विद्युत् धारावाही चालक पर चुम्बकीय बल

Magnetic force on a current carrying conductor

विद्युत-चुम्बकत्व में विद्युत धारावाही चालक पर चुंबकीय बल एक मौलिक अवधारणा है। जब विद्युत धारा किसी चालक, जैसे कि तार, से प्रवाहित होती है, तो यह उसके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है। यह चुंबकीय क्षेत्र अन्य चुंबकीय क्षेत्रों के साथ संपर्क करता है, जिसमें आस-पास के चुंबक या अन्य वर्तमान-वाहक कंडक्टर भी शामिल हैं, जिससे कंडक्टर पर एक बल उत्पन्न होता है।

इस बल को समझने के लिए, हम धारा प्रवाहित कंडक्टर पर चुंबकीय बल के लिए "दाहिने हाथ के नियम" का उपयोग करते हैं:

   सीधे कंडक्टर के लिए दाहिने हाथ का नियम: कल्पना करें कि आपने कंडक्टर को अपने दाहिने हाथ में पकड़ रखा है और आपका अंगूठा करंट की दिशा (सकारात्मक चार्ज प्रवाह की दिशा) की ओर इशारा कर रहा है। यदि आप कंडक्टर के चारों ओर अपनी उंगलियां घुमाते हैं, तो आपकी उंगलियां जिस दिशा में इंगित करती हैं वह कंडक्टर के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा दर्शाती है।

   किसी अन्य चुंबकीय क्षेत्र के साथ अंतःक्रिया: अब, यदि आपके पास कोई अन्य चुंबकीय क्षेत्र है (स्थायी चुंबक या किसी अन्य विद्युत धारा प्रवाहित कंडक्टर से), तो कंडक्टर की चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।

   कंडक्टर पर बल: जब कंडक्टर की चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र समानांतर नहीं होते हैं, तो उनकी परस्पर क्रिया के कारण कंडक्टर पर एक बल कार्य करता है। इस बल का परिमाण चुंबकीय क्षेत्र की ताकत, चालक में प्रवाहित धारा और उनकी दिशाओं के बीच के कोण पर निर्भर करता है।

   बल की दिशा: कंडक्टर पर बल की दिशा क्रॉस उत्पादों के लिए दाहिने हाथ के नियम द्वारा दी गई है। यदि आप अपने अंगूठे को कंडक्टर के चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में बढ़ाते हैं (कंडक्टर के लिए दाएं हाथ के नियम का उपयोग करके पाया जाता है), और अपनी अंगुलियों को बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में बढ़ाते हैं, तो आपके हाथ की हथेली उस पर लगने वाले बल की दिशा को दर्शाती है कंडक्टर।

बाहरी चुंबकीय क्षेत्र (बी) में सीधे विद्युत धारावाही चालक पर चुंबकीय बल की गणितीय अभिव्यक्ति इस प्रकार दी गई है:

एफ = आई * एल * बी * पाप(θ)

जहाँ:

   F चालक पर चुंबकीय बल का परिमाण (न्यूटन में) है।

   I कंडक्टर के माध्यम से बहने वाली धारा है (एम्पीयर में)।

   L उस कंडक्टर की लंबाई है जो चुंबकीय क्षेत्र में है (मीटर में)।

   बी बाहरी चुंबकीय क्षेत्र का परिमाण है (टेस्ला में)।

   θ चालक में धारा की दिशा और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा (डिग्री में) के बीच का कोण है।

यह अवधारणा यह समझने में महत्वपूर्ण है कि चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग मोटर, जनरेटर और अन्य उपकरणों को बनाने के लिए कैसे किया जा सकता है जो चुंबकीय क्षेत्र और वर्तमान-ले जाने वाले कंडक्टरों के बीच बातचीत पर निर्भर करते हैं।