L लंबाई के और B फ़्लक्स घनत्व वाले चुंबकीय क्षेत्र के समानांतर रखे हुए एक धारा-वाहक सुचालक (कंडक्टर) पर लगने वाला बल होगा:

व्याख्या:

चुंबकीय क्षेत्र में धारावाही चालक पर बल

परिभाषा: जब एक धारावाही चालक को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो वह चुंबकीय क्षेत्र और विद्युत धारा के बीच की अन्योन्य क्रिया के कारण एक बल का अनुभव करता है। इस घटना को लोरेंट्ज़ बल नियम द्वारा वर्णित किया गया है।

सूत्र: चुंबकीय क्षेत्र में धारावाही चालक द्वारा अनुभव किए गए बल को निम्न समीकरण द्वारा दिया गया है:

F = I × L × B × sin(θ)

जहाँ:

• F चालक पर कार्य करने वाला बल है।
• I चालक से प्रवाहित होने वाली धारा है।
• L चुंबकीय क्षेत्र के भीतर चालक की लंबाई है।
• B चुंबकीय फ्लक्स घनत्व है।
• θ चुंबकीय क्षेत्र की दिशा और धारा की दिशा के बीच का कोण है।

इस संदर्भ में, हम विशेष रूप से उस स्थिति में रुचि रखते हैं जहाँ चालक चुंबकीय क्षेत्र के समानांतर है। इसका मतलब है कि धारा की दिशा और चुंबकीय क्षेत्र के बीच का कोण θ 0 डिग्री (या विपरीत दिशा पर विचार करने पर 180 डिग्री) है।

सही विकल्प विश्लेषण:

यह देखते हुए कि चालक चुंबकीय क्षेत्र के समानांतर है, कोण θ 0 डिग्री है। 0 डिग्री का साइन 0 है। इसलिए, चालक द्वारा अनुभव किए गए बल की गणना इस प्रकार की जा सकती है:

F = I × L × B × sin(0)

चूँकि sin(0) = 0:

F = I × L × B × 0

F = 0

इस प्रकार, जब धारावाही चालक चुंबकीय क्षेत्र के समानांतर स्थित होता है, तो उसके द्वारा अनुभव किया जाने वाला बल 0 होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि चुंबकीय बल चुंबकीय क्षेत्र और धारा की दिशा के लंबवत होता है। जब ये दोनों समानांतर होते हैं, तो कोई लंबवत घटक नहीं होता है, और इस प्रकार कोई बल नहीं लगाया जाता है।

इसलिए, सही उत्तर है:

विकल्प 4: 0

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: BIL

यह विकल्प सही होगा यदि कोण θ 90 डिग्री होता, जिसका अर्थ है कि चालक चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत है। उस स्थिति में, sin(θ) 1 होगा, और बल F = BIL पर अधिकतम होगा। हालाँकि, यह तब लागू नहीं होता है जब चालक क्षेत्र के समानांतर हो।

विकल्प 2: BIL sin(θ)

यह चालक द्वारा अनुभव किए गए बल का सामान्य सूत्र है, और यह हमेशा सही होता है। हालाँकि, विशिष्ट स्थिति के लिए जहाँ θ 0 डिग्री (समानांतर) है, sin(θ) 0 है, और इस प्रकार बल शून्य है। यह विकल्प गलत नहीं है लेकिन दी गई स्थिति के लिए विशिष्ट उत्तर प्रदान नहीं करता है।

विकल्प 3: HIL

यह विकल्प गलत है क्योंकि यह B (चुंबकीय फ्लक्स घनत्व) के बजाय H (चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता) का उपयोग करता है। लोरेंट्ज़ बल नियम के संदर्भ में सही पैरामीटर B है, H नहीं।

निष्कर्ष:

धारावाही चालक और चुंबकीय क्षेत्र के बीच के संबंध को समझना परिणामी बल का निर्धारण करने के लिए महत्वपूर्ण है। जब चालक चुंबकीय क्षेत्र के समानांतर होता है, तो चालक पर कोई बल नहीं लगाया जाता है क्योंकि कोण θ 0 डिग्री होता है। इससे इस निष्कर्ष पर पहुँचा जाता है कि चालक द्वारा अनुभव किया जाने वाला बल शून्य है। इस प्रकार, सही विकल्प विकल्प 4 है।