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चुंबकत्व: चुंबक और दिशासूचक

चुंबक लोहा, निकल और कोबाल्ट को खींचता है। इसका खिंचाव दोनों सिरों पर सबसे ज़्यादा होता है, जिन्हें उत्तर (N) और दक्षिण (S) ध्रुव कहते हैं। समान ध्रुव एक-दूसरे को दूर धकेलते हैं, असमान ध्रुव खींचते हैं। चुंबक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र होता है, जिसे N से S जाती रेखाओं से दिखाते हैं; दिशासूचक की सुई इसके साथ सीधी हो जाती है। चुंबक के अंदर छोटे-छोटे चुंबक एक ही दिशा में होते हैं। पृथ्वी ख़ुद बड़ा चुंबक है। कुंडली में धारा बहाने से विद्युत चुंबक बनता है।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. छड़ चुंबक लोहे की आलपिनों को खींचता है। आलपिनें उसके दोनों सिरों पर जमा होती हैं, जिन्हें ध्रुव कहते हैं। ताँबा और प्लास्टिक नहीं चिपकते।
  2. दो चुंबक आमने-सामने। उत्तर के सामने उत्तर हो तो दूर भागते हैं। उत्तर के सामने दक्षिण हो तो चिपक जाते हैं।
  3. चुंबक के चारों ओर छोटी दिशासूचक सुइयाँ रखी हैं। हर सुई घूमकर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा पकड़ लेती है, N से निकलकर S में।
  4. चुंबक के अंदर छोटे-छोटे चुंबक हैं, सब एक ही दिशा में। चुंबक तोड़ो, तो हर टुकड़े का अपना N और S बन जाता है।
  5. पृथ्वी एक बहुत बड़ा चुंबक है। दिशासूचक की सुई उत्तर दिखाती है, क्योंकि वहाँ पृथ्वी का चुंबकीय दक्षिण ध्रुव है।
  6. अब तुम्हारी बारी। दूसरा चुंबक पलटो और खिसकाओ, और दिशासूचक को चुंबक के चारों ओर घुमाओ।

टिप: 3D दृश्य को घुमाने के लिए खींचें। ज़ूम के लिए दो उंगलियाँ इस्तेमाल करें।

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

आलपिनें सिर्फ़ सिरों पर ही क्यों चिपकती हैं?

ध्रुवों पर क्षेत्र सबसे तेज़ है, वहाँ क्षेत्र रेखाएँ घनी होती हैं। छड़ चुंबक का बीच बहुत कम खींचता है।

कैसे पता चले कि दो चुंबक किधर जाएँगे?

आमने-सामने वाले सिरे देखो। एक जैसे अक्षर दूर, अलग अक्षर पास। 3D में दोनों दिखते हैं।

चुंबक के पास सुई क्यों घूमती है?

सुई ख़ुद छोटा चुंबक है, तो चुंबक के ध्रुव उसके सिरों को धकेलते-खींचते हैं, जब तक वह क्षेत्र रेखा के साथ न आ जाए।

क्या सिर्फ़ उत्तरी ध्रुव वाला चुंबक बन सकता है?

नहीं। अंदर के छोटे चुंबक सिरे से सिरा जुड़े हैं, तो हर टुकड़े का एक N और एक S सिरा होता है। चुंबक को दो पूरे चुंबकों में टूटते देखो।

अगर असमान ध्रुव खिंचते हैं तो सुई का N उत्तरी ध्रुव की ओर क्यों?

क्योंकि भौगोलिक उत्तर के पास पृथ्वी का ध्रुव चुंबकीय रूप से दक्षिण ध्रुव है। सुई का लाल सिरा उसी ओर जाता है।

क्या चुंबकों के बीच की दूरी मायने रखती है?

हाँ। आख़िरी चरण में दूसरा चुंबक खिसकाओ: जितने पास, उतना तेज़ धक्का या खिंचाव।

चुंबक और चुंबकीय पदार्थ

चुंबक वह वस्तु है जो लोहे को खींचती है। जिन चीज़ों को चुंबक खींचता है वे चुंबकीय पदार्थ हैं: लोहा, स्टील, निकल, कोबाल्ट। जिन्हें नहीं खींचता वे अचुंबकीय हैं: ताँबा, एल्युमिनियम, सोना, लकड़ी, प्लास्टिक, काँच।

स्थायी चुंबक लंबे समय तक चुंबक बना रहता है (जैसे फ़्रिज मैग्नेट)। चुंबक छड़, नाल (घोड़े की नाल जैसा), छल्ला या चकती के आकार के होते हैं।

उपयोग

ध्रुव: समान दूर, असमान पास

चुंबक का खिंचाव सिरों पर सबसे ज़्यादा होता है। ये सिरे ध्रुव हैं: उत्तरी ध्रुव (N) और दक्षिणी ध्रुव (S)। धागे से लटका चुंबक घूमकर रुकता है तो उसका N उत्तर की ओर होता है।

ध्रुव हमेशा जोड़े में होते हैं। चुंबक तोड़ो तो हर टुकड़े के दोनों ध्रुव बन जाते हैं। अकेले एक ध्रुव वाला चुंबक कभी नहीं मिलता।

प्रतिकर्षण ही पक्की जाँच है। लोहा दोनों ध्रुवों से खिंचता है, पर दूर सिर्फ़ दूसरा चुंबक ही भागता है।

चुंबकीय क्षेत्र और दिशासूचक

चुंबक के चारों ओर का वह स्थान जहाँ उसका बल महसूस हो, उसका चुंबकीय क्षेत्र है। इसे क्षेत्र रेखाओं से दिखाते हैं:

दिशासूचक (compass) एक छोटी चुंबकीय सुई है जो आज़ादी से घूम सकती है। चुंबक के पास सुई उस जगह की क्षेत्र रेखा के साथ सीधी हो जाती है। दिशासूचक को चारों ओर घुमाकर और सुई का N सिरा निशान लगाकर पूरा क्षेत्र बना सकते हो। काग़ज़ पर लोहे का बुरादा छिड़कने से भी यह पैटर्न दिखता है।

कुछ चीज़ें चुंबक क्यों होती हैं

हर परमाणु में इलेक्ट्रॉन घूमते हैं। चलता आवेश एक छोटी विद्युत धारा है, और धारा का छोटा लूप एक छोटे चुंबक जैसा काम करता है। यही एम्पियर की परिकल्पना है: पदार्थ का चुंबकत्व अंदर की छोटी धारा-लूपों से आता है।

लोहे में ये छोटे चुंबक छोटे-छोटे समूहों में होते हैं, जिन्हें डोमेन कहते हैं। साधारण लोहे में डोमेन अलग-अलग दिशाओं में होते हैं, तो एक-दूसरे का असर काट देते हैं। लोहे को चुंबकित करने पर (चुंबक से रगड़कर या धारा वाली कुंडली में रखकर) डोमेन एक सीध में आ जाते हैं और लोहा चुंबक बन जाता है। चुंबक को बहुत गरम करने या पीटने से डोमेन फिर बिखर जाते हैं और चुंबकत्व चला जाता है।

पृथ्वी का चुंबकत्व, विद्युत चुंबक और उत्तोलन

पृथ्वी एक बड़े छड़ चुंबक जैसी है। यह चुंबकत्व उसके बाहरी कोर में बहते पिघले लोहे से बनता है। पृथ्वी का चुंबकीय दक्षिण ध्रुव भौगोलिक उत्तरी ध्रुव के पास है। इसीलिए सुई का N सिरा उत्तर दिखाता है। चुंबकीय ध्रुव ठीक भौगोलिक ध्रुवों पर नहीं हैं और धीरे-धीरे खिसकते रहते हैं। पृथ्वी का क्षेत्र सूर्य से आने वाले तेज़ आवेशित कणों से हमें बचाता है; ध्रुवों के पास जहाँ ये कण अंदर आते हैं, वहाँ आकाश में रंगीन रोशनी (ध्रुवीय ज्योति) दिखती है। सूर्य का भी अपना, बहुत उलझा हुआ चुंबकीय क्षेत्र है, जो सौर कलंकों में दिखता है।

विद्युत चुंबक

तार की कुंडली में धारा बहे तो छड़ चुंबक जैसा क्षेत्र बनता है। अंदर नर्म लोहे की छड़ रख दो तो यह विद्युत चुंबक बन जाता है: ताक़तवर, और बटन से चालू-बंद। ज़्यादा फेरे या ज़्यादा धारा = ज़्यादा ताक़त। उपयोग: क्रेन, बिजली की घंटी, रिले, MRI मशीन।

चुंबकीय उत्तोलन

प्रतिकर्षण (या सँभालकर नियंत्रित आकर्षण) से कोई चीज़ हवा में टिक सकती है। मैग्लेव रेलगाड़ी पटरी से कुछ सेंटीमीटर ऊपर तैरती है, इसलिए घर्षण लगभग नहीं होता।

करके देखो

  1. स्टील की सुई को चुंबक के एक सिरे से एक ही दिशा में 30 बार रगड़ो। उसे कॉर्क के छोटे टुकड़े में घुसाकर पानी के कटोरे में तैराओ। वह घूमकर उत्तर-दक्षिण में रुकेगी: तुमने दिशासूचक बना लिया!
  2. फ़्रिज मैग्नेट को चम्मच, सिक्के, चाबी और पेंसिल के पास लाओ। पहले अंदाज़ा लगाओ, फिर जाँचो कि कौन चिपकता है।
  3. 3D के आख़िरी चरण में दूसरा चुंबक पलटो और खिसकाओ। कब आकर्षण, कब प्रतिकर्षण?

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. एक चुंबक का N ध्रुव दूसरे के S ध्रुव के पास लाया गया। क्या होगा?

आकर्षण, क्योंकि असमान ध्रुव खींचते हैं।

2. दो एक जैसी छड़ें हैं। एक चुंबक है, एक सादा लोहा। सिर्फ़ इन दोनों से कैसे पहचानोगे?

छड़ A का सिरा छड़ B के बीच में छुआओ। चुंबक का बीच का हिस्सा लगभग नहीं खींचता। अगर ज़ोर से चिपके तो A चुंबक है; न चिपके तो B चुंबक है। (या: सिर्फ़ चुंबक ही दूसरी छड़ को दूर धकेल सकता है।)

3. दिशासूचक की सुई उत्तर क्यों दिखाती है?

सुई छोटा चुंबक है। पृथ्वी का चुंबकीय दक्षिण ध्रुव भौगोलिक उत्तर के पास है, जो सुई के N को खींचता है।

4. छड़ चुंबक के तीन टुकड़े किए। कुल कितने ध्रुव?

हर टुकड़ा पूरा चुंबक है, N और S के साथ। कुल 3 × 2 = 6 ध्रुव।

5. विद्युत चुंबक को और ताक़तवर कैसे बनाओगे?

धारा बढ़ाओ, कुंडली के फेरे बढ़ाओ, या नर्म लोहे की कोर लगाओ।

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. इनमें से कौन चुंबक से खिंचेगा?
2. दो N ध्रुव पास लाए जाएँ तो:
3. चुंबक के बाहर क्षेत्र रेखाएँ जाती हैं:
4. चुंबक सबसे ताक़तवर कहाँ है?
5. विद्युत चुंबक बनता है:

अभ्यास: खुद जवाब दो

अपना जवाब लिखो या चुनो, फिर जाँचें दबाओ। अटको तो संकेत देखो; जवाब देने के बाद पूरा हल दिखेगा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

चुंबकत्व आसान शब्दों में क्या है?

चुंबकत्व चुंबकों का धकेलने और खींचने वाला बल है। चुंबक लोहा, निकल, कोबाल्ट को खींचते हैं, और दो चुंबक एक-दूसरे को खींचते या धकेलते हैं।

समान ध्रुव प्रतिकर्षण क्यों करते हैं?

दोनों के बीच क्षेत्र रेखाएँ एक-दूसरे को धकेलती हैं, तो चुंबक दूर जाते हैं। असमान ध्रुवों की रेखाएँ आपस में जुड़कर चुंबकों को पास खींचती हैं।

क्या पृथ्वी चुंबक है?

हाँ। बाहरी कोर में बहता पिघला लोहा पृथ्वी को एक बड़े छड़ चुंबक जैसा बनाता है, इसीलिए दिशासूचक काम करता है।

यह कहाँ पढ़ाया जाता है

पोलैंडSzkoła podstawowa, klasa VIIIMagnetism
यूक्रेन9 класElectromagnetic phenomena; electromagnetic oscillations and waves

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