Bar Magnet (दंड चुंबक) एक अत्यंत महत्वपूर्ण विषय है। चुंबकत्व के अध्ययन की शुरुआत प्रायः दंड चुंबक से ही होती है। यह अध्याय न केवल UP Board Class 12 Physics की परीक्षा के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि दैनिक जीवन में चुंबक के उपयोग को समझने के लिए भी आवश्यक है।
हम अपने चारों ओर अनेक उपकरणों में चुंबकों का प्रयोग देखते हैं – जैसे कंपास, इलेक्ट्रिक मोटर, स्पीकर, फ्रिज मैग्नेट, मोबाइल फोन, ट्रांसफॉर्मर आदि। इन सभी का मूल सिद्धांत दंड चुंबक के गुणों से ही समझा जा सकता है।
2. what is bar magnet ?
परिभाषा:
वह चुंबक जो सीधी दंड (Rod) के आकार का होता है तथा जिसके दो सिरे उत्तर ध्रुव (N) एवं दक्षिण ध्रुव (S) कहलाते हैं, उसे दंड चुंबक (Bar Magnet) कहते हैं।
विशेषताएँ:
- दो स्पष्ट ध्रुव
- समान ध्रुव प्रतिकर्षण
- असमान ध्रुव आकर्षण
3. Discovery of Magnetism | चुंबकत्व की खोज
चुंबकत्व की खोज का श्रेय मैग्नेसिया (Magnesia) नामक स्थान को दिया जाता है, जहाँ प्राकृतिक चुंबकीय पत्थर लोडस्टोन (Lodestone) पाया गया।
👉 यही पत्थर आगे चलकर कृत्रिम दंड चुंबकों के निर्माण का आधार बना।
4. Structure of Bar Magnet | दंड चुंबक की संरचना
एक दंड चुंबक के निम्न मुख्य भाग होते हैं:
- उत्तर ध्रुव (North Pole – N)
- दक्षिण ध्रुव (South Pole – S)
- मध्य क्षेत्र (Neutral Zone)
👉 चुंबकीय शक्ति ध्रुवों पर अधिकतम तथा मध्य भाग में न्यूनतम होती है।
5. Properties of Bar Magnet | दंड चुंबक के गुण
(1) Attractive Property | आकर्षण गुण
दंड चुंबक लोहे, कोबाल्ट, निकेल जैसे पदार्थों को आकर्षित करता है।
(2) Repulsive Property | प्रतिकर्षण गुण
समान ध्रुव आपस में प्रतिकर्षित करते हैं, जबकि असमान ध्रुव आकर्षित करते हैं।
(3) Directive Property | दिशा निर्धारण गुण
स्वतंत्र रूप से लटकाने पर दंड चुंबक उत्तर–दक्षिण दिशा में स्थिर हो जाता है।
(4) Polarity | ध्रुवीयता
दंड चुंबक के सिरे ध्रुव कहलाते हैं, जहाँ चुंबकीय प्रभाव अधिकतम होता है।
6. Magnetic Field of Bar Magnet | दंड चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र
चुंबकीय क्षेत्र वह क्षेत्र है जहाँ चुंबकीय बल का प्रभाव अनुभव किया जा सके।
चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ:
- उत्तर ध्रुव से निकलकर दक्षिण ध्रुव में प्रवेश करती हैं
- कभी एक-दूसरे को नहीं काटतीं
- बंद वक्र बनाती हैं
7. Magnetic Field Intensity | चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता
दंड चुंबक के अक्षीय बिंदु पर:
[
B = \frac{\mu_0}{4\pi} \cdot \frac{2M}{r^3}
]
दंड चुंबक के विषुवतीय बिंदु पर:
[
B = \frac{\mu_0}{4\pi} \cdot \frac{M}{r^3}
]
जहाँ
M = चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण
r = दूरी
8. Magnetic Dipole Moment | चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण
[
M = m \times 2l
]
जहाँ,
m = ध्रुवीय शक्ति
2l = ध्रुवों के बीच दूरी
👉 यह चुंबक की शक्ति को दर्शाता है।
9. Torque on a Bar Magnet | दंड चुंबक पर बलाघूर्ण
जब दंड चुंबक को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो उस पर बलाघूर्ण लगता है:
[
\tau = MB \sin\theta
]
10. Potential Energy | स्थितिज ऊर्जा
[
U = -MB \cos\theta
]
11. Gauss’s Law for Magnetism | गॉस का चुंबकीय नियम
किसी भी बंद सतह से होकर गुजरने वाला कुल चुंबकीय फ्लक्स शून्य होता है।
[
\oint \vec{B} \cdot d\vec{S} = 0
]
12. Earth’s Magnetism & Bar Magnet | पृथ्वी और दंड चुंबक
पृथ्वी एक विशाल दंड चुंबक की तरह व्यवहार करती है।
- भौगोलिक उत्तर → चुंबकीय दक्षिण
- कंपास इसी कारण दिशा बताता है
13. Methods of Magnetization | चुंबक बनाने की विधियाँ
- स्पर्श विधि
- द्विध्रुव विधि
- विद्युत विधि
14. Demagnetization | विमुंबकीकरण
चुंबकत्व समाप्त करने की विधियाँ:
- गर्म करना
- हथौड़े से प्रहार
- विद्युत झटका
15. Applications of Bar Magnet | उपयोग
- कंपास
- मोटर
- जनरेटर
- स्पीकर
- MRI
- फ्रिज डोर
16. Important Numerical Concepts
- अक्षीय क्षेत्र
- विषुवतीय क्षेत्र
- बलाघूर्ण
- स्थितिज ऊर्जा
17. Numerical Example
प्रश्न:
यदि M = 0.5 Am², r = 0.2 m, तो अक्षीय क्षेत्र ज्ञात करें।
[
B = \frac{10^{-7} \times 2M}{r^3}
= \frac{10^{-7} \times 1}{0.008}
≈ 1.25 \times 10^{-5} \text{ T}
]
18. Important Exam Points
- ध्रुव पृथक नहीं हो सकते
- क्षेत्र रेखाएँ बंद होती हैं
- चुंबकीय फ्लक्स शून्य
19. Bar Magnet (दंड चुंबक) FAQs
Q1. दंड चुंबक क्या है?
Ans. सीधी छड़ के आकार का चुंबक।
Q2. चुंबक के कितने ध्रुव होते हैं?
Ans. दो – उत्तर व दक्षिण।
Q3. समान ध्रुव क्या करते हैं?
Ans. प्रतिकर्षण।
Q4. असमान ध्रुव क्या करते हैं?
Ans. आकर्षण।
Q5. दंड चुंबक का मध्य भाग कैसा होता है?
Ans. न्यूनतम चुंबकीय शक्ति।
Q6. चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ कैसी होती हैं?
Ans. बंद वक्र।
Q7. चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण का सूत्र लिखिए।
Ans. M = m × 2l
Q8. अक्षीय क्षेत्र का सूत्र लिखिए।
Ans. ( B = \frac{\mu_0}{4\pi} \cdot \frac{2M}{r^3} )
Q9. विषुवतीय क्षेत्र का सूत्र लिखिए।
Ans. ( B = \frac{\mu_0}{4\pi} \cdot \frac{M}{r^3} )
Q10. दंड चुंबक का दिशा निर्धारण गुण क्या है?
Ans. उत्तर-दक्षिण दिशा में स्थिर होना।
Q11. कंपास किस पर आधारित है?
Ans. दंड चुंबक के गुणों पर।
Q12. चुंबकीय फ्लक्स क्या है?
Ans. क्षेत्र रेखाओं की संख्या।
Q13. गॉस का चुंबकीय नियम लिखिए।
Ans. कुल फ्लक्स शून्य।
Q14. चुंबक को विमुंबकित कैसे करेंगे?
Ans. गर्म करके।
Q15. स्थायी चुंबक किससे बनते हैं?
Ans. फेरोमैग्नेटिक पदार्थ से।
Q16. दंड चुंबक का उपयोग कहाँ होता है?
Ans. कंपास में।
Q17. चुंबकीय क्षेत्र की इकाई क्या है?
Ans. टेस्ला।
Q18. ध्रुव पृथक क्यों नहीं होते?
Ans. स्वतंत्र अस्तित्व नहीं।
Q19. चुंबकीय बलाघूर्ण का सूत्र लिखिए।
Ans. τ = MB sinθ
Q20. दंड चुंबक की ऊर्जा का सूत्र लिखिए।
Ans. U = –MB cosθ
Q21. दंड चुंबक किस दिशा में स्थिर होता है?
Ans. उत्तर-दक्षिण।
Q22. पृथ्वी को विशाल चुंबक क्यों कहते हैं?
Ans. चुंबकीय क्षेत्र के कारण।
Q23. चुंबकीय रेखाएँ क्यों नहीं कटतीं?
Ans. एक ही दिशा होने के कारण।
Q24. चुंबक बनाने की विधियाँ कौन सी हैं?
Ans. स्पर्श, द्विध्रुव, विद्युत।
Q25. यह अध्याय क्यों महत्वपूर्ण है?
Ans. चुंबकत्व का आधार होने के कारण।
20. Conclusion | निष्कर्ष
Bar Magnet (दंड चुंबक) चुंबकत्व विज्ञान की आधारशिला है। इसकी सहायता से हम चुंबकीय क्षेत्र, बल, ऊर्जा, दिशा तथा पृथ्वी के चुंबकत्व को समझते हैं। यह अध्याय UP Board Class 12 Physics परीक्षा के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
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