विद्युत धारा पर इसके प्रभाव से चुंबकीय क्षेत्र का पता लगाना। बाएं हाथ का नियम

आज के वीडियो ट्यूटोरियल के लिए धन्यवाद, हम सीखेंगे कि विद्युत प्रवाह पर इसके प्रभाव से चुंबकीय क्षेत्र का पता कैसे लगाया जाता है। बाएं हाथ का नियम याद रखें। अनुभव के माध्यम से हम सीखते हैं कि किसी अन्य विद्युत प्रवाह पर इसके प्रभाव से एक चुंबकीय क्षेत्र का पता कैसे लगाया जाता है। आइए जानें क्या है लेफ्ट हैंड रूल।

इस पाठ में, हम विद्युत धारा पर इसके प्रभाव से चुंबकीय क्षेत्र का पता लगाने से संबंधित मुद्दे पर चर्चा करेंगे और बाएं हाथ के नियम से परिचित होंगे।

आइए अनुभव की ओर मुड़ें। धाराओं की परस्पर क्रिया का अध्ययन करने वाला पहला ऐसा प्रयोग 1820 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक एम्पीयर द्वारा किया गया था। प्रयोग इस प्रकार था: एक दिशा में समानांतर कंडक्टर के माध्यम से एक विद्युत प्रवाह पारित किया गया था, फिर इन कंडक्टरों की बातचीत अलग-अलग दिशाओं में देखी गई थी।

चावल। 1. एम्पीयर का अनुभव। एक ही दिशा में करंट ले जाने वाले कंडक्टर आकर्षित करते हैं, और विपरीत दिशाएं पीछे हटती हैं।

यदि हम दो समान्तर चालक लेते हैं जिनसे होकर एक ही दिशा में विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो इस स्थिति में चालक एक दूसरे की ओर आकर्षित होंगे। जब एक ही चालक में विद्युत धारा अलग-अलग दिशाओं में प्रवाहित होती है, तो चालक एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। इस प्रकार, हम विद्युत धारा पर चुंबकीय क्षेत्र के बल प्रभाव को देखते हैं। तो, हम निम्नलिखित कह सकते हैं: एक चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत प्रवाह द्वारा बनाया जाता है और एक अन्य विद्युत प्रवाह (एम्पीयर बल) पर इसकी क्रिया द्वारा पता लगाया जाता है।

जब बड़ी संख्या में इसी तरह के प्रयोग किए गए, तो एक नियम प्राप्त हुआ जो चुंबकीय रेखाओं की दिशा, विद्युत प्रवाह की दिशा और चुंबकीय क्षेत्र की बल क्रिया से संबंधित है। इस नियम को कहा जाता है बाएं हाथ का नियम. परिभाषा: बाएं हाथ को इस तरह रखा जाना चाहिए कि चुंबकीय रेखाएं हथेली में प्रवेश करें, चार फैली हुई उंगलियां विद्युत प्रवाह की दिशा का संकेत दें - फिर मुड़ा हुआ अंगूठा चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को इंगित करेगा।

चावल। 2. बाएं हाथ का नियम

कृपया ध्यान दें: हम यह नहीं कह सकते कि जहां चुंबकीय रेखा निर्देशित होती है, वहां चुंबकीय क्षेत्र कार्य करता है। यहां मात्राओं के बीच संबंध कुछ अधिक जटिल है, इसलिए हम उपयोग करते हैं बाएं हाथ का नियम.

याद रखें कि विद्युत प्रवाह विद्युत आवेशों की निर्देशित गति है। इसका अर्थ है कि चुंबकीय क्षेत्र गतिमान आवेश पर कार्य करता है। और हम इस मामले में भी इस क्रिया की दिशा निर्धारित करने के लिए बाएं हाथ के नियम का उपयोग कर सकते हैं।

बाएं हाथ के नियम के विभिन्न उपयोगों को दर्शाने वाली आकृति पर एक नज़र डालें और प्रत्येक का अपने लिए विश्लेषण करें।

चावल। 3. बाएं हाथ के नियम के विभिन्न अनुप्रयोग

अंत में, एक और महत्वपूर्ण तथ्य। यदि विद्युत धारा या आवेशित कण की गति चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं के साथ निर्देशित की जाती है, तो इन वस्तुओं पर चुंबकीय क्षेत्र का कोई प्रभाव नहीं पड़ेगा।

अतिरिक्त साहित्य की सूची:

असलमाज़ोव एल.जी. विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में आवेशित कणों की गति // क्वांट। - 1984। - नंबर 4. - एस। 24-25। मायाकिशेव जी। वाई। इलेक्ट्रिक मोटर कैसे काम करती है? // क्वांटम। - 1987. - नंबर 5. - एस। 39-41। भौतिकी की प्राथमिक पाठ्यपुस्तक। ईडी। जी.एस. लैंड्सबर्ग। टी। 2. - एम।, 1974। यवोर्स्की बी.एम., पिंस्की ए.ए. भौतिकी की मूल बातें। टी.2. - एम .: फ़िज़मैटलिट, 2003।

8वीं कक्षा के भौतिकी पाठ्यक्रम से आप जानते हैं कि किसी भी धारावाही चालक को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है और उसकी चुंबकीय रेखाओं से मेल नहीं खाता है, यह क्षेत्र कुछ बल के साथ कार्य करता है।

इस तरह के बल की उपस्थिति को चित्र में दिखाए गए इंस्टॉलेशन का उपयोग करके दिखाया जा सकता है। तांबे के तार से बना एक तीन-तरफा फ्रेम ABCD, हुक पर लटका दिया जाता है ताकि यह ऊर्ध्वाधर से स्वतंत्र रूप से विचलित हो सके। बीसी पक्ष आर्क्यूएट चुंबक के सबसे मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के क्षेत्र में स्थित है, जो इसके ध्रुवों (छवि ए) के बीच स्थित है। फ्रेम एक रिओस्तात और एक कुंजी के साथ श्रृंखला में एक वर्तमान स्रोत से जुड़ा है।

चावल। धारावाही चालक पर चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया

जब कुंजी बंद हो जाती है, तो सर्किट में एक विद्युत प्रवाह दिखाई देता है, और बीसी पक्ष को ध्रुवों के बीच की जगह में खींचा जाता है (चित्र बी)।

यदि आप चुम्बक को हटाते हैं, तो परिपथ बंद होने पर चालक BC गति नहीं करेगा। इसका मतलब यह है कि एक निश्चित बल चुंबकीय क्षेत्र की ओर से वर्तमान-वाहक कंडक्टर पर कार्य करता है, इसे अपनी मूल स्थिति से हटा देता है।

किसी विद्युत धारावाही चालक पर चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया का उपयोग अंतरिक्ष के किसी दिए गए क्षेत्र में चुंबकीय क्षेत्र का पता लगाने के लिए किया जा सकता है।

बेशक, एक कंपास के साथ चुंबकीय क्षेत्र खोजना आसान है। लेकिन इसमें स्थित एक कंपास की चुंबकीय सुई पर चुंबकीय क्षेत्र का प्रभाव, संक्षेप में, चुंबकीय पदार्थ के अणुओं और परमाणुओं में परिसंचारी प्राथमिक विद्युत धाराओं पर क्षेत्र के प्रभाव के लिए भी नीचे आता है जिससे तीर बनाया जाता है .

इस प्रकार, विद्युत प्रवाह द्वारा एक चुंबकीय क्षेत्र बनाया जाता है और विद्युत प्रवाह पर इसके प्रभाव से पता लगाया जाता है।

आइए इंसुलेटिंग रॉड (चित्र) के सॉकेट्स में तारों को स्वैप करके सर्किट में करंट की दिशा बदलें। इस मामले में, कंडक्टर बीसी की गति की दिशा भी बदल जाएगी, और इसलिए उस पर कार्य करने वाले बल की दिशा भी बदल जाएगी।

चावल। किसी धारावाही चालक पर चुंबकीय क्षेत्र में कार्य करने वाले बल की दिशा धारा की दिशा पर निर्भर करती है

बल की दिशा भी बदल जाएगी यदि, धारा की दिशा बदले बिना, चुंबक के ध्रुवों को आपस में बदल दिया जाए (अर्थात, चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा बदल दें)। अतः चालक में धारा की दिशा, चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं की दिशा तथा चालक पर लगने वाले बल की दिशा संबंधित हैं।

चुंबकीय क्षेत्र में विद्युत धारावाही चालक पर लगने वाले बल की दिशा को बाएं हाथ के नियम का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है।

सबसे सरल स्थिति में, जब कंडक्टर चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं के लंबवत समतल में स्थित होता है, तो यह नियम इस प्रकार है: यदि बायाँ हाथ इस प्रकार स्थित है कि चुंबकीय क्षेत्र की रेखाएँ हथेली में लंबवत प्रवेश करती हैं, और चार अंगुलियों को धारा के अनुदिश निर्देशित किया जाता है, फिर 90° पर एक तरफ रख दिया जाता है। अंगूठा कंडक्टर पर लगने वाले बल की दिशा दिखाएगा (अंजीर।)

चावल। धारावाही चालक पर बाएँ हाथ का नियम लागू करना

बाएं हाथ के नियम का उपयोग करते हुए, यह याद रखना चाहिए कि विद्युत परिपथ में धारा की दिशा वर्तमान स्रोत के धनात्मक ध्रुव से ऋणात्मक की ओर ली जाती है। दूसरे शब्दों में, बाएं हाथ की चार अंगुलियों को विद्युत परिपथ में इलेक्ट्रॉनों की गति के विरुद्ध निर्देशित किया जाना चाहिए। प्रवाहकीय मीडिया जैसे इलेक्ट्रोलाइट समाधान में, जहां दोनों संकेतों के आवेशों की गति से विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है, वर्तमान की दिशा, और इसलिए बाएं हाथ की चार अंगुलियों की दिशा, सकारात्मक गति की दिशा के साथ मेल खाती है आवेशित कण।

बाएं हाथ के नियम का उपयोग करके, कोई उस बल की दिशा निर्धारित कर सकता है जिसके साथ चुंबकीय क्षेत्र सकारात्मक और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए व्यक्तिगत कणों पर कार्य करता है।

सरलतम स्थिति के लिए, जब कण चुंबकीय रेखाओं के लंबवत समतल में गति करता है, तो यह नियम निम्नानुसार तैयार किया जाता है: यदि बायां हाथ रखा जाता है ताकि चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं हथेली में लंबवत प्रवेश करें, और चार अंगुलियों के साथ निर्देशित हों एक धनात्मक आवेशित कण की गति (या ऋणात्मक आवेशित एक की गति के विरुद्ध), फिर 90 ° से अलग किया गया अंगूठा कण पर कार्य करने वाले बल की दिशा दिखाएगा (चित्र।)

चावल। चुंबकीय क्षेत्र में गतिमान आवेशित कणों पर बाएं हाथ का नियम लागू करना

बाएं हाथ के नियम से, आप धारा की दिशा भी निर्धारित कर सकते हैं (यदि हम जानते हैं कि चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं और कंडक्टर पर अभिनय करने वाले बल को कैसे निर्देशित किया जाता है), चुंबकीय रेखाओं की दिशा (यदि वर्तमान और बल की दिशाएं हैं) ज्ञात हैं), एक गतिमान कण के आवेश का चिन्ह (चुंबकीय रेखाओं, बल और गति कण गति की दिशा में), आदि।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वर्तमान या एक गतिमान आवेशित कण के साथ एक कंडक्टर पर चुंबकीय क्षेत्र का बल शून्य के बराबर होता है यदि कंडक्टर में धारा की दिशा या कण की गति चुंबकीय प्रेरण की रेखा के साथ मेल खाती है या समानांतर है इसे (चित्र।)

चावल। चुंबकीय क्षेत्र उन मामलों में कार्य नहीं करता है जहां एक रेक्टिलिनियर करंट ले जाने वाला कंडक्टर या एक गतिमान आवेशित कण की गति pचुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के समानांतर या संपाती

गृहकार्य।

कार्य 1. प्रश्नों के उत्तर दें।

कौन सा अनुभव आपको चुंबकीय क्षेत्र में विद्युत धारा वाले चालक पर कार्य करने वाले बल की उपस्थिति का पता लगाने की अनुमति देता है?
चुंबकीय क्षेत्र का पता कैसे लगाया जाता है?
चुंबकीय क्षेत्र में धारावाही चालक पर लगने वाले बल की दिशा क्या निर्धारित करती है?
चुंबकीय क्षेत्र में विद्युत धारावाही चालक के लिए बायें हाथ का नियम बनाइए; इस क्षेत्र में गतिमान आवेशित कण के लिए।
बाएं हाथ के नियम का उपयोग करके क्या निर्धारित किया जा सकता है?
किस स्थिति में धारावाही चालक या गतिमान आवेशित कण पर चुंबकीय क्षेत्र का बल शून्य के बराबर होता है?

टास्क 2. रिबस को हल करें।

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प्रयुक्त स्रोत:

http://www.tepka.ru/fizika_9/36.html

प्रशन।

1. चुंबकीय क्षेत्र में विद्युत धारावाही चालक पर कार्य करने वाले बल की उपस्थिति का प्रयोगात्मक रूप से पता कैसे लगाएं?

चुंबक के ध्रुवों के बीच एक कंडक्टर को करंट के साथ रखना आवश्यक है ताकि करंट की दिशा चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं के लंबवत हो, और माउंट कंडक्टर को स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। जब एक धारा प्रवाहित की जाती है, तो कंडक्टर विक्षेपित हो जाएगा, लेकिन ऐसा नहीं होगा यदि चुंबक को हटा दिया जाए।

2. चुंबकीय क्षेत्र का पता कैसे लगाया जाता है?

चुंबकीय सुई पर या धारावाही चालक पर इसके प्रभाव से चुंबकीय क्षेत्र का पता लगाया जा सकता है।

3. चुंबकीय क्षेत्र में धारावाही चालक पर लगने वाले बल की दिशा क्या निर्धारित करती है?

धारा की दिशा और चुंबकीय रेखाओं की दिशा से।

4. चुंबकीय क्षेत्र में करंट वाले कंडक्टर के लिए बाएं हाथ के नियम को कैसे पढ़ा जाता है? इस क्षेत्र में गतिमान आवेशित कण के लिए?

यदि बायां हाथ इस तरह रखा गया है कि चुंबकीय प्रेरण की रेखाएं हथेली में लंबवत प्रवेश करती हैं, और फैली हुई चार उंगलियां धारा की दिशा (एक धनात्मक आवेशित कण की गति की दिशा) को इंगित करती हैं, तो अंगूठा 90 से अलग हो जाता है ° चालक पर लगने वाले बल की दिशा दिखाएगा।

5. विद्युत परिपथ के बाहरी भाग में धारा की दिशा के रूप में क्या लिया जाता है?

यह सकारात्मक ध्रुव से नकारात्मक की दिशा है।

6. बाएं हाथ के नियम का उपयोग करके क्या निर्धारित किया जा सकता है?

धारा की दिशा और चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं को जानकर चालक पर लगने वाले बल की दिशा। धारा की दिशा, बल की दिशा और चुंबकीय रेखाओं को जानना। चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा, धारा की दिशा और चालक पर लगने वाले बल को जानकर।

7. किस स्थिति में किसी धारावाही चालक या गतिमान आवेशित कण पर चुंबकीय क्षेत्र का बल शून्य के बराबर होता है?

उस स्थिति में जब धारा की गति की दिशा या कण वेग की दिशा चुंबकीय प्रेरण रेखाओं की दिशा के साथ मेल खाती है, चुंबकीय क्षेत्र का बल शून्य के बराबर होता है।

व्यायाम।

1. सर्किट बंद होने पर प्रकाश एल्यूमीनियम ट्यूब किस दिशा में लुढ़केगी (चित्र 112)?

बाएं हाथ के नियम के अनुसार, हम यह निर्धारित करते हैं कि क्या सही है।

2. चित्र 113 एक धारा स्रोत से जुड़े दो नंगे कंडक्टर और एक प्रकाश एल्यूमीनियम ट्यूब AB दिखाता है। पूरी स्थापना एक चुंबकीय क्षेत्र में है। ट्यूब AB में करंट की दिशा निर्धारित करें यदि, चुंबकीय क्षेत्र के साथ इस करंट की बातचीत के परिणामस्वरूप, ट्यूब कंडक्टर के साथ चित्र में दर्शाई गई दिशा में लुढ़कती है। वर्तमान स्रोत का कौन सा ध्रुव धनात्मक है और कौन सा ऋणात्मक है?

बाएं हाथ के नियम के अनुसार, धारा बिंदु A से B तक जाती है, इसलिए, वर्तमान स्रोत का ऊपरी ध्रुव धनात्मक होता है, और निचला ध्रुव ऋणात्मक होता है।

3. चुम्बक के ध्रुवों के बीच (चित्र 114) धारा के साथ चार चालक हैं। निर्धारित करें कि उनमें से प्रत्येक किस दिशा में आगे बढ़ रहा है।

बाएँ - ऊपर, नीचे। दाएँ - नीचे, ऊपर।

4. चित्र 115 एक ऋणावेशित कण को दर्शाता है। चुंबकीय क्षेत्र में v वेग से गतिमान है। अपनी नोटबुक में वही चित्र बनाइए और तीर द्वारा उस बल की दिशा को इंगित कीजिए जिससे क्षेत्र कण पर कार्य करता है।

5. एक चुंबकीय क्षेत्र v गति से गतिमान किसी कण पर F बल के साथ कार्य करता है (चित्र 116)। कण के आवेश का चिन्ह ज्ञात कीजिए।

कण आवेश का चिन्ह ऋणात्मक होता है (हम बाएँ हाथ का नियम लागू करते हैं)।

विद्युत धारा पर इसके प्रभाव से चुंबकीय क्षेत्र का पता लगाना। बाएं हाथ का नियम
विद्युतचुंबकीय घटना

चावल। 2. बाएं हाथ का नियम

चावल। 3. बाएं हाथ के नियम के विभिन्न अनुप्रयोग

अतिरिक्त साहित्य की सूची:

गृहकार्य।

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