चुंबकीय प्रभाव का संक्षिप्त परिचय

Overview

यह लेक्चर "Magnetic Effect of Current" चैप्टर का रिवीजन है, जिसमें महत्वपूर्ण फॉर्मूलों, नियमों व डेरिवेशन को सरल भाषा में समझाया गया है।

Magnetic Effect of Current

• जब किसी कंडक्टर में करंट फ्लो करता है, उसके चारों ओर मैग्नेटिक फील्ड बनती है।
• मैग्नेटिक फील्ड की दिशा बताने के लिए right hand thumb rule का प्रयोग करते हैं।
• Coil में current की दिशा के अनुसार केंद्र पर मैग्नेटिक फील्ड निकलती है (आउटवर्ड/इनवर्ड sign से दिखाते हैं)।

Force on Moving Charge in Magnetic Field

• कोई चार्ज जब मैग्नेटिक फील्ड में V वेलोसिटी से घुसता है, उस पर F = QVB sinθ फोर्स लगता है।
• θ = 90° पर फोर्स मैक्सिमम (F = QVB), θ = 0° या 180° या चार्ज rest में हो तो फोर्स शून्य।
• परपेंडिकुलर मैग्नेटिक फील्ड में चार्ज का मोशन circular होता है, work done zero, स्पीड व kinetic energy constant रहती हैं।
• 90° के अलावा यदि एंगल पर एंटर करे तो helical motion होता है।
• Circular motion में radius = mv/qb, time period = 2πm/qb, frequency = qb/2πm।
• Helical motion की pitch = V cosθ × time period (2πm/qb) होती है।

Biot-Savart Law & Current Carrying Coil

• छोटे current element की वजह से मैग्नेटिक फील्ड: dB = (μ₀/4π) (Idl sinθ)/r²।
• Coil के केंद्र पर मैग्नेटिक फील्ड: B = μ₀nI/2r (n = turns)।
• Coil की axis पर: B = (μ₀Ia²)/(2(x² + a²)^(3/2))।

Magnetic Field due to Current Carrying Conductor

• फिक्स्ड लेंथ के लिए: B = (μ₀I/4πd)(sinθ₁ + sinθ₂)
• Infinite लम्बाई के लिए: B = μ₀I/2πd

Force on Current Carrying Conductor

• मैग्नेटिक फील्ड में रखे conductor पर फोर्स: F = ILB sinθ

Force Between Two Parallel Conductors

• दो समानांतर कंडक्टर पर फोर्स: F/L = μ₀I₁I₂/2πd
• Same direction current में attraction, opposite में repulsion होता है।

Ampere's Circuital Law

• ∮B.dl = μ₀Iₑ (Iₑ = enclosed current)
• Long conductor के चारों ओर magnetic field: B = μ₀I/2πa

Galvanometer, Ammeter और Voltmeter

• Galvanometer सर्किट में करंट detect करता है, इसमें soft iron core, aluminium frame, cylindrical poles और phosphor bronze springs होती हैं।
• Pointer की deflection, φ, current i के directly proportional होती है।
• Galvanometer को ammeter में बदलने हेतु parallel में shunt (low resistance) जोड़ते हैं।
• Voltmeter के लिए series में high resistance जोड़ते हैं।

Key Terms & Definitions

• Right Hand Thumb Rule — करंट की दिशा में अंगूठा व उंगलियों की दिशा में मैग्नेटिक फील्ड।
• Biot-Savart Law — current element की वजह से किसी point पर मैग्नेटिक फील्ड।
• Lorentz Force — electrically charged particle पर electric व magnetic दोनों फील्ड का संयुक्त फोर्स।
• Helical Motion — जब चार्ज non-perpendicular angle से मैग्नेटिक फील्ड में घुसता है।
• Galvanometer — करंट के presence की पहचान करने वाला डिवाइस।
• Shunt — low resistance wire, ammeter conversion हेतु।
• Pitch — helical motion के दो turns के बीच की दूरी।

Action Items / Next Steps

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