सोलेनोइड के भीतर चुंबकीय क्षेत्र:

Question

Examoogle · Accepted Answer

The correct answer is A: सभी बिंदुओं पर समान होता है. एक आदर्श, लंबी सोलेनोइड के भीतर, चुंबकीय क्षेत्र एकसमान और सोलेनोइड की धुरी के समानांतर होता है। चूंकि चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं केंद्रित होती हैं और कोर के भीतर समानांतर चलती हैं, इसलिए क्षेत्र का परिमाण और दिशा सभी आंतरिक बिंदुओं पर समान मानी जाती है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
एक आदर्श, लंबी सोलेनोइड के भीतर, चुंबकीय क्षेत्र एकसमान और सोलेनोइड की धुरी के समानांतर होता है। चूंकि चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं केंद्रित होती हैं और कोर के भीतर समानांतर चलती हैं, इसलिए क्षेत्र का परिमाण और दिशा सभी आंतरिक बिंदुओं पर समान मानी जाती है।

Working Principle: जब एक सोलेनोइड के फेरों से होकर विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो प्रत्येक फेरा एक छोटे गोलाकार धारा लूप की तरह कार्य करता है। इन लूपों द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र मिलकर अंदर एक एकसमान क्षेत्र बनाते हैं, जो प्रभावी रूप से धुरी के लंबवत घटकों को रद्द कर देते हैं और इसके समानांतर क्षेत्र को मजबूत करते हैं। सोलेनोइड के सिरों पर, क्षेत्र रेखाएं फैलने लगती हैं, जिसके परिणामस्वरूप वहां क्षेत्र कमजोर हो जाता है।

Key Formulas: $B = \mu_0 n I$ — एक आदर्श सोलेनोइड के भीतर चुंबकीय क्षेत्र, जहाँ $n = \frac{N}{L}$ प्रति इकाई लंबाई में फेरों की संख्या है।

Key Points: एक आदर्श (अनंत) सोलेनोइड के भीतर चुंबकीय क्षेत्र एकसमान होता है।; क्षेत्र की ताकत सीधे धारा ($I$) और फेरों की संख्या ($n$) के समानुपाती होती है।; एक आदर्श सोलेनोइड के बाहर, चुंबकीय क्षेत्र लगभग शून्य होता है।; एक परिमित सोलेनोइड के सिरों पर, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत केंद्र की तुलना में लगभग आधी होती है ($B_{end} \approx \frac{1}{2} B_{center}$)।

Advantages: प्रायोगिक भौतिकी के लिए अत्यधिक एकसमान चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करता है।

Disadvantages: वास्तविक सोलेनोइड के सिरों पर फ्रिंजिंग प्रभाव होता है जहां क्षेत्र पूरी तरह से एकसमान नहीं होता है।

Applications: विद्युत चुंबक; इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में प्रेरक (Inductors)

Additional Info: वास्तविक सोलेनोइड्स में, सिरों के पास क्षेत्र केंद्र की तुलना में थोड़ा कमजोर होता है क्योंकि रेखाएं फैलने लगती हैं।. विकल्प D को अक्सर परिमित सोलेनोइड्स के साथ भ्रमित किया जाता है, लेकिन सोलेनोइड्स के मानक पाठ्यपुस्तक परिभाषाओं के संदर्भ में, आंतरिक क्षेत्र को एकसमान माना जाता है।

Answer: A सही है — एक आदर्श लंबी सोलेनोइड के भीतर चुंबकीय क्षेत्र सभी बिंदुओं पर एकसमान होता है।

Exam Tip: हमेशा एक 'आदर्श' सोलेनोइड (अनंत लंबाई) जहां B स्थिर होता है, और एक 'परिमित' सोलेनोइड जहां सिरों पर B कम हो जाता है, के बीच अंतर समझें।

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