Vakuumda tokning magnit maydoni

Normalning uchidan qaraganimizda ramkadagi tok soat strelkasi harakatiga teskari yo’nalgan holda ko’rilsa, bu yo’nalishning normalning musbat yo’nalishi deb qabul qilamiz.

99-rasm

Boshqacha aytganda, normalning musbat yo’nalishi deb, dastasi ramkada oqayotgan tok yo’nalishi bo’ylab aylanayotgan parmaning ilgarilanma harakati yo’nalishini qabul qilamiz (100-rasm).

100-rasm
Magnit maydon ta’sirida tokli ramka har bir berilgan holda muayyan tarzda oriyentirlanadi, binobarin unga o’tkazilgan normal tomonga yo’naladi.
Ravshanki, ramkaning magnit maydonda oriyentirlanish hodisasi magnit maydonning o’zi ham yo’nalishga ega ekanligi bildiradi. Magnit maydonning ramka turgan joyidagi yo’nalishi uchun ramkaga o’tkazilgan musbat normal joylashadigan yo’nalishni qabul qilamiz. Shunday qilib, ramkaning oriyentirlanishiga qarab ayni vaqtda magnit maydonning istalgan joyidagi yo’nalishini aniqlashimiz mumkin.
Kelgusida xuddi shu ramkadan magnit maydonni miqdoriy jihatdan xarakterlash uchun ham foydalanishimiz mumkin.
Maydon ta’sirida ramkaning oriyentirlanishi magnit maydonda ramkaga juft kuch ta’sir qilishini ko’rsatadi. Ramka osib qo’yilgan ipning qanchalik burilganiqa qarab, bu juft kuch onining kattaligi magnit maydonni vujudga keltirayotgan toklar kuchiga va ularning vaziyatiga, shuningdek, ramkaning o’zining xossalariga o’lchovlari, oriyentirlanishi va undan oqayotgan tok kuchiga bog’liq ekanligini ko’rsatadi.
Avvalo ramkaning xossalari ustida to’xtaylik. Buning uchun magnit maydonni hosil qilayotgan toklarning vaziyatini va kuchini o’zgarishsiz saklaymiz. Ma’lum kattalikdagi tok oqayotgan biror ramkani olaylik. Ramkaga o’tkazilgan normal kuch oni nolga teng bo’ladi. Ramkaga o’tkazilgan normal maydonga perpendikulyar yo’nalganda juft kuch oni maksimal qiymatiga erishadi.
Shuning uchun, ramkadan magnit maydonni miqdoriy jihatdan tavsiflash uchun foydalanmokchi bo’lganimizda hamma vaqt ramkani unga o’tkazilgan normal maydon yo’nalishiga perpendikulyar vaziyatda bo’ladigan qilib joylashtirishni shartlashib olamiz. So’ngra M juft kuch onining ramkadagi I tok kuchiga mutanosib ekanligiga tajribadan ishonch hosil qilishimiz oson.
Nihoyat, tajriba shuni ko’rsatadiki, turli yassi ramkalar uchun M on, ramkaning shakli qanday bo’lishidan qat’iy nazar, ramkaning S yo’ziga mutanosib bo’lar ekan:
1.1.
Ramkadan oqayotgan I tok kuchi bilan ramka yo’zining ko’paytmasiga mutanosib kattalik r_m ramkaning magnit oni deb yuritiladi:
1.2.
Magnit maydonning berilgan nuqtasida magnit onlari rm bir xil bo’lgan ramkalarga bir xil M juft kuch oni ta’sir qiladi. Ma’lum magnit oniga ega bo’lgan ramkani magnit maydonning turli nuqtalariga joylashtirib kuysak, u holda umuman aytganda, bu ramkaga turlicha kuch onlari M ta’sir qilayotganligini paykaymiz.
Masalan, maydonni hosil qiluvchi tok oqayotgan simga ramkani qancha yaqin joylashtirsak, unga ta’sir qiluvchi kuch oni shuncha kattarok bo’ladi. Magnit maydonni miqdor jihatdan xarakterlashda shu faktdan foydalanish, ya’ni ma’lum r_m magnit oniga ega bo’lgan ramkaga ta’sir etuvchi kuch oni shu ramka turgan joydagi H maydon kuchlanganligiga mutanosib bo’ladi deb hisoblash mumkin:
1.3.
Bu xulosani (1.1.) munosabat bilan birlashtirsak quyidagi kelib chiqadi, magnit maydonda tokli ramkaga ta’sir qiluvchi juft kuch oni ramkaning r_m magnit oniga va ramka turgan joydagi magnit maydon kuchlanganligiga mutanosib bo’ladi:
1.4.
Magnit maydonning H kuchlanganligi ramka yordamida ulchaganimizda ana shu munosabatdan foydalanamiz. (1.4.) va (1.2.) munosabatlardan quyidagini hosil qilamiz:
1.5.
Bu ifodada mutanosiblik belgisining o’rniga tenglik belgisini yozish uchun k mutanosiblik koeffitsiyenti kiritish kerak, u holda
1.6.
bo’ladi.
Mutanosiblik koeffitsiyentining qiymati H, M, I, S larning qanday o’lchov birliklarda o’lchanishiga bog’liq bo’ladi. Agar aniq bir rm magnit oniga ega bo’lgan ramkaga ta’sir etuvchi kuchlar oni M ma’lum bo’lsa, k ning aniq qiymatini tanlab olib, (1.6.) tenglamadan magnit maydon kuchlanganligi H ni topish mumkin.
Magnit maydon kuchlanganligi ham yo’nalishi, ham son qiymati bilan xarakterlanadi, demak, magnit maydon kuchlanganligi H vektor kattalikdir.
U holda yuqorida aytilganlarni yakunlab shunday deyish mumkin, magnit maydonning ixtiyoriy nuqtasidagi H kuchlanganlik vektori magnit maydonda turgun muvozanat vaziyatida turgan tokli ramkaga o’tkazilgan normal H vektorning yo’nalishiga perpendikulyar joylashgan bo’lsa, (1.6.) formulaga ko’ra kuchlanganlik kattaligi ramkaga ta’sir etayotgan juft kuchning oni bilan aniqlanadi.
Endi ramkaning o’lchovlari haqidagi masalani ham aniqlab olaylik. Ma’lumki, maydon bir jinsli bo’lmagan holda ramkaga ta’sir qilayotgan kuchlar oni ramka chegaralaridagi maydon kuchlanganligining o’rtacha qiymatini tavsiflaydi.
Maydonning berilgan nuqtasidagi kuchlanganlikni o’lchash uchun ramkaning o’lchovlari va darajada kichik bo’lishi kerakki, ramka sohasida maydonni bir jinsli deyish mumkin bo’lsin.