$(a)$ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ લાંબા સીધા તાર અને $a$ બાજુવાળા ચોરસ લૂપ વચ્ચેના અન્યોન્ય પ્રેરકત્વ (mutual inductance) માટેનું સૂત્ર મેળવો.
$(b)$ હવે ધારો કે સીધા તારમાં $50\; A$ નો પ્રવાહ વહે છે અને લૂપને જમણી તરફ $v=10\; m/s$ ના અચળ વેગથી ખસેડવામાં આવે છે. જ્યારે $x=0.2\; m$ હોય તે ક્ષણે લૂપમાં ઉદ્ભવતું પ્રેરિત $emf$ ગણો. $a=0.1\; m$ લો અને ધારો કે લૂપનો અવરોધ ઘણો વધારે છે.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) લાંબા સીધા તારથી $y$ અંતરે લૂપમાં એક નાનો ઘટક $dy$ ધ્યાનમાં લો.
ઘટક $dy$ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ $d\phi = B dA$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં, $dA = a dy$ એ ઘટકનું ક્ષેત્રફળ છે.
$y$ અંતરે ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B = \frac{\mu_0 I}{2\pi y}$ છે.
તેથી, $d\phi = \left(\frac{\mu_0 I}{2\pi y}\right) a dy = \frac{\mu_0 I a}{2\pi} \frac{dy}{y}$.
$y = x$ થી $y = x + a$ સુધી સંકલન કરતા:
$\phi = \int_{x}^{x+a} \frac{\mu_0 I a}{2\pi} \frac{dy}{y} = \frac{\mu_0 I a}{2\pi} [\ln y]_{x}^{x+a} = \frac{\mu_0 I a}{2\pi} \ln\left(\frac{x+a}{x}\right) = \frac{\mu_0 I a}{2\pi} \ln\left(1 + \frac{a}{x}\right)$.
$\phi = MI$ હોવાથી, અન્યોન્ય પ્રેરકત્વ $M = \frac{\mu_0 a}{2\pi} \ln\left(1 + \frac{a}{x}\right)$ છે.
$(b)$ પ્રેરિત $emf$, $e = |\frac{d\phi}{dt}|$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. વૈકલ્પિક રીતે, $e = (B_1 - B_2)av$, જ્યાં $B_1 = \frac{\mu_0 I}{2\pi x}$ અને $B_2 = \frac{\mu_0 I}{2\pi (x+a)}$.
$e = \frac{\mu_0 I a v}{2\pi} \left(\frac{1}{x} - \frac{1}{x+a}\right) = \frac{\mu_0 I a v}{2\pi} \left(\frac{a}{x(x+a)}\right)$.
કિંમતો મૂકતા: $I = 50\; A$, $x = 0.2\; m$, $a = 0.1\; m$, $v = 10\; m/s$, $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\; T\cdot m/A$.
$e = \frac{(4\pi \times 10^{-7}) \times 50 \times 0.1 \times 10}{2\pi} \times \left(\frac{0.1}{0.2(0.2+0.1)}\right) = (2 \times 10^{-7} \times 50) \times \left(\frac{0.1}{0.2 \times 0.3}\right) = 10^{-5} \times \left(\frac{0.1}{0.06}\right) = 1.67 \times 10^{-5}\; V$.

Explore More

Similar Questions

$8\, cm$ અને $2\, cm$ બાજુઓ ધરાવતો એક લંબચોરસ વાહક લૂપ,જેમાં એક નાનો કાપ છે,તે $0.3\, T$ ના સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાંથી બહાર નીકળી રહ્યો છે જે લૂપને લંબ છે,જે આકૃતિ $(i)$ અને $(ii)$ માં દર્શાવેલ છે. જો લૂપનો વેગ $1\, cm\, s^{-1}$ હોય,તો કિસ્સા $(i)$ અને કિસ્સા $(ii)$ માં $ab$ ની વચ્ચે ઉત્પન્ન થતા વોલ્ટેજનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?

$10^{-2} \ T$ ના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં $30 \ cm$ ત્રિજ્યા,$1$ આંટો અને ${\pi ^2} \ \Omega$ અવરોધ ધરાવતું વર્તુળાકાર ગૂંચળું મૂકેલ છે. આ ગૂંચળું તેના વ્યાસને અનુલક્ષીને ચુંબકીય ક્ષેત્રને લંબ દિશામાં $200 \ rpm$ ની ઝડપે ભ્રમણ કરે છે. ગૂંચળામાં ઉદ્ભવતા $AC$ પ્રેરિત પ્રવાહનું મૂલ્ય . . . . . . $mA$ હશે.

$l = 1.0 \, m$ લંબાઈ ધરાવતા સરકતા કનેક્ટર સાથેનું એક લંબચોરસ લૂપ,લૂપના સમતલને લંબ એવા $B = 2 \, T$ ના સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવ્યું છે. કનેક્ટરનો અવરોધ $r = 2 \, \Omega$ છે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $6 \, \Omega$ અને $3 \, \Omega$ ના બે અવરોધો જોડાયેલા છે. કનેક્ટરને $v = 2 \, m/s$ ના અચળ વેગથી ગતિશીલ રાખવા માટે જરૂરી બાહ્ય બળ ........ $N$ છે.

Difficult
View Solution

$0.3 \ m$ ત્રિજ્યા ધરાવતી એક ધાતુની તકતી $5 \times 10^{-2} \ T$ ના સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રને લંબ સમતલમાં $60 \ rad \ s^{-1}$ ની અચળ કોણીય ઝડપથી ભ્રમણ કરે છે. તકતીની કિનારી પરના બિંદુ અને કેન્દ્ર વચ્ચે પ્રેરિત emf કેટલું હશે ($V$ માં)?

પૂર્વથી પશ્ચિમ દિશામાં વિસ્તરેલો $20 \; m$ લાંબો એક આડો સીધો તાર પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રના સમક્ષિતિજ ઘટક $0.30 \times 10^{-4} \; Wb/m^2$ ને લંબરૂપે $5.0 \; m/s$ ની ઝડપથી નીચે પડી રહ્યો છે. તારમાં પ્રેરિત emf નું તત્કાલીન મૂલ્ય ......... $mV$ હશે.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo