ಹಿಂದಿನ ‘ವಿದ್ಯುತ್’ ಅಧ್ಯಾಯದಲ್ಲಿ ನಾವು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ತಾಪನ ಪರಿಣಾಮಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಕಲಿತೆವು. ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಇತರ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಯಾವುವಾಗಿರಬಹುದು? ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಯುವ ತಂತಿಯು ಕಾಂತದಂತೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿದೆ. ಇದನ್ನು ಬಲಪಡಿಸಲು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಮಾಡೋಣ.

ಚಟುವಟಿಕೆ 12.1

• ಒಂದು ನೇರ ದಪ್ಪ ತಾಮ್ರದ ತಂತಿಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡು, ಅದನ್ನು ಚಿತ್ರ 12.1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ $X$ ಮತ್ತು $Y$ ಬಿಂದುಗಳ ನಡುವೆ ಇರಿಸಿ. ತಂತಿ XY ಅನ್ನು ಕಾಗದದ ಸಮತಲಕ್ಕೆ ಲಂಬವಾಗಿ ಇರಿಸಲಾಗಿದೆ.
• ಈ ತಾಮ್ರದ ತಂತಿಯ ಹತ್ತಿರ ಸಣ್ಣ ದಿಕ್ಸೂಚಿಯನ್ನು ಅಡ್ಡಲಾಗಿ ಇರಿಸಿ. ಅದರ ಸೂಚಿಯ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ನೋಡಿ.
• ಕೀಲಿಯನ್ನು ಪ್ಲಗ್ನಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಹರಿಸಿ.
• ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಸೂಚಿಯ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸಿ.

ಚಿತ್ರ 12.1 ಲೋಹದ ವಾಹಕದ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಸಿದಾಗ ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಸೂಚಿ ವಿಚಲಿತವಾಗುತ್ತದೆ

ಸೂಚಿಯು ವಿಚಲಿತವಾಗಿದೆ ಎಂದು ನಾವು ನೋಡುತ್ತೇವೆ. ಇದರ ಅರ್ಥವೇನು? ತಾಮ್ರದ ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವು ಕಾಂತೀಯ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಿದೆ ಎಂದರ್ಥ. ಹೀಗಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಕಾಂತತ್ವ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ನಾವು ಹೇಳಬಹುದು. ಹಾಗಾದರೆ, ಚಲಿಸುವ ಕಾಂತಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮದ ಹಿಮ್ಮುಖ ಸಾಧ್ಯತೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಏನು? ಈ ಅಧ್ಯಾಯದಲ್ಲಿ ನಾವು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಅಂತಹ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಕಾಂತೀಯ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತಗಳ ಬಗ್ಗೆಯೂ ನಾವು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ.

ಹ್ಯಾನ್ಸ್ ಕ್ರಿಶ್ಚಿಯನ್ ಓರ್ಸ್ಟೆಡ್ (1777-1851)

ಹ್ಯಾನ್ಸ್ ಕ್ರಿಶ್ಚಿಯನ್ ಓರ್ಸ್ಟೆಡ್, $19^{\text{th }}$ನೇ ಶತಮಾನದ ಪ್ರಮುಖ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಲ್ಲಿ ಒಬ್ಬರು, ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತತ್ವವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸಿದರು. 1820 ರಲ್ಲಿ, ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿರುವ ಲೋಹದ ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿದಾಗ ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಸೂಚಿ ವಿಚಲಿತವಾದುದನ್ನು ಅವರು ಆಕಸ್ಮಿಕವಾಗಿ ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಈ ವೀಕ್ಷಣೆಯ ಮೂಲಕ ಓರ್ಸ್ಟೆಡ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಕಾಂತತ್ವ ಸಂಬಂಧಿತ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳು ಎಂದು ತೋರಿಸಿದರು. ಅವರ ಸಂಶೋಧನೆಯು ನಂತರ ರೇಡಿಯೋ, ದೂರದರ್ಶನ ಮತ್ತು ಫೈಬರ್ ಆಪ್ಟಿಕ್ಸ್ ನಂತಹ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಿತು. ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲದ ಏಕಮಾನವನ್ನು ಅವರ ಗೌರವಾರ್ಥ ಓರ್ಸ್ಟೆಡ್ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಲಾಗಿದೆ.

12.1 ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ಮತ್ತು ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳು

ದಂಡಕಾಂತದ ಹತ್ತಿರ ತಂದಾಗ ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಸೂಚಿ ವಿಚಲಿತವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಅಂಶವು ನಮಗೆ ಪರಿಚಿತವಾಗಿದೆ. ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಸೂಚಿಯು, ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಒಂದು ಸಣ್ಣ ದಂಡಕಾಂತವಾಗಿದೆ. ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಸೂಚಿಯ ತುದಿಗಳು ಸರಿಸುಮಾರು ಉತ್ತರ ಮತ್ತು ದಕ್ಷಿಣ ದಿಕ್ಕುಗಳ ಕಡೆಗೆ ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಉತ್ತರದ ಕಡೆಗೆ ತೋರಿಸುವ ತುದಿಯನ್ನು ಉತ್ತರ ಅಭಿಮುಖ ಅಥವಾ ಉತ್ತರ ಧ್ರುವ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ದಕ್ಷಿಣದ ಕಡೆಗೆ ತೋರಿಸುವ ಇನ್ನೊಂದು ತುದಿಯನ್ನು ದಕ್ಷಿಣ ಅಭಿಮುಖ ಅಥವಾ ದಕ್ಷಿಣ ಧ್ರುವ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿವಿಧ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳ ಮೂಲಕ ನಾವು ಗಮನಿಸಿದಂತೆ, ಸಮಾನ ಧ್ರುವಗಳು ವಿಕರ್ಷಿಸುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಕಾಂತಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ಧ್ರುವಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಆಕರ್ಷಿಸುತ್ತವೆ.

ಚಟುವಟಿಕೆ 12.2

• ಸೆಳೆತ ಫಲಕದ ಮೇಲೆ ಬಿಳಿ ಕಾಗದದ ಹಾಳೆಯನ್ನು ಕೆಲವು ಅಂಟು ವಸ್ತುವಿನ ಸಹಾಯದಿಂದ ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸಿ.
• ಅದರ ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿ ಒಂದು ದಂಡಕಾಂತವನ್ನು ಇರಿಸಿ.
• ದಂಡಕಾಂತದ ಸುತ್ತಲೂ ಸಮವಾಗಿ ಕೆಲವು ಕಬ್ಬಿಣದ ಚೂರ್ಣವನ್ನು ಚಿಮ್ಮಿಸಿ (ಚಿತ್ರ 12.2). ಈ ಉದ್ದೇಶಕ್ಕಾಗಿ ಉಪ್ಪು ಚಿಮ್ಮುಕವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.
• ಈಗ ಫಲಕವನ್ನು ಮೆಲ್ಲಗೆ ತಟ್ಟಿ.
• ನೀವು ಏನು ಗಮನಿಸುತ್ತೀರಿ?

ಚಿತ್ರ 12.2 ದಂಡಕಾಂತದ ಹತ್ತಿರ ಕಬ್ಬಿಣದ ಚೂರ್ಣಗಳು ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ತಮ್ಮನ್ನು ಜೋಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ಕಬ್ಬಿಣದ ಚೂರ್ಣಗಳು ಚಿತ್ರ 12.2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಜೋಡಣೆಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಕಬ್ಬಿಣದ ಚೂರ್ಣಗಳು ಏಕೆ ಅಂತಹ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಜೋಡಣೆಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ? ಈ ರೀತಿಯು ಏನನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ? ಕಾಂತವು ತನ್ನ ಸುತ್ತಲಿನ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ತನ್ನ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಕಬ್ಬಿಣದ ಚೂರ್ಣಗಳು ಒಂದು ಬಲವನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಬೀರಲ್ಪಟ್ಟ ಬಲವು ಕಬ್ಬಿಣದ ಚೂರ್ಣಗಳನ್ನು ಒಂದು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಜೋಡಣೆಗೊಳ್ಳುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಕಾಂತದ ಸುತ್ತಲಿನ ಪ್ರದೇಶ, ಅಲ್ಲಿ ಕಾಂತದ ಬಲವನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಬಹುದು, ಅದು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಬ್ಬಿಣದ ಚೂರ್ಣಗಳು ತಮ್ಮನ್ನು ಜೋಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ರೇಖೆಗಳು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ.

ದಂಡಕಾಂತದ ಸುತ್ತಲೂ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಇತರ ಮಾರ್ಗಗಳಿವೆಯೇ? ಹೌದು, ನೀವೇ ದಂಡಕಾಂತದ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳನ್ನು ಬರೆಯಬಹುದು.

ಚಟುವಟಿಕೆ 12.3

• ಒಂದು ಸಣ್ಣ ದಿಕ್ಸೂಚಿ ಮತ್ತು ದಂಡಕಾಂತವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಿ.
• ಕೆಲವು ಅಂಟು ವಸ್ತುವಿನ ಸಹಾಯದಿಂದ ಸೆಳೆತ ಫಲಕದ ಮೇಲೆ ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸಲಾದ ಬಿಳಿ ಕಾಗದದ ಹಾಳೆಯ ಮೇಲೆ ಕಾಂತವನ್ನು ಇರಿಸಿ.
• ಕಾಂತದ ಗಡಿಯನ್ನು ಗುರುತಿಸಿ.
• ಕಾಂತದ ಉತ್ತರ ಧ್ರುವದ ಹತ್ತಿರ ದಿಕ್ಸೂಚಿಯನ್ನು ಇರಿಸಿ. ಅದು ಹೇಗೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ? ಸೂಚಿಯ ದಕ್ಷಿಣ ಧ್ರುವವು ಕಾಂತದ ಉತ್ತರ ಧ್ರುವದ ಕಡೆಗೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಉತ್ತರ ಧ್ರುವವು ಕಾಂತದ ಉತ್ತರ ಧ್ರುವದಿಂದ ದೂರದ ಕಡೆಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿತವಾಗಿದೆ.
• ಸೂಚಿಯ ಎರಡೂ ತುದಿಗಳ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಗುರುತಿಸಿ.
• ಈಗ ಸೂಚಿಯನ್ನು ಹೊಸ ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ಸರಿಸಿ, ಅದರ ದಕ್ಷಿಣ ಧ್ರುವವು ಅದರ ಉತ್ತರ ಧ್ರುವವು ಹಿಂದೆ ಆಕ್ರಮಿಸಿದ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸುವಂತೆ ಮಾಡಿ.
• ಈ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ, ನೀವು ಕಾಂತದ ದಕ್ಷಿಣ ಧ್ರುವವನ್ನು ತಲುಪುವವರೆಗೆ ಹಂತ ಹಂತವಾಗಿ ಮುಂದುವರಿಯಿರಿ, ಚಿತ್ರ 12.3 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ.
• ಕಾಗದದ ಮೇಲೆ ಗುರುತಿಸಲಾದ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ನಯವಾದ ವಕ್ರರೇಖೆಯಿಂದ ಸೇರಿಸಿ. ಈ ವಕ್ರರೇಖೆಯು ಒಂದು ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.
• ಮೇಲಿನ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸಿ ಮತ್ತು ನಿಮಗೆ ಸಾಧ್ಯವಾದಷ್ಟು ರೇಖೆಗಳನ್ನು ಬರೆಯಿರಿ. ನೀವು ಚಿತ್ರ 12.4 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ ರೀತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತೀರಿ. ಈ ರೇಖೆಗಳು ಕಾಂತದ ಸುತ್ತಲಿನ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ. ಇವುಗಳನ್ನು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ನೀವು ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಸೂಚಿಯನ್ನು ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಯ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಸರಿಸಿದಂತೆ ಅದರ ವಿಚಲನೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸಿ. ಸೂಚಿಯನ್ನು ಧ್ರುವಗಳ ಕಡೆಗೆ ಸರಿಸಿದಂತೆ ವಿಚಲನೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 12.3 ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಸೂಚಿಯ ಸಹಾಯದಿಂದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಯನ್ನು ಬರೆಯುವುದು

ಚಿತ್ರ 12.4 ದಂಡಕಾಂತದ ಸುತ್ತಲಿನ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳು

ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ದಿಕ್ಕು ಮತ್ತು ಪರಿಮಾಣ ಎರಡನ್ನೂ ಹೊಂದಿರುವ ಪ್ರಮಾಣವಾಗಿದೆ. ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಉತ್ತರ ಧ್ರುವವು ಅದರ ಒಳಗೆ ಚಲಿಸುವ ದಿಕ್ಕಿನಂತೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಸಂಪ್ರದಾಯದ ಪ್ರಕಾರ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳು ಉತ್ತರ ಧ್ರುವದಿಂದ ಹೊರಬಂದು ದಕ್ಷಿಣ ಧ್ರುವದಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗುತ್ತವೆ ಎಂದು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 12.4 ರಲ್ಲಿ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳ ಮೇಲೆ ಗುರುತಿಸಲಾದ \tos ಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಿ). ಕಾಂತದ ಒಳಗೆ, ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳ ದಿಕ್ಕು ಅದರ ದಕ್ಷಿಣ ಧ್ರುವದಿಂದ ಅದರ ಉತ್ತರ ಧ್ರುವದ ಕಡೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳು ಮುಚ್ಚಿದ ವಕ್ರರೇಖೆಗಳಾಗಿವೆ.

ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಬಲವನ್ನು ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮಟ್ಟದಿಂದ ತೋರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳು ದಟ್ಟವಾಗಿರುವಲ್ಲಿ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಬಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ಇರಿಸಲಾದ ಇನ್ನೊಂದು ಕಾಂತದ ಧ್ರುವದ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಬಲವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 12.4 ನೋಡಿ).

ಯಾವುದೇ ಎರಡು ಕ್ಷೇತ್ರ-ರೇಖೆಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಛೇದಿಸುವುದು ಕಂಡುಬರುವುದಿಲ್ಲ. ಅವು ಛೇದಿಸಿದರೆ, ಅದರ ಅರ್ಥ ಛೇದನ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಸೂಚಿಯು ಎರಡು ದಿಕ್ಕುಗಳ ಕಡೆಗೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ.

12.2 ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಯುವ ವಾಹಕದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ

ಚಟುವಟಿಕೆ 12.1 ರಲ್ಲಿ, ಲೋಹದ ವಾಹಕದ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವು ಅದರ ಸುತ್ತಲೂ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಾವು ನೋಡಿದ್ದೇವೆ. ಉತ್ಪಾದಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಈ ಕೆಳಗಿನ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸೋಣ -

ಚಟುವಟಿಕೆ 12.4

• ಒಂದು ಉದ್ದ ನೇರ ತಾಮ್ರದ ತಂತಿ, ಪ್ರತಿಯೊಂದು $1.5 V$ ನ ಎರಡು ಅಥವಾ ಮೂರು ಸೆಲ್ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ಲಗ್ ಕೀಲಿಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಿ. ಅವೆಲ್ಲವನ್ನೂ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿ ಚಿತ್ರ 12.5 (a) ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಿ.
• ನೇರ ತಂತಿಯನ್ನು ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಸೂಚಿಗೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಮತ್ತು ಅದರ ಮೇಲೆ ಇರಿಸಿ.
• ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ಕೀಲಿಯನ್ನು ಪ್ಲಗ್ ಮಾಡಿ.
• ಸೂಚಿಯ ಉತ್ತರ ಧ್ರುವದ ವಿಚಲನೆಯ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಗಮನಿಸಿ. ಪ್ರವಾಹವು ಉತ್ತರದಿಂದ ದಕ್ಷಿಣದ ಕಡೆಗೆ ಹರಿದರೆ, ಚಿತ್ರ 12.5 (a) ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಸೂಚಿಯ ಉತ್ತರ ಧ್ರುವವು ಪೂರ್ವದ ಕಡೆಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ.
• ಚಿತ್ರ 12.5 (b) ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿನ ಸೆಲ್ ಸಂಪರ್ಕಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಿ. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ತಾಮ್ರದ ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ಪ್ರವಾಹದ ದಿಕ್ಕು ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ದಕ್ಷಿಣದಿಂದ ಉತ್ತರದ ಕಡೆಗೆ.
• ಸೂಚಿಯ ವಿಚಲನೆಯ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸಿ. ಈಗ ಸೂಚಿಯು ವಿರುದ್ಧ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ, ಅಂದರೆ ಪಶ್ಚಿಮದ ಕಡೆಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನೀವು ನೋಡುತ್ತೀರಿ [ಚಿತ್ರ 12.5 (b)]. ಇದರ ಅರ್ಥ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕೂ ತಲೆಕೆಳಗಾಗುತ್ತದೆ.

(a)

(b)

ಚಿತ್ರ 12.5 ಒಂದು ಸರಳ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್, ಇದರಲ್ಲಿ ಒಂದು ನೇರ ತಾಮ್ರದ ತಂತಿಯನ್ನು ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಸೂಚಿಗೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಮತ್ತು ಅದರ ಮೇಲೆ ಇರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರವಾಹದ ದಿಕ್ಕು ತಲೆಕೆಳಗಾದಾಗ ಸೂಚಿಯಲ್ಲಿನ ವಿಚಲನೆಯು ವಿರುದ್ಧವಾಗುತ್ತದೆ.

12.2.1 ನೇರ ವಾಹಕದ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ಪ್ರವಾಹದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ

ವಾಹಕದ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ಪ್ರವಾಹದಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ರೀತಿಯನ್ನು ಏನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ? ವಾಹಕದ ಆಕಾರದ ಮೇಲೆ ರೀತಿಯು ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿದೆಯೇ? ನಾವು ಇದನ್ನು ಒಂದು ಚಟುವಟಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ತನಿಖೆ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಯುವ ನೇರ ವಾಹಕದ ಸುತ್ತಲಿನ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ರೀತಿಯನ್ನು ನಾವು ಮೊದಲು ಪರಿಗಣಿಸುತ್ತೇವೆ.

ಚಟುವಟಿಕೆ 12.5

• ಒಂದು ಬ್ಯಾಟರಿ (12 V), ವೇರಿಯಬಲ್ ರೆಸಿಸ್ಟೆನ್ಸ್ (ಅಥವಾ ರಿಯೋಸ್ಟಾಟ್), ಆಮ್ಮೀಟರ್ (0-5 A), ಪ್ಲಗ್ ಕೀಲಿ, ಸಂಪರ್ಕ ತಂತಿಗಳು ಮತ್ತು ಉದ್ದ ನೇರ ದಪ್ಪ ತಾಮ್ರದ ತಂತಿಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಿ.
• ದಪ್ಪ ತಂತಿಯನ್ನು ಆಯತಾಕಾರದ ಕಾರ್ಡ್ಬೋರ್ಡ್ನ ಸಮತಲಕ್ಕೆ ಲಂಬವಾಗಿ, ಅದರ ಮಧ್ಯದ ಮೂಲಕ ಸೇರಿಸಿ. ಕಾರ್ಡ್ಬೋರ್ಡ್ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಮೇಲೆ ಅಥವಾ ಕೆಳಗೆ ಸರಿಯದು ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಿ.
• ತಾಮ್ರದ ತಂತಿಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 12.6 (a) ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಬ್ಯಾಟರಿ, ಪ್ಲಗ್ ಮತ್ತು ಕೀಲಿಯೊಂದಿಗೆ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿ, $X$ ಮತ್ತು $Y$ ಬಿಂದುಗಳ ನಡುವೆ ಲಂಬವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಿ.
• ಕಾರ್ಡ್ಬೋರ್ಡ್ನ ಮೇಲೆ ಸಮವಾಗಿ ಕೆಲವು ಕಬ್ಬಿಣದ ಚೂರ್ಣವನ್ನು ಚಿಮ್ಮಿಸಿ. (ಈ ಉದ್ದೇಶಕ್ಕಾಗಿ ನೀವು ಉಪ್ಪು ಚಿಮ್ಮುಕವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.)
• ರಿಯೋಸ್ಟಾಟ್ನ ವೇರಿಯಬಲ್ ಅನ್ನು ಸ್ಥಿರ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಿ ಮತ್ತು ಆಮ್ಮೀಟರ್ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಗಮನಿಸಿ.
• ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಯುವಂತೆ ಕೀಲಿಯನ್ನು ಮುಚ್ಚಿ. $X$ ಮತ್ತು $Y$ ಬಿಂದುಗಳ ನಡುವೆ ಇರಿಸಲಾದ ತಾಮ್ರದ ತಂತಿಯು ಲಂಬವಾಗಿ ನೇರವಾಗಿ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಿ.
• ಕಾರ್ಡ್ಬೋರ್ಡ್ ಅನ್ನು ಮೆಲ್ಲಗೆ ಕೆಲವು ಬಾರಿ ತಟ್ಟಿ. ಕಬ್ಬಿಣದ ಚೂರ್ಣಗಳ ರೀತಿಯನ್ನು ಗಮನಿಸಿ. ಕಬ್ಬಿಣದ ಚೂರ್ಣಗಳು ತಾಮ್ರದ ತಂತಿಯ ಸುತ್ತಲೂ ಏಕಕೇಂದ್ರೀಯ ವೃತ್ತಗಳ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ತಮ್ಮನ್ನು ಜೋಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂದು ನೀವು ಕಾಣುತ್ತೀರಿ (ಚಿತ್ರ 12.6).
• ಈ ಏಕಕೇಂದ್ರೀಯ ವೃತ್ತಗಳು ಏನನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ? ಅವು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ.
• ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಹೇಗೆ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದು? ಒಂದು ವೃತ್ತದ ಮೇಲೆ ಒಂದು ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ (P ಎಂದು ಹೇಳಿ) ದಿಕ್ಸೂಚಿಯನ್ನು ಇರಿಸಿ. ಸೂಚಿಯ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಗಮನಿಸಿ. ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಸೂಚಿಯ ಉತ್ತರ ಧ್ರುವದ ದಿಕ್ಕು ನೇರ ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದಿಂದ $P$ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳ ದಿಕ್ಕನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಬಾಣದಿಂದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ತೋರಿಸಿ.
• ನೇರ ತಾಮ್ರದ ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ಪ್ರವಾಹದ ದಿಕ್ಕು ತಲೆಕೆಳಗಾದರೆ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳ ದಿಕ್ಕು ತಲೆಕೆಳಗಾಗುತ್ತದೆಯೇ? ಅದನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿ.

(a)

(b)

ಚಿತ್ರ 12.6 (a) ನೇರ ವಾಹಕ ತಂತಿಯ ಸುತ್ತಲಿನ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುವ ಏಕಕೇಂದ್ರೀಯ ವೃತ್ತಗಳ ರೀತಿ. ವೃತ್ತಗಳಲ್ಲಿನ ಬಾಣಗಳು ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳ ದಿಕ್ಕನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. (b) ಪಡೆದ ರೀತಿಯ ಸಮೀಪ ದೃಶ್ಯ.

ತಾಮ್ರದ ತಂತಿಯಲ್ಲಿನ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಿದರೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾದ ದಿಕ್ಸೂಚಿಯ ಸೂಚಿಯ ವಿಚಲನೆಗೆ ಏನಾಗುತ್ತದೆ? ಇದನ್ನು ನೋಡಲು, ತಂತಿಯಲ್ಲಿನ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಿ. ಸೂಚಿಯಲ್ಲಿನ ವಿಚಲನೆಯೂ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಾವು ಕಾಣುತ್ತೇವೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದರೆ, ವಿಚಲನೆಯೂ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪರಿಮಾಣವು ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ಪ್ರವಾಹ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.

ದಿಕ್ಸೂಚಿಯನ್ನು ತಾಮ್ರದ ತಂತಿಯಿಂದ ದೂರ ಸರಿಸಿದರೆ ಆದರೆ ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ಪ್ರವಾಹವು ಒಂದೇ ಆಗಿದ್ದರೆ ಸೂಚಿಯ ವಿಚಲನೆಗೆ ಏನಾಗುತ್ತದೆ? ಇದನ್ನು ನೋಡಲು, ಈಗ ವಾಹಕ ತಂತಿಯಿಂದ ದೂರದ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ($Q$ ಬಿಂದು ಎಂದು ಹೇಳಿ) ದಿಕ್ಸೂಚಿಯನ್ನು ಇರಿಸಿ. ನೀವು ಯಾವ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸುತ್ತೀರಿ? ಸೂಚಿಯಲ್ಲಿನ ವಿಚಲನೆಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಾವು ನೋಡುತ್ತೇವೆ. ಹೀಗಾಗಿ ವಾಹಕದಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರವಾಹದಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಅದರಿಂದ ದೂರ ಹೋದಂತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 12.6 ರಿಂದ, ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಯುವ ನೇರ ತಂತಿಯ ಸುತ್ತಲಿನ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುವ ಏಕಕೇಂದ್ರೀಯ ವೃತ್ತಗಳು ನಾವು ಅದರಿಂದ ದೂರ ಸರಿದಂತೆ ದೊಡ್ಡದಾಗುತ್ತವೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಬಹುದು.

12.2.2 ಬಲ-ಹಸ್ತ ಅಂಗುಷ್ಠ ನಿಯಮ

ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಯುವ ವಾಹಕದೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವ ಅನುಕೂಲಕರ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಚಿತ್ರ 12.7 ರಲ್ಲಿ ನೀಡಲಾಗಿದೆ.

ಚಿತ್ರ 12.7 ಬಲ-ಹಸ್ತ ಅಂಗುಷ್ಠ ನಿಯಮ

ನೀವು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಯುವ ನೇರ ವಾಹಕವನ್ನು ನಿಮ್ಮ ಬಲಗೈಯಲ್ಲಿ ಹಿಡಿದಿರುವಂತೆ ಊಹಿಸಿ, ಅಂಗುಷ್ಠವು ಪ್ರವಾಹದ ದಿಕ್ಕಿನ ಕಡೆಗೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಆಗ ನಿಮ್ಮ ಬೆರಳುಗಳು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ವಾಹಕದ ಸುತ್ತಲೂ ಸುತ್ತಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಚಿತ್ರ 12.7 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ. ಇದನ್ನು ಬಲ-ಹಸ್ತ ಅಂಗುಷ್ಠ ನಿಯಮ* ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆ 12.1

ಒಂದು ಅಡ್ಡ ವಿದ್ಯುತ್ ಮಾರ್ಗದ ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ಪ್ರವಾಹವು ಪೂರ್ವದಿಂದ ಪಶ್ಚಿಮ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಹರಿಯುತ್ತದೆ. ಅದರ ನೇರ ಕೆಳಗಿನ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ನೇರ ಮೇಲಿನ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕು ಯಾವುದು?

ಪರಿಹಾರ

ಪ್ರವಾಹವು ಪೂರ್ವ-ಪಶ್ಚಿಮ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿದೆ. ಬಲ-ಹಸ್ತ ಅಂಗುಷ್ಠ ನಿಯಮವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ತಂತಿಗೆ ಲಂಬವಾದ ಸಮತಲದಲ್ಲಿ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು (ತಂತಿಯ ಕೆಳಗೆ ಅಥವಾ ಮೇಲೆ ಯಾವುದೇ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ) ಪೂರ್ವ ತುದಿಯಿಂದ ನೋಡಿದಾಗ ಪ್ರದಕ್ಷಿಣ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ, ಮತ್ತು ಪಶ್ಚಿಮ ತುದಿಯಿಂದ ನೋಡಿದಾಗ ಅಪ್ರದಕ್ಷಿಣ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ತಿರುಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಾವು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ.

12.2.3 ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಕುಣಿಕೆಯ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ಪ್ರವಾಹದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ

ಚಿತ್ರ 12.8 ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಯುವ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಕುಣಿಕೆಯಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳು

ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಯುವ ನೇರ ತಂತಿಯ ಸುತ್ತಲು ಉತ್ಪಾದಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳ ರೀತಿಯನ್ನು ನಾವು ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ಗಮನಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಈ ನೇರ ತಂತಿಯನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಕುಣಿಕೆಯ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಬಗ್ಗಿಸಿ ಮತ್ತು ಅದರ ಮೂಲಕ ಪ್ರವಾಹವ