किसी चालक में धारा प्रवाहित होने पर उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र के पैटर्न को क्या निर्धारित करता है?

Question

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The correct answer is C: चालक का आकार. धारावाही चालक द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र का पैटर्न चालक की ज्यामिति या आकार पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, एक सीधा धारावाही तार संकेंद्री वृत्ताकार चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ उत्पन्न करता है, जबकि एक वृत्ताकार लूप या परिनालिका (solenoid) छड़ चुंबक के समान चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ उत्पन्न करती है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
धारावाही चालक द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र का पैटर्न चालक की ज्यामिति या आकार पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, एक सीधा धारावाही तार संकेंद्री वृत्ताकार चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ उत्पन्न करता है, जबकि एक वृत्ताकार लूप या परिनालिका (solenoid) छड़ चुंबक के समान चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ उत्पन्न करती है।

Working Principle: बायो-सावर्ट नियम और एम्पीयर के परिपथीय नियम के अनुसार, किसी चालक के चारों ओर किसी भी बिंदु पर चुंबकीय क्षेत्र $B$ धारा $I$, चालक से दूरी और मुख्य रूप से संवहन पथ के स्थानिक वितरण और आकार द्वारा निर्धारित होता है। चालक का आकार प्रत्येक सूक्ष्म धारा तत्व ($Idl$) द्वारा उत्पादित चुंबकीय क्षेत्र वैक्टर की दिशा और अध्यारोपण (superposition) को तय करता है।

Key Formulas: $B = \frac{\mu_0 I}{2 \pi r}$ — एक लंबे सीधे धारावाही तार से $r$ दूरी पर चुंबकीय क्षेत्र; $B = \mu_0 n I$ — एक लंबी परिनालिका के अंदर चुंबकीय क्षेत्र

Key Points: चालक का ज्यामितीय आकार चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की स्थानिक व्यवस्था को निर्धारित करता है।; एक सीधा तार चुंबकीय क्षेत्र के संकेंद्री वृत्ताकार लूप उत्पन्न करता है।; एक वृत्ताकार लूप अपने केंद्र के पास लगभग सीधी क्षेत्र रेखाएँ और परिधि के चारों ओर लूप उत्पन्न करता है।; चुंबकीय क्षेत्र की दिशा मैक्सवेल के दक्षिण-हस्त अंगुष्ठ नियम द्वारा दी जाती है।

Applications: विद्युत मशीनों में विद्युत चुंबक और परिनालिका की डिजाइनिंग; ट्रांसफॉर्मर कोर डिजाइन और प्रेरक (inductors); संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्स में चुंबकीय परिरक्षण (shielding)

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