అయస్కాంత క్షేత్ర బలం. అయస్కాంత శక్తి

వైర్ లేదా కాయిల్ చుట్టూ ఎల్లప్పుడూ విద్యుత్ ప్రవాహం ఉంటుంది అయిస్కాంత క్షేత్రం… శాశ్వత అయస్కాంతం యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం పరమాణువులోని వాటి కక్ష్యలలో ఎలక్ట్రాన్ల కదలిక వలన ఏర్పడుతుంది.

అయస్కాంత క్షేత్రం దాని బలం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలం H యాంత్రిక బలాన్ని పోలి ఉంటుంది. ఇది వెక్టార్ పరిమాణం, అంటే పరిమాణం మరియు దిశను కలిగి ఉంటుంది.

అయస్కాంత క్షేత్రం, అంటే, అయస్కాంతం చుట్టూ ఉన్న స్థలం, అయస్కాంత రేఖలతో నిండినట్లుగా సూచించబడుతుంది, ఇది అయస్కాంతం యొక్క ఉత్తర ధ్రువం నుండి నిష్క్రమించి దక్షిణ ధ్రువంలోకి ప్రవేశిస్తుంది (Fig. 1). అయస్కాంత రేఖకు టాంజెంట్‌లు అయస్కాంత క్షేత్ర బలం యొక్క దిశను సూచిస్తాయి.

అయస్కాంత రేఖలు దట్టంగా ఉన్న చోట అయస్కాంత క్షేత్రం బలంగా ఉంటుంది (అయస్కాంతం యొక్క ధ్రువాల వద్ద లేదా కరెంట్ మోసే కాయిల్ లోపల).

కరెంట్ I మరియు కాయిల్ యొక్క మలుపుల సంఖ్య ω, వైర్ దగ్గర (లేదా కాయిల్ లోపల) అయస్కాంత క్షేత్రం ఎక్కువ.

అంతరిక్షంలో ఏ సమయంలోనైనా అయస్కాంత క్షేత్రం H యొక్క బలం ఎక్కువగా ఉంటుంది ∙ ω ఉత్పత్తి ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు అయస్కాంత రేఖ పొడవు తక్కువగా ఉంటుంది:

H = (I ∙ ω) / l.

అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలాన్ని కొలిచే యూనిట్ మీటరుకు ఆంపియర్ (A / m) అని సమీకరణం నుండి ఇది అనుసరిస్తుంది.

ఇచ్చిన ఏకరీతి క్షేత్రంలో ప్రతి అయస్కాంత రేఖకు, ఉత్పత్తులు H1 ∙ l1 = H2 ∙ l2 = … = H ∙ l = I ∙ ω సమానంగా ఉంటాయి (Fig. 1).

అన్నం. 1.

మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్‌లలోని ఉత్పత్తి H ∙ l విద్యుత్ సర్క్యూట్‌లలోని వోల్టేజీని పోలి ఉంటుంది మరియు దీనిని అయస్కాంత వోల్టేజ్ అంటారు, మరియు మాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్ లైన్ యొక్క మొత్తం పొడవుతో తీసుకున్న దానిని మాగ్నెటైజింగ్ ఫోర్స్ (ns) Fm: Fm = H ∙ l = I ∙ ω.

మాగ్నెటైజింగ్ ఫోర్స్ Fm ఆంపియర్‌లలో కొలుస్తారు, కానీ సాంకేతిక ఆచరణలో, ఆంపియర్ అనే పేరుకు బదులుగా, ఆంపియర్-టర్న్ అనే పేరు ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది Fm కరెంట్ మరియు మలుపుల సంఖ్యకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని నొక్కి చెబుతుంది.

కోర్ లేని స్థూపాకార కాయిల్ కోసం, దాని పొడవు దాని వ్యాసం (l≫d) కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, కాయిల్ లోపల ఉన్న అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఏకరీతిగా పరిగణించవచ్చు, అనగా. కాయిల్ యొక్క మొత్తం అంతర్గత స్థలంలో అదే అయస్కాంత క్షేత్ర బలం H తో (Fig. 1). అటువంటి కాయిల్ వెలుపల ఉన్న అయస్కాంత క్షేత్రం దాని లోపల కంటే చాలా బలహీనంగా ఉన్నందున, బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని నిర్లక్ష్యం చేయవచ్చు మరియు గణనలో ఇది n అని భావించబడుతుంది. c కాయిల్ కాయిల్ పొడవు కంటే కాయిల్ లోపల ఉన్న ఫీల్డ్ బలం యొక్క ఉత్పత్తికి సమానం.

వైర్ మరియు ప్రస్తుత కాయిల్ యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ధ్రువణత గింబాల్ నియమం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. గింబాల్ యొక్క ముందుకు కదలిక ప్రస్తుత దిశతో సమానంగా ఉంటే, అప్పుడు గింబాల్ హ్యాండిల్ యొక్క భ్రమణ దిశ అయస్కాంత రేఖల దిశను సూచిస్తుంది.

ఉదాహరణలు

1. 3 A యొక్క కరెంట్ 2000 మలుపుల కాయిల్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది. n అంటే ఏమిటి. v. కాయిల్స్?

Fm = I ∙ ω = 3 ∙ 2000 = 6000 A. కాయిల్ యొక్క అయస్కాంత శక్తి 6000 ఆంపియర్-మలుపులు.

2. 2500 మలుపుల కాయిల్‌లో n ఉండాలి. p. 10000 A. దాని గుండా ఏ కరెంట్ ప్రవహించాలి?

I = Fm / ω = (I ∙ ω) / ω = 10000/2500 = 4 ఎ.

3.కరెంట్ I = 2 A కాయిల్ గుండా ప్రవహిస్తుంది. n అందించడానికి కాయిల్‌లో ఎన్ని మలుపులు ఉండాలి. గ్రామం 8000 ఎ?

ω = Fm / I = (I ∙ ω) / I = 8000/2 = 4000 మలుపులు.

4. 100 మలుపులతో 10 సెం.మీ పొడవున్న కాయిల్ లోపల, అయస్కాంత క్షేత్రం H = 4000 A / m యొక్క బలాన్ని నిర్ధారించడం అవసరం. కాయిల్ ఎంత కరెంట్ తీసుకువెళ్లాలి?

కాయిల్ యొక్క అయస్కాంత శక్తి Fm = H ∙ l = I ∙ ω. కాబట్టి, 4000 A / m ∙ 0.1 m = I ∙ 100; I = 400/100 = 4 ఎ.

5. కాయిల్ (సోలనోయిడ్) యొక్క వ్యాసం D = 20 మిమీ, మరియు దాని పొడవు l = 10 సెం.మీ. కాయిల్ d = 0.4 మిమీ వ్యాసం కలిగిన రాగి తీగ నుండి గాయమవుతుంది. 4.5V వద్ద స్విచ్ ఆన్ చేయబడితే కాయిల్ లోపల అయస్కాంత క్షేత్ర బలం ఎంత?

ఇన్సులేషన్ యొక్క మందాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోకుండా మలుపుల సంఖ్య ω = l∶d = 100∶0.4 = 250 మలుపులు.

లూప్ పొడవు π ∙ d = 3.14 ∙ 0.02 మీ = 0.0628 మీ.

కాయిల్ పొడవు l1 = 250 ∙ 0.0628 మీ = 15.7 మీ.

కాయిల్ యొక్క క్రియాశీల నిరోధకత r = ρ ∙ l1 / S = 0.0175 ∙ (4 ∙ 15.7) / (3.14 ∙ 0.16) = 2.2 ఓం.

ప్రస్తుత I = U / r = 4.5 / 2.2 = 2.045 A ≈2 A.

కాయిల్ లోపల అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలం H = (I ∙ ω) / l = (2 ∙ 250) / 0.1 = 5000 A / m.

6. ప్రస్తుత I = 100 A ప్రవహించే స్ట్రెయిట్ వైర్ నుండి 1, 2, 5 సెం.మీ దూరంలో ఉన్న అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలాన్ని నిర్ణయించండి.

H ∙ l = I ∙ ω సూత్రాన్ని ఉపయోగిస్తాము.

స్ట్రెయిట్ వైర్ కోసం ω = 1 మరియు l = 2 ∙ π ∙ r,

ఎక్కడి నుండి H = I / (2 ∙ π ∙ r).

H1 = 100 / (2 ∙ 3.14 ∙ 0.01) = 1590 A / m; H2 = 795 A/m; H3 = 318 A/m.