மின்னோட்டச் சுருளின் காந்தப்புலம்

நிலையான மின் கட்டணங்களைச் சுற்றியுள்ள இடத்தில் ஒரு மின்னியல் புலம் இருந்தால், நகரும் கட்டணங்களைச் சுற்றியுள்ள இடத்தில் (அதே போல் முதலில் மேக்ஸ்வெல் முன்மொழியப்பட்ட நேரம் மாறுபடும் மின்சார புலங்கள்) உள்ளன. காந்த புலம்… இது பரிசோதனை முறையில் கவனிக்க எளிதானது.

காந்தப்புலத்திற்கு நன்றி, மின்னோட்டங்கள் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்கின்றன, அதே போல் நிரந்தர காந்தங்கள் மற்றும் காந்தங்களுடன் மின்னோட்டங்கள். மின் தொடர்புடன் ஒப்பிடுகையில், காந்த தொடர்பு மிகவும் வலுவானது. இந்த இடைவினையை ஆண்ட்ரே-மேரி ஆம்பியர் சரியான நேரத்தில் ஆய்வு செய்தார்.

இயற்பியலில், காந்தப்புலத்தின் சிறப்பியல்பு காந்த தூண்டல் B மற்றும் பெரியது, காந்தப்புலம் வலுவானது. காந்த தூண்டல் B என்பது ஒரு திசையன் அளவு, அதன் திசையானது காந்தப்புலத்தின் சில புள்ளியில் வைக்கப்படும் ஒரு வழக்கமான காந்த அம்பு வட துருவத்தில் செயல்படும் சக்தியின் திசையுடன் ஒத்துப்போகிறது - காந்தப்புலம் காந்த அம்புக்குறியை திசையன் திசையில் செலுத்தும். பி , அதாவது, காந்தப்புலத்தின் திசையில் .

காந்த தூண்டல் கோட்டின் எந்தப் புள்ளியிலும் வெக்டார் பி அதற்கு தொடுவாக இயக்கப்படுகிறது. அதாவது, தூண்டல் B மின்னோட்டத்தில் காந்தப்புலத்தின் சக்தி விளைவை வகைப்படுத்துகிறது. மின்சார புலத்திற்கான விசை E ஆல் இதேபோன்ற பங்கு வகிக்கப்படுகிறது, இது சார்ஜில் மின்சார புலத்தின் வலுவான செயல்பாட்டை வகைப்படுத்துகிறது.

இரும்புத் தாக்கல்களுடனான எளிய சோதனையானது, காந்தமாக்கப்பட்ட பொருளின் மீது காந்தப்புலத்தின் செயல்பாட்டின் நிகழ்வை தெளிவாக நிரூபிக்க உங்களை அனுமதிக்கிறது, ஏனெனில் நிலையான காந்தப்புலத்தில் ஒரு ஃபெரோ காந்தத்தின் சிறிய துண்டுகள் (அத்தகைய துண்டுகள் இரும்புத் தாக்கல்கள்) புலத்தில் காந்தமாக்கப்படுகின்றன , காந்த அம்புகள், திசைகாட்டியின் சிறிய அம்புகள் போன்றவை.

நீங்கள் ஒரு செங்குத்து செப்பு கம்பியை எடுத்து, கிடைமட்டமாக வைக்கப்பட்டுள்ள தாளில் (அல்லது ப்ளெக்ஸிகிளாஸ் அல்லது ஒட்டு பலகை) ஒரு துளை வழியாக ஓட்டினால், பின்னர் உலோகத் தாளில் உலோகத் ஃபைலிங்ஸை ஊற்றி, அதை சிறிது அசைத்து, பின்னர் கம்பி வழியாக நேரடி மின்னோட்டத்தை இயக்கவும். கம்பியைச் சுற்றியுள்ள வட்டங்களில், அதில் உள்ள மின்னோட்டத்திற்கு செங்குத்தாக ஒரு விமானத்தில் ஒரு சுழல் வடிவத்தில் தாக்கல்கள் எவ்வாறு தங்களைத் தாங்களே அமைத்துக் கொள்ளும் என்பதைப் பார்ப்பது எளிது.

மரத்தூள் இந்த வட்டங்கள் வெறுமனே மின்னோட்டத்தை சுமந்து செல்லும் கடத்தியின் காந்தப்புலத்தின் காந்த தூண்டல் B இன் கோடுகளின் வழக்கமான பிரதிநிதித்துவமாக இருக்கும். இந்தச் சோதனையில் வட்டங்களின் மையம் சரியாக மையத்தில், மின்னோட்டச் சுமந்து செல்லும் கம்பியின் அச்சில் அமைந்திருக்கும்.

மின்னோட்டத்தை சுமந்து செல்லும் கம்பியில் உள்ள காந்த தூண்டல் திசையன்களின் திசையை தீர்மானிக்க எளிதானது கிம்லெட் விதி மூலம் அல்லது வலது கை திருகு விதியின் படி: கம்பியில் உள்ள மின்னோட்டத்தின் திசையில் திருகு அச்சின் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கத்துடன், திருகு அல்லது கிம்பல் கைப்பிடியின் சுழற்சியின் திசை (திருப்பு அல்லது வெளியே) திசையைக் குறிக்கும் மின்னோட்டத்தைச் சுற்றியுள்ள காந்தப்புலம்.

கிம்பல் விதி ஏன் பயன்படுத்தப்படுகிறது? இரண்டு மேக்ஸ்வெல் சமன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படும் சுழலியின் வேலை (சிதைவு மூலம் புலம் கோட்பாட்டின் மூலம் குறிக்கப்படுகிறது) ஒரு திசையன் தயாரிப்பாக (ஆபரேட்டர் நாப்லாவுடன்) முறையாக எழுதப்படலாம் மற்றும் மிக முக்கியமாக ஒரு திசையன் புலத்தின் சுழலியை ஒப்பிடலாம் ( என்பது ஒரு ஒப்புமை) இலட்சிய திரவத்தின் சுழற்சியின் கோணத் திசைவேகத்துடன் (மேக்ஸ்வெல் கற்பனை செய்தபடி), அதன் ஓட்டம் திசைவேகப் புலம் கொடுக்கப்பட்ட திசையன் புலத்தைக் குறிக்கிறது, கோணத் திசைவேகத்திற்காக விவரிக்கப்பட்டுள்ள இந்த விதி சூத்திரங்கள் மூலம் சுழலியைப் பயன்படுத்தலாம்.

இவ்வாறு, நீங்கள் திசையன் புல சுழலின் திசையில் கட்டைவிரலைத் திருப்பினால், அது அந்த புலத்தின் சுழலி திசையன் திசையில் திருகும்.

நீங்கள் பார்க்க முடியும் என, விண்வெளியில் திறந்திருக்கும் மின்னியல் புல தீவிரத்தின் கோடுகள் போலல்லாமல், மின்னோட்டத்தைச் சுற்றியுள்ள காந்த தூண்டலின் கோடுகள் மூடப்பட்டுள்ளன. மின் தீவிரம் E இன் கோடுகள் நேர்மறை கட்டணங்களுடன் தொடங்கி எதிர்மறை கட்டணங்களுடன் முடிவடைந்தால், காந்த தூண்டல் B இன் கோடுகள் அவற்றை உருவாக்கும் மின்னோட்டத்தை சுற்றி மூடுகின்றன.

இப்போது பரிசோதனையை சிக்கலாக்குவோம். மின்னோட்டத்துடன் கூடிய நேரான கம்பிக்கு பதிலாக, மின்னோட்டத்துடன் ஒரு வளைவைக் கவனியுங்கள். அத்தகைய வளையத்தை வரைபடத்தின் விமானத்திற்கு செங்குத்தாக நிலைநிறுத்துவது எங்களுக்கு வசதியானது என்று வைத்துக்கொள்வோம், மின்னோட்டமானது நம்மை நோக்கி இடதுபுறத்திலும் வலதுபுறத்திலும் இயக்கப்படுகிறது. இப்போது காந்த ஊசியுடன் ஒரு திசைகாட்டி தற்போதைய வளையத்திற்குள் வைக்கப்பட்டால், காந்த ஊசி காந்த தூண்டலின் கோடுகளின் திசையைக் குறிக்கும் - அவை வளையத்தின் அச்சில் இயக்கப்படும்.

ஏன்? சுருளின் விமானத்தின் எதிர் பக்கங்கள் காந்த ஊசியின் துருவங்களுக்கு ஒத்ததாக இருக்கும் என்பதால்.B கோடுகள் வெளியேறும் இடத்தில் வட காந்த துருவம் உள்ளது, அங்கு அவை தென் துருவத்தில் நுழைகின்றன. மின்னோட்டத்தை சுமந்து செல்லும் கம்பி மற்றும் அதன் காந்தப்புலத்தை நீங்கள் முதலில் கருத்தில் கொண்டால், பின்னர் கம்பியை வளையமாக மாற்றினால் இதைப் புரிந்துகொள்வது எளிது.

மின்னோட்டத்துடன் ஒரு வளையத்தின் காந்தத் தூண்டலின் திசையைத் தீர்மானிக்க, அவை கிம்பல் விதி அல்லது வலது கை திருகு விதியையும் பயன்படுத்துகின்றன. கிம்பலின் நுனியை வளையத்தின் மையத்தில் வைத்து கடிகார திசையில் சுழற்றவும். கிம்பலின் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கம் சுழற்சியின் மையத்தில் உள்ள காந்த தூண்டல் திசையன் B உடன் திசையில் ஒத்துப்போகும்.

வெளிப்படையாக, மின்னோட்டத்தின் காந்தப்புலத்தின் திசையானது கம்பியில் உள்ள மின்னோட்டத்தின் திசையுடன் தொடர்புடையது, அது நேரான கம்பி அல்லது சுருளாக இருக்கலாம்.

காந்த தூண்டல் B வெளியேறும் கோடுகள் (திசையன் B இன் திசை வெளிப்புறமாக உள்ளது) மின்னோட்டத்தை சுமந்து செல்லும் சுருள் அல்லது சுருளின் பக்கமானது வடக்கு காந்த துருவம் மற்றும் கோடுகள் நுழையும் இடம் (திசையன் B உள்நோக்கி இயக்கப்படுகிறது) என்பது பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது. தென் காந்த துருவம்.

மின்னோட்டத்துடன் கூடிய பல திருப்பங்கள் ஒரு நீண்ட சுருளை உருவாக்கினால் - ஒரு சோலனாய்டு (சுருளின் நீளம் அதன் விட்டம் பல மடங்கு ஆகும்), அதன் உள்ளே இருக்கும் காந்தப்புலம் சீரானது, அதாவது காந்த தூண்டல் B இன் கோடுகள் ஒருவருக்கொருவர் இணையாக இருக்கும். சுருளின் முழு நீளத்திலும் அதே அடர்த்தி. தற்செயலாக, ஒரு நிரந்தர காந்தத்தின் காந்தப்புலம் வெளிப்புறமாக மின்னோட்டம்-சுருளின் காந்தப்புலத்தைப் போன்றது.

மின்னோட்டம் I, நீளம் l, திருப்பங்களின் எண்ணிக்கையுடன் ஒரு சுருளுக்கு, வெற்றிடத்தில் உள்ள காந்த தூண்டல் எண் ரீதியாக சமமாக இருக்கும்:

எனவே, மின்னோட்டத்துடன் சுருளின் உள்ளே இருக்கும் காந்தப்புலம் சீரானது மற்றும் தென் துருவத்திலிருந்து வட துருவத்திற்கு (சுருள் உள்ளே!) இயக்கப்படுகிறது. சுருளின் உள்ளே இருக்கும் காந்த தூண்டல் மின்னோட்டம்-சுருளின் ஒரு யூனிட் நீளத்திற்கு ஆம்பியர்-திருப்பங்களின் எண்ணிக்கைக்கு மாடுலோ விகிதாசாரமாகும்.