ઉદગમ બિંદુ પર કેન્દ્ર ધરાવતા $x-y$ સમતલમાં $R$ ત્રિજ્યાના વર્તુળાકાર પ્રવાહધારિત લૂપનો વિચાર કરો. $z$-અક્ષ પર લેવામાં આવેલ રેખા સંકલન $\Im(L) = \left| \int_{-L}^{L} \vec{B} \cdot d\vec{l} \right|$ નો વિચાર કરો.
$(a)$ દર્શાવો કે $\Im(L)$ એ $L$ સાથે એકવિધ રીતે વધે છે.
$(b)$ યોગ્ય એમ્પીરીયન લૂપનો ઉપયોગ કરીને દર્શાવો કે $\Im(\infty) = \mu_0 I$,જ્યાં $I$ એ તારમાં વહેતો પ્રવાહ છે.
$(c)$ આ પરિણામને સીધી રીતે ચકાસો.
$(d)$ ધારો કે આપણે વર્તુળાકાર કોઈલને $R$ બાજુવાળી ચોરસ કોઈલ સાથે બદલીએ છીએ જે સમાન પ્રવાહ $I$ વહન કરે છે. તમે $\Im(L)$ અને $\Im(\infty)$ વિશે શું કહી શકો?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) $z$-અક્ષ પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર $\vec{B}$ એ $z$-અક્ષની દિશામાં હોય છે. તેથી,$\vec{B} \cdot d\vec{l} = B_z dz$. $z$-અક્ષ પર $B_z$ હંમેશા ધન (અથવા પ્રવાહની દિશા મુજબ ઋણ) હોવાથી,સંકલન $\int_{-L}^{L} B_z dz$ એ $B_z$ વિરુદ્ધ $z$ ના આલેખ હેઠળનું ક્ષેત્રફળ દર્શાવે છે. જેમ $L$ વધે છે,તેમ સંકલન વધુ ક્ષેત્રફળ એકત્રિત કરે છે,તેથી $\Im(L)$ એકવિધ રીતે વધે છે.
$(b)$ $z$-અક્ષ પર $-L$ થી $L$ સુધીના રેખાખંડ અને $x-y$ સમતલમાં $r \to \infty$ ત્રિજ્યાના મોટા અર્ધવર્તુળાકાર ચાપથી બનેલા એમ્પીરીયન લૂપનો વિચાર કરો. એમ્પીયરના નિયમ મુજબ,$\oint \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 I_{enclosed}$. જેમ $r \to \infty$ થાય છે,તેમ ચાપમાંથી મળતું યોગદાન શૂન્ય થઈ જાય છે કારણ કે $B \propto 1/r^3$. તેથી,$\int_{-L}^{L} B_z dz + 0 = \mu_0 I$,એટલે કે $\Im(\infty) = \mu_0 I$.
$(c)$ વર્તુળાકાર લૂપની અક્ષ પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B_z = \frac{\mu_0 I R^2}{2(z^2 + R^2)^{3/2}}$ છે. $-\infty$ થી $\infty$ સુધી સંકલન કરતા: $\int_{-\infty}^{\infty} \frac{\mu_0 I R^2}{2(z^2 + R^2)^{3/2}} dz$. ધારો કે $z = R \tan \theta$,તો $dz = R \sec^2 \theta d\theta$. સંકલન $\frac{\mu_0 I}{2} \int_{-\pi/2}^{\pi/2} \cos \theta d\theta = \frac{\mu_0 I}{2} [\sin \theta]_{-\pi/2}^{\pi/2} = \mu_0 I$ બને છે.
$(d)$ ચોરસ કોઈલ માટે,સંમિતિ અલગ છે,પરંતુ અક્ષ પરનું રેખા સંકલન હજુ પણ એમ્પીયરના નિયમની સમાન ટોપોલોજીકલ મર્યાદાઓને અનુસરે છે. તેથી,સમાન બંધ પ્રવાહને કારણે $\Im(\infty)$ એ $\mu_0 I$ જ રહે છે,જ્યારે $\Im(L)$ હજુ પણ એકવિધ રીતે વધશે.

Explore More

Similar Questions

એક લાંબા સોલેનોઈડમાં પ્રતિ $cm$ $200$ આંટા છે અને તેમાંથી $2.5 \ A$ નો વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે. તેના કેન્દ્ર પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર કેટલું હશે? $(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \ \text{Wb/A} \cdot \text{m})$

$1 \,m$ લંબાઈ ધરાવતા એક ગૂંચળાદાર સોલેનોઈડમાં $5$ સ્તરો છે અને દરેક સ્તરમાં $500$ આંટા છે. જો સોલેનોઈડની અંદર તેના કેન્દ્ર પાસે ચુંબકીય ક્ષેત્રનું મૂલ્ય $4.4 \,mT$ હોય, તો તેમાંથી વહેતો પ્રવાહ કેટલો હશે ($\,A$ માં)?

એક લાંબો સોલેનોઇડ તેની અક્ષ પર $B$ જેટલું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે. જો તેને ચાર સમાન ભાગોમાં કાપવામાં આવે અને સમાન પ્રવાહ માટે,કોઈપણ એક ટુકડા પર મૂળ આંટાની સંખ્યા કરતા અડધા આંટા વીંટાળવામાં આવે,તો તેની અક્ષ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રનું મૂલ્ય કેટલું થશે?

$1200$ આંટા અને $5 \,cm^2$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતું એક ગૂંચળું (સોલેનોઇડ) વિદ્યુતપ્રવાહનું વહન કરે છે। જો સોલેનોઇડની ચુંબકીય મોમેન્ટ $1.2 \,J \,T^{-1}$ હોય, તો સોલેનોઇડમાંથી વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ કેટલો હશે ($\,A$ માં)?

એક ટોરોઇડની લંબાઈ દીઠ $500$ આંટા છે. જો તેમાંથી $2 \text{ A}$ નો વિદ્યુતપ્રવાહ વહેતો હોય, તો ટોરોઇડની અંદર ચુંબકીય ઉર્જા ઘનતા કેટલી હશે ($\text{ J/m}^3$ માં)?

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo