ঢাকা বোর্ড ২০১৬ — তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বক ক্রিয়া ও চুম্বকত্ব সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

কোনো কুণ্ডলীতে তড়িৎ প্রবাহের পরিবর্তন ঘটলে ঐ কুণ্ডলীর সাথে সংশ্লিষ্ট চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিবর্তনের ফলে সেই কুণ্ডলীতেই যে তড়িচ্চালক শক্তি আবিষ্ট হয়, তাকে স্বকীয় আবেশ বলে।

ফ্যারাডের তড়িৎচৌম্বক আবেশের সূত্র অনুসারে, কোনো বদ্ধ কুণ্ডলীর সাথে সংশ্লিষ্ট চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিবর্তন ঘটলে কুণ্ডলীতে তড়িচ্চালক শক্তি আবিষ্ট হয়, ε=−Ndϕdt।

একটি চুম্বককে কুণ্ডলীর দিকে আনলে বা দূরে সরালে, অথবা চুম্বকক্ষেত্রে কুণ্ডলীকে ঘোরালে কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে চৌম্বক ফ্লাক্স পরিবর্তিত হয়।

ফলে কুণ্ডলীতে আবিষ্ট তড়িচ্চালক শক্তি ও বর্তনী বদ্ধ থাকলে আবিষ্ট তড়িৎ প্রবাহের সৃষ্টি হয়।

এক্ষেত্রে চুম্বক বা কুণ্ডলীকে গতিশীল রাখতে যে যান্ত্রিক কাজ করা হয়, তা-ই তড়িৎ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। জেনারেটর বা ডায়নামো এই নীতিতে কাজ করে।

তাই বলা হয়, চুম্বক দ্বারা বৈদ্যুতিক শক্তি তৈরি করা যায়।

বোর্ড গাইড অনুসারে AB তারকে দীর্ঘ সোজা তার ধরে C বিন্দুর লম্ব দূরত্ব 0.5 m নেওয়া হয়েছে।

আমরা জানি,

B=μ₀I2πd

বা, B=4π×10⁻⁷×52π×0.5

∴ B=2×10⁻⁶ T

অতএব, C বিন্দুতে চৌম্বকক্ষেত্রের মান 2×10⁻⁶ T এবং ডানহস্ত নিয়ম অনুসারে এর দিক কাগজের তলের লম্বভাবে ভিতরের দিকে।

চিত্র (ii) এ AB তারে 5 A প্রবাহ ডানদিকে এবং CD তারে 5 A প্রবাহ বামদিকে, অর্থাৎ 0.5 m দূরত্বে অবস্থিত তার দুটিতে প্রবাহ বিপরীতমুখী। X বিন্দু AB তারে এবং Y বিন্দু CD তারে অবস্থিত।

X বিন্দুতে CD তারের জন্য,

B_X=μ₀I₂2πd=4π×10⁻⁷×52π×0.5=2×10⁻⁶ T

Y বিন্দুতে AB তারের জন্য,

B_Y=μ₀I₁2πd=2×10⁻⁶ T

প্রতি একক দৈর্ঘ্যে বল,

Fl=μ₀I₁I₂2πd=4π×10⁻⁷×5×52π×0.5=1×10⁻⁵ N m⁻¹

2 m দৈর্ঘ্যে,

F=1×10⁻⁵×2=2×10⁻⁵ N

দিক: ডানহস্ত নিয়ম অনুসারে CD তারের (বামমুখী প্রবাহ) জন্য উপরের X বিন্দুতে চৌম্বকক্ষেত্র কাগজের তলের ভিতরের দিকে। F=Il×B অনুসারে ডানমুখী প্রবাহের উপর ভিতরমুখী ক্ষেত্রের বল উপরের দিকে, অর্থাৎ X বিন্দুতে বল CD তার থেকে দূরে (উপরের দিকে) ক্রিয়া করে।

আবার AB তারের (ডানমুখী প্রবাহ) জন্য নিচের Y বিন্দুতেও ক্ষেত্র কাগজের তলের ভিতরের দিকে; বামমুখী প্রবাহের উপর এ ক্ষেত্রের বল নিচের দিকে, অর্থাৎ Y বিন্দুতে বল AB তার থেকে দূরে (নিচের দিকে) ক্রিয়া করে।

বিপরীতমুখী প্রবাহবাহী সমান্তরাল তারদ্বয় পরস্পরকে বিকর্ষণ করে বলেই এমন হয়।

অতএব, X ও Y বিন্দুতে চৌম্বক বলের মান সমান (প্রতি মিটারে 1×10⁻⁵ N) কিন্তু দিক পরস্পর বিপরীত; X বিন্দুতে বল উপরের দিকে এবং Y বিন্দুতে বল নিচের দিকে, অর্থাৎ তার দুটি পরস্পরকে বিকর্ষণ করে।