ડાયપોલ મોમેન્ટ $\vec{M} = M\hat{k}$ ધરાવતા બિંદુ ડાયપોલના ચુંબકીય ક્ષેત્ર માટે એમ્પીયરના નિયમની ચકાસણી કરો. $C$ ને $x-z$ સમતલના પ્રથમ ચરણમાં ઉગમબિંદુ પર કેન્દ્ર અને $a$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળના ચોથા ભાગ પર ઘડિયાળના કાંટાની દિશામાં ગતિ કરતા બંધ વક્ર તરીકે લો,જે $x$ અને $z$ અક્ષો પરના રેખાખંડો દ્વારા બંધ થાય છે.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) બિંદુ ડાયપોલ $\vec{M} = M\hat{k}$ નું સ્થાન $\vec{r}$ પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર $\vec{B}(\vec{r}) = \frac{\mu_0}{4\pi} \left[ \frac{3(\vec{M} \cdot \hat{r})\hat{r} - \vec{M}}{r^3} \right]$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$x-z$ સમતલમાં,$\vec{r} = x\hat{i} + z\hat{k} = r(\sin\theta\hat{i} + \cos\theta\hat{k})$,જ્યાં $\theta$ એ $z$-અક્ષ સાથેનો ખૂણો છે. તેથી $\hat{r} = \sin\theta\hat{i} + \cos\theta\hat{k}$ અને $\vec{M} \cdot \hat{r} = M\cos\theta$.
આમ,$\vec{B} = \frac{\mu_0 M}{4\pi r^3} [3\cos\theta(\sin\theta\hat{i} + \cos\theta\hat{k}) - \hat{k}] = \frac{\mu_0 M}{4\pi r^3} [3\sin\theta\cos\theta\hat{i} + (3\cos^2\theta - 1)\hat{k}]$.
એમ્પીયરનો નિયમ જણાવે છે કે $\oint_C \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 I_{enclosed}$. બિંદુ ડાયપોલ માટે,કોઈ બંધ પ્રવાહ નથી,તેથી $\oint_C \vec{B} \cdot d\vec{l} = 0$.
$a$ ત્રિજ્યાના ચાપ પર,$d\vec{l} = a d\theta \hat{\phi} = a d\theta (-\cos\theta\hat{i} + \sin\theta\hat{k})$.
$\vec{B} \cdot d\vec{l} = \frac{\mu_0 M}{4\pi a^3} [3\sin\theta\cos\theta(-\cos\theta) + (3\cos^2\theta - 1)\sin\theta] a d\theta = \frac{\mu_0 M}{4\pi a^2} [-3\sin\theta\cos^2\theta + 3\sin\theta\cos^2\theta - \sin\theta] d\theta = -\frac{\mu_0 M}{4\pi a^2} \sin\theta d\theta$.
$\theta = 0$ થી $\pi/2$ સુધી સંકલન કરતા: $\int_0^{\pi/2} -\frac{\mu_0 M}{4\pi a^2} \sin\theta d\theta = -\frac{\mu_0 M}{4\pi a^2} [-\cos\theta]_0^{\pi/2} = -\frac{\mu_0 M}{4\pi a^2}$.
$x$-અક્ષ પર $(z=0, \theta=\pi/2)$,$\vec{B} = \frac{\mu_0 M}{4\pi x^3} [3(1)(0)\hat{i} + (0-1)\hat{k}] = -\frac{\mu_0 M}{4\pi x^3} \hat{k}$. કારણ કે $d\vec{l} = dx \hat{i}$,$\vec{B} \cdot d\vec{l} = 0$.
$z$-અક્ષ પર $(x=0, \theta=0)$,$\vec{B} = \frac{\mu_0 M}{4\pi z^3} [0 + (3-1)\hat{k}] = \frac{2\mu_0 M}{4\pi z^3} \hat{k}$. કારણ કે $d\vec{l} = dz \hat{k}$,$\vec{B} \cdot d\vec{l} = \frac{2\mu_0 M}{4\pi z^3} dz$.
$z=a$ થી $0$ સુધી સંકલન કરતા: $\int_a^0 \frac{2\mu_0 M}{4\pi z^3} dz = \frac{2\mu_0 M}{4\pi} [-\frac{1}{2z^2}]_a^0$. આ સંકલન ઉગમબિંદુ પર અનંત થાય છે,જે પુષ્ટિ કરે છે કે એમ્પીયરનો નિયમ ડાયપોલના ક્ષેત્ર માટે માન્ય છે,પરંતુ માર્ગ ઉગમબિંદુ પરની સિંગ્યુલારિટીમાંથી પસાર થવો જોઈએ નહીં.

Explore More

Similar Questions

$0.4\,JT^{-1}$ જેટલી ચુંબકીય મોમેન્ટ ધરાવતા એક ટૂંકા ગજિયા ચુંબકને $0.16\,T$ ના સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે. જ્યારે ચુંબક સ્થાયી સંતુલનમાં હોય ત્યારે તેની સ્થિતિ ઉર્જા કેટલી હશે?

સમાન દળ અને ત્રિજ્યા ધરાવતી એક હૂપ અને એક નક્કર નળાકાર કાયમી ચુંબકીય પદાર્થમાંથી બનાવેલા છે,જેમાં તેમની ચુંબકીય મોમેન્ટ તેમની સંબંધિત અક્ષોને સમાંતર છે. પરંતુ હૂપની ચુંબકીય મોમેન્ટ નક્કર નળાકાર કરતા બમણી છે. તેમને સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં એવી રીતે મૂકવામાં આવે છે કે તેમની ચુંબકીય મોમેન્ટ ક્ષેત્ર સાથે નાનો ખૂણો બનાવે છે. જો હૂપ અને નળાકારના દોલનનો આવર્તકાળ અનુક્રમે $T_h$ અને $T_c$ હોય,તો તેમની વચ્ચેનો સંબંધ શું છે?

એક ગ્રહનો ચુંબકીય ડાયપોલ મોમેન્ટ $27 \times 10^{22} \ A \ m^2$ છે. જો ગ્રહની ત્રિજ્યા $300 \ km$ હોય, તો તેના વિષુવવૃત્ત પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર કેટલું હશે ($T$ માં)? (લો $\frac{\mu_0}{4 \pi} = 10^{-7} \ T \ m/A$)

મુક્ત રીતે લટકાવેલી ચુંબકીય સોય પર સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રની અસર નીચે મુજબ છે:

$1.5 \, J \, T^{-1}$ ની ચુંબકીય મોમેન્ટ ધરાવતો એક ગજિયો ચુંબક $0.22 \, T$ ના સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં ગોઠવાયેલો છે.
$(a)$ ચુંબકની ચુંબકીય મોમેન્ટને નીચે મુજબ ગોઠવવા માટે બાહ્ય ટોર્ક દ્વારા કેટલું કાર્ય કરવું પડશે: $(i)$ ક્ષેત્રની દિશાને લંબ,$(ii)$ ક્ષેત્રની દિશાથી વિરુદ્ધ?
$(b)$ કિસ્સા $(i)$ અને $(ii)$ માં ચુંબક પર લાગતું ટોર્ક કેટલું હશે?

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