Introduction
इस ब्लॉग मे पढ़ेंगे जब कोई आवेशित कण (charged particle) गति करता है, तो यह चुंबकीय क्षेत्र (magnetic field) उत्पन्न कैसे और क्यों करता है।
चुंबकीय क्षेत्र पर किसी आवेशित कण की गति पर चुंबकीय बल (magnetic force) कार्य करता है, जो उसकी दिशा और गति को प्रभावित करता है।
इसके महत्व है:
- विद्युत और चुंबकत्व के बीच के संबंध को समझने मे आसानी होता है ।
- Electronic Devices और विद्युत उपकरणों में यह लागू होता है
- औद्योगिक और तकनीकी अनुप्रयोगों में भी यह सहायक है।
पहला चरण: 50 Objectives With Answers
- चुम्बकीय क्षेत्र क्या है ?
उत्तर: वह क्षेत्र जहाँ चुम्बकीय सुई पर बल-आघूर्ण कार्य करता है, उसी को चुम्बकीय क्षेत्र कहते हैं। - धारा प्रवाहित होने पर जो चालक के चारों ओर उत्पन्न होता है, उसे क्या कहते है?
उत्तर: चुम्बकीय क्षेत्र - ओस्टैंड के प्रयोग में धारा न होने पर सुई का विक्षेप कितना हो जायेगा?
उत्तर: शून्य - धारा की प्रबलता बढ़ाने पर सुई का विक्षेप होता है?
उत्तर: बढ़ता है - धारा की दिशा बदलने पर चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा कैसी हो जाती है?
उत्तर: उसके विपरीत - चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा निर्धारित करने वाला नियम कौन-सा है?
उत्तर: दायें हाथ वाला नियम - मैक्सवेल का दक्षिणावर्ती पेंच नियम संबंधित है किससे?
उत्तर: चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा - धारावाही वृत्ताकार लूप के केंद्र पर चुम्बकीय क्षेत्र का सूत्र क्या है?
उत्तर: B = μ₀i / 2r - अनंत लंबाई के चालक के लिए चुम्बकीय क्षेत्र का सूत्र क्या होता होता है?
उत्तर: B = μ₀i / 2πr - लौरेंज़ बल का सूत्र बताये?
उत्तर: F = q(v × B) - चुम्बकीय बल की दिशा का निर्धारण कौन-सा नियम करता है?
उत्तर: फ्लेमिंग का बायाँ हाथ नियम - ऐम्पियर की परिभाषा किससे संबंधित है?
उत्तर: दो समानांतर तारों के बीच बल - 1 A धारा कितना बल उत्पन्न करता है?
उत्तर: 2×10⁻⁷ न्यूटन/मीटर - चल कुण्डली धारामापी की क्रिया किस सिद्धांत पर आधारित है?
उत्तर: बल-युग्म - धारामापी में धारा और विक्षेप का संबंध क्या है?
उत्तर: समानुपाती - चुम्बकीय द्विध्रुव आघूर्ण का मात्रक क्या है?
उत्तर: ऐम्पियर-मीटर² - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश का पथ कैसा होता है?
उत्तर: वृत्तीय - चुम्बकीय बल रेखाएँ किस दिशा में जाती हैं?
उत्तर: उत्तरी ध्रुव से दक्षिणी ध्रुव - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश पर कार्य कितना होता है?
उत्तर: शून्य - धारामापी की सुग्राहिता का सूत्र क्या है?
उत्तर: θ/i = NAB/C - कीलकित-कुण्डली धारामापी का दूसरा नाम क्या होता है?
उत्तर: वेस्टन धारामापी - चुम्बकीय क्षेत्र की तीव्रता का SI मात्रक है?
उत्तर: टेस्ला - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान कण की गतिज ऊर्जा कैसी होती है?
उत्तर: अपरिवर्तित - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश का आवर्तकाल किस पर निर्भर करता है?
उत्तर: q और B - धारावाही चालक पर चुम्बकीय बल का सूत्र क्या है?
उत्तर: F = i(L × B) - चुम्बकीय क्षेत्र में बल अधिकतम कब होता है?
उत्तर: जब गति और क्षेत्र लंबवत हों - चुम्बकीय द्विध्रुव का उदाहरण क्या है?
उत्तर: धारावाही कुण्डली - चुम्बकीय क्षेत्र में बल-युग्म अधिकतम कब होता है?
उत्तर: जब द्विध्रुव और क्षेत्र लंबवत हों - धारामापी में नियंत्रक बल-युग्म कौन प्रदान करता है?
उत्तर: निलंबन तार - चुम्बकीय क्षेत्र में प्रोटॉन का पथ कैसा रहता है?
उत्तर: वृत्तीय - चुम्बकीय क्षेत्र की तीव्रता मापने का यंत्र का नाम बताइए।
उत्तर: टेस्लामीटर - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान कण की त्रिज्या का सूत्र क्या है?
उत्तर: r = mv / qB - दो समानांतर तारों में समान दिशा में धारा होने पर क्या होता है?
उत्तर: आकर्षण - चुम्बकीय क्षेत्र की विमा बताये?
उत्तर: [MT⁻²A⁻¹] - धारा की दिशा बदलने पर चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा कैसी होती है?
उत्तर: विपरीत - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान इलेक्ट्रॉन की त्रिज्या किसके समानुपाती होती है?
उत्तर: वेग - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान कण की आवृत्ति का सूत्र क्या है?
उत्तर: f = qB / 2πm - धारावाही कुण्डली का चुम्बकीय क्षेत्र किसके समानुपाती होता है?
उत्तर: धारा - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश पर बल का सूत्र क्या है?
उत्तर: F = qvB sinθ - चुम्बकीय क्षेत्र की तीव्रता का cgs मात्रक बताये?
उत्तर: गॉस - धारावाही चालक के कारण चुम्बकीय क्षेत्र का मान किसके व्युत्क्रमानुपाती होता है?
उत्तर: दूरी - चुम्बकीय द्विध्रुव आघूर्ण की दिशा क्या होती है?
उत्तर: कुण्डली के तल के लंबवत - धारामापी में उपयोग होने वाला चुम्बक कैसा होता है?
उत्तर: स्थायी चुम्बक - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश का बल किस पर निर्भर नहीं करता?
उत्तर: द्रव्यमान - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान कण की गति का आवर्तकाल किसके व्युत्क्रमानुपाती होता है?
उत्तर: द्रव्यमान - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश का वेग और क्षेत्र के बीच कोण 0° होने पर बल कितना होगा?
उत्तर: शून्य - धारावाही चालक के चारों ओर चुम्बकीय क्षेत्र की तीव्रता किसके समानुपाती होती है?
उत्तर: धारा - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान कण की गतिज ऊर्जा में परिवर्तन क्यों नहीं होती हैं?
उत्तर: बल गति के लंबवत होने के कारण - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन के पथ की दिशा कैसी होती है?
उत्तर: विपरीत - धारामापी को वोल्टमीटर में बदलने के लिए क्या किया जाता है?
उत्तर: श्रेणी में उच्च प्रतिरोध को जोड़ा जाता है
दूसरा चरण: 25 Short Type Questions / Answers
- चुम्बकीय क्षेत्र क्या है?
उत्तर: वह क्षेत्र जहाँ चुम्बकीय सुई पर बल-आघूर्ण कार्य करता है, जिससे सुई निश्चित दिशा में ठहरती है। - ओस्टैंड का प्रयोग क्या दर्शाता है?
उत्तर: ओरस्टेड का प्रयोग दर्शाता है कि धारावाही चालक के चारों ओर चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। - दायें हाथ का नियम क्या है?
उत्तर: अंगूठा धारा की दिशा में और उंगलियाँ चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा में इंगित करती हैं। - मैक्सवेल का दक्षिणावर्ती पेंच नियम समझाएँ।
उत्तर: पेंच को धारा की दिशा में घुमाने पर अंगूठा चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा दर्शाता है। - धारावाही वृत्ताकार लूप के केंद्र पर चुम्बकीय क्षेत्र का सूत्र लिखें।
उत्तर: B = μ₀i / 2r - लारेन्ज बल क्या है?
उत्तर: चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश पर कार्य करने वाला बल है, F = q(v × B)। - फ्लेमिंग का बायाँ हाथ वाला नियम क्या बताता है?
उत्तर: यह बताता है तर्जनी चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा, मध्यमा धारा की दिशा, तो अंगूठा बल की दिशा दर्शाता है। - ऐम्पियर की परिभाषा बताये।
उत्तर: 1 ऐम्पियर वह धारा है जो 1 मीटर दूरी पर समानांतर तारों में प्रवाहित होने पर 2×10⁻⁷ न्यूटन/मीटर बल उत्पन्न करती है। - चुम्बकीय द्विध्रुव आघूर्ण का मात्रक बताये?
उत्तर: ऐम्पियर-मीटर² [ A-m² ] - धारामापी की सुग्राहिता का सूत्र लिखें।
उत्तर: θ/i = NAB/C - चुम्बकीय बल रेखाएँ क्या होती हैं?
उत्तर: काल्पनिक रेखाएँ जो चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा दर्शाती हैं। - दो समानांतर धारावाही तारों के बीच बल का सूत्र लिखें।
उत्तर: F = μ₀i₁i₂L / 2πd - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश का पथ कैसा होता है?
उत्तर: वृत्तीय - धारामापी में नियंत्रक बल-युग्म की भूमिका बताइए?
उत्तर: यह कुण्डली के विक्षेप को नियंत्रित करता है। - चुम्बकीय क्षेत्र की तीव्रता के मात्रक लिखें।
उत्तर: SI: टेस्ला, cgs: गॉस - चुम्बकीय द्विध्रुव का उदाहरण दें।
उत्तर: धारावाही कुण्डली - धारावाही चालक पर चुम्बकीय बल का सूत्र लिखें।
उत्तर: F = i(L × B) - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश पर कार्य क्यों नहीं होता है?
उत्तर: क्योंकि बल गति के लंबवत होता है। - कीलकित-कुण्डली धारामापी का दूसरा नाम है?
उत्तर: वेस्टन धारामापी - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान कण की त्रिज्या का सूत्र लिखें।
उत्तर: r = mv / qB - ऐम्पियर का परिपथीय नियम क्या है?
उत्तर: ∮B.dl = μ₀i, जहाँ i परिपथ द्वारा घिरी धारा है। - चुम्बकीय क्षेत्र में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन के पथ की तुलना करें।
उत्तर: दोनों का पथ वृत्तीय होता है, लेकिन दिशा विपरीत होती है। - धारावाही कुण्डली का चुम्बकीय द्विध्रुव आघूर्ण कैसे निर्धारित होता है?
उत्तर: M = iA, जहाँ i धारा और A क्षेत्रफल है। - चुम्बकीय क्षेत्र में बल-युग्म अधिकतम कब होता है?
उत्तर: जब द्विध्रुव और क्षेत्र लंबवत हों। - धारामापी में स्थायी चुम्बक की भूमिका क्या है?
उत्तर: यह एकसमान चुम्बकीय क्षेत्र को उतपन करता है।
तीसरा चरण : 25 Subjective Questions / Answers
- ओस्टैंड के प्रयोग का वर्णन करें।
उत्तर: एक चालक तार AB को बैटरी और कुंजी K से जोड़ा जाता है। तार के समीप चुम्बकीय सुई रखी जाती है। धारा प्रवाहित होने पर सुई में विक्षेप होता है, जो धारा के चुम्बकीय प्रभाव को दर्शाता है।
निष्कर्ष: यह धारा चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। - धारावाही वृत्ताकार लूप के केंद्र पर चुम्बकीय क्षेत्र की व्युत्पत्ति करें।
उत्तर: बायो-सावर्ट नियम से, dB = μ₀i dl sinθ / 4πr²। वृत्ताकार लूप के लिए θ = 90°, dl के सभी खंडों का योग करने पर B = μ₀i / 2r। - लारेन्ज बल की व्याख्या करें और इसका सूत्र बताये
उत्तर: लारेन्ज बल गतिमान आवेश पर चुम्बकीय क्षेत्र में कार्य करता है। F = q(v × B), जहाँ q आवेश, v वेग, और B चुम्बकीय क्षेत्र है। यह बल गति और क्षेत्र के लंबवत होता है। - फ्लेमिंग के बायें हाथ के नियम को समझाएँ।
उत्तर: बायें हाथ की तर्जनी B, मध्यमा i, और अंगूठा F की दिशा दर्शाता है। चित्र में तर्जनी, मध्यमा, और अंगूठा परस्पर लंबवत होते हैं। - ऐम्पियर का परिपथीय नियम समझाएँ।
उत्तर: ∮B.dl = μ₀i, यह नियम बताता है कि किसी बन्द परिपथ के अनुदिश चुम्बकीय क्षेत्र का रेखीय समाकलन परिपथ द्वारा घिरी धारा के समानुपाती होता है। - चुम्बकीय द्विध्रुव आघूर्ण की परिभाषा बताये?
उत्तर: यह बल-युग्म है जो द्विध्रुव पर चुम्बकीय क्षेत्र में कार्य करता है। M = iA, जहाँ i धारा और A कुण्डली का क्षेत्रफल है। - चल कुण्डली धारामापी की संरचना और कार्यप्रणाली समझाएँ।
उत्तर: इसमें स्थायी चुम्बक, धारावाही कुण्डली, निलंबन तार, और दर्पण होते हैं। धारा प्रवाहित होने पर कुण्डली पर बल-युग्म कार्य करता है, जो विक्षेप उत्पन्न करता है। - धारामापी की सुग्राहिता को प्रभावित करने वाले कारक बताएँ।
उत्तर: कुण्डली का क्षेत्रफल (A), चुम्बकीय क्षेत्र (B), फेरों की संख्या (N), और निलंबन तार का नियंत्रक स्थिरांक (C)। - दो समानांतर धारावाही तारों के बीच बल का सूत्र बतावे?
उत्तर: एक तार के कारण चुम्बकीय क्षेत्र B = μ₀i₁ / 2πd। दूसरे तार पर बल F = i₂LB, अतः F = μ₀i₁i₂L / 2πd। - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश के पथ की व्याख्या करें।
उत्तर: आवेश पर लारेन्ज बल कार्य करता है, जो गति के लंबवत होता है, इसलिए पथ वृत्तीय होता है। - चुम्बकीय बल रेखाओं के गुण लिखें।
उत्तर: ये उत्तरी से दक्षिणी ध्रुव की ओर जाती हैं, यह एक दूसरे को कभी नहीं काटती, और क्षेत्र की तीव्रता दर्शाती हैं। - धारावाही चालक पर चुम्बकीय बल का सूत्र बताये?
उत्तर: F = i(L × B), जहाँ i धारा, L चालक की लंबाई, और B चुम्बकीय क्षेत्र है। - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान कण की गतिज ऊर्जा अपरिवर्तित क्यों रहती है कारण दे?
उत्तर: क्योंकि चुम्बकीय बल गति के लंबवत होता है, अतः कोई कार्य नहीं होता। - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश के आवर्तकाल का सूत्र सिद्ध करें।
उत्तर: F = qvB = mv²/r, r = mv/qB, T = 2πr/v = 2πm/qB। - कीलकित-कुण्डली धारामापी की कार्यप्रणाली समझाएँ।
उत्तर: इसमें कुण्डली कीलकों पर टिकी होती है, धारा प्रवाहित होने पर बल-युग्म के कारण सुई विक्षेपित होती है। - चुम्बकीय द्विध्रुव पर कार्य करने वाले बल-युग्म की गणना करें।
उत्तर: τ = M × B = MB sinθ, जहाँ M द्विध्रुव आघूर्ण और θ कोण है। - धारावाही चालक के कारण चुम्बकीय क्षेत्र का सूत्र सिद्ध करें।
उत्तर: बायो-सावर्ट नियम से, B = μ₀i / 2πr, जहाँ r चालक से दूरी है। - चुम्बकीय क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन की गति की तुलना करें।
उत्तर: दोनों का पथ वृत्तीय होता है, लेकिन इलेक्ट्रॉन की त्रिज्या छोटी और दिशा विपरीत होती है। - धारामापी को वोल्टमीटर में परिवर्तित करने की प्रक्रिया समझाएँ।
उत्तर: श्रेणी में उच्च प्रतिरोध जोड़ा जाता है, R = (V/Ig) – G। - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश पर बल का अधिकतम और न्यूनतम मान कब होता है?
उत्तर: अधिकतम जब θ = 90°, न्यूनतम जब θ = 0°। - चुम्बकीय क्षेत्र की तीव्रता मापने के तरीके बताएँ।
उत्तर: टेस्लामीटर, हॉल प्रभाव, या धारामापी का उपयोग। - धारावाही कुण्डली के चुम्बकीय क्षेत्र की गणना करें।
उत्तर: केंद्र पर B = μ₀Ni / 2r, जहाँ N फेरों की संख्या है। - चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश का आवृत्ति सूत्र सिद्ध करें।
उत्तर: f = qB / 2πm, जहाँ T = 2πm/qB से व्युत्पन्न। - चुम्बकीय क्षेत्र में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन की त्रिज्या में अंतर क्यों होता है?
उत्तर: द्रव्यमान और आवेश के कारण, r = mv/qB। - चल कुण्डली धारामापी की सीमाएँ बताएँ।
उत्तर: केवल DC माप सकता है, संवेदनशीलता सीमित, और बाह्य क्षेत्र से प्रभावित।
चौथा चरण : 30 Important Points
- चुम्बकीय क्षेत्र वह क्षेत्र है जहाँ चुम्बकीय सुई पर बल-आघूर्ण कार्य करता है।
- वैद्युत धारा चालक में प्रवाहित होने पर चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है।
- ओस्टैंड का प्रयोग धारा के चुम्बकीय प्रभाव को दर्शाता है।
- धारा प्रवाहित न होने पर चुम्बकीय सुई में कोई विक्षेप नहीं होता।
- धारा की प्रबलता बढ़ाने पर चुम्बकीय सुई का विक्षेप बढ़ता है।
- धारा की दिशा बदलने पर चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा उलट जाती है।
- दायें हाथ का नियम चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा निर्धारित करता है।
- मैक्सवेल का दक्षिणावर्ती पेंच नियम धारा और चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा से संबंधित है।
- धारावाही वृत्ताकार लूप के केंद्र पर चुम्बकीय क्षेत्र B = μ₀i / 2r होता है।
- अनंत लंबाई के चालक के लिए चुम्बकीय क्षेत्र B = μ₀i / 2πr होता है।
- लारेन्ज बल गतिमान आवेश पर चुम्बकीय क्षेत्र में कार्य करता है।
- फ्लेमिंग का बायाँ हाथ नियम चुम्बकीय बल की दिशा बताता है।
- दो समानांतर धारावाही तारों के बीच बल ऐम्पियर की परिभाषा देता है।
- 1 ऐम्पियर धारा 2×10⁻⁷ न्यूटन/मीटर बल उत्पन्न करती है।
- चल कुण्डली धारामापी धारा मापन के लिए उपयोगी है।
- धारामापी की क्रिया बल-युग्म सिद्धांत पर आधारित है।
- धारामापी में धारा और विक्षेप समानुपाती होते हैं।
- चुम्बकीय द्विध्रुव पर बाह्य क्षेत्र में बल-युग्म कार्य करता है।
- चुम्बकीय द्विध्रुव का उदाहरण धारावाही कुण्डली है।
- चुम्बकीय द्विध्रुव आघूर्ण का मात्रक ऐम्पियर-मीटर² है।
- चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश का पथ वृत्तीय होता है।
- चुम्बकीय बल रेखाएँ उत्तरी ध्रुव से दक्षिणी ध्रुव की ओर जाती हैं।
- चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश पर कार्य शून्य होता है।
- धारामापी की सुग्राहिता θ/i = NAB/C होती है।
- कीलकित-कुण्डली धारामापी को वेस्टन धारामापी कहते हैं।
- चुम्बकीय क्षेत्र की तीव्रता का SI मात्रक टेस्ला है।
- चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान कण की गतिज ऊर्जा अपरिवर्तित रहती है।
- चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश का आवर्तकाल q और B पर निर्भर करता है।
- धारावाही चालक पर चुम्बकीय बल F = i(L × B) होता है।
- चुम्बकीय क्षेत्र में बल-युग्म अधिकतम तब होता है जब द्विध्रुव और क्षेत्र लंबवत हों।
