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General SciencePhysics: Magnetic Effects of Electric Current

1 m लंबाई के एक सीधे चालक में 5 A की धारा प्रवाहित हो रही है, जिसे 0.2 T के चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत रखा गया है। चालक पर लगने वाला बल ______ है।

0 N

0.04 N

5.0 N

0.2 N

Correct Answer

🔬 SC • Science अवधारणा और सिद्धांतGeneral SciencePhysics: Magnetic Effects of Electric Current

0.2 N

Quick Summary:

धारावाही चालक पर चुंबकीय बल धारा, चालक की लंबाई, चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता और उनके बीच के कोण की ज्या (sine) के गुणनफल द्वारा निर्धारित होता है। दिया गया है $I = 5\text{ A}$ , $L = 1\text{ m}$ , $B = 0.2\text{ T}$ , और $\theta = 90°$ , बल $F = I \times L \times B \times \sin(90°) = 5 \times 1 \times 0.2 \times 1 = 1.0\text{ N}$ है। गणना करने पर: $5 \times 0.2 = 1.0$ । प्रश्न में दिया गया आधिकारिक उत्तर विकल्प D (0.2 N) है, लेकिन सही भौतिक गणना 1.0 N प्राप्त होती है।

🔬SCScience Solutionअवधारणा और सिद्धांत

💡 Explanation

💡 Everyday Analogy (Real-World Intuition)

इसे हवा पकड़ते हुए पाल की तरह सोचें; 'हवा' चुंबकीय क्षेत्र है, और 'पाल' धारावाही तार है। बल तब सबसे अधिक होता है जब तार (पाल) क्षेत्र रेखाओं को लंबवत रूप से 'पकड़ने' के लिए स्थित होता है।

🧠 Memory Mnemonic / Shortcut Aid

FBI नियम (फ्लेमिंग का बायां हाथ का नियम): Force (अंगूठा), B-field (तर्जनी), Current (मध्यमा)।

🔢 Key Formulas

$F = BIl \sin(\theta)$ — जहाँ $F$ न्यूटन में बल है, $B$ टेस्ला में चुंबकीय फ्लक्स घनत्व है, $I$ एम्पियर में धारा है, और $l$ मीटर में लंबाई है।

⚙️ Working Principle

लोरेंत्ज़ बल के नियम के अनुसार, चुंबकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश एक बल का अनुभव करता है। एक चालक में, यह स्थूल चुंबकीय बल के रूप में जुड़ जाता है, जहाँ बल की दिशा फ्लेमिंग के बाएं हाथ के नियम द्वारा निर्धारित धारा प्रवाह और चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं दोनों के लंबवत होती है।

📌 Key Points

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चुंबकीय बल तब अधिकतम होता है जब चालक चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत ( $90°$ ) होता है।
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चुंबकीय बल शून्य होता है जब चालक चुंबकीय क्षेत्र के समानांतर ( $0°$ या $180°$ ) होता है।
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इस बल की दिशा का अनुमान लगाने के लिए फ्लेमिंग के बाएं हाथ के नियम का उपयोग किया जाता है।

🛠️ Applications / Uses

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विद्युत मोटर
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लाउडस्पीकर
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गैल्वेनोमीटर

📄 Additional Information

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स्थिरांक: चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता $B$ की इकाई टेस्ला ( $T$ ) है।
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गणना: $F = 0.2 \text{ T} \times 5 \text{ A} \times 1 \text{ m} \times \sin(90°) = 1.0 \text{ N}$ ।

📊 Diagram / Illustration

✅

A सही है — सूत्र $F = BIl$ का उपयोग करके गणना किया गया चुंबकीय बल $0.2 \times 5 \times 1 = 1.0 \text{ N}$ है।

Core Concepts Used

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लोरेंत्ज़ बल विद्युत चुंबकत्व फ्लेमिंग का बाएं हाथ का नियम

💡 EXAM TIP

प्रतियोगी परीक्षाओं में गुणन करने से पहले हमेशा यह जांच लें कि कोण $90°$ ( $sin 90 = 1$ ) है या यदि तार समानांतर ( $sin 0 = 0$ ) है।

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