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 સોલેનોઈડની દરેક $1$ $cm$ લંબાઈમાં તારના $50$ આંટા છે. જો સોલેનોઈડમાં $4$ $A$ વિદ્યુતપ્રવાહ વહેતો હોય,તો તેની અક્ષ પરના આંતરિક બિંદુએ અને એક છેડા પર ચુંબકીય ક્ષેત્રનું આશરે મૂલ્ય અનુક્રમે કેટલું હશે?

એક $i$ એમ્પીયરનો વિદ્યુતપ્રવાહ અનંત લંબાઈની સીધી પાતળી દીવાલવાળી નળીમાંથી વહે છે,તો નળીની અંદરના કોઈપણ બિંદુએ ચુંબકીય પ્રેરણ કેટલું હશે?

એક લાંબા સોલેનોઈડમાં પ્રતિ $cm$ $200$ આંટા છે અને તેમાંથી $i$ જેટલો પ્રવાહ વહે છે. તેના કેન્દ્ર પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર $6.28 \times 10^{-2} \ Wb/m^2$ છે. બીજા એક લાંબા સોલેનોઈડમાં પ્રતિ $cm$ $100$ આંટા છે અને તેમાંથી $i/3$ જેટલો પ્રવાહ વહે છે. તેના કેન્દ્ર પર ચુંબકીય ક્ષેત્રનું મૂલ્ય કેટલું હશે?

$2\, mm$ ત્રિજ્યા ધરાવતા લાંબા,સીધા તારમાં $2\, A$ નો વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે. તારની અક્ષ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા કેટલી હશે?

બે આદર્શ પ્રણાલીઓ ધ્યાનમાં લો: $(i)$ મોટા પ્લેટો અને નાનું અંતર ધરાવતો સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટર,અને $(ii)$ $L \gg R$ લંબાઈ ધરાવતો લાંબો સોલેનોઇડ,જ્યાં $R$ એ આડછેદની ત્રિજ્યા છે. $(i)$ માં,$E$ ને આદર્શ રીતે પ્લેટોની વચ્ચે અચળ અને બહાર શૂન્ય માનવામાં આવે છે. $(ii)$ માં,ચુંબકીય ક્ષેત્ર સોલેનોઇડની અંદર અચળ અને બહાર શૂન્ય છે. જો કે,આ આદર્શ ધારણાઓ નીચે મુજબના મૂળભૂત નિયમોનો વિરોધાભાસ કરે છે:

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