Mix Examples - Magnetic Effects of Electric Current Questions in Gujarati

(N/A) $(i)$ $(a)$ ડાયરેક્ટ કરંટ ($DC$ - ડીસી)
$(b)$ અલ્ટરનેટિંગ કરંટ ($AC$ - એસી)
$(ii)$ ડાયરેક્ટ કરંટનો સ્ત્રોત: બેટરી અથવા સેલ. અલ્ટરનેટિંગ કરંટનો સ્ત્રોત: એસી જનરેટર અથવા પાવર પ્લાન્ટ.
$(iii)$ આપણા દેશમાં એસી $(AC)$ ની આવૃત્તિ $50 \, Hz$ છે.
$(iv)$ બંને પ્રવાહો વચ્ચેના બે તફાવતો:
$1$. ડીસી $(DC)$ નું મૂલ્ય સમય સાથે અચળ રહે છે,જ્યારે એસી $(AC)$ નું મૂલ્ય સમય સાથે સતત બદલાય છે.
$2$. ડીસી $(DC)$ ની દિશા નિશ્ચિત રહે છે,જ્યારે એસી $(AC)$ ની દિશા સમયાંતરે બદલાય છે.
$(v)$ લાંબા અંતર સુધી વિદ્યુત પાવરના પ્રસારણ માટે અલ્ટરનેટિંગ કરંટ $(AC)$ નો ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તેને ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ કરીને સ્ટેપ-અપ કે સ્ટેપ-ડાઉન કરી શકાય છે,જે ડીસી $(DC)$ ની તુલનામાં પ્રસારણ દરમિયાન ઉર્જાનો વ્યય નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.

(N/A) પ્રયોગ: એક નાનો એલ્યુમિનિયમનો સળિયો $AB$ લો જે બે જોડાણ વાયર દ્વારા સ્ટેન્ડ પરથી આડી રીતે લટકાવેલ છે. એક મજબૂત ઘોડાની નાળ જેવું ચુંબક એવી રીતે મૂકો કે જેથી સળિયો બે ધ્રુવોની વચ્ચે રહે અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર શિરોલંબ ઉપરની તરફ હોય. સળિયાના છેડાઓને બેટરી,કળ અને રિઓસ્ટેટ સાથે શ્રેણીમાં જોડો. જ્યારે સળિયામાંથી $B$ થી $A$ તરફ વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે સળિયો સ્થાનાંતરિત થાય છે. આ સ્થાનાંતરણ દર્શાવે છે કે જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે ત્યારે તેના પર બળ લાગે છે.
$(b)$ વાહક પર લાગતું બળ તેમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે $(F \propto I)$. તેથી,જો વાહકમાં વિદ્યુતપ્રવાહ વધારવામાં આવે,તો તેના પર લાગતું બળ પણ વધશે,જેના પરિણામે સળિયાનું સ્થાનાંતર વધુ થશે.
$(c)$ ઇલેક્ટ્રિક મોટર એ આ સિદ્ધાંત પર કામ કરતું સાધન છે.

(N/A) વિદ્યુત ફ્યુઝના કાર્યમાં વિદ્યુત પ્રવાહની ઉષ્મીય અસરનો ઉપયોગ થાય છે. જ્યારે પ્રવાહ સુરક્ષિત મર્યાદા કરતા વધી જાય છે,ત્યારે વધુ પડતી ગરમીને કારણે તાર ઓગળી જાય છે અને પરિપથ તૂટી જાય છે.
$(b)$ ઘરગથ્થુ પરિપથમાં ફ્યુઝને હંમેશા લાઈવ વાયર સાથે શ્રેણીમાં જોડવામાં આવે છે જેથી જો પ્રવાહ ખૂબ વધી જાય તો તે પરિપથને તોડી શકે.
$(c)$ ઘરગથ્થુ પરિપથની આકૃતિ નીચે મુજબ છે.

(N/A) $(i)$ ગજિયા ચુંબકની બહાર,ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓની દિશા ઉત્તર ધ્રુવથી દક્ષિણ ધ્રુવ તરફ હોય છે.
$(ii)$ બે ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓ એકબીજાને છેદી શકતી નથી કારણ કે જો તેઓ છેદે,તો તેનો અર્થ એ થાય કે છેદનબિંદુ પર હોકાયંત્રની સોય એકસાથે બે અલગ-અલગ દિશાઓમાં નિર્દેશ કરે,જે ભૌતિક રીતે અશક્ય છે.
$(iii)$ કોઈ આપેલ વિસ્તારમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓની ગીચતા એ સૂચવે છે કે તે વિસ્તારમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રબળ છે.
$(iv)$ ભારતમાં $AC$ ની આવૃત્તિ $50 \, Hz$ છે.
$(v)$ $DC$ ની સરખામણીમાં $AC$ નો એક મુખ્ય ફાયદો એ છે કે $AC$ ને વિદ્યુત ઉર્જાના નોંધપાત્ર વ્યય વિના લાંબા અંતર સુધી વહન કરી શકાય છે.

(D) $(i)$ ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થવાને કારણે ગેલ્વેનોમીટરમાં ક્ષણિક આવર્તન જોવા મળે છે.
$(ii)$ વિરુદ્ધ દિશામાં ક્ષણિક આવર્તન જોવા મળે છે કારણ કે ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતો ફેરફાર ઉલટાઈ જાય છે.
$(iii)$ કોઈ આવર્તન જોવા મળતું નથી કારણ કે જ્યારે ચુંબક સ્થિર હોય ત્યારે ચુંબકીય ફ્લક્સમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.
$(b)$ આ ઘટનાને વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ (Electromagnetic Induction) કહેવામાં આવે છે. તેની શોધ માઈકલ ફેરાડે દ્વારા કરવામાં આવી હતી. પ્રેરિત પ્રવાહની દિશા અને ચુંબકની ગતિની દિશા વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવતો નિયમ ફ્લેમિંગનો જમણા હાથનો નિયમ છે. આ નિયમ મુજબ,જો તમે તમારા જમણા હાથના અંગૂઠા,તર્જની અને મધ્યમા આંગળીને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ફેલાવો,તો અંગૂઠો વાહકની (અથવા ચુંબકની) ગતિની દિશા,તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા અને મધ્યમા આંગળી પ્રેરિત પ્રવાહની દિશા દર્શાવે છે.

(N/A) જ્યારે કોઈ વિદ્યુત ઉપકરણની ધાતુની બોડીને પૃથ્વીમાં ઊંડે દાટેલી ધાતુની પ્લેટ સાથે જોડવામાં આવે ત્યારે તેને અર્થિંગ કરેલું કહેવાય છે. અર્થિંગ વાયરનું કાર્ય એ છે કે જ્યારે ઉપકરણમાં વિદ્યુત પ્રવાહ લીક થાય,ત્યારે તે પ્રવાહને જમીનમાં વહેવા માટે ઓછો અવરોધ ધરાવતો માર્ગ પૂરો પાડે છે,જેથી વિદ્યુત આંચકાથી બચી શકાય છે. ધાતુની બોડી ધરાવતા ઉપકરણોનું અર્થિંગ કરવું જરૂરી છે કારણ કે જો લાઈવ વાયર ધાતુના આવરણને સ્પર્શે,તો પ્રવાહ વપરાશકર્તાના શરીરમાંથી પસાર થવાને બદલે સીધો જમીનમાં જાય છે,જે સુરક્ષા સુનિશ્ચિત કરે છે.
$(b)$ $(i)$ શોર્ટ સર્કિટિંગ: જ્યારે લાઈવ વાયર અને ન્યુટ્રલ વાયર એકબીજાના સીધા સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે પરિપથમાં પ્રવાહ અચાનક વધી જાય છે,જેને શોર્ટ સર્કિટિંગ કહેવાય છે.
$(ii)$ ઓવરલોડિંગ: જ્યારે એક જ સોકેટમાં ઘણા બધા વિદ્યુત ઉપકરણો જોડવામાં આવે છે,ત્યારે પરિપથની ક્ષમતા કરતાં વધુ પ્રવાહ ખેંચાય છે,જેને ઓવરલોડિંગ કહેવાય છે,જેના કારણે વાયર ગરમ થઈ શકે છે.

(N/A) વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ એ એવી ઘટના છે જેમાં વાહક સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફાર થવાથી બીજા વાહકમાં વિદ્યુતપ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.
$(b)$ આકૃતિમાં બે ગૂંચળા $P$ (પ્રાથમિક) અને $S$ (ગૌણ) લોખંડના ગર્ભ પર વીંટાળેલા દર્શાવ્યા છે.
$(i)$ જ્યારે કળ બંધ કરવામાં આવે છે,ત્યારે ગૂંચળા $P$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ શૂન્યથી મહત્તમ મૂલ્ય સુધી વધે છે. આનાથી ગૂંચળા $S$ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફાર થાય છે,જેના પરિણામે ગેલ્વેનોમીટરમાં ક્ષણિક આવર્તન જોવા મળે છે.
$(ii)$ જ્યારે ગૂંચળા $P$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ સ્થિર રીતે વહે છે,ત્યારે ગૂંચળા $S$ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર અચળ રહે છે. ચુંબકીય ફ્લક્સમાં કોઈ ફેરફાર થતો ન હોવાથી,કોઈ પ્રેરિત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થતો નથી અને ગેલ્વેનોમીટર શૂન્ય આવર્તન દર્શાવે છે.
$(iii)$ જ્યારે કળ કાઢી લેવામાં આવે છે,ત્યારે ગૂંચળા $P$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ ઘટીને શૂન્ય થઈ જાય છે. આનાથી ગૂંચળા $S$ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ઝડપી ફેરફાર થાય છે,જેના પરિણામે ગેલ્વેનોમીટરમાં વિરુદ્ધ દિશામાં ક્ષણિક આવર્તન જોવા મળે છે.

(N/A) $(i)$ ગેલ્વેનોમીટર એક તરફ ક્ષણિક આવર્તન દર્શાવશે કારણ કે જેમ કોઈલ $C_{1}$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ શૂન્યથી સ્થિર મૂલ્ય સુધી વધે છે,તેમ કોઈલ $C_{2}$ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય છે.
$(ii)$ ગેલ્વેનોમીટર અગાઉની વિરુદ્ધ દિશામાં ક્ષણિક આવર્તન દર્શાવશે કારણ કે જેમ કોઈલ $C_{1}$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ ઘટીને શૂન્ય થાય છે,તેમ કોઈલ $C_{2}$ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ઘટાડો થાય છે.
$(iii)$ ગેલ્વેનોમીટર કોઈ આવર્તન દર્શાવશે નહીં કારણ કે કોઈલ $C_{1}$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ સ્થિર છે,જેનો અર્થ છે કે કોઈલ $C_{2}$ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ અચળ રહે છે.
$(iv)$ આ ઘટનાને વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ (Electromagnetic Induction) કહેવાય છે. આ એક એવી પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા એક વાહકમાં બદલાતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર તેની નજીક રાખેલા બીજા વાહકમાં વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અને વિદ્યુતપ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે. પ્રેરિત વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા નક્કી કરવા માટે ફ્લેમિંગના જમણા હાથના નિયમનો ઉપયોગ થાય છે.

(N/A) $(i)$ બે ભૂલો નીચે મુજબ છે:
$(a)$ ફ્યુઝ ખોટી રીતે તટસ્થ તાર $(N)$ સાથે જોડાયેલ છે; સુરક્ષા સુનિશ્ચિત કરવા માટે તેને લાઈવ વાયર $(L)$ સાથે જોડવો આવશ્યક છે જેથી ખામી સર્જાય ત્યારે તે પરિપથને તોડી શકે.
$(b)$ બલ્બ $B_{2}$ તટસ્થ તાર સાથે જોડાયેલ નથી,જેનો અર્થ છે કે $B_{2}$ માટેનો પરિપથ અધૂરો છે અને તે પ્રકાશિત થશે નહીં.
$(ii)$ ઇલેક્ટ્રિક હીટરનું તત્વ ઊંચા ગલનબિંદુ ધરાવતા પદાર્થ (જેમ કે નાઈક્રોમ) માંથી બનેલું હોય છે જેથી તે પીગળ્યા વિના ઊંચા તાપમાનને સહન કરી શકે. તેનાથી વિપરીત,ફ્યુઝનો તાર નીચા ગલનબિંદુ ધરાવતા પદાર્થનો બનેલો હોય છે જેથી જ્યારે વધુ પડતો વિદ્યુતપ્રવાહ વહે ત્યારે તે પીગળી જાય અને પરિપથને તોડી નાખે.
$(iii)$ શ્રેણી જોડાણની સરખામણીમાં સમાંતર જોડાણના બે ફાયદા નીચે મુજબ છે:
$(a)$ દરેક ઉપકરણને પાવર સપ્લાય જેટલો જ સમાન વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત (વોલ્ટેજ) મળે છે.
$(b)$ દરેક ઉપકરણ માટે અલગ સ્વીચ હોય છે,જેનાથી અન્ય ઉપકરણોને અસર કર્યા વિના તેને સ્વતંત્ર રીતે ચાલુ કે બંધ કરી શકાય છે.

(N/A) $(i)$
$(a) 220 \ V$
$(b) 50 \ Hz$
$(ii)$
$(a)$ અર્થિંગ વાયર: અર્થિંગ વાયર એ જાડો ધાતુનો વાયર છે જે જમીનમાં ઊંડે દાટેલી ધાતુની પ્લેટ સાથે જોડાયેલ હોય છે. તેનો ઉપયોગ ધાતુની બોડી ધરાવતા ઉપકરણો,જેમ કે ટોસ્ટર વગેરે માટે સુરક્ષાના માપદંડ તરીકે થાય છે. ઉપકરણની ધાતુની બોડી અર્થિંગ વાયર સાથે જોડાયેલી હોય છે,જે વિદ્યુતપ્રવાહ માટે ઓછા અવરોધવાળો માર્ગ પૂરો પાડે છે. તે સુનિશ્ચિત કરે છે કે ધાતુની બોડીમાં વિદ્યુતપ્રવાહનું લીકેજ થાય તો તેનું વિદ્યુતસ્થિતિમાન પૃથ્વીના વિદ્યુતસ્થિતિમાન જેટલું જ રહે,જેથી વપરાશકર્તાને સ્પર્શ કરવાથી જોરદાર વીજળીનો આંચકો ન લાગે.
$(b)$ ફ્યુઝ: તે નીચા ગલનબિંદુ ધરાવતી મિશ્રધાતુમાંથી બનેલો વાયરનો ટુકડો છે. જો પરિપથમાંથી નિર્ધારિત મૂલ્ય કરતા વધારે વિદ્યુતપ્રવાહ વહે,તો ફ્યુઝ વાયરનું તાપમાન વધે છે અને તે પીગળી જાય છે. આનાથી પરિપથ તૂટી જાય છે અને ઉપકરણમાં અતિશય ઊંચો વિદ્યુતપ્રવાહ વહેતો અટકે છે. આ રીતે,યોગ્ય રેટિંગનો ફ્યુઝ ઉપકરણ અને પરિપથને નુકસાનથી બચાવે છે.

(N/A) સોલેનોઇડ એ નળાકારના આકારમાં નજીકથી વીંટળાયેલા ઇન્સ્યુલેટેડ તાંબાના તારના ઘણા ગોળાકાર આંટાઓ ધરાવતી ગૂંચળું છે.
સોલેનોઇડ અને ગજિયા ચુંબક માટેની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ આપેલી આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.
તુલના અને સમાનતા:
$1$. સમાનતા: વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સોલેનોઇડ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની ભાત ગજિયા ચુંબક જેવી જ હોય છે. બંને કિસ્સામાં,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ચુંબકની બહાર ઉત્તર ધ્રુવમાંથી નીકળી દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે અને ચુંબકની અંદર દક્ષિણથી ઉત્તર તરફ ગતિ કરે છે.
$2$. તુલના: સોલેનોઇડ એક વિદ્યુતચુંબક તરીકે કાર્ય કરે છે,જેનો અર્થ છે કે વિદ્યુતપ્રવાહને નિયંત્રિત કરીને તેના ચુંબકીય ક્ષેત્રને ચાલુ કે બંધ કરી શકાય છે,જ્યારે ગજિયા ચુંબક એ કાયમી ચુંબક છે જેનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર અચળ હોય છે.

(B) આકૃતિ $(B)$ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની સાચી ભાત દર્શાવે છે.
કારણ: ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ક્યારેય એકબીજાને છેદતી નથી. જો તેઓ એકબીજાને છેદે,તો તેનો અર્થ એ થાય કે છેદનબિંદુ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રની એક જ સમયે બે અલગ-અલગ દિશાઓ હોય,જે ભૌતિક રીતે અશક્ય છે.
એકબીજાની સામે રહેલા ચુંબકના ધ્રુવો ઉત્તર ધ્રુવો છે,કારણ કે ક્ષેત્ર રેખાઓ ચુંબકમાંથી બહાર નીકળતી દર્શાવવામાં આવી છે.

(N/A) ચુંબકને ઓળખવા માટે,એક સળિયાને ટેબલ પર આડો મૂકો અને બીજા સળિયાને ઊભો પકડો. ઊભા સળિયાના છેડાને આડા સળિયાના કેન્દ્રની નજીક લાવો.
$1$. જો તમને મજબૂત આકર્ષણ અનુભવાય,તો ઊભો સળિયો ચુંબક છે.
$2$. જો તમને કેન્દ્રમાં કોઈ આકર્ષણ કે ખૂબ ઓછું આકર્ષણ અનુભવાય,તો આડો સળિયો ચુંબક છે.
વૈકલ્પિક રીતે,ઊભા સળિયાને આડા સળિયાની લંબાઈ પર ફેરવો. જો આકર્ષણ બળ સમાન હોય,તો ઊભો સળિયો ચુંબક છે. જો બળ છેડા પર મહત્તમ અને કેન્દ્રમાં ન્યૂનતમ હોય,તો આડો સળિયો ચુંબક છે.

(N/A) $1$. ડ્રોઈંગ બોર્ડ પર સફેદ કાગળની શીટ મૂકો અને તેને એડહેસિવ ટેપ વડે ચોંટાડો.
$2$. કાગળની મધ્યમાં એક ગજિયો ચુંબક મૂકો અને તેની સીમા રેખાંકિત કરો.
$3$. ચુંબકના ઉત્તર ધ્રુવની નજીક એક નાની હોકાયંત્રની સોય મૂકો. હોકાયંત્રની સોયનો દક્ષિણ ધ્રુવ ચુંબકના ઉત્તર ધ્રુવ તરફ નિર્દેશ કરશે.
$4$. પેન્સિલ વડે હોકાયંત્રની સોયના બંને છેડાના સ્થાનને અંકિત કરો.
$5$. હોકાયંત્રને એવી રીતે નવી સ્થિતિમાં ખસેડો કે તેનો દક્ષિણ ધ્રુવ અગાઉ 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.
$7$. અંકિત કરેલા બિંદુઓને એક સરળ વક્ર દ્વારા જોડો. આ વક્ર ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખા દર્શાવે છે.
$8$. ચુંબકની આસપાસ આવી ઘણી રેખાઓ દોરવા માટે આ પ્રક્રિયાનું પુનરાવર્તન કરો.

(N/A) આ દર્શાવવા માટે,આપણે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ બેટરી $(12 \, V)$,પ્લગ કળ $(K)$,એમીટર $(A)$ અને એક લાંબા જાડા તાંબાના તારનો બનેલો પરિપથ તૈયાર કરીશું.
$1$. પરિપથમાં વિદ્યુતપ્રવાહ વહેવડાવવા માટે પ્લગ કળ $(K)$ ને બંધ કરો.
$2$. એક ચુંબકીય હોકાયંત્રની સોયને જાડા તાંબાના તારની નજીક મૂકો અને તેનું કોણાવર્તન અવલોકન કરો.
$3$. પરિપથમાં વિદ્યુતપ્રવાહ અચળ રાખીને,હોકાયંત્રની સોયને ધીમે ધીમે તારથી દૂર લઈ જાઓ.
$4$. આપણે અવલોકન કરીશું કે જેમ હોકાયંત્રની સોય અને તાર વચ્ચેનું અંતર વધે છે,તેમ સોયનું કોણાવર્તન ઘટતું જાય છે.
આ અવલોકન પુષ્ટિ કરે છે કે વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત તાર દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા તારથી અંતર વધવાની સાથે ઘટે છે.

(N/A) $(i)$ વિદ્યુતપ્રવાહની દિશાના આધારે,છેડો $A$ ઉત્તર ધ્રુવ તરીકે અને છેડો $B$ દક્ષિણ ધ્રુવ તરીકે વર્તે છે.
$(ii)$ સોલેનોઈડની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ સોલેનોઈડની અક્ષને સમાંતર હોય છે,જે સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર સૂચવે છે. કોઈલની અંદર ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશા દક્ષિણ ધ્રુવથી ઉત્તર ધ્રુવ તરફ હોય છે.
$(iii)$ કોઈલની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા વધારવા માટેની બે રીતો નીચે મુજબ છે:
$1$. કોઈલમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહનું મૂલ્ય વધારવું.
$2$. કોઈલમાં આંટાઓની સંખ્યા વધારવી અથવા સોલેનોઈડની અંદર નરમ લોખંડનો ગર્ભ (soft iron core) મૂકવો.

(N/A) $(i)$ પ્રથમ કિસ્સામાં વિદ્યુતપ્રવાહ એ $dc$ (ડાયરેક્ટ કરંટ) છે અને બીજા કિસ્સામાં તે $ac$ (અલ્ટરનેટિંગ કરંટ) છે.
$(ii)$ $(a)$ બેટરી $(b)$ $ac$ જનરેટર।
$(iii)$ $50 \ Hz$.
$(iv)$

$dc$	$ac$
વિદ્યુતપ્રવાહ હંમેશા એક જ દિશામાં વહે છે।	વિદ્યુતપ્રવાહ સમયાંતરે મૂલ્ય અને દિશા બદલે છે।
તેને સરળતાથી $ac$ માં રૂપાંતરિત કરી શકાતો નથી।	તેને સરળતાથી $dc$ માં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે।

(N/A) જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમ મુજબ,જ્યારે સીધા તારમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે,ત્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ તારની આસપાસ સમકેન્દ્રી વર્તુળો બનાવે છે.
બંને તારમાં વિદ્યુતપ્રવાહ સમાન નીચેની દિશામાં વહેતો હોવાથી,દરેક તારની આસપાસની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ઘડિયાળના કાંટાની દિશામાં (clockwise) હશે.
જેમ જેમ બંને તારમાંથી બળની રેખાઓ એકબીજા સાથે આંતરક્રિયા કરે છે,તેમ તેઓ એક સંયુક્ત ભાત બનાવે છે જ્યાં તારની વચ્ચેની રેખાઓ એકબીજાની અસરને અમુક અંશે નાબૂદ કરે છે,જેના પરિણામે નીચેની આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબની ભાત જોવા મળે છે.

(N/A) $(i)$ ચુંબકના હલનચલનને કારણે કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય છે,જેના કારણે ગેલ્વેનોમીટરમાં વિચલન જોવા મળે છે. આ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર કોઈલમાં પ્રેરિત ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ $(emf)$ ઉત્પન્ન કરે છે,જે ગેલ્વેનોમીટરમાંથી પ્રેરિત પ્રવાહ વહેવડાવે છે.
$(ii)$ લેન્ઝના નિયમ મુજબ,પ્રેરિત પ્રવાહ છેડા $A$ પર એવો ચુંબકીય ધ્રુવ બનાવશે જે નજીક આવતા ચુંબકના $N$ ધ્રુવનો વિરોધ કરે. આમ,છેડો $A$ એ $N$ ધ્રુવ તરીકે વર્તે છે. છેડા $A$ થી જોતા,પ્રવાહની દિશા એન્ટિક્લોકવાઇઝ (ઘડિયાળના કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં) દેખાય છે.
$(iii)$ જ્યારે કોઈલને $N$ થી દૂર લઈ જવામાં આવે છે,ત્યારે કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ ઘટે છે. આનાથી વિરુદ્ધ દિશામાં પ્રવાહ પ્રેરિત થાય છે,જેના કારણે ગેલ્વેનોમીટર ડાબી તરફ વિચલન દર્શાવે છે.
$(iv)$ જ્યારે કોઈલ અને ચુંબક બંનેને સમાન ઝડપે જમણી તરફ ખસેડવામાં આવે છે,ત્યારે તેમની વચ્ચે કોઈ સાપેક્ષ ગતિ હોતી નથી. પરિણામે,કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી,અને ગેલ્વેનોમીટર કોઈ વિચલન દર્શાવતું નથી (શૂન્ય રીડિંગ).

(N/A) જ્યારે ચુંબકને કોઈલની અંદર ગતિ કરાવવામાં આવે છે,ત્યારે ચુંબકને ગતિ કરાવવા માટે કરવામાં આવેલું યાંત્રિક કાર્ય વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે,જે ગેલવેનોમીટરમાં થતા આવર્તન દ્વારા જાણી શકાય છે.
આ ઘટનાને વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ (electromagnetic induction) કહેવામાં આવે છે.

(N/A) $(i)$ પરિવારે વિદ્યુત ઊર્જાનો વપરાશ કર્યો.
$(ii)$ વપરાયેલી ઊર્જા કિલોવોટ-અવર $(kWh)$ માં માપવામાં આવી હતી.

(N/A)

ઉપકરણનું નામ	પાવર રેટિંગ, વોલ્ટેજ રેટિંગ અને દૈનિક વપરાશ
ફ્લોરોસન્ટ ટ્યુબ	$40 \, W, 220 \, V, 5 \, \text{કલાક}$
પંખો	$60 \, W, 220 \, V, 15 \, \text{કલાક}$
ગીઝર	$2000 \, W, 220 \, V, 1.5 \, \text{કલાક}$

(D) આકૃતિ $(i)$ માં દર્શાવેલ જોડાણ શ્રેણી જોડાણ છે. આકૃતિ $(ii)$ માં દર્શાવેલ જોડાણ સમાંતર જોડાણ છે.
અમે ઘરગથ્થુ વીજળી માટે સમાંતર જોડાણ પસંદ કરીશું. તેના કારણો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ શ્રેણી જોડાણમાં,જો એક બલ્બ ફ્યુઝ થઈ જાય,તો પરિપથ તૂટી જાય છે અને અન્ય બલ્બ પણ પ્રકાશિત થતા બંધ થઈ જાય છે. જો કે,સમાંતર જોડાણમાં,જો એક બલ્બ ફ્યુઝ થઈ જાય,તો પણ અન્ય બલ્બ પ્રકાશિત રહે છે કારણ કે તેઓ સ્વતંત્ર શાખાઓમાં જોડાયેલા હોય છે.
$(ii)$ શ્રેણી જોડાણમાં,જેમ વધુ બલ્બ ઉમેરવામાં આવે છે તેમ પરિપથનો કુલ અવરોધ વધે છે,જેનાથી પ્રવાહ ઘટે છે અને બલ્બનો પ્રકાશ ઓછો થાય છે. સમાંતર જોડાણમાં,દરેક બલ્બને સ્ત્રોતનો સંપૂર્ણ વોલ્ટેજ મળે છે,તેથી જ્યારે બીજો બલ્બ ચાલુ કે બંધ કરવામાં આવે ત્યારે એક બલ્બની તેજસ્વિતા પર કોઈ અસર થતી નથી.

(N/A) $(i)$ છેડા $P$ ને જોતા,પ્રવાહ ઘડિયાળના કાંટાની દિશામાં વહે છે,તેથી,$P$ દક્ષિણ ધ્રુવ તરીકે વર્તે છે. છેડા $Q$ ને જોતા,પ્રવાહ ઘડિયાળના કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં વહેતો જણાય છે,તેથી,$Q$ ઉત્તર ધ્રુવ તરીકે વર્તે છે.
$(ii)$ સોલેનોઈડની અંદરની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે. એ નોંધવું મહત્વપૂર્ણ છે કે સોલેનોઈડની બહાર,ક્ષેત્ર રેખાઓ ઉત્તર ધ્રુવથી દક્ષિણ ધ્રુવ તરફ હોય છે,પરંતુ સોલેનોઈડની અંદર,ક્ષેત્ર રેખાઓ દક્ષિણ ધ્રુવથી ઉત્તર ધ્રુવ તરફ હોય છે. હા,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ બંધ ગાળાઓ બનાવે છે.
$(iii)$ સોલેનોઈડની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા નીચે મુજબ વધારી શકાય છે:
$(a)$ સોલેનોઈડમાંથી વહેતા વિદ્યુત પ્રવાહનું મૂલ્ય વધારીને.
$(b)$ સોલેનોઈડમાં કોપર વાયરના આંટાઓની સંખ્યા વધારીને.

(N/A) આકૃતિમાં લોખંડના રજકણો જે રીતે ગોઠવાશે તે ભાત દર્શાવેલ છે. તીર ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશા દર્શાવે છે,જે નીચે તરફના વિદ્યુતપ્રવાહ માટે ઘડિયાળના કાંટાની દિશામાં (clockwise) હોય છે.
$(i)$ લોખંડના રજકણોની ગોઠવણી બદલાતી નથી,પરંતુ જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહની તીવ્રતા વધારવામાં આવે છે ત્યારે તેઓ વાહકથી વધુ અંતર સુધી ગોઠવાય છે. આનું કારણ એ છે કે વિદ્યુતપ્રવાહની તીવ્રતા વધારવાથી ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા વધે છે અને તે વાહકથી વધુ અંતર સુધી અસરકારક બને છે.
$(ii)$ આનાથી કુલ ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા વધે છે,તેથી લોખંડના રજકણો વાહકોથી વધુ અંતર સુધી ગોઠવાય છે.

(N/A) તાર $A$ અને $B$ માં વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ તારના કેન્દ્ર સાથેના સમકેન્દ્રી વર્તુળો છે,જેની દિશા જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. બંને વિદ્યુતપ્રવાહ અંદરની તરફ વહેતા હોવાથી,ક્ષેત્ર રેખાઓ ઘડિયાળના કાંટાની દિશામાં (clockwise) હોય છે.
બિંદુ $K$ એ તાર $A$ અને $B$ થી સમાન અંતરે છે. બંને તાર સમાન વિદ્યુતપ્રવાહ વહન કરતા હોવાથી,તાર $A$ અને $B$ દ્વારા $K$ પર ઉત્પન્ન થતા ચુંબકીય ક્ષેત્રોનું મૂલ્ય સમાન હોય છે. જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમ મુજબ,તાર $A$ ને કારણે $K$ પરનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર એક દિશામાં (દા.ત.,ઉપરની તરફ) હોય છે,જ્યારે તાર $B$ ને કારણે $K$ પરનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર વિરુદ્ધ દિશામાં (દા.ત.,નીચેની તરફ) હોય છે. આ બંને ક્ષેત્રો સમાન મૂલ્યના અને વિરુદ્ધ દિશાના હોવાથી,તેઓ એકબીજાની અસર નાબૂદ કરે છે,જેનાથી બિંદુ $K$ પરનું પરિણામી ચુંબકીય ક્ષેત્ર શૂન્ય બને છે.
જો તાર $B$ માં વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ઉલટાવવામાં આવે (એટલે કે,તે બહારની તરફ વહે છે),તો બિંદુ $K$ પર તાર $B$ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા પણ ઉલટાઈ જાય છે. પરિણામે,બિંદુ $K$ પર બંને ચુંબકીય ક્ષેત્રો હવે એક જ દિશામાં હશે અને તેમનો સરવાળો થશે,જેનાથી પરિણામી ચુંબકીય ક્ષેત્ર શૂન્ય રહેશે નહીં.

(N/A) વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વર્તુળાકાર લૂપની આસપાસની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ તે બિંદુઓની નજીક કેન્દ્રિત વર્તુળો જેવી હોય છે જ્યાંથી તાર કાર્ડબોર્ડમાંથી પસાર થાય છે. જેમ આપણે લૂપના કેન્દ્ર તરફ જઈએ છીએ,તેમ વર્તુળો મોટા થતા જાય છે અને કેન્દ્રની નજીક,ક્ષેત્ર રેખાઓ સીધી રેખાઓ જેવી દેખાય છે.
વર્તુળાકાર વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત લૂપના કેન્દ્રમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર $(B)$ નું મૂલ્ય નીચેના બે પરિબળો પર આધાર રાખે છે:
$(i)$ લૂપમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહ $(I)$ ની પ્રબળતા: ચુંબકીય ક્ષેત્રનું મૂલ્ય વિદ્યુતપ્રવાહના સમપ્રમાણમાં હોય છે $(B \propto I)$.
$(ii)$ લૂપની ત્રિજ્યા $(r)$: ચુંબકીય ક્ષેત્રનું મૂલ્ય લૂપની ત્રિજ્યાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે $(B \propto 1/r)$.

(A) $(i)$ પ્રથમ વિધાન ખોટું છે કારણ કે જ્યારે વાહકમાં વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા બદલાય છે ત્યારે વાહકની આસપાસના ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા પણ ઉલટાઈ જાય છે. તેથી,જ્યારે વાયરમાં કે વાહકમાં વિદ્યુતપ્રવાહ મોકલતી બેટરીના ટર્મિનલ્સ બદલવામાં આવે ત્યારે હોકાયંત્રની સોયના $N$-ધ્રુવના વિચલનની દિશા અપરિવર્તિત રહી શકે નહીં.
$(ii)$ બીજું વિધાન સાચું છે કારણ કે વાહકથી અંતર વધવાની સાથે ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા ઘટે છે.

(C) જ્યારે કોઈ તારમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે,ત્યારે તે તેની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે,જે ઓર્સ્ટેડના પ્રયોગ દ્વારા સાબિત થયું છે. આ ઉપરાંત,તારમાં વિદ્યુતભારો (ઇલેક્ટ્રોન) ગતિ કરતા હોવાથી,તારના બે છેડા વચ્ચેના વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવતને કારણે તેની સાથે વિદ્યુતક્ષેત્ર પણ સંકળાયેલું હોય છે. તેથી,વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત તાર વિદ્યુતક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર બંને ઉત્પન્ન કરે છે.

(B) ટોરોઇડલ સોલેનોઇડની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B$ નું સૂત્ર $B = \mu_0 n I$ છે,જ્યાં $n$ એ એકમ લંબાઈ દીઠ આંટાઓની સંખ્યા છે $(n = N / 2\pi r)$.
$n$ ની કિંમત મૂકતા,આપણને $B = \mu_0 (N / 2\pi r) I$ મળે છે.
અહીં,$N$ એ કુલ આંટાઓની સંખ્યા છે,$I$ એ વિદ્યુતપ્રવાહ છે,અને $r$ એ ટોરોઇડની ત્રિજ્યા છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B \propto N$ હોવાથી,જો આંટાઓની સંખ્યા $N$ ને $3$ ગણી કરવામાં આવે,તો ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B$ પણ $3$ ગણું વધશે.

(C) ફેરાડેના વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના નિયમ મુજબ,પ્રેરિત વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અથવા વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $e = -N \frac{d\phi}{dt}$.
અહીં,$N$ એ આંટાઓની સંખ્યા છે,અને $\frac{d\phi}{dt}$ એ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતા ફેરફારનો દર છે.
$1$. પ્રેરિત $EMF$ એ આંટાઓની સંખ્યા $(N)$ પર આધાર રાખે છે.
$2$. ફ્લક્સમાં ફેરફારનો દર $(\frac{d\phi}{dt})$ એ ચુંબકની ચુંબકીય મોમેન્ટ (જે ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા નક્કી કરે છે) અને ચુંબકની ગતિ પર આધાર રાખે છે.
$3$. કોઈલનો અવરોધ એ પ્રેરિત પ્રવાહ $(I = \frac{e}{R})$ ને અસર કરે છે,પરંતુ તે પ્રેરિત વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવત $(e)$ ને અસર કરતું નથી.
તેથી,પ્રેરિત વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત કોઈલના અવરોધ પર આધાર રાખતો નથી.

(D) વિદ્યુતચુંબકત્વના નિયમો અનુસાર,વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો (જેમ કે પ્રકાશ,રેડિયો તરંગો વગેરે) શૂન્યાવકાશમાં પણ ઉર્જાનું સ્થાનાંતર કરી શકે છે. યાંત્રિક તરંગો (જેમ કે અવાજ) થી વિપરીત,જેને પ્રસરણ માટે ભૌતિક માધ્યમની જરૂર હોય છે,વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો દોલન કરતા વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોના બનેલા હોય છે જે એકબીજાને જાળવી રાખે છે. તેથી,કોઈપણ ભૌતિક માધ્યમની ગેરહાજરીમાં પણ એક પદાર્થમાંથી બીજા પદાર્થમાં ઉર્જાનું સ્થાનાંતર થઈ શકે છે.

(A) જ્યારે પ્રવાહધારિત સોલેનોઇડની અંદર નરમ લોખંડનો સળિયો મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે કોર (ગર્ભ) તરીકે કાર્ય કરે છે.
નરમ લોખંડ એ ઉચ્ચ ચુંબકીય પરમીએબિલિટી ધરાવતો ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થ છે.
જ્યારે સોલેનોઇડમાં વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર થાય છે,ત્યારે નરમ લોખંડનો સળિયો સોલેનોઇડના ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા પ્રબળ રીતે ચુંબકીય બને છે.
સોલેનોઇડની અંદરનું કુલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર એ સોલેનોઇડમાં વહેતા પ્રવાહ દ્વારા ઉત્પન્ન થતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને ચુંબકીય બનેલા નરમ લોખંડના સળિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ચુંબકીય ક્ષેત્રનો સરવાળો છે.
તેથી,સોલેનોઇડની અંદરનું એકંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર નોંધપાત્ર રીતે વધે છે.

(B) સોલેનોઇડ એ અવાહક તાંબાના તારના ઘણા બધા નજીકથી વીંટળાયેલા આંટાઓ ધરાવતું લાંબું ગૂંચળું છે.
જ્યારે સોલેનોઇડમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય છે,ત્યારે તે ગજિયા ચુંબક જેવું જ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે.
સોલેનોઇડની અંદર,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ એકબીજાને સમાંતર સીધી રેખાઓના સ્વરૂપમાં હોય છે.
આ દર્શાવે છે કે સોલેનોઇડની અંદરના તમામ બિંદુઓ પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમાન (uniform) હોય છે અને તે સોલેનોઇડની અક્ષની દિશામાં હોય છે.

(C) વિદ્યુતચુંબક એ એક પ્રકારનું ચુંબક છે જેમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર વિદ્યુત પ્રવાહ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
મજબૂત વિદ્યુતચુંબક બનાવવા માટે, ગર્ભના પદાર્થમાં ઉચ્ચ ચુંબકીય પારગમ્યતા (magnetic permeability) અને ઓછી ધારણશક્તિ (retentivity) હોવી જોઈએ。
$\text{નરમ } \text{લોખંડ}$ (soft iron) આ હેતુ માટે આદર્શ પદાર્થ છે કારણ કે તેને સરળતાથી ચુંબકીય બનાવી શકાય છે અને તેમાંથી ચુંબકત્વ દૂર કરી શકાય છે。
જ્યારે વિદ્યુત પ્રવાહ ચાલુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે એક મજબૂત ચુંબક બની જાય છે, અને જ્યારે પ્રવાહ બંધ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે લગભગ તરત જ તેનું ચુંબકત્વ ગુમાવી દે છે。
તેથી, મજબૂત વિદ્યુતચુંબકના ગર્ભ માટે $\text{નરમ } \text{લોખંડ}$ નો ઉપયોગ થાય છે。

(D) ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિ કરતા વાહકમાં પ્રેરિત પ્રવાહની દિશા ફ્લેમિંગના જમણા હાથના નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
આ નિયમ મુજબ,જો તમે તમારા જમણા હાથના અંગૂઠા,તર્જની અને મધ્યમા આંગળીને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ફેલાવો,તો:
$1$. અંગૂઠો વાહકની ગતિની દિશા દર્શાવે છે.
$2$. તર્જની આંગળી ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે છે.
$3$. મધ્યમા આંગળી પ્રેરિત પ્રવાહ (અથવા પ્રેરિત વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત) ની દિશા દર્શાવે છે.

(D) વિદ્યુતચુંબકત્વ એ ભૌતિક ઘટના છે જેમાં વિદ્યુત પ્રવાહ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે.
$1$. ટ્રાન્સફોર્મર મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્શનના સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે,જે વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ (electromagnetic induction) ની સીધી એપ્લિકેશન છે.
$2$. ઇલેક્ટ્રિક મોટર એ સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે કે જ્યારે વિદ્યુત પ્રવાહ ધારિત વાહકને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે બળ (લોરેન્ટ્ઝ બળ) અનુભવે છે.
$3$. ગેલ્વેનોમીટર એ સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે કે જ્યારે વિદ્યુત પ્રવાહ ધારિત ગૂંચળાને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે ટોર્ક અનુભવે છે.
આથી,આ તમામ સાધનો વિદ્યુત અને ચુંબકત્વ વચ્ચેની આંતરક્રિયા પર આધારિત હોવાથી,તે બધા વિદ્યુતચુંબકત્વના સિદ્ધાંતો પર કાર્ય કરે છે.

(B) બાયો-સાવર્ટના નિયમ મુજબ,લાંબા સીધા વિદ્યુત પ્રવાહ ધારિત વાહક દ્વારા વાહકથી $r$ અંતરે ઉત્પન્ન થતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B$ નીચે મુજબના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $B = \frac{\mu_{0}I}{2\pi r}$.
આ સૂત્ર પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B$ એ વાહકથી રહેલા અંતર $r$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે $(B \propto 1/r)$.

(C) લાંબા સોલેનોઇડની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા $(B)$ નું સૂત્ર $B = \mu_0 n I$ છે,જ્યાં $\mu_0$ એ શૂન્યાવકાશની પરમિયેબિલિટી છે,$n$ એ એકમ લંબાઈ દીઠ આંટાઓની સંખ્યા છે,અને $I$ એ સોલેનોઇડમાંથી વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ છે.
જો ગર્ભ (કોર) તરીકે કોઈ પદાર્થનો ઉપયોગ કરવામાં આવે,તો ક્ષેત્ર $B = \mu n I$ થાય છે,જ્યાં $\mu$ એ ગર્ભના પદાર્થની પરમિયેબિલિટી છે.
આ સૂત્ર પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્ર વિદ્યુતપ્રવાહ $(I)$,એકમ લંબાઈ દીઠ આંટાઓની સંખ્યા $(n)$ અને ગર્ભના પદાર્થની પ્રકૃતિ $(\mu)$ પર આધાર રાખે છે.
આદર્શ લાંબા સોલેનોઇડની ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા કોઇલના આડછેદના ક્ષેત્રફળ પર આધાર રાખતી નથી.

(D) વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ એ એવી ઘટના છે જેમાં બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્રને કારણે વાહકમાં વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અથવા વિદ્યુતપ્રવાહ પ્રેરિત થાય છે.
આ ત્યારે થાય છે જ્યારે ચુંબક અને કોઈલ વચ્ચે સાપેક્ષ ગતિ હોય છે,જે કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર કરે છે.
ફેરાડેના પ્રેરણના નિયમો અનુસાર,ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતો આ ફેરફાર સર્કિટમાં વિદ્યુતપ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,વિકલ્પ $D$ એ વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણની સાચી વ્યાખ્યા છે.

(A) ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર એ એક એવું સાધન છે જે યાંત્રિક ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે,જેનાથી વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.
વોલ્ટમીટરનો ઉપયોગ વિદ્યુત પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે થાય છે.
એમીટરનો ઉપયોગ પરિપથમાં વહેતા વિદ્યુત પ્રવાહનું મૂલ્ય માપવા માટે થાય છે.
ગેલ્વેનોમીટર એ પરિપથમાં ખૂબ જ ઓછો વિદ્યુત પ્રવાહ શોધવા અને માપવા માટે વપરાતું સાધન છે.

(A) જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમ મુજબ,વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહક દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા વિદ્યુતપ્રવાહના વહેણની દિશા પર આધાર રાખે છે.
જો વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ઉલટાવવામાં આવે,તો આ નિયમ મુજબ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશા પણ ઉલટાઈ જાય છે.

(B) આ વિધાન $False$ (ખોટું) છે.
ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમનો ઉપયોગ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકેલા વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહક પર લાગતા બળની દિશા નક્કી કરવા માટે થાય છે.
વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા શોધવા માટે,આપણે જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમ (Right-Hand Thumb Rule) નો ઉપયોગ કરીએ છીએ.

(A) જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમ મુજબ,જ્યારે કોઈ સીધા વાહકમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે,ત્યારે તેની આસપાસ ઉત્પન્ન થતી ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ વર્તુળાકાર હોય છે.
આ ક્ષેત્ર રેખાઓ સમકેન્દ્રી હોય છે,જેનો અર્થ છે કે તેઓ એક જ કેન્દ્ર ધરાવે છે,જે પોતે વાહક છે.
જેમ જેમ વાહકથી અંતર વધે છે,તેમ તેમ વર્તુળો મોટા થતા જાય છે અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા ઘટતી જાય છે.

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

(A) વિદ્યુતપ્રવાહ ધરાવતા લાંબા સોલેનોઇડની અંદરનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમાન હોય છે,જેનો અર્થ છે કે સોલેનોઇડની અંદરના તમામ બિંદુઓ પર તેનું મૂલ્ય અને દિશા અચળ રહે છે. આને સમાંતર ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.

(A) વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સોલેનોઈડની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા $(B)$ નું સૂત્ર $B = \mu_0 n I$ છે,જ્યાં $\mu_0$ એ શૂન્યાવકાશની પરમિયેબિલિટી છે,$n$ એ એકમ લંબાઈ દીઠ આંટાની સંખ્યા છે,અને $I$ એ સોલેનોઈડમાંથી વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ છે.
અહીં $B \propto I$ હોવાથી,ચુંબકીય ક્ષેત્ર સોલેનોઈડમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહની તીવ્રતાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
તેથી,આપેલ વિધાન સાચું છે.

(B) આ વિધાન $False$ (ખોટું) છે.
મેક્સવેલના કોર્કસ્ક્રૂના નિયમનો (જેને જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) ઉપયોગ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહક દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા નક્કી કરવા માટે થાય છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવેલા વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહક પર લાગતું બળ શોધવા માટે,આપણે ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.

(A) આ વિધાન $True$ (સાચું) છે. આ ઘટનાને વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ (Electromagnetic Induction) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ફેરાડેના વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના નિયમ મુજબ,જ્યારે પણ કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય છે,ત્યારે કોઈલમાં વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અથવા વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત પ્રેરિત થાય છે. જો પરિપથ બંધ હોય,તો આ પ્રેરિત $EMF$ ને કારણે વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે.

(A) ફેરાડેના વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના નિયમ અનુસાર,ગૂંચળામાં પ્રેરિત વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અથવા સ્થિતિમાનના તફાવતનું મૂલ્ય ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલા ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતા ફેરફારના દરના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
જ્યારે ચુંબક ગૂંચળાની સાપેક્ષમાં ગતિ કરે છે,ત્યારે ચુંબકીય ફ્લક્સ બદલાય છે.
ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતા ફેરફારનો દર એ ચુંબક અને ગૂંચળા વચ્ચેની સાપેક્ષ ઝડપ પર આધાર રાખે છે.
તેથી,ઊંચી સાપેક્ષ ઝડપને કારણે ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ઝડપી ફેરફાર થાય છે,જે વધુ પ્રબળ સ્થિતિમાનનો તફાવત પ્રેરિત કરે છે.