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

চৌম্বক ক্ষেত্রে গতিশীল কোনো আহিত কণার উপর ক্রিয়াশীল বলকে লরেঞ্জ বল বলে। আধান q, বেগ v ও চৌম্বক ক্ষেত্র B হলে, F=q(v×B)। (তড়িৎ ক্ষেত্র E থাকলে মোট লরেঞ্জ বল F=qE+q(v×B)।)

কোনো কুণ্ডলীতে প্রবাহের পরিবর্তনের হার dIdt হলে আবিষ্ট তড়িচ্চালক বল ε=−LdIdt, যেখানে L স্বকীয় আবেশ গুণাঙ্ক।

কোনো কুণ্ডলীর স্বকীয় আবেশ গুণাঙ্ক 8 H বলতে বোঝায়, ঐ কুণ্ডলীতে প্রবাহ প্রতি সেকেন্ডে 1 A হারে পরিবর্তিত হলে কুণ্ডলীতে 8 V তড়িচ্চালক বল আবিষ্ট হয়।

অন্যভাবে, কুণ্ডলীতে 1 A প্রবাহ চললে এর সাথে জড়িত চৌম্বক ফ্লাক্স (Nϕ=LI) হয় 8 Wb।

A ও B তার দুটি পরস্পর সমান্তরাল এবং এদের মধ্য দিয়ে একই দিকে তড়িৎ প্রবাহিত হচ্ছে।

আমরা জানি,

Fl=μ₀i₁i₂2πd

বা, Fl=4π×10⁻⁷×12×152π×0.05

বা, Fl=2×10⁻⁷×1800.05

∴ Fl=7.2×10⁻⁴ N m⁻¹

অতএব, A তারের প্রতি একক দৈর্ঘ্যে চৌম্বক বলের মান 7.2×10⁻⁴ N m⁻¹ এবং প্রবাহ একমুখী বলে বলটি আকর্ষণধর্মী।

চিত্রে P বিন্দুকে তার দুটির মাঝখানে ধরা হয়েছে, অর্থাৎ প্রতিটি তার থেকে P এর দূরত্ব 2.5 cm।

ডান হাতের নিয়ম অনুসারে, A তারে প্রবাহ উপরের দিকে বলে এর ডান পাশে অবস্থিত P বিন্দুতে A এর ক্ষেত্র কাগজের তলের লম্বভাবে ভিতরের দিকে; আর B তারে প্রবাহ উপরের দিকে বলে এর বাম পাশে অবস্থিত P বিন্দুতে B এর ক্ষেত্র কাগজের তল থেকে বাইরের দিকে।

A এর জন্য,

B_A=μ₀i₁2πr=2×10⁻⁷×120.025=9.6×10⁻⁵ T

B এর জন্য,

B_B=μ₀i₂2πr=2×10⁻⁷×150.025=1.2×10⁻⁴ T

প্রবাহ একমুখী হলে,

B_P=B_B−B_A=1.2×10⁻⁴−9.6×10⁻⁵=2.4×10⁻⁵ T

B এর প্রবাহ বিপরীতমুখী হলে,

B_P′=B_A+B_B=9.6×10⁻⁵+1.2×10⁻⁴=2.16×10⁻⁴ T

∴ B_P′B_P=2.16×10⁻⁴2.4×10⁻⁵=9

প্রবাহ একমুখী থাকলে P বিন্দুতে তার দুটির ক্ষেত্র বিপরীতমুখী, তাই লব্ধি ক্ষেত্র 2.4×10⁻⁵ T এবং তা কাগজের তল থেকে বাইরের দিকে (B এর ক্ষেত্রের দিকে)। B তারের প্রবাহ বিপরীতমুখী করলে B এর ক্ষেত্রও ভিতরের দিকে হয়, ফলে দুটি ক্ষেত্র যোগ হয়ে লব্ধি ক্ষেত্র 2.16×10⁻⁴ T হয় এবং তা কাগজের তলের ভিতরের দিকে।

অতএব, B তারের প্রবাহ বিপরীতমুখী করলে P বিন্দুতে চৌম্বকক্ষেত্র পরিবর্তিত হবে; এর মান 9 গুণ হবে এবং দিক উল্টে যাবে।