60 cm लंबी और 4.0 cm व्यासार्ध वाली एक परिनालिका के ऊपर 300 फेरों की 3 परतें हैं। एक 2.0 cm लंबी तार, जिसका द्रव्यमान 2.5 g है, परिनालिका के अंदर इसके अंदर इसके केंद्र क निकट इसके अक्ष पर लम्बवत पड़ी है और तार तथा परिनालिका का अक्ष दोनों क्षेतिज तल में है। नरिनालिका के अक्ष के समांतर तार, दो वाही संयोजक द्वारा तार एक बाहरी बैटरी से जोड़ी जाती है जो तार में 6.0 A की धारा भेजती है। परिनालिका के फेरों में धारा का कौन सा मान (परिसंचरण की उचित दिशा के साथ) तार का भार संभाल सकता है? `g=9.8 m//s^(2)` है।

Explanation

परिनालिका की प्रति यूनिट लंबाई में फेरों की संख्या
`=("फेरों की कुल संख्या")/("परिनालिका की लंबाई")=(3xx300)/(0.60m)=1500m^(-1)`
यदि परिनालिका में बह रही धारा I हो तो परिनालिका के अंदर चुम्बकीय क्षेत्र `B=mu_(0)nI`
B परिनालिका के अक्ष के अनुदिश कार्य करता है। क्योंकि I’ धारा वहन कर रही तार, परिनालिका के अंदर इसके केंद्र के पास है और अक्ष पर लम्बवत है इसलिए तार पर लग रहा चुम्बकीय बल
`F=I’lB=I’lmu_(0)nI`
क्योंकि तार और परिनालिका का अक्ष दोनों क्षैतिज तल में हैं, इसलिए F, ऊर्ध्वाधर दिशा में कार्य करता है।
फिर धाराके परिसंचरण् की उचित दिशा के साथ F को ऊर्ध्वाधर दिशा में ऊपर की ओर कार्य करने वाला बनाया जा सकता है।
इस प्रकार तार के संतुलन के लिए `F=mg` (तार का भार)
या `I’ l mu_(0)n I=mg`
या `I=(mg)/(I’l mu_(0)n)`
`=((2.5xx10^(-3))xx9.8)/(6(2.0xx10^(-2))(4pixx10^(-7))1500)A=108A`
(क्योंकि `m=2.5g =2.5xx10^(-3)kg, I’=6A, l=2.0 xx10^(-2)m`)