$1\; m$ લંબાઈનો એક ધાતુનો સળિયો $50\; rev/s$ ની આવૃત્તિ સાથે ફેરવવામાં આવે છે,જેનો એક છેડો કેન્દ્ર પર અને બીજો છેડો $1\; m$ ત્રિજ્યા ધરાવતી વર્તુળાકાર ધાતુની રીંગની પરિઘ પર છે. આ સળિયો કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી અને રીંગના સમતલને લંબ અક્ષની આસપાસ ફરે છે (આકૃતિ). અક્ષને સમાંતર $1\; T$ નું અચળ અને સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર દરેક જગ્યાએ હાજર છે. કેન્દ્ર અને ધાતુની રીંગ વચ્ચેનો $emf$ કેટલો હશે?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(157 V) રીત $I$
જેમ સળિયો ફરે છે,તેમ સળિયામાં રહેલા મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન લોરેન્ઝ બળને કારણે બહારના છેડા તરફ ગતિ કરે છે અને રીંગ પર વિતરિત થાય છે. આમ,પરિણામી વિદ્યુતભારોનું અલગીકરણ સળિયાના છેડાઓ વચ્ચે $emf$ ઉત્પન્ન કરે છે. $emf$ ના ચોક્કસ મૂલ્ય પર,ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ અટકી જાય છે અને સ્થાયી અવસ્થા પ્રાપ્ત થાય છે. જ્યારે સળિયો ચુંબકીય ક્ષેત્રને કાટખૂણે ગતિ કરે છે ત્યારે સળિયાની $dr$ લંબાઈ પર ઉત્પન્ન થતો $emf$ $d\varepsilon = B v dr$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
તેથી,$\varepsilon = \int d\varepsilon = \int_{0}^{R} B v dr = \int_{0}^{R} B \omega r dr = \frac{B \omega R^{2}}{2}$.
$v = \omega r$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણને મળે છે $\varepsilon = \frac{1}{2} \times 1.0 \times (2 \pi \times 50) \times (1^{2}) = 157\; V$.
રીત $II$
$emf$ ની ગણતરી કરવા માટે,આપણે એક બંધ લૂપ $OPQ$ ની કલ્પના કરી શકીએ છીએ જેમાં બિંદુ $O$ અને $P$ એક અવરોધક સાથે જોડાયેલા છે અને $OQ$ એ ફરતો સળિયો છે. અવરોધક પરનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત એ પ્રેરિત $emf$ જેટલો હોય છે અને તે $B \times$ (લૂપના ક્ષેત્રફળમાં થતો ફેરફારનો દર) જેટલો થાય છે. જો $\theta$ એ $t$ સમયે સળિયા અને વર્તુળની ત્રિજ્યા વચ્ચેનો ખૂણો હોય,તો સેક્ટર $OPQ$ નું ક્ષેત્રફળ $\pi R^{2} \times \frac{\theta}{2 \pi} = \frac{1}{2} R^{2} \theta$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $R$ એ વર્તુળની ત્રિજ્યા છે. તેથી,પ્રેરિત $emf$ $\varepsilon = B \times \frac{d}{dt} [\frac{1}{2} R^{2} \theta] = \frac{1}{2} B R^{2} \frac{d\theta}{dt} = \frac{B \omega R^{2}}{2} = 157\; V$ છે.

Explore More

Similar Questions

રેલવે ટ્રેકના બે પાટા,જે એકબીજાથી અને જમીનથી અલગ (insulated) કરેલા છે,તેને એક મિલિવોલ્ટમીટર સાથે જોડવામાં આવ્યા છે. જ્યારે ટ્રેન $180 \ km/hr$ ની ઝડપે ટ્રેક પર દોડે છે,ત્યારે વોલ્ટમીટરનું રીડિંગ શું હશે? પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઉર્ધ્વ ઘટક $0.2 \times 10^{-4} \ Wb/m^2$ છે અને પાટાઓ વચ્ચેનું અંતર $1 \ m$ છે.

$l$ લંબાઈનો એક સળિયો $B$ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં તેના એક છેડેથી નાના કોણીય કંપવિસ્તાર $\alpha$ સાથે ભૌતિક લોલક તરીકે દોલન કરે છે. સળિયામાં ઉત્પન્ન થતું મહત્તમ $emf$ કેટલું હશે?

Difficult
View Solution

રેલવે ટ્રેકના બે સમાંતર પાટા, જે એકબીજાથી અને જમીનથી અવાહક છે, તેને એક મિલિવોલ્ટમીટર સાથે જોડવામાં આવ્યા છે. પાટાઓ વચ્ચેનું અંતર $1 \, m$ છે. એક ટ્રેન $72 \, km/h$ ના વેગથી ટ્રેક પર ગતિ કરી રહી છે. મિલિવોલ્ટમીટરનું અવલોકન ($mV$ માં) કેટલું હશે? (પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઉર્ધ્વ ઘટક $2 \times 10^{-5} \, T$ છે.)

એક વિમાનની પાંખનો ફેલાવો (wing span) $20$ $m$ છે. તે એવા ક્ષેત્રમાં ઉડી રહ્યું છે જ્યાં પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રનો શિરોલંબ ઘટક $5 \times 10^{-5} \, T$ છે,અને તેનો વેગ $360 \, km/h$ છે. પાંખોના છેડાઓ વચ્ચે ઉત્પન્ન થતો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત ....... $V$ હશે.

$1000$ આંટા અને $10 \, m$ સરેરાશ ત્રિજ્યા ધરાવતું એક મોટું વર્તુળાકાર ગૂંચળું તેના સમક્ષિતિજ વ્યાસને અનુલક્ષીને $2 \, rad \cdot s^{-1}$ ની કોણીય ઝડપે ભ્રમણ કરે છે. જો તે સ્થળે પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઉર્ધ્વ ઘટક $2 \times 10^{-5} \, T$ હોય અને ગૂંચળાનો વિદ્યુત અવરોધ $12.56 \, \Omega$ હોય,તો ગૂંચળામાં ઉદ્ભવતો મહત્તમ પ્રેરિત પ્રવાહ ($A$ માં) કેટલો 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