ડાયપોલ મોમેન્ટ $\vec{M} = M\hat{k}$ ધરાવતા બિંદુ ડાયપોલના ચુંબકીય ક્ષેત્ર માટે એમ્પીયરના નિયમની ચકાસણી કરો. $C$ ને $x-z$ સમતલના પ્રથમ ચરણમાં ઉગમબિંદુ પર કેન્દ્ર અને $a$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળના ચોથા ભાગ પર ઘડિયાળના કાંટાની દિશામાં ગતિ કરતા બંધ વક્ર તરીકે લો,જે $x$ અને $z$ અક્ષો પરના રેખાખંડો દ્વારા બંધ થાય છે.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) બિંદુ ડાયપોલ $\vec{M} = M\hat{k}$ નું સ્થાન $\vec{r}$ પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર $\vec{B}(\vec{r}) = \frac{\mu_0}{4\pi} \left[ \frac{3(\vec{M} \cdot \hat{r})\hat{r} - \vec{M}}{r^3} \right]$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$x-z$ સમતલમાં,$\vec{r} = x\hat{i} + z\hat{k} = r(\sin\theta\hat{i} + \cos\theta\hat{k})$,જ્યાં $\theta$ એ $z$-અક્ષ સાથેનો ખૂણો છે. તેથી $\hat{r} = \sin\theta\hat{i} + \cos\theta\hat{k}$ અને $\vec{M} \cdot \hat{r} = M\cos\theta$.
આમ,$\vec{B} = \frac{\mu_0 M}{4\pi r^3} [3\cos\theta(\sin\theta\hat{i} + \cos\theta\hat{k}) - \hat{k}] = \frac{\mu_0 M}{4\pi r^3} [3\sin\theta\cos\theta\hat{i} + (3\cos^2\theta - 1)\hat{k}]$.
એમ્પીયરનો નિયમ જણાવે છે કે $\oint_C \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 I_{enclosed}$. બિંદુ ડાયપોલ માટે,કોઈ બંધ પ્રવાહ નથી,તેથી $\oint_C \vec{B} \cdot d\vec{l} = 0$.
$a$ ત્રિજ્યાના ચાપ પર,$d\vec{l} = a d\theta \hat{\phi} = a d\theta (-\cos\theta\hat{i} + \sin\theta\hat{k})$.
$\vec{B} \cdot d\vec{l} = \frac{\mu_0 M}{4\pi a^3} [3\sin\theta\cos\theta(-\cos\theta) + (3\cos^2\theta - 1)\sin\theta] a d\theta = \frac{\mu_0 M}{4\pi a^2} [-3\sin\theta\cos^2\theta + 3\sin\theta\cos^2\theta - \sin\theta] d\theta = -\frac{\mu_0 M}{4\pi a^2} \sin\theta d\theta$.
$\theta = 0$ થી $\pi/2$ સુધી સંકલન કરતા: $\int_0^{\pi/2} -\frac{\mu_0 M}{4\pi a^2} \sin\theta d\theta = -\frac{\mu_0 M}{4\pi a^2} [-\cos\theta]_0^{\pi/2} = -\frac{\mu_0 M}{4\pi a^2}$.
$x$-અક્ષ પર $(z=0, \theta=\pi/2)$,$\vec{B} = \frac{\mu_0 M}{4\pi x^3} [3(1)(0)\hat{i} + (0-1)\hat{k}] = -\frac{\mu_0 M}{4\pi x^3} \hat{k}$. કારણ કે $d\vec{l} = dx \hat{i}$,$\vec{B} \cdot d\vec{l} = 0$.
$z$-અક્ષ પર $(x=0, \theta=0)$,$\vec{B} = \frac{\mu_0 M}{4\pi z^3} [0 + (3-1)\hat{k}] = \frac{2\mu_0 M}{4\pi z^3} \hat{k}$. કારણ કે $d\vec{l} = dz \hat{k}$,$\vec{B} \cdot d\vec{l} = \frac{2\mu_0 M}{4\pi z^3} dz$.
$z=a$ થી $0$ સુધી સંકલન કરતા: $\int_a^0 \frac{2\mu_0 M}{4\pi z^3} dz = \frac{2\mu_0 M}{4\pi} [-\frac{1}{2z^2}]_a^0$. આ સંકલન ઉગમબિંદુ પર અનંત થાય છે,જે પુષ્ટિ કરે છે કે એમ્પીયરનો નિયમ ડાયપોલના ક્ષેત્ર માટે માન્ય છે,પરંતુ માર્ગ ઉગમબિંદુ પરની સિંગ્યુલારિટીમાંથી પસાર થવો જોઈએ નહીં.

Explore More

Similar Questions

એક ગ્રહનો ચુંબકીય ડાયપોલ મોમેન્ટ $27 \times 10^{22} \ A \ m^2$ છે. જો ગ્રહની ત્રિજ્યા $300 \ km$ હોય,તો તેના વિષુવવૃત્ત પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર કેટલું હશે ($T$ માં)? (લો $\frac{\mu_0}{4 \pi} = 10^{-7} \ T \ m/A$)

$1.5 \, A \cdot m^2$ જેટલી ચુંબકીય મોમેન્ટ ધરાવતો એક ગજિયો ચુંબક $2 \, T$ ના સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં ગોઠવાયેલો છે. ચુંબકને તેની ચુંબકીય મોમેન્ટ ક્ષેત્રની દિશાને લંબ રહે તે રીતે ફેરવવા માટે કેટલું કાર્ય કરવું પડે?

$M$ ચુંબકીય મોમેન્ટ અને $I$ જડત્વની ચાકમાત્રા ધરાવતા ગજિયા ચુંબકને મુક્ત રીતે લટકાવવામાં આવે છે જેથી તેની ચુંબકીય અક્ષ ચુંબકીય મેરિડિયન (યામ્યોત્તર) ની દિશામાં રહે. જો ચુંબકને ખૂબ જ નાના ખૂણે $\theta$ જેટલું સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે,તો કોણીય પ્રવેગ કેટલો હશે? (પૃથ્વીના સમક્ષિતિજ ચુંબકીય ક્ષેત્રનું પ્રેરણ $= B_H$)

ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા $H$ છે અને ચુંબકની ચુંબકીય મોમેન્ટ $M$ છે. મહત્તમ સ્થિતિ ઉર્જા $..... MH$ છે.

ઉત્તર ગોળાર્ધમાં એક શાંત તળાવમાં તરતા કોર્ક પર એક ચુંબકીય સોય મૂકવામાં આવે છે. શું સોય કોર્ક સાથે મળીને તળાવના ઉત્તર તરફ ગતિ કરશે?

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