Eldar mansimov

Düz cərəyanın maqnit sahəsi. Tutaq ki, şaquli qoyulmuş düz məftildən yuxarıya doğru J cərəyanı axır. dl cərəyanın ondan R məsafədə yerləşmiş A nöqtəsində (şəkil) yaratdığı maqnit sahəsinin intensivliyini tapaq. Cərəyan düz olduğu üçün onun ayrı-ayrı hissələrinin yaratdığı maqnit sahələrinin intensivlikləri eyni istiqamətdə olacaqdır. Onda intensivliklərin həndəsi (vektorial) cəmini cəbri cəmlə əvəz etmək olar, yəni

(15.6)

yazmaq olar. Şəkildə götürülmüş dl elementinin A nöqtəsindən olan məsafəsini r və onların əmalə gətirdiyi bucağı  ilə işarə edək. Onda

DBC üçbucağından üçbucağından isə -dır.

Digər tərəfdən olduğunu nəzərə alsaq

(15.7)

olar. (15.5) və (15.7) düsturlarını (15.6)-da yerinə yazıb inteqral­lamada -nın 0-dan -lə qədər dəyişdiyini qəbul etsək, alarıq

(15.8)

Bu düstur düz cərəyanın özündən R məsafədə olan nöqtədə yaratdığı maqnit sahəsinin intensivliyini ifadə edir. Maqnit induksiyası isə (15.4) düsturuna görə

(15.8^')

ilə hesablanır.

Şəkildə düz cərəyanın maqnit induksiya (intensivlik) xətləri göstərilmişdir. Bu xətiər mərkəzləri cərəyan keçən məftilin üzərində yer­ləş­miş konsentrik çevrələr çoxlu­ğun­dan ibarətdir. Onların istiqaməti sağ bur­ğu qaydası ilə tapılır. Burğunun irəliləmə hərəkətinin istiqaməti cərə­yanın istiqaməti ilə üst-üstə düşərsə, on­da burğunun başlığının fırlanma is­ti­qaməti maqnit induksiya xət­lərınin istiqamətini göstərir.

(15.8) düsturundan görü­nür ki, BS-də maqnit intensivliyi A/m-lə ölçülür. BS-də maqnit induksiyasının vahidi isə Tl (Tesla)-dır.

Dairəvi cərəyanın maqnit sahəsi. Əvvəlcə dairəvi cərəyanın onun mərkəzində yaratdığı sahənin intensivliyini hesablayaq (şəkil). Bunun üçün dairəvi J cərəyanının dl elementinin yaratdığı maqnit sahəsini bütün çevrə boyunca inteqrallayaq (bütün elementlərin maqnit sahələri eyni istiqamətdədir və dl parçası R-ə perpendikulyar olduğu üçün Onda

(15.9)

alarıq. Dairəvi cərəyanın mər­kə­zində maqnit induksiyası isə

olur.

İndi isə dairəvi cərəyanın mərkəzindən r məsafədə olan nöqtədə onun yaratdığı sahənin intensivliyini hesablayaq. Bunun üçün elektrostatik sahədə dipol momentinin maqnit sahəsində maqnit momentinə analoji olmasından istifadə edək. Əvvəlki paraqrafda qeyd etdik ki, hər bir dairəvi cərəyan maq­nit momentinə malik­dir və (15.1) düsturu ilə ifadə olunur. Onda

və ya

(15.10)

Burada r – dai­­rəvi cərəyanın müs­­tə­visinə perpendikulyar dır. Şəkildən görün­düyü kimi dairəvi cərəyanın istiqaməti burğunun başlığının fırlanma istiqa­mə­tində olduqda intensivlik xətlərinin istiqaməti bürğünün irəliləmə istiqamətində olur (qalın xətlə J dairəvi cərəyanı, qırıq xətlərlə isə onun maqnit qüvvə xətləri göstərilmişdir).Dairəvi cərəyanın maqnit sahəsinin istiqaməti maqnit momentinin istiqamətində olur və cərəyan müstəvisinə perpendikulyar yerləşir.

3. Maqnit sahəsinin burulğanlı xarakteri
Məlum oldu ki, maqnit qüvvə xətləri qapalıdır, onun başlandığı və qurtardığı nöqtə yoxdur. Elektrostatik sahənin qüvvə xətləri isə müsbət yükdə başlayır, mənfi yükdə qürtarır. Göstərdik ki belə sahədə görülən iş və qapalı kontur boyunca gərginlik sıfra bərabərdir ((11.24) düsturu). Belə sahəyə potensial sahə demişdik. Qapalı qüvvə xətləri ilə xarakterizə olunan sahə burulğanlı sahə adlanır. Bundan əvvəlki paraqrafda gördük ki, maqnit qüvvə xətləri bütün hallarda cərəyanı əhatə edirlər. Ona görə də intensivliyin (induksiyanın) bu xətlər üzrə götürülmüş inteqralı - sirkulyasiyası onların əhatə etdiyi cərəyana bərabər olacaqdır:

(15.11)

Beləliklə, burulğanlı sahə elə sahədir ki, intensivliyin qapalı kontur üzrə sirkulyasiyası sıfırdan fərqli cərəyan şiddətinə bərabər olur.

Əgər maqnit qüvvə xətləri bir neçə cərəyanı əhatə edərsə, onda

(15.12)

olar. Burada cərəyanları toplayarkən sağ vint qaydasına tabe olan cərəyanı müsbət, ona əks istiqamətdə olan cərəyam isə mənfi götürmək lazımdır. Cərəyanların cəbri cəmi sıfır olarsa, və ya maqnit qüvvə xətləri cərəyanı əhatə etməzsə, onda

(15.13)

olur. Göründüyü kimi bu düsturların yazılışında konturun forması nəzərə alınmamışdır. Deməli, intensivliyi maqnit qüvvə xətləri boyunca, və ya ixtiyari kontur boyunca götürmək olar. Digər tərəfdən, konturun əhatə etdiyi cərəyanın forması da rol oynayır. Kontur daxilində eyni zamanda düzxətli, dairəvi, ixtiyari formalı cərəyan ola bilər. Şərt yalnız ondan ibarətdir ki, cərəyanların toplanmasında onların istiqamətləri nəzərə alınmalıdır.

Yuxarıdakı düsturlardan istifadə edərək ixtiyari cərəyanın maqnit sahəsinin intensivliyini hesablamaq olar. Bu məsələ Qaus teoreminin köməyi ilə ixtiyari yüklər sisteminin elektrostatik sahəsinin hesablanmasına oxşardır. Məsələn, dairəvi cərəyanın onun mərkəzində yaratdığı maqnit sahəsinin intensivliyini tapmaq üçün (15.1l)-dən

yəni Bio-Savar-Laplas düsturu ilə alınmış nəticəni tapmış oluruq.

İndi isə sole­no­idin maqnit sahəsinin intensivliyini hesab­la­yaq. Solenoid (şəkil) silindrik boru şəklində sa­rınmış nazik məf­til­dir. Məftildən cərəyan buraxdıqda onun hər bir dolağı özünü dairəvi cərəyan kimi aparır. Ona görə də solenoidin daxilində maqnit sahəsinin qüvvə xətləri paralel dəstədən ibarət olur, kənarlarda isə onlar əyilirlər. Solenoidin uzunluğu L, onun dolaqlarının sayı N olarsa onda (15.12) düsturuna görə

Buradan

və ya (15.14)

olar. Burada n - solenoidin vahid uzunluğbuna düşən dolaqların sayıdır.

Buradan görünür ki, n və J sabit olduqda solenoidin daxilində sabit olur. Bütün nöqtələrində intensivlik vektoru qiymət və istiqamətcə eyni olan sahə bircins maqnit sahəsi adlanır. Solenoidin uclarında sahə qeyri bircinsdir. Solenoiddən kənarda praktik olaraq (15.13) düsturuna görə sahə olmur. Bütün sahə solenoidin daxilində toplanmış olur. Bu mənada maqnit sahəsi üçün solenoid elektrik sahəsi üçün kondensatora ekvivalentdir.
4. Maqnit sahəsində cərəyanlı naqilə və hərəkətdə olan yüklü zərrəciyə təsir edən qüvvə
Bu fəsilin birinci paraqrafında gördük ki, cərəyanlar bir-biri ilə qarşılıqlı təsirdə olurlar. Cərəyanlardan birinin maqnit sahəsi digər cərəyanlı naqilə təsir göstərir. Maqnit sahəsinə gətirilmiş çərçivəyə də qüvvə təsir etdiyini görmüşdük. Tutaq ki, maqnit qüvvə xətləri ilə (şəkil) cərəyan axan naqil elementi arasındakı bucaq -dır. Amper müəyyən etmişdir ki, bu cərəyan elementinə təsir edən qüvvə cərəyan elementi və sahənin induksiyası ilə mütənasibdir:

(15.15)

Burada -cərəyan elementi ilə induksiya vektoru arasındakı bucaqdır. Bu ifadəni vektorial şəkildə yazsaq

(15.16)

olar. Bu düstur Amper qanununu, yəni maqnit sahəsində cərəyanlı naqilə təsir edən qüvvəni ifadə edən qanundur. Amper qüvvəsinin ədədi qiyməti (15.15) düsturu, istiqaməti isə sol əl qaydası ilə tapılır. Sol əl elə tutulur ki, induksiya vektoru ovuca perpendikulyar daxil olur, cərəyan şiddəti dörd barmaq istiqamətində yönəlir, onda kənara açılmış baş barmaq Amper qüvvəsinin istiqamətini göstərir (şəkil ).

(15.15) düsturu göstərir ki, =0 olarsa, yəni cərəyanlı naqil bircins sahədə maqnit qüvvə xətlərinə paralel yerləşərsə, ona Amper qüvvəsi təsir etmir. Cərəyanlı naqil maqnit xətlərinə perpendikulyar olduqda, yəni qiymətində Amper qüvvəsi maksimum olur.

Tutaq ki, maqnit sahəsi J₁ düz cərəyanı tərəfindən yaradılır. Həmin cərəyanın R məsafədə maqnit sahəsi (15.8') düsturuna görə

olar. Həmin məsafəyə J₂ düz cərəyanı gətirək və əvvəlki cərəyana paralel yerləşdirək, onun vahid uzunluğuna təsir edən Amper qüvvəsi (15.15) düsturuna əsasən

olar. Bu düstur paralel yerləşdirilmiş və J₁ və J₂ cərəyanları axan iki naqil arasındakı Amper qüvvəsini ifadə edir.

Amper qüvvəsi maqnit sahəsində yüklü zərrəciklər selinə təsir edən qüvvədir. Doğrudan da (13.3) düsturunu (15.15)-də nəzərə alsaq

(15.17)

olar. Burada elementar həcmində olan yüklü hissəciklərin sayıdır, yəni Amper qüvvəsi sayda zərrəciyə təsir edən qüvvədir.

Nizamlı hərəkət edən bir yüklü zərrəciyə təsir edən qüvvəni tapmaq üçün (15.17) düsturunu hissəciklərin sayına --ə bölmək lazımdır. Onda

(15.18)

alınar. Bu düstur hərəkətdə olan yüklü zərrəciyə maqnit sahəsində təsir edən qüvvəni - Lorens qüvvəsini ifadə edir. Bu düstur vektorial şəkildə

(15.18^')

kimi yazılır. Lorens qüvvəsinin də istiqaməti sol əl qaydası ilə tapılır. Sol əl elə tutulur ki, maqnit induksiya xətləri perpendikulyar olaraq ovuca daxil olur, yüklü zərrəciyin sürət vektoru dörd barmaq istiqamətində yönəlir, onda baş barmaq Lorens qüvvəsinin istiqamətini göstərir.