তড়িৎ ও চুম্বক/চুম্বকত্ব/তড়িৎ প্রবাহে সৃষ্ট চৌম্বকক্ষেত্র

চৌম্বক বল বৈদ্যুতিক প্রবাহ দ্বারা উৎপন্ন হয়। একটি চুম্বক স্বাভাবিকভাবে বৈদ্যুতিক প্রবাহের সাথে লম্বভাবে নিজেকে স্থাপন করে। এর দিক প্রবাহের দিকের উপর নির্ভর করে। তাই বৈদ্যুতিক প্রবাহ চৌম্বক বলের একটি উৎস। এটি ১৮২০ সালে হ্যান্স ক্রিশ্চিয়ান ওয়ার্স্টেডের আবিষ্কার:

যদি আমরা প্রবাহ বন্ধ করে দিই, তাহলে এই চৌম্বক বল অদৃশ্য হয়ে যায়:

বিজ্ঞানী অ্যাম্পিয়ার উপসংহারে পৌঁছান যে একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ চুম্বকের মতো আচরণ করতে পারে। এই উপসংহার তাকে ১৮২৫ সালে অ্যাম্পিয়ারের সূত্র আবিষ্কারে নিয়ে যায়:

দুটি সমান্তরাল বৈদ্যুতিক তার যদি একই দিকে প্রবাহ বহন করে তবে তারা একে অপরকে আকর্ষণ করে, আর যদি বিপরীত দিকে প্রবাহ বহন করে তবে তারা একে অপরকে বিকর্ষণ করে।

দুটি বৈদ্যুতিক তারের মধ্যে যে বল কাজ করে তা চৌম্বক বল। এটি বৈদ্যুতিক বল হতে পারে না কারণ দুটি তারই বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ।

বৈদ্যুতিক প্রবাহের পরিমাপের একক, অ্যাম্পিয়ার, দুটি তারের মধ্যে চৌম্বক বল থেকে সংজ্ঞায়িত হয়েছে:

"অ্যাম্পিয়ার হলো সেই ধ্রুব প্রবাহ যা, যদি দুটি সরল সমান্তরাল পরিবাহীতে অসীম দৈর্ঘ্যের, নগণ্য বৃত্তাকার খন্ডাংশে এবং শূন্যস্থানে এক মিটার দূরত্বে রাখা হয়, তবে এই পরিবাহীদের মধ্যে প্রতি মিটার দৈর্ঘ্যে ২×১০^−৭ নিউটন বল উৎপন্ন করবে।" (ইন্টারন্যাশনাল ব্যুরো অফ ওয়েটস অ্যান্ড মেজার্স, ১৯৪৮)

যেহেতু ১ অ্যাম্পিয়ার = ১ কুলম্ব/সেকেন্ড, তাই অ্যাম্পিয়ারের সংজ্ঞা কুলম্বকেও সংজ্ঞায়িত করে।

যখন অ্যাম্পিয়ার তার সূত্র আবিষ্কার করেন, তখন ইলেকট্রন সম্পর্কে জানা ছিল না, তাই অ্যাম্পিয়ারকে ইলেকট্রনের প্রবাহ হিসেবে সংজ্ঞায়িত করা যায়নি। এখন যেহেতু ইলেকট্রন সম্পর্কে জানা গেছে এবং তাদের আধান -q = -১.৬০২ ১৭৬ ৪৮৭ ×১০^−১৯ কুলম্ব সঠিকভাবে পরিমাপ করা হয়েছে, আমরা অ্যাম্পিয়ারকে ইলেকট্রনের সংখ্যা দিয়ে সংজ্ঞায়িত করতে পারি: ১ অ্যাম্পিয়ার = ৬.২৪১৫০৯০৭৪×১০^১৮ ইলেকট্রন প্রতি সেকেন্ড, অর্থাৎ সেকেন্ডে প্রায় ছয় বিলিয়ন বিলিয়ন ইলেকট্রন।

প্রবাহের লুপগুলো(প্যাচ গুলো) চুম্বকের মতো আচরণ করে। দুটি সমান্তরাল লুপ একে অপরকে আকর্ষণ করে। যদি তাদের প্রবাহ একই দিকে যায় এবং বিকর্ষণ করে যদি বিপরীত দিকে যায়। তাই একটি প্রবাহের লুপ হলো একটি ম্যাগনেটিক ডাইপোল বা চৌম্বক দ্বিমেরু :

একটি প্রবাহের লুপ দ্বারা উৎপন্ন চৌম্বক ক্ষেত্রটি একটি তড়িৎ দ্বিমেরু দ্বারা উৎপন্ন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অনুরূপ:

অ্যাম্পিয়ার ধরে নিয়েছিলেন যে চুম্বকের চৌম্বক বল অণুবীক্ষণিক প্রবাহের লুপ দ্বারা উৎপন্ন হয়। আমরা এখন জানি যে এটি মূলত ইলেকট্রনের ঘূর্ণন বা স্পিনথেকে আসে। ইলেকট্রনগুলো চৌম্বক ডাইপোল কারণ তারা ঘূর্ণায়মান লাট্টুর(বা লাটিম) মতো আচরণ করে। ইলেকট্রনের ঘূর্ণন বৈদ্যুতিক প্রবাহ নয়, তবে এর প্রভাব অণুবীক্ষণিক প্রবাহের লুপের মতো।

বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মতো, একাধিক উৎস দ্বারা উৎপন্ন চৌম্বক ক্ষেত্র হলো প্রতিটি উৎস দ্বারা পৃথকভাবে উৎপন্ন ক্ষেত্রের সমষ্টি। বিপরীত দিকে প্রবাহ বহনকারী দুটি সমান্তরাল তারের জন্য, আমরা ভেক্টর সমষ্টি করে মোট ক্ষেত্র পাই:

পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্র পৃথিবীর কেন্দ্রে এর ক্রমাগত চলমান তরল লোহার কোর দ্বারা উৎপন্ন হয়: