Mix Examples - Magnetic Effects of Electric Current Questions in Gujarati

(N/A) બળની દિશા નક્કી કરવા માટે વપરાતો નિયમ $Fleming \text{ નો ડાબા હાથનો નિયમ}$ છે.
નિયમ: તમારા ડાબા હાથના અંગૂઠા,તર્જની (પહેલી આંગળી) અને મધ્યમાને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ફેલાવો. જો તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે અને મધ્યમા વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા દર્શાવે,તો અંગૂઠો વાહક પર લાગતા બળની દિશા દર્શાવે છે.
વિદ્યુતપ્રવાહધારિત વાહક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઉપયોગ કરતું સાધન $electric \text{ motor}$ (વિદ્યુત મોટર) છે.

(N/A) વર્તુળાકાર ગૂંચળાનો જે ફલક પર વિદ્યુતપ્રવાહ વિષમઘડી (anti-clockwise) દિશામાં વહે છે તે ઉત્તર ધ્રુવ તરીકે વર્તે છે,કારણ કે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ તેમાંથી બહાર નીકળે છે.
તેનાથી વિપરીત,જે ફલક પર વિદ્યુતપ્રવાહ સમઘડી (clockwise) દિશામાં વહે છે તે દક્ષિણ ધ્રુવ તરીકે વર્તે છે,કારણ કે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ તેમાં દાખલ થાય છે.
આપેલ આકૃતિના આધારે,આગળનો ફલક ઉત્તર ધ્રુવ તરીકે વર્તે છે (ક્ષેત્ર રેખાઓ બહાર નીકળે છે) અને પાછળનો ફલક દક્ષિણ ધ્રુવ તરીકે વર્તે છે (ક્ષેત્ર રેખાઓ દાખલ થાય છે).

(EAST) $\alpha$-કણ એ ધન વીજભારિત કણ છે. ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમ મુજબ,ગતિમાન વીજભાર પર લાગતું બળ $(F)$ એ ચુંબકીય ક્ષેત્ર $(B)$ અને વીજભારના વેગ $(v)$ બંનેને લંબ હોય છે.
આપેલ છે: ચુંબકીય ક્ષેત્ર $(B)$ શિરોલંબ ઉપરની દિશામાં છે. બળ $(F)$ દક્ષિણ દિશામાં છે.
ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમનો ઉપયોગ કરતા: જો તર્જની (forefinger) ઉપરની તરફ (ચુંબકીય ક્ષેત્ર) અને અંગૂઠો દક્ષિણ દિશામાં (બળ) નિર્દેશ કરે,તો મધ્યમા આંગળી (middle finger) પૂર્વ દિશા તરફ નિર્દેશ કરશે.
તેથી,$\alpha$-કણને પૂર્વ દિશામાં ફેંકવો જોઈએ.
ફ્લેમિંગનો ડાબા હાથનો નિયમ: તમારા ડાબા હાથના અંગૂઠા,તર્જની અને મધ્યમા આંગળીને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ખેંચો. જો તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં અને મધ્યમા આંગળી વિદ્યુત પ્રવાહ (અથવા ધન વીજભારની ગતિ) ની દિશામાં હોય,તો અંગૂઠો કણ પર લાગતા બળની દિશા દર્શાવે છે.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્ર એટલે ચુંબકની આસપાસનો એવો વિસ્તાર જ્યાં ચુંબકીય બળનો અનુભવ કરી શકાય છે.
પ્રવૃત્તિ:
$1$. ડ્રોઈંગ બોર્ડ પર ગુંદરની મદદથી સફેદ કાગળની એક શીટ ચોંટાડો.
$2$. કાગળની મધ્યમાં એક ગજિયો ચુંબક મૂકો અને તેની સીમા રેખા અંકિત કરો.
$3$. ચુંબકના ઉત્તર ધ્રુવની નજીક એક નાની હોકાયંત્રની સોય મૂકો. હોકાયંત્રની સોયનો દક્ષિણ ધ્રુવ ચુંબકના ઉત્તર ધ્રુવ તરફ નિર્દેશ કરશે અને સોયનો ઉત્તર ધ્રુવ તેનાથી દૂર નિર્દેશ કરશે.
$4$. હોકાયંત્રની સોયના બંને છેડાના સ્થાનને અંકિત કરો.
$5$. હવે હોકાયંત્રને એવી રીતે નવી સ્થિતિમાં ખસેડો કે જેથી તેનો દક્ષિણ ધ્રુવ અગાઉ તેના ઉત્તર ધ્રુવ દ્વારા રોકાયેલી સ્થિતિ પર આવે.
$6$. આ પ્રક્રિયાને સ્ટેપ-બાય-સ્ટેપ ત્યાં સુધી પુનરાવર્તિત કરો જ્યાં સુધી તમે ચુંબકના દક્ષિણ ધ્રુવ સુધી ન પહોંચો.
$7$. કાગળ પર અંકિત કરેલા બિંદુઓને જોડીને એક સરળ વક્ર મેળવો,જે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખા દર્શાવે છે.

(C) બે ગીઝર દ્વારા વપરાતો કુલ પાવર $P = 2 \times 1.1 \, kW = 2.2 \, kW = 2200 \, W$ છે.
આપેલ સપ્લાય વોલ્ટેજ $V = 220 \, V$ છે.
પરિપથમાં વહેતો પ્રવાહ $I$ એ $I = P / V$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે.
$I = 2200 \, W / 220 \, V = 10 \, A$.
ઉપકરણોને સુરક્ષિત રીતે ચલાવવા માટે,ફ્યુઝનું રેટિંગ પરિપથ દ્વારા ખેંચાતા પ્રવાહ કરતા થોડું વધારે હોવું જોઈએ જેથી ઓવરકરન્ટ સામે રક્ષણ મળે.
તેથી,ફ્યુઝનું લઘુત્તમ રેટિંગ $10 \, A$ કરતા વધારે હોવું જોઈએ.

(N/A) વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સોલેનોઇડ ગજિયા ચુંબકની જેમ વર્તે છે કારણ કે તે ચુંબક જેવું જ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,જ્યારે તેને મુક્ત રીતે લટકાવવામાં આવે છે,ત્યારે તે મુક્ત રીતે લટકાવેલા ચુંબકની જેમ $North-South$ (ઉત્તર-દક્ષિણ) દિશામાં સ્થિર થાય છે.
જ્યારે સોલેનોઇડમાં વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ઉલટાવવામાં આવે છે,ત્યારે સોલેનોઇડના છેડાઓ પરના ચુંબકીય ધ્રુવોની ધ્રુવીયતા પણ ઉલટાઈ જાય છે.
પરિણામે,સોલેનોઇડ પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ફરીથી ગોઠવાવા માટે $180^{\circ}$ જેટલું ફરી જશે.

(N/A) વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ: આ એક એવી ઘટના છે જેમાં કોઈ ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફાર થવાને કારણે વાહકમાં પ્રેરિત વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અથવા વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત ઉત્પન્ન થાય છે.
ફ્લેમિંગનો જમણા હાથનો નિયમ: તમારા જમણા હાથના અંગૂઠા,તર્જની (પહેલી આંગળી) અને મધ્યમા આંગળીને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ફેલાવો. જો તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે અને અંગૂઠો વાહકની ગતિની દિશા દર્શાવે,તો મધ્યમા આંગળી વાહકમાં વહેતા પ્રેરિત પ્રવાહની દિશા સૂચવે છે.

(B) જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમ મુજબ,બિંદુ $A$ (તારની ઉપર) પાસે વિદ્યુતપ્રવાહને કારણે ઉદ્ભવતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા ઉત્તરથી દક્ષિણ તરફ હોય છે.
બિંદુ $B$ (તારની નીચે) પાસે વિદ્યુતપ્રવાહને કારણે ઉદ્ભવતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દક્ષિણથી ઉત્તર તરફ હોય છે.
પૃથ્વીનું સમક્ષિતિજ ચુંબકીય ક્ષેત્ર દક્ષિણથી ઉત્તર તરફ હોય છે.
બિંદુ $A$ પાસે,પૃથ્વીનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને વિદ્યુતપ્રવાહને કારણે ઉદ્ભવતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર પરસ્પર વિરુદ્ધ દિશામાં હોવાથી,પરિણામી ચુંબકીય ક્ષેત્ર બંનેનો તફાવત હશે.
બિંદુ $B$ પાસે,પૃથ્વીનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને વિદ્યુતપ્રવાહને કારણે ઉદ્ભવતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર એક જ દિશામાં હોવાથી,પરિણામી ચુંબકીય ક્ષેત્ર બંનેનો સરવાળો હશે.
તેથી,કુલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બિંદુ $B$ પાસે વધારે હશે.

(N/A) $(i)$ વધતું જતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ગૂંચળામાં વિદ્યુત પ્રવાહ પ્રેરિત કરે છે,જેના પરિણામે ગેલ્વેનોમીટર ક્ષણિક કોણાવર્તન (દા.ત.,જમણી તરફ) દર્શાવે છે.
$(ii)$ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કોઈ ફેરફાર થતો ન હોવાથી,કોઈ પ્રેરિત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થતો નથી અને ગેલ્વેનોમીટર શૂન્ય કોણાવર્તન દર્શાવે છે.
$(iii)$ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઘટે છે,જે ગૂંચળામાં પ્રેરિત વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે અને ગેલ્વેનોમીટર વિરુદ્ધ દિશામાં (દા.ત.,ડાબી તરફ) ક્ષણિક કોણાવર્તન દર્શાવે છે.

(N/A) વર્તુળાકાર ગૂંચળાની જે સપાટી પર વિદ્યુતપ્રવાહ વિષમઘડી (anticlockwise) દિશામાં વહે છે તે ઉત્તર ધ્રુવ તરીકે વર્તે છે,અને જે સપાટી પર વિદ્યુતપ્રવાહ સમઘડી (clockwise) દિશામાં વહે છે તે દક્ષિણ ધ્રુવ તરીકે વર્તે છે.
આપેલ આકૃતિના આધારે,આગળની સપાટી પર વિદ્યુતપ્રવાહ વિષમઘડી દિશામાં વહે છે,તેથી તે ઉત્તર ધ્રુવ તરીકે કાર્ય કરે છે.
પાછળની સપાટી પર વિદ્યુતપ્રવાહ સમઘડી દિશામાં વહે છે,તેથી તે દક્ષિણ ધ્રુવ તરીકે કાર્ય કરે છે.
આનું કારણ એ છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ઉત્તર ધ્રુવમાંથી બહાર નીકળે છે અને દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશ કરે છે.

(N/A) $(i)$ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ગૂંચળામાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહના સમપ્રમાણમાં હોય છે $(B \propto I)$. તેથી,વિદ્યુતપ્રવાહ વધારવાથી ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વધારો થશે.
$(ii)$ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ગૂંચળાથી અંતરના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. જેમ ગૂંચળાથી બિંદુ $P$ નું અંતર વધે છે,તેમ તે બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઘટશે.
$(iii)$ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ગૂંચળાના આંટાઓની સંખ્યાના સમપ્રમાણમાં હોય છે $(B \propto N)$. તેથી,આંટાઓની સંખ્યા વધારવાથી ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વધારો થશે.

(N/A) હોકાયંત્રની સોયનું કોણાવર્તન વધે છે કારણ કે વાહક દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા તેમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહના મૂલ્યના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
$(b)$ હોકાયંત્રની સોયના કોણાવર્તનની દિશા બદલાય છે (ઉલટાય છે) કારણ કે જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ઉલટાવવામાં આવે છે,ત્યારે વાહકની આસપાસની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશા પણ ઉલટાઈ જાય છે.
$(c)$ હોકાયંત્રની સોયનું કોણાવર્તન ઘટે છે કારણ કે વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકથી અંતર વધતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા ઘટે છે.

(N/A) $(i)$ કાયમી ગજિયા ચુંબક દ્વારા ઉત્પન્ન થતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર.
$(ii)$ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સીધા તાર (વાહક) દ્વારા ઉત્પન્ન થતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર.
$(iii)$ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વર્તુળાકાર લૂપ દ્વારા ઉત્પન્ન થતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર.

(N/A) સોલેનોઈડ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ચુંબકીય ક્ષેત્રનું મૂલ્ય નીચેના ત્રણ પરિબળો પર આધાર રાખે છે:
$(i)$ સોલેનોઈડમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહની તીવ્રતા: ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા વિદ્યુતપ્રવાહના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
$(ii)$ સોલેનોઈડમાં રહેલા આંટાઓની સંખ્યા: એકમ લંબાઈ દીઠ આંટાઓની સંખ્યા વધવાથી ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા વધે છે.
$(iii)$ કોર (ગર્ભ) પદાર્થનો પ્રકાર: સોલેનોઈડની અંદર નરમ લોખંડનો સળિયો મૂકવાથી મેગ્નેટાઈઝેશનને કારણે ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે.

(N/A) વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ થવા માટેની મુખ્ય શરત એ છે કે ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થવો જોઈએ.
આ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર નીચે મુજબ મેળવી શકાય છે:
$(a)$ ગૂંચળા અને ચુંબક વચ્ચે સાપેક્ષ ગતિ.
$(b)$ નજીકના ગૂંચળામાં વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહમાં ફેરફાર.
આપેલ કિસ્સામાં,જ્યારે નળાકાર ગજિયા ચુંબકને તેની પોતાની અક્ષ પર ફેરવવામાં આવે છે,ત્યારે ચુંબક સાથે સંકળાયેલી ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ભ્રમણની અક્ષની સાપેક્ષમાં સંમિત રહે છે. પરિણામે,વર્તુળાકાર ગૂંચળામાંથી પસાર થતું ચુંબકીય ફ્લક્સ સમય સાથે બદલાતું નથી. ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં કોઈ ફેરફાર થતો ન હોવાથી,ગૂંચળામાં કોઈ પ્રેરિત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થશે નહીં.

(N/A) આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબની સ્થિતિ ધ્યાનમાં લો.
એક તારને બેટરી સાથે એવી રીતે જોડો કે જેથી તેમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ વહે. એક ચુંબકીય હોકાયંત્રને આડા તારની બરાબર ઉપર મૂકો. જ્યારે કોઈ વિદ્યુતપ્રવાહ વહેતો નથી $(I = 0)$,ત્યારે સોય ઉત્તર દિશા તરફ નિર્દેશ કરે છે,જે આકૃતિ $(a)$ માં દર્શાવેલ છે.
જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ ઉત્તર દિશા તરફ વહે છે,ત્યારે સોય પૂર્વ દિશા તરફ વિચલિત થાય છે,જે આકૃતિ $(b)$ માં દર્શાવેલ છે.
જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ દક્ષિણ દિશા તરફ વહે છે,ત્યારે સોય પશ્ચિમ દિશા તરફ વિચલિત થાય છે,જે આકૃતિ $(c)$ માં દર્શાવેલ છે.
જ્યારે હોકાયંત્રને તારની બરાબર નીચે મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે સોયના વિચલનની દિશા ઉલટાઈ જાય છે.
ચુંબકીય સોય માત્ર ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરીને કારણે જ વિચલિત થઈ શકે છે,તેથી એવું તારણ કાઢી શકાય છે કે વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત તારની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે.

(N/A) ગજિયા ચુંબક $NS$ ને કાગળના એક ટુકડા પર મૂકો અને તેની સીમા રેખાંકિત કરો. ચુંબકના ઉત્તર ધ્રુવની નજીક એક બિંદુ $A$ અંકિત કરો. હોકાયંત્રની સોયને એવી રીતે મૂકો કે તેનો દક્ષિણ ધ્રુવ બરાબર બિંદુ $A$ પર રહે. હોકાયંત્રની સોયના ઉત્તર ધ્રુવના સ્થાને કાગળ પર બિંદુ $B$ અંકિત કરો. હવે હોકાયંત્રને એવી રીતે ખસેડો કે તેનો દક્ષિણ ધ્રુવ બિંદુ $B$ પર આવે અને ઉત્તર ધ્રુવના સ્થાને બિંદુ $C$ અંકિત કરો. આ પ્રક્રિયા ત્યાં સુધી ચાલુ રાખો જ્યાં સુધી તમે ગજિયા ચુંબકના દક્ષિણ ધ્રુવ સુધી ન પહોંચો. આ તમામ બિંદુઓને એક સરળ વક્ર દ્વારા જોડો જે ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખા દર્શાવે છે.
$(b)$ $(i)$ બે ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓ ક્યારેય એકબીજીને છેદતી નથી.
$(ii)$ ચુંબકની બહાર,ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓ ઉત્તર ધ્રુવમાંથી નીકળીને દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે.

(B) ઇલેક્ટ્રિક ફ્યુઝ એ એક સુરક્ષા ઉપકરણ છે જેનો ઉપયોગ વિદ્યુત પરિપથમાં અતિશય વિદ્યુત પ્રવાહને કારણે થતા નુકસાનને રોકવા માટે થાય છે. તે શોર્ટ-સર્કિટ અથવા ઓવરલોડિંગને કારણે થતા અગ્નિના જોખમોથી ઉપકરણો અને વાયરિંગનું રક્ષણ કરે છે.
$(b)$ ઇલેક્ટ્રિક ઓવન દ્વારા ખેંચાતો વિદ્યુત પ્રવાહ $I = P / V$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે.
આપેલ છે: $P = 2000 \, W$ અને $V = 220 \, V$.
$I = 2000 / 220 = 9.09 \, A$.
અહીં ખેંચાતો વિદ્યુત પ્રવાહ $(9.09 \, A)$ એ પરિપથની $5 \, A$ ની ક્ષમતા કરતા ઘણો વધારે હોવાથી,ફ્યુઝ પીગળી જશે અને પરિપથ તૂટી જશે,જેનાથી સંભવિત નુકસાન કે આગ અટકાવી શકાશે.

(A) વિદ્યુત પરિપથો અને ઉપકરણોમાં સામાન્ય રીતે વપરાતા બે સુરક્ષાના ઉપાયો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ ફ્યુઝ: તે એક સુરક્ષા સાધન તરીકે કાર્ય કરે છે જે જ્યારે પ્રવાહ સુરક્ષિત મર્યાદા કરતા વધી જાય ત્યારે પરિપથને તોડી નાખે છે,જેથી ઉપકરણોને નુકસાન થતું અટકે છે.
$(ii)$ અર્થિંગ: તે લીકેજ પ્રવાહ માટે જમીન સુધીનો ઓછો અવરોધ ધરાવતો માર્ગ પૂરો પાડે છે,જે ઇલેક્ટ્રિક શોકથી બચાવે છે.
ઘરગથ્થુ વિદ્યુત પરિપથોમાં ઓવરલોડિંગ ટાળવા માટેની સાવચેતીઓ:
$1$. એક જ સોકેટ કે એક્સટેન્શન બોર્ડમાં ઘણા બધા ઉચ્ચ પાવર ધરાવતા ઉપકરણોને જોડશો નહીં.
$2$. ખાતરી કરો કે પરિપથ સાથે જોડાયેલ કુલ લોડ ફ્યુઝ અથવા વાયરિંગની નિર્ધારિત ક્ષમતા કરતા વધારે ન હોય.

(A) જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમમાં,અંગૂઠો સીધા વાહકમાંથી વહેતા પ્રવાહની દિશા સૂચવે છે,જ્યારે આંગળીઓ તેની આસપાસના ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે છે.
તેનાથી વિપરીત,ફ્લેમિંગના ડાબા હાથનો નિયમ ત્યારે વપરાય છે જ્યારે કોઈ પ્રવાહધારિત વાહકને બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે,ત્યારે તેના પર લાગતા ચુંબકીય બળની દિશા નક્કી કરવા માટે.
આમ,જમણા હાથનો અંગૂઠાનો નિયમ પ્રવાહ અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવે છે,જ્યારે ફ્લેમિંગનો ડાબા હાથનો નિયમ પ્રવાહ,ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને બળ વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવે છે.

(N/A) વિદ્યુતપ્રવાહધારિત વાહક તેની આસપાસ પોતાનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે. જ્યારે આ ક્ષેત્ર બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે આંતરક્રિયા કરે છે,ત્યારે તેના પર યાંત્રિક બળ લાગે છે.
આ બળની દિશા બે પરિબળો પર આધાર રાખે છે:
$1$. વાહકમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા.
$2$. બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા.
આ બળની દિશા નક્કી કરવા માટે $Fleming's \text{ } Left-Hand \text{ } Rule$ (ફ્લેમિંગનો ડાબા હાથનો નિયમ) વપરાય છે.
$Fleming's \text{ } Left-Hand \text{ } Rule$ નું વિધાન: તમારા ડાબા હાથના અંગૂઠા,તર્જની અને મધ્યમા આંગળીને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ફેલાવો. જો તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે અને મધ્યમા વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા દર્શાવે,તો અંગૂઠો વાહક પર લાગતા બળ (અથવા ગતિ) ની દિશા દર્શાવે છે.

(N/A) જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકને ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશાને લંબ રાખવામાં આવે ત્યારે તેના પર લાગતું બળ મહત્તમ હોય છે.
આ બળનું મૂલ્ય નીચેના પરિબળો પર આધાર રાખે છે:
$(i)$ ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા $(B)$.
$(ii)$ વાહકમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહનું મૂલ્ય $(I)$.
$(iii)$ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં રહેલા વાહકની લંબાઈ $(L)$.
આ બળની દિશા નક્કી કરવા માટે ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમનો ઉપયોગ થાય છે.
ફ્લેમિંગનો ડાબા હાથનો નિયમ: તમારા ડાબા હાથના અંગૂઠા,તર્જની (પહેલી આંગળી) અને મધ્યમાને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ફેલાવો. જો તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે અને મધ્યમા વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા દર્શાવે,તો અંગૂઠો વાહક પર લાગતા બળની દિશા દર્શાવે છે.

(N/A) જ્યારે કોઈલને સ્થિર ચુંબક તરફ લઈ જવામાં આવે છે,ત્યારે કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય છે,જેના કારણે કોઈલમાં વિદ્યુત પ્રવાહ પ્રેરિત થાય છે. આનાથી ગેલ્વેનોમીટરમાં એક દિશામાં આવર્તન જોવા મળે છે.
જ્યારે કોઈલને ચુંબકથી દૂર લઈ જવામાં આવે છે,ત્યારે કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં વિરુદ્ધ દિશામાં ફેરફાર થાય છે,જેનાથી વિરુદ્ધ દિશામાં પ્રવાહ પ્રેરિત થાય છે. આના કારણે ગેલ્વેનોમીટર વિરુદ્ધ દિશામાં આવર્તન દર્શાવે છે.
આ ઘટનાને વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ (electromagnetic induction) કહેવામાં આવે છે.

(N/A) જ્યારે વિદ્યુત પરિપથમાં વિદ્યુતપ્રવાહ અચાનક વાયર અથવા પરિપથની નિર્ધારિત ક્ષમતા કરતા વધી જાય ત્યારે તેને ઓવરલોડિંગ કહેવાય છે.
ઘરગથ્થુ પરિપથમાં ઓવરલોડિંગ થવાના બે સંભવિત કારણો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ સપ્લાય વોલ્ટેજમાં અચાનક વધારો: પાવર સપ્લાય દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવતા વોલ્ટેજમાં અચાનક વધારો થવાથી પરિપથમાં વધુ પડતો વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે.
$(ii)$ એક જ સોકેટમાં ઘણા બધા ઉપકરણો જોડવા: પાવર સ્ટ્રીપ અથવા મલ્ટિપલ એડેપ્ટરનો ઉપયોગ કરીને એક જ સોકેટમાં ઘણા બધા ઉચ્ચ પાવરવાળા ઉપકરણો જોડવાથી પરિપથની ક્ષમતા કરતા વધુ વિદ્યુતપ્રવાહ ખેંચાય છે.
ઓવરલોડિંગ ટાળવા માટેની એક સાવચેતી:
એક જ સોકેટ અથવા એક જ પરિપથમાં એકસાથે ઘણા બધા ઉચ્ચ પાવરવાળા વિદ્યુત ઉપકરણો જોડવા જોઈએ નહીં.

(N/A) $DC$ સમય સાથે તેની દિશા બદલતો નથી,જ્યારે $AC$ સમયાંતરે તેની દિશા બદલે છે.
ભારતના મોટાભાગના પાવર સ્ટેશનોમાં $AC$ ઉત્પન્ન થાય છે.
$AC$ જનરેટર એવું સાધન છે જે અલ્ટરનેટિંગ કરંટ ઉત્પન્ન કરે છે.
$AC$ વાપરવાનો એક મહત્વનો ફાયદો એ છે કે વિદ્યુત પાવરને ઉર્જાના વધુ વ્યય વગર લાંબા અંતર સુધી મોકલી શકાય છે.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્ર એટલે ચુંબકની આસપાસનો એવો વિસ્તાર જ્યાં તેના ચુંબકીય બળનો અનુભવ કરી શકાય છે.
હોકાયંત્રની સોય કોણાવર્તન અનુભવે છે કારણ કે ગજિયા ચુંબકનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોકાયંત્રની સોયના ધ્રુવો પર બળ લગાડે છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓના ગુણધર્મો:
$(i)$ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ચુંબકની બહાર ઉત્તર ધ્રુવથી શરૂ થઈને દક્ષિણ ધ્રુવમાં સમાપ્ત થાય છે.
$(ii)$ તે બંધ અને સતત વક્રો છે.
$(iii)$ કોઈ પણ બે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ એકબીજાને છેદતી નથી.

(N/A) મુખ્ય તફાવત એ છે કે $DC$ (ડાયરેક્ટ કરંટ) માત્ર એક જ દિશામાં વહે છે,જ્યારે $AC$ (અલ્ટરનેટિંગ કરંટ) સમયાંતરે તેની દિશા બદલે છે.
લાંબા અંતરના પ્રસારણ માટે $AC$ ને પસંદ કરવામાં આવે છે કારણ કે ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ કરીને તેને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પર લઈ જઈ શકાય છે,જે ટ્રાન્સમિશન લાઈનોમાં ગરમીને કારણે થતા ઉર્જાના વ્યય ($I^2R$ લોસ) ને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.
$AC$ નો સ્ત્રોત: $AC$ જનરેટર (અલ્ટરનેટર).
$DC$ નો સ્ત્રોત: $DC$ જનરેટર,બેટરી અથવા સેલ.

(N/A) વાયર માટેનો પ્રમાણિત કલર કોડ આ મુજબ છે: લાઈવ વાયર $Red$ (લાલ),ન્યુટ્રલ વાયર $Black$ (કાળો) અને અર્થિંગ વાયર $Green$ (લીલો) હોય છે.
$(b)$ $2 \ kW$ ના ઇલેક્ટ્રિક ઓવનને $15 \ A$ ની પાવર લાઇન (હાઈ-પાવર સર્કિટ) સાથે જોડવો જોઈએ. આનું કારણ એ છે કે ઓવન ખૂબ જ વધારે વિદ્યુતપ્રવાહ ખેંચે છે $(I = P/V = 2000 \ W / 220 \ V \approx 9.09 \ A)$. જો તેને $5 \ A$ ની લાઈટિંગ સર્કિટ સાથે જોડવામાં આવે,તો વધુ પડતા વિદ્યુતપ્રવાહને કારણે ફ્યુઝ ઉડી જશે અથવા સર્કિટ બ્રેકર ટ્રિપ થઈ જશે,જે વાયરિંગને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે અથવા આગ લાગવાનું જોખમ ઊભું કરી શકે છે.

(N/A) પ્રવૃત્તિ: ડ્રોઈંગ બોર્ડ પર લગાવેલા સફેદ કાગળ પર એક ગજિયો ચુંબક મૂકો. મીઠાની છાંટણી (salt sprinkler) નો ઉપયોગ કરીને ગજિયા ચુંબકની આસપાસ લોખંડના રજકણો સમાન રીતે ભભરાવો. બોર્ડને હળવેથી ટકોરા મારો. તમે જોશો કે લોખંડના રજકણો ગજિયા ચુંબકની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ દર્શાવતી ભાતમાં ગોઠવાઈ જાય છે. રજકણો ક્ષેત્ર રેખાઓ પર ગોઠવાય છે કારણ કે દરેક રજકણ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં બળ અનુભવે છે.
$(b)$ તુલના: વિદ્યુતપ્રવાહધારિત સોલેનોઈડ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ગજિયા ચુંબક જેવી જ હોય છે. બંને કિસ્સામાં,ક્ષેત્ર રેખાઓ ચુંબક/સોલેનોઈડની બહાર ઉત્તર ધ્રુવમાંથી નીકળી દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે. અંદરની તરફ,ક્ષેત્ર રેખાઓ દક્ષિણ ધ્રુવથી ઉત્તર ધ્રુવ તરફ જાય છે. વિદ્યુતપ્રવાહધારિત સોલેનોઈડ ગજિયા ચુંબકની જેમ વર્તે છે,જેમાં એક છેડો ઉત્તર ધ્રુવ અને બીજો છેડો દક્ષિણ ધ્રુવ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(B) જે પ્રવાહની દિશા સમયાંતરે બદલાતી રહે છે તેને અલ્ટરનેટિંગ કરંટ $(AC)$ કહેવાય છે,જ્યારે ડાયરેક્ટ કરંટ $(DC)$ એક જ દિશામાં વહે છે.
$AC$ નો મુખ્ય ફાયદો એ છે કે $DC$ ની સરખામણીમાં તેને લાંબા અંતર સુધી ઓછા પાવર વ્યય સાથે ટ્રાન્સમિટ કરી શકાય છે.
$(b)$ આપેલ છે: પાવર $(P)$ = $2 \,kW = 2000 \,W$,વોલ્ટેજ $(V)$ = $220 \,V$.
સૂત્ર $P = VI$ નો ઉપયોગ કરતા,પ્રવાહ $(I)$ ની ગણતરી નીચે મુજબ થાય છે:
$I = \frac{P}{V} = \frac{2000}{220} \approx 9.09 \,A$.
ગણતરી કરેલ પ્રવાહ $(9.09 \,A)$ એ ફ્યુઝની ક્ષમતા $(10 \,A)$ કરતા ઓછો હોવાથી,ફ્યુઝ આ પ્રવાહને સહન કરી શકશે અને એર કંડિશનર ચાલુ કરતી વખતે ફ્યુઝ ઉડી જશે નહીં.

(N/A) એક બેટરી $(12\, V)$,એક ચલ અવરોધ (રિયોસ્ટેટ),એક એમીટર $(0-5\, A)$,એક પ્લગ કળ અને એક લાંબો સીધો જાડો તાંબાનો તાર લો. આ જાડા તારને લંબચોરસ કાર્ડબોર્ડના સમતલને લંબ રૂપે તેના કેન્દ્રમાંથી પસાર કરો. ધ્યાન રાખો કે કાર્ડબોર્ડ સ્થિર રહે અને સરકે નહીં.
તાંબાના તારને બેટરી,પ્લગ કળ અને રિયોસ્ટેટ સાથે શ્રેણીમાં ઊભી રીતે જોડો. કાર્ડબોર્ડ પર લોખંડનો ભૂકો સમાન રીતે ભભરાવો. રિયોસ્ટેટને નિશ્ચિત સ્થાને રાખો અને એમીટરમાંથી વહેતો પ્રવાહ નોંધો. કળ બંધ કરો જેથી તારમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ વહે. કાર્ડબોર્ડને હળવેથી થોડી વાર ટકોરા મારો. તમે જોશો કે લોખંડનો ભૂકો તાંબાના તારની આસપાસ સમકેન્દ્રી વર્તુળોમાં ગોઠવાઈ જાય છે. આ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકની આસપાસનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર દર્શાવે છે.
જો સીધા વાહકમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ઉલટાવવામાં આવે (બેટરીના ટર્મિનલ ઉલટાવીને),તો ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશા પણ ઉલટાઈ જાય છે.
$(b)$ અહીં,$\alpha$-કણની (ધનભારિત) ગતિની દિશા એ પ્રચલિત વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા છે. ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમનો ઉપયોગ કરીને,આપણે જાણી શકીએ છીએ કે $\alpha$-કણ પર લાગતું બળ કાગળના સમતલને લંબ અને અંદરની તરફ હોય છે. તેથી,$\alpha$-કણ કાગળના સમતલની અંદરની તરફ વિચલિત થશે.

(N/A) સોલેનોઇડ એટલે નળાકારના આકારમાં નજીક-નજીક વીંટાળેલા અવાહક તાંબાના તારના ઘણા વર્તુળાકાર આંટાઓ ધરાવતું ગૂંચળું.
વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સોલેનોઇડની આસપાસની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ગજિયા ચુંબકની ક્ષેત્ર રેખાઓ જેવી જ હોય છે. ક્ષેત્ર રેખાઓ એક છેડેથી બહાર નીકળે છે અને બીજા છેડે દાખલ થાય છે,જે બંધ ગાળાઓ બનાવે છે.
સોલેનોઇડની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમાન હોય છે,જે સોલેનોઇડની અક્ષ પર સમાંતર ક્ષેત્ર રેખાઓ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
ગજિયા ચુંબક સાથે સરખામણી:
$1$. વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સોલેનોઇડની ચુંબકીય ક્ષેત્રની ભાત ગજિયા ચુંબકની ભાત જેવી જ હોય છે.
$2$. સોલેનોઇડનો એક છેડો ઉત્તર ધ્રુવ $(N)$ તરીકે અને બીજો છેડો દક્ષિણ ધ્રુવ $(S)$ તરીકે વર્તે છે.
$3$. ગજિયા ચુંબકની જેમ જ,સોલેનોઇડની બહાર ક્ષેત્ર રેખાઓ ઉત્તર ધ્રુવથી દક્ષિણ ધ્રુવ તરફ જાય છે અને અંદરની તરફ,તે દક્ષિણ ધ્રુવથી ઉત્તર ધ્રુવ તરફ જાય છે.

(D) ફ્યુઝનું કાર્ય અતિશય ઊંચા વિદ્યુત પ્રવાહને વહેતો અટકાવીને વિદ્યુત પરિપથ અને ઉપકરણોનું રક્ષણ કરવાનું છે. તેને ઘરેલું પરિપથમાં 'લાઇવ વાયર' (ફેઝ વાયર) સાથે શ્રેણીમાં જોડવામાં આવે છે.
$(b)$ આપેલ છે: પાવર $(P) = 1.5 \, kW = 1500 \, W$,વોલ્ટેજ $(V) = 220 \, V$.
ઇલેક્ટ્રિક ઇસ્ત્રી દ્વારા ખેંચાતો વિદ્યુત પ્રવાહ $(I)$ નીચે મુજબ ગણી શકાય:
$I = \frac{P}{V} = \frac{1500 \, W}{220 \, V} \approx 6.82 \, A$.
અહીં ઇસ્ત્રી માટે જરૂરી વિદ્યુત પ્રવાહ $(6.82 \, A)$ એ ફ્યુઝના રેટિંગ $(3 \, A)$ કરતા ઘણો વધારે હોવાથી,ફ્યુઝનો તાર ગરમ થઈને પીગળી જશે અને પરિપથ તૂટી જશે. પરિણામે,ઇલેક્ટ્રિક ઇસ્ત્રી કામ કરવાનું બંધ કરી દેશે.

(N/A) વિદ્યુતચુંબકીય (Electromagnetic) એટલે ચુંબકીય ક્ષેત્રની અસર હેઠળ કોઈલ (ગૂંચળા) માં વિદ્યુત પ્રવાહનું ઉત્પાદન। પ્રેરણ (Induction) એટલે ચુંબકીય પદાર્થના સીધા સંપર્કમાં આવ્યા વગર વાહકમાં વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરવાની પ્રક્રિયા।
પ્રેરિત પ્રવાહના મૂલ્યને અસર કરતા પરિબળો:
$(i)$ કોઈલના આંટાની સંખ્યા।
$(ii)$ ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા।
$(iii)$ કોઈલની સાપેક્ષમાં ચુંબકની ગતિની ઝડપ।
નિયમ: ફ્લેમિંગનો જમણા હાથનો નિયમ।
વ્યાખ્યા: તમારા જમણા હાથના અંગૂઠા, તર્જની અને મધ્યમા આંગળીને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ફેલાવો। જો તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે અને અંગૂઠો વાહકની ગતિની દિશા દર્શાવે, તો મધ્યમા આંગળી પ્રેરિત પ્રવાહની દિશા દર્શાવે છે।
વ્યવહારુ ઉપયોગ: વિદ્યુત જનરેટર।

(N/A) ગજિયા ચુંબકની આસપાસની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ઉત્તર ધ્રુવથી શરૂ થઈને ચુંબકની બહાર દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે, જે બંધ ગાળાઓ બનાવે છે。
જો બે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ એક બિંદુએ છેદે, તો તેનો અર્થ એ થાય કે તે એક જ બિંદુ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રની બે દિશાઓ છે, જે ભૌતિક રીતે અશક્ય છે。
$(b)$ આપેલ છે: પાવર $(P) = 1.5 \, kW = 1500 \, W$, વોલ્ટેજ $(V) = 220 \, V$, પ્રવાહ રેટિંગ $= 5 \, A$.
સૂત્ર $P = V \times I$ નો ઉપયોગ કરતા, ઓવન દ્વારા ખેંચાતો પ્રવાહ $(I)$:
$I = \frac{P}{V} = \frac{1500 \, W}{220 \, V} \approx 6.82 \, A$.
કારણ કે ખેંચાતો પ્રવાહ $(6.82 \, A)$ એ પરિપથના પ્રવાહ રેટિંગ $(5 \, A)$ કરતા ઘણો વધારે છે, તેથી પરિપથમાં ઓવરલોડ થશે. આના કારણે ફ્યુઝ ઉડી જશે અથવા સર્કિટ બ્રેકર ટ્રિપ થઈ જશે, જેનાથી વાયરિંગને નુકસાન થતું અટકાવવા માટે પાવર સપ્લાય બંધ થઈ જશે.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓના ગુણધર્મો:
$(i)$ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ચુંબકની બહાર ઉત્તર ધ્રુવમાંથી નીકળીને દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે.
$(ii)$ તે સતત બંધ ગાળાઓ રચે છે.
$(iii)$ જ્યાં ક્ષેત્ર રેખાઓ ગીચ હોય ત્યાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા વધુ હોય છે.
$(iv)$ બે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ક્યારેય એકબીજાને છેદતી નથી,કારણ કે જો તે છેદે તો છેદબિંદુ પાસે ચુંબકીય ક્ષેત્રની બે દિશાઓ મળે,જે અશક્ય છે.
$(b)$ હોકાયંત્રના ઉપયોગો:
$(i)$ તેનો ઉપયોગ દિશાઓ જાણવા માટે થાય છે.
$(ii)$ તેનો ઉપયોગ કોઈ પદાર્થમાં ચુંબકીય ગુણધર્મ છે કે નહીં તે ચકાસવા માટે થાય છે.

(A) ઓર્સ્ટેડના પ્રયોગ અને જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમ મુજબ,જ્યારે પ્રવાહ પૂર્વથી પશ્ચિમ તરફ વહે છે,ત્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ તારની આસપાસ સમકેન્દ્રિત વર્તુળો બનાવે છે. $(i)$ જ્યારે હોકાયંત્રને તારની નીચે મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે સોયનો ઉત્તર ધ્રુવ દક્ષિણ તરફ વિચલિત થશે. $(ii)$ જ્યારે હોકાયંત્રને તારની ઉપર મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે સોયનો ઉત્તર ધ્રુવ ઉત્તર તરફ વિચલિત થશે. તારણ: ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા વિદ્યુત પ્રવાહની દિશા અને તારની સાપેક્ષમાં બિંદુના સ્થાન પર આધાર રાખે છે.
$(b)$ સીધા વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકને કારણે ઉદ્ભવતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર $(B)$ ની પ્રબળતા નીચેના પરિબળો પર આધાર રાખે છે: $(i)$ વિદ્યુત પ્રવાહનું મૂલ્ય $(I)$: $B$ એ $I$ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે. $(ii)$ વાહકથી લંબ અંતર $(r)$: $B$ એ $r$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. કોઈ બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઘટાડવા માટે: $(i)$ વાહકમાંથી વહેતા વિદ્યુત પ્રવાહનું મૂલ્ય ઘટાડવું જોઈએ. $(ii)$ વાહકથી તે બિંદુનું લંબ અંતર વધારવું જોઈએ.

(N/A) વિદ્યુત મોટરનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે પંખા,વોશિંગ મશીન,મિક્સર વગેરે જેવા ઉપકરણોમાં થાય છે.
$(b)$ વિદ્યુત મોટર એ સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે કે જ્યારે કોઈ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે યાંત્રિક બળનો અનુભવ કરે છે.
ફ્લેમિંગનો ડાબા હાથનો નિયમ: જો આપણે આપણા ડાબા હાથના અંગૂઠા,તર્જની અને મધ્યમા આંગળીને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ફેલાવીએ,તો તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા,મધ્યમા આંગળી વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા અને અંગૂઠો વાહક પર લાગતા બળની દિશા દર્શાવે છે.

(N/A) $AC$ અને $DC$ વચ્ચેના તફાવત:
| લક્ષણ | $AC$ | $DC$ |
| :--- | :--- | :--- |
| $(i)$ પ્રસારણ | લાંબા અંતર સુધી અસરકારક રીતે પ્રસારિત કરી શકાય છે. | લાંબા અંતર સુધી અસરકારક રીતે પ્રસારિત કરી શકાતું નથી. |
| $(ii)$ દિશા | સમયના નિયમિત અંતરાલે પોતાની દિશા બદલે છે. | પોતાની દિશા બદલતું નથી. |
| $(iii)$ રજૂઆત | સાઈન તરંગ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. | સમયની ધરીને સમાંતર સીધી રેખા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. |
$(b)$
- ભારતમાં $AC$ સપ્લાયની આવૃત્તિ $50 \, Hz$ છે.
- ઘરેલું પરિપથમાં ન્યુટ્રલ અને લાઈવ વાયર વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $220 \, V$ થી $240 \, V$ (પ્રમાણિત $220 \, V$) હોય છે.
- આવૃત્તિ $50 \, Hz$ હોવાથી,પ્રવાહ એક સેકન્ડમાં $50$ ચક્ર પૂર્ણ કરે છે. દરેક ચક્રમાં,પ્રવાહ બે વાર દિશા બદલે છે. તેથી,$AC$ એક સેકન્ડમાં $50 \times 2 = 100$ વાર પોતાની દિશા બદલે છે.

(N/A) એક જાડો તાંબાનો તાર $AB$ એક લવચીક સાંધા $J$ દ્વારા આધાર $T$ પરથી શિરોલંબ લટકાવવામાં આવે છે. આ તારનો નીચેનો છેડો $B$ એ $U$-આકારના ચુંબક $M$ ના ધ્રુવો વચ્ચે મુક્તપણે ફરી શકે છે. તારનો નીચેનો છેડો $B$ એ છીછરા પાત્ર $V$ માં રાખેલા પારો (મર્ક્યુરી) ની સપાટીને સ્પર્શે છે જેથી જ્યારે તેના પર બળ લાગે ત્યારે તે ગતિ કરી શકે. બેટરીનો ધન ટર્મિનલ તારના છેડા $A$ સાથે જોડાયેલ છે. બેટરીના ઋણ ટર્મિનલથી બીજો એક તાર પાત્રમાં રહેલા પારામાં ડુબાડીને પરિપથ પૂર્ણ કરવામાં આવે છે. આપણે જાણીએ છીએ કે પારો એ પ્રવાહી છે જે વિદ્યુતનો સારો વાહક છે,તેથી પરિપથ પૂર્ણ થાય છે.
સ્વિચ દબાવતા,તાર $AB$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ શિરોલંબ નીચેની દિશામાં વહે છે. તાર $AB$ આગળની દિશામાં (દક્ષિણ તરફ) ધકેલાય છે અને તેનો નીચેનો છેડો $B$ એ $B'$ સ્થાન પર પહોંચે છે,જેથી તાર આકૃતિમાં તૂટક રેખા દ્વારા દર્શાવ્યા મુજબ નવા સ્થાન $AB'$ પર આવે છે. જ્યારે લટકતા તારનો નીચેનો છેડો $B$ આગળ વધીને $B'$ પર આવે છે,ત્યારે પારાની સપાટી સાથેનો તેનો સંપર્ક તૂટી જાય છે,જેના કારણે પરિપથ તૂટી જાય છે અને તાર $AB$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ વહેતો બંધ થઈ જાય છે.
તારમાં કોઈ વિદ્યુતપ્રવાહ વહેતો ન હોવાથી,આ સ્થિતિમાં તાર પર કોઈ બળ લાગતું નથી અને તે તેના મૂળ સ્થાને પાછો આવે છે. જેવો તાર પાછો આવે છે,તેનો નીચેનો છેડો ફરીથી પારાની સપાટીને સ્પર્શે છે,તારમાં વિદ્યુતપ્રવાહ વહેવાનું શરૂ થાય છે અને તે ફરીથી ધકેલાય છે. જ્યાં સુધી તાર $AB$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે ત્યાં સુધી આ પ્રક્રિયા પુનરાવર્તિત થાય છે. નોંધવું જોઈએ કે વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત તાર આગળની તરફ ધકેલાય છે કારણ કે તેના પર $U$-આકારના ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા બળ લગાડવામાં આવે છે. આ પ્રયોગ પરથી,આપણે નિષ્કર્ષ કાઢીએ છીએ કે જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે વાહક પર યાંત્રિક બળ લાગે છે જે તેને ગતિ કરાવે છે.

(N/A) શોર્ટ સર્કિટિંગ એ પરિપથના બે બિંદુઓ વચ્ચેનો જોડાણ છે જેની વચ્ચેનો અવરોધ ખૂબ જ ઓછો હોય છે. પરિણામે,મોટાભાગનો વિદ્યુતપ્રવાહ પરિપથના ભાગને બાયપાસ કરીને આ બે બિંદુઓ વચ્ચે વહે છે. શોર્ટ સર્કિટિંગ ત્યારે થાય છે જ્યારે લાઈવ વાયર ન્યુટ્રલ વાયરના સીધા સંપર્કમાં આવે છે,જેથી વિદ્યુતપ્રવાહ માટે શૂન્ય અવરોધનો માર્ગ પૂરો પાડે છે. આ સ્થિતિમાં વિદ્યુતપ્રવાહ ઉપકરણમાંથી પસાર થવાને બદલે પરિપથના વાયરોમાંથી ખૂબ જ વધારે માત્રામાં પસાર થાય છે.
ઓવરલોડિંગ: દરેક પરિપથ પૂર્વનિર્ધારિત માત્રામાં પાવર વહન કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે. જ્યારે પરિપથમાં પાવરની માંગ તેની પૂર્વનિર્ધારિત ક્ષમતા કરતા વધી જાય છે,ત્યારે તે પરિપથ ઓવરલોડ થયો છે તેમ કહેવાય છે.

(N/A) રિંગ સિસ્ટમ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ છે.
તેમાં એક રિંગ-સર્કિટ હોય છે. મુખ્ય ફ્યુઝ-બોક્સમાંથી શરૂ થતા વાયર ઘરના તમામ મુખ્ય રૂમમાં ફરીને પાછા ફ્યુઝ-બોક્સમાં આવે છે.
ફ્યુઝ-બોક્સમાં આશરે $30\, A$ રેટિંગનો ફ્યુઝ હોય છે.
દરેક ઉપકરણ માટે રિંગના લાઈવ વાયરથી અલગ જોડાણ લેવામાં આવે છે.
ઉપકરણનો ટર્મિનલ અલગ ફ્યુઝ અને સ્વીચ દ્વારા લાઈવ વાયર સાથે જોડાયેલ હોય છે.
જો કોઈ એક ઉપકરણનો ફ્યુઝ ઉડી જાય,તો તેની અસર અન્ય ઉપકરણો પર થતી નથી.
દરેક ઉપકરણ માટે,જોડાણ માટે વપરાતા વાયર યોગ્ય પ્રવાહ વહન ક્ષમતા ધરાવતા હોવા જોઈએ.

(N/A) વીજળી આપણા રોજિંદા જીવનમાં ઉર્જાનો એક આવશ્યક અને અનુકૂળ સ્ત્રોત છે,પરંતુ જો તેને યોગ્ય રીતે સંભાળવામાં ન આવે તો તે જોખમી બની શકે છે. નીચે મુજબના સુરક્ષાત્મક પગલાં લેવા જોઈએ:
$(i)$ યોગ્ય એમ્પેરેજ અને સારી ઇન્સ્યુલેશન ધરાવતા ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા વાયરનો ઉપયોગ કરો.
$(ii)$ તમામ ખુલ્લા વાયર અને સાંધાઓને ઇન્સ્યુલેટિંગ ટેપથી ઢાંકો.
$(iii)$ પ્લગ,સ્વીચ અને સોકેટ પરના તમામ જોડાણો ચુસ્ત હોવા જોઈએ.
$(iv)$ કોઈપણ ખામીયુક્ત પ્લગ,સ્વીચ અથવા સોકેટને તરત જ બદલો.
$(v)$ રબરના બૂટ અથવા રબરના મોજા પહેર્યા વગર ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટના કોઈપણ ભાગને ક્યારેય સ્પર્શશો નહીં.
$(vi)$ યોગ્ય રેટિંગ અને સામગ્રી ધરાવતા ફ્યુઝ અથવા $MCB$ (મિનિએચર સર્કિટ બ્રેકર) નો ઉપયોગ કરો.
$(vii)$ તમામ વિદ્યુત ઉપકરણોનું યોગ્ય રીતે અર્થિંગ (earthing) થયેલું હોવું જોઈએ.
$(viii)$ સ્વીચ અને ફ્યુઝને હંમેશા લાઈવ વાયર (ફેઝ વાયર) સાથે જોડો.
$(ix)$ શોર્ટ સર્કિટ અથવા આગ લાગે ત્યારે મુખ્ય સ્વીચ (main switch) બંધ કરી દો.
$(x)$ વીજળીને કારણે લાગેલી આગને ઓલવવા માટે ક્યારેય પાણીનો ઉપયોગ કરશો નહીં.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ એ ચુંબકીય ક્ષેત્રનું ચિત્રાત્મક નિરૂપણ છે. કોઈ બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા તે બિંદુ પર ચુંબકીય હોકાયંત્ર (અથવા ચુંબકીય સોય) મૂકીને નક્કી કરવામાં આવે છે. હોકાયંત્રની સોયનો ઉત્તર ધ્રુવ જે દિશામાં નિર્દેશ કરે છે તે તે બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા આપે છે.
$(b)$ ગજિયા ચુંબકની આસપાસની ક્ષેત્ર રેખાઓ આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.
$(c)$ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓના ગુણધર્મો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ તે ચુંબકની બહાર ઉત્તર ધ્રુવમાંથી નીકળે છે અને દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે.
$(ii)$ તે સતત બંધ વક્રો છે.
$(iii)$ કોઈ પણ બે ક્ષેત્ર રેખાઓ એકબીજાને છેદી શકતી નથી.

(N/A) ઘરેલું વાયરિંગ સર્કિટની યોજનાબદ્ધ આકૃતિ નીચે મુજબ છે:
$(b)$ ધાતુના કવર ધરાવતા વિદ્યુત ઉપકરણો સાથે અર્થ વાયર જોડવો જરૂરી છે જેથી આપણને ઇલેક્ટ્રિક શોકની હાનિકારક અસરોથી બચાવી શકાય. જ્યારે કોઈ વિદ્યુત પ્રવાહ લીક થાય અથવા અન્ય કોઈ ખામી સર્જાય,ત્યારે અર્થ વાયર તે વધારાના પ્રવાહને જમીનમાં લઈ જાય છે,જેનાથી વપરાશકર્તાને ઇલેક્ટ્રિક શોક લાગતો નથી.

(N/A) શુદ્ધ લોખંડનો ઉપયોગ કાયમી ચુંબક બનાવવા માટે થતો નથી કારણ કે તે સરળતાથી તેનું ચુંબકત્વ ગુમાવી દે છે (demagnetized).
$Alnico$ (એલનિકો),જે લોખંડ,નિકલ,કોબાલ્ટ અને એલ્યુમિનિયમની મિશ્રધાતુ છે,તેનો ઉપયોગ કાયમી ચુંબક બનાવવા માટે થાય છે.
કાયમી ચુંબક બનાવવા માટે,ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થ (જેમ કે $Alnico$) ને સોલેનોઇડની અંદર મૂકવામાં આવે છે અને તેમાંથી લાંબા સમય સુધી મજબૂત વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે છે. સોલેનોઇડ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર પદાર્થની અંદરના ચુંબકીય ડોમેન્સને ગોઠવે છે,જેના પરિણામે તે કાયમી ચુંબક બની જાય છે.
કાયમી ચુંબકનો ઉપયોગ કરતા વિદ્યુત ઉપકરણોના બે ઉદાહરણો $electric$ $motor$ (વિદ્યુત મોટર) અને $electric$ $bell$ (વિદ્યુત ઘંટડી) છે.

(N/A) વિદ્યુતચુંબક એ એક એવું ઉપકરણ છે જે જ્યારે તેના વાહક ગૂંચળામાંથી વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે ત્યારે તેની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે. તે નરમ લોખંડ અથવા તેની મિશ્રધાતુના ગર્ભ (core) અને તેની આસપાસ વીંટાળેલા સોલેનોઇડ વાહક ગૂંચળાનું બનેલું હોય છે.
$(b)$ $(i)$ કાયમી ચુંબક બનાવવા માટે એલ્નિકો (Alnico) મિશ્રધાતુનો ઉપયોગ થાય છે.
$(ii)$ કામચલાઉ ચુંબક બનાવવા માટે નરમ લોખંડનો ઉપયોગ થાય છે.
$(c)$ સમાન લંબાઈની લગભગ $10$ લોખંડની ખીલીઓ લો અને તેમની આસપાસ સોલેનોઇડ ગૂંચળાના સ્વરૂપમાં ઇન્સ્યુલેટેડ તાંબાનો તાર વીંટાળો. હવે,આ ગોઠવણને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ બેટરી અને કી સ્વીચ સાથે જોડો. જ્યારે ગૂંચળામાંથી વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે ગૂંચળાની અંદરની ખીલીઓ ગર્ભ તરીકે કાર્ય કરે છે અને ચુંબકિત થાય છે. આવી ગોઠવણને વિદ્યુતચુંબક કહેવામાં આવે છે.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્ર એ ચુંબક અથવા વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકની આસપાસનો એવો વિસ્તાર છે જેમાં તેની ચુંબકીય અસર અન્ય ચુંબકીય પદાર્થો દ્વારા અનુભવી શકાય છે.
$(b)$ કોઈ બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા ચુંબકીય હોકાયંત્રનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે. હોકાયંત્રની સોયનો ઉત્તર ધ્રુવ ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે છે. તે જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમનો ઉપયોગ કરીને પણ નક્કી કરી શકાય છે.
$(c)$ પ્રવૃત્તિ: એક કાર્ડબોર્ડનો ટુકડો લો અને તેની મધ્યમાંથી એક સીધો તાંબાનો તાર કાર્ડબોર્ડના સમતલને લંબ રહે તેમ પસાર કરો. તારના છેડાઓને બેટરી અને સ્વીચ સાથે જોડો. કાર્ડબોર્ડ પર લોખંડનો ભૂકો સમાન રીતે ભભરાવો. જ્યારે તારમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે,ત્યારે કાર્ડબોર્ડને હળવેથી ટકોરા મારો. તમે જોશો કે લોખંડનો ભૂકો તારની આસપાસ સમકેન્દ્રી વર્તુળોના સ્વરૂપમાં ગોઠવાઈ જાય છે. આ વર્તુળો ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓ દર્શાવે છે. આ રેખાઓની દિશા વર્તુળો પરના વિવિધ બિંદુઓ પર ચુંબકીય હોકાયંત્ર મૂકીને નક્કી કરી શકાય છે. જો વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ઉલટાવવામાં આવે,તો ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓની દિશા પણ ઉલટાઈ જાય છે.
$(d)$ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વર્તુળાકાર લૂપના કેન્દ્રમાં,ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓ સીધી અને લૂપના સમતલને લંબ હોય છે.

(N/A) અર્થિંગ વાયર કોઈપણ લીકેજની સ્થિતિમાં પ્રવાહને જમીનમાં વહેવા માટે ઓછો અવરોધ ધરાવતો માર્ગ પૂરો પાડે છે,જેથી વપરાશકર્તાને વીજળીનો આંચકો લાગતો નથી. ધાતુના વિદ્યુત ઉપકરણોનું અર્થિંગ કરવું જરૂરી છે જેથી જો લાઈવ વાયર ધાતુના કવરને સ્પર્શે તો વપરાશકર્તાને વીજળીના આંચકાથી બચાવી શકાય.
$(b)$ શોર્ટ-સર્કિટિંગ: જ્યારે લાઈવ વાયર સીધા ન્યુટ્રલ વાયરના સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે પરિપથમાં અવરોધ શૂન્ય થઈ જવાથી પ્રવાહમાં અચાનક મોટો વધારો થાય છે,જેને શોર્ટ-સર્કિટિંગ કહેવાય છે.
ઓવરલોડિંગ: જ્યારે એક જ સોકેટ કે પરિપથમાં ઘણા બધા વિદ્યુત ઉપકરણો જોડવામાં આવે છે,ત્યારે તે વાયરની ક્ષમતા કરતા વધુ પ્રવાહ ખેંચે છે,જેનાથી વાયર ગરમ થઈ શકે છે,જેને ઓવરલોડિંગ કહેવાય છે.
$(c)$ $(i)$ લાઈટ અને પંખા માટે,ફ્યુઝની ક્ષમતા $5 \,A$ હોય છે.
$(ii)$ $2 \,kW$ કે તેથી વધુ પાવર ધરાવતા ઉપકરણો માટે,ફ્યુઝની ક્ષમતા $15 \,A$ હોય છે.

(N/A) $(i)$ એક બેટરી $(12 \, V)$, એક ચલ અવરોધ (રિયોસ્ટેટ), એક એમીટર $(0-5 \, A)$, એક પ્લગ કળ અને એક લાંબો સીધો જાડો તાંબાનો તાર લો। આ જાડા તારને એક લંબચોરસ કાર્ડબોર્ડના સમતલને લંબ રૂપે તેના કેન્દ્રમાંથી પસાર કરો। ધ્યાન રાખો કે કાર્ડબોર્ડ સ્થિર રહે અને ઉપર કે નીચે સરકે નહીં। તાંબાના તારને બિંદુઓ $X$ અને $Y$ વચ્ચે શિરોલંબ રીતે બેટરી, પ્લગ અને કળ સાથે શ્રેણીમાં જોડો। કાર્ડબોર્ડ પર લોખંડનો ભૂકો સમાન રીતે ભભરાવો। રિયોસ્ટેટના ચલને નિશ્ચિત સ્થિતિમાં રાખો અને એમીટરમાંથી વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ નોંધો। કળ બંધ કરો જેથી તારમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ વહે। ખાતરી કરો કે બિંદુઓ $X$ અને $Y$ વચ્ચે રાખેલ તાંબાનો તાર શિરોલંબ સીધો રહે। કાર્ડબોર્ડને હળવેથી થોડી વાર ટકોરા મારો। લોખંડના ભૂકાની ભાતનું અવલોકન કરો। તમે જોશો કે લોખંડનો ભૂકો તાંબાના તારની આસપાસ સમકેન્દ્રી વર્તુળોની ભાત દર્શાવે છે।
$(ii)$ જ્યારે આ રેખાઓ પર ચુંબકીય હોકાયંત્ર મૂકવામાં આવે છે, ત્યારે તે ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં બળ અનુભવે છે। આમ, હોકાયંત્રની સોયનું વિચલન ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા આપે છે। હવે, જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ઉલટાવવામાં આવે છે, ત્યારે સોયના વિચલનની દિશા પણ ઉલટાઈ જાય છે। આ દર્શાવે છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા પણ ઉલટાઈ ગઈ છે। આ નિયમ 'જમણા હાથના અંગૂઠાનો નિયમ' છે। તે જણાવે છે કે: "કલ્પના કરો કે તમે તમારા જમણા હાથમાં વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સીધો વાહક એવી રીતે પકડ્યો છે કે તમારો અંગૂઠો વિદ્યુતપ્રવાહની દિશામાં રહે। તો તમારી આંગળીઓ વાહકની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશામાં વીંટળાયેલી રહેશે।"
ટેબલ પર આડી પડેલી વર્તુળાકાર લૂપ માટે જેમાં વિષમઘડી વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે: જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમનો ઉપયોગ કરતા, લૂપની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ શિરોલંબ ઉપરની તરફ અને લૂપની બહાર શિરોલંબ નીચેની તરફ હશે।