$(a)$ 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

એક આડી લૂપ $abcd$ ને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ ચુંબકના ધ્રુવ ટુકડાઓ વચ્ચે અચળ ઝડપ $v$ થી ગતિ કરાવવામાં આવે છે. જ્યારે લૂપની ધાર $ab$ સમય $t = 0 \text{ s}$ પર ધ્રુવ ટુકડાઓમાં પ્રવેશે છે,ત્યારે નીચેનામાંથી કયો આલેખ કોઈલમાં પ્રેરિત emf ને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે?

$20\, m$ લંબાઈ, $15\,m$ પાંખનો ફેલાવો (એક પાંખના ટેરવાથી બીજી પાંખના ટેરવા સુધીનું અંતર) અને $5\,m$ ઊંચાઈ ધરાવતું એક ફાઈટર પ્લેન દિલ્હી ઉપર પૂર્વ દિશામાં ઉડી રહ્યું છે. તેની ઝડપ $240\, ms^{-1}$ છે. દિલ્હીમાં પૃથ્વીનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર $5 \times 10^{-5}\,T$ છે, જેમાં ડેક્લિનેશન ખૂણો $\, 0^\circ$ છે અને ડીપ ખૂણો $\theta$ છે, જ્યાં $\sin \theta = 2/3$ છે. જો પ્લેનની નીચેની અને ઉપરની બાજુ વચ્ચે વિકસિત વોલ્ટેજ $V_B$ હોય અને પાંખોના ટેરવા વચ્ચે $V_W$ હોય, તો $V_B$ અને $V_W$ ની કિંમત આશરે કેટલી હશે?

$m$ દળ અને $l$ લંબાઈનો એક વાહક સળિયો બે ઘર્ષણરહિત સમાંતર રેલ પર ગતિ કરે છે,જ્યાં $B$ મૂલ્યનું અચળ સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર પાનાની અંદરની તરફ છે,જે આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે. $t=0$ સમયે સળિયાને જમણી તરફ $v_{0}$ જેટલો પ્રારંભિક વેગ આપવામાં આવે છે. તો:

$10 \ cm$ લાંબા વાહકને $1000 \ A/m$ ની તીવ્રતા ધરાવતા ચુંબકીય ક્ષેત્રને લંબરૂપે $1 \ m/s$ ની ઝડપથી ગતિ કરાવવામાં આવે છે. વાહકમાં પ્રેરિત e.m.f. શોધો. [આપેલ છે : $\mu_0 = 4 \pi \times 10^{-7} \ Wb/Am$]

એક કોઈલ $1000$ આંટા ધરાવે છે અને તેનું ક્ષેત્રફળ $500 \text{ cm}^2$ છે. કોઈલનું સમતલ $2 \times 10^{-5} \text{ Wb/m}^2$ ના ચુંબકીય ક્ષેત્રને લંબ રૂપે મૂકવામાં આવ્યું છે. કોઈલને $0.2 \text{ s}$ માં $180^{\circ}$ જેટલી ફેરવવામાં આવે છે. કોઈલમાં ઉદ્ભવતું સરેરાશ emf,$\text{mV}$ માં કેટલું 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