Mix Examples - Magnetic Effects of Electric Current Questions in Gujarati

(B) વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ એ એક એવી ઘટના છે જેમાં જ્યારે કોઈ વાહકને બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં રાખવામાં આવે છે,ત્યારે તેમાં વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અથવા વિદ્યુત પ્રવાહ પ્રેરિત થાય છે.
આ સિદ્ધાંતની શોધ માઈકલ ફેરાડે દ્વારા કરવામાં આવી હતી.
આ ઘટના ત્યારે થાય છે જ્યારે વાહક અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચે સાપેક્ષ ગતિ હોય,અથવા જ્યારે સ્થિર વાહક સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ સમય સાથે બદલાતું હોય.

(N/A) ફેરાડેનો વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણનો પ્રથમ નિયમ જણાવે છે કે જ્યારે પણ કોઈ બંધ પરિપથ અથવા કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય છે,ત્યારે તે પરિપથમાં પ્રેરિત વિદ્યુતચાલક બળ $(emf)$ ઉત્પન્ન થાય છે.
આ પ્રેરિત $emf$ ત્યાં સુધી જ ટકી રહે છે જ્યાં સુધી ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર ચાલુ રહે છે.

(N/A) ફેરાડેનો વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણનો બીજો નિયમ જણાવે છે કે પરિપથમાં ઉત્પન્ન થતા પ્રેરિત વિદ્યુતચાલક બળ $(emf)$ નું મૂલ્ય પરિપથ સાથે સંકળાયેલા ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતા ફેરફારના દરના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
ગાણિતિક રીતે,તેને $\varepsilon = -\frac{d\Phi_B}{dt}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,જ્યાં $\varepsilon$ એ પ્રેરિત $emf$ છે અને $\frac{d\Phi_B}{dt}$ એ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતા ફેરફારનો દર છે.

(B) ફ્લેમિંગના જમણા હાથનો નિયમ જણાવે છે કે જો તમે તમારા જમણા હાથના અંગૂઠા,તર્જની (પહેલી આંગળી) અને મધ્યમા (વચ્ચેની આંગળી) ને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ફેલાવો,તો અંગૂઠો ચુંબકીય ક્ષેત્રની સાપેક્ષમાં વાહકની ગતિની દિશા દર્શાવે છે,તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે છે અને મધ્યમા પ્રેરિત પ્રવાહની દિશા દર્શાવે છે.

(N/A) લેન્ઝના નિયમ મુજબ,પ્રેરિત પ્રવાહ ચુંબકની ગતિનો વિરોધ કરશે. જેમ ચુંબકનો ઉત્તર ધ્રુવ $(N)$ કોઈલ તરફ ગતિ કરે છે,તેમ કોઈલ તેની ઉપરની સપાટી પર ઉત્તર ધ્રુવ ઉત્પન્ન કરશે જેથી તેને અપાકર્ષી શકાય. તેથી,ઉપરથી જોતા પ્રેરિત પ્રવાહની દિશા વિષમઘડી (anticlockwise) હશે.
$(b)$ જેમ ચુંબકનો ઉત્તર ધ્રુવ $(N)$ કોઈલ તરફ ગતિ કરે છે,તેમ કોઈલની જે સપાટી ચુંબકની સામે છે તે ગતિનો વિરોધ કરવા માટે ઉત્તર ધ્રુવ તરીકે વર્તશે. જમણી બાજુથી જોતા (જ્યાંથી ચુંબક નજીક આવી રહ્યો છે),પ્રવાહ સમઘડી (clockwise) દિશામાં વહેતો દેખાશે.

(B) અલ્ટરનેટિંગ કરંટ $(AC)$ એટલે એવો પ્રવાહ જે સમય સાથે તેનું મૂલ્ય સતત બદલે છે અને સમયાંતરે તેની દિશા ઉલટાવે છે.
તેની સામે,ડાયરેક્ટ કરંટ $(DC)$ એટલે એવો પ્રવાહ જે એક જ દિશામાં વહે છે અને સમય સાથે તેનું મૂલ્ય અચળ રહે છે.
આમ,મુખ્ય તફાવત $AC$ ની દિશામાં થતા સમયાંતરે ફેરફાર અને મૂલ્યમાં થતા ફેરફાર તથા $DC$ ના સ્થિર સ્વભાવ વચ્ચે રહેલો છે.

(N/A) ઘરગથ્થુ વિદ્યુત વાયરિંગમાં,તેમના કાર્યના આધારે ત્રણ પ્રકારના વાયરનો ઉપયોગ થાય છે:
$1$. લાઈવ વાયર (ફેઝ વાયર): તેનો ઉપયોગ સ્ત્રોતમાંથી વિદ્યુત પ્રવાહ લાવવા માટે થાય છે. જૂની પરંપરા મુજબ તે લાલ રંગનો હોય છે,અને નવી આંતરરાષ્ટ્રીય પરંપરા મુજબ તે કથ્થઈ (Brown) રંગનો હોય છે.
$2$. ન્યુટ્રલ વાયર: તે વિદ્યુત પ્રવાહ માટે પરત ફરવાનો માર્ગ પૂરો પાડે છે. જૂની પરંપરા મુજબ તે કાળા રંગનો હોય છે,અને નવી આંતરરાષ્ટ્રીય પરંપરા મુજબ તે વાદળી રંગનો હોય છે.
$3$. અર્થ વાયર (અર્થિંગ વાયર): તેનો ઉપયોગ સુરક્ષાના હેતુ માટે થાય છે જેથી ઇલેક્ટ્રિક શોકથી બચી શકાય. તે લીલા અથવા પીળા-લીલા રંગનો હોય છે.

(A) ઘરગથ્થુ હેતુઓ માટે વપરાતી બે સામાન્ય પ્રકારની વાયરિંગ સિસ્ટમ $Tree$ $system$ (વૃક્ષ પદ્ધતિ) અને $Ring$ $system$ (રિંગ પદ્ધતિ) છે.
$Tree$ $system$ માં,મુખ્ય સપ્લાયને અનેક સબ-સર્કિટમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે,જે વૃક્ષની જેમ આગળ શાખાઓમાં વહેંચાય છે.
$Ring$ $system$ માં,એક રિંગ સર્કિટ બનાવવામાં આવે છે જ્યાં સપ્લાય કેબલ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન બોર્ડથી શરૂ થાય છે,તમામ પોઈન્ટ્સમાંથી પસાર થાય છે અને પાછા ડિસ્ટ્રિબ્યુશન બોર્ડમાં આવે છે,જેનાથી એક જ સર્કિટ સાથે અનેક આઉટલેટ્સ જોડી શકાય છે.

(B) અર્થિંગ એ વપરાશકર્તાઓને ઇલેક્ટ્રિક શોકથી બચાવવા માટે વપરાતું સુરક્ષા માપદંડ છે.
જો ઉપકરણમાં કોઈ ખામી હોય,જેમ કે શોર્ટ સર્કિટ અથવા ઇન્સ્યુલેશન નિષ્ફળતા,તો ધાતુનું આવરણ જીવંત (live) બની શકે છે.
અર્થિંગ લીકેજ કરંટને સીધો જમીનમાં વહેવા માટે ઓછો અવરોધ ધરાવતો માર્ગ પૂરો પાડે છે,જે સર્કિટ બ્રેકર અથવા ફ્યુઝને પાવર સપ્લાય બંધ કરવા માટે સક્રિય કરે છે.
આનાથી ઉપકરણ ચલાવનાર વ્યક્તિને જોખમી શોક લાગતો અટકે છે અને ઉપકરણને વધુ પડતા પ્રવાહને કારણે થતા નુકસાનથી બચાવે છે.

(C) વિદ્યુત પરિપથમાં,અર્થિંગ અથવા ગ્રાઉન્ડિંગ વાયરનો ઉપયોગ વપરાશકર્તાઓને વીજળીના આંચકાથી બચાવવા માટે થાય છે.
આંતરરાષ્ટ્રીય રંગ કોડ સંમેલન મુજબ,અર્થિંગ વાયર સામાન્ય રીતે લીલા અથવા પીળા રંગનો હોય છે.

(B) વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત તારની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્રનું અસ્તિત્વ દર્શાવવા માટે,આપણે તારની નજીક ચુંબકીય હોકાયંત્રની સોય મૂકીશું.
ચુંબકીય હોકાયંત્રની સોય પોતે એક નાનું ચુંબક હોવાથી,જ્યારે તેને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે ત્યારે તે બળનો અનુભવ કરે છે.
જ્યારે તારમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે,ત્યારે સોયમાં વિચલન જોવા મળે છે,જે વાહકની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરીની પુષ્ટિ કરે છે.

(B) તારની નજીકના બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા $(B)$,તારમાં વહેતા વિદ્યુત પ્રવાહની પ્રબળતા $(I)$ ના સીધા સમપ્રમાણમાં હોય છે.
ગાણિતિક રીતે,આને $B \propto I$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
આનો અર્થ એ છે કે જેમ વિદ્યુત પ્રવાહનું મૂલ્ય વધે છે,તેમ તારની આસપાસ ઉત્પન્ન થતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા પણ વધે છે.

(B) ઓલ્ટરનેટિંગ પ્રવાહ $(AC)$ એક પૂર્ણ ચક્ર દરમિયાન બે વાર પોતાની દિશા બદલે છે.
આપેલ છે કે પ્રવાહની આવૃત્તિ $50 \ Hz$ છે, જેનો અર્થ છે કે પ્રવાહ $1 \ \text{સેકન્ડ}$ માં $50$ ચક્ર પૂર્ણ કરે છે.
કારણ કે પ્રવાહ દરેક ચક્રમાં બે વાર દિશા બદલે છે, તેથી $1 \ \text{સેકન્ડ}$ માં તે કુલ $50 \times 2 = 100$ વાર પોતાની દિશા બદલશે.

(B) ઓલ્ટરનેટિંગ કરંટ $(AC)$ એક પૂર્ણ ચક્રમાં બે વાર પોતાની દિશા બદલે છે.
આપેલ છે કે દિશા દર $0.01\,s$ પછી બદલાય છે,તેથી એક પૂર્ણ ચક્ર પૂર્ણ કરવા માટે લાગતો સમય $(T)$ એ $2 \times 0.01\,s = 0.02\,s$ છે.
આવૃત્તિ $(f)$ એ સમયગાળા $(T)$ નો વ્યસ્ત છે,જે $f = 1/T$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
તેથી,$f = 1 / 0.02 = 100 / 2 = 50\,Hz$.

(B) વિદ્યુત પરિપથમાં શોર્ટ-સર્કિટ એ એક એવી સ્થિતિ છે જે ત્યારે સર્જાય છે જ્યારે લાઈવ વાયર ન્યુટ્રલ વાયરના સીધા સંપર્કમાં આવે છે.
આના પરિણામે વિદ્યુત પ્રવાહ માટે ખૂબ જ ઓછો અવરોધ ધરાવતો માર્ગ બને છે,જેના કારણે પરિપથમાં ખૂબ જ મોટો વિદ્યુત પ્રવાહ વહે છે.
વિદ્યુત પ્રવાહમાં થતો આ અચાનક વધારો ગરમ થવા,તણખા થવા અને સંભવિત રીતે આગ લાગવા જેવી ઘટનાઓનું કારણ બની શકે છે.

(B) ચુંબકની આસપાસની એવી જગ્યા અથવા વિસ્તાર કે જેમાં અન્ય ચુંબકીય પદાર્થો દ્વારા આકર્ષણ કે અપાકર્ષણનું બળ અનુભવી શકાય છે,તેને ચુંબકનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર કહેવામાં આવે છે.
આ વિસ્તારમાં,ચુંબકની ચુંબકીય અસર અન્ય ચુંબકો અથવા ચુંબકીય પદાર્થો પર લાગે છે.

(B) કોઈપણ ઘરગથ્થુ ઉપકરણમાં ખામી સર્જાય ત્યારે,વિદ્યુત પ્રવાહ તેના ધાતુના બોડીમાં લીક થઈ શકે છે.
અર્થિંગના ત્રીજા વાયર દ્વારા આ લીકેજ કરંટને સીધો જમીનમાં મોકલી દેવામાં આવે છે.
પરિણામે,ઉપકરણનો ઉપયોગ કરનાર વ્યક્તિ જીવલેણ વીજળીના આંચકાથી સુરક્ષિત રહે છે.

(A) ચુંબકીય ક્ષેત્ર અંતર સાથે ઘટે છે તે દર્શાવવા માટે,વિદ્યુત પ્રવાહ વહેતા તારની નજીક એક ચુંબકીય હોકાયંત્ર મૂકો.
હોકાયંત્રની સોયના વિચલનનું અવલોકન કરો.
જેમ જેમ તમે હોકાયંત્રને તારથી દૂર લઈ જાઓ છો,તેમ સોયનું વિચલન ઘટતું જાય છે.
આ વિચલનમાં ઘટાડો સૂચવે છે કે વિદ્યુત પ્રવાહ દ્વારા ઉત્પન્ન થતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર તારથી અંતર વધવાની સાથે ઘટે છે.

(A) $(i)$ જનરેટર. ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર એવું સાધન છે જે યાંત્રિક ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે,જેના દ્વારા વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.
(ii) વોલ્ટમીટરનો ઉપયોગ વિદ્યુત પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુત સ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે થાય છે.
(iii) એમીટરનો ઉપયોગ પરિપથમાં વહેતા વિદ્યુત પ્રવાહનું મૂલ્ય માપવા માટે થાય છે.
(iv) ગેલ્વેનોમીટરનો ઉપયોગ પરિપથમાં ખૂબ જ નાના વિદ્યુત પ્રવાહની હાજરી અને દિશા જાણવા માટે થાય છે.

(B) સોલેનોઇડની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમાન હોય છે,જેનો અર્થ છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ એકબીજાને સમાંતર હોય છે અને સોલેનોઇડની અક્ષની દિશામાં હોય છે. તેથી,સોલેનોઇડની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓનો આકાર સમાંતર સીધી રેખાઓ જેવો હોય છે.

(B) ચુંબકીય પદાર્થના ટુકડાને વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સોલેનોઇડની અંદર મૂકીને ચુંબકીય બનાવી શકાય છે. સોલેનોઇડ દ્વારા ઉત્પન્ન થતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર પદાર્થની અંદરના ચુંબકીય ડોમેન્સને એક દિશામાં ગોઠવે છે,જેનાથી તે વિદ્યુતચુંબકમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

(D) ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમ મુજબ,ગતિશીલ વિદ્યુતભાર પર લાગતા બળની દિશા ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને પ્રવાહની દિશા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોન એ ઋણ વિદ્યુતભારિત કણ છે જે નીચેની તરફ ગતિ કરે છે,તેથી પરંપરાગત વિદ્યુત પ્રવાહની દિશા ઉપરની તરફ ગણાય છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્ર જમણી તરફ છે.
ફ્લેમિંગનો ડાબા હાથનો નિયમ લાગુ પાડતા: તર્જની આંગળીને ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં (જમણી તરફ) અને મધ્યમા આંગળીને પ્રવાહની દિશામાં (ઉપરની તરફ) રાખો. અંગૂઠો પાનાની અંદરની તરફ નિર્દેશ કરશે.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોન પર લાગતું બળ પાનાની અંદરની તરફ હશે.

(N/A) વિદ્યુત ઉપકરણોની ધાતુની બોડીને અર્થ વાયર સાથે જોડવામાં આવે છે જેથી લીકેજ કરંટ માટે પૃથ્વી તરફ વહેવા માટે ઓછો અવરોધ ધરાવતો વાહક માર્ગ પૂરો પાડી શકાય. આ પ્રક્રિયા,જેને અર્થિંગ કહેવામાં આવે છે,તે સુનિશ્ચિત કરે છે કે ધાતુની બોડીનું પોટેન્શિયલ પૃથ્વીના પોટેન્શિયલ $(0 \ V)$ જેટલું જ રહે. પરિણામે,જો કોઈ ખામી સર્જાય અને લાઈવ વાયર ધાતુના આવરણને સ્પર્શે,તો કરંટ વપરાશકર્તાના શરીરને બદલે સીધો જમીનમાં વહી જાય છે,જેનાથી ગંભીર ઇલેક્ટ્રિક શોકથી બચી શકાય છે.

(N/A) જ્યારે એક જ સોકેટ અથવા પરિપથ સાથે એકસાથે ઘણા બધા વિદ્યુત ઉપકરણો જોડવામાં આવે ત્યારે પરિપથમાં ઓવરલોડિંગ થાય છે. આના કારણે પરિપથમાંથી વહેતો કુલ વિદ્યુતપ્રવાહ તેની નિર્ધારિત ક્ષમતા કરતા વધી જાય છે,જેના પરિણામે વાયરો વધુ પડતા ગરમ થાય છે અને આગ લાગવાનું જોખમ રહે છે.

(B) જ્યારે લાઈવ વાયર અને ન્યુટ્રલ વાયર એકબીજાના સીધા સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે શોર્ટ-સર્કિટિંગ થાય છે.
આના પરિણામે પરિપથમાં ખૂબ જ ઓછો અવરોધ પેદા થાય છે,જેના કારણે પરિપથમાંથી ખૂબ જ મોટો વિદ્યુત પ્રવાહ વહે છે.
વિદ્યુત પ્રવાહનો આ અચાનક વધારો તણખા,વધુ પડતી ગરમી અને સંભવિત રીતે વિદ્યુત આગનું કારણ બની શકે છે.

(B) $AC$ જનરેટરમાં,ફિલ્ડ મેગ્નેટનો ઉપયોગ મજબૂત અને સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે. જનરેટરની આર્મેચર કોઈલ આ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરે છે,જે ફેરાડેના વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના નિયમ મુજબ કોઈલમાં વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અથવા પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે.

(A) ડાયરેક્ટ કરંટ $(DC)$ એક જ દિશામાં વહે છે અને સમય સાથે તેનું મૂલ્ય અચળ રહે છે.
કારણ કે પ્રવાહ દોલન કરતો નથી કે તેની દિશા સમયાંતરે બદલાતી નથી,તેથી તે પ્રતિ સેકન્ડ કોઈ ચક્ર પૂર્ણ કરતો નથી.
તેથી,$DC$ ની આવૃત્તિ $0 \ Hz$ છે.

(C) ફેરાડેના વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના નિયમ મુજબ, પ્રેરિત પ્રવાહ ત્યારે જ ઉત્પન્ન થાય છે જ્યારે ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ $(\Phi_B)$ માં ફેરફાર થાય.
ચુંબકીય ફ્લક્સ $\Phi_B = B \cdot A \cdot \cos(\theta)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં $A$ એ ગૂંચળાનું ક્ષેત્રફળ છે અને $\theta$ એ ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને ક્ષેત્રફળ સદિશ વચ્ચેનો ખૂણો છે.
ગૂંચળું સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B$ માં $v$ જેટલા સમાન વેગથી ગતિ કરે છે અને ક્ષેત્રફળ $A$ અચળ રહેતું હોવાથી, ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ $\Phi_B$ સમય સાથે બદલાતું નથી.
કારણ કે $\frac{d\Phi_B}{dt} = 0$, તેથી પ્રેરિત વિદ્યુતચાલક બળ $(e = -\frac{d\Phi_B}{dt})$ શૂન્ય થાય છે.
આથી, ગૂંચળામાં ઉદ્ભવતો પ્રેરિત પ્રવાહ શૂન્ય છે。

(C) ફેરાડેના વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના નિયમ મુજબ,પ્રેરિત $emf$ $\epsilon = -\frac{d\phi}{dt}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જ્યારે ચુંબકને ધીમેથી ગતિ કરાવવામાં આવે છે,ત્યારે ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતા ફેરફારનો દર $\frac{d\phi}{dt}$ ઘટે છે,જેના કારણે પ્રેરિત $emf$ ઘટે છે.
પ્રેરિત વિદ્યુતભાર $q$ એ $q = \int I dt = \int \frac{\epsilon}{R} dt = \int \frac{1}{R} \frac{d\phi}{dt} dt = \frac{\Delta\phi}{R}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતો કુલ ફેરફાર $\Delta\phi$ અને કોઈલનો અવરોધ $R$ સમાન રહેતા હોવાથી,પ્રેરિત વિદ્યુતભાર $q$ માં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.

(B) ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિ કરતા વિદ્યુતભારિત કણ પર લાગતું ચુંબકીય બળ $F$ એ સૂત્ર $F = qvB \sin(\theta)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $q$ એ વિદ્યુતભાર છે,$v$ એ વેગ છે,$B$ એ ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા છે,અને $\theta$ એ વેગ સદિશ અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર સદિશ વચ્ચેનો ખૂણો છે.
આલ્ફા કણો ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં (સમાંતર) ગતિ કરી રહ્યા હોવાથી,ખૂણો $\theta = 0^\circ$ થાય છે.
તેથી,$\sin(0^\circ) = 0$ થાય છે.
પરિણામે,ચુંબકીય બળ $F = qvB(0) = 0$ થાય છે.
આમ,કિરણપુંજ શૂન્ય ચુંબકીય બળ અનુભવે છે.

(A) વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સોલેનોઇડ ગજિયા ચુંબક જેવું જ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે.
સોલેનોઇડનો એક છેડો ઉત્તર ધ્રુવ $(N)$ તરીકે અને બીજો છેડો દક્ષિણ ધ્રુવ $(S)$ તરીકે વર્તે છે.
તેથી,તે ગજિયા ચુંબકની જેમ વર્તે છે.

(C) ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B$ માં $l$ લંબાઈના અને $I$ વિદ્યુતપ્રવાહ ધરાવતા વાહક પર લાગતું બળ $F$ એ સૂત્ર $F = BIl \sin(\theta)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\theta$ એ વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેનો ખૂણો છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં $\sin(\theta)$ નું મહત્તમ મૂલ્ય $1$ હોય છે (જે $\theta = 90^{\circ}$ હોય ત્યારે મળે છે),તેથી જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ લાગુ પાડેલા ચુંબકીય ક્ષેત્રને લંબ રૂપે વહેતો હોય ત્યારે બળ સૌથી વધુ હોય છે.

(D) ગૌણ ગૂંચળામાં પ્રેરિત પ્રવાહ એ પ્રાથમિક અને ગૌણ ગૂંચળાના આંટાઓની સંખ્યા ($N_p$ અને $N_s$) અને ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતા ફેરફારના દર પર આધાર રાખે છે.
ટ્રાન્સફોર્મરના સિદ્ધાંત મુજબ,પ્રવાહનો ગુણોત્તર એ આંટાઓની સંખ્યાના ગુણોત્તરના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે: $\frac{I_s}{I_p} = \frac{N_p}{N_s}$.
જો $N_s > N_p$ (સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર) હોય,તો ગૌણ પ્રવાહ $I_s$ એ પ્રાથમિક પ્રવાહ $I_p$ કરતા ઓછો હશે.
જો $N_s < N_p$ (સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર) હોય,તો ગૌણ પ્રવાહ $I_s$ એ પ્રાથમિક પ્રવાહ $I_p$ કરતા વધારે હશે.
તેથી,ટ્રાન્સફોર્મરની રચનાના આધારે ગૌણ ગૂંચળામાં પ્રેરિત પ્રવાહ એ પ્રાથમિક ગૂંચળાના પ્રવાહ કરતા વધારે અથવા ઓછો હોઈ શકે છે.

(N/A) સોલેનોઇડની અંદર,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ સમાંતર સીધી રેખાઓના સ્વરૂપમાં હોય છે.
આ ભાત સૂચવે છે કે સોલેનોઇડની અંદર દરેક બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમાન (uniform) છે.

(B) સોલેનોઇડની અંદર ઉત્પન્ન થતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રબળ અને સમાન હોય છે.
જ્યારે સોલેનોઇડની અંદર નરમ લોખંડનો સળિયો મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે સોલેનોઇડનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર નરમ લોખંડને ચુંબકીય બનાવે છે.
નરમ લોખંડના ગર્ભ અને વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સોલેનોઇડના આ સંયોજનને વિદ્યુતચુંબક $(Electromagnet)$ કહેવામાં આવે છે.

(B) જમણા હાથના અંગૂઠાનો નિયમ જણાવે છે કે જો તમે વિદ્યુત પ્રવાહ ધારિત સીધા વાહકને તમારા જમણા હાથમાં એવી રીતે પકડો કે જેથી તમારો અંગૂઠો વિદ્યુત પ્રવાહની દિશામાં રહે,તો વાહકની આસપાસ વીંટળાયેલી તમારી આંગળીઓ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશા દર્શાવે છે.
તેથી,અંગૂઠો વિદ્યુત પ્રવાહની દિશા સૂચવે છે.

(C) ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B$ માં મૂકવામાં આવેલા $I$ વિદ્યુતપ્રવાહ ધરાવતા $l$ લંબાઈના વાહક પર લાગતું બળ $F$ એ સૂત્ર $F = BIl \sin(\theta)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\theta$ એ વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેનો ખૂણો છે.
જ્યારે $\theta = 90^{\circ}$ હોય ત્યારે $\sin(\theta)$ નું મૂલ્ય મહત્તમ $(1)$ હોય છે,તેથી જ્યારે વાહકને ચુંબકીય ક્ષેત્રને લંબ રૂપે મૂકવામાં આવે છે,એટલે કે $90^{\circ}$ ના ખૂણે,ત્યારે વાહક પર લાગતું બળ સૌથી વધુ હોય છે.

(N/A) તારની નજીક એક ચુંબકીય સોય લાવો.
વિદ્યુતપ્રવાહ ધરાવતો તાર તેની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે,જે ચુંબકીય સોય પર બળ લગાડે છે,જેના કારણે સોયમાં વિચલન (deflection) જોવા મળે છે.
જે તારમાં વિદ્યુતપ્રવાહ વહેતો નથી,તે કોઈ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરતો નથી,તેથી ચુંબકીય સોય સ્થિર રહેશે.

(C) ફ્લેમિંગના જમણા હાથના નિયમનો ઉપયોગ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિ કરતા વાહકમાં પ્રેરિત પ્રવાહની દિશા નક્કી કરવા માટે થાય છે.
આ નિયમ મુજબ,જો તમે તમારા જમણા હાથના અંગૂઠા,તર્જની અને મધ્યમા આંગળીને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ફેલાવો,તો:
$1$. તર્જની આંગળી ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે છે.
$2$. અંગૂઠો વાહકની ગતિની દિશા દર્શાવે છે.
$3$. મધ્યમા આંગળી પ્રેરિત પ્રવાહની દિશા દર્શાવે છે.
તેથી,અંગૂઠો વાહકની ગતિની દિશા દર્શાવે છે.

(N/A) પરંપરાગત રીતે,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ચુંબકની બહાર $North$ $Pole$ (ઉત્તર ધ્રુવ) થી નીકળીને $South$ $Pole$ (દક્ષિણ ધ્રુવ) માં પ્રવેશતી માનવામાં આવે છે.
ચુંબકની અંદર,ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશા $South$ $Pole$ (દક્ષિણ ધ્રુવ) થી $North$ $Pole$ (ઉત્તર ધ્રુવ) તરફ હોય છે.
આમ,ક્ષેત્ર રેખાઓ ચુંબકની અંદર અને બહાર એક સતત માર્ગ બનાવે છે જે એક જ બિંદુએથી શરૂ થઈને પાછી ત્યાં જ મળે છે,તેથી તેને બંધ વક્ર માનવામાં આવે છે.

(N/A) કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફાર કરીને તેમાં વિદ્યુત પ્રવાહ પ્રેરિત કરી શકાય છે. એક સામાન્ય રીત એ છે કે કાયમી ચુંબકને કોઈલની નજીક અથવા દૂર લઈ જવું. જેમ જેમ ચુંબક ગતિ કરે છે,તેમ કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય છે,જે ફેરાડેના વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના નિયમ મુજબ કોઈલમાં વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અને પરિણામે વિદ્યુત પ્રવાહ પ્રેરિત કરે છે.

(N/A) વિદ્યુતચુંબકની પ્રબળતા નીચેની બે રીતો દ્વારા વધારી શકાય છે:
$(i)$ સોલેનોઈડમાં આંટાઓની સંખ્યા વધારીને.
$(ii)$ સોલેનોઈડમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહનું મૂલ્ય વધારીને.

(B) સોલેનોઈડ એટલે નળાકારના આકારમાં નજીકથી વીંટળાયેલા ઇન્સ્યુલેટેડ તાંબાના તારના ઘણા વર્તુળાકાર આંટાઓ ધરાવતું લાંબું ગૂંચળું.
મુખ્ય તફાવત ઉત્પન્ન થતા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં રહેલો છે: સોલેનોઈડની અંદર,ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમાન અને મજબૂત હોય છે,જે ગજિયા ચુંબક જેવું હોય છે. તેનાથી વિપરીત,સામાન્ય કોઈલ માટે,ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા કેન્દ્રથી અંતર અને આંટાઓના આકારના આધારે બદલાતી રહે છે.

(N/A) ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમ મુજબ,જો તર્જની આંગળી ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં હોય અને મધ્યમા આંગળી વિદ્યુતપ્રવાહની દિશામાં (ધન વીજભારિત આલ્ફા કણની ગતિની દિશામાં) હોય,તો અંગૂઠો કણ પર લાગતા બળની દિશા દર્શાવે છે.
આ કિસ્સામાં,ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉપરની તરફ છે અને આલ્ફા કણ જમણી તરફ ગતિ કરી રહ્યો છે. ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,આલ્ફા કણ પર લાગતું બળ કાગળના સમતલની બહારની તરફ (કાગળના સમતલને લંબ અને અવલોકનકારની તરફ) હશે.

(100) પ્રવાહ એક સેકન્ડમાં $100$ વાર પોતાની દિશા બદલે છે.
કારણ: $50 \, Hz$ આવૃત્તિનો અર્થ એ છે કે ઓલ્ટરનેટિંગ કરંટ એક સેકન્ડમાં $50$ ચક્ર પૂર્ણ કરે છે.
દરેક ચક્રમાં,પ્રવાહ બે વાર પોતાની દિશા બદલે છે (એકવાર ધન અર્ધ-ચક્રમાં અને એકવાર ઋણ અર્ધ-ચક્રમાં).
તેથી,એક સેકન્ડમાં દિશા બદલવાની કુલ સંખ્યા $50 \times 2 = 100$ વાર થાય છે.

(N/A) ભારતના મોટાભાગના પાવર સ્ટેશનો દ્વારા ઉત્પન્ન થતો વિદ્યુત પ્રવાહ એલ્ટરનેટિંગ કરંટ $(AC)$ છે.
$(b)$ એલ્ટરનેટિંગ કરંટ $(AC)$ ને ડાયરેક્ટ કરંટ $(DC)$ કરતા વધુ પસંદ કરવામાં આવે છે કારણ કે સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ કરીને તેને વિદ્યુત ઉર્જાના ન્યૂનતમ વ્યય સાથે લાંબા અંતર સુધી પ્રસારિત કરી શકાય છે.
$(c)$ ભારતમાં ઉત્પન્ન થતા પાવર સપ્લાયની આવૃત્તિ $50 \ Hz$ છે.

(N/A) $(i)$ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહક તેની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે. જ્યારે હોકાયંત્રની સોયને આ વાહકની નજીક લાવવામાં આવે છે,ત્યારે વાહકનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ચુંબકીય સોય પર બળ લગાડે છે,જેના કારણે તે કોણાવર્તન અનુભવે છે.
$(ii)$ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહક દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા તેમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહના મૂલ્યના સમપ્રમાણમાં હોય છે. તેથી,જ્યારે વાહકમાં વિદ્યુતપ્રવાહ વધારવામાં આવે છે,ત્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા વધે છે,જેના પરિણામે હોકાયંત્રની સોયનું કોણાવર્તન પણ વધે છે.

(N/A) ચુંબકની બહારની તરફ,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ઉત્તર ધ્રુવમાંથી બહાર નીકળીને દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે.
ચુંબકની અંદર,ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશા દક્ષિણ ધ્રુવથી ઉત્તર ધ્રુવ તરફ હોય છે.
આમ,ક્ષેત્ર રેખાઓ સતત હોય છે અને ચુંબકની બહાર ઉત્તરથી દક્ષિણ અને અંદર દક્ષિણથી ઉત્તર તરફ જઈને એક સંપૂર્ણ માર્ગ બનાવે છે,તેથી તે બંધ ગાળાઓ રચે છે.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્રની સાપેક્ષ પ્રબળતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની ગીચતા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. જ્યાં ક્ષેત્ર રેખાઓ ગીચ હોય છે ત્યાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રબળ હોય છે,અને જ્યાં તે એકબીજાથી દૂર હોય છે ત્યાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર નિર્બળ હોય છે.
$(b)$ ગજિયા ચુંબકના ધ્રુવો પાસે ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા સૌથી વધુ હોય છે કારણ કે ત્યાં ક્ષેત્ર રેખાઓ સૌથી વધુ કેન્દ્રિત હોય છે. તેનાથી વિપરીત,ગજિયા ચુંબકના મધ્ય ભાગમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા સૌથી ઓછી હોય છે,કારણ કે ત્યાં ક્ષેત્ર રેખાઓ એકબીજાથી પ્રમાણમાં દૂર હોય છે.

(N/A) ડાબી બાજુની આકૃતિ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વર્તુળાકાર લૂપના કેન્દ્ર પાસે ઉત્પન્ન થતી ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ દર્શાવે છે,જ્યાં ક્ષેત્ર રેખાઓ સીધી રેખાઓ જેવી દેખાય છે.
$(b)$ જમણી બાજુની આકૃતિ સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ દર્શાવે છે,જે લાંબા વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સોલેનોઇડ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.