তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বকীয় ফল (Magnetic Effect of Electric Current)
কোনো পরিবাহীর মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ চললে পরিবাহীর চারপাশে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র (Magnetic Field) সৃষ্টি হয়। এই ঘটনাকে তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বকীয় ফল বলা হয়।
উৎসপাঠে এই প্রভাব ব্যাখ্যা করতে বিজ্ঞানী ওরস্টেডের পরীক্ষা (Oersted's Experiment) দিয়ে আলোচনা শুরু করা হয়েছে।
ওরস্টেডের পরীক্ষা
একটি চুম্বক শলাকাকে অনুভূমিকভাবে উত্তর-দক্ষিণ দিকে রাখা হলো। শলাকার কাছাকাছি ও তার সমান্তরালে একটি পরিবাহী তার রাখা হলো। তারটি একটি তড়িৎ উৎস ও চাবির সাহায্যে বর্তনীতে যুক্ত করা হলো।
চাবি বন্ধ করে তারের মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ পাঠালে দেখা যায়, চুম্বক শলাকার উত্তর মেরু তার স্বাভাবিক উত্তর-দক্ষিণ অবস্থান থেকে বিক্ষিপ্ত হয়।
প্রবাহের দিক পরিবর্তন করলে বিক্ষেপের দিকও পরিবর্তিত হয়। তারটি শলাকার উপরে না নিচে রাখা হয়েছে, তার উপরও বিক্ষেপের দিক নির্ভর করে।
সিদ্ধান্ত
এই পরীক্ষা থেকে বোঝা যায়—
তড়িৎবাহী পরিবাহীর চারদিকে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র সৃষ্টি হয়।
চুম্বক শলাকার বিক্ষেপ সেই ক্ষেত্রের উপস্থিতির প্রমাণ।
ওরস্টেডের পরীক্ষায় বিক্ষেপের দিক
উৎসপাঠে উত্তর-দক্ষিণমুখী তার ও চুম্বক শলাকার বিভিন্ন অবস্থায় বিক্ষেপের দিক আলোচনা করা হয়েছে। মূল ধারণাটি হলো—
- প্রবাহের দিক উলটে দিলে চৌম্বক ক্ষেত্রের দিকও উলটে যায়।
- তারটি শলাকার উপরে থেকে নিচে নিলে একই প্রবাহে বিক্ষেপের দিক পরিবর্তিত হয়।
এই কারণেই তড়িৎ প্রবাহের দিক এবং উৎপন্ন চৌম্বক ক্ষেত্রের দিক পরস্পরের সঙ্গে সম্পর্কিত।
Ampere's Swimming Rule
উৎসপাঠে চুম্বক শলাকার বিক্ষেপের দিক বোঝাতে অ্যাম্পিয়ারের সাঁতরণ নিয়ম (Ampere's Swimming Rule) দেওয়া হয়েছে।
ধরা যাক, একজন ব্যক্তি তড়িৎবাহী তারের উপর দিয়ে তড়িৎ প্রবাহের দিকে মুখ করে সাঁতার কাটছে এবং তার মুখ চুম্বক শলাকার দিকে। তখন তার বাম হাত যেদিকে থাকবে, উৎসপাঠ অনুযায়ী শলাকার উত্তর মেরুর বিক্ষেপ সেই দিকে হবে।
এই নিয়মটি প্রবাহ, তারের অবস্থান ও চুম্বক শলাকার বিক্ষেপের দিকের সম্পর্ক বোঝাতে ব্যবহার করা হয়েছে।
খাড়া তড়িৎবাহী তারের চারদিকে চৌম্বক ক্ষেত্র
একটি দীর্ঘ খাড়া তামার তারকে অনুভূমিক কার্ডবোর্ডের মধ্য দিয়ে নেওয়া হলো। কার্ডবোর্ডের উপর লোহার গুঁড়ো ছড়িয়ে তারের মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ পাঠালে লৌহচূর্ণগুলি তারের চারদিকে সমকেন্দ্রিক বৃত্তের মতো সাজতে দেখা যায়।
এ থেকে বোঝা যায়, সোজা তড়িৎবাহী তারের চারপাশের চৌম্বক বলরেখা তারকে কেন্দ্র করে বৃত্তাকার।
প্রতিটি বলরেখার কোনো বিন্দুতে স্পর্শকের দিক সেই বিন্দুতে চৌম্বক ক্ষেত্রের দিক নির্দেশ করে।
প্রবাহের দিক বদলালে কী হয়?
যদি সোজা তারে তড়িৎ প্রবাহের দিক উলটে দেওয়া হয়, তবে তার চারদিকে সৃষ্ট চৌম্বক ক্ষেত্রের দিকও উলটে যায়।
অর্থাৎ—
Current direction বদলালে magnetic field direction-ও বদলায়।
এটি পরবর্তী তড়িৎবাহী পরিবাহীর উপর চৌম্বক বল এবং বৈদ্যুতিক মোটর বিষয় বোঝার ভিত্তি।
বৃত্তাকার তড়িৎবাহী পরিবাহীর চৌম্বক ক্ষেত্র
একটি বৃত্তাকার তারের মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ পাঠালে তার চারদিকে চৌম্বক ক্ষেত্র সৃষ্টি হয়। উৎসপাঠে ক্ষেত্রটির কোন পাশে কোন মেরুর মতো আচরণ দেখা যায় তা প্রবাহের আবর্তনের দিক থেকে বোঝানো হয়েছে।
এক পাশ থেকে বৃত্তাকার তারটির দিকে তাকালে—
- প্রবাহ দক্ষিণাবর্তী (clockwise) মনে হলে সেই পাশ দক্ষিণ মেরুর মতো আচরণ করে।
- প্রবাহ বামাবর্তী (anticlockwise) মনে হলে সেই পাশ উত্তর মেরুর মতো আচরণ করে।
বিপরীত পাশে মেরুর প্রকৃতি বিপরীত হবে।
চুম্বক শলাকা দিয়ে কোষের মেরু শনাক্ত করার ধারণা
উৎসপাঠে একটি পরিবাহী তার ও চুম্বক শলাকার সাহায্যে তড়িৎ কোষের ধনাত্মক মেরু চিহ্নিত করার ধারণা দেওয়া হয়েছে।
প্রথমে তারের প্রবাহে চুম্বক শলাকার বিক্ষেপ লক্ষ্য করে প্রবাহের দিক নির্ণয় করা যায়। প্রচলিত তড়িৎ প্রবাহ বাহ্যিক বর্তনীতে ধনাত্মক মেরু থেকে ঋণাত্মক মেরুর দিকে ধরা হয়। সেই অনুযায়ী কোষের মেরু শনাক্ত করা যায়।
গ্যালভানোমিটারের সঙ্গে সম্পর্ক
উৎসপাঠে উল্লেখ করা হয়েছে যে তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বকীয় ফলের উপর ভিত্তি করে গ্যালভানোমিটারের মতো যন্ত্রে তড়িৎ প্রবাহের উপস্থিতি শনাক্ত করা যায়।
এখানে মূল বিষয় হলো—তড়িৎ প্রবাহ → চৌম্বকীয় প্রভাব → দৃশ্যমান বিক্ষেপ।
দ্রুত মনে রাখো
- তড়িৎবাহী তারের চারদিকে চৌম্বক ক্ষেত্র সৃষ্টি হয়।
- ওরস্টেডের পরীক্ষায় চুম্বক শলাকার বিক্ষেপ এই ক্ষেত্রের প্রমাণ।
- সোজা তারের চারদিকে বলরেখা সমকেন্দ্রিক বৃত্তাকার।
- প্রবাহের দিক উলটালে চৌম্বক ক্ষেত্রের দিকও উলটে যায়।
- বৃত্তাকার তারে clockwise current দেখা গেলে সেই পাশ দক্ষিণ মেরুর মতো, anticlockwise হলে উত্তর মেরুর মতো আচরণ করে।
নিজে ভাবো
- চুম্বক শলাকার কাছে তারে প্রবাহ বন্ধ করলে বিক্ষেপ কেন বন্ধ হয়?
- প্রবাহের দিক উলটালে শলাকার বিক্ষেপের দিক কেন বদলে যায়?
- সোজা তারের চারদিকে চৌম্বক বলরেখার আকৃতি কেমন?
- বৃত্তাকার তারের একটি পাশে প্রবাহ anticlockwise দেখা গেলে সেই পাশ কোন মেরুর মতো আচরণ করবে?
