Textbook - Magnetic Effects of Electric Current Questions in Gujarati

(B) હોકાયંત્રની સોય એ વાસ્તવમાં એક નાનું,ધરી પર ફરી શકે તેવું ગજિયું ચુંબક છે.
જ્યારે તેને ગજિયા ચુંબકની નજીક લાવવામાં આવે છે,ત્યારે ગજિયા ચુંબક દ્વારા ઉત્પન્ન થતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોકાયંત્રની સોયના ધ્રુવો પર ચુંબકીય બળ લગાડે છે.
ગજિયા ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને હોકાયંત્રની સોયના ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેની આ આંતરક્રિયાને કારણે સોય પર ટોર્ક (બળની ચાકમાત્રા) લાગે છે,જેના પરિણામે તે કોણાવર્તન પામે છે.

ગજિયા ચુંબકની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ચુંબકની આસપાસના પ્રભાવના વિસ્તારને દર્શાવે છે.
$1$. ચુંબકની બહાર,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ઉત્તર ધ્રુવ $(N)$ થી નીકળીને દક્ષિણ ધ્રુવ $(S)$ પર સમાપ્ત થાય છે.
$2$. ચુંબકની અંદર,ક્ષેત્ર રેખાઓ દક્ષિણ ધ્રુવ $(S)$ થી ઉત્તર ધ્રુવ $(N)$ તરફ જાય છે,જે સતત બંધ ગાળાઓ બનાવે છે.
$3$. ધ્રુવોની નજીક ક્ષેત્ર રેખાઓની ઘનતા વધુ હોય છે,જે તે વિસ્તારોમાં મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્ર સૂચવે છે.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓના ગુણધર્મો નીચે મુજબ છે:
$(a)$ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ચુંબકના ઉત્તર ધ્રુવમાંથી નીકળે છે અને દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે.
$(b)$ ચુંબકની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશા દક્ષિણ ધ્રુવથી ઉત્તર ધ્રુવ તરફ હોય છે.
$(c)$ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ બંધ અને સતત વક્રો છે.
$(d)$ બે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ક્યારેય એકબીજાને છેદતી નથી,કારણ કે જો તેઓ છેદે,તો છેદબિંદુ પાસે ચુંબકીય ક્ષેત્રની બે દિશાઓ મળે,જે અશક્ય છે.
$(e)$ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની સાપેક્ષ નિકટતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા દર્શાવે છે.

(N/A) જો ચુંબકની બે ક્ષેત્ર રેખાઓ એકબીજાને છેદે,તો તેનો અર્થ એ થાય કે છેદબિંદુ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રની બે અલગ-અલગ દિશાઓ એકસાથે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
આનો અર્થ એ થાય કે તે બિંદુ પર મૂકેલી હોકાયંત્રની સોય એક જ સમયે બે અલગ-અલગ દિશાઓમાં નિર્દેશ કરે,જે ભૌતિક રીતે અશક્ય છે.
તેથી,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ક્યારેય એકબીજાને છેદતી નથી.

(N/A) જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમ મુજબ,જો તમે તમારા જમણા હાથની આંગળીઓને પ્રવાહની દિશામાં (ઘડિયાળના કાંટાની દિશામાં) વાળો છો,તો તમારો અંગૂઠો લૂપની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે છે.
લૂપની અંદર: ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ટેબલની અંદરની તરફ (નીચેની દિશામાં) જાય છે.
લૂપની બહાર: ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ટેબલની બહારની તરફ (ઉપરની દિશામાં) આવે છે.
આ ચુંબકીય ડાયપોલના વર્તન સાથે સુસંગત છે,જ્યાં ક્ષેત્ર રેખાઓ એક બાજુથી લૂપમાં પ્રવેશે છે અને બીજી બાજુથી બહાર નીકળે છે.

(N/A) સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રને સમાંતર અને સમાન અંતરે રહેલી સીધી રેખાઓ દોરીને દર્શાવવામાં આવે છે.
આ રેખાઓ સૂચવે છે કે આપેલ વિસ્તારના તમામ બિંદુઓ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રનું મૂલ્ય અને દિશા સમાન છે.
આને દર્શાવવા માટે,એક જ દિશામાં (દા.ત.,ડાબેથી જમણે) જતી સમાંતર રેખાઓની શ્રેણી દોરો.

(C) વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત લાંબા,સીધા સોલેનોઇડની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમાન (uniform) હોય છે.
આનો અર્થ એ છે કે સોલેનોઇડની અંદરના તમામ બિંદુઓ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા અને દિશા અચળ રહે છે.
તેથી,સોલેનોઇડની અંદરના તમામ બિંદુઓ પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમાન હોય છે.

(D) જ્યારે પ્રોટોન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિ કરે છે,ત્યારે તે $F = q(v \times B)$ દ્વારા આપવામાં આવતું ચુંબકીય બળ અનુભવે છે.
આ બળ ગતિની દિશાને લંબ રૂપે કાર્ય કરે છે,જેના કારણે પ્રોટોન વર્તુળાકાર માર્ગ પર ગતિ કરે છે.
વર્તુળાકાર માર્ગમાં ગતિની દિશા સતત બદલાતી હોવાથી,પ્રોટોનનો વેગ બદલાય છે.
વેગમાન $p = mv$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત હોવાથી અને વેગ બદલાતો હોવાથી,વેગમાન પણ બદલાય છે.
જોકે,ઝડપ (વેગનું મૂલ્ય) અને દળ અચળ રહે છે કારણ કે ચુંબકીય બળ કણ પર કોઈ કાર્ય કરતું નથી.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવેલા વિદ્યુતપ્રવાહધારિત વાહક પર ચુંબકીય બળ લાગે છે. આ બળનું મૂલ્ય $F = BIl \sin \theta$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $B$ એ ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા છે,$I$ એ વિદ્યુતપ્રવાહ છે અને $l$ એ વાહકની લંબાઈ છે.
$(i)$ જો સળિયા $AB$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ $(I)$ વધારવામાં આવે,તો ચુંબકીય બળ $F$ વધે છે,જેના પરિણામે સળિયાનું સ્થાનાંતર વધુ થાય છે.
$(ii)$ જો વધુ શક્તિશાળી ઘોડાની નાળ જેવું ચુંબક વાપરવામાં આવે,તો ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા $(B)$ વધે છે,જે ચુંબકીય બળ $F$ માં વધારો કરે છે,પરિણામે સળિયાનું સ્થાનાંતર વધુ થાય છે.
$(iii)$ જો સળિયા $AB$ ની લંબાઈ $(l)$ વધારવામાં આવે,તો ચુંબકીય બળ $F$ વધે છે,જે સળિયાના સ્થાનાંતરમાં પણ વધારો કરે છે.

(B) ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા $Fleming$ ના ડાબા હાથના નિયમ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે.
આ નિયમ મુજબ,જો આપણે ડાબા હાથના અંગૂઠા,મધ્યમા અને તર્જનીને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ગોઠવીએ,તો અંગૂઠો ચુંબકીય બળની દિશા દર્શાવે છે,મધ્યમા વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા દર્શાવે છે અને તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે છે.
ધન વીજભારિત આલ્ફા-કણ પશ્ચિમ દિશામાં ગતિ કરે છે,તેથી વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા પણ પશ્ચિમ તરફ જ હશે.
ચુંબકીય બળ (વિચલન) ઉત્તર દિશામાં છે.
$Fleming$ ના ડાબા હાથના નિયમનો ઉપયોગ કરતા: મધ્યમાને પશ્ચિમ તરફ અને અંગૂઠાને ઉત્તર તરફ રાખતા,તર્જની ઉપરની દિશામાં નિર્દેશ કરશે.
તેથી,ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા ઉપરની તરફ છે.

(N/A) ફ્લેમિંગનો ડાબા હાથનો નિયમ જણાવે છે કે જો આપણે ડાબા હાથના અંગૂઠા,તર્જની (forefinger) અને મધ્યમા (middle finger) ને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ખેંચીએ,તો:
$1$. તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે છે.
$2$. મધ્યમા વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા દર્શાવે છે.
$3$. અંગૂઠો વાહક પર લાગતા બળની અથવા ગતિની દિશા દર્શાવે છે.

(A) ઇલેક્ટ્રિક મોટરનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત વિદ્યુતપ્રવાહની ચુંબકીય અસર પર આધારિત છે.
જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત ગૂંચળાને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે એક યાંત્રિક બળ અનુભવે છે જે તેને પરિભ્રમણ કરાવે છે.
આ ઘટના વિદ્યુતપ્રવાહની ચુંબકીય અસર દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે.
બળની દિશા (અને તેથી પરિભ્રમણની દિશા) ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

(B) ઇલેક્ટ્રિક મોટરમાં સ્પ્લિટ રિંગ કોમ્યુટેટર તરીકે કાર્ય કરે છે.
તે દરેક અડધા પરિભ્રમણ પછી કોઇલમાંથી વહેતા પ્રવાહની દિશા ઉલટાવે છે.
પ્રવાહની આ ઉલટફેરને કારણે,કોઇલ પર લાગતું બળ એક જ દિશામાં રહે છે,જેનાથી કોઇલ સતત એક જ દિશામાં ફરતી રહે છે.

(N/A) કોઈલ (ગૂંચળા) માં વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરવાની વિવિધ રીતો વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે:
$(a)$ કોઈલને ઘોડાની નાળ જેવા ચુંબકના બે ધ્રુવો વચ્ચે ઝડપથી ગતિ કરાવવી: જ્યારે કોઈલ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિ કરે છે,ત્યારે તેની સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય છે,જેના કારણે કોઈલમાં પ્રેરિત વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.
$(b)$ સ્થિર કોઈલની સાપેક્ષમાં ચુંબકને ગતિ કરાવવી: જ્યારે કોઈ ચુંબકને કોઈલની નજીક કે દૂર લઈ જવામાં આવે છે,ત્યારે કોઈલમાંથી પસાર થતી ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓમાં ફેરફાર થાય છે,જે કોઈલમાં વિદ્યુત પ્રવાહને પ્રેરિત કરે છે.
$(c)$ નજીકની કોઈલમાં વિદ્યુત પ્રવાહમાં ફેરફાર કરવો: જો કોઈ બદલાતા પ્રવાહવાળી બીજી કોઈલને પ્રથમ કોઈલની નજીક રાખવામાં આવે,તો બીજી કોઈલ દ્વારા ઉત્પન્ન થતું બદલાતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રથમ કોઈલમાં વિદ્યુત પ્રવાહને પ્રેરિત કરે છે (પરસ્પર પ્રેરણ).

(N/A) ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર એ વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ (electromagnetic induction) ના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે.
તે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કોઈલને ફેરવીને યાંત્રિક ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે,જેનાથી કોઈલમાં વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.

(N/A) ડાયરેક્ટ કરંટ $(DC)$ ના કેટલાક સામાન્ય સ્ત્રોતો નીચે મુજબ છે:
$1$. વિદ્યુત કોષ (અથવા બેટરી).
$2$. $DC$ જનરેટર.
$3$. ફોટોવોલ્ટેઇક કોષ (સોલર સેલ).

(C) અલ્ટરનેટિંગ કરંટ $(AC)$ એ વિદ્યુત પ્રવાહનો એક પ્રકાર છે જે સમયાંતરે તેની દિશા બદલે છે અને સમય સાથે સતત તેનું મૂલ્ય પણ બદલાય છે.
$AC$ જનરેટર (અલ્ટરનેટર) એ મુખ્ય સ્ત્રોત છે જે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કોઈલને ફેરવીને અલ્ટરનેટિંગ કરંટ ઉત્પન્ન કરે છે.
પાવર પ્લાન્ટ્સ,જેમ કે હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક,થર્મલ અને ન્યુક્લિયર પાવર સ્ટેશન પણ ઘરો અને ઉદ્યોગોમાં વિતરણ માટે $AC$ વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે.

(B) જ્યારે તાંબાના લંબચોરસ ગૂંચળાને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરવવામાં આવે છે,ત્યારે ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ સતત બદલાય છે.
ફેરાડેના વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના નિયમ મુજબ,ફ્લક્સમાં થતા આ ફેરફારને કારણે ગૂંચળામાં વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ ઉત્પન્ન થાય છે અને પરિણામે પ્રેરિત પ્રવાહ વહે છે.
જેમ જેમ ગૂંચળું ફરે છે,તેમ ગૂંચળાની જે બાજુ ઉપરની તરફ ગતિ કરતી હતી તે અડધું પરિભ્રમણ પૂર્ણ કર્યા પછી નીચેની તરફ ગતિ કરવાનું શરૂ કરે છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની સાપેક્ષ ગતિની દિશામાં થતા આ ફેરફારને કારણે,દરેક અડધા પરિભ્રમણ પછી પ્રેરિત પ્રવાહની દિશા ઉલટાય છે.
તેથી,પ્રેરિત પ્રવાહની દિશા દરેક અડધા પરિભ્રમણમાં એકવાર બદલાય છે.

(N/A) વિદ્યુત પરિપથો અને ઉપકરણોમાં સામાન્ય રીતે વપરાતા બે સુરક્ષાના ઉપાયો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ ફ્યુઝ $(Electric \text{ } Fuse)$: દરેક પરિપથમાં વિદ્યુત ફ્યુઝ જોડવો આવશ્યક છે। તે પરિપથમાં વધુ પડતા વિદ્યુત પ્રવાહને વહેતો અટકાવે છે। જ્યારે તારમાંથી પસાર થતો પ્રવાહ ફ્યુઝના તારની મહત્તમ મર્યાદા કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે ફ્યુઝ પીગળી જાય છે અને પ્રવાહનો પ્રવાહ અટકી જાય છે, જેનાથી ઉપકરણો સુરક્ષિત રહે છે।
$(ii)$ અર્થિંગ $(Earthing)$: વિદ્યુત આંચકાથી બચવા માટે અર્થિંગ ખૂબ જ જરૂરી છે। વિદ્યુત ઉપકરણમાં પ્રવાહનું કોઈપણ લીકેજ જમીનમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે, જેથી ઉપકરણનો ઉપયોગ કરનાર વ્યક્તિને આંચકો લાગતો નથી।

(D) ઇલેક્ટ્રિક ઓવન દ્વારા ખેંચાતો વિદ્યુતપ્રવાહ નીચેના સૂત્ર દ્વારા મેળવી શકાય છે:
$P = VI$
$I = \frac{P}{V}$
જ્યાં,
$P = 2\, kW = 2000\, W$
$V = 220\, V$
$I = \frac{2000}{220} = 9.09\, A$
અહીં,ઓવન દ્વારા ખેંચાતો વિદ્યુતપ્રવાહ $(9.09\, A)$ એ પરિપથની ક્ષમતા $(5\, A)$ કરતા વધારે છે,તેથી પરિપથમાં ઓવરલોડિંગ થશે.
પરિણામે,ફ્યુઝ વાયર વધુ પડતી ગરમીને કારણે પીગળી જશે અને પરિપથ તૂટી જશે,જેનાથી ઉપકરણોને નુકસાન થતું અટકશે.

(C) ઘરેલું પરિપથોમાં ઓવરલોડિંગ ટાળવા માટે નીચે મુજબની સાવચેતી રાખવી જોઈએ:
$(a)$ ઘણા બધા ઉપકરણોને એક જ સોકેટ સાથે જોડવા જોઈએ નહીં.
$(b)$ ઘણા બધા ઉચ્ચ-પાવર ધરાવતા ઉપકરણોનો એકસાથે ઉપયોગ કરવો જોઈએ નહીં.
$(c)$ ખામીયુક્ત ઉપકરણોને પરિપથમાં જોડવા જોઈએ નહીં.
$(d)$ ઓવરલોડિંગ દરમિયાન નુકસાન અટકાવવા માટે પરિપથમાં યોગ્ય ફ્યુઝ જોડવો જોઈએ.

(B) સીધા વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકની આસપાસ ઉત્પન્ન થતી ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ સમકેન્દ્રી વર્તુળો હોય છે.
તેમના કેન્દ્રો તાર પર આવેલા હોય છે.

(C) વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ એ એવી ઘટના છે જેમાં બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્રને કારણે વાહક કે કોઈલમાં વિદ્યુતપ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.
જ્યારે ચુંબક અને કોઈલ વચ્ચે સાપેક્ષ ગતિ થાય છે,ત્યારે કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય છે.
ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતો આ ફેરફાર કોઈલમાં વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અને પરિણામે પ્રેરિત વિદ્યુતપ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,ચુંબક અને કોઈલ વચ્ચેની સાપેક્ષ ગતિને કારણે કોઈલમાં પ્રેરિત વિદ્યુતપ્રવાહ ઉત્પન્ન કરવો એ સાચી વ્યાખ્યા છે.

(D) ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર એ એક એવું સાધન છે જે યાંત્રિક ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે. તે વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરવા માટે વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે.

(A) $AC$ જનરેટર ફરતી કોઈલ સાથે સતત સંપર્ક જાળવી રાખવા માટે બે સ્લિપ રિંગ્સનો ઉપયોગ કરે છે,જે પ્રવાહને સમયાંતરે દિશા બદલવાની મંજૂરી આપે છે.
તેનાથી વિપરીત,$DC$ જનરેટર સ્પ્લિટ-રિંગ કોમ્યુટેટરનો ઉપયોગ કરે છે,જે દરેક અડધા પરિભ્રમણ પછી કોઈલના જોડાણને બાહ્ય સર્કિટ સાથે ઉલટાવે છે,જેથી ખાતરી થાય છે કે બાહ્ય સર્કિટમાં પ્રવાહ માત્ર એક જ દિશામાં વહે છે.
તેથી,મૂળભૂત તફાવત વપરાયેલ રિંગ એસેમ્બલીના પ્રકારમાં રહેલો છે.

(B) જ્યારે વિદ્યુત પરિપથના બે ખુલ્લા વાયરો એકબીજાના સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે પરિપથનો અવરોધ ખૂબ જ ઘટી જાય છે,જેના કારણે પરિપથમાં વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ અચાનક વધી જાય છે. આ ઘટનાને શોર્ટ સર્કિટ કહેવામાં આવે છે.

(C) ખોટું.
વિદ્યુત મોટર એ એક એવું સાધન છે જે વિદ્યુત ઉર્જાનું યાંત્રિક ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.
$(b)$ સાચું.
વિદ્યુત જનરેટર એ એક એવું સાધન છે જે યાંત્રિક ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે. તે વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે,જેમાં ગૂંચળામાંથી પસાર થતા ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થવાથી વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ ઉત્પન્ન થાય છે.

(D) સાચું.
એક લાંબું વર્તુળાકાર ગૂંચળું લાંબા સોલેનોઈડ તરીકે વર્તે છે. લાંબા સોલેનોઈડની અંદરની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ સમાંતર સીધી રેખાઓ હોય છે,જે સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર સૂચવે છે.
$(b)$ ખોટું.
ઘરગથ્થુ વિદ્યુત પરિપથોમાં,લાઈવ વાયર સામાન્ય રીતે લાલ રંગનું અવાહક પડ ધરાવે છે,જ્યારે અર્થ વાયર લીલા રંગનું અવાહક પડ ધરાવે છે.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરવાની બે રીતો નીચે મુજબ છે:
$(a)$ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકનો ઉપયોગ કરીને: જ્યારે કોઈ વાહકમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય છે,ત્યારે તે તેની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે.
$(b)$ કાયમી ચુંબકનો ઉપયોગ કરીને: કાયમી ચુંબક,જેમ કે ગજિયો ચુંબક,તેની આસપાસની જગ્યામાં કુદરતી રીતે ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે.

(N/A) સોલેનોઇડ એ અવાહક તાંબાના તારના વર્તુળાકાર આંટાઓ ધરાવતું લાંબું ગૂંચળું છે. જ્યારે તેમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય છે,ત્યારે તેની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે. આ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની ભાત ગજિયા ચુંબકની ક્ષેત્ર રેખાઓ જેવી જ હોય છે.
હા,આપણે ગજિયા ચુંબકની મદદથી વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સોલેનોઇડના ઉત્તર અને દક્ષિણ ધ્રુવો નક્કી કરી શકીએ છીએ. જો આપણે ગજિયા ચુંબકના ઉત્તર ધ્રુવને સોલેનોઇડના એક છેડા પાસે લાવીએ અને સોલેનોઇડ ચુંબકને અપાકર્ષે,તો સોલેનોઇડનો તે છેડો ઉત્તર ધ્રુવ તરીકે વર્તે છે (કારણ કે સમાન ધ્રુવો એકબીજાને અપાકર્ષે છે). જો સોલેનોઇડ ગજિયા ચુંબકને આકર્ષે,તો તે છેડો દક્ષિણ ધ્રુવ તરીકે વર્તે છે (કારણ કે વિરુદ્ધ ધ્રુવો એકબીજાને આકર્ષે છે). આ રીતે આકર્ષણ કે અપાકર્ષણની ઘટનાનું અવલોકન કરીને આપણે સોલેનોઇડના ધ્રુવો નક્કી કરી શકીએ છીએ.

(B) ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં રહેલા વિદ્યુતપ્રવાહધારિત વાહક પર લાગતું બળ $F$ એ સૂત્ર $F = BIl \sin(\theta)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $B$ એ ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા છે,$I$ એ વિદ્યુતપ્રવાહ છે,$l$ એ વાહકની લંબાઈ છે અને $\theta$ એ વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેનો ખૂણો છે.
$\sin(\theta)$ નું મહત્તમ મૂલ્ય $1$ હોવાથી (જે $\theta = 90^{\circ}$ હોય ત્યારે મળે છે),જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશાને લંબ હોય ત્યારે બળ સૌથી વધુ હોય છે.

(DOWNWARD) ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે.
આ નિયમ મુજબ,જો તર્જની (forefinger) ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં,મધ્યમા (middle finger) વિદ્યુત પ્રવાહની દિશામાં હોય,તો અંગૂઠો બળ (વિચલન) ની દિશા દર્શાવે છે.
$1$. ઇલેક્ટ્રોન બીમ પાછળની દીવાલથી આગળની દીવાલ તરફ ગતિ કરે છે. ઇલેક્ટ્રોન ઋણ વીજભારિત હોવાથી,પરંપરાગત વિદ્યુત પ્રવાહની દિશા આગળની દીવાલથી પાછળની દીવાલ તરફ હોય છે.
$2$. બળ (વિચલન) તમારી જમણી બાજુએ છે.
$3$. ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમનો ઉપયોગ કરતા: તમારી મધ્યમાને પાછળની દીવાલ તરફ (પ્રવાહની દિશા) અને અંગૂઠાને તમારી જમણી તરફ (બળની દિશા) રાખો. ત્યારે તમારી તર્જની નીચેની તરફ નિર્દેશ કરશે.
તેથી,ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા નીચેની તરફ છે.

(N/A) ઇલેક્ટ્રિક મોટર વિદ્યુત ઊર્જાનું યાંત્રિક ઊર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.
તે વિદ્યુતપ્રવાહની ચુંબકીય અસરના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે. જ્યારે કોઈ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત ગૂંચળાને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે ફરે છે. નીચેની આકૃતિ એક સાદી ઇલેક્ટ્રિક મોટર દર્શાવે છે.
જ્યારે સ્વીચ બંધ કરીને ગૂંચળા $MNST$ માંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે ગૂંચળું ઘડિયાળના કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં ફરવાનું શરૂ કરે છે. આ એટલા માટે થાય છે કારણ કે લંબાઈ $MN$ પર નીચેની તરફ બળ લાગે છે અને તે જ સમયે,લંબાઈ $ST$ પર ઉપરની તરફ બળ લાગે છે. પરિણામે,ગૂંચળું ઘડિયાળના કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં ફરે છે.
લંબાઈ $MN$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ $M$ થી $N$ તરફ વહે છે અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર ડાબેથી જમણે,લંબાઈ $MN$ ને લંબ રૂપે કાર્ય કરે છે. તેથી,ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમ મુજબ,લંબાઈ $MN$ પર નીચેની તરફ બળ લાગે છે. તેવી જ રીતે,લંબાઈ $ST$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ $S$ થી $T$ તરફ વહે છે અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર ડાબેથી જમણે,વિદ્યુતપ્રવાહના પ્રવાહને લંબ રૂપે કાર્ય કરે છે. તેથી,લંબાઈ $ST$ પર ઉપરની તરફ બળ લાગે છે. આ બે બળો ગૂંચળાને ઘડિયાળના કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં ફેરવે છે. અડધા પરિભ્રમણ પછી,$MN$ અને $ST$ ની સ્થિતિ બદલાઈ જાય છે. અર્ધ-વલય $D$ એ બ્રશ $A$ ના સંપર્કમાં આવે છે અને અર્ધ-વલય $C$ એ બ્રશ $B$ ના સંપર્કમાં આવે છે. તેથી,ગૂંચળા $MNST$ માં વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ઉલટાઈ જાય છે.
વિદ્યુતપ્રવાહ ગૂંચળામાં $TSNM$ દિશામાં વહે છે. ગૂંચળા $MNST$ માંથી વિદ્યુતપ્રવાહનું ઉલટાવું દરેક અડધા પરિભ્રમણ પછી પુનરાવર્તિત થાય છે. પરિણામે,ગૂંચળું એક જ દિશામાં ફરે છે. સ્પ્લિટ રિંગ્સ સર્કિટમાં વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ઉલટાવવામાં મદદ કરે છે. તેમને કમ્યુટેટર કહેવામાં આવે છે.

(N/A) ઇલેક્ટ્રિક મોટર એવા ઉપકરણો છે જે વિદ્યુત ઊર્જાનું યાંત્રિક ઊર્જામાં રૂપાંતર કરે છે. ઇલેક્ટ્રિક મોટરનો ઉપયોગ કરતા કેટલાક સામાન્ય ઉપકરણો નીચે મુજબ છે:
$(a)$ પાણીના પંપ
$(b)$ ઇલેક્ટ્રિક પંખા
$(c)$ ઇલેક્ટ્રિક મિક્સર અને ગ્રાઇન્ડર
$(d)$ વોશિંગ મશીન
$(e)$ રેફ્રિજરેટર
$(f)$ ઇલેક્ટ્રિક ડ્રિલ

(A) જ્યારે ગજિયા ચુંબકને ઇન્સ્યુલેટેડ તાંબાના તારના ગૂંચળાની સાપેક્ષમાં ગતિ કરાવવામાં આવે છે,ત્યારે ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય છે.
ફેરાડેના વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના નિયમ અનુસાર,ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતો આ ફેરફાર ગૂંચળામાં પ્રેરિત વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અને પરિણામે વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે.
જ્યારે ગજિયા ચુંબકને ગૂંચળામાં ધકેલવામાં આવે છે,ત્યારે ગેલ્વેનોમીટરની સોય ક્ષણિક રીતે એક ચોક્કસ દિશામાં આવર્તન દર્શાવે છે,જે પ્રેરિત વિદ્યુત પ્રવાહની હાજરી સૂચવે છે.

(B) વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના સિદ્ધાંત મુજબ,જ્યારે કોઈ ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય છે,ત્યારે તેમાં વિદ્યુતપ્રવાહ પ્રેરિત થાય છે.
જ્યારે ગજિયા ચુંબકને ગૂંચળાની સાપેક્ષમાં ગતિ કરાવવામાં આવે છે,ત્યારે ગૂંચળામાંથી પસાર થતી ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ બદલાય છે,જેનાથી વિદ્યુતપ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.
જ્યારે ગજિયા ચુંબકને ગૂંચળાની અંદરથી બહાર કાઢવામાં આવે છે,ત્યારે ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતા ફેરફારની દિશા,તેને અંદર દાખલ કરતી વખતની દિશા કરતા ઉલટી હોય છે.
પરિણામે,ગૂંચળામાં વિરુદ્ધ દિશામાં વિદ્યુતપ્રવાહ પ્રેરિત થાય છે,જેના કારણે ગેલ્વેનોમીટરની સોય ક્ષણિક રીતે વિરુદ્ધ દિશામાં આવર્તન દર્શાવે છે.

(C) વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના સિદ્ધાંત મુજબ,ગૂંચળામાં વિદ્યુત પ્રવાહ ત્યારે જ પ્રેરિત થાય છે જ્યારે તેની સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય.
જ્યારે ગજિયો ચુંબક ગૂંચળાની સાપેક્ષમાં ગતિ કરે છે,ત્યારે ચુંબકીય ફ્લક્સ બદલાય છે,જેનાથી પ્રવાહ પ્રેરિત થાય છે.
જો કે,જ્યારે ગજિયો ચુંબક ગૂંચળાની અંદર સ્થિર રાખવામાં આવે છે,ત્યારે ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ અચળ રહે છે.
ચુંબકીય ફ્લક્સમાં કોઈ ફેરફાર થતો ન હોવાથી,ગૂંચળામાં કોઈ પ્રવાહ પ્રેરિત થશે નહીં.
તેથી,ગેલ્વેનોમીટર કોઈ આવર્તન દર્શાવશે નહીં.

(N/A) હા,ગૂંચળા $B$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ પ્રેરિત થશે.
કારણ: જ્યારે ગૂંચળા $A$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ બદલાય છે,ત્યારે તેની સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર પણ બદલાય છે.
ગૂંચળું $B$ એ ગૂંચળા $A$ ની નજીક હોવાથી,ગૂંચળા $B$ માંથી પસાર થતી ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓમાં પણ ફેરફાર થાય છે.
ગૂંચળા $B$ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતો આ ફેરફાર તેમાં વિદ્યુતપ્રવાહ પ્રેરિત કરે છે,જેને વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણનો સિદ્ધાંત કહેવામાં આવે છે.

(A) $(i)$ મેક્સવેલનો જમણા હાથના અંગૂઠાનો નિયમ: જો તમે તમારા જમણા હાથમાં વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકને એવી રીતે પકડો કે તમારો અંગૂઠો વિદ્યુતપ્રવાહની દિશામાં રહે,તો તમારી આંગળીઓ વાહકની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશામાં વીંટળાયેલી રહેશે.
$(ii)$ ફ્લેમિંગના ડાબા હાથનો નિયમ: તમારા ડાબા હાથના અંગૂઠા,તર્જની અને મધ્યમા આંગળીને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ખેંચો. જો તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં અને મધ્યમા વિદ્યુતપ્રવાહની દિશામાં હોય,તો અંગૂઠો વાહક પર લાગતા બળની દિશા દર્શાવે છે.
$(iii)$ ફ્લેમિંગના જમણા હાથનો નિયમ: તમારા જમણા હાથના અંગૂઠા,તર્જની અને મધ્યમા આંગળીને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ખેંચો. જો તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં અને અંગૂઠો વાહકની ગતિની દિશામાં હોય,તો મધ્યમા આંગળી પ્રેરિત વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા દર્શાવે છે.

(N/A) ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર યાંત્રિક ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.
ઇલેક્ટ્રિક જનરેટરનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ (electromagnetic induction) પર આધારિત છે. જ્યારે કોઈ ગૂંચળાને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરવવામાં આવે છે,ત્યારે તેની સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ બદલાય છે,જે ગૂંચળામાં વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે.
$MNST$ $\to$ લંબચોરસ ગૂંચળું
$A$ અને $B$ $\to$ બ્રશ
$C$ અને $D$ $\to$ બે સ્લિપ રિંગ્સ
$X$ $\to$ ધરી,$G$ $\to$ ગેલ્વેનોમીટર
કાર્યપદ્ધતિ: જ્યારે ધરી $X$ ને ફેરવવામાં આવે છે,ત્યારે ગૂંચળું $MNST$ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરે છે. ફ્લેમિંગના જમણા હાથના નિયમ મુજબ,પ્રથમ અડધા પરિભ્રમણ દરમિયાન પ્રેરિત પ્રવાહ $MNST$ દિશામાં વહે છે. અડધા પરિભ્રમણ પછી,પ્રવાહની દિશા ઉલટાઈને $TSNM$ થઈ જાય છે. આ સામયિક ઉલટફેરને કારણે ઉદ્ભવતા પ્રવાહને ઓલ્ટરનેટિંગ કરંટ $(AC)$ કહેવામાં આવે છે.
બ્રશનું કાર્ય: બ્રશ ($A$ અને $B$) નો ઉપયોગ ફરતી સ્લિપ રિંગ્સ અથવા સ્પ્લિટ રિંગ્સ સાથે સંપર્ક જાળવી રાખવા માટે થાય છે,જેથી પ્રેરિત પ્રવાહ ફરતા ગૂંચળામાંથી બાહ્ય સર્કિટમાં વાયર ગૂંચવાયા વગર વહી શકે.

(B) ઇલેક્ટ્રિક શોર્ટ સર્કિટ ત્યારે થાય છે જ્યારે વિદ્યુત પરિપથનો અવરોધ ખૂબ જ ઓછો થઈ જાય છે,જેના પરિણામે વિદ્યુતપ્રવાહનો પ્રવાહ અચાનક ખૂબ વધી જાય છે.
આ સામાન્ય રીતે ત્યારે થાય છે જ્યારે $live$ વાયર અને $neutral$ વાયરનું ઇન્સ્યુલેશન ઘસારો થવાને કારણે નુકસાન પામે છે,જેનાથી તેઓ એકબીજાના સીધા સંપર્કમાં આવે છે.
વધુમાં,એક જ સોકેટમાં ઘણા બધા ઉચ્ચ પાવર ધરાવતા ઉપકરણોને જોડવાથી પણ ઓવરલોડિંગ થઈ શકે છે,જે શોર્ટ સર્કિટમાં પરિણમી શકે છે.

(N/A) અર્થ વાયરનું મુખ્ય કાર્ય એ છે કે જ્યારે કોઈ વિદ્યુત લીકેજ અથવા શોર્ટ સર્કિટ થાય ત્યારે વિદ્યુત પ્રવાહને જમીનમાં વહેવા માટે ઓછો અવરોધ ધરાવતો માર્ગ પૂરો પાડવો.
ધાતુના ઉપકરણોને અર્થિંગ કરવું જરૂરી છે કારણ કે જો ઉપકરણમાં વિદ્યુત પ્રવાહનું લીકેજ થાય,તો ઉપકરણની ધાતુની બોડીમાં વિદ્યુત પ્રવાહ આવી જાય છે.
જો કોઈ વ્યક્તિ આવા ઉપકરણને સ્પર્શ કરે,તો વિદ્યુત પ્રવાહ તેમના શરીર દ્વારા જમીનમાં જાય છે,જેનાથી ગંભીર ઇલેક્ટ્રિક શોક લાગી શકે છે.
ધાતુની બોડીને અર્થ વાયર સાથે જોડવાથી,લીકેજ થયેલો વિદ્યુત પ્રવાહ સુરક્ષિત રીતે જમીનમાં જતો રહે છે,જેનાથી વપરાશકર્તાને ઇલેક્ટ્રિક શોકથી બચાવી શકાય છે.