आइए हम एक चुंबकीय क्षेत्र में निरंतर रेखाओं की एक श्रृंखला बनाएं ताकि ये रेखाएं हर जगह क्षेत्र की ताकत की दिशा (चुंबकीय प्रेरण की दिशा के साथ) के साथ मेल खाती हों। परिणामी चित्र चुंबकीय क्षेत्र की छवि के रूप में काम कर सकता है।

यदि आप चुंबकीय क्षेत्र रेखा के साथ एक छोटी, स्वतंत्र रूप से निलंबित कंपास सुई को घुमाते हैं, तो इसकी धुरी हर जगह रेखा के नजदीकी खंड के साथ मेल खाती है। अंजीर में पंक्तियों में से एक पर। 2.13 चार स्थितियों में कम्पास तीर दिखाता है।

चावल। 2.13. बार चुंबक चुंबकीय क्षेत्र

चावल। 2.14. एक रेक्टिलिनियर करंट ले जाने वाले कंडक्टर का चुंबकीय क्षेत्र। अंजीर के साथ तुलना करें। 2.10

अंजीर पर। 2.13, 2.14 लाइनों के माध्यम से एक स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र और वर्तमान के साथ एक सीधा कंडक्टर दिखाया गया है। रेखाओं पर तीर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा दिखाते हैं (जिस दिशा में कंपास सुई का उत्तरी छोर इंगित करेगा)।

आकृति से क्षेत्र की ताकत का न्याय करने में सक्षम होने के लिए, एक दूसरे के करीब रेखाएं खींचने पर सहमति हुई, क्षेत्र जितना मजबूत होगा।

अंजीर से। 2.13 से पता चलता है कि सबसे मजबूत क्षेत्र सीधे चुंबक के ध्रुवों के पास होता है। अंजीर से। 2.14 यह देखा जा सकता है कि तार के पास करंट क्षेत्र सबसे मजबूत है, और जैसे-जैसे आप इससे दूर जाते हैं, क्षेत्र कमजोर होता जाता है।

2.1 में यह कहा गया था कि चुंबक के प्रभाव में छोटे लोहे के पिंड स्वयं चुंबक बन जाते हैं (चित्र 2.1, ए)।

इसलिए, यह स्पष्ट है कि यदि आप बोर्ड पर एक स्थायी चुंबक लगाते हैं और बोर्ड को लोहे के बुरादे से छिड़कते हैं, तो वे स्थित होंगे जैसे कि छोटी कंपास सुई स्थित होगी। चूरा के माध्यम से प्राप्त चित्र क्षेत्र का एक दृश्य प्रतिनिधित्व देते हैं।

अंजीर पर। 2.15 कुंडली के चुंबकीय क्षेत्र को दर्शाता है। यदि तार एक सर्पिल में घाव है, एक कुंडल की तरह घाव है, तो व्यक्तिगत घुमावों के समान रूप से निर्देशित क्षेत्र एक दूसरे से जुड़ जाएंगे, कुंडल के अंदर के क्षेत्र को मजबूत करेंगे।

चुंबकीय रेखा की दिशा कुंडली के अक्ष के साथ मेल खाती है, और क्षेत्र वहां अपने सबसे बड़े मूल्य तक पहुंच जाता है। कुण्डली के अन्दर का क्षेत्र लगभग एकसमान होता है, अर्थात विभिन्न बिन्दुओं पर क्षेत्र की प्रबलता लगभग समान रहती है। कुण्डली के भीतर उच्चतम घनत्व वाली आसन्न चुंबकीय रेखाओं के बीच की दूरी भी समान होगी।

चावल। 2.15. कुंडल चुंबकीय क्षेत्र पैटर्न

चुंबकीय क्षेत्र की संरचना का अध्ययन करने के लिए, एक का उपयोग करता है स्पेक्ट्रम विधि. एक चुंबकीय क्षेत्र में गिरने वाले छोटे लोहे के बुरादे चुम्बकित होते हैं और, एक दूसरे के साथ बातचीत करते हुए, श्रृंखलाएँ बनाते हैं, जिसकी व्यवस्था किसी को चुंबकीय क्षेत्र की संरचना का न्याय करने की अनुमति देती है।

एक आवेदन उदाहरण के रूप में स्पेक्ट्रम विधिएक सीधे चालक के चुंबकीय क्षेत्र के साथ एक प्रयोग पर विचार करें। आइए हम एक पतली ढांकता हुआ प्लेट के माध्यम से एक विद्युत परिपथ से जुड़े एक लंबे सीधे कंडक्टर को पास करें। हम प्लेट पर छोटे लोहे के बुरादे डालेंगे, प्लेट पर हल्के से टैप करेंगे। चूरा कंडक्टर के चारों ओर विभिन्न व्यासों के संकेंद्रित वृत्तों के रूप में इकट्ठा होगा (चित्र 6.10)। वर्तमान शक्ति के अन्य मूल्यों पर अन्य कंडक्टरों के साथ प्रयोग को दोहराने पर, हमें समान पैटर्न मिलते हैं, जिन्हें चुंबकीय स्पेक्ट्रा कहा जाता है।

स्पेक्ट्राकागज पर निरूपित किया जा सकता है चुंबकीय प्रेरण की रेखाएं.

एक सीधे कंडक्टर के लिए, ऐसी छवि अंजीर में दिखाई गई है। 6.11. चुंबकीय स्पेक्ट्रा की छवियों में चुंबकीय प्रेरण की रेखाएंप्रत्येक बिंदु पर चुंबकीय प्रेरण की दिशा दिखाएं। प्रेरण रेखा के प्रत्येक बिंदु पर, स्पर्शरेखा चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के साथ मेल खाती है।

स्पर्श रेखाएँ जिनसे प्रत्येक बिंदु पर चुंबकीय प्रेरण की दिशा दिखाई देती है, कहलाती है चुंबकीय प्रेरण की रेखाएं.

घनत्व चुंबकीय प्रेरण की रेखाएंचुंबकीय प्रेरण के मापांक पर निर्भर करता है। यह बड़ा है जहां मॉड्यूल बड़ा है, और इसके विपरीत। एक प्रत्यक्ष कंडक्टर के चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं की दिशा सही पेंच के नियम से निर्धारित होती है।

चुंबकीय क्षेत्र का स्पेक्ट्राएक अलग आकार के संवाहकों में बहुत कुछ समान होता है।

तो, विद्युत धारा के साथ एक वलय के चुंबकीय क्षेत्र का स्पेक्ट्रम सीधे कंडक्टरों के दो संयुक्त स्पेक्ट्रा के समान होता है (चित्र 6.12)। केवल वलय के केंद्र में प्रेरण रेखाओं का घनत्व अधिक होता है (चित्र 6.13)।

बड़ी संख्या में फेरों (सोलेनॉइड) वाली कुंडली का चुंबकीय स्पेक्ट्रम अंजीर में दिखाया गया है। 6.14. चित्र से पता चलता है कि रेखाएँ ऐसी कुंडली का चुंबकीय प्रेरण आंतरिक रूप से समानांतर होता है और इसका घनत्व समान होता है। यह इंगित करता है कि लंबी कुंडली के अंदर चुंबकीय क्षेत्र एक समान है - सभी बिंदुओं पर चुंबकीय प्रेरण समान है (चित्र 6.15)। चुंबकीय प्रेरण की रेखाएं केवल कुंडल के बाहर निकलती हैं, जहां चुंबकीय क्षेत्र अमानवीय होता है।

यदि हम कंडक्टरों के चुंबकीय क्षेत्र के स्पेक्ट्रम की तुलना विभिन्न आकृतियों की धारा से करते हैं, तो हम देख सकते हैं कि प्रेरण लाइनें हमेशा बंद रहती हैंया आगे जारी रहने के साथ, वे बंद कर सकते हैं। यह चुंबकीय आवेशों की अनुपस्थिति को इंगित करता है। ऐसे क्षेत्र को कहा जाता है भंवरभंवर क्षेत्र की कोई संभावना नहीं है।साइट से सामग्री

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इस मद के बारे में प्रश्न:

1820 में ओर्स्टेड का प्रयोग। विद्युत परिपथ बंद होने पर चुंबकीय सुई का विचलन क्या दर्शाता है? एक धारावाही चालक के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र होता है। चुंबकीय सुई इस पर प्रतिक्रिया करती है। चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत गतिमान विद्युत आवेश या धाराएँ हैं।

1820 में ओर्स्टेड का प्रयोग। चुंबकीय सुई के चालू होने का तथ्य क्या दर्शाता है? इसका मतलब है कि कंडक्टर में करंट की दिशा विपरीत दिशा में बदल गई है।

1820 में एम्पीयर का प्रयोग। इस तथ्य की व्याख्या कैसे करें कि धारा वाले कंडक्टर एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं? हम जानते हैं कि एक चुंबकीय क्षेत्र एक धारावाही चालक पर कार्य करता है। इसलिए, धाराओं के परस्पर क्रिया की घटना को निम्नानुसार समझाया जा सकता है: पहले कंडक्टर में एक विद्युत प्रवाह एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है जो दूसरी धारा पर कार्य करता है और इसके विपरीत ...

धारा शक्ति की इकाई यदि 1 मीटर की दूरी पर स्थित 1 मीटर लंबे दो समानांतर कंडक्टरों से 1 ए की धारा प्रवाहित होती है, तो वे बल एन के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।

धारा शक्ति की इकाई 2 A यदि चालक H के साथ परस्पर क्रिया करते हैं तो उनमें धारा की शक्ति क्या है?

चुंबकीय क्षेत्र क्या है और इसके गुण क्या हैं? 1.MP पदार्थ का एक विशेष रूप है जो हमारे और इसके बारे में हमारे ज्ञान से स्वतंत्र रूप से मौजूद है। 2. MP गतिमान विद्युत आवेशों द्वारा उत्पन्न होता है और गतिमान विद्युत आवेशों पर क्रिया द्वारा इसका पता लगाया जाता है। 3. एमएफ के स्रोत से दूरी के साथ यह कमजोर होता जाता है।

चुंबकीय रेखाओं के गुण: 1. चुंबकीय रेखाएं बंद वक्र होती हैं। यह क्या कहता है? यदि आप एक चुंबक का एक टुकड़ा लेते हैं और उसे दो टुकड़ों में तोड़ते हैं, तो प्रत्येक टुकड़े में फिर से एक "उत्तर" और एक "दक्षिण" ध्रुव होगा। यदि आप परिणामी टुकड़े को फिर से दो भागों में तोड़ते हैं, तो प्रत्येक भाग में फिर से एक "उत्तर" और एक "दक्षिण" ध्रुव होगा। कोई फर्क नहीं पड़ता कि चुम्बक के परिणामी टुकड़े कितने छोटे हैं, प्रत्येक टुकड़े में हमेशा एक "उत्तर" और एक "दक्षिण" ध्रुव होगा। एक चुंबकीय मोनोपोल ("मोनो" का अर्थ है एक, मोनोपोल - एक ध्रुव) प्राप्त करना असंभव है। कम से कम, इस घटना पर यह आधुनिक दृष्टिकोण है। इससे पता चलता है कि प्रकृति में चुंबकीय आवेश नहीं होते हैं। चुंबकीय ध्रुवों को अलग नहीं किया जा सकता है।

2. आप ... द्वारा चुंबकीय क्षेत्र का पता लगा सकते हैं ... ए) किसी भी कंडक्टर पर अभिनय करके, बी) एक कंडक्टर पर अभिनय करके जिसके माध्यम से विद्युत प्रवाह बहता है, सी) एक चार्ज टेनिस बॉल एक पतले अविभाज्य धागे पर निलंबित, डी) द्वारा चलती बिजली के आरोप। ए) ए और बी, बी) ए और सी, सी) बी और सी, डी) बी और डी।

7. कौन से कथन सत्य हैं? ए इलेक्ट्रिक चार्ज प्रकृति में मौजूद हैं। B. प्रकृति में चुंबकीय आवेश होते हैं। प्र. प्रकृति में कोई विद्युत आवेश नहीं होते हैं। D. प्रकृति में कोई चुंबकीय आवेश नहीं होते हैं। ए) ए और बी, बी) ए और सी, सी) ए और डी, डी) बी, सी और डी।

10. दो समानांतर कंडक्टर 1 मीटर लंबे, एक दूसरे से 1 मीटर की दूरी पर स्थित होते हैं, जब उनके माध्यम से विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है, तो बल एन के साथ आकर्षित होते हैं। इसका मतलब है कि कंडक्टर के माध्यम से धाराएं बहती हैं ... ए) विपरीत दिशाओं में 1 ए, बी) एक दिशा 1 ए प्रत्येक, सी) विपरीत दिशाएं 0.5 ए प्रत्येक, डी) एक दिशा 0.5 ए प्रत्येक।

23. चुंबकीय सुई विचलित हो जाएगी यदि इसे पास रखा जाए ... ए) इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के पास, बी) हाइड्रोजन परमाणुओं के प्रवाह के पास, सी) नकारात्मक आयनों के प्रवाह के पास, डी) सकारात्मक आयनों के प्रवाह के पास, ई) ऑक्सीजन परमाणु के नाभिक के प्रवाह के पास। ए) सभी उत्तर सही हैं बी) ए, बी, सी, और डी, सी) बी, सी, डी, डी) बी, सी, डी, ई

3. आकृति बिंदु A पर धारा के साथ एक कंडक्टर का क्रॉस सेक्शन दिखाती है, विद्युत प्रवाह आकृति के तल के लंबवत प्रवेश करता है। बिंदु M पर प्रस्तुत दिशा में से कौन सी दिशा इस बिंदु पर वर्तमान के चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण के वेक्टर B की दिशा से मेल खाती है? ए) 1, बी) 2, सी) 3, 4)

आइए एक साथ समझते हैं कि चुंबकीय क्षेत्र क्या है। आखिरकार, कई लोग इस क्षेत्र में जीवन भर रहते हैं और इसके बारे में सोचते भी नहीं हैं। इसे ठीक करने का समय!

एक चुंबकीय क्षेत्र

एक चुंबकीय क्षेत्रएक विशेष प्रकार की बात है। यह गतिमान विद्युत आवेशों और उन पिंडों की क्रिया में प्रकट होता है जिनका अपना चुंबकीय क्षण (स्थायी चुम्बक) होता है।

महत्वपूर्ण: एक चुंबकीय क्षेत्र स्थिर आवेशों पर कार्य नहीं करता है! एक चुंबकीय क्षेत्र भी विद्युत आवेशों को स्थानांतरित करके, या एक समय-भिन्न विद्युत क्षेत्र द्वारा, या परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के चुंबकीय क्षणों द्वारा बनाया जाता है। यानी कोई भी तार जिससे होकर करंट प्रवाहित होता है वह भी चुम्बक बन जाता है !

एक पिंड जिसका अपना चुंबकीय क्षेत्र होता है।

चुम्बक में ध्रुव होते हैं जिन्हें उत्तर और दक्षिण कहते हैं। पदनाम "उत्तरी" और "दक्षिणी" केवल सुविधा के लिए दिए गए हैं (बिजली में "प्लस" और "माइनस" के रूप में)।

चुंबकीय क्षेत्र को द्वारा दर्शाया जाता है बल चुंबकीय रेखाएं. बल की रेखाएं निरंतर और बंद होती हैं, और उनकी दिशा हमेशा क्षेत्र बलों की दिशा से मेल खाती है। यदि धातु की छीलन एक स्थायी चुंबक के चारों ओर बिखरी हुई है, तो धातु के कण उत्तर से निकलने वाली और दक्षिणी ध्रुव में प्रवेश करने वाली चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की एक स्पष्ट तस्वीर दिखाएंगे। चुंबकीय क्षेत्र की ग्राफिकल विशेषता - बल की रेखाएं।

चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताएं

चुंबकीय क्षेत्र की मुख्य विशेषताएं हैं चुंबकीय प्रेरण, चुंबकीय प्रवाहतथा चुम्बकीय भेद्यता. लेकिन चलो सब कुछ क्रम में बात करते हैं।

तुरंत, हम ध्यान दें कि माप की सभी इकाइयाँ सिस्टम में दी गई हैं एसआई.

चुंबकीय प्रेरण बी - वेक्टर भौतिक मात्रा, जो चुंबकीय क्षेत्र की मुख्य शक्ति विशेषता है। पत्र द्वारा निरूपित बी . चुंबकीय प्रेरण की माप की इकाई - टेस्ला(Tl).

चुंबकीय प्रेरण इंगित करता है कि एक क्षेत्र कितना मजबूत है, यह उस बल को निर्धारित करता है जिसके साथ वह आवेश पर कार्य करता है। इस बल को कहा जाता है लोरेंत्ज़ बल.

यहां क्यू - शुल्क, वी - चुंबकीय क्षेत्र में इसकी गति, बी - प्रवेश, एफ लोरेंत्ज़ बल है जिसके साथ क्षेत्र आवेश पर कार्य करता है।

एफ- समोच्च के क्षेत्र द्वारा चुंबकीय प्रेरण के उत्पाद के बराबर एक भौतिक मात्रा और प्रेरण वेक्टर के बीच कोसाइन और समोच्च के विमान के लिए सामान्य जिसके माध्यम से प्रवाह गुजरता है। चुंबकीय प्रवाह चुंबकीय क्षेत्र की एक अदिश विशेषता है।

हम कह सकते हैं कि चुंबकीय प्रवाह एक इकाई क्षेत्र में प्रवेश करने वाली चुंबकीय प्रेरण लाइनों की संख्या को दर्शाता है। चुंबकीय प्रवाह को में मापा जाता है वेबरैच (पश्चिम बंगाल).

चुम्बकीय भेद्यतावह गुणांक है जो माध्यम के चुंबकीय गुणों को निर्धारित करता है। चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण जिस पैरामीटर पर निर्भर करता है वह चुंबकीय पारगम्यता है।

हमारा ग्रह कई अरब वर्षों से एक विशाल चुंबक रहा है। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का प्रेरण निर्देशांक के आधार पर भिन्न होता है। भूमध्य रेखा पर, यह टेस्ला की शून्य से पांचवीं शक्ति का लगभग 3.1 गुना 10 है। इसके अलावा, चुंबकीय विसंगतियां हैं, जहां क्षेत्र का मूल्य और दिशा पड़ोसी क्षेत्रों से काफी भिन्न होती है। ग्रह पर सबसे बड़ी चुंबकीय विसंगतियों में से एक - कुर्स्कीतथा ब्राजीलियाई चुंबकीय विसंगति.

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति अभी भी वैज्ञानिकों के लिए एक रहस्य है। यह माना जाता है कि क्षेत्र का स्रोत पृथ्वी का तरल धातु कोर है। कोर चल रहा है, जिसका अर्थ है कि पिघला हुआ लौह-निकल मिश्र धातु चल रहा है, और आवेशित कणों की गति विद्युत प्रवाह है जो चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। समस्या यह है कि यह सिद्धांत जियोडायनेमो) क्षेत्र को स्थिर कैसे रखा जाता है, इसकी व्याख्या नहीं करता है।

पृथ्वी एक विशाल चुंबकीय द्विध्रुव है।चुंबकीय ध्रुव भौगोलिक ध्रुवों के साथ मेल नहीं खाते, हालांकि वे निकटता में हैं। इसके अलावा, पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुव गतिमान हैं। उनका विस्थापन 1885 से दर्ज किया गया है। उदाहरण के लिए, पिछले सौ वर्षों में, दक्षिणी गोलार्ध में चुंबकीय ध्रुव लगभग 900 किलोमीटर स्थानांतरित हो गया है और अब दक्षिणी महासागर में है। आर्कटिक गोलार्ध का ध्रुव आर्कटिक महासागर के पार पूर्वी साइबेरियाई चुंबकीय विसंगति की ओर बढ़ रहा है, इसकी गति (2004 के आंकड़ों के अनुसार) प्रति वर्ष लगभग 60 किलोमीटर थी। अब ध्रुवों की गति में तेजी आ रही है - औसतन, गति प्रति वर्ष 3 किलोमीटर बढ़ रही है।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का हमारे लिए क्या महत्व है?सबसे पहले, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र ब्रह्मांडीय किरणों और सौर हवा से ग्रह की रक्षा करता है। गहरे अंतरिक्ष से आवेशित कण सीधे जमीन पर नहीं गिरते हैं, बल्कि एक विशाल चुंबक द्वारा विक्षेपित होते हैं और इसके बल की रेखाओं के साथ चलते हैं। इस प्रकार, सभी जीवित चीजें हानिकारक विकिरण से सुरक्षित हैं।

पृथ्वी के इतिहास के दौरान, कई हैं व्युत्क्रम(परिवर्तन) चुंबकीय ध्रुवों के। ध्रुव उलटाजब वे स्थान बदलते हैं। पिछली बार यह घटना लगभग 800 हजार साल पहले हुई थी, और पृथ्वी के इतिहास में 400 से अधिक भू-चुंबकीय उत्क्रमण हुए थे। कुछ वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि, चुंबकीय ध्रुवों की गति के देखे गए त्वरण को देखते हुए, अगला ध्रुव उलटा होना चाहिए अगले कुछ हज़ार वर्षों में अपेक्षित है।

सौभाग्य से, हमारी सदी में ध्रुवों के उलट होने की कोई उम्मीद नहीं है। तो, आप चुंबकीय क्षेत्र के मुख्य गुणों और विशेषताओं पर विचार करते हुए, पृथ्वी के अच्छे पुराने निरंतर क्षेत्र में सुखद और जीवन का आनंद लेने के बारे में सोच सकते हैं। और इसलिए कि आप ऐसा कर सकते हैं, हमारे लेखक हैं, जिन्हें आप सफलता के विश्वास के साथ शैक्षिक परेशानियों का हिस्सा सौंप सकते हैं! और अन्य प्रकार के काम आप लिंक पर ऑर्डर कर सकते हैं।

यूएसई कोडिफायर के विषय: चुम्बकों की परस्पर क्रिया, धारा के साथ चालक का चुंबकीय क्षेत्र।

पदार्थ के चुंबकीय गुण लंबे समय से लोगों को ज्ञात हैं। मैग्नेट को अपना नाम प्राचीन शहर मैग्नेशिया से मिला: एक खनिज (जिसे बाद में चुंबकीय लौह अयस्क या मैग्नेटाइट कहा जाता है) इसके आसपास के क्षेत्र में व्यापक था, जिसके टुकड़े लोहे की वस्तुओं को आकर्षित करते थे।

चुम्बकों की परस्पर क्रिया

प्रत्येक चुम्बक के दो ओर स्थित होते हैं उत्तरी ध्रुवतथा दक्षिणी ध्रुव. दो चुम्बक विपरीत ध्रुवों द्वारा एक दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं और समान ध्रुवों द्वारा प्रतिकर्षित होते हैं। चुम्बक एक दूसरे पर निर्वात के द्वारा भी कार्य कर सकते हैं! यह सब विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया की याद दिलाता है, हालाँकि चुम्बकों की परस्पर क्रिया विद्युत नहीं है. इसका प्रमाण निम्नलिखित प्रायोगिक तथ्यों से मिलता है।

चुम्बक को गर्म करने पर चुम्बकीय बल कमजोर हो जाता है। बिंदु आवेशों की परस्पर क्रिया की शक्ति उनके तापमान पर निर्भर नहीं करती है।

चुम्बक को हिलाने पर चुम्बकीय बल कमजोर हो जाता है। विद्युत आवेशित निकायों के साथ ऐसा कुछ नहीं होता है।

धनात्मक विद्युत आवेशों को ऋणात्मक आवेशों से अलग किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, जब निकायों का विद्युतीकरण किया जाता है)। लेकिन चुंबक के ध्रुवों को अलग करना असंभव है: यदि आप चुंबक को दो भागों में काटते हैं, तो ध्रुव भी कट बिंदु पर दिखाई देते हैं, और चुंबक विपरीत ध्रुवों के साथ दो चुम्बकों में टूट जाता है (बिल्कुल उसी में उन्मुख) मूल चुंबक के ध्रुवों की तरह)।

तो मैग्नेट हमेशाद्विध्रुवी, वे केवल रूप में मौजूद हैं द्विध्रुव. पृथक चुंबकीय ध्रुव (तथाकथित चुंबकीय मोनोपोल- विद्युत आवेश के अनुरूप) प्रकृति में मौजूद नहीं हैं (किसी भी मामले में, वे अभी तक प्रयोगात्मक रूप से नहीं पाए गए हैं)। यह शायद बिजली और चुंबकत्व के बीच सबसे प्रभावशाली विषमता है।

विद्युत आवेशित पिंडों की तरह, चुम्बक विद्युत आवेशों पर कार्य करते हैं। हालांकि, चुंबक केवल पर कार्य करता है चलतीशुल्क; यदि आवेश चुम्बक के सापेक्ष विरामावस्था में है, तो आवेश पर कोई चुम्बकीय बल कार्य नहीं करता है। इसके विपरीत, एक विद्युतीकृत निकाय किसी भी आवेश पर कार्य करता है, चाहे वह विराम में हो या गति में।

शॉर्ट-रेंज एक्शन के सिद्धांत की आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, चुम्बकों की परस्पर क्रिया किसके माध्यम से की जाती है चुंबकीय क्षेत्रअर्थात्, एक चुंबक आसपास के स्थान में एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, जो दूसरे चुंबक पर कार्य करता है और इन चुम्बकों के दृश्य आकर्षण या प्रतिकर्षण का कारण बनता है।

चुंबक का एक उदाहरण है चुंबकीय सुईदिशा सूचक यंत्र। एक चुंबकीय सुई की मदद से, अंतरिक्ष के किसी दिए गए क्षेत्र में चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति के साथ-साथ क्षेत्र की दिशा का भी पता लगाया जा सकता है।

हमारा ग्रह पृथ्वी एक विशाल चुंबक है। पृथ्वी के भौगोलिक उत्तरी ध्रुव से अधिक दूर दक्षिणी चुंबकीय ध्रुव नहीं है। इसलिए, कम्पास सुई का उत्तरी छोर, पृथ्वी के दक्षिणी चुंबकीय ध्रुव की ओर मुड़कर, भौगोलिक उत्तर की ओर इशारा करता है। इसलिए, वास्तव में, चुंबक का "उत्तरी ध्रुव" नाम उत्पन्न हुआ।

चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं

विद्युत क्षेत्र, जिसे हम याद करते हैं, की जांच छोटे परीक्षण आवेशों की सहायता से की जाती है, जिसके द्वारा कोई व्यक्ति क्षेत्र के परिमाण और दिशा का न्याय कर सकता है। चुंबकीय क्षेत्र के मामले में परीक्षण चार्ज का एक एनालॉग एक छोटी चुंबकीय सुई है।

उदाहरण के लिए, आप अंतरिक्ष में विभिन्न बिंदुओं पर बहुत छोटी कंपास सुई लगाकर चुंबकीय क्षेत्र का कुछ ज्यामितीय विचार प्राप्त कर सकते हैं। अनुभव से पता चलता है कि तीर कुछ निश्चित रेखाओं के साथ पंक्तिबद्ध होंगे - तथाकथित चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं. आइए हम इस अवधारणा को निम्नलिखित तीन अनुच्छेदों के रूप में परिभाषित करें।

1. चुंबकीय क्षेत्र की रेखाएं, या बल की चुंबकीय रेखाएं, अंतरिक्ष में निर्देशित रेखाएं होती हैं जिनमें निम्नलिखित गुण होते हैं: ऐसी रेखा के प्रत्येक बिंदु पर रखी गई एक छोटी कंपास सुई इस रेखा पर स्पर्शरेखा रूप से उन्मुख होती है.

2. चुंबकीय क्षेत्र रेखा की दिशा इस रेखा के बिंदुओं पर स्थित कंपास सुइयों के उत्तरी छोर की दिशा है.

3. रेखाएँ जितनी मोटी होंगी, किसी दिए गए अंतरिक्ष क्षेत्र में चुंबकीय क्षेत्र उतना ही मजबूत होगा।.

कंपास सुइयों की भूमिका लोहे के बुरादे द्वारा सफलतापूर्वक की जा सकती है: एक चुंबकीय क्षेत्र में, छोटे बुरादे चुम्बकित होते हैं और बिल्कुल चुंबकीय सुइयों की तरह व्यवहार करते हैं।

तो, एक स्थायी चुंबक के चारों ओर लोहे का बुरादा डालने से, हम चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की लगभग निम्नलिखित तस्वीर देखेंगे (चित्र 1)।

चावल। 1. स्थायी चुंबक क्षेत्र

चुंबक के उत्तरी ध्रुव को नीले और अक्षर से दर्शाया गया है; दक्षिणी ध्रुव - लाल और अक्षर में। ध्यान दें कि क्षेत्र रेखाएं चुंबक के उत्तरी ध्रुव से बाहर निकलती हैं और दक्षिणी ध्रुव में प्रवेश करती हैं, क्योंकि यह चुंबक के दक्षिणी ध्रुव पर है कि कम्पास सुई का उत्तरी छोर इंगित करेगा।

ओर्स्टेड का अनुभव

इस तथ्य के बावजूद कि प्राचीन काल से लोगों को विद्युत और चुंबकीय घटनाएं ज्ञात हैं, उनके बीच कोई संबंध लंबे समय तक नहीं देखा गया है। कई शताब्दियों तक, बिजली और चुंबकत्व पर अनुसंधान एक दूसरे के समानांतर और स्वतंत्र रूप से आगे बढ़े।

उल्लेखनीय तथ्य यह है कि विद्युत और चुंबकीय घटनाएं वास्तव में एक दूसरे से संबंधित हैं, पहली बार 1820 में ओर्स्टेड के प्रसिद्ध प्रयोग में खोजी गई थी।

ओर्स्टेड के प्रयोग की योजना को अंजीर में दिखाया गया है। 2 (rt.mipt.ru से छवि)। चुंबकीय सुई के ऊपर (और - तीर के उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव) एक धातु कंडक्टर है जो एक वर्तमान स्रोत से जुड़ा है। यदि आप सर्किट को बंद कर देते हैं, तो तीर कंडक्टर के लंबवत हो जाता है!
यह सरल प्रयोग सीधे विद्युत और चुंबकत्व के बीच के संबंध की ओर इशारा करता है। ओर्स्टेड के अनुभव का अनुसरण करने वाले प्रयोगों ने निम्नलिखित पैटर्न को मजबूती से स्थापित किया: चुंबकीय क्षेत्र विद्युत धाराओं द्वारा उत्पन्न होता है और धाराओं पर कार्य करता है.

चावल। 2. ओर्स्टेड का प्रयोग

किसी चालक द्वारा धारा के साथ उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं का चित्र चालक के आकार पर निर्भर करता है।

धारा के साथ एक सीधे तार का चुंबकीय क्षेत्र

करंट ले जाने वाले एक सीधे तार की चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं संकेंद्रित वृत्त होती हैं। इन वृत्तों के केंद्र तार पर स्थित होते हैं, और उनके तल तार के लंबवत होते हैं (चित्र 3)।

चावल। 3. धारा के साथ सीधे तार का क्षेत्र

प्रत्यक्ष धारा चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा निर्धारित करने के लिए दो वैकल्पिक नियम हैं।

घंटा हाथ नियम. देखने पर क्षेत्र रेखाएं वामावर्त जाती हैं ताकि धारा हमारी ओर प्रवाहित हो।.

पेंच नियम(या गिलेट नियम, या कॉर्कस्क्रू नियम- यह किसी के करीब है ;-))। क्षेत्र रेखाएं वहां जाती हैं जहां पेंच (पारंपरिक दाहिने हाथ के धागे के साथ) को वर्तमान की दिशा में धागे के साथ ले जाने के लिए चालू किया जाना चाहिए.

जो भी नियम आपको सबसे अच्छा लगे उसका प्रयोग करें। दक्षिणावर्त नियम के लिए अभ्यस्त होना बेहतर है - आप स्वयं बाद में देखेंगे कि यह अधिक सार्वभौमिक और उपयोग में आसान है (और फिर इसे अपने पहले वर्ष में कृतज्ञता के साथ याद रखें जब आप विश्लेषणात्मक ज्यामिति का अध्ययन करते हैं)।

अंजीर पर। 3, कुछ नया भी सामने आया है: यह एक वेक्टर है, जिसे कहा जाता है चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण, या चुंबकीय प्रेरण. चुंबकीय प्रेरण वेक्टर विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर का एक एनालॉग है: यह कार्य करता है शक्ति विशेषताचुंबकीय क्षेत्र, उस बल को निर्धारित करता है जिसके साथ चुंबकीय क्षेत्र गतिमान आवेशों पर कार्य करता है।

हम चुंबकीय क्षेत्र में बलों के बारे में बाद में बात करेंगे, लेकिन अभी के लिए हम केवल ध्यान देंगे कि चुंबकीय क्षेत्र का परिमाण और दिशा चुंबकीय प्रेरण वेक्टर द्वारा निर्धारित की जाती है। अंतरिक्ष में प्रत्येक बिंदु पर, सदिश को उसी दिशा में निर्देशित किया जाता है जैसे इस बिंदु पर स्थित कम्पास सुई के उत्तरी छोर, अर्थात् इस रेखा की दिशा में क्षेत्र रेखा के स्पर्शरेखा। चुंबकीय प्रेरण को में मापा जाता है टेस्लाच(टीएल)।

जैसे विद्युत क्षेत्र के मामले में, चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण के लिए, अध्यारोपण सिद्धांत. यह इस तथ्य में निहित है कि विभिन्न धाराओं द्वारा किसी दिए गए बिंदु पर बनाए गए चुंबकीय क्षेत्रों का प्रेरण सदिश रूप से जोड़ा जाता है और परिणामी चुंबकीय प्रेरण का वेक्टर देता है:.

करंट के साथ एक कॉइल का चुंबकीय क्षेत्र

एक वृत्ताकार कुंडल पर विचार करें जिसके माध्यम से एक प्रत्यक्ष धारा परिचालित होती है। हम उस स्रोत को नहीं दिखाते हैं जो चित्र में करंट बनाता है।

हमारी बारी के क्षेत्र की रेखाओं के चित्र का लगभग निम्नलिखित रूप होगा (चित्र 4)।

चावल। 4. धारा के साथ कुंडली का क्षेत्र

हमारे लिए यह निर्धारित करना महत्वपूर्ण होगा कि चुंबकीय क्षेत्र किस अर्ध-स्थान (कुंडल के तल के सापेक्ष) में निर्देशित है। फिर से हमारे पास दो वैकल्पिक नियम हैं।

घंटा हाथ नियम. क्षेत्र रेखाएँ वहाँ जाती हैं, जहाँ से करंट वामावर्त घूमता हुआ प्रतीत होता है.

पेंच नियम. क्षेत्र रेखाएँ वहाँ जाती हैं जहाँ पेंच (पारंपरिक दाहिने हाथ के धागों के साथ) धारा की दिशा में घुमाए जाने पर गति करेगा.

जैसा कि आप देख सकते हैं, प्रत्यक्ष धारा के मामले में इन नियमों के निर्माण की तुलना में वर्तमान और क्षेत्र की भूमिकाएं उलट जाती हैं।

करंट के साथ एक कॉइल का चुंबकीय क्षेत्र

तारयह बाहर निकलेगा, अगर कसकर, कुंडल से कुंडल, तार को पर्याप्त रूप से लंबे सर्पिल में घुमाएगा (चित्र 5 - साइट से छवि en.wikipedia.org)। कुंडल में कई दहाई, सैकड़ों या हजारों मोड़ भी हो सकते हैं। कुंडल भी कहा जाता है solenoid.

चावल। 5. कुंडल (सोलेनॉइड)

एक मोड़ का चुंबकीय क्षेत्र, जैसा कि हम जानते हैं, बहुत सरल नहीं दिखता है। खेत? कॉइल के अलग-अलग घुमाव एक-दूसरे पर आरोपित होते हैं, और ऐसा लगता है कि परिणाम एक बहुत ही भ्रमित करने वाला चित्र होना चाहिए। हालांकि, यह मामला नहीं है: एक लंबे कॉइल के क्षेत्र में अप्रत्याशित रूप से सरल संरचना होती है (चित्र 6)।

चावल। 6. वर्तमान के साथ कुंडल क्षेत्र

इस आकृति में, कुंडली में धारा बाईं ओर से देखने पर वामावर्त जाती है (यह तब होगा जब, चित्र 5 में, कुंडल का दायां सिरा वर्तमान स्रोत के "प्लस" से जुड़ा है, और बायां सिरा "माइनस")। हम देखते हैं कि कुंडली के चुंबकीय क्षेत्र के दो अभिलक्षणिक गुण हैं।

1. कुंडली के अंदर, इसके किनारों से दूर, चुंबकीय क्षेत्र है सजातीय: प्रत्येक बिंदु पर, चुंबकीय प्रेरण वेक्टर परिमाण और दिशा में समान होता है। क्षेत्र रेखाएं समानांतर सीधी रेखाएं हैं; जब वे बाहर जाते हैं तो केवल कुंडल के किनारों के पास झुकते हैं।

2. कुण्डली के बाहर, क्षेत्र शून्य के निकट है। कुंडल में जितना अधिक घुमाव होगा, उसके बाहर का क्षेत्र उतना ही कमजोर होगा।

ध्यान दें कि एक असीम रूप से लंबी कुंडल एक क्षेत्र का उत्सर्जन नहीं करती है: कुंडल के बाहर कोई चुंबकीय क्षेत्र नहीं है। ऐसी कुण्डली के अन्दर क्षेत्र सर्वत्र एक समान होता है।

क्या यह आपको कुछ याद नहीं दिलाता? एक कुंडल एक संधारित्र का "चुंबकीय" समकक्ष है। आपको याद है कि संधारित्र अपने अंदर एक समान विद्युत क्षेत्र बनाता है, जिसकी रेखाएँ केवल प्लेटों के किनारों के पास घुमावदार होती हैं, और संधारित्र के बाहर क्षेत्र शून्य के करीब होता है; अनंत प्लेटों वाला एक संधारित्र क्षेत्र को बिल्कुल भी मुक्त नहीं करता है, और क्षेत्र इसके अंदर हर जगह एक समान है।

और अब - मुख्य अवलोकन। कृपया, कुंडली के बाहर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के चित्र की तुलना करें (चित्र 6) अंजीर में चुंबक की क्षेत्र रेखाओं के साथ। एक । यह वही बात है, है ना? और अब हम एक ऐसे प्रश्न पर आते हैं जो शायद आपके पास बहुत समय पहले था: यदि एक चुंबकीय क्षेत्र धाराओं द्वारा उत्पन्न होता है और धाराओं पर कार्य करता है, तो स्थायी चुंबक के पास चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति का कारण क्या है? आखिर यह चुम्बक धारा का सुचालक तो नहीं लगता !

एम्पीयर की परिकल्पना। प्राथमिक धाराएं

सबसे पहले, यह सोचा गया था कि चुम्बकों की परस्पर क्रिया ध्रुवों पर केंद्रित विशेष चुंबकीय आवेशों के कारण होती है। लेकिन, बिजली के विपरीत, कोई भी चुंबकीय आवेश को अलग नहीं कर सका; आखिरकार, जैसा कि हम पहले ही कह चुके हैं, चुंबक के उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों को अलग-अलग प्राप्त करना संभव नहीं था - ध्रुव हमेशा जोड़े में चुंबक में मौजूद होते हैं।

ओर्स्टेड के अनुभव से चुंबकीय आवेशों के बारे में संदेह और बढ़ गया, जब यह पता चला कि चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत प्रवाह द्वारा उत्पन्न होता है। इसके अलावा, यह पता चला कि किसी भी चुंबक के लिए उपयुक्त विन्यास के वर्तमान के साथ एक कंडक्टर चुनना संभव है, जैसे कि इस कंडक्टर का क्षेत्र चुंबक के क्षेत्र के साथ मेल खाता है।

एम्पीयर ने एक साहसिक परिकल्पना सामने रखी। कोई चुंबकीय शुल्क नहीं हैं। चुंबक की क्रिया को उसके अंदर बंद विद्युत धाराओं द्वारा समझाया गया है।.

ये धाराएँ क्या हैं? इन प्राथमिक धाराएंपरमाणुओं और अणुओं के भीतर प्रसारित; वे परमाणु कक्षाओं में इलेक्ट्रॉनों की गति से जुड़े होते हैं। किसी भी पिंड का चुंबकीय क्षेत्र इन प्राथमिक धाराओं के चुंबकीय क्षेत्र से बना होता है।

प्राथमिक धाराओं को एक दूसरे के सापेक्ष यादृच्छिक रूप से स्थित किया जा सकता है। तब उनके क्षेत्र एक दूसरे को रद्द कर देते हैं, और शरीर चुंबकीय गुण नहीं दिखाता है।

लेकिन अगर प्राथमिक धाराओं को समन्वित किया जाता है, तो उनके क्षेत्र, जोड़कर, एक दूसरे को सुदृढ़ करते हैं। शरीर एक चुंबक बन जाता है (चित्र 7; चुंबकीय क्षेत्र हमारी ओर निर्देशित होगा; चुंबक का उत्तरी ध्रुव भी हमारी ओर निर्देशित होगा)।

चावल। 7. प्राथमिक चुंबक धाराएं

प्राथमिक धाराओं के बारे में एम्पीयर की परिकल्पना ने चुम्बकों के गुणों को स्पष्ट किया। चुंबक को गर्म करने और हिलाने से उसकी प्राथमिक धाराओं की व्यवस्था नष्ट हो जाती है, और चुंबकीय गुण कमजोर हो जाते हैं। चुंबक ध्रुवों की अविभाज्यता स्पष्ट हो गई: जिस स्थान पर चुंबक काटा गया था, हमें सिरों पर समान प्राथमिक धाराएं मिलती हैं। चुंबकीय क्षेत्र में किसी पिंड को चुम्बकित करने की क्षमता को प्राथमिक धाराओं के समन्वित संरेखण द्वारा समझाया गया है जो ठीक से "मोड़ते हैं" (अगली शीट में चुंबकीय क्षेत्र में एक वृत्ताकार धारा के घूमने के बारे में पढ़ें)।

एम्पीयर की परिकल्पना सही निकली - यह भौतिकी के आगे के विकास से पता चला। एम्पीयर के शानदार अनुमान के लगभग सौ साल बाद - प्राथमिक धाराओं की अवधारणा बीसवीं शताब्दी में विकसित परमाणु के सिद्धांत का एक अभिन्न अंग बन गई है।