Under what spatial condition is the magnitude
Under what spatial condition is the magnitude of the force acting on a current-carrying conductor placed in a uniform magnetic field observed to be the highest?
किस स्थानिक स्थिति में एक समान चुम्बकीय क्षेत्र में रखे गए धारा वाहक चालक पर लगने वाला बल अपनी अधिकतम मात्रा में पाया जाता है?
Detailed Solution & Logic
When the current and field are perpendicular to each other/ जब धारा और चुम्बकीय क्षेत्र एक-दूसरे के लंबवत (Perpendicular) हों।
📘 Explanation (English)
The force on a current-carrying conductor in a magnetic field is given by Lorentz Force Law:
F = BIL sin θ
Where:
-
F = Magnetic force
-
B = Magnetic field strength
-
I = Current in the conductor
-
L = Length of the conductor in the field
-
θ = Angle between the current direction and magnetic field
-
The force is maximum when sinθ=1 i.e., when $\theta = 90^\circ $
-
This means the current and magnetic field are perpendicular to each other.
Other options:
-
Current towards south pole: Direction alone does not ensure maximum force.
-
Current varied instantaneously: Changing current affects force but does not guarantee maximum.
-
Current and field parallel: Here, sin $ 0^\circ = 0 $ so force = 0.
📗 व्याख्या (Hindi)
समान चुम्बकीय क्षेत्र में धारा वाहक चालक पर लगने वाला चुंबकीय बल निम्न सूत्र से दिया जाता है:
F = B I L sinθ
जहाँ:
-
F = चुंबकीय बल
-
B = चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता
-
I = चालक में धारा
-
L = चालक की लंबाई
-
$\theta $= धारा और चुंबकीय क्षेत्र के बीच का कोण
-
बल तब अधिकतम होता है जब sinθ=1 यानी $ \theta = 90^\circ\ $
-
इसका मतलब है कि धारा और चुंबकीय क्षेत्र एक-दूसरे के लंबवत हों।
अन्य विकल्प:
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धारा दक्षिण ध्रुव की ओर: केवल दिशा अधिकतम बल का निर्धारण नहीं करती।
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धारा तुरंत बदलना: बल प्रभावित होगा लेकिन अधिकतम नहीं।
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धारा और क्षेत्र समानांतर: sin $0^\circ = 0$ इसलिए बल = 0।
⭐ Extra Facts / अतिरिक्त तथ्य
English
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This principle is used in electric motors to produce maximum torque.
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The direction of the force is given by the Right-Hand Rule.
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If the conductor moves along the magnetic field, no force acts on it.
Hindi
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इस सिद्धांत का उपयोग विद्युत मोटरों में अधिकतम टॉर्क प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
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बल की दिशा राइट-हैंड नियम से पता की जाती है।
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यदि चालक चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में चलता है, तो उस पर बल नहीं लगता।
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