બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની બહાર ધકેલવામાં આવે છે.

યુ પેરામેગ્નેટિકસામગ્રી, અણુઓમાં ઇલેક્ટ્રોનનું ચુંબકીય ઇન્ડક્શન સંપૂર્ણપણે વળતર મળતું નથી, અને સમગ્ર અણુ એક નાના કાયમી ચુંબક જેવો બહાર આવે છે. સામાન્ય રીતે પદાર્થમાં આ બધા નાના ચુંબક અવ્યવસ્થિત રીતે લક્ષી હોય છે અને તેમના તમામ ક્ષેત્રોનું કુલ ચુંબકીય ઇન્ડક્શન શૂન્ય હોય છે. જો તમે બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં પેરામેગ્નેટ મૂકો છો, તો બધા નાના ચુંબક - અણુઓ હોકાયંત્રની સોય જેવા બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરવાશે અને પદાર્થમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર વધશે ( n >= 1).

ફેરોમેગ્નેટિકતે સામગ્રી છે જેમાં n" 1. ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રીમાં, કહેવાતા ડોમેન્સ બનાવવામાં આવે છે, સ્વયંસ્ફુરિત ચુંબકીયકરણના મેક્રોસ્કોપિક પ્રદેશો.

વિવિધ ડોમેન્સમાં, ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શનની દિશા જુદી જુદી હોય છે (ફિગ. 61) અને મોટા સ્ફટિકમાં

પરસ્પર એકબીજાને વળતર આપો. જ્યારે ફેરોમેગ્નેટિક નમૂનાને બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, ત્યારે વ્યક્તિગત ડોમેન્સની સીમાઓ બદલાઈ જાય છે જેથી બાહ્ય ક્ષેત્ર સાથે લક્ષી ડોમેન્સનું પ્રમાણ વધે.

બાહ્ય ક્ષેત્ર B 0 ના ઇન્ડક્શનમાં વધારા સાથે, ચુંબકીય પદાર્થનું ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વધે છે. B 0 ના કેટલાક મૂલ્યો પર, ઇન્ડક્શન ઝડપથી વધતું અટકે છે. આ ઘટનાને ચુંબકીય સંતૃપ્તિ કહેવામાં આવે છે.

ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રીની લાક્ષણિકતા એ હિસ્ટેરેસિસની ઘટના છે, જેમાં બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શન પર સામગ્રીમાં ઇન્ડક્શનની અસ્પષ્ટ અવલંબન હોય છે જ્યારે તે બદલાય છે.

ચુંબકીય હિસ્ટેરેસિસ લૂપ એ બંધ વળાંક (cdc`d`c) છે, જે બાદમાં સામયિક બદલે ધીમા ફેરફાર સાથે બાહ્ય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શનના કંપનવિસ્તાર પર સામગ્રીમાં ઇન્ડક્શનની અવલંબનને વ્યક્ત કરે છે (ફિગ. 62).

હિસ્ટેરેસિસ લૂપ નીચેના મૂલ્યો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: B s, Br, B c. B s - B 0s પર સામગ્રીના ઇન્ડક્શનનું મહત્તમ મૂલ્ય; r માં શેષ ઇન્ડક્શન છે, જ્યારે બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રનું ઇન્ડક્શન B 0s થી શૂન્ય સુધી ઘટે છે ત્યારે સામગ્રીમાં ઇન્ડક્શન મૂલ્યની બરાબર છે; -B c અને B c - બળજબરી બળ - સામગ્રીમાં ઇન્ડક્શનને અવશેષમાંથી શૂન્યમાં બદલવા માટે જરૂરી બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શન જેટલું મૂલ્ય.

દરેક ફેરોમેગ્નેટ માટે એક તાપમાન હોય છે (ક્યુરી પોઈન્ટ (જે. ક્યુરી, 1859-1906), જેની ઉપર ફેરોમેગ્નેટ તેના ફેરોમેગ્નેટિક ગુણધર્મો ગુમાવે છે.

મેગ્નેટાઈઝ્ડ ફેરોમેગ્નેટને ડિમેગ્નેટાઈઝ્ડ સ્થિતિમાં લાવવાની બે રીત છે: a) ક્યુરી પોઈન્ટની ઉપર ગરમી અને ઠંડુ; b) ધીમે ધીમે ઘટતા કંપનવિસ્તાર સાથે વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે સામગ્રીને ચુંબકીય કરો.

નીચા અવશેષ ઇન્ડક્શન અને બળજબરી બળ સાથેના ફેરોમેગ્નેટને નરમ ચુંબકીય કહેવામાં આવે છે. તેઓ એવા ઉપકરણોમાં એપ્લિકેશન શોધે છે જ્યાં ફેરોમેગ્નેટને વારંવાર પુનઃચુંબકીયકરણ કરવું પડે છે (ટ્રાન્સફોર્મર્સ, જનરેટર, વગેરેના કોરો).

ચુંબકીય રીતે સખત ફેરોમેગ્નેટ, જેમાં ઉચ્ચ બળજબરી બળ હોય છે, તેનો ઉપયોગ કાયમી ચુંબક બનાવવા માટે થાય છે.

પરિપત્ર પ્રવાહની ધરી પર ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શનનું નિર્ધારણ

કાર્યનું લક્ષ્ય : ચુંબકીય ક્ષેત્રના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરો, ચુંબકીય ઇન્ડક્શનના ખ્યાલથી પરિચિત બનો. પરિપત્ર પ્રવાહની ધરી પર ચુંબકીય ક્ષેત્રનું ઇન્ડક્શન નક્કી કરો.

સૈદ્ધાંતિક પરિચય. એક ચુંબકીય ક્ષેત્ર. પ્રકૃતિમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રનું અસ્તિત્વ અસંખ્ય અસાધારણ ઘટનાઓમાં પ્રગટ થાય છે, જેમાંથી સૌથી સરળ મૂવિંગ ચાર્જ (કરંટ), વર્તમાન અને કાયમી ચુંબક, બે કાયમી ચુંબકની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે. એક ચુંબકીય ક્ષેત્ર વેક્ટર . આનો અર્થ એ છે કે અવકાશમાં દરેક બિંદુએ તેના માત્રાત્મક વર્ણન માટે ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટર સેટ કરવું જરૂરી છે. કેટલીકવાર આ જથ્થાને ખાલી કહેવામાં આવે છે ચુંબકીય ઇન્ડક્શન . ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટરની દિશા વિચારણા હેઠળના અવકાશમાં બિંદુ પર સ્થિત ચુંબકીય સોયની દિશા સાથે સુસંગત છે અને અન્ય પ્રભાવોથી મુક્ત છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્ર બળ ક્ષેત્ર હોવાથી, તેનો ઉપયોગ કરીને દર્શાવવામાં આવે છે ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓ - રેખાઓ, સ્પર્શકો કે જેના પ્રત્યેક બિંદુએ ક્ષેત્રના આ બિંદુઓ પર ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટરની દિશા સાથે મેળ ખાય છે. ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની તીવ્રતાની સમાન સંખ્યાબંધ ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓના લંબરૂપ એકલ ક્ષેત્ર દ્વારા દોરવાનો રિવાજ છે. આમ, રેખાઓની ઘનતા મૂલ્યને અનુરૂપ છે IN . પ્રયોગો દર્શાવે છે કે પ્રકૃતિમાં કોઈ ચુંબકીય ચાર્જ નથી. આનું પરિણામ એ છે કે ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓ બંધ છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર કહેવાય છે સમાન, જો આ ક્ષેત્રના તમામ બિંદુઓ પરના ઇન્ડક્શન વેક્ટર સમાન હોય, એટલે કે, તીવ્રતામાં સમાન હોય અને સમાન દિશાઓ હોય.

ચુંબકીય ક્ષેત્ર માટે તે સાચું છે સુપરપોઝિશન સિદ્ધાંત: અનેક પ્રવાહો અથવા મૂવિંગ ચાર્જીસ દ્વારા બનાવેલ પરિણામી ક્ષેત્રનું ચુંબકીય ઇન્ડક્શન બરાબર છે વેક્ટર સરવાળો દરેક વર્તમાન અથવા મૂવિંગ ચાર્જ દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય ઇન્ડક્શન ક્ષેત્રો.

સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં, સીધા વાહક દ્વારા કાર્ય કરવામાં આવે છે એમ્પીયર પાવર:

જ્યાં વેક્ટર વાહકની લંબાઈ જેટલી તીવ્રતામાં હોય છે l અને વર્તમાનની દિશા સાથે સુસંગત આઈ આ માર્ગદર્શિકામાં.

એમ્પીયર બળની દિશા નિર્ધારિત છે જમણા સ્ક્રુ નિયમ(વેક્ટર્સ , અને જમણા હાથની સ્ક્રુ સિસ્ટમ બનાવે છે): જો જમણા હાથના થ્રેડ સાથેનો સ્ક્રૂ વેક્ટર દ્વારા રચાયેલા પ્લેન પર કાટખૂણે મૂકવામાં આવે છે અને , અને સૌથી નાના કોણ પર ફેરવવામાં આવે છે, તો સ્ક્રુની અનુવાદાત્મક હિલચાલ બળની દિશા દર્શાવશે, સ્કેલર સ્વરૂપમાં, સંબંધ (1) નીચે પ્રમાણે લખી શકાય છે:

F=I× l× બી× પાપ a અથવા (2).

છેલ્લા સંબંધથી તે અનુસરે છે ચુંબકીય ઇન્ડક્શનનો ભૌતિક અર્થ : એક સમાન ક્ષેત્રનું ચુંબકીય ઇન્ડક્શન 1 A, 1 મીટર લાંબું, ક્ષેત્રની દિશાને કાટખૂણે સ્થિત, વાહક પર કાર્ય કરતા બળની સંખ્યાત્મક રીતે સમાન છે.

ચુંબકીય ઇન્ડક્શનનું SI એકમ છે ટેસ્લા (T): .

ગોળ પ્રવાહનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર.ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ માત્ર ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતું નથી, પણ તે બનાવે છે. અનુભવ દર્શાવે છે કે શૂન્યાવકાશમાં વર્તમાન તત્વ અવકાશમાં એક બિંદુ પર ઇન્ડક્શન સાથે ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે

(3) ,

પ્રમાણસરતા ગુણાંક ક્યાં છે, m 0 =4p×10-7 H/m– ચુંબકીય સ્થિરાંક, – વેક્ટર આંકડાકીય રીતે વાહક તત્વની લંબાઈની બરાબર છે અને પ્રાથમિક પ્રવાહ સાથે દિશામાં એકરુપ છે, – વાહક તત્વથી વિચારણા હેઠળના ક્ષેત્ર બિંદુ સુધી દોરવામાં આવેલ ત્રિજ્યા વેક્ટર, આર - ત્રિજ્યા વેક્ટરનું મોડ્યુલસ. સંબંધ (3) પ્રાયોગિક રીતે Biot અને Savart દ્વારા સ્થાપિત કરવામાં આવ્યો હતો, જેનું લેપ્લેસ દ્વારા વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું અને તેથી તેને કહેવામાં આવે છે. બાયોટ-સાવર્ટ-લાપ્લેસ કાયદો. જમણા સ્ક્રુના નિયમ મુજબ, વિચારણા હેઠળના બિંદુ પર ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટર વર્તમાન તત્વ અને ત્રિજ્યા વેક્ટર માટે લંબરૂપ હોવાનું બહાર આવ્યું છે.

બાયોટ-સાવર્ટ-લેપ્લેસ કાયદા અને સુપરપોઝિશનના સિદ્ધાંતના આધારે, મનસ્વી રૂપરેખાંકનના વાહકમાં વહેતા ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહોના ચુંબકીય ક્ષેત્રોની ગણતરી કંડક્ટરની સમગ્ર લંબાઈ પર એકીકૃત કરીને કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ત્રિજ્યા સાથે ગોળાકાર કોઇલના કેન્દ્રમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રનું ચુંબકીય ઇન્ડક્શન આર , જેના દ્વારા પ્રવાહ વહે છે આઈ , બરાબર છે:

ગોળાકાર અને આગળના પ્રવાહોની ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓ આકૃતિ 1 માં બતાવવામાં આવી છે. પરિપત્ર પ્રવાહની ધરી પર, ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખા સીધી છે. ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની દિશા સર્કિટમાં વર્તમાનની દિશા સાથે સંબંધિત છે જમણા સ્ક્રુ નિયમ. જ્યારે ગોળાકાર પ્રવાહ પર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે નીચે પ્રમાણે ઘડી શકાય છે: જો જમણા હાથના થ્રેડ સાથેનો સ્ક્રૂ ગોળાકાર પ્રવાહની દિશામાં ફેરવવામાં આવે છે, તો સ્ક્રુની અનુવાદાત્મક હિલચાલ ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓની દિશા સૂચવે છે, સ્પર્શકો કે જેના પ્રત્યેક બિંદુએ ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટર સાથે મેળ ખાય છે.

, (5)

જ્યાં આર - રીંગની ત્રિજ્યા, એક્સ – રીંગના કેન્દ્રથી ધરી પરના બિંદુ સુધીનું અંતર કે જેના પર ચુંબકીય ઇન્ડક્શન નક્કી થાય છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્રની વ્યાખ્યા શું છે..??

રોજર

આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, "ચુંબકીય ક્ષેત્ર" એ બળ ક્ષેત્રોમાંનું એક માનવામાં આવે છે જે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જને ખસેડવા પર ચુંબકીય બળની ક્રિયા તરફ દોરી જાય છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રીક ચાર્જીસ, સામાન્ય રીતે વિદ્યુત પ્રવાહો, તેમજ વૈકલ્પિક ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. ચુંબકીય ચાર્જના અસ્તિત્વની સંભાવના વિશે એક પૂર્વધારણા છે, જે સૈદ્ધાંતિક રીતે ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ દ્વારા પ્રતિબંધિત નથી, પરંતુ અત્યાર સુધી આવા ચાર્જ (ચુંબકીય મોનોપોલ) શોધાયા નથી. મેક્સવેલના ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સના માળખામાં, ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત હોવાનું બહાર આવ્યું, જેના કારણે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રની એકીકૃત ખ્યાલનો ઉદભવ થયો.
ફિલ્ડ ફિઝિક્સ કંઈક અંશે ચુંબકીય ક્ષેત્ર તરફના વલણમાં ફેરફાર કરે છે. પ્રથમ, તે સાબિત કરે છે કે ચુંબકીય ચાર્જ સૈદ્ધાંતિક રીતે અસ્તિત્વમાં નથી. બીજું, ચુંબકીય ક્ષેત્ર એ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની સમાન સ્વતંત્ર ક્ષેત્ર નથી, પરંતુ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની હિલચાલ દરમિયાન ઉદ્ભવતા ત્રણ ગતિશીલ સુધારાઓમાંથી એક હોવાનું બહાર આવ્યું છે. તેથી, ફિલ્ડ ફિઝિક્સ માત્ર વિદ્યુત ક્ષેત્રને જ મૂળભૂત માને છે, અને ચુંબકીય બળ વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના વ્યુત્પન્નમાંથી એક બની જાય છે.
પી.એસ. પ્રોફેસર, અલબત્ત, પ્યાલો છે, પરંતુ તેની પાસે સાધનો છે....

મેરી

ચુંબકીય ક્ષેત્ર એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રનો એક ઘટક છે જે સમય-વિવિધ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની હાજરીમાં દેખાય છે. વધુમાં, ચુંબકીય ક્ષેત્ર ચાર્જ થયેલ કણોના પ્રવાહ દ્વારા અથવા અણુઓમાં ઇલેક્ટ્રોનની ચુંબકીય ક્ષણો (કાયમી ચુંબક) દ્વારા બનાવી શકાય છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રની મુખ્ય લાક્ષણિકતા તેની તાકાત છે, જે ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટર \vec(\mathbf(B)) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. SI માં, ચુંબકીય ઇન્ડક્શન ટેસ્લા (T) માં માપવામાં આવે છે.
ભૌતિક ગુણધર્મો
ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમય-વિદ્યુત ક્ષેત્ર દ્વારા અથવા કણોની પોતાની ચુંબકીય ક્ષણો દ્વારા રચાય છે. વધુમાં, ચાર્જ કરેલા કણોના પ્રવાહ દ્વારા ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવી શકાય છે. સાદા કિસ્સાઓમાં, તે બાયોટ-સાવર્ટ-લેપ્લેસ કાયદા અથવા પરિભ્રમણ પ્રમેય (જેને એમ્પીયરના નિયમ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે)માંથી શોધી શકાય છે. વધુ જટિલ પરિસ્થિતિઓમાં, તે મેક્સવેલના સમીકરણોના ઉકેલ તરીકે માંગવામાં આવે છે
ચુંબકીય ક્ષેત્ર કણો અને શરીરની ચુંબકીય ક્ષણો પર, ચાર્જ કરેલા કણો (અથવા વર્તમાન-વહન વાહક) પરની અસરમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરતા ચાર્જ્ડ પાર્ટિકલ પર કામ કરતું બળ લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ કહેવાય છે. તે કણના ચાર્જ અને ક્ષેત્રના વેક્ટર ઉત્પાદન અને કણની ગતિના પ્રમાણસર છે.
ગાણિતિક રજૂઆત
વેક્ટર જથ્થો કે જે શૂન્ય વિચલન સાથે અવકાશમાં ક્ષેત્ર બનાવે છે.

શુભ દિવસ, આજે તમને ખબર પડશે ચુંબકીય ક્ષેત્ર શું છેઅને તે ક્યાંથી આવે છે.

પૃથ્વી પરના દરેક વ્યક્તિએ ઓછામાં ઓછું એક વાર આયોજન કર્યું છે ચુંબકહાથમાં. સંભારણું રેફ્રિજરેટર ચુંબકથી શરૂ કરીને, અથવા આયર્ન પરાગ એકત્ર કરવા માટે કામ કરતા ચુંબક અને ઘણું બધું. એક બાળક તરીકે, તે એક રમુજી રમકડું હતું જે લોહ ધાતુ સાથે અટકી ગયું હતું, પરંતુ અન્ય ધાતુઓ સાથે નહીં. તો શું છે ચુંબકનું રહસ્ય અને તેનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર.

ચુંબકીય ક્ષેત્ર શું છે

કયા બિંદુએ ચુંબક આકર્ષવાનું શરૂ કરે છે? દરેક ચુંબકની આસપાસ એક ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોય છે, જેમાં પ્રવેશતા જ કઈ વસ્તુઓ તેની તરફ આકર્ષિત થવા લાગે છે. આવા ક્ષેત્રનું કદ ચુંબકના કદ અને તેના પોતાના ગુણધર્મોના આધારે બદલાઈ શકે છે.

વિકિપીડિયા શબ્દ:

ચુંબકીય ક્ષેત્ર એ બળ ક્ષેત્ર છે જે ગતિશીલ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ અને ચુંબકીય ક્ષણવાળા શરીર પર કાર્ય કરે છે, તેમની ગતિની સ્થિતિને ધ્યાનમાં લીધા વિના, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રના ચુંબકીય ઘટક.

ચુંબકીય ક્ષેત્ર ક્યાંથી આવે છે?

ચુંબકીય ક્ષેત્ર ચાર્જ થયેલ કણોના વર્તમાન અથવા અણુઓમાં ઇલેક્ટ્રોનની ચુંબકીય ક્ષણો તેમજ અન્ય કણોની ચુંબકીય ક્ષણો દ્વારા બનાવવામાં આવી શકે છે, જોકે નોંધપાત્ર રીતે ઓછા પ્રમાણમાં.

ચુંબકીય ક્ષેત્રનું અભિવ્યક્તિ

ચુંબકીય ક્ષેત્ર કણો અને શરીરની ચુંબકીય ક્ષણો પર, ચાર્જ કરેલા કણો અથવા વાહક સાથે ખસેડવા પરની અસરમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરતા વિદ્યુતભારિત કણ પર કાર્ય કરતું બળ છે લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ કહેવાય છે, જે હંમેશા v અને B વેક્ટરને લંબ નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે. તે કણ q ના ચાર્જના પ્રમાણસર છે, વેગ ઘટક v ચુંબકીય ક્ષેત્ર વેક્ટર B ની દિશામાં લંબરૂપ છે અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇન્ડક્શન B ની તીવ્રતા છે.

કયા પદાર્થો ચુંબકીય ક્ષેત્ર ધરાવે છે

આપણે ઘણીવાર તેના વિશે વિચારતા નથી, પરંતુ આપણી આસપાસના ઘણા (જો બધા નહીં) પદાર્થો ચુંબક છે. આપણે એ હકીકતથી ટેવાયેલા છીએ કે ચુંબક એ પોતાની તરફ આકર્ષણના ઉચ્ચારણ બળ સાથેનો કાંકરા છે, પરંતુ હકીકતમાં, લગભગ દરેક વસ્તુમાં આકર્ષણનું બળ હોય છે, તે ઘણું ઓછું છે. ચાલો આપણા ગ્રહને લઈએ, ઉદાહરણ તરીકે - આપણે અવકાશમાં ઉડતા નથી, જો કે આપણે સપાટી પર કંઈપણ પકડી રાખતા નથી. પૃથ્વીનું ક્ષેત્ર કાંકરા ચુંબકના ક્ષેત્ર કરતાં ઘણું નબળું છે, તેથી તે ફક્ત તેના પ્રચંડ કદને લીધે જ આપણને પકડી રાખે છે - જો તમે ક્યારેય જોયું છે કે લોકો ચંદ્ર પર કેવી રીતે ચાલે છે (જેનો વ્યાસ ચાર ગણો નાનો છે), તો તમે સ્પષ્ટપણે જોશો. અમે શું વાત કરી રહ્યા છીએ તે સમજો. પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ મોટાભાગે તેના પોપડા અને કોરના ધાતુના ઘટકો પર આધારિત છે - તેમની પાસે શક્તિશાળી ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે. તમે સાંભળ્યું હશે કે આયર્ન ઓરના મોટા થાપણોની નજીક, હોકાયંત્રો હવે ઉત્તર તરફ યોગ્ય રીતે નિર્દેશ કરતા નથી - આ એટલા માટે છે કારણ કે હોકાયંત્રનો સિદ્ધાંત ચુંબકીય ક્ષેત્રોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર આધારિત છે, અને આયર્ન ઓર તેની સોયને આકર્ષે છે.

અમે હજી પણ શાળાના ચુંબકીય ક્ષેત્ર વિશે યાદ રાખીએ છીએ, પરંતુ તે જે રજૂ કરે છે તે દરેકની યાદોમાં "પૉપ અપ" થતું નથી. ચાલો આપણે જે આવરી લીધું છે તે તાજું કરીએ અને કદાચ તમને કંઈક નવું, ઉપયોગી અને રસપ્રદ કહીએ.

ચુંબકીય ક્ષેત્રનું નિર્ધારણ

ચુંબકીય ક્ષેત્ર એ બળ ક્ષેત્ર છે જે ગતિશીલ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ (કણો) ને અસર કરે છે. આ બળ ક્ષેત્ર માટે આભાર, પદાર્થો એકબીજા તરફ આકર્ષાય છે. બે પ્રકારના ચુંબકીય ક્ષેત્રો છે:

1. ગુરુત્વાકર્ષણ - ફક્ત પ્રાથમિક કણોની નજીક રચાય છે અને આ કણોની લાક્ષણિકતાઓ અને બંધારણના આધારે તેની શક્તિમાં બદલાય છે.
2. ગતિશીલ, મૂવિંગ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ (વર્તમાન ટ્રાન્સમીટર, ચુંબકીય પદાર્થો) સાથે પદાર્થોમાં ઉત્પન્ન થાય છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્ર માટેનો હોદ્દો સૌપ્રથમ 1845 માં એમ. ફેરાડે દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો, જો કે તેનો અર્થ થોડો ભૂલભર્યો હતો, કારણ કે એવું માનવામાં આવતું હતું કે ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય પ્રભાવ અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયા બંને સમાન સામગ્રી ક્ષેત્રના આધારે હાથ ધરવામાં આવે છે. પાછળથી 1873 માં, ડી. મેક્સવેલે ક્વોન્ટમ થિયરી "પ્રસ્તુત" કરી, જેમાં આ વિભાવનાઓને અલગ પાડવાનું શરૂ થયું, અને અગાઉ મેળવેલા બળ ક્ષેત્રને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર કહેવામાં આવતું હતું.

ચુંબકીય ક્ષેત્ર કેવી રીતે દેખાય છે?

વિવિધ પદાર્થોના ચુંબકીય ક્ષેત્રો માનવ આંખ દ્વારા સમજી શકાતા નથી, અને ફક્ત વિશિષ્ટ સેન્સર તેને શોધી શકે છે. માઇક્રોસ્કોપિક સ્કેલ પર ચુંબકીય બળ ક્ષેત્રના દેખાવનો સ્ત્રોત એ ચુંબકીય (ચાર્જ્ડ) માઇક્રોપાર્ટિકલ્સની હિલચાલ છે, જે આ છે:

• આયનો;
• ઇલેક્ટ્રોન;
• પ્રોટોન

તેમની હિલચાલ સ્પિન મેગ્નેટિક મોમેન્ટને કારણે થાય છે જે દરેક માઇક્રોપાર્ટિકલમાં હાજર હોય છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્ર, તે ક્યાં મળી શકે?

ભલે તે ગમે તેટલું વિચિત્ર લાગે, આપણી આસપાસના લગભગ તમામ પદાર્થોનું પોતાનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોય છે. જો કે ઘણા લોકોના ખ્યાલમાં, માત્ર ચુંબક તરીકે ઓળખાતા કાંકરામાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોય છે, જે લોખંડની વસ્તુઓને પોતાની તરફ આકર્ષિત કરે છે. વાસ્તવમાં, આકર્ષણનું બળ તમામ પદાર્થોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, માત્ર તે ઓછા સંયોજકતામાં જ પ્રગટ થાય છે.

તે પણ સ્પષ્ટ કરવું જોઈએ કે બળ ક્ષેત્ર, જેને ચુંબકીય કહેવાય છે, ત્યારે જ દેખાય છે જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ અથવા શરીર ગતિશીલ હોય.

સ્થિર ચાર્જીસમાં ઇલેક્ટ્રિક ફોર્સ ફીલ્ડ હોય છે (તે મૂવિંગ ચાર્જમાં પણ હાજર હોઈ શકે છે). તે તારણ આપે છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્રના સ્ત્રોતો છે:

• કાયમી ચુંબક;
• મૂવિંગ ચાર્જીસ.

જેમ સ્થિર વિદ્યુત ચાર્જ વિદ્યુત ક્ષેત્ર દ્વારા બીજા ચાર્જ પર કાર્ય કરે છે, તેમ વિદ્યુત પ્રવાહ અન્ય પ્રવાહ પર કાર્ય કરે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર. સ્થાયી ચુંબક પરના ચુંબકીય ક્ષેત્રની અસર પદાર્થના અણુઓમાં ફરતા ચાર્જ અને માઇક્રોસ્કોપિક ગોળ પ્રવાહો બનાવવા પર તેની અસરમાં ઘટાડો થાય છે.

ના સિદ્ધાંત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમબે જોગવાઈઓ પર આધારિત:

• ચુંબકીય ક્ષેત્ર ગતિશીલ ચાર્જ અને પ્રવાહો પર કાર્ય કરે છે;
• ચુંબકીય ક્ષેત્ર કરંટ અને મૂવિંગ ચાર્જની આસપાસ ઉદ્ભવે છે.

મેગ્નેટ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

કાયમી ચુંબક(અથવા ચુંબકીય સોય) પૃથ્વીના ચુંબકીય મેરીડીયન સાથે લક્ષી છે. ઉત્તર તરફ નિર્દેશ કરતો અંત કહેવાય છે ઉત્તર ધ્રુવ(એન), અને વિરુદ્ધ અંત છે દક્ષિણ ધ્રુવ(એસ). બે ચુંબકને એકબીજાની નજીક લાવતા, અમે નોંધીએ છીએ કે તેમના જેવા ધ્રુવો ભગાડે છે અને તેમના વિપરીત ધ્રુવો આકર્ષિત કરે છે ( ચોખા 1 ).

જો આપણે સ્થાયી ચુંબકને બે ભાગોમાં કાપીને ધ્રુવોને અલગ કરીએ, તો આપણે શોધીશું કે તે દરેકમાં પણ હશે. બે ધ્રુવો, એટલે કે કાયમી ચુંબક હશે ( ચોખા 2 ). બંને ધ્રુવો - ઉત્તર અને દક્ષિણ - એકબીજાથી અવિભાજ્ય છે અને સમાન અધિકારો ધરાવે છે.

પૃથ્વી અથવા કાયમી ચુંબક દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર, બળની ચુંબકીય રેખાઓ દ્વારા, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની જેમ રજૂ થાય છે. ચુંબકની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓનું ચિત્ર તેના પર કાગળની શીટ મૂકીને મેળવી શકાય છે, જેના પર એક સમાન સ્તરમાં આયર્ન ફાઇલિંગ છાંટવામાં આવે છે. જ્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્રના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે લાકડાંઈ નો વહેર ચુંબકીય બને છે - તેમાંના દરેકમાં ઉત્તર અને દક્ષિણ ધ્રુવો હોય છે. વિરોધી ધ્રુવો એકબીજાની નજીક આવવાનું વલણ ધરાવે છે, પરંતુ કાગળ પર લાકડાંઈ નો વહેર ના ઘર્ષણ દ્વારા આને અટકાવવામાં આવે છે. જો તમે તમારી આંગળી વડે કાગળને ટેપ કરો છો, તો ઘર્ષણ ઘટશે અને ફાઇલિંગ એકબીજા તરફ આકર્ષિત થશે, ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરતી સાંકળો બનાવશે.

ચાલુ ચોખા 3 સીધા ચુંબકના ક્ષેત્રમાં લાકડાંઈ નો વહેર અને નાના ચુંબકીય તીરોનું સ્થાન બતાવે છે, જે ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓની દિશા દર્શાવે છે. આ દિશાને ચુંબકીય સોયના ઉત્તર ધ્રુવની દિશા તરીકે લેવામાં આવે છે.

ઓર્સ્ટેડનો અનુભવ. વર્તમાનનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર

19મી સદીની શરૂઆતમાં. ડેનિશ વૈજ્ઞાનિક ઓર્સ્ટેડજ્યારે તેણે શોધ કરી ત્યારે એક મહત્વપૂર્ણ શોધ કરી કાયમી ચુંબક પર વિદ્યુત પ્રવાહની ક્રિયા . તેણે ચુંબકીય સોય પાસે એક લાંબો વાયર મૂક્યો. જ્યારે વાયરમાંથી પ્રવાહ પસાર થતો હતો, ત્યારે તીર ફરે છે, પોતાને તેની પર લંબરૂપ રાખવાનો પ્રયાસ કરે છે ( ચોખા 4 ). આ વાહકની આસપાસના ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઉદભવ દ્વારા સમજાવી શકાય છે.

પ્રવાહ વહન કરતા સીધા વાહક દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓ તેના પર લંબરૂપ સમતલમાં સ્થિત કેન્દ્રિત વર્તુળો છે, જે બિંદુ પર કેન્દ્રો ધરાવે છે જેના દ્વારા વર્તમાન પસાર થાય છે ( ચોખા 5 ). રેખાઓની દિશા યોગ્ય સ્ક્રુ નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

જો સ્ક્રુને ફીલ્ડ લાઇનની દિશામાં ફેરવવામાં આવે તો, તે કંડક્ટરમાં પ્રવાહની દિશામાં આગળ વધશે. .

ચુંબકીય ક્ષેત્રની તાકાત લાક્ષણિકતા છે ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટર B . દરેક બિંદુએ તે ફિલ્ડ લાઇન પર સ્પર્શક રીતે નિર્દેશિત થાય છે. વિદ્યુત ક્ષેત્રની રેખાઓ સકારાત્મક ચાર્જ પર શરૂ થાય છે અને નકારાત્મક પર સમાપ્ત થાય છે, અને આ ક્ષેત્રમાં ચાર્જ પર કામ કરતું બળ દરેક બિંદુ પરની રેખા તરફ સ્પર્શક રીતે નિર્દેશિત થાય છે. ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રથી વિપરીત, ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓ બંધ છે, જે પ્રકૃતિમાં "ચુંબકીય ચાર્જ" ની ગેરહાજરીને કારણે છે.

વર્તમાનનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર મૂળભૂત રીતે કાયમી ચુંબક દ્વારા બનાવેલા ક્ષેત્રથી અલગ નથી. આ અર્થમાં, સપાટ ચુંબકનું એનાલોગ એ લાંબી સોલેનોઇડ છે - વાયરની કોઇલ, જેની લંબાઈ તેના વ્યાસ કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે. તેના દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓનો આકૃતિ, જેમાં બતાવવામાં આવ્યો છે ચોખા 6 , સપાટ ચુંબક માટે સમાન છે ( ચોખા 3 ). વર્તુળો વાયરના ક્રોસ સેક્શન સૂચવે છે જે સોલેનોઇડ વિન્ડિંગ બનાવે છે. નિરીક્ષકથી દૂર વાયરમાંથી વહેતા પ્રવાહો ક્રોસ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે, અને વિપરીત દિશામાં - નિરીક્ષક તરફ - બિંદુઓ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. સમાન હોદ્દો ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ માટે પણ સ્વીકારવામાં આવે છે જ્યારે તે રેખાંકનના પ્લેન પર લંબ હોય છે ( ચોખા 7 a, b).

સોલેનોઇડ વિન્ડિંગમાં વર્તમાનની દિશા અને તેની અંદરની ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓની દિશા પણ જમણા સ્ક્રૂના નિયમ દ્વારા સંબંધિત છે, જે આ કિસ્સામાં નીચે પ્રમાણે ઘડવામાં આવે છે:

જો તમે સોલેનોઇડની અક્ષ સાથે જોશો, તો ઘડિયાળની દિશામાં વહેતો પ્રવાહ તેમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે, જેની દિશા જમણા સ્ક્રુની હિલચાલની દિશા સાથે સુસંગત છે ( ચોખા 8 )

આ નિયમના આધારે, તે સમજવું સરળ છે કે સોલેનોઇડ જે દર્શાવે છે ચોખા 6 , ઉત્તર ધ્રુવ તેનો જમણો છેડો છે અને દક્ષિણ ધ્રુવ તેનો ડાબો છે.

સોલેનોઇડની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર એકસમાન છે - ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટરનું ત્યાં સતત મૂલ્ય છે (B = const). આ સંદર્ભમાં, સોલેનોઇડ એ સમાંતર-પ્લેટ કેપેસિટર જેવું જ છે, જેની અંદર એક સમાન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર બનાવવામાં આવે છે.

વર્તમાન-વહન વાહક પર ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કાર્ય કરતું બળ

તે પ્રાયોગિક રીતે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું હતું કે બળ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વર્તમાન-વહન વાહક પર કાર્ય કરે છે. એક સમાન ક્ષેત્રમાં, l લંબાઈનો સીધો વાહક, જેના દ્વારા પ્રવાહ I વહે છે, જે ક્ષેત્ર વેક્ટર B પર લંબ સ્થિત છે, તે બળનો અનુભવ કરે છે: F = I l B .

બળની દિશા નક્કી થાય છે ડાબા હાથનો નિયમ:

જો ડાબા હાથની ચાર વિસ્તરેલી આંગળીઓને કંડક્ટરમાં પ્રવાહની દિશામાં મૂકવામાં આવે અને હથેળી વેક્ટર B પર લંબ હોય, તો વિસ્તૃત અંગૂઠો કંડક્ટર પર કામ કરતા બળની દિશા સૂચવે છે. (ચોખા 9 ).

એ નોંધવું જોઈએ કે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વર્તમાન સાથેના વાહક પર કાર્ય કરતું બળ ઇલેક્ટ્રિક બળની જેમ તેના બળની રેખાઓ તરફ સ્પર્શક રીતે નિર્દેશિત થતું નથી, પરંતુ તેમને લંબરૂપ છે. બળની રેખાઓ સાથે સ્થિત વાહક ચુંબકીય બળથી પ્રભાવિત નથી.

સમીકરણ F = IlBતમને ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇન્ડક્શનની માત્રાત્મક લાક્ષણિકતા આપવા માટે પરવાનગી આપે છે.

વલણ વાહકના ગુણધર્મો પર આધાર રાખતો નથી અને ચુંબકીય ક્ષેત્રને જ લાક્ષણિકતા આપે છે.

ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટર B ની તીવ્રતા સંખ્યાત્મક રીતે તેની કાટખૂણે સ્થિત એકમ લંબાઈના વાહક પર કાર્ય કરતા બળ જેટલી છે, જેના દ્વારા એક એમ્પીયરનો પ્રવાહ વહે છે.

SI સિસ્ટમમાં, ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇન્ડક્શનનું એકમ ટેસ્લા (T):

એક ચુંબકીય ક્ષેત્ર. કોષ્ટકો, આકૃતિઓ, સૂત્રો

(ચુંબકની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા, ઓર્સ્ટેડનો પ્રયોગ, ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટર, વેક્ટર દિશા, સુપરપોઝિશન સિદ્ધાંત. ચુંબકીય ક્ષેત્રોની ગ્રાફિક રજૂઆત, ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓ. ચુંબકીય પ્રવાહ, ક્ષેત્રની ઊર્જા લાક્ષણિકતા. ચુંબકીય દળો, એમ્પીયર બળ, લોરેન્ટ્ઝ બળ. ચાર્જ થયેલ કણોની હિલચાલ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં પદાર્થના ચુંબકીય ગુણધર્મો, એમ્પીયરની પૂર્વધારણા)

ચુંબકીય ક્ષેત્રની લાક્ષણિકતા શું છે તે સમજવા માટે, ઘણી ઘટનાઓને વ્યાખ્યાયિત કરવી આવશ્યક છે. તે જ સમયે, તમારે અગાઉથી યાદ રાખવાની જરૂર છે કે તે કેવી રીતે અને શા માટે દેખાય છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિ વિશેષતા શું છે તે શોધો. તે મહત્વનું છે કે આવા ક્ષેત્ર માત્ર ચુંબકમાં જ થઈ શકે છે. આ સંદર્ભમાં, પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રની લાક્ષણિકતાઓનો ઉલ્લેખ કરવાથી નુકસાન થશે નહીં.

ક્ષેત્રનો ઉદભવ

પ્રથમ આપણે ક્ષેત્રના ઉદભવનું વર્ણન કરવાની જરૂર છે. પછી તમે ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને તેની લાક્ષણિકતાઓનું વર્ણન કરી શકો છો. તે ચાર્જ થયેલા કણોની હિલચાલ દરમિયાન દેખાય છે. ખાસ જીવંત વાહકમાં અસર કરી શકે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને મૂવિંગ ચાર્જ, અથવા વાહક કે જેના દ્વારા વર્તમાન વહે છે, વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક કહેવાતા દળોને કારણે થાય છે.

ચોક્કસ અવકાશી બિંદુ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા અથવા તાકાત લાક્ષણિકતા ચુંબકીય ઇન્ડક્શનનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે. બાદમાં પ્રતીક B દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે.

ક્ષેત્રની ગ્રાફિકલ રજૂઆત

ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને તેની લાક્ષણિકતાઓ ઇન્ડક્શન લાઇનનો ઉપયોગ કરીને ગ્રાફિકલ સ્વરૂપમાં રજૂ કરી શકાય છે. આ વ્યાખ્યા એ રેખાઓનો સંદર્ભ આપે છે કે જેની સ્પર્શક કોઈપણ બિંદુએ ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટરની દિશા સાથે સુસંગત હશે.

આ રેખાઓ ચુંબકીય ક્ષેત્રની લાક્ષણિકતાઓમાં શામેલ છે અને તેનો ઉપયોગ તેની દિશા અને તીવ્રતા નક્કી કરવા માટે થાય છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા જેટલી વધુ હશે, તેટલી વધુ આ રેખાઓ દોરવામાં આવશે.

ચુંબકીય રેખાઓ શું છે

સીધા વર્તમાન-વહન વાહકમાં ચુંબકીય રેખાઓ એક કેન્દ્રિત વર્તુળનો આકાર ધરાવે છે, જેનું કેન્દ્ર આપેલ વાહકની ધરી પર સ્થિત છે. વર્તમાન-વહન વાહકની નજીકની ચુંબકીય રેખાઓની દિશા જીમલેટના નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જે આના જેવો સંભળાય છે: જો જીમલેટને એવી રીતે સ્થિત કરવામાં આવે છે કે તે પ્રવાહની દિશામાં કંડક્ટરમાં સ્ક્રૂ થઈ જાય, તો હેન્ડલના પરિભ્રમણની દિશા ચુંબકીય રેખાઓની દિશાને અનુરૂપ છે.

વર્તમાન સાથે કોઇલમાં, ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા પણ જીમલેટ નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવશે. સોલેનોઇડ વળાંકમાં વર્તમાનની દિશામાં હેન્ડલને ફેરવવું પણ જરૂરી છે. ચુંબકીય ઇન્ડક્શન લાઇનની દિશા જીમલેટની અનુવાદાત્મક હિલચાલની દિશાને અનુરૂપ હશે.

તે ચુંબકીય ક્ષેત્રની મુખ્ય લાક્ષણિકતા છે.

એક જ પ્રવાહ દ્વારા બનાવવામાં આવેલ, સમાન પરિસ્થિતિઓમાં, આ પદાર્થોમાં વિવિધ ચુંબકીય ગુણધર્મોને કારણે ક્ષેત્ર વિવિધ માધ્યમોમાં તીવ્રતામાં બદલાશે. માધ્યમના ચુંબકીય ગુણધર્મો સંપૂર્ણ ચુંબકીય અભેદ્યતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. તે હેન્રી પ્રતિ મીટર (g/m) માં માપવામાં આવે છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્રની લાક્ષણિકતાઓમાં શૂન્યાવકાશની સંપૂર્ણ ચુંબકીય અભેદ્યતાનો સમાવેશ થાય છે, જેને ચુંબકીય સ્થિરાંક કહેવાય છે. મૂલ્ય જે નિર્ધારિત કરે છે કે માધ્યમની નિરપેક્ષ ચુંબકીય અભેદ્યતા અચલથી કેટલી વાર અલગ હશે તેને સંબંધિત ચુંબકીય અભેદ્યતા કહેવાય છે.

પદાર્થોની ચુંબકીય અભેદ્યતા

આ એક પરિમાણહીન જથ્થો છે. એક કરતાં ઓછી અભેદ્યતા મૂલ્ય ધરાવતા પદાર્થોને ડાયમેગ્નેટિક કહેવામાં આવે છે. આ પદાર્થોમાં ક્ષેત્ર શૂન્યાવકાશ કરતાં નબળું હશે. આ ગુણધર્મો હાઇડ્રોજન, પાણી, ક્વાર્ટઝ, ચાંદી વગેરેમાં હાજર છે.

એકતા કરતાં વધુ ચુંબકીય અભેદ્યતા ધરાવતા માધ્યમોને પેરામેગ્નેટિક કહેવામાં આવે છે. આ પદાર્થોમાં ક્ષેત્ર શૂન્યાવકાશ કરતાં વધુ મજબૂત હશે. આ માધ્યમો અને પદાર્થોમાં હવા, એલ્યુમિનિયમ, ઓક્સિજન અને પ્લેટિનમનો સમાવેશ થાય છે.

પેરામેગ્નેટિક અને ડાયમેગ્નેટિક પદાર્થોના કિસ્સામાં, ચુંબકીય અભેદ્યતાનું મૂલ્ય બાહ્ય, ચુંબકીય ક્ષેત્રના વોલ્ટેજ પર આધારિત રહેશે નહીં. આનો અર્થ એ છે કે ચોક્કસ પદાર્થ માટે જથ્થો સ્થિર છે.

એક ખાસ જૂથમાં ફેરોમેગ્નેટનો સમાવેશ થાય છે. આ પદાર્થો માટે, ચુંબકીય અભેદ્યતા હજારો અથવા વધુ સુધી પહોંચશે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્રને વધારવાની મિલકત ધરાવતા આ પદાર્થોનો વિદ્યુત ઈજનેરીમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

ક્ષેત્ર શક્તિ

ચુંબકીય ક્ષેત્રની લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરવા માટે, ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટર સાથે ચુંબકીય ક્ષેત્રની તાકાત તરીકે ઓળખાતા મૂલ્યનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. આ શબ્દ બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા નક્કી કરે છે. તમામ દિશામાં સમાન ગુણધર્મો ધરાવતા માધ્યમમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા, તીવ્રતા વેક્ટર ક્ષેત્ર બિંદુ પરના ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટર સાથે મેળ ખાશે.

ફેરોમેગ્નેટની મજબૂતાઈ તેમનામાં મનસ્વી રીતે ચુંબકિત નાના ભાગોની હાજરી દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે, જે નાના ચુંબકના સ્વરૂપમાં રજૂ કરી શકાય છે.

કોઈ ચુંબકીય ક્ષેત્ર વિના, લોહચુંબકીય પદાર્થમાં ઉચ્ચારણ ચુંબકીય ગુણધર્મો ન હોઈ શકે, કારણ કે ડોમેન્સનાં ક્ષેત્રો વિવિધ દિશાઓ પ્રાપ્ત કરે છે, અને તેમનું કુલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર શૂન્ય છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્રની મુખ્ય લાક્ષણિકતા અનુસાર, જો ફેરોમેગ્નેટ બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, વર્તમાન સાથે કોઇલમાં, તો પછી બાહ્ય ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ ડોમેન્સ બાહ્ય ક્ષેત્રની દિશામાં ફેરવાશે. તદુપરાંત, કોઇલ પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર વધશે, અને ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વધશે. જો બાહ્ય ક્ષેત્ર પૂરતું નબળું છે, તો પછી બધા ડોમેન્સનો માત્ર એક ભાગ ફેરવાશે, જેનાં ચુંબકીય ક્ષેત્રો બાહ્ય ક્ષેત્રની દિશાની દિશામાં નજીક છે. જેમ જેમ બાહ્ય ક્ષેત્રની મજબૂતાઈ વધશે તેમ, ફરતા ડોમેન્સની સંખ્યામાં વધારો થશે, અને બાહ્ય ક્ષેત્રના વોલ્ટેજના ચોક્કસ મૂલ્ય પર, લગભગ તમામ ભાગોને ફેરવવામાં આવશે જેથી ચુંબકીય ક્ષેત્રો બાહ્ય ક્ષેત્રની દિશામાં સ્થિત હોય. આ સ્થિતિને ચુંબકીય સંતૃપ્તિ કહેવામાં આવે છે.

ચુંબકીય ઇન્ડક્શન અને તણાવ વચ્ચેનો સંબંધ

ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થના ચુંબકીય ઇન્ડક્શન અને બાહ્ય ક્ષેત્રની શક્તિ વચ્ચેના સંબંધને ચુંબકીયકરણ વળાંક તરીકે ઓળખાતા ગ્રાફનો ઉપયોગ કરીને દર્શાવી શકાય છે. જ્યાં વળાંક ગ્રાફ વળે છે તે બિંદુએ, ચુંબકીય ઇન્ડક્શનમાં વધારો દર ઘટે છે. બેન્ડિંગ પછી, જ્યાં તણાવ ચોક્કસ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે, સંતૃપ્તિ થાય છે, અને વળાંક સહેજ વધે છે, ધીમે ધીમે સીધી રેખાનો આકાર લે છે. આ ક્ષેત્રમાં, ઇન્ડક્શન હજી પણ વધી રહ્યું છે, પરંતુ ધીમે ધીમે અને માત્ર બાહ્ય ક્ષેત્રની શક્તિમાં વધારાને કારણે.

સૂચક ડેટાની ગ્રાફિકલ અવલંબન સીધી નથી, જેનો અર્થ છે કે તેમનો ગુણોત્તર સ્થિર નથી, અને સામગ્રીની ચુંબકીય અભેદ્યતા સતત સૂચક નથી, પરંતુ બાહ્ય ક્ષેત્ર પર આધારિત છે.

સામગ્રીના ચુંબકીય ગુણધર્મોમાં ફેરફાર

જ્યારે ફેરોમેગ્નેટિક કોર સાથે કોઇલમાં સંતૃપ્તિ પૂર્ણ કરવા માટે વર્તમાન તાકાત વધારવામાં આવે છે અને પછી ઘટાડો થાય છે, ત્યારે ચુંબકીકરણ વળાંક ડિમેગ્નેટાઇઝેશન વળાંક સાથે સુસંગત રહેશે નહીં. શૂન્ય તીવ્રતા સાથે, ચુંબકીય ઇન્ડક્શન સમાન મૂલ્ય ધરાવશે નહીં, પરંતુ શેષ ચુંબકીય ઇન્ડક્શન તરીકે ઓળખાતા ચોક્કસ સૂચકને પ્રાપ્ત કરશે. પરિસ્થિતિ જ્યાં ચુંબકીય ઇન્ડક્શન ચુંબકીય બળથી પાછળ રહે છે તેને હિસ્ટેરેસિસ કહેવામાં આવે છે.

કોઇલમાં ફેરોમેગ્નેટિક કોરને સંપૂર્ણપણે ડિમેગ્નેટાઇઝ કરવા માટે, રિવર્સ કરંટ આપવો જરૂરી છે, જે જરૂરી વોલ્ટેજ બનાવશે. વિવિધ લોહચુંબકીય પદાર્થોને વિવિધ લંબાઈના ટુકડાની જરૂર પડે છે. તે જેટલું મોટું છે, ડિમેગ્નેટાઇઝેશન માટે જરૂરી ઊર્જાનો જથ્થો વધારે છે. જે મૂલ્ય પર સામગ્રીનું સંપૂર્ણ ડિમેગ્નેટાઇઝેશન થાય છે તેને બળજબરી બળ કહેવાય છે.

કોઇલમાં વર્તમાનમાં વધુ વધારા સાથે, ઇન્ડક્શન ફરીથી સંતૃપ્તિમાં વધશે, પરંતુ ચુંબકીય રેખાઓની અલગ દિશા સાથે. જ્યારે વિરુદ્ધ દિશામાં ડિમેગ્નેટાઇઝેશન કરવામાં આવે છે, ત્યારે શેષ ઇન્ડક્શન મેળવવામાં આવશે. અવશેષ ચુંબકત્વની ઘટનાનો ઉપયોગ અવશેષ ચુંબકત્વના ઉચ્ચ ઇન્ડેક્સવાળા પદાર્થોમાંથી કાયમી ચુંબક બનાવવા માટે થાય છે. વિદ્યુત મશીનો અને ઉપકરણો માટેના કોરો એવા પદાર્થોમાંથી બનાવવામાં આવે છે જે ફરીથી ચુંબકીયકરણ કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.

ડાબા હાથનો નિયમ

વર્તમાન વહન કરનાર વાહકને અસર કરતું બળ ડાબા હાથના નિયમ દ્વારા નિર્ધારિત દિશા ધરાવે છે: જ્યારે કુંવારી હાથની હથેળી એવી રીતે સ્થિત કરવામાં આવે છે કે ચુંબકીય રેખાઓ તેમાં પ્રવેશે છે, અને ચાર આંગળીઓ પ્રવાહની દિશામાં લંબાય છે. કંડક્ટરમાં, વળેલો અંગૂઠો બળની દિશા સૂચવે છે. આ બળ ઇન્ડક્શન વેક્ટર અને પ્રવાહને લંબરૂપ છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિશીલ વર્તમાન વહન કરનાર વાહકને ઇલેક્ટ્રિક મોટરનો પ્રોટોટાઇપ ગણવામાં આવે છે જે વિદ્યુત ઊર્જાને યાંત્રિક ઊર્જામાં પરિવર્તિત કરે છે.

જમણા હાથનો નિયમ

જ્યારે વાહક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં આગળ વધે છે, ત્યારે તેની અંદર એક ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ પ્રેરિત થાય છે, જેનું મૂલ્ય ચુંબકીય ઇન્ડક્શન, સામેલ વાહકની લંબાઈ અને તેની હિલચાલની ગતિના પ્રમાણસર હોય છે. આ અવલંબનને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન કહેવામાં આવે છે. કંડક્ટરમાં પ્રેરિત EMF ની દિશા નક્કી કરતી વખતે, જમણા હાથના નિયમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે: જ્યારે જમણો હાથ ડાબી બાજુના ઉદાહરણની જેમ જ સ્થિત થયેલ હોય, ત્યારે ચુંબકીય રેખાઓ હથેળીમાં પ્રવેશ કરે છે, અને અંગૂઠો સૂચવે છે કંડક્ટરની હિલચાલની દિશા, વિસ્તૃત આંગળીઓ પ્રેરિત EMF ની દિશા સૂચવે છે. બાહ્ય યાંત્રિક બળના પ્રભાવ હેઠળ ચુંબકીય પ્રવાહમાં ફરતા વાહક એ વિદ્યુત જનરેટરનું સૌથી સરળ ઉદાહરણ છે જેમાં યાંત્રિક ઉર્જા વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.

તે અલગ રીતે ઘડી શકાય છે: બંધ લૂપમાં, આ લૂપ દ્વારા આવરી લેવામાં આવતા ચુંબકીય પ્રવાહમાં કોઈપણ ફેરફાર સાથે, લૂપમાં EMF આ લૂપને આવરી લેતા ચુંબકીય પ્રવાહના ફેરફારના દરની સંખ્યાની સમાન હોય છે.

આ ફોર્મ સરેરાશ EMF સૂચક પ્રદાન કરે છે અને EMF ની અવલંબન ચુંબકીય પ્રવાહ પર નહીં, પરંતુ તેના ફેરફારના દર પર સૂચવે છે.

લેન્ઝનો કાયદો

તમારે લેન્ઝનો નિયમ પણ યાદ રાખવાની જરૂર છે: જ્યારે સર્કિટમાંથી પસાર થતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર બદલાય છે, ત્યારે તેનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર આ પરિવર્તનને અટકાવે છે. જો કોઇલના વળાંકમાં વિવિધ તીવ્રતાના ચુંબકીય પ્રવાહો દ્વારા પ્રવેશ કરવામાં આવે છે, તો સમગ્ર કોઇલમાં પ્રેરિત EMF વિવિધ વળાંકોમાં EDE ના સરવાળા સમાન છે. કોઇલના વિવિધ વળાંકોના ચુંબકીય પ્રવાહના સરવાળાને પ્રવાહ જોડાણ કહેવામાં આવે છે. આ જથ્થા માટે માપનનું એકમ, તેમજ ચુંબકીય પ્રવાહ માટે, વેબર છે.

જ્યારે સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ બદલાય છે, ત્યારે તે બનાવે છે તે ચુંબકીય પ્રવાહ પણ બદલાય છે. આ કિસ્સામાં, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના કાયદા અનુસાર, એક ઇએમએફ કંડક્ટરની અંદર પ્રેરિત થાય છે. તે વાહકમાં વર્તમાનમાં ફેરફારના સંબંધમાં દેખાય છે, તેથી આ ઘટનાને સ્વ-ઇન્ડક્શન કહેવામાં આવે છે, અને કંડક્ટરમાં પ્રેરિત ઇએમએફને સ્વ-ઇન્ડક્શન ઇએમએફ કહેવામાં આવે છે.

ફ્લક્સ લિન્કેજ અને મેગ્નેટિક ફ્લક્સ માત્ર વર્તમાન તાકાત પર જ નહીં, પણ આપેલ વાહકના કદ અને આકાર અને આસપાસના પદાર્થની ચુંબકીય અભેદ્યતા પર પણ આધાર રાખે છે.

કંડક્ટર ઇન્ડક્ટન્સ

પ્રમાણસરતા પરિબળને વાહકનું ઇન્ડક્ટન્સ કહેવામાં આવે છે. જ્યારે વીજળી તેમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે તે પ્રવાહ જોડાણ બનાવવાની કંડક્ટરની ક્ષમતાને દર્શાવે છે. આ ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટના મુખ્ય પરિમાણોમાંનું એક છે. ચોક્કસ સર્કિટ માટે, ઇન્ડક્ટન્સ એ સ્થિર મૂલ્ય છે. તે સર્કિટના કદ, તેની ગોઠવણી અને માધ્યમની ચુંબકીય અભેદ્યતા પર આધારિત રહેશે. આ કિસ્સામાં, સર્કિટમાં વર્તમાન તાકાત અને ચુંબકીય પ્રવાહમાં કોઈ ફરક પડશે નહીં.

ઉપરોક્ત વ્યાખ્યાઓ અને ઘટનાઓ ચુંબકીય ક્ષેત્ર શું છે તેની સમજૂતી આપે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ પણ આપવામાં આવે છે, જેની મદદથી આ ઘટનાને વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે.