ऐंपियर की कानून की सामान्यीकरण और इसके अनुप्रयोग विषय
मौद्रिकीकरण के विषय से याद रखने वाले सिद्धांत “एम्पेर कानून की सार्वत्रिकीकरण और इसके अनुप्रयोग JEE और CBSE बोर्ड परीक्षाओं के लिए:**
1. स्थानांतरण विधि:
- एंपियर कानून को संशोधित करने के लिए जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने प्रस्तुत किया।
- समय के साथ बदलने वाले विद्युत्क्षेत्र और इसके प्रभाव को प्रतिष्ठानवाद करता है।
- दिया गया है: $$I_d = \epsilon_0\frac{\partial \Phi_E}{\partial t}$$, जहां
- $$I_d$$ स्थानांतरण विधि है
- $$\epsilon_0$$ शून्य अनुरोधिता है
- $$\Phi_E$$ बदलता विद्युत फ्लक्स है।
- इसकी मात्रा एम्पियर (A) है।
2. मैक्सवेल का एम्पियर कानून:
- एंपियर कानून का विस्तारित संस्करण है जिसमें संचलनीय धारा और स्थानांतरण धारा दोनों शामिल हैं।
- इसका दिया हुआ है: $$\oint \overrightarrow{B} \cdot d\overrightarrow{l}=\mu_0(\sum I_{conduction}+\epsilon_0\frac{d\Phi_E}{dt})$$
- यह विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के बीच संबंध का एक अधिक पूर्ण विवरण प्रदान करता है।
3. सोलिनॉइड और टोरॉइड:
- सोलिनॉइड: एक लंबी बेहद कस्तीय तार लूपों की एक लंबी गोलाकार तार है जो जब इसके माध्यम से धारा बहती है, तो इसे अनंत लंबी तार की तरह मानता है।
- टोरॉइड: एक मुरब्बा जैसी आकार वाली तार की वृत्ताकारी तार है, जहां चुंबकीय क्षेत्र पूरी तरह से टोरॉइड के भीतर समेटा गया है।
4. बियोट-सवार्ट कानून और एम्पियर के कर्कशील कानून की तुलना:
- बियोट-सवार्ट कानून में करंट-धारित तत्व के कारण चुंबकीय क्षेत्र की प्रत्याशी पठने का सीधा गणना विधि प्रदान करता है।
- एम्पियर के कर्कशील कानून सममित धारा वितरणों के साथ काम करने के लिए उपयुक्त है, जिससे चुंबकीय क्षेत्र की आसान गणनाएं करने में सहायता मिलती है।
- दोनों कानून स्थिर रहते हैं और एक-दूसरे से प्राप्त किए जा सकते हैं।
अनुप्रयोग:
लंबा सीधा सोलिनॉइड में चुंबकीय क्षेत्र:
- भीतर यूनिफार्म चुंबकीय क्षेत्र, दिया गया है: $$B=\mu_0 n I$$, जहां
- $$n$$ इकाई लंबाई में चक्रों की संख्या है
- $$I$$ करंट है
- सोलिनॉइड के बाहरी क्षेत्र लगभग शून्य होता है।
टोरॉइड के कारण चुंबकीय क्षेत्र:
- भीतर यूनिफार्म चुंबकीय क्षेत्र, दिया गया है: $$B=\frac{\mu_0 N I}{2\pi r}$$, जहां
- $$N$$ कुल चक्रों की संख्या है
- $$I$$ करंट है
- $$r$$ टोरॉइड का त्रिज्या है
एमआरआई (चुंबकीय आवेशन छवि) और ट्रांसफॉरमर्स में अनुप्रयोग:
- एमआरआई मानव शरीर की छवि उत्पन्न करने के लिए मजबूत चुंबकीय क्षेत्र और बदलते विद्युत क्षेत्र का उपयोग करता है।
- ट्रांसफॉर्मर्स सोलिनॉइड्स और टोरॉइड्स का उपयोग करते हैं जो आवर्ती धारा (AC) विद्युत का वोल्टेज बदलने के लिए करते हैं।