কুমিল্লা বোর্ড ২০১৭ — তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বক ক্রিয়া ও চুম্বকত্ব সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

কোনো তড়িৎ প্রবাহবাহী পরিবাহীকে প্রবাহের লম্ব দিকে চৌম্বকক্ষেত্রে স্থাপন করলে প্রবাহ ও চৌম্বকক্ষেত্র উভয়ের লম্ব দিকে পরিবাহীর দুই পার্শ্বের মধ্যে যে বিভব পার্থক্যের সৃষ্টি হয়, তাকে হল বিভব বলে।

কোনো স্থানের ভৌগোলিক মধ্যতল ও চৌম্বক মধ্যতলের মধ্যবর্তী কোণকে ঐ স্থানের বিচ্যুতি বলে।

ঢাকার বিচ্যুতি 30′E বলতে বোঝায়, ঢাকায় চৌম্বক মধ্যতল ভৌগোলিক মধ্যতলের সাথে 30′ (অর্থাৎ 0.5^∘) কোণ উৎপন্ন করে।

এখানে E দ্বারা বোঝায় যে চৌম্বক মধ্যতল ভৌগোলিক মধ্যতলের পূর্বদিকে অবস্থিত।

অর্থাৎ ঢাকায় একটি মুক্তভাবে ঝুলন্ত চুম্বক শলাকার উত্তর মেরু ভৌগোলিক উত্তর দিক থেকে 30′ পূর্বদিকে নির্দেশ করে।

আমরা জানি,

Fl=μ₀I₁I₂2πd

বা, Fl=4π×10⁻⁷×10×52π×0.06

∴ Fl=1.67×10⁻⁴ N m⁻¹

অতএব, তার দুটির প্রতি একক দৈর্ঘ্যে ক্রিয়াশীল বলের মান 1.67×10⁻⁴ N m⁻¹ (উভয় চিত্রে একই)।

উভয় চিত্রে PQ তারে 10 A প্রবাহ উপরের দিকে। ডানহাতি মুষ্টি নিয়ম অনুসারে PQ এর ডানদিকে অবস্থিত RS তারের অবস্থানে PQ এর দরুন চৌম্বকক্ষেত্র B=μ₀I₁2πd কাগজের তলের লম্ব বরাবর ভেতরের দিকে ক্রিয়া করে।

B=4π×10⁻⁷×102π×0.06=3.33×10⁻⁵ T

এই ক্ষেত্রে RS তারের একক দৈর্ঘ্যের উপর বল F=I₂(l×B), যার মান Fl=I₂B=5×3.33×10⁻⁵=1.67×10⁻⁴ N m⁻¹; কিন্তু দিক RS এর প্রবাহের দিকের উপর নির্ভর করে।

চিত্র-১: RS এ প্রবাহ উপরের দিকে (PQ এর সমমুখী)। ফ্লেমিংয়ের বামহস্ত নিয়ম অনুসারে (মধ্যমা উপরে, তর্জনী কাগজের ভেতরে) বৃদ্ধাঙ্গুলি বামদিকে, অর্থাৎ PQ এর দিকে নির্দেশ করে। তাই RS এর উপর বল আকর্ষণধর্মী।

চিত্র-২: RS এ প্রবাহ নিচের দিকে (PQ এর বিপরীতমুখী)। ফ্লেমিংয়ের বামহস্ত নিয়ম অনুসারে (মধ্যমা নিচে, তর্জনী কাগজের ভেতরে) বৃদ্ধাঙ্গুলি ডানদিকে, অর্থাৎ PQ থেকে দূরে নির্দেশ করে। তাই RS এর উপর বল বিকর্ষণধর্মী।

অর্থাৎ সমমুখী প্রবাহবাহী সমান্তরাল তার পরস্পরকে আকর্ষণ করে এবং বিপরীতমুখী প্রবাহবাহী তার পরস্পরকে বিকর্ষণ করে।

অতএব, উভয় চিত্রে RS এর একক দৈর্ঘ্যের উপর বলের মান সমান (1.67×10⁻⁴ N m⁻¹) হলেও চিত্র-১ এ বল বামদিকে (PQ এর দিকে) এবং চিত্র-২ এ ডানদিকে (PQ থেকে দূরে) ক্রিয়া করে; সুতরাং বলের দিক একই হবে না।