Mix Examples - Magnetic Effects of Electric Current Questions in Hindi

(N/A) $(i)$ $(a)$ दिष्ट धारा $(DC)$
$(b)$ प्रत्यावर्ती धारा $(AC)$
$(ii)$ दिष्ट धारा का स्रोत: बैटरी या सेल। प्रत्यावर्ती धारा का स्रोत: $AC$ जनरेटर या पावर प्लांट।
$(iii)$ हमारे देश में $AC$ की आवृत्ति $50 \, Hz$ है।
$(iv)$ दोनों धाराओं के बीच दो अंतर निम्नलिखित हैं:
$1$. $DC$ का परिमाण समय के साथ स्थिर रहता है,जबकि $AC$ का परिमाण समय के साथ लगातार बदलता रहता है।
$2$. $DC$ की दिशा निश्चित रहती है,जबकि $AC$ की दिशा समय-समय पर बदलती रहती है।
$(v)$ लंबी दूरी तक विद्युत शक्ति के संचरण के लिए प्रत्यावर्ती धारा $(AC)$ का उपयोग किया जाता है क्योंकि इसे ट्रांसफार्मर का उपयोग करके बढ़ाया या घटाया जा सकता है,जिससे $DC$ की तुलना में संचरण के दौरान ऊर्जा की हानि काफी कम हो जाती है।

(N/A) प्रयोग: एक छोटा एल्यूमीनियम का छड़ $AB$ लें जिसे दो कनेक्टिंग तारों द्वारा एक स्टैंड से क्षैतिज रूप से लटकाया गया है। एक शक्तिशाली नाल चुंबक (horseshoe magnet) को इस तरह रखें कि छड़ दोनों ध्रुवों के बीच रहे और चुंबकीय क्षेत्र लंबवत ऊपर की ओर हो। छड़ के सिरों को एक बैटरी,एक कुंजी और एक रियोस्टेट के साथ श्रेणीक्रम में जोड़ें। जब छड़ में $B$ से $A$ तक धारा प्रवाहित की जाती है,तो छड़ विस्थापित हो जाती है। यह विस्थापन दर्शाता है कि चुंबकीय क्षेत्र में रखे जाने पर धारावाही चालक पर एक बल कार्य करता है।
$(b)$ चालक पर कार्य करने वाला बल उसमें प्रवाहित होने वाली धारा के सीधे आनुपातिक होता है $(F \propto I)$। इसलिए,यदि चालक में धारा बढ़ाई जाती है,तो उस पर कार्य करने वाला बल भी बढ़ जाएगा,जिसके परिणामस्वरूप छड़ का विस्थापन अधिक होगा।
$(c)$ विद्युत मोटर एक ऐसा उपकरण है जो इस सिद्धांत पर कार्य करता है।

(N/A) विद्युत फ्यूज के कार्य में विद्युत धारा के ऊष्मीय प्रभाव का उपयोग किया जाता है। जब धारा सुरक्षित सीमा से अधिक हो जाती है,तो अत्यधिक गर्मी के कारण तार पिघल जाता है और परिपथ टूट जाता है।
$(b)$ घरेलू परिपथ में फ्यूज को हमेशा लाइव तार के साथ श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है ताकि यदि धारा बहुत अधिक हो जाए तो यह परिपथ को तोड़ सके।
$(c)$ घरेलू परिपथ का आरेख नीचे दिया गया है।

(N/A) $(i)$ छड़ चुंबक के बाहर,चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा उत्तर ध्रुव से दक्षिण ध्रुव की ओर होती है।
$(ii)$ दो चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं एक-दूसरे को प्रतिच्छेद नहीं कर सकती हैं क्योंकि यदि वे ऐसा करती हैं,तो इसका अर्थ यह होगा कि प्रतिच्छेदन बिंदु पर दिक्सूचक की सुई एक साथ दो अलग-अलग दिशाओं की ओर संकेत करेगी,जो भौतिक रूप से असंभव है।
$(iii)$ किसी दिए गए क्षेत्र में चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की भीड़ यह दर्शाती है कि उस क्षेत्र में चुंबकीय क्षेत्र अधिक शक्तिशाली है।
$(iv)$ भारत में $AC$ की आवृत्ति $50 \, Hz$ है।
$(v)$ $DC$ की तुलना में $AC$ का एक मुख्य लाभ यह है कि $AC$ को विद्युत ऊर्जा के अधिक नुकसान के बिना लंबी दूरी तक प्रेषित किया जा सकता है।

(D) $(i)$ कुंडली से जुड़े चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन के कारण गैल्वेनोमीटर में क्षणिक विक्षेप होता है।
$(ii)$ विपरीत दिशा में क्षणिक विक्षेप होता है क्योंकि चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन की दिशा उलट जाती है।
$(iii)$ कोई विक्षेप नहीं होता है क्योंकि जब चुंबक स्थिर होता है तो चुंबकीय फ्लक्स में कोई परिवर्तन नहीं होता है।
$(b)$ इस घटना को विद्युत चुंबकीय प्रेरण (Electromagnetic Induction) कहा जाता है। इसकी खोज माइकल फैराडे ने की थी। प्रेरित धारा की दिशा और चुंबक की गति की दिशा के बीच संबंध बताने वाला नियम फ्लेमिंग का दाहिने हाथ का नियम है। यह नियम बताता है कि यदि आप अपने दाहिने हाथ के अंगूठे,तर्जनी और मध्यमा उंगली को इस प्रकार फैलाएं कि वे एक-दूसरे के लंबवत हों,तो अंगूठा चालक (या चुंबक) की गति की दिशा,तर्जनी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा और मध्यमा उंगली प्रेरित धारा की दिशा को दर्शाती है।

(N/A) जब किसी विद्युत उपकरण की धात्विक बॉडी को एक धातु के तार से जोड़कर पृथ्वी में गहराई में दबी धातु की प्लेट से जोड़ा जाता है,तो उसे अर्थ किया हुआ कहा जाता है। अर्थ वायर का कार्य यह है कि रिसाव की स्थिति में यह करंट को जमीन में जाने के लिए कम प्रतिरोध वाला रास्ता प्रदान करता है,जिससे बिजली के झटकों से बचा जा सके। धात्विक बॉडी वाले उपकरणों को अर्थ करना आवश्यक है क्योंकि यदि लाइव वायर धातु के आवरण को छूता है,तो करंट उपयोगकर्ता के शरीर से गुजरने के बजाय सीधे पृथ्वी में चला जाता है,जिससे सुरक्षा सुनिश्चित होती है।
$(b)$ $(i)$ शॉर्ट-सर्किटिंग: यह तब होता है जब लाइव वायर और न्यूट्रल वायर एक-दूसरे के सीधे संपर्क में आ जाते हैं,जिससे परिपथ में करंट अचानक बहुत बढ़ जाता है।
$(ii)$ ओवरलोडिंग: यह तब होता है जब एक ही सॉकेट या सर्किट में बहुत अधिक विद्युत उपकरण जोड़ दिए जाते हैं,जिससे तारों की निर्धारित क्षमता से अधिक करंट प्रवाहित होता है और तार गर्म हो सकते हैं।

(N/A) विद्युतचुंबकीय प्रेरण वह घटना है जिसमें किसी चालक से जुड़े चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होने से दूसरे चालक में विद्युत धारा उत्पन्न होती है।
$(b)$ आरेख में दो कुंडलियाँ $P$ (प्राथमिक) और $S$ (द्वितीयक) लोहे के क्रोड पर लिपटी हुई दिखाई गई हैं।
$(i)$ जब कुंजी बंद की जाती है,तो कुंडली $P$ में धारा शून्य से अधिकतम मान तक बढ़ती है। इससे कुंडली $S$ से जुड़े चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होता है,जिसके परिणामस्वरूप गैल्वेनोमीटर में क्षणिक विक्षेप (deflection) दिखाई देता है।
$(ii)$ जब कुंडली $P$ में धारा स्थिर रूप से बहती है,तो कुंडली $S$ से जुड़ा चुंबकीय क्षेत्र स्थिर रहता है। चूंकि चुंबकीय फ्लक्स में कोई परिवर्तन नहीं होता है,इसलिए कोई प्रेरित धारा उत्पन्न नहीं होती है और गैल्वेनोमीटर शून्य विक्षेप दिखाता है।
$(iii)$ जब कुंजी हटा दी जाती है,तो कुंडली $P$ में धारा घटकर शून्य हो जाती है। इससे कुंडली $S$ से जुड़े चुंबकीय क्षेत्र में तीव्र परिवर्तन होता है,जिसके परिणामस्वरूप गैल्वेनोमीटर में विपरीत दिशा में क्षणिक विक्षेप दिखाई देता है।

(N/A) $(i)$ गैल्वेनोमीटर एक तरफ क्षणिक विक्षेप दिखाएगा क्योंकि जैसे-जैसे $C_{1}$ में धारा शून्य से स्थिर मान तक बढ़ती है,$C_{2}$ से जुड़ा चुंबकीय फ्लक्स बदलता है।
$(ii)$ गैल्वेनोमीटर पिछली दिशा के विपरीत दिशा में क्षणिक विक्षेप दिखाएगा क्योंकि जैसे-जैसे $C_{1}$ में धारा घटकर शून्य होती है,$C_{2}$ से जुड़ा चुंबकीय फ्लक्स कम हो जाता है।
$(iii)$ गैल्वेनोमीटर कोई विक्षेप नहीं दिखाएगा क्योंकि $C_{1}$ में धारा स्थिर है,जिसका अर्थ है कि $C_{2}$ से जुड़ा चुंबकीय फ्लक्स स्थिर रहता है।
$(iv)$ यह घटना विद्युत चुंबकीय प्रेरण (Electromagnetic Induction) है। यह वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक चालक में बदलता चुंबकीय क्षेत्र उसके पास रखे दूसरे चालक में विद्युत वाहक बल $(EMF)$ और विद्युत धारा प्रेरित करता है। प्रेरित विद्युत धारा की दिशा ज्ञात करने के लिए फ्लेमिंग के दाएं हाथ के नियम का उपयोग किया जाता है।

(N/A) $(i)$ दो त्रुटियाँ इस प्रकार हैं:
$(a)$ फ्यूज गलत तरीके से उदासीन तार $(N)$ से जुड़ा है; सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए इसे जीवित तार $(L)$ से जोड़ा जाना चाहिए ताकि खराबी आने पर यह परिपथ को तोड़ सके।
$(b)$ बल्ब $B_{2}$ उदासीन तार से नहीं जुड़ा है,जिसका अर्थ है कि $B_{2}$ के लिए परिपथ अधूरा है और यह जलेगा नहीं।
$(ii)$ इलेक्ट्रिक हीटर का तत्व उच्च गलनांक वाले पदार्थ (जैसे नाइक्रोम) से बना होता है ताकि यह पिघले बिना उच्च तापमान को सहन कर सके। इसके विपरीत,फ्यूज का तार कम गलनांक वाले पदार्थ से बना होता है ताकि अत्यधिक विद्युत धारा प्रवाहित होने पर यह पिघल जाए और परिपथ को तोड़ दे।
$(iii)$ श्रेणी क्रम संयोजन की तुलना में समानांतर क्रम संयोजन के दो लाभ इस प्रकार हैं:
$(a)$ प्रत्येक उपकरण को विद्युत आपूर्ति के समान ही विभवांतर (वोल्टेज) प्राप्त होता है।
$(b)$ प्रत्येक उपकरण के लिए एक अलग स्विच होता है,जिससे अन्य उपकरणों को प्रभावित किए बिना उन्हें स्वतंत्र रूप से चालू या बंद किया जा सकता है।

(N/A) $(i)$
$(a) 220 \ V$
$(b) 50 \ Hz$
$(ii)$
$(a)$ अर्थ वायर: अर्थ वायर एक मोटा धातु का तार होता है जो पृथ्वी में गहराई में दबी धातु की प्लेट से जुड़ा होता है। इसका उपयोग धात्विक बॉडी वाले उपकरणों,जैसे टोस्टर आदि के लिए सुरक्षा उपाय के रूप में किया जाता है। धात्विक बॉडी अर्थ वायर से जुड़ी होती है,जो विद्युत धारा के लिए कम प्रतिरोध वाला चालन पथ प्रदान करती है। यह सुनिश्चित करता है कि धात्विक बॉडी में विद्युत धारा का कोई भी रिसाव होने पर उसका विभव पृथ्वी के विभव के बराबर रहे,जिससे छूने पर उपयोगकर्ता को गंभीर बिजली का झटका न लगे।
$(b)$ फ्यूज: यह कम गलनांक वाली मिश्र धातु से बना तार का एक टुकड़ा होता है। यदि परिपथ में निर्धारित मान से अधिक विद्युत धारा प्रवाहित होती है,तो फ्यूज तार का तापमान बढ़ जाता है और वह पिघल जाता है। इससे परिपथ टूट जाता है और उपकरण में अत्यधिक उच्च विद्युत धारा का प्रवाह रुक जाता है। इस प्रकार,उचित रेटिंग का फ्यूज उपकरण और परिपथ को क्षति से बचाता है।

(N/A) सोलेनोइड एक बेलन के आकार में कसकर लपेटे गए इंसुलेटेड तांबे के तार के कई गोलाकार फेरों वाली एक कुंडली है।
सोलेनोइड और छड़ चुंबक के लिए चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं दी गई छवि में दिखाई गई हैं।
तुलना और समानता:
$1$. समानता: धारावाही सोलेनोइड द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं का पैटर्न एक छड़ चुंबक के समान ही होता है। दोनों ही स्थितियों में,चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं चुंबक के बाहर उत्तर ध्रुव से निकलकर दक्षिण ध्रुव में प्रवेश करती हैं,और चुंबक के अंदर दक्षिण से उत्तर की ओर चलती हैं।
$2$. तुलना: सोलेनोइड एक विद्युत चुंबक के रूप में कार्य करता है,जिसका अर्थ है कि विद्युत धारा को नियंत्रित करके इसके चुंबकीय क्षेत्र को चालू या बंद किया जा सकता है,जबकि छड़ चुंबक एक स्थायी चुंबक है जिसका चुंबकीय क्षेत्र स्थिर रहता है।

(B) चित्र $(B)$ चुम्बकीय क्षेत्र रेखाओं के सही पैटर्न का प्रतिनिधित्व करता है।
कारण: चुम्बकीय क्षेत्र रेखाएं कभी भी एक-दूसरे को प्रतिच्छेद नहीं करती हैं। यदि वे प्रतिच्छेद करती हैं,तो इसका अर्थ यह होगा कि प्रतिच्छेदन बिंदु पर चुम्बकीय क्षेत्र की एक ही समय में दो अलग-अलग दिशाएं हैं,जो भौतिक रूप से असंभव है।
एक-दूसरे के सामने स्थित चुम्बकों के ध्रुव उत्तरी ध्रुव (North poles) हैं,क्योंकि क्षेत्र रेखाएं चुम्बकों से बाहर निकलती हुई दिखाई गई हैं।

(N/A) चुंबक की पहचान करने के लिए,एक छड़ को मेज पर क्षैतिज (horizontally) रखें और दूसरी छड़ को लंबवत (vertically) पकड़ें। लंबवत छड़ के सिरे को क्षैतिज छड़ के केंद्र के पास लाएं।
$1$. यदि आपको तीव्र आकर्षण महसूस होता है,तो लंबवत छड़ चुंबक है।
$2$. यदि आपको केंद्र पर कोई आकर्षण या बहुत कम आकर्षण महसूस होता है,तो क्षैतिज छड़ चुंबक है।
वैकल्पिक रूप से,लंबवत छड़ को क्षैतिज छड़ की लंबाई के अनुदिश ले जाएं। यदि आकर्षण बल एक समान है,तो लंबवत छड़ चुंबक है। यदि बल सिरों पर अधिकतम और केंद्र में न्यूनतम है,तो क्षैतिज छड़ चुंबक है।

(N/A) $1$. ड्राइंग बोर्ड पर सफेद कागज की एक शीट रखें और इसे एडहेसिव टेप से चिपका दें।
$2$. कागज के केंद्र में एक छड़ चुंबक रखें और उसकी सीमा को चिह्नित करें।
$3$. चुंबक के उत्तरी ध्रुव के पास एक छोटी दिक्सूचक (कंपास) सुई रखें। दिक्सूचक सुई का दक्षिणी ध्रुव चुंबक के उत्तरी ध्रुव की ओर इंगित करेगा।
$4$. पेंसिल से दिक्सूचक सुई के दोनों सिरों की स्थिति को चिह्नित करें।
$5$. दिक्सूचक को एक नई स्थिति में ले जाएं ताकि उसका दक्षिणी ध्रुव उस स्थिति पर आ जाए जो पहले उत्तरी ध्रुव द्वारा कब्जा कर ली गई थी।
$6$. इस प्रक्रिया को चरण-दर-चरण तब तक दोहराएं जब तक आप चुंबक के दक्षिणी ध्रुव तक न पहुंच जाएं।
$7$. चिह्नित बिंदुओं को एक चिकने वक्र द्वारा जोड़ें। यह वक्र एक चुंबकीय क्षेत्र रेखा का प्रतिनिधित्व करता है।
$8$. चुंबक के चारों ओर ऐसी कई रेखाएं खींचने के लिए इस प्रक्रिया को दोहराएं।

(N/A) इसे प्रदर्शित करने के लिए,हम एक बैटरी $(12 \, V)$,एक प्लग कुंजी $(K)$,एक एमीटर $(A)$ और एक लंबे मोटे तांबे के तार से बना एक परिपथ तैयार करेंगे जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।
$1$. परिपथ में विद्युत धारा प्रवाहित करने के लिए प्लग कुंजी $(K)$ को बंद करें।
$2$. एक चुंबकीय दिक्सूचक (कंपास) सुई को मोटे तांबे के तार के पास रखें और इसके विक्षेपण का अवलोकन करें।
$3$. परिपथ में विद्युत धारा को स्थिर रखते हुए,दिक्सूचक सुई को धीरे-धीरे तार से दूर ले जाएं।
$4$. हम देखेंगे कि जैसे-जैसे दिक्सूचक सुई और तार के बीच की दूरी बढ़ती है,सुई का विक्षेपण कम होने लगता है।
यह अवलोकन पुष्टि करता है कि विद्युत धारावाही तार द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की प्रबलता तार से दूरी बढ़ने पर घटती है।

(N/A) $(i)$ विद्युत धारा के प्रवाह की दिशा के आधार पर,सिरा $A$ उत्तरी ध्रुव के रूप में और सिरा $B$ दक्षिणी ध्रुव के रूप में कार्य करता है।
$(ii)$ सोलेनोइड के अंदर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ सोलेनोइड की धुरी के समानांतर होती हैं,जो एक समान चुंबकीय क्षेत्र को दर्शाती हैं। कॉइल के अंदर क्षेत्र रेखाओं की दिशा दक्षिणी ध्रुव से उत्तरी ध्रुव की ओर होती है।
$(iii)$ कॉइल के अंदर चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति बढ़ाने के दो तरीके हैं:
$1$. कॉइल से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा के परिमाण को बढ़ाना।
$2$. कॉइल में फेरों (turns) की संख्या बढ़ाना या सोलेनोइड के अंदर नरम लोहे की क्रोड (soft iron core) डालना।

(N/A) $(i)$ पहली स्थिति में धारा दिष्ट धारा $(dc)$ है और दूसरी स्थिति में यह प्रत्यावर्ती धारा $(ac)$ है।
$(ii)$ $(a)$ बैटरी $(b)$ $ac$ जनरेटर।
$(iii)$ $50 \ Hz$।
$(iv)$

$dc$	$ac$
धारा हमेशा एक ही दिशा में बहती है।	धारा समय-समय पर परिमाण और दिशा बदलती है।
इसे आसानी से $ac$ में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है।	इसे आसानी से $dc$ में परिवर्तित किया जा सकता है।

(N/A) दाएं हाथ के अंगूठे के नियम के अनुसार,जब किसी सीधे तार से विद्युत धारा प्रवाहित होती है,तो चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं तार के चारों ओर संकेंद्रित वृत्त बनाती हैं।
चूंकि दोनों तारों में विद्युत धारा एक ही नीचे की दिशा में प्रवाहित हो रही है,इसलिए प्रत्येक तार के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं दक्षिणावर्त (clockwise) दिशा में होंगी।
जैसे-जैसे दोनों तारों से बल रेखाएं परस्पर क्रिया करती हैं,वे एक संयुक्त पैटर्न बनाती हैं जहां तारों के बीच की रेखाएं एक-दूसरे के प्रभाव को कुछ हद तक रद्द कर देती हैं,जिसके परिणामस्वरूप नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया पैटर्न प्राप्त होता है।

(N/A) $(i)$ चुंबक की गति के कारण कुंडली से जुड़े चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन होता है,जिससे गैल्वेनोमीटर में विक्षेप होता है। चुंबकीय फ्लक्स में यह परिवर्तन कुंडली में एक प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव फोर्स $(emf)$ उत्पन्न करता है,जिससे गैल्वेनोमीटर से प्रेरित धारा प्रवाहित होती है।
$(ii)$ लेंज के नियम के अनुसार,प्रेरित धारा सिरे $A$ पर एक ऐसा चुंबकीय ध्रुव बनाएगी जो पास आते हुए चुंबक के $N$ ध्रुव का विरोध करे। इस प्रकार,सिरा $A$ एक $N$ ध्रुव के रूप में कार्य करता है। सिरे $A$ से देखने पर,धारा की दिशा एंटीक्लॉकवाइज (घड़ी की विपरीत दिशा में) दिखाई देती है।
$(iii)$ जब कुंडली को $N$ से दूर ले जाया जाता है,तो कुंडली से जुड़ा चुंबकीय फ्लक्स कम हो जाता है। इससे विपरीत दिशा में धारा प्रेरित होती है,जिसके कारण गैल्वेनोमीटर बाईं ओर विक्षेप दिखाता है।
$(iv)$ जब कुंडली और चुंबक दोनों को समान गति से दाईं ओर ले जाया जाता है,तो उनके बीच कोई सापेक्ष गति नहीं होती है। परिणामस्वरूप,कुंडली से जुड़े चुंबकीय फ्लक्स में कोई परिवर्तन नहीं होता है,और गैल्वेनोमीटर कोई विक्षेप नहीं दिखाता है (शून्य रीडिंग)।

(N/A) जब चुंबक को कुंडली के अंदर ले जाया जाता है,तो चुंबक को गति कराने में किया गया यांत्रिक कार्य विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है,जिसे गैल्वेनोमीटर में विक्षेप द्वारा पहचाना जाता है।
इस परिघटना को विद्युत-चुंबकीय प्रेरण (electromagnetic induction) कहा जाता है।

(N/A) $(i)$ परिवार ने विद्युत ऊर्जा का उपभोग किया।
$(ii)$ उपभोग की गई ऊर्जा को किलोवाट-घंटा $(kWh)$ में मापा गया था।

(N/A)

उपकरण का नाम	शक्ति रेटिंग, वोल्टेज रेटिंग और दैनिक उपयोग
फ्लोरोसेंट ट्यूब	$40 \, W, 220 \, V, 5 \, \text{घंटे}$
पंखा	$60 \, W, 220 \, V, 15 \, \text{घंटे}$
गीजर	$2000 \, W, 220 \, V, 1.5 \, \text{घंटे}$

(D) चित्र $(i)$ में दिखाई गई व्यवस्था श्रेणीक्रम (series) व्यवस्था है। चित्र $(ii)$ में दिखाई गई व्यवस्था पार्श्वक्रम (parallel) व्यवस्था है।
हम घरेलू बिजली के लिए पार्श्वक्रम व्यवस्था को प्राथमिकता देंगे। इसके कारण निम्नलिखित हैं:
$(i)$ श्रेणीक्रम व्यवस्था में,यदि एक बल्ब फ्यूज हो जाता है,तो परिपथ टूट जाता है और अन्य बल्ब भी जलना बंद कर देते हैं। हालाँकि,पार्श्वक्रम व्यवस्था में,यदि एक बल्ब फ्यूज हो जाता है,तो अन्य बल्ब जलते रहते हैं क्योंकि वे स्वतंत्र शाखाओं में जुड़े होते हैं।
$(ii)$ श्रेणीक्रम व्यवस्था में,जैसे-जैसे और बल्ब जोड़े जाते हैं,परिपथ का कुल प्रतिरोध बढ़ जाता है,जिससे धारा कम हो जाती है और बल्बों की चमक कम हो जाती है। पार्श्वक्रम व्यवस्था में,प्रत्येक बल्ब को स्रोत का पूर्ण वोल्टेज मिलता है,इसलिए जब कोई अन्य बल्ब चालू या बंद किया जाता है तो एक बल्ब की चमक अप्रभावित रहती है।

(N/A) $(i)$ सिरे $P$ को देखने पर,धारा दक्षिणावर्त (clockwise) दिशा में बहती है,इसलिए,$P$ दक्षिण ध्रुव के रूप में कार्य करता है। सिरे $Q$ को देखने पर,धारा वामावर्त (anti-clockwise) दिशा में बहती हुई प्रतीत होती है,इसलिए,$Q$ उत्तर ध्रुव के रूप में कार्य करता है।
$(ii)$ परिनालिका के अंदर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं चित्र में दिखाई गई हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि परिनालिका के बाहर,क्षेत्र रेखाएं उत्तर ध्रुव से दक्षिण ध्रुव की ओर निर्देशित होती हैं,लेकिन परिनालिका के अंदर,क्षेत्र रेखाएं दक्षिण ध्रुव से उत्तर ध्रुव की ओर निर्देशित होती हैं। हाँ,चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं बंद लूप बनाती हैं।
$(iii)$ परिनालिका के अंदर चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति को निम्नलिखित तरीकों से बढ़ाया जा सकता है:
$(a)$ परिनालिका से बहने वाली विद्युत धारा के परिमाण को बढ़ाकर।
$(b)$ परिनालिका में तांबे के तार के फेरों (turns) की संख्या बढ़ाकर।

(N/A) चित्र में वह पैटर्न दिखाया गया है जिसमें लोहे का बुरादा खुद को व्यवस्थित करेगा। तीर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा दिखाते हैं,जो नीचे की ओर बहने वाली धारा के लिए दक्षिणावर्त (clockwise) होती है।
$(i)$ लोहे के बुरादे की व्यवस्था अपरिवर्तित रहती है,लेकिन जब विद्युत धारा की शक्ति बढ़ाई जाती है तो वे चालक से अधिक दूरी तक व्यवस्थित हो जाते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि विद्युत धारा की शक्ति बढ़ाने पर चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति बढ़ जाती है और यह चालक से अधिक दूरी तक प्रभावी हो जाती है।
$(ii)$ यह कुल चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति को बढ़ाता है,जिससे लोहे का बुरादा चालकों से अधिक दूरी तक व्यवस्थित हो जाता है।

(N/A) तार $A$ और $B$ में प्रवाहित धारा द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं तारों के केंद्र के साथ संकेंद्रित वृत्त हैं,जिनकी दिशा दाहिने हाथ के अंगूठे के नियम द्वारा निर्धारित की जाती है। चूंकि दोनों धाराएं अंदर की ओर प्रवाहित हो रही हैं,इसलिए क्षेत्र रेखाएं दक्षिणावर्त (clockwise) हैं।
बिंदु $K$ तारों $A$ और $B$ से समान दूरी पर है। चूंकि दोनों तारों में समान धारा प्रवाहित हो रही है,इसलिए तार $A$ और $B$ द्वारा $K$ पर उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र परिमाण में समान हैं। दाहिने हाथ के अंगूठे के नियम के अनुसार,तार $A$ के कारण $K$ पर चुंबकीय क्षेत्र एक दिशा में (जैसे,ऊपर की ओर) होता है,जबकि तार $B$ के कारण $K$ पर चुंबकीय क्षेत्र विपरीत दिशा में (जैसे,नीचे की ओर) होता है। चूंकि ये दोनों क्षेत्र परिमाण में समान और दिशा में विपरीत हैं,इसलिए वे एक-दूसरे के प्रभाव को निरस्त कर देते हैं,जिससे बिंदु $K$ पर कुल चुंबकीय क्षेत्र शून्य हो जाता है।
यदि तार $B$ में धारा की दिशा उलट दी जाए (अर्थात,यह बाहर की ओर प्रवाहित हो),तो बिंदु $K$ पर तार $B$ द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की दिशा भी उलट जाएगी। परिणामस्वरूप,बिंदु $K$ पर दोनों चुंबकीय क्षेत्र अब एक ही दिशा में होंगे और जुड़ जाएंगे,जिससे कुल चुंबकीय क्षेत्र शून्य नहीं रहेगा।

(N/A) एक धारावाही वृत्ताकार लूप के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं उन बिंदुओं के पास संकेंद्रित वृत्त होती हैं जहाँ से तार कार्डबोर्ड से होकर गुजरता है। जैसे-जैसे हम लूप के केंद्र की ओर बढ़ते हैं,वृत्त बड़े होते जाते हैं और केंद्र के पास,क्षेत्र रेखाएं सीधी रेखाओं के रूप में दिखाई देती हैं।
वृत्ताकार धारावाही लूप के केंद्र में चुंबकीय क्षेत्र $(B)$ का परिमाण निम्नलिखित दो कारकों पर निर्भर करता है:
$(i)$ लूप से बहने वाली धारा $(I)$ की प्रबलता: चुंबकीय क्षेत्र का परिमाण धारा के सीधे आनुपातिक होता है $(B \propto I)$।
$(ii)$ लूप की त्रिज्या $(r)$: चुंबकीय क्षेत्र का परिमाण लूप की त्रिज्या के व्युत्क्रमानुपाती होता है $(B \propto 1/r)$।

(A) $(i)$ पहला कथन गलत है क्योंकि जब चालक में बहने वाली धारा की दिशा बदलती है तो चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा भी उलट जाती है। इसलिए,जब तार या चालक में धारा भेजने वाली बैटरी के टर्मिनलों को आपस में बदला जाता है,तो दिक्सूचक सुई के $N$-ध्रुव के विक्षेपण की दिशा अप्रभावित नहीं रह सकती है।
$(ii)$ दूसरा कथन सही है क्योंकि चालक से दूरी बढ़ने के साथ चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता कम हो जाती है।

(C) जब किसी तार से विद्युत धारा प्रवाहित होती है,तो यह अपने चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है,जैसा कि ओर्स्टेड के प्रयोग द्वारा प्रदर्शित किया गया है। इसके अतिरिक्त,क्योंकि तार में आवेश (इलेक्ट्रॉन) गति कर रहे होते हैं,इसलिए तार के सिरों के बीच विभवांतर के कारण एक विद्युत क्षेत्र भी मौजूद होता है। अतः,एक विद्युत धारावाही तार विद्युत और चुंबकीय दोनों क्षेत्र उत्पन्न करता है।

(B) एक टोरोइडल सोलेनोइड के भीतर चुंबकीय क्षेत्र $B$ का सूत्र $B = \mu_0 n I$ है,जहाँ $n$ प्रति इकाई लंबाई में फेरों की संख्या है $(n = N / 2\pi r)$।
$n$ का मान रखने पर,हमें $B = \mu_0 (N / 2\pi r) I$ प्राप्त होता है।
यहाँ,$N$ फेरों की कुल संख्या है,$I$ विद्युत धारा है,और $r$ टोरोइड की त्रिज्या है।
चूँकि $B \propto N$ है,यदि फेरों की संख्या $N$ को $3$ गुना बढ़ा दिया जाए,तो चुंबकीय क्षेत्र $B$ भी $3$ गुना बढ़ जाएगा।

(C) फैराडे के विद्युत चुंबकीय प्रेरण के नियम के अनुसार,प्रेरित विद्युत वाहक बल $(EMF)$ या विभवांतर का सूत्र है: $e = -N \frac{d\phi}{dt}$.
यहाँ,$N$ फेरों की संख्या है,और $\frac{d\phi}{dt}$ चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन की दर है।
$1$. प्रेरित $EMF$ फेरों की संख्या $(N)$ पर निर्भर करता है।
$2$. फ्लक्स में परिवर्तन की दर $(\frac{d\phi}{dt})$ चुंबक के चुंबकीय आघूर्ण (जो चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति निर्धारित करता है) और चुंबक के आने की गति पर निर्भर करती है।
$3$. कुंडली का प्रतिरोध प्रेरित धारा $(I = \frac{e}{R})$ को प्रभावित करता है,लेकिन यह प्रेरित विभवांतर $(e)$ को प्रभावित नहीं करता है।
अतः,प्रेरित विभवांतर कुंडली के प्रतिरोध पर निर्भर नहीं करता है।

(D) विद्युतचुंबकत्व के नियमों के अनुसार,विद्युतचुंबकीय तरंगें (जैसे प्रकाश,रेडियो तरंगें आदि) निर्वात में भी ऊर्जा स्थानांतरित करने में सक्षम हैं। यांत्रिक तरंगों (जैसे ध्वनि) के विपरीत,जिन्हें प्रसार के लिए एक भौतिक माध्यम की आवश्यकता होती है,विद्युतचुंबकीय तरंगें दोलनशील विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों से बनी होती हैं जो एक-दूसरे को बनाए रखती हैं। इसलिए,किसी भी भौतिक माध्यम की अनुपस्थिति में भी ऊर्जा को एक वस्तु से दूसरी वस्तु में स्थानांतरित किया जा सकता है।

(A) जब एक धारावाही परिनालिका के भीतर नरम लोहे की छड़ रखी जाती है,तो यह एक क्रोड (core) के रूप में कार्य करती है।
नरम लोहा उच्च चुंबकीय पारगम्यता (magnetic permeability) वाला एक लौह-चुंबकीय पदार्थ है।
जब परिनालिका में धारा प्रवाहित होती है,तो नरम लोहे की छड़ परिनालिका के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा प्रबल रूप से चुम्बकित हो जाती है।
परिनालिका के भीतर कुल चुंबकीय क्षेत्र,परिनालिका में धारा द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र और चुम्बकित नरम लोहे की छड़ द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र का योग होता है।
इसलिए,परिनालिका के भीतर कुल चुंबकीय क्षेत्र काफी बढ़ जाता है।

(B) परिनालिका एक लंबी कुंडली है जिसमें विद्युतरोधी तांबे के तार के बहुत सारे पास-पास फेरे होते हैं।
जब परिनालिका से विद्युत धारा प्रवाहित होती है,तो यह एक छड़ चुंबक के समान चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है।
परिनालिका के भीतर,चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं समांतर सीधी रेखाओं के रूप में होती हैं।
यह दर्शाता है कि परिनालिका के भीतर सभी बिंदुओं पर चुंबकीय क्षेत्र एकसमान (uniform) होता है और यह परिनालिका की अक्ष के अनुदिश होता है।

(C) विद्युत चुंबक एक प्रकार का चुंबक है जिसमें चुंबकीय क्षेत्र विद्युत धारा द्वारा उत्पन्न होता है।
एक मजबूत विद्युत चुंबक बनाने के लिए, क्रोड सामग्री में उच्च चुंबकीय पारगम्यता (magnetic permeability) और कम धारणशीलता (retentivity) होनी चाहिए。
$\text{नरम } \text{लोहा}$ (soft iron) इस उद्देश्य के लिए एक आदर्श सामग्री है क्योंकि इसे आसानी से चुंबकित और विचुंबकित किया जा सकता है।
जब विद्युत धारा चालू की जाती है, तो यह एक शक्तिशाली चुंबक बन जाता है, और जब धारा बंद कर दी जाती है, तो यह लगभग तुरंत अपना चुंबकत्व खो देता है।
इसलिए, एक मजबूत विद्युत चुंबक के क्रोड के लिए $\text{नरम } \text{लोहा}$ का उपयोग किया जाता है।

(D) चुंबकीय क्षेत्र में गतिमान चालक में प्रेरित धारा की दिशा फ्लेमिंग के दाएं हाथ के नियम द्वारा निर्धारित की जाती है।
इस नियम के अनुसार,यदि आप अपने दाएं हाथ के अंगूठे,तर्जनी और मध्यमा उंगली को इस प्रकार फैलाएं कि वे एक-दूसरे के लंबवत हों,तो:
$1$. अंगूठा चालक की गति की दिशा को दर्शाता है।
$2$. तर्जनी उंगली चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को दर्शाती है।
$3$. मध्यमा उंगली प्रेरित धारा (या प्रेरित विभवांतर) की दिशा को दर्शाती है।

(D) विद्युतचुंबकत्व वह भौतिक घटना है जिसमें विद्युत धारा एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है।
$1$. ट्रांसफार्मर अन्योन्य प्रेरण (mutual induction) के सिद्धांत पर कार्य करता है,जो विद्युतचुंबकीय प्रेरण का एक सीधा अनुप्रयोग है।
$2$. विद्युत मोटर इस सिद्धांत पर कार्य करती है कि जब किसी धारावाही चालक को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है,तो वह एक बल (लॉरेंट्ज़ बल) का अनुभव करता है।
$3$. गैल्वेनोमीटर इस सिद्धांत पर कार्य करता है कि जब किसी धारावाही कुंडली को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है,तो वह एक टॉर्क का अनुभव करती है।
चूंकि ये सभी उपकरण बिजली और चुंबकत्व के बीच की परस्पर क्रिया पर निर्भर करते हैं,इसलिए ये सभी विद्युतचुंबकत्व के सिद्धांतों पर आधारित हैं।

(B) बायो-सावर्ट नियम के अनुसार,एक लंबे सीधे विद्युत धारावाही चालक द्वारा चालक से $r$ दूरी पर उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र $B$ को इस सूत्र द्वारा दर्शाया जाता है: $B = \frac{\mu_{0}I}{2\pi r}$।
इस व्यंजक से यह स्पष्ट है कि चुंबकीय क्षेत्र $B$,चालक से दूरी $r$ के व्युत्क्रमानुपाती होता है $(B \propto 1/r)$।

(C) एक लंबे सोलेनोइड के भीतर चुंबकीय क्षेत्र की प्रबलता $(B)$ का सूत्र $B = \mu_0 n I$ है,जहाँ $\mu_0$ मुक्त स्थान की पारगम्यता है,$n$ प्रति इकाई लंबाई में फेरों की संख्या है,और $I$ सोलेनोइड से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा है।
यदि किसी क्रोड सामग्री का उपयोग किया जाता है,तो क्षेत्र $B = \mu n I$ हो जाता है,जहाँ $\mu$ क्रोड सामग्री की पारगम्यता है।
इस सूत्र से यह स्पष्ट है कि चुंबकीय क्षेत्र विद्युत धारा $(I)$,प्रति इकाई लंबाई में फेरों की संख्या $(n)$,और क्रोड सामग्री की प्रकृति $(\mu)$ पर निर्भर करता है।
एक आदर्श लंबे सोलेनोइड के चुंबकीय क्षेत्र की प्रबलता कुंडली के अनुप्रस्थ काट के क्षेत्रफल पर निर्भर नहीं करती है।

(D) विद्युत चुंबकीय प्रेरण वह घटना है जिसमें बदलते चुंबकीय क्षेत्र के कारण चालक में विद्युत वाहक बल $(EMF)$ या धारा प्रेरित होती है।
यह तब होता है जब चुंबक और कुंडली के बीच सापेक्ष गति होती है,जो कुंडली से जुड़े चुंबकीय फ्लक्स को बदल देती है।
फैराडे के प्रेरण के नियमों के अनुसार,चुंबकीय फ्लक्स में यह परिवर्तन परिपथ में विद्युत धारा उत्पन्न करता है।
इसलिए,विकल्प $D$ विद्युत चुंबकीय प्रेरण की सही परिभाषा है।

(A) विद्युत जनरेटर एक ऐसा उपकरण है जो यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है,जिससे विद्युत धारा उत्पन्न होती है।
वोल्टमीटर का उपयोग विद्युत परिपथ में दो बिंदुओं के बीच विभवांतर को मापने के लिए किया जाता है।
एमीटर का उपयोग परिपथ में बहने वाली विद्युत धारा के परिमाण को मापने के लिए किया जाता है।
गैल्वेनोमीटर एक ऐसा उपकरण है जिसका उपयोग परिपथ में विद्युत धारा की उपस्थिति का पता लगाने और उसे मापने के लिए किया जाता है।

(A) दाएं हाथ के अंगूठे के नियम के अनुसार,विद्युत धारावाही चालक द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की दिशा विद्युत धारा के प्रवाह की दिशा पर निर्भर करती है।
यदि विद्युत धारा की दिशा उलट दी जाती है,तो इस नियम के अनुसार चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा भी उलट जाती है।

(B) यह कथन $False$ (असत्य) है।
फ्लेमिंग के बाएं हाथ के नियम का उपयोग चुंबकीय क्षेत्र में रखे धारावाही चालक पर लगने वाले बल की दिशा निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
धारावाही चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा ज्ञात करने के लिए,हम दक्षिण-हस्त अंगुष्ठ नियम (Right-Hand Thumb Rule) का उपयोग करते हैं।

(A) दाएं हाथ के अंगूठे के नियम के अनुसार,जब किसी सीधे चालक से विद्युत धारा प्रवाहित होती है,तो उसके चारों ओर उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं वृत्ताकार होती हैं।
ये क्षेत्र रेखाएं संकेंद्रीय होती हैं,जिसका अर्थ है कि उनका केंद्र एक ही होता है,जो स्वयं चालक है।
जैसे-जैसे चालक से दूरी बढ़ती है,वृत्त बड़े होते जाते हैं और चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता कम होती जाती है।

(A) धारावाही परिनालिका द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र का पैटर्न एक छड़ चुंबक के समान होता है।
परिनालिका का एक सिरा उत्तरी ध्रुव $(N)$ के रूप में और दूसरा सिरा दक्षिणी ध्रुव $(S)$ के रूप में कार्य करता है।
इसलिए,यह बिल्कुल एक छड़ चुंबक की तरह व्यवहार करती है।

(A) विद्युत धारा प्रवाहित करने वाली एक लंबी परिनालिका के भीतर चुंबकीय क्षेत्र एकसमान होता है,जिसका अर्थ है कि परिनालिका के भीतर सभी बिंदुओं पर इसका परिमाण और दिशा स्थिर रहती है। इसे समानांतर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं द्वारा दर्शाया जाता है।

(A) धारावाही परिनालिका के भीतर चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता $(B)$ का सूत्र $B = \mu_0 n I$ है,जहाँ $\mu_0$ निर्वात की पारगम्यता (permeability) है,$n$ प्रति इकाई लंबाई में फेरों की संख्या है,और $I$ परिनालिका से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा है।
चूंकि $B \propto I$,चुंबकीय क्षेत्र परिनालिका से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा की प्रबलता के सीधे समानुपाती होता है।
अतः,दिया गया कथन सत्य है।

(B) यह कथन $False$ (असत्य) है।
मैक्सवेल के कॉर्कस्क्रू नियम (जिसे दाहिने हाथ के अंगूठे के नियम के रूप में भी जाना जाता है) का उपयोग धारावाही चालक द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की दिशा निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
चुंबकीय क्षेत्र में रखे गए धारावाही चालक पर लगने वाले बल को ज्ञात करने के लिए,हम फ्लेमिंग के बाएं हाथ के नियम का उपयोग करते हैं।

(A) यह कथन $True$ (सत्य) है। इस घटना को विद्युत चुंबकीय प्रेरण (Electromagnetic Induction) के रूप में जाना जाता है। फैराडे के विद्युत चुंबकीय प्रेरण के नियम के अनुसार,जब भी किसी कुंडली से जुड़े चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन होता है,तो कुंडली में एक विद्युत वाहक बल $(EMF)$ या विभवांतर प्रेरित होता है। यदि परिपथ बंद है,तो यह प्रेरित $EMF$ विद्युत धारा के प्रवाह का कारण बनता है।

(A) फैराडे के विद्युत चुंबकीय प्रेरण के नियम के अनुसार,कुंडली में प्रेरित विद्युत वाहक बल $(EMF)$ या विभवांतर का परिमाण कुंडली से जुड़े चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन की दर के सीधे आनुपातिक होता है।
जब एक चुंबक कुंडली के सापेक्ष गति करता है,तो चुंबकीय फ्लक्स बदल जाता है।
चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन की दर चुंबक और कुंडली के बीच की सापेक्ष गति पर निर्भर करती है।
इसलिए,उच्च सापेक्ष गति के परिणामस्वरूप चुंबकीय फ्लक्स में तेजी से परिवर्तन होता है,जो एक मजबूत विभवांतर को प्रेरित करता है।