വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന്റെ കാന്തിക പ്രഭാവം

ഓർസ്റ്റഡിന്റെ പരീക്ഷണം#

1820-ൽ ഡാനിഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഹാൻസ് ക്രിസ്റ്റ്യൻ ഓർസ്റ്റഡ് നടത്തിയ ഒരു വിപ്ലവകരമായ പരീക്ഷണമായിരുന്നു ഓർസ്റ്റഡിന്റെ പരീക്‌ഷണം. വൈദ്യുതിയും കാന്തികതയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം ഇത് തെളിയിച്ചു, വൈദ്യുതകാന്തികതയെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ധാരണയിൽ വിപ്ലവം സൃഷ്ടിച്ചു.

പശ്ചാത്തലം

ഓർസ്റ്റഡിന്റെ പരീക്ഷണത്തിന് മുമ്പ്, വൈദ്യുതിയും കാന്തികതയും വ്യത്യസ്ത പ്രതിഭാസങ്ങളായി കണക്കാക്കപ്പെട്ടിരുന്നു. വൈദ്യുത ചാർജുകളുടെ പ്രവാഹവുമായി വൈദ്യുതി ബന്ധപ്പെട്ടിരുന്നു, അതേസമയം കാന്തങ്ങളുടെ ആകർഷണവും വികർഷണവുമായാണ് കാന്തികത ബന്ധപ്പെട്ടിരുന്നത്.

പരീക്ഷണം

തന്റെ പരീക്ഷണത്തിൽ, ഓർസ്റ്റഡ് ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹം വഹിക്കുന്ന ഒരു വയർ ഒരു കമ്പാസ് സൂചിക്ക് സമീപം സ്ഥാപിച്ചു. കറന്റ് ഓണാക്കുമ്പോൾ സൂചി അതിന്റെ യഥാർത്ഥ വടക്ക്-തെക്ക് ദിശയിൽ നിന്ന് വ്യതിചലിക്കുന്നതായി അദ്ദേഹം നിരീക്ഷിച്ചു. ഈ വ്യതിചലനം വൈദ്യുത പ്രവാഹം വയറിന് ചുറ്റും ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിച്ചുവെന്ന് സൂചിപ്പിച്ചു.

പ്രധാന നിരീക്ഷണങ്ങൾ

ഓർസ്റ്റഡിന്റെ പരീക്ഷണത്തിനിടെ ഇനിപ്പറയുന്ന പ്രധാന നിരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി:

• കമ്പാസ് സൂചിയുടെ വ്യതിചലനത്തിന്റെ ദിശ വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന്റെ ദിശയെ ആശ്രയിച്ചിരുന്നു.
• കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ശക്തി വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന്റെ ശക്തിയോടൊപ്പം വർദ്ധിച്ചു.
• വയറിന് സമീപം കാന്തികക്ഷേത്രം ഏറ്റവും ശക്തമായിരുന്നു, വയറിൽ നിന്നുള്ള ദൂരം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് അത് കുറഞ്ഞു.

പ്രാധാന്യം

വൈദ്യുതിയും കാന്തികതയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തിന് പരീക്ഷണാത്മക തെളിവ് നൽകിയത് ഓർസ്റ്റഡിന്റെ പരീക്ഷണമാണ്. ഇത് വൈദ്യുതകാന്തികത എന്ന മേഖലയ്ക്ക് അടിത്തറയിട്ടു, ഇത് ശാസ്ത്രത്തിന്റെയും സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും വിവിധ മേഖലകളിൽ ഗാഢമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തിയിട്ടുണ്ട്.

ഓർസ്റ്റഡിന്റെ പരീക്ഷണത്തിന്റെ ചില പ്രധാന പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ ഇവയാണ്:

• വൈദ്യുതോർജ്ജത്തെ യാന്ത്രികോർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്ന വൈദ്യുത മോട്ടോറുകളുടെ വികസനം.
• യാന്ത്രികോർജ്ജത്തെ വൈദ്യുതോർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്ന ജനറേറ്ററുകളുടെ കണ്ടുപിടിത്തം.
• വൈദ്യുത സിഗ്നലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ദീർഘദൂര ആശയവിനിമയം അനുവദിക്കുന്ന ടെലിഗ്രാഫിയുടെ മുന്നേറ്റം.
• റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ, മൈക്രോവേവ്, പ്രകാശം തുടങ്ങിയ വൈദ്യുതകാന്ത തരംഗങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുന്നതിനുള്ള അടിസ്ഥാനം.

ഭൗതികശാസ്ത്ര ചരിത്രത്തിലെ ഒരു നിർണായക നിമിഷമായിരുന്നു ഓർസ്റ്റഡിന്റെ പരീക്ഷണം. വൈദ്യുതിയും കാന്തികതയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം ഇത് സ്ഥാപിച്ചു, ശാസ്ത്രീയ പര്യവേഷണത്തിനും സാങ്കേതിക നൂതനീകരണത്തിനും പുതിയ വഴികൾ തുറന്നുകൊടുത്തു. ഈ പരീക്ഷണത്തിലൂടെ കണ്ടെത്തിയ തത്വങ്ങൾ വൈദ്യുതകാന്തികതയെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ധാരണയും വിവിധ മേഖലകളിലെ അതിന്റെ പ്രയോഗങ്ങളും രൂപപ്പെടുത്തുന്നത് തുടരുന്നു.

ലോറൻസ് ബലം#

നീങ്ങുന്ന വൈദ്യുത ചാർജുകളും കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം വിവരിക്കുന്ന വൈദ്യുതകാന്തികതയിലെ ഒരു അടിസ്ഥാന ബലമാണ് ലോറൻസ് ബലം. 19-ാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനത്തിൽ ഈ സിദ്ധാന്തം വികസിപ്പിച്ച ഡച്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഹെൻഡ്രിക് ലോറൻസിന്റെ പേരിലാണ് ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത്.

പ്രധാന ആശയങ്ങൾ

• വൈദ്യുത ചാർജ്: പദാർത്ഥത്തിന്റെ ഒരു അടിസ്ഥാന ഗുണമാണ് വൈദ്യുത ചാർജ്, അത് പോസിറ്റീവ് അല്ലെങ്കിൽ നെഗറ്റീവ് ആകാം. വൈദ്യുതകാന്ത ബലത്തിലൂടെ വൈദ്യുത ചാർജുകൾ പരസ്പരം പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു.
• കാന്തികക്ഷേത്രം: ഒരു കാന്തത്തിനോ വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിനോ ചുറ്റുമുള്ള ഒരു സ്ഥലമേഖലയാണ് കാന്തികക്ഷേത്രം, അവിടെ കാന്തിക ബലം കണ്ടെത്താനാകും. നീങ്ങുന്ന വൈദ്യുത ചാർജുകൾ കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.
• ലോറൻസ് ബലം: ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ഒരു നീങ്ങുന്ന വൈദ്യുത ചാർജിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലമാണ് ലോറൻസ് ബലം. കണത്തിന്റെ ചാർജിനും കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ശക്തിക്കും കണത്തിന്റെ പ്രവേഗത്തിനും ആനുപാതികമായിരിക്കും ഈ ബലം.

ഗണിത രൂപീകരണം

ലോറൻസ് ബലം ഇനിപ്പറയുന്ന സമവാക്യത്തിലൂടെ നൽകിയിരിക്കുന്നു:

$$\mathbf{F} = q(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B})$$

ഇവിടെ:

• $F$ എന്നത് ലോറൻസ് ബല വെക്റ്റർ ആണ്
• $q$ എന്നത് കണത്തിന്റെ വൈദ്യുത ചാർജ് ആണ്
• $E$ എന്നത് വൈദ്യുതക്ഷേത്ര വെക്റ്റർ ആണ്
• $v$ എന്നത് കണത്തിന്റെ പ്രവേഗ വെക്റ്റർ ആണ്
• $B$ എന്നത് കാന്തികക്ഷേത്ര വെക്റ്റർ ആണ്

സമവാക്യത്തിന്റെ വലതുവശത്തുള്ള ആദ്യ പദം വൈദ്യുത ബലത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, അത് ഒരു വൈദ്യുതക്ഷേത്രത്താൽ ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെട്ട കണത്തിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലമാണ്. രണ്ടാമത്തെ പദം കാന്തിക ബലത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, അത് ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രത്താൽ ഒരു നീങ്ങുന്ന ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെട്ട കണത്തിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലമാണ്.

വൈദ്യുതകാന്തികതയിലെ ഒരു അടിസ്ഥാന ബലമാണ് ലോറൻസ് ബലം, ഇത് ശാസ്ത്രത്തിന്റെയും സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും വിവിധ മേഖലകളിൽ വിശാലമായ പ്രയോഗങ്ങൾ ഉണ്ട്. വൈദ്യുത ചാർജുകളും കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ശക്തമായ ഉപകരണമാണിത്.

ബയോട്ട്-സവാർട്ട് നിയമം#

ഒരു കറന്റ് വഹിക്കുന്ന വയർ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രം വിവരിക്കുന്ന വൈദ്യുതകാന്തികതയിലെ ഒരു അടിസ്ഥാന സമവാക്യമാണ് ബയോട്ട്-സവാർട്ട് നിയമം. ഒരു വയർ വഴി ഒഴുകുന്ന വൈദ്യുത പ്രവാഹവും അത് ബഹിരാകാശത്തെ ഒരു നിശ്ചിത ബിന്ദുവിൽ സൃഷ്ടിക്കുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രവും തമ്മിലുള്ള ഗണിതശാസ്ത്ര ബന്ധം ഇത് നൽകുന്നു.

പ്രധാന ആശയങ്ങൾ:

• കാന്തികക്ഷേത്രം (B): നീങ്ങുന്ന വൈദ്യുത ചാർജുകൾ അനുഭവിക്കുന്ന കാന്തിക ബലത്തിന്റെ ശക്തിയും ദിശയും വിവരിക്കുന്ന ഒരു വെക്റ്റർ അളവാണ് കാന്തികക്ഷേത്രം. ഇത് ടെസ്‌ലയിൽ (T) അളക്കുന്നു.

• കറന്റ് വഹിക്കുന്ന വയർ: ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹം വഹിക്കുന്ന ഒരു വയർ അതിന് ചുറ്റും ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ശക്തി കറന്റിന്റെ പരിമാണത്തെയും വയറിന്റെ ജ്യാമിതിയെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

• ബയോട്ട്-സവാർട്ട് നിയമം: ഒരു കറന്റ് വഹിക്കുന്ന വയറിന് കാരണമായുണ്ടാകുന്ന ഒരു ബിന്ദുവിലെ കാന്തികക്ഷേത്രം കണക്കാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ഫോർമുല ഈ നിയമം നൽകുന്നു. കാന്തികക്ഷേത്രം കറന്റിനും വയർ സെഗ്മെന്റിന്റെ നീളത്തിനും നേരിട്ട് ആനുപാതികവും വയറിൽ നിന്നുള്ള ദൂരത്തിന്റെ വർഗ്ഗത്തിന് വിപരീത അനുപാതത്തിലുമാണെന്ന് ഇത് പ്രസ്താവിക്കുന്നു.

ഗണിത ഫോർമുല:

ബയോട്ട്-സവാർട്ട് നിയമത്തിന്റെ ഗണിത പദപ്രയോഗം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു:

$$ \overrightarrow{dB} = \frac{\mu_0}{4\pi} \frac{I \overrightarrow{dl} \times \hat{r}}{r^2} $$

ഇവിടെ:

• $\overrightarrow{dB}$ എന്നത് നിരീക്ഷണ ബിന്ദുവിലെ ഡിഫറൻഷ്യൽ കാന്തികക്ഷേത്ര വെക്റ്റർ ആണ്, കറന്റ് വഹിക്കുന്ന വയറിന്റെ ഒരു ചെറിയ ഭാഗം മൂലമുണ്ടാകുന്നത്.
• $\mu_0$ എന്നത് സ്വതന്ത്ര സ്ഥലത്തിന്റെ പെർമിയബിലിറ്റി ആണ്, $4\pi \times 10^{-7} \text{ T}\cdot\text{m/A}$ ന് തുല്യമായ ഒരു സ്ഥിരാങ്കം.
• $I$ എന്നത് വയർ വഴി ഒഴുകുന്ന കറന്റിന്റെ പരിമാണം ആണ്.
• $\overrightarrow{dl}$ എന്നത് വയറിന്റെ ഒരു ചെറിയ ഭാഗത്തിന്റെ നീളവും ദിശയും പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന ഒരു വെക്റ്റർ ആണ്.
• $\hat{r}$ എന്നത് കറന്റ് എലമെന്റിൽ നിന്ന് നിരീക്ഷണ ബിന്ദുവിലേക്ക് ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുന്ന ഒരു യൂണിറ്റ് വെക്റ്റർ ആണ്.
• $r$ എന്നത് കറന്റ് എലമെന്റും നിരീക്ഷണ ബിന്ദുവും തമ്മിലുള്ള ദൂരം ആണ്.

വൈദ്യുതകാന്തികതയിലെ ഒരു അടിസ്ഥാന തത്വമാണ് ബയോട്ട്-സവാർട്ട് നിയമം, ഇത് വൈദ്യുത പ്രവാഹങ്ങളും അവ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം വിവരിക്കുന്നു. ഒരു കറന്റ് വഹിക്കുന്ന വയറിന് കാരണമായുണ്ടാകുന്ന ബഹിരാകാശത്തെ ഏത് ബിന്ദുവിലെയും കാന്തികക്ഷേത്രം കണക്കാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ഗണിത ചട്ടക്കൂട് ഇത് നൽകുന്നു. വൈദ്യുത എഞ്ചിനീയറിംഗ്, ഭൗതികശാസ്ത്രം, മെറ്റീരിയൽ സയൻസ് എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള വിവിധ മേഖലകളിൽ ഈ നിയമത്തിന് നിരവധി പ്രയോഗങ്ങളുണ്ട്.

ഒരു നേർരേഖാ കറന്റ് വഹിക്കുന്ന കണ്ടക്ടറിന് കാരണമായുണ്ടാകുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രം#

ബയോട്ട്-സവാർട്ട് നിയമം

ഒരു നേർരേഖാ കറന്റ് വഹിക്കുന്ന കണ്ടക്ടറിന് കാരണമായുണ്ടാകുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രം ബയോട്ട്-സവാർട്ട് നിയമം ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കാം. ഒരു കറന്റ് വഹിക്കുന്ന ഘടകം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഒരു ബിന്ദുവിലെ കാന്തികക്ഷേത്രം കറന്റിനും ഘടകത്തിന്റെ നീളത്തിനും നേരിട്ട് ആനുപാതികവും ഘടകത്തിൽ നിന്ന് ബിന്ദുവിലേക്കുള്ള ദൂരത്തിന്റെ വർഗ്ഗത്തിന് വിപരീത അനുപാതത്തിലുമാണെന്ന് ഈ നിയമം പ്രസ്താവിക്കുന്നു.

കാന്തികക്ഷേത്രത്തിനുള്ള ഫോർമുല

ഒരു നേർരേഖാ കറന്റ് വഹിക്കുന്ന കണ്ടക്ടറിന് കാരണമായുണ്ടാകുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രത്തിനുള്ള ഫോർമുല ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു:

$$ \overrightarrow{B} = \frac{\mu_0}{4\pi} \frac{2I}{d} \sin\theta \hat{n} $$

ഇവിടെ:

• $ \overrightarrow{B} $ എന്നത് കാന്തികക്ഷേത്ര വെക്റ്റർ ആണ്
• $ \mu_0 $ എന്നത് സ്വതന്ത്ര സ്ഥലത്തിന്റെ പെർമിയബിലിറ്റി ആണ് $ (4\pi \times 10^{-7} \text{ T}\cdot\text{m/A}) $
• $ I $ എന്നത് കണ്ടക്ടർ വഴി ഒഴുകുന്ന കറന്റ് ആണ്
• $ d $ എന്നത് കണ്ടക്ടറിൽ നിന്ന് കാന്തികക്ഷേത്രം കണക്കാക്കുന്ന ബിന്ദുവിലേക്കുള്ള ദൂരം ആണ്
• $ \theta $ എന്നത് കണ്ടക്ടറിനും കണ്ടക്ടറിൽ നിന്ന് കാന്തികക്ഷേത്രം കണക്കാക്കുന്ന ബിന്ദുവിലേക്കുള്ള രേഖയ്ക്കും ഇടയിലുള്ള കോണാണ്
• $ \hat{n} $ എന്നത് കണ്ടക്ടറിനും കണ്ടക്ടറിൽ നിന്ന് കാന്തികക്ഷേത്രം കണക്കാക്കുന്ന ബിന്ദുവിലേക്കുള്ള രേഖയ്ക്കും ലംബമായ ഒരു യൂണിറ്റ് വെക്റ്റർ ആണ്

കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ദിശ#

ഒരു നേർരേഖാ കറന്റ് വഹിക്കുന്ന കണ്ടക്ടറിന് കാരണമായുണ്ടാകുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ദിശ വലതുകൈ നിയമം ഉപയോഗിച്ച് നിർണ്ണയിക്കാനാകും. വലതുകൈ നിയമം ഉപയോഗിക്കാൻ, കറന്റ് പ്രവാഹത്തിന്റെ ദിശയിൽ നിങ്ങളുടെ വലത് കൈത്തള്ളവിരൽ ചൂണ്ടുക. തുടർന്ന്, കണ്ടക്ടറിന് ചുറ്റും നിങ്ങളുടെ വിരലുകൾ ചുരുട്ടുക. കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ദിശയിലേക്ക് നിങ്ങളുടെ വിരലുകൾ ചൂണ്ടിക്കാണിക്കും.

വൃത്താകൃതിയിലുള്ള കറന്റ് ലൂപ്പിന് കാരണമായുണ്ടാകുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രം#

ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള കറന്റ് ലൂപ്പ് ഒരു വൃത്തത്തിലേക്ക് വളച്ച ഒരു വയറാണ്, അത് ഒരു കറന്റ് വഹിക്കുന്നു. അതിന് ചുറ്റുമുള്ള ബഹിരാകാശത്ത് ഇത് ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള കറന്റ് ലൂപ്പിന്റെ കാന്തികക്ഷേത്രം ഒരു ബാർ കാന്തത്തിന്റെ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന് സമാനമാണ്, ഒരു ഉത്തരധ്രുവവും ദക്ഷിണധ്രുവവും ഉണ്ട്.

ബയോട്ട്-സവാർട്ട് നിയമം

ഒരു കറന്റ് വഹിക്കുന്ന വയറിന് കാരണമായുണ്ടാകുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രം ബയോട്ട്-സവാർട്ട് നിയമം ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കാം. ഒരു ബിന്ദുവിലെ കാന്തികക്ഷേത്രം വയർ വഴി ഒഴുകുന്ന കറന്റിന് ആനുപാതികവും വയറിൽ നിന്നുള്ള ദൂരത്തിന്റെ വർഗ്ഗത്തിന് വിപരീത അനുപാതത്തിലുമാണെന്ന് ഈ നിയമം പ്രസ്താവിക്കുന്നു.

ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള കറന്റ് ലൂപ്പിന്, ലൂപ്പിന്റെ അക്ഷത്തിലെ ഒരു ബിന്ദുവിലെ കാന്തികക്ഷേത്രം കണക്കാക്കാൻ ബയോട്ട്-സവാർട്ട് നിയമം ഉപയോഗിക്കാം. ലൂപ്പിന്റെ അക്ഷത്തിലെ ഒരു ബിന്ദുവിലെ കാന്തികക്ഷേത്രം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു:

$$B = \frac{\mu_0 I}{4\pi R}\left(\frac{2\pi R^2}{(R^2 + z^2)^{3/2}}\right)$$

ഇവിടെ:

• $B$ എന്നത് ടെസ്‌ലയിലെ (T) കാന്തികക്ഷേത്രം ആണ്
• $\mu_0$ എന്നത് സ്വതന്ത്ര സ്ഥലത്തിന്റെ പെർമിയബിലിറ്റി ആണ് $(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \text{ T}\cdot\text{m/A})$
• $I$ എന്നത് ആമ്പിയറിലെ (A) ലൂപ്പിലെ കറന്റ് ആണ്
• ⟦37⟎ എന്നത് മീറ്ററിലെ (m) ലൂപ്പിന്റെ ആരം ആണ്
• $z$ എന്നത് മീറ്ററിലെ (m) ലൂപ്പിന്റെ മധ്യഭാഗത്ത് നിന്ന് അക്ഷത്തിലെ ബിന്ദുവിലേക്കുള്ള ദൂരം ആണ്

കാന്തികക്ഷേത്ര രേഖകൾ#

ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള കറന്റ് ലൂപ്പിന്റെ കാന്തികക്ഷേത്ര രേഖകൾ സമകേന്ദ്ര വൃത്തങ്ങളാണ്. ലൂപ്പിന് സമീപം കാന്തികക്ഷേത്ര രേഖകൾ അടുത്തടുത്താണ്, ലൂപ്പിൽ നിന്ന് അകലെ അകലെയാണ്. കാന്തികക്ഷേത്ര രേഖകളുടെ ദിശ വലതുകൈ നിയമം നൽകുന്നു.

ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള കറന്റ് ലൂപ്പിന്റെ കാന്തികക്ഷേത്രം ഒരു ബാർ കാന്തത്തിന്റെ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന് സമാനമാണ്. ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള കറന്റ് ലൂപ്പിന്റെ കാന്തികക്ഷേത്രം ബയോട്ട്-സവാർട്ട് നിയമം ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കാം. വൈദ്യുതകാന്തങ്ങൾ, മോട്ടോറുകൾ, ജനറേറ്ററുകൾ, ട്രാൻസ്ഫോർമറുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ വൃത്താകൃതിയിലുള്ള കറന്റ് ലൂപ്പുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ആമ്പിയർ നിയമം#

ആമ്പിയർ നിയമം ഒരു കറന്റ് വഹിക്കുന്ന വയറിന് ചുറ്റുമുള്ള കാന്തികക്ഷേത്രത്തെ വയർ വഴി കടന്നുപോകുന്ന വൈദ്യുത പ്രവാഹവുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക നിയമമാണ്. 1820-ൽ ആൻഡ്രേ-മാരി ആമ്പിയർ ഇത് കണ്ടെത്തി.

ആമ്പിയർ നിയമത്തിന്റെ ഗണിത രൂപം

ആമ്പിയർ നിയമത്തിന്റെ ഗണിത രൂപം ഇതാണ്:

$$\oint\overrightarrow{B}\cdot d\overrightarrow{l}=\mu_0I$$

ഇവിടെ:

• $\overrightarrow{B}$ എന്നത് കാന്തികക്ഷേത്ര വെക്റ്റർ ആണ്
• $d\overrightarrow{l}$ എന്നത് ഒരു അടഞ്ഞ ലൂപ്പിലൂടെയുള്ള ഒരു ഡിഫറൻഷ്യൽ ലെംഗ്ത് വെക്റ്റർ ആണ്
• $\mu_0$ എന്നത് സ്വതന്ത്ര സ്ഥലത്തിന്റെ പെർമിയബിലിറ്റി ആണ്
• $I$ എന്നത് ലൂപ്പിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന കറന്റ് ആണ്

ആമ്പിയർ നിയമത്തിന്റെ വിശദീകരണം

ഒരു കറന്റ് വഹിക്കുന്ന വയറിന് ചുറ്റുമുള്ള കാന്തികക്ഷേത്രം വയർ വഴി കടന്നുപോകുന്ന