Gujarati

RL, RC and LC AC Circuits Questions in Gujarati

Class 12 Physics · Alternating Current · RL, RC and LC AC Circuits

281+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 49 of 281 questions in Gujarati

1
MediumMCQ
જો $L$ અને $R$ અનુક્રમે ઇન્ડક્ટન્સ અને અવરોધ હોય,તો $\frac{R}{L}$ નું પરિમાણ શું થશે?
A
$T^2$
B
$T$
C
$T^{-1}$
D
$T^{-2}$

Solution

(C) $LR$ સર્કિટનો ટાઈમ કોન્સ્ટન્ટ (સમય અચળાંક) $\tau = \frac{L}{R}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આનો અર્થ એ છે કે $\frac{L}{R}$ ના પરિમાણો સમયના પરિમાણો સમાન છે,એટલે કે $[T]$.
તેથી,$\frac{R}{L}$ ના પરિમાણો એ સમયના પરિમાણોના વ્યસ્ત છે.
$\frac{R}{L}$ ના પરિમાણ $= \frac{1}{[T]} = [T^{-1}]$.
2
EasyMCQ
$f$ આવૃત્તિ ધરાવતો એક અલ્ટરનેટિંગ કરંટ $(AC)$ એક સર્કિટમાં વહી રહ્યો છે જેમાં અવરોધ $R$ અને ઇન્ડક્ટર (ચોક) $L$ શ્રેણીમાં જોડાયેલા છે. આ સર્કિટનો ઈમ્પીડન્સ (Impedance) કેટલો હશે?
A
$R + 2\pi fL$
B
$\sqrt{R^2 + 4\pi^2 f^2 L^2}$
C
$\sqrt{R^2 + L^2}$
D
$\sqrt{R^2 + 2\pi fL}$

Solution

(B) $LR$ શ્રેણી સર્કિટમાં,ઈમ્પીડન્સ $Z$ નું સૂત્ર $Z = \sqrt{R^2 + X_L^2}$ છે.
અહીં,$X_L$ એ ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ છે,જે $X_L = \omega L$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
કોણીય આવૃત્તિ $\omega = 2\pi f$ હોવાથી,આપણે $X_L$ ના સૂત્રમાં આ કિંમત મૂકતા $X_L = 2\pi fL$ મળે છે.
હવે,$X_L$ ની કિંમત ઈમ્પીડન્સના સૂત્રમાં મૂકતા,આપણને $Z = \sqrt{R^2 + (2\pi fL)^2}$ મળે છે.
તેથી,$Z = \sqrt{R^2 + 4\pi^2 f^2 L^2}$.
3
EasyMCQ
એક ઓલ્ટરનેટિંગ વોલ્ટેજને અવરોધ $R$ અને ઇન્ડક્ટન્સ $L$ સાથે શ્રેણીમાં જોડવામાં આવે છે. જો અવરોધ પરનો પોટેન્શિયલ ડ્રોપ $200 \, V$ હોય અને ઇન્ડક્ટન્સ પરનો પોટેન્શિયલ ડ્રોપ $150 \, V$ હોય,તો લાગુ પાડવામાં આવેલ વોલ્ટેજ .......$V$ છે.
A
$350$
B
$250$
C
$500$
D
$300$

Solution

(B) $RL$ શ્રેણી પરિપથમાં,અવરોધક પરનો વોલ્ટેજ $(V_R)$ અને ઇન્ડક્ટર પરનો વોલ્ટેજ $(V_L)$ એકબીજાથી $90^{\circ}$ ના કળા તફાવત પર હોય છે.
તેથી,કુલ લાગુ પાડવામાં આવેલ વોલ્ટેજ $V$ એ $V_R$ અને $V_L$ નો ફેઝર સરવાળો છે,જે નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$V = \sqrt{V_R^2 + V_L^2}$
અહીં $V_R = 200 \, V$ અને $V_L = 150 \, V$ આપેલ છે.
કિંમતો મૂકતા:
$V = \sqrt{(200)^2 + (150)^2}$
$V = \sqrt{40000 + 22500}$
$V = \sqrt{62500}$
$V = 250 \, V$.
4
MediumMCQ
એક ઇન્ડક્ટિવ સર્કિટમાં $10 \, \Omega$ નો અવરોધ અને $20 \, H$ નું ઇન્ડક્ટન્સ છે. જો આ સર્કિટમાં $120 \, V$ અને $60 \, Hz$ આવૃત્તિનો $AC$ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે, તો પ્રવાહ લગભગ કેટલો હશે ($A$ માં)?
A
$0.32$
B
$0.016$
C
$0.48$
D
$0.80$

Solution

(B) $RL$ શ્રેણી સર્કિટનો ઇમ્પિડન્સ $Z = \sqrt{R^2 + X_L^2}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં $X_L = 2\pi f L$ છે.
આપેલ છે: $R = 10 \, \Omega$, $L = 20 \, H$, $V = 120 \, V$, અને $f = 60 \, Hz$.
પ્રથમ, ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = 2 \times \pi \times 60 \times 20 = 2400\pi \, \Omega$ ગણો.
$X_L \approx 2400 \times 3.1416 \approx 7540 \, \Omega$.
હવે, ઇમ્પિડન્સ $Z = \sqrt{10^2 + (7540)^2} \approx 7540 \, \Omega$ ગણો.
પ્રવાહ $I = \frac{V}{Z} = \frac{120}{7540} \approx 0.0159 \, A$.
નજીકની કિંમત લેતા, $I \approx 0.016 \, A$ મળે છે.
5
MediumMCQ
$20\,V$ $AC$ વોલ્ટેજ એક પરિપથને આપવામાં આવે છે જેમાં અવરોધ અને નહિવત અવરોધ ધરાવતું કોઈલ (ઇન્ડક્ટર) શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે. જો અવરોધના બે છેડા વચ્ચેનો વોલ્ટેજ $12\,V$ હોય,તો કોઈલના બે છેડા વચ્ચેનો વોલ્ટેજ.....$V$ થશે.
A
$16$
B
$10$
C
$8$
D
$6$

Solution

(A) $L-R$ શ્રેણી પરિપથમાં,કુલ લાગુ પાડવામાં આવેલ વોલ્ટેજ $V$ એ અવરોધક પરનો વોલ્ટેજ $V_R$ અને ઇન્ડક્ટર પરનો વોલ્ટેજ $V_L$ નો ફેઝર સરવાળો છે.
તેનો સંબંધ $V^2 = V_R^2 + V_L^2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે: $V = 20\,V$ અને $V_R = 12\,V$.
કિંમતો મૂકતા: $20^2 = 12^2 + V_L^2$.
$400 = 144 + V_L^2$.
$V_L^2 = 400 - 144 = 256$.
$V_L = \sqrt{256} = 16\,V$.
તેથી,કોઈલના બે છેડા વચ્ચેનો વોલ્ટેજ $16\,V$ છે.
6
EasyMCQ
$300 \ \Omega$ નો અવરોધ અને $\frac{1}{\pi} \ H$ નું ઇન્ડક્ટન્સ $20 \ V$ અને $200 \ Hz$ આવૃત્તિ ધરાવતા $AC$ વોલ્ટેજ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે. વોલ્ટેજ અને પ્રવાહ વચ્ચેનો કળા તફાવત (phase angle) કેટલો હશે?
A
$\tan^{-1} \frac{4}{3}$
B
$\tan^{-1} \frac{3}{4}$
C
$\tan^{-1} \frac{3}{2}$
D
$\tan^{-1} \frac{2}{5}$

Solution

(A) $LR$ શ્રેણી પરિપથમાં,વોલ્ટેજ અને પ્રવાહ વચ્ચેનો કળા તફાવત $\phi$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $\tan \phi = \frac{X_L}{R}$.
અહીં,$R = 300 \ \Omega$,$L = \frac{1}{\pi} \ H$,અને આવૃત્તિ $f = 200 \ Hz$ છે.
ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L$ ની ગણતરી આ મુજબ થાય છે: $X_L = 2\pi f L = 2\pi \times 200 \times \frac{1}{\pi} = 400 \ \Omega$.
કળા તફાવતના સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા:
$\tan \phi = \frac{400}{300} = \frac{4}{3}$.
તેથી,કળા તફાવત $\phi = \tan^{-1} \left( \frac{4}{3} \right)$ થશે.
7
EasyMCQ
$100\, Hz$ ની આવૃત્તિ ધરાવતા એસી $(AC)$ સ્ત્રોતને અવરોધ,કેપેસિટર અને ઇન્ડક્ટરના શ્રેણી જોડાણ સાથે જોડવામાં આવે છે. ઇન્ડક્ટર,અવરોધ અને કેપેસિટર પરનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત અનુક્રમે $46\, V$,$8\, V$ અને $40\, V$ છે. એસી સ્ત્રોતનું ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ $(EMF)$ વોલ્ટમાં કેટલું હશે?
A
$94$
B
$14$
C
$10$
D
$76$

Solution

(C) $LCR$ શ્રેણી પરિપથમાં,ઇન્ડક્ટર $(V_L)$,અવરોધ $(V_R)$ અને કેપેસિટર $(V_C)$ પરનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $V_L = 46\, V$,$V_R = 8\, V$ અને $V_C = 40\, V$ આપેલ છે.
સ્ત્રોતનું કુલ $EMF$ $(V)$ શોધવાનું સૂત્ર: $V = \sqrt{V_R^2 + (V_L - V_C)^2}$ છે.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $V = \sqrt{8^2 + (46 - 40)^2}$.
$V = \sqrt{8^2 + 6^2} = \sqrt{64 + 36} = \sqrt{100} = 10\, V$.
આમ,સ્ત્રોતનું $EMF$ $10\, V$ છે.
8
MediumMCQ
એક $L-R$ સર્કિટમાં,$L$ નું મૂલ્ય $(\frac{0.4}{\pi}) \, H$ છે અને $R$ નું મૂલ્ય $30 \, \Omega$ છે. જો સર્કિટમાં $50 \, Hz$ આવૃત્તિવાળું $200 \, V$ નું એસી $(AC)$ વોલ્ટેજ જોડવામાં આવે,તો સર્કિટનો ઈમ્પિડન્સ અને પ્રવાહ કેટલો હશે?
A
$11.4 \, \Omega, 17.5 \, A$
B
$30.7 \, \Omega, 6.5 \, A$
C
$40.4 \, \Omega, 5 \, A$
D
$50 \, \Omega, 4 \, A$

Solution

(D) $L-R$ સર્કિટનો ઈમ્પિડન્સ $Z$ એ $Z = \sqrt{R^2 + X_L^2}$ સૂત્ર દ્વારા મળે છે,જ્યાં $X_L = 2\pi fL$ છે.
અહીં $R = 30 \, \Omega$,$f = 50 \, Hz$,અને $L = \frac{0.4}{\pi} \, H$ આપેલ છે.
પ્રથમ,ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = 2\pi \times 50 \times \frac{0.4}{\pi} = 100 \times 0.4 = 40 \, \Omega$ ગણો.
હવે,ઈમ્પિડન્સ $Z = \sqrt{30^2 + 40^2} = \sqrt{900 + 1600} = \sqrt{2500} = 50 \, \Omega$ મળે છે.
સર્કિટમાં વહેતો પ્રવાહ $I = \frac{V}{Z} = \frac{200}{50} = 4 \, A$ થાય.
આમ,ઈમ્પિડન્સ $50 \, \Omega$ અને પ્રવાહ $4 \, A$ છે.
9
MediumMCQ
શ્રેણી $LCR$ સર્કિટમાં,જે $\omega$ કોણીય આવૃત્તિના $ac$ સાથે કાર્યરત છે,તેનું કુલ ઈમ્પીડન્સ (પ્રતિબાધા) કેટલું છે?
A
${[{R^2} + {(L\omega - C\omega )^2}]^{1/2}}$
B
${\left[ {{R^2} + {{\left( {L\omega - \frac{1}{{C\omega }}} \right)}^2}} \right]^{1/2}}$
C
${\left[ {{R^2} + {{\left( {L\omega - \frac{1}{{C\omega }}} \right)}^2}} \right]^{ - 1/2}}$
D
${\left[ {{{(R\omega )}^2} + {{\left( {L\omega - \frac{1}{{C\omega }}} \right)}^2}} \right]^{1/2}}$

Solution

(B) શ્રેણી $LCR$ સર્કિટમાં,ઈમ્પીડન્સ $Z$ એ અવરોધ $R$ અને ચોખ્ખા રિએક્ટન્સ $X = X_L - X_C$ નો સદિશ સરવાળો છે.
ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = L\omega$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કેપેસિટીવ રિએક્ટન્સ $X_C = \frac{1}{C\omega}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કુલ ઈમ્પીડન્સ $Z$ ની ગણતરી નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે:
$Z = \sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2}$
સૂત્રમાં $X_L$ અને $X_C$ ની કિંમતો મૂકતા:
$Z = \sqrt{R^2 + \left(L\omega - \frac{1}{C\omega}\right)^2}$
આને આ રીતે લખી શકાય:
$Z = \left[R^2 + \left(L\omega - \frac{1}{C\omega}\right)^2\right]^{1/2}$
10
MediumMCQ
$E = 4 \cos(1000t) \, V$ જેટલું e.m.f. $3 \, mH$ ઇન્ડક્ટન્સ અને $4 \, \Omega$ અવરોધ ધરાવતા $LR$-પરિપથને લાગુ પાડવામાં આવે છે. પરિપથમાં પ્રવાહનો કંપવિસ્તાર કેટલો હશે?
A
$4/\sqrt{7}$
B
$1$
C
$4/7$
D
$0.8$

Solution

(D) આપેલ e.m.f. $E = E_0 \cos(\omega t)$ છે,જ્યાં $E_0 = 4 \, V$ અને $\omega = 1000 \, rad/s$ છે.
આપેલ ઇન્ડક્ટન્સ $L = 3 \, mH = 3 \times 10^{-3} \, H$ અને અવરોધ $R = 4 \, \Omega$ છે.
ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = \omega L = 1000 \times 3 \times 10^{-3} = 3 \, \Omega$ થાય.
$LR$-પરિપથનો ઈમ્પીડન્સ $Z = \sqrt{R^2 + X_L^2} = \sqrt{4^2 + 3^2} = \sqrt{16 + 9} = \sqrt{25} = 5 \, \Omega$ મળે.
પ્રવાહનો કંપવિસ્તાર $I_0 = E_0 / Z = 4 / 5 = 0.8 \, A$ થાય.
11
EasyMCQ
એક $AC$ સર્કિટમાં,$R \, \Omega$ નો અવરોધ $L$ ઇન્ડક્ટન્સ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે. જો વોલ્ટેજ અને પ્રવાહ વચ્ચેનો ફેઝ એંગલ $45^o$ હોય,તો ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સનું મૂલ્ય કેટલું હશે?
A
$\frac{R}{4}$
B
$\frac{R}{2}$
C
$R$
D
આપેલ માહિતી પરથી શોધી શકાતું નથી

Solution

(C) $RL$ શ્રેણી સર્કિટમાં,વોલ્ટેજ અને પ્રવાહ વચ્ચેનો ફેઝ એંગલ $\phi$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $\tan \phi = \frac{X_L}{R}$.
આપેલ છે કે ફેઝ એંગલ $\phi = 45^o$,તેથી આપણે તેને સમીકરણમાં મૂકીએ:
$\tan 45^o = \frac{X_L}{R}$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $\tan 45^o = 1$,તેથી $1 = \frac{X_L}{R}$.
આમ,$X_L = R$.
12
MediumMCQ
જ્યારે એક કોઈલને $100 \, V$ $DC$ વોલ્ટેજ આપવામાં આવે છે,ત્યારે તેમાંથી $1 \, A$ પ્રવાહ વહે છે. જ્યારે તે જ કોઈલને $50 \, Hz$ આવૃત્તિવાળો $100 \, V$ $AC$ વોલ્ટેજ આપવામાં આવે છે,ત્યારે માત્ર $0.5 \, A$ પ્રવાહ વહે છે. તો કોઈલનું ઈમ્પીડન્સ (અડચણ) ....... $\Omega$ છે.
A
$100$
B
$200$
C
$300$
D
$400$

Solution

(B) જ્યારે $DC$ સપ્લાય આપવામાં આવે છે,ત્યારે કોઈલ શુદ્ધ અવરોધ તરીકે કાર્ય કરે છે કારણ કે આવૃત્તિ શૂન્ય હોય છે. તેથી,અવરોધ $R = \frac{V}{I_{DC}} = \frac{100 \, V}{1 \, A} = 100 \, \Omega$ મળે છે.
જ્યારે $AC$ સપ્લાય આપવામાં આવે છે,ત્યારે કોઈલ અવરોધ અને ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ બંને ધરાવે છે. પ્રવાહ સામેના કુલ અવરોધને ઈમ્પીડન્સ $(Z)$ કહેવામાં આવે છે.
$AC$ સર્કિટ માટે ઓહ્મના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,$Z = \frac{V}{I_{AC}} = \frac{100 \, V}{0.5 \, A} = 200 \, \Omega$.
આમ,કોઈલનું ઈમ્પીડન્સ $200 \, \Omega$ છે.
13
EasyMCQ
$12\,\Omega$ નો અવરોધ અને $0.21\,H$ નું ઇન્ડક્ટર $20\,V$,$50\,Hz$ પર કાર્યરત $ac$ સ્ત્રોત સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે. પ્રવાહ અને સ્ત્રોત વોલ્ટેજ વચ્ચેનો ફેઝ એંગલ (કળા તફાવત) .....$^o$ છે.
A
$30$
B
$40$
C
$80$
D
$90$

Solution

(C) આપેલ છે: અવરોધ $R = 12\,\Omega$,ઇન્ડક્ટન્સ $L = 0.21\,H$,આવૃત્તિ $f = 50\,Hz$.
કોણીય આવૃત્તિ $\omega = 2\pi f = 2 \times \pi \times 50 = 100\pi\,rad/s$ છે.
ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = \omega L = 100\pi \times 0.21 = 21\pi\,\Omega$ છે.
$\pi \approx 22/7$ લેતા,$X_L = 100 \times (22/7) \times 0.21 = 66\,\Omega$ મળે.
$RL$ શ્રેણી પરિપથમાં ફેઝ એંગલ $\phi$ માટેનું સૂત્ર $\tan \phi = \frac{X_L}{R}$ છે.
$\tan \phi = \frac{66}{12} = 5.5$.
$\phi = \tan^{-1}(5.5) \approx 79.7^o \approx 80^o$.
14
EasyMCQ
એક $ac$ સર્કિટમાં,શ્રેણીમાં જોડાયેલા ઇન્ડક્ટન્સ અને અવરોધ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત અનુક્રમે $16\, V$ અને $20\, V$ છે. સર્કિટમાં કુલ વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત .......$V$ છે.
A
$20$
B
$25.6$
C
$31.9$
D
$53.5$

Solution

(B) શ્રેણી $LR$ સર્કિટમાં,અવરોધ $(V_R)$ અને ઇન્ડક્ટન્સ $(V_L)$ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત ક્વાડ્રેટરમાં હોય છે,જેનો અર્થ છે કે તેઓ $90^{\circ}$ ના ફેઝ તફાવત ધરાવે છે.
આપેલ છે: $V_L = 16\, V$ અને $V_R = 20\, V$.
સર્કિટમાં કુલ વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $(V)$ ફેઝર સરવાળા દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$V = \sqrt{V_R^2 + V_L^2}$
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$V = \sqrt{(20)^2 + (16)^2}$
$V = \sqrt{400 + 256}$
$V = \sqrt{656}$
$V \approx 25.6\, V$.
15
EasyMCQ
$220\, V$,$50\, Hz$ ના $ac$ સ્ત્રોતને $0.2\, H$ ના ઇન્ડક્ટન્સ અને $20\, \Omega$ ના અવરોધ સાથે શ્રેણીમાં જોડવામાં આવે છે. પરિપથમાં વહેતો પ્રવાહ કેટલો હશે ($, A$ માં)?
A
$10$
B
$5$
C
$33.3$
D
$3.33$

Solution

(D) આપેલ છે: વોલ્ટેજ $V = 220\, V$,આવૃત્તિ $f = 50\, Hz$,ઇન્ડક્ટન્સ $L = 0.2\, H$,અવરોધ $R = 20\, \Omega$.
પ્રથમ,ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = 2 \pi f L = 2 \times 3.14 \times 50 \times 0.2 = 62.8\, \Omega$ ગણો.
$LR$ શ્રેણી પરિપથનો ઇમ્પિડન્સ $Z = \sqrt{R^2 + X_L^2} = \sqrt{20^2 + 62.8^2} = \sqrt{400 + 3943.84} = \sqrt{4343.84} \approx 65.9\, \Omega$ છે.
પરિપથમાં વહેતો પ્રવાહ $I = \frac{V}{Z} = \frac{220}{65.9} \approx 3.33\, A$ થાય.
16
MediumMCQ
નીચે દર્શાવેલ સર્કિટમાં,$ac$ સ્ત્રોતનો વોલ્ટેજ $V = 20\cos (\omega t)$ વોલ્ટ છે,જ્યાં $\omega = 2000 \,rad/sec$ છે. પ્રવાહનો કંપવિસ્તાર આશરે કેટલો હશે?
Question diagram
A
$2$
B
$3.3$
C
$2/\sqrt{5}$
D
$\sqrt{5}$

Solution

(A) આપેલ છે: $V = 20\cos(2000t) \,V$,તેથી $V_0 = 20 \,V$ અને $\omega = 2000 \,rad/s$.
સર્કિટમાં $R_1 = 6 \,\Omega$ નો અવરોધ,$L = 5 \,mH$ નું ઇન્ડક્ટર (જેનો આંતરિક અવરોધ $R_2 = 4 \,\Omega$ છે) અને $C = 50 \,\mu F$ નો કેપેસિટર શ્રેણીમાં જોડાયેલા છે.
કુલ અવરોધ $R = R_1 + R_2 = 6 + 4 = 10 \,\Omega$.
ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = \omega L = 2000 \times 5 \times 10^{-3} = 10 \,\Omega$.
કેપેસિટિવ રિએક્ટન્સ $X_C = \frac{1}{\omega C} = \frac{1}{2000 \times 50 \times 10^{-6}} = \frac{1}{0.1} = 10 \,\Omega$.
ઇમ્પીડન્સ $Z = \sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2} = \sqrt{10^2 + (10 - 10)^2} = 10 \,\Omega$.
પ્રવાહનો કંપવિસ્તાર $i_0 = \frac{V_0}{Z} = \frac{20}{10} = 2 \,A$.
17
EasyMCQ
એક $ac$ સર્કિટમાં,કોઈલનું રિએક્ટન્સ તેના અવરોધ કરતા $\sqrt{3}$ ગણું છે. કોઈલના વોલ્ટેજ અને તેમાંથી વહેતા પ્રવાહ વચ્ચેનો ફેઝ તફાવત કેટલો હશે?
A
$\pi /3$
B
$\pi /2$
C
$\pi /4$
D
$\pi /6$

Solution

(A) કોઈલ (અવરોધ ધરાવતું ઇન્ડક્ટર) ધરાવતી $ac$ સર્કિટમાં,વોલ્ટેજ અને પ્રવાહ વચ્ચેનો ફેઝ તફાવત $\phi$ એ સૂત્ર $\tan \phi = \frac{X_L}{R}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે કે રિએક્ટન્સ $X_L = \sqrt{3} R$.
આ કિંમત સૂત્રમાં મૂકતા,આપણને $\tan \phi = \frac{\sqrt{3} R}{R} = \sqrt{3}$ મળે છે.
કારણ કે $\tan \phi = \sqrt{3}$,તેથી ફેઝ એંગલ $\phi = 60^{\circ}$ થાય.
ડિગ્રીને રેડિયનમાં ફેરવતા,$\phi = 60^{\circ} \times \frac{\pi}{180^{\circ}} = \frac{\pi}{3}$.
18
MediumMCQ
એક $ac$ સર્કિટમાં,પ્રવાહ વોલ્ટેજ કરતા $\pi /3$ જેટલો પાછળ છે. સર્કિટમાં કયા ઘટકો છે?
A
$R$ અને $L$
B
$R$ અને $C$
C
$L$ અને $C$
D
માત્ર $R$

Solution

(A) એક $ac$ સર્કિટમાં,જો પ્રવાહ વોલ્ટેજ કરતા $\phi$ જેટલા ફેઝ એંગલથી પાછળ રહેતો હોય,તો સર્કિટ ઇન્ડક્ટિવ હોવી જોઈએ જેમાં અવરોધ $(R)$ અને ઇન્ડક્ટર $(L)$ હોય.
$RL$ શ્રેણી સર્કિટમાં,અવરોધ પરનો વોલ્ટેજ $(V_R)$ પ્રવાહ $(I)$ સાથે સમાન કળામાં હોય છે,જ્યારે ઇન્ડક્ટર પરનો વોલ્ટેજ $(V_L)$ પ્રવાહ કરતા $90^\circ$ આગળ હોય છે.
પરિણામી વોલ્ટેજ $V$ પ્રવાહ કરતા $\phi$ જેટલા ફેઝ એંગલથી આગળ હોય છે,જે નીચે મુજબ આપવામાં આવે છે:
$\tan \phi = \frac{V_L}{V_R} = \frac{I_0 X_L}{I_0 R} = \frac{X_L}{R}$
આમ,પ્રવાહ વોલ્ટેજ કરતા પાછળ હોવાથી,સર્કિટમાં $R$ અને $L$ હોવા જોઈએ.
Solution diagram
19
EasyMCQ
$40\, \Omega$ નો અવરોધ અને $95.5\, \text{mH}$ નું ઇન્ડક્ટન્સ $50\, \text{Hz}$ ના $AC$ પરિપથમાં શ્રેણીમાં જોડેલા છે. આ સંયોજનનું ઈમ્પીડન્સ આશરે કેટલું થાય?.....$\Omega$.
A
$30$
B
$40$
C
$50$
D
$60$

Solution

(C) $RL$ શ્રેણી પરિપથ માટે ઈમ્પીડન્સ $Z$ નું સૂત્ર: $Z = \sqrt{R^2 + X_L^2}$,જ્યાં $X_L = 2\pi \nu L$.
આપેલ છે: $R = 40\, \Omega$,$L = 95.5\, \text{mH} = 95.5 \times 10^{-3}\, \text{H}$,અને $\nu = 50\, \text{Hz}$.
સૌ પ્રથમ,ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L$ ની ગણતરી કરો:
$X_L = 2 \times 3.1416 \times 50 \times 95.5 \times 10^{-3} \approx 30\, \Omega$.
હવે,ઈમ્પીડન્સ $Z$ ની ગણતરી કરો:
$Z = \sqrt{40^2 + 30^2} = \sqrt{1600 + 900} = \sqrt{2500} = 50\, \Omega$.
20
MediumMCQ
એક $AC$ સર્કિટમાં $5\,\Omega$ નો અવરોધ છે. તેની સાથે $0.1\,H$ નું ઇન્ડક્ટન્સ શ્રેણીમાં જોડાયેલું છે. જો $AC$ $EMF$ નું સમીકરણ $E = 5\sin(50t)$ હોય,તો પ્રવાહ અને $EMF$ વચ્ચેનો કળા તફાવત કેટલો હશે?
A
$\frac{\pi}{2}$
B
$\frac{\pi}{6}$
C
$\frac{\pi}{4}$
D
$0$

Solution

(C) આપેલ છે: અવરોધ $R = 5\,\Omega$,ઇન્ડક્ટન્સ $L = 0.1\,H$,અને કોણીય આવૃત્તિ $\omega = 50\,rad/s$.
$LR$ શ્રેણી સર્કિટમાં,પ્રવાહ અને $EMF$ વચ્ચેનો કળા તફાવત $\phi$ એ $\tan \phi = \frac{X_L}{R}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પ્રથમ,ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = \omega L = 50 \times 0.1 = 5\,\Omega$ ગણો.
હવે,કિંમતો સૂત્રમાં મૂકો: $\tan \phi = \frac{5}{5} = 1$.
તેથી,$\phi = \tan^{-1}(1) = \frac{\pi}{4}$.
21
EasyMCQ
$L$ ઇન્ડક્ટન્સ ધરાવતું ઇન્ડક્ટર અને $R$ અવરોધ ધરાવતો અવરોધક શ્રેણીમાં જોડેલા છે અને $\omega$ આવૃત્તિ ધરાવતા સ્ત્રોત સાથે જોડાયેલા છે. પરિપથમાં વ્યય થતો પાવર કેટલો હશે?
A
$\frac{R^2 + \omega^2 L^2}{V}$
B
$\frac{V^2 R}{R^2 + \omega^2 L^2}$
C
$\frac{V}{R^2 + \omega^2 L^2}$
D
$\frac{\sqrt{R^2 + \omega^2 L^2}}{V^2}$

Solution

(B) $LR$ શ્રેણી પરિપથનો ઇમ્પિડન્સ $Z$ એ $Z = \sqrt{R^2 + X_L^2} = \sqrt{R^2 + (\omega L)^2} = \sqrt{R^2 + \omega^2 L^2}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$AC$ પરિપથમાં વ્યય થતો પાવર $P = V_{rms} I_{rms} \cos \phi$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કારણ કે $I_{rms} = \frac{V_{rms}}{Z}$ અને પાવર ફેક્ટર $\cos \phi = \frac{R}{Z}$ છે, તેથી આપણે આ કિંમતોને પાવરના સૂત્રમાં મૂકીએ:
$P = V_{rms} \left( \frac{V_{rms}}{Z} \right) \left( \frac{R}{Z} \right) = \frac{V_{rms}^2 R}{Z^2}$.
$Z^2 = R^2 + \omega^2 L^2$ મૂકતા, આપણને મળે છે:
$P = \frac{V^2 R}{R^2 + \omega^2 L^2}$.
22
EasyMCQ
$200 \, \Omega$ અવરોધ અને $1.0 \, H$ ઇન્ડક્ટન્સ ધરાવતું એક ગૂંચળું $200/2\pi \, Hz$ આવૃત્તિ ધરાવતા $ac$ સ્ત્રોત સાથે જોડાયેલ છે. પોટેન્શિયલ અને પ્રવાહ વચ્ચેનો ફેઝ એંગલ (કળા તફાવત) .....$^o$ હશે.
A
$30$
B
$90$
C
$45$
D
$0$

Solution

(C) $RL$ સર્કિટમાં ફેઝ એંગલ $\phi$ નું સૂત્ર $\tan \phi = \frac{X_L}{R}$ છે.
અહીં, ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = 2\pi \nu L$ છે.
આપેલ છે: અવરોધ $R = 200 \, \Omega$, ઇન્ડક્ટન્સ $L = 1.0 \, H$, અને આવૃત્તિ $\nu = \frac{200}{2\pi} \, Hz$.
કિંમતો મૂકતા: $X_L = 2\pi \times \left( \frac{200}{2\pi} \right) \times 1 = 200 \, \Omega$.
હવે, $\tan \phi = \frac{200}{200} = 1$.
તેથી, $\phi = \tan^{-1}(1) = 45^o$.
23
MediumMCQ
એક કોઈલનું ઇન્ડક્ટન્સ $L = 0.04 \, H$ અને અવરોધ $R = 12 \, \Omega$ છે. જ્યારે તેને $220 \, V$,$50 \, Hz$ ના સપ્લાય સાથે જોડવામાં આવે છે,ત્યારે કોઈલમાંથી વહેતો પ્રવાહ એમ્પીયરમાં કેટલો હશે ($.7$ માં)?
A
$10$
B
$11$
C
$14$
D
$12$

Solution

(D) $LR$ સર્કિટનો ઈમ્પીડન્સ $Z = \sqrt{R^2 + X_L^2}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $X_L = 2\pi \nu L$ છે.
અહીં $R = 12 \, \Omega$,$L = 0.04 \, H$,$\nu = 50 \, Hz$ અને $V = 220 \, V$ આપેલ છે.
પ્રથમ,ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સની ગણતરી કરો: $X_L = 2 \times 3.14 \times 50 \times 0.04 = 12.56 \, \Omega$.
હવે,ઈમ્પીડન્સની ગણતરી કરો: $Z = \sqrt{12^2 + 12.56^2} = \sqrt{144 + 157.75} = \sqrt{301.75} \approx 17.37 \, \Omega$.
પ્રવાહ $I = \frac{V}{Z} = \frac{220}{17.37} \approx 12.66 \, A \approx 12.7 \, A$.
24
EasyMCQ
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ એક ઇન્ડક્ટર $L$ અને કેપેસિટર $C$ ને સર્કિટમાં જોડવામાં આવ્યા છે. પાવર સપ્લાયની આવૃત્તિ સર્કિટની રેઝોનન્ટ આવૃત્તિ જેટલી છે. કયું એમીટર શૂન્ય એમ્પીયર રીડિંગ આપશે?
Question diagram
A
$A_1$
B
$A_2$
C
$A_3$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(C) આપેલ સર્કિટમાં,ઇન્ડક્ટર $L$ અને કેપેસિટર $C$ ને $AC$ પાવર સપ્લાય સાથે સમાંતર જોડવામાં આવ્યા છે.
રેઝોનન્સ વખતે,ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = \omega L$ અને કેપેસિટિવ રિએક્ટન્સ $X_C = \frac{1}{\omega C}$ સમાન હોય છે,એટલે કે $X_L = X_C$.
સમાંતર $LC$ સર્કિટમાં રેઝોનન્સ વખતે,ઇન્ડક્ટર શાખામાંથી વહેતો પ્રવાહ $(I_L)$ અને કેપેસિટર શાખામાંથી વહેતો પ્રવાહ $(I_C)$ મૂલ્યમાં સમાન પરંતુ ફેઝમાં વિરુદ્ધ ($180^{\circ}$ નો ફેઝ તફાવત) હોય છે.
તેથી,સ્ત્રોત દ્વારા પૂરો પાડવામાં આવતો કુલ પ્રવાહ $I = I_L + I_C = 0$ થાય છે.
એમીટર $A_3$ ને મુખ્ય લાઈનમાં મૂકવામાં આવ્યું છે જે સ્ત્રોત દ્વારા પૂરો પાડવામાં આવતો કુલ પ્રવાહ માપે છે.
રેઝોનન્સ વખતે કુલ પ્રવાહ શૂન્ય હોવાથી,એમીટર $A_3$ શૂન્ય એમ્પીયર રીડિંગ આપશે.
25
MediumMCQ
એક સર્કિટમાં $L, C$ અને $R$ ને $f$ આવૃત્તિ ધરાવતા એસી વોલ્ટેજ સ્ત્રોત સાથે શ્રેણીમાં જોડવામાં આવ્યા છે. પ્રવાહ વોલ્ટેજ કરતા $45^o$ આગળ છે. $C$ નું મૂલ્ય કેટલું હશે?
A
$\frac{1}{2\pi f(2\pi fL + R)}$
B
$\frac{1}{\pi f(2\pi fL + R)}$
C
$\frac{1}{2\pi f(2\pi fL - R)}$
D
$\frac{1}{\pi f(2\pi fL - R)}$

Solution

(A) $LCR$ શ્રેણી સર્કિટમાં ફેઝ એંગલ $\phi$ નું સૂત્ર $\tan \phi = \frac{X_C - X_L}{R}$ છે.
અહીં પ્રવાહ વોલ્ટેજ કરતા આગળ હોવાથી,સર્કિટ કેપેસિટીવ છે અને ફેઝ એંગલ $\phi = -45^o$ લેવાય (અથવા આપણે તફાવતનું મૂલ્ય $\tan(45^o) = \frac{X_C - X_L}{R}$ તરીકે લઈ શકીએ).
કિંમતો મૂકતા: $\tan 45^o = \frac{\frac{1}{2\pi fC} - 2\pi fL}{R}$.
$\tan 45^o = 1$ હોવાથી,$1 = \frac{\frac{1}{2\pi fC} - 2\pi fL}{R}$.
$R = \frac{1}{2\pi fC} - 2\pi fL$.
$\frac{1}{2\pi fC} = 2\pi fL + R$.
તેથી,$C = \frac{1}{2\pi f(2\pi fL + R)}$.
26
MediumMCQ
જ્યારે એક સોલેનોઇડને $100 \, V$ $DC$ સપ્લાય આપવામાં આવે છે,ત્યારે તેમાં $1.0 \, A$ નો પ્રવાહ વહે છે. જ્યારે તે જ કોઈલને $100 \, V$ $AC$ આપવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રવાહ ઘટીને $0.5 \, A$ થઈ જાય છે. જો $AC$ સ્ત્રોતની આવૃત્તિ $50 \, Hz$ હોય,તો સોલેનોઇડનો ઇમ્પિડન્સ અને ઇન્ડક્ટન્સ કેટલા હશે?
A
$200 \, \Omega$ અને $0.55 \, H$
B
$100 \, \Omega$ અને $0.86 \, H$
C
$200 \, \Omega$ અને $1.0 \, H$
D
$100 \, \Omega$ અને $0.93 \, H$

Solution

(A) $DC$ માટે,સોલેનોઇડ શુદ્ધ અવરોધ $R$ તરીકે કાર્ય કરે છે. આપેલ છે $V = 100 \, V$ અને $I = 1.0 \, A$,તેથી $R = \frac{V}{I} = \frac{100}{1} = 100 \, \Omega$.
$AC$ માટે,સોલેનોઇડ ઇમ્પિડન્સ $Z$ સાથે $LR$ સર્કિટ તરીકે કાર્ય કરે છે. આપેલ છે $V = 100 \, V$ અને $I = 0.5 \, A$,તેથી $Z = \frac{V}{I} = \frac{100}{0.5} = 200 \, \Omega$.
ઇમ્પિડન્સનું સૂત્ર $Z = \sqrt{R^2 + X_L^2}$ છે,જ્યાં $X_L = 2\pi f L$.
કિંમતો મૂકતા: $200 = \sqrt{100^2 + (2 \cdot \pi \cdot 50 \cdot L)^2}$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા: $40000 = 10000 + (100\pi L)^2$.
$30000 = (100\pi L)^2$.
વર્ગમૂળ લેતા: $100\sqrt{3} = 100\pi L$.
$L = \frac{\sqrt{3}}{\pi} \approx \frac{1.732}{3.1416} \approx 0.55 \, H$.
27
MediumMCQ
એક $LR$-સર્કિટમાં,ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ એ સર્કિટના અવરોધ $R$ જેટલું છે. સર્કિટમાં $E = E_0 \cos(\omega t)$ જેટલું e.m.f. લાગુ પાડવામાં આવે છે. સર્કિટમાં વપરાતો પાવર કેટલો હશે?
A
$\frac{E_0^2}{R}$
B
$\frac{E_0^2}{2R}$
C
$\frac{E_0^2}{4R}$
D
$\frac{E_0^2}{8R}$

Solution

(C) $AC$ સર્કિટમાં વપરાતો સરેરાશ પાવર $P = E_{rms} I_{rms} \cos \phi$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\cos \phi$ એ પાવર ફેક્ટર છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $E_{rms} = \frac{E_0}{\sqrt{2}}$ અને $I_{rms} = \frac{I_0}{\sqrt{2}} = \frac{E_0}{Z\sqrt{2}}$.
પાવર ફેક્ટર $\cos \phi = \frac{R}{Z}$ છે.
આ કિંમતો મૂકતા,આપણને મળે છે $P = \left(\frac{E_0}{\sqrt{2}}\right) \left(\frac{E_0}{Z\sqrt{2}}\right) \left(\frac{R}{Z}\right) = \frac{E_0^2 R}{2Z^2}$.
આપેલ છે કે ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = R$,તેથી ઇમ્પીડન્સ $Z = \sqrt{R^2 + X_L^2} = \sqrt{R^2 + R^2} = \sqrt{2}R$.
પાવરના સૂત્રમાં $Z^2 = 2R^2$ મૂકતા: $P = \frac{E_0^2 R}{2(2R^2)} = \frac{E_0^2 R}{4R^2} = \frac{E_0^2}{4R}$.
28
DifficultMCQ
એક $10\, V, 60\, W$ ના બલ્બને $100\, V, 50\, Hz$ ના $AC$ સ્ત્રોત સાથે જોડવાનો છે. બલ્બને તેની નિર્ધારિત પાવર પર ચલાવવા માટે,તેની શ્રેણીમાં એક ઇન્ડક્શન કોઇલ જોડવામાં આવે છે. કોઇલનું જરૂરી આત્મ-પ્રેરકત્વ (self-inductance) શોધો.
A
$0.052\, H$
B
$2.42\, H$
C
$16.2\, mH$
D
$1.62\, mH$

Solution

(A) બલ્બનો નિર્ધારિત પ્રવાહ $i = \frac{P}{V} = \frac{60}{10} = 6\, A$ છે.
$RL$ શ્રેણી પરિપથમાં,સપ્લાય વોલ્ટેજ $V$ એ બલ્બ પરના વોલ્ટેજ $V_R$ અને ઇન્ડક્ટર પરના વોલ્ટેજ $V_L$ સાથે $V = \sqrt{V_R^2 + V_L^2}$ દ્વારા સંબંધિત છે.
આપેલ છે કે $V = 100\, V$ અને $V_R = 10\, V$,તેથી $100^2 = 10^2 + V_L^2$.
$V_L^2 = 10000 - 100 = 9900$.
$V_L = \sqrt{9900} \approx 99.5\, V$.
ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = \frac{V_L}{i} = \frac{99.5}{6} \approx 16.58\, \Omega$ છે.
$X_L = 2\pi f L$ હોવાથી,$L = \frac{X_L}{2\pi f} = \frac{16.58}{2 \times 3.14 \times 50} = \frac{16.58}{314} \approx 0.0528\, H$.
આમ,જરૂરી આત્મ-પ્રેરકત્વ આશરે $0.052\, H$ છે.
Solution diagram
29
MediumMCQ
આકૃતિમાં એક કેપેસિટર $C$ અને અવરોધ $R$ ને શ્રેણીમાં $ac$ ઉદગમ સાથે જોડેલા દર્શાવ્યા છે. $V_1$ અને $V_2$ વોલ્ટમીટર છે અને $A$ એમીટર છે. નીચેના વિધાનો ધ્યાનમાં લો:
$I$. $A$ અને $V_2$ ના અવલોકનો હંમેશા સમાન કળામાં હોય છે.
$II$. $V_1$ નું અવલોકન એ $V_2$ ના અવલોકન કરતા $\frac{\pi}{2}$ જેટલું પાછળ હોય છે.
$III$. $A$ અને $V_1$ ના અવલોકનો હંમેશા સમાન કળામાં હોય છે.
આમાંથી કયું/કયા વિધાન સાચું/સાચા છે?
Question diagram
A
માત્ર $I$
B
માત્ર $II$
C
માત્ર $I$ અને $II$
D
માત્ર $II$ અને $III$

Solution

(C) $RC$ શ્રેણી પરિપથમાં,પ્રવાહ $I$ એ અવરોધ $R$ અને કેપેસિટર $C$ બંનેમાંથી પસાર થાય છે.
$1$. અવરોધ પરનો વોલ્ટેજ ($V_R$,જે $V_2$ દ્વારા માપવામાં આવે છે) હંમેશા પ્રવાહ ($I$,જે $A$ દ્વારા માપવામાં આવે છે) સાથે સમાન કળામાં હોય છે. તેથી,વિધાન $I$ સાચું છે.
$2$. કેપેસિટર પરનો વોલ્ટેજ ($V_C$,જે $V_1$ દ્વારા માપવામાં આવે છે) પ્રવાહ કરતા $\frac{\pi}{2}$ જેટલો પાછળ હોય છે.
$3$. $V_R$ એ $I$ સાથે સમાન કળામાં હોવાથી,અને $V_C$ એ $I$ કરતા $\frac{\pi}{2}$ જેટલો પાછળ હોવાથી,$V_C$ એ $V_R$ કરતા $\frac{\pi}{2}$ જેટલો પાછળ રહે છે. આનો અર્થ એ છે કે $V_R$ એ $V_C$ કરતા $\frac{\pi}{2}$ જેટલો આગળ છે. તેથી,વિધાન $II$ સાચું છે.
$4$. વિધાન $III$ ખોટું છે કારણ કે $V_1$ (કેપેસિટર પરનો વોલ્ટેજ) એ પ્રવાહ $A$ કરતા $\frac{\pi}{2}$ જેટલો પાછળ હોય છે.
આમ,વિધાન $I$ અને $II$ બંને સાચા છે.
30
DifficultMCQ
કોણીય આવૃત્તિ $\omega$ ધરાવતા $ac$ સ્ત્રોતને શ્રેણીમાં રહેલા અવરોધ $R$ અને કેપેસિટર $C$ સાથે જોડવામાં આવે છે. નોંધાયેલ પ્રવાહ $I$ છે. જો સ્ત્રોતની આવૃત્તિ બદલીને $\omega/3$ કરવામાં આવે (સમાન વોલ્ટેજ જાળવી રાખીને),તો પરિપથમાં પ્રવાહ અડધો થઈ જાય છે. મૂળ આવૃત્તિ $\omega$ પર રિએક્ટન્સ અને અવરોધનો ગુણોત્તર શોધો.
A
$\sqrt{3/5}$
B
$\sqrt{2/5}$
C
$\sqrt{1/5}$
D
$\sqrt{4/5}$

Solution

(A) કોણીય આવૃત્તિ $\omega$ પર,$RC$ શ્રેણી પરિપથમાં પ્રવાહ $I$ નીચે મુજબ આપવામાં આવે છે:
$I = \frac{V}{\sqrt{R^2 + X_C^2}} = \frac{V}{\sqrt{R^2 + (1/\omega C)^2}}$ ......$(i)$
જ્યારે આવૃત્તિ બદલીને $\omega' = \omega/3$ કરવામાં આવે છે,ત્યારે નવો કેપેસિટીવ રિએક્ટન્સ $X_C' = \frac{1}{(\omega/3)C} = 3X_C$ થાય છે. નવો પ્રવાહ $I'$ એ $I/2$ તરીકે આપવામાં આવે છે:
$I/2 = \frac{V}{\sqrt{R^2 + (3X_C)^2}}$ ......$(ii)$
સમીકરણ $(i)$ ને સમીકરણ $(ii)$ વડે ભાગતા:
$2 = \frac{\sqrt{R^2 + 9X_C^2}}{\sqrt{R^2 + X_C^2}}$
બંને બાજુ વર્ગ કરતા:
$4 = \frac{R^2 + 9X_C^2}{R^2 + X_C^2}$
$4R^2 + 4X_C^2 = R^2 + 9X_C^2$
$3R^2 = 5X_C^2$
$\frac{X_C^2}{R^2} = \frac{3}{5}$
$\frac{X_C}{R} = \sqrt{\frac{3}{5}}$
31
DifficultMCQ
એક $AC$ સર્કિટમાં જેમાં કોઈલ છે,તેમાં $4 \, A$ અને $50 \, Hz$ નો વર્ચ્યુઅલ પ્રવાહ વહે છે. કોઈલમાં વપરાતો પાવર $240 \, W$ છે. જો કોઈલ પરનો વર્ચ્યુઅલ વોલ્ટેજ $100 \, V$ હોય,તો તેનું ઇન્ડક્ટન્સ કેટલું હશે?
A
$\frac{1}{3\pi} \, H$
B
$\frac{1}{5\pi} \, H$
C
$\frac{1}{7\pi} \, H$
D
$\frac{1}{9\pi} \, H$

Solution

(B) આપેલ છે: $I_{rms} = 4 \, A$,$f = 50 \, Hz$,$P = 240 \, W$,$V_{rms} = 100 \, V$.
કોઈલમાં વપરાતો પાવર $P = I_{rms}^2 R$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$R = \frac{P}{I_{rms}^2} = \frac{240}{4^2} = \frac{240}{16} = 15 \, \Omega$.
કોઈલનો ઇમ્પિડન્સ $Z = \frac{V_{rms}}{I_{rms}} = \frac{100}{4} = 25 \, \Omega$ છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $Z^2 = R^2 + X_L^2$,જ્યાં $X_L = 2\pi f L$.
$X_L = \sqrt{Z^2 - R^2} = \sqrt{25^2 - 15^2} = \sqrt{625 - 225} = \sqrt{400} = 20 \, \Omega$.
$X_L = 2\pi f L$ હોવાથી,$20 = 2 \times \pi \times 50 \times L$.
$L = \frac{20}{100\pi} = \frac{1}{5\pi} \, H$.
32
DifficultMCQ
શ્રેણી $LCR$ પરિપથ માટે,$R = X_L = 2X_C$ છે. પરિપથનો ઈમ્પીડન્સ અને $V$ તથા $i$ વચ્ચેનો કળા તફાવત કેટલો હશે?
A
$\frac{\sqrt{5}R}{2}, \tan^{-1}(2)$
B
$\frac{\sqrt{5}R}{2}, \tan^{-1}\left(\frac{1}{2}\right)$
C
$\sqrt{5}X_C, \tan^{-1}(2)$
D
$\sqrt{5}R, \tan^{-1}\left(\frac{1}{2}\right)$

Solution

(B) આપેલ છે: $R = X_L$ અને $X_L = 2X_C$,જેનો અર્થ છે કે $X_C = \frac{R}{2}$.
શ્રેણી $LCR$ પરિપથનો ઈમ્પીડન્સ $Z$ નીચે મુજબ મળે છે: $Z = \sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2}$.
કિંમતો મૂકતા: $Z = \sqrt{R^2 + (R - \frac{R}{2})^2} = \sqrt{R^2 + (\frac{R}{2})^2} = \sqrt{R^2 + \frac{R^2}{4}} = \sqrt{\frac{5R^2}{4}} = \frac{\sqrt{5}R}{2}$.
કળા તફાવત $\phi$ નીચે મુજબ મળે છે: $\tan \phi = \frac{X_L - X_C}{R}$.
કિંમતો મૂકતા: $\tan \phi = \frac{R - R/2}{R} = \frac{R/2}{R} = \frac{1}{2}$.
તેથી,$\phi = \tan^{-1}\left(\frac{1}{2}\right)$.
આમ,ઈમ્પીડન્સ $\frac{\sqrt{5}R}{2}$ છે અને કળા તફાવત $\tan^{-1}\left(\frac{1}{2}\right)$ છે.
33
MediumMCQ
આકૃતિ શ્રેણી $LCR$ સર્કિટમાં આવૃત્તિ $f$ સાથે $R$,$X_L$ અને $X_C$ ના ફેરફારને દર્શાવે છે. કયા આવૃત્તિ બિંદુ માટે સર્કિટ ઇન્ડક્ટિવ (પ્રેરક) છે?
Question diagram
A
$A$
B
$B$
C
$C$
D
બધા જ બિંદુઓ

Solution

(C) શ્રેણી $LCR$ સર્કિટમાં,જ્યારે ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ એ કેપેસિટીવ રિએક્ટન્સ કરતા વધારે હોય,એટલે કે $X_L > X_C$ હોય,ત્યારે સર્કિટ ઇન્ડક્ટિવ હોય છે.
બિંદુ $A$ પર: $X_C > X_L$,તેથી સર્કિટ કેપેસિટીવ છે.
બિંદુ $B$ પર: $X_C = X_L$,જે રેઝોનન્સ (અનુનાદ) ની સ્થિતિ છે,તેથી સર્કિટ શુદ્ધ અવરોધક છે.
બિંદુ $C$ પર: $X_L > X_C$,તેથી સર્કિટ ઇન્ડક્ટિવ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.
34
MediumMCQ
એક અવરોધ $R$,કેપેસિટન્સ $C$ અને ઇન્ડક્ટન્સ $L$ ના સમાંતર જોડાણ પર એક અલ્ટરનેટિંગ emf લાગુ કરવામાં આવે છે. જો $I_R$,$I_L$,અને $I_C$ એ અનુક્રમે $R$,$L$,અને $C$ માંથી વહેતા પ્રવાહો હોય,તો કઈ આકૃતિ $I_R$,$I_L$,$I_C$ અને સોર્સ emf $E$ વચ્ચેના ફેઝ સંબંધને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે?
A
Option A
B
Option B
C
Option C
D
Option D

Solution

(C) સમાંતર $RLC$ સર્કિટમાં,દરેક ઘટક પર સમાન અલ્ટરનેટિંગ emf $E$ લાગુ કરવામાં આવે છે.
$1$. અવરોધકમાંથી વહેતો પ્રવાહ $I_R$ એ લાગુ કરેલા emf $E$ સાથે સમાન કળામાં (in phase) હોય છે.
$2$. ઇન્ડક્ટરમાંથી વહેતો પ્રવાહ $I_L$ એ લાગુ કરેલા emf $E$ કરતા $\frac{\pi}{2}$ જેટલી કળા પાછળ (lags) હોય છે.
$3$. કેપેસિટરથી વહેતો પ્રવાહ $I_C$ એ લાગુ કરેલા emf $E$ કરતા $\frac{\pi}{2}$ જેટલી કળા આગળ (leads) હોય છે.
આ સંબંધોને આપેલી આકૃતિઓ સાથે સરખાવતા,વિકલ્પ $C$ માં,$I_R$ એ $E$ સાથે સમાન કળામાં છે,$I_C$ ઉપરની તરફ નિર્દેશિત છે ($\frac{\pi}{2}$ જેટલું આગળ),અને $I_L$ નીચેની તરફ નિર્દેશિત છે ($\frac{\pi}{2}$ જેટલું પાછળ). આમ,વિકલ્પ $C$ ની આકૃતિ ફેઝ સંબંધોને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે.
35
MediumMCQ
જ્યારે $e = E_0 \sin(100t)$ $e.m.f.$ ધરાવતા $AC$ સ્ત્રોતને સર્કિટ સાથે જોડવામાં આવે છે,ત્યારે સર્કિટમાં $e.m.f.$ $e$ અને પ્રવાહ $i$ વચ્ચેનો કળા તફાવત $\pi/4$ જોવા મળે છે,જે આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે. જો સર્કિટમાં માત્ર $RC$ અથવા $LC$ શ્રેણીમાં હોય,તો બે ઘટકો વચ્ચેનો સંબંધ શોધો.
Question diagram
A
$R = 1 \text{ k}\Omega, C = 10 \mu\text{F}$
B
$R = 1 \text{ k}\Omega, C = 1 \mu\text{F}$
C
$R = 1 \text{ k}\Omega, L = 10 \text{ H}$
D
$R = 1 \text{ k}\Omega, L = 1 \text{ H}$

Solution

(A) આપેલ આકૃતિ પરથી,પ્રવાહ $i$ એ વોલ્ટેજ $e$ કરતા $\phi = \pi/4$ ના કળા તફાવતથી આગળ છે. આ સૂચવે છે કે આ $RC$ શ્રેણી સર્કિટ છે.
$RC$ સર્કિટ માટે,કળા તફાવત $\phi$ એ $\tan \phi = \frac{X_C}{R} = \frac{1}{\omega CR}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં $\phi = \pi/4$ આપેલ છે,તેથી $\tan(\pi/4) = 1$,જેનો અર્થ છે કે $1 = \frac{1}{\omega CR}$,એટલે કે $\omega CR = 1$.
અહીં $\omega = 100 \text{ rad/s}$ આપેલ છે,તેથી $100 \times C \times R = 1$,અથવા $CR = 1/100 = 0.01 \text{ s}$.
વિકલ્પ $(A)$ તપાસતા: $R = 1000 \, \Omega$ અને $C = 10 \times 10^{-6} \text{ F} = 10^{-5} \text{ F}$.
તેથી $CR = 1000 \times 10^{-5} = 10^{-2} = 0.01 \text{ s}$.
આ શરત સંતોષાય છે,તેથી વિકલ્પ $(A)$ સાચો છે.
36
MediumMCQ
નીચેનામાંથી કયો આલેખ શ્રેણી $LC$ સંયોજનના રિએક્ટન્સને દર્શાવે છે?
Question diagram
A
$a$
B
$b$
C
$c$
D
$d$

Solution

(A) શ્રેણી $LC$ પરિપથનો કુલ રિએક્ટન્સ $X$ એ ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L$ અને કેપેસિટીવ રિએક્ટન્સ $X_C$ ના તફાવત દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$X = X_L - X_C = 2\pi fL - \frac{1}{2\pi fC}$.
જેમ આવૃત્તિ $f$ વધે છે,તેમ $X_L = 2\pi fL$ રેખીય રીતે વધે છે,જ્યારે $X_C = \frac{1}{2\pi fC}$ હાઇપરબોલિક રીતે ઘટે છે.
ઓછી આવૃત્તિએ,$X_C$ નું મૂલ્ય વધારે હોય છે,તેથી કુલ રિએક્ટન્સ ઋણ મળે છે.
વધારે આવૃત્તિએ,$X_L$ નું મૂલ્ય વધારે હોય છે,તેથી કુલ રિએક્ટન્સ ધન મળે છે.
અનુનાદ આવૃત્તિ $f_0 = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$ પર,કુલ રિએક્ટન્સ શૂન્ય થાય છે.
આ વર્તણૂક દર્શાવતો આલેખ ઋણ મૂલ્યોથી શરૂ થઈને શૂન્યમાંથી પસાર થઈને ધન મૂલ્યો તરફ વધવો જોઈએ.
37
DifficultMCQ
$\frac{2.5}{\pi} \mu F$ કેપેસિટર અને $3000 \, \Omega$ અવરોધને $200 \, V, 50 \, Hz$ ના $AC$ સ્ત્રોત સાથે શ્રેણીમાં જોડવામાં આવે છે. પાવર ફેક્ટર અને પાવર અનુક્રમે કેટલા થશે?
A
$0.6, 0.06 \, W$
B
$0.06, 0.6 \, W$
C
$0.6, 4.8 \, W$
D
$4.8, 0.6 \, W$

Solution

(C) આપેલ છે: $C = \frac{2.5}{\pi} \times 10^{-6} \, F$,$R = 3000 \, \Omega$,$V_{rms} = 200 \, V$,$\nu = 50 \, Hz$.
સૌ પ્રથમ,કેપેસિટિવ રિએક્ટન્સ $X_C$ ની ગણતરી કરો:
$X_C = \frac{1}{2\pi \nu C} = \frac{1}{2\pi \times 50 \times (\frac{2.5}{\pi} \times 10^{-6})} = \frac{1}{250 \times 10^{-6}} = 4000 \, \Omega$.
ઈમ્પીડન્સ $Z$ ની ગણતરી કરો:
$Z = \sqrt{R^2 + X_C^2} = \sqrt{3000^2 + 4000^2} = \sqrt{9 \times 10^6 + 16 \times 10^6} = \sqrt{25 \times 10^6} = 5000 \, \Omega$.
પાવર ફેક્ટર $\cos \phi$ ની ગણતરી કરો:
$\cos \phi = \frac{R}{Z} = \frac{3000}{5000} = 0.6$.
પાવર $P$ ની ગણતરી કરો:
$P = \frac{V_{rms}^2 \cos \phi}{Z} = \frac{200^2 \times 0.6}{5000} = \frac{40000 \times 0.6}{5000} = 8 \times 0.6 = 4.8 \, W$.
38
MediumMCQ
એક કોઈલનું ઇન્ડક્ટન્સ $10 \, mH$ છે. જ્યારે તેને $10 \, V \, dc$ સોર્સ સાથે જોડવામાં આવે છે,ત્યારે પાવર વ્યય $20 \, W$ થાય છે. જ્યારે તેને $10 \, V \, ac$ સોર્સ સાથે જોડવામાં આવે છે,ત્યારે પાવર વ્યય $10 \, W$ થાય છે. તો $ac$ સોર્સની આવૃત્તિ $Hz$ માં કેટલી હશે?
A
$50$
B
$60$
C
$80$
D
$100$

Solution

(C) $dc$ સોર્સ માટે: $P = \frac{V^2}{R}$. આપેલ છે $V = 10 \, V$ અને $P = 20 \, W$,તેથી $R = \frac{V^2}{P} = \frac{10^2}{20} = \frac{100}{20} = 5 \, \Omega$.
$ac$ સોર્સ માટે: $P = I_{rms}^2 R = \left( \frac{V}{Z} \right)^2 R = \frac{V^2 R}{Z^2}$. આપેલ છે $V = 10 \, V$ અને $P = 10 \, W$,તેથી $Z^2 = \frac{V^2 R}{P} = \frac{10^2 \times 5}{10} = 50 \, \Omega^2$.
$RL$ સર્કિટનું ઇમ્પિડન્સ $Z^2 = R^2 + X_L^2 = R^2 + (2 \pi \nu L)^2$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $50 = 5^2 + (2 \pi \nu \times 10 \times 10^{-3})^2$.
$50 = 25 + (2 \pi \nu \times 10^{-2})^2$.
$25 = (2 \pi \nu \times 10^{-2})^2$.
વર્ગમૂળ લેતા: $5 = 2 \pi \nu \times 10^{-2}$.
$\nu = \frac{5}{2 \pi \times 10^{-2}} = \frac{500}{2 \pi} \approx \frac{500}{6.28} \approx 79.6 \, Hz \approx 80 \, Hz$.
39
MediumMCQ
$RL$ પરિપથનો પાવર ફેક્ટર $1/2$ છે. જો $R = 100 \, \Omega$ હોય,તો $L$ નું મૂલ્ય કેટલું થાય? $AC$ સ્ત્રોતની આવૃત્તિ $50 \, Hz$ છે.
A
$\frac{\sqrt{3}}{\pi} \, H$
B
$\pi \, H$
C
$\frac{\pi}{\sqrt{3}} \, H$
D
એકપણ નહીં

Solution

(A) $RL$ પરિપથનો પાવર ફેક્ટર $\cos \phi = \frac{R}{Z} = \frac{1}{2}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કારણ કે $\cos \phi = 1/2$,તેથી ફેઝ એંગલ $\phi = 60^\circ$ થાય.
આપણે જાણીએ છીએ કે $\tan \phi = \frac{X_L}{R} = \frac{\omega L}{R}$.
કિંમતો મૂકતા: $\tan 60^\circ = \frac{2 \pi f L}{R}$.
$\sqrt{3} = \frac{2 \pi \times 50 \times L}{100}$.
$\sqrt{3} = \frac{100 \pi L}{100}$.
$\sqrt{3} = \pi L$.
તેથી,$L = \frac{\sqrt{3}}{\pi} \, H$.
40
EasyMCQ
$RL$ પરિપથમાં અવરોધ $\pi \sqrt{3} \,\Omega$ છે. પ્રવાહ અને વોલ્ટેજ વચ્ચેનો કળા તફાવત $30^\circ$ છે. $ac$ આવૃત્તિ $50 \,Hz$ છે. તો ઇન્ડકટન્સ ........ $Henry$ છે.
A
$0.5$
B
$0.03$
C
$0.05$
D
$0.01$

Solution

(D) $RL$ પરિપથમાં કળા તફાવત $\varphi$ માટેનું સૂત્ર $\tan \varphi = \frac{X_L}{R}$ છે.
આપેલ છે: $R = \pi \sqrt{3} \,\Omega$,$\varphi = 30^\circ$,અને $\nu = 50 \,Hz$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $X_L = 2\pi \nu L$.
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા: $\tan 30^\circ = \frac{2\pi \nu L}{R}$.
$\frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{2\pi \times 50 \times L}{\pi \sqrt{3}}$.
બંને બાજુથી $\pi \sqrt{3}$ ને દૂર કરતા: $\frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{100L}{\sqrt{3}}$.
$1 = 100L$.
$L = \frac{1}{100} = 0.01 \,H$.
41
MediumMCQ
$RL$ પરિપથમાં પ્રવાહ $i = 100 \sin(314t) \ A$ અને વોલ્ટેજ $e = 200 \sin(314t + \pi/3) \ V$ છે. જો અવરોધ $1 \ \Omega$ હોય,તો રીએક્ટન્સ કેટલો થાય?
A
$-200\sqrt{3} \ \Omega$
B
$\sqrt{3} \ \Omega$
C
$-200/\sqrt{3} \ \Omega$
D
$100\sqrt{3} \ \Omega$

Solution

(B) આપેલ છે: પ્રવાહ $i = 100 \sin(314t) \ A$ અને વોલ્ટેજ $e = 200 \sin(314t + \pi/3) \ V$.
મહત્તમ મૂલ્યો પરથી,મહત્તમ પ્રવાહ $I_0 = 100 \ A$ અને મહત્તમ વોલ્ટેજ $V_0 = 200 \ V$ છે.
ઇમ્પીડન્સ $Z$ નું સૂત્ર $Z = V_0 / I_0 = 200 / 100 = 2 \ \Omega$ છે.
$RL$ પરિપથમાં,ઇમ્પીડન્સ $Z$,અવરોધ $R$ અને રીએક્ટન્સ $X_L$ વચ્ચેનો સંબંધ $Z^2 = R^2 + X_L^2$ છે.
અહીં $R = 1 \ \Omega$ આપેલ છે,તેથી $2^2 = 1^2 + X_L^2$.
$4 = 1 + X_L^2 \implies X_L^2 = 3$.
તેથી,$X_L = \sqrt{3} \ \Omega$.
42
MediumMCQ
$RL$ પરિપથમાં,કોઇલનો રીએક્ટન્સ અવરોધ કરતાં $\sqrt{3}$ ગણો છે. વોલ્ટેજ અને પ્રવાહ વચ્ચેનો કળા તફાવત કેટલો હશે?
A
$\pi /3$
B
$\pi /2$
C
$\pi /4$
D
$\pi /6$

Solution

(A) $RL$ શ્રેણી પરિપથમાં,વોલ્ટેજ અને પ્રવાહ વચ્ચેનો કળા તફાવત $\varphi$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $\tan \varphi = \frac{X_L}{R}$.
અહીં આપેલ છે કે રીએક્ટન્સ $X_L = \sqrt{3} R$.
આ કિંમત સૂત્રમાં મૂકતા: $\tan \varphi = \frac{\sqrt{3} R}{R} = \sqrt{3}$.
કારણ કે $\tan \varphi = \sqrt{3}$,તેથી $\varphi = 60^{\circ}$ થાય.
ડિગ્રીને રેડિયનમાં ફેરવતા: $\varphi = 60^{\circ} \times \frac{\pi}{180^{\circ}} = \frac{\pi}{3}$ રેડિયન.
43
DifficultMCQ
એક અવરોધ અને કેપેસિટરને $\omega$ કોણીય આવૃત્તિ ધરાવતા $AC$ ઉદ્ગમ સાથે શ્રેણીમાં જોડવામાં આવે છે. જો વોલ્ટેજ અચળ રાખીને આવૃત્તિ બદલીને $\omega / 3$ કરવામાં આવે,તો પ્રવાહ અડધો થઈ જાય છે. શરૂઆતની આવૃત્તિએ રીએકટન્સ અને અવરોધનો ગુણોત્તર કેટલો હશે?
A
$\sqrt{3/5}$
B
$\sqrt{2/5}$
C
$\sqrt{1/5}$
D
$\sqrt{4/5}$

Solution

(A) $RC$ શ્રેણી પરિપથમાં પ્રવાહ $I = \frac{V}{\sqrt{R^2 + X_C^2}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $X_C = \frac{1}{\omega C}$ છે.
શરૂઆતની આવૃત્તિ $\omega$ પર,$I = \frac{V}{\sqrt{R^2 + (1/\omega C)^2}}$ ... $(i)$
આવૃત્તિ $\omega' = \omega/3$ પર,નવો રીએકટન્સ $X_C' = \frac{1}{(\omega/3)C} = \frac{3}{\omega C} = 3X_C$ થાય છે.
નવો પ્રવાહ $I' = I/2 = \frac{V}{\sqrt{R^2 + (3X_C)^2}}$ ... (ii)
સમીકરણ $(i)$ ને (ii) વડે ભાગતા,આપણને $2 = \frac{\sqrt{R^2 + 9X_C^2}}{\sqrt{R^2 + X_C^2}}$ મળે છે.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા: $4 = \frac{R^2 + 9X_C^2}{R^2 + X_C^2}$.
$4R^2 + 4X_C^2 = R^2 + 9X_C^2$.
$3R^2 = 5X_C^2$.
$\frac{X_C^2}{R^2} = \frac{3}{5}$.
તેથી,ગુણોત્તર $\frac{X_C}{R} = \sqrt{\frac{3}{5}}$ થાય.
44
MediumMCQ
$300 \Omega$ નો અવરોધ અને $\frac{1}{\pi} \text{ H}$ નું ઇન્ડક્ટર $20 \text{ V}$,$200 \text{ Hz}$ ના $AC$ સ્ત્રોત સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે. પ્રવાહ અને વોલ્ટેજ વચ્ચેનો કળા તફાવત કેટલો થશે?
A
$\tan^{-1} \frac{4}{3}$
B
$\tan^{-1} \frac{3}{4}$
C
$\tan^{-1} \frac{3}{2}$
D
$\tan^{-1} \frac{2}{5}$

Solution

(A) $RL$ શ્રેણી પરિપથમાં કળા તફાવત $\phi$ નું સૂત્ર $\tan \phi = \frac{X_L}{R}$ છે.
અહીં,$R = 300 \Omega$,$L = \frac{1}{\pi} \text{ H}$,અને $f = 200 \text{ Hz}$ છે.
ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = \omega L = 2\pi f L$ થાય.
કિંમતો મૂકતા: $X_L = 2\pi \times 200 \times \frac{1}{\pi} = 400 \Omega$.
હવે,$\tan \phi = \frac{400}{300} = \frac{4}{3}$.
તેથી,કળા તફાવત $\phi = \tan^{-1} \frac{4}{3}$ મળે.
45
DifficultMCQ
$LR$-પરિપથમાં,ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ એ અવરોધ $R$ જેટલો છે. જો લાગુ પાડેલ વોલ્ટેજ $E = E_0 \cos(\omega t)$ હોય,તો પરિપથમાં વપરાતો પાવર કેટલો થાય?
A
$\frac{E_0^2}{R}$
B
$\frac{E_0^2}{2R}$
C
$\frac{E_0^2}{4R}$
D
$\frac{E_0^2}{8R}$

Solution

(C) $AC$ પરિપથમાં સરેરાશ પાવર $P = E_{rms} I_{rms} \cos \phi$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં,$E_{rms} = \frac{E_0}{\sqrt{2}}$ અને $I_{rms} = \frac{I_0}{\sqrt{2}} = \frac{E_0}{Z\sqrt{2}}$ છે.
પાવર ફેક્ટર $\cos \phi = \frac{R}{Z}$ છે.
આ કિંમતો મૂકતા,$P = \frac{E_0}{\sqrt{2}} \times \frac{E_0}{Z\sqrt{2}} \times \frac{R}{Z} = \frac{E_0^2 R}{2Z^2}$.
આપેલ છે કે ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = R$,તેથી ઈમ્પીડન્સ $Z = \sqrt{R^2 + X_L^2} = \sqrt{R^2 + R^2} = \sqrt{2}R$ થાય.
$Z^2 = 2R^2$ ને પાવરના સૂત્રમાં મૂકતા:
$P = \frac{E_0^2 R}{2(2R^2)} = \frac{E_0^2 R}{4R^2} = \frac{E_0^2}{4R}$.
46
MediumMCQ
જ્યારે $50 Hz$ આવૃત્તિવાળો $4 A$ પ્રવાહ કોઇલમાંથી પસાર થાય છે,ત્યારે કોઇલ દ્વારા વપરાતો પાવર $240 W$ છે. જો $AC$ ઉદ્ગમનો વોલ્ટેજ $100 V$ હોય,તો કોઇલનું ઇન્ડક્ટન્સ કેટલું હશે?
A
$\frac{1}{3\pi} H$
B
$\frac{1}{5\pi} H$
C
$\frac{1}{7\pi} H$
D
$\frac{1}{9\pi} H$

Solution

(B) $AC$ પરિપથમાં વપરાતો પાવર $P = I_{rms}^2 R$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં $P = 240 W$ અને $I_{rms} = 4 A$ આપેલ છે,તેથી $R = \frac{P}{I_{rms}^2} = \frac{240}{16} = 15 \Omega$ મળે.
પરિપથનો ઇમ્પિડન્સ $Z = \frac{V_{rms}}{I_{rms}} = \frac{100}{4} = 25 \Omega$ થાય.
આપણે જાણીએ છીએ કે $Z^2 = R^2 + X_L^2$,જ્યાં $X_L$ એ ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ છે.
$X_L = \sqrt{Z^2 - R^2} = \sqrt{25^2 - 15^2} = \sqrt{625 - 225} = \sqrt{400} = 20 \Omega$.
$X_L = 2\pi f L$ હોવાથી,$20 = 2\pi(50)L$ મળે.
તેથી,$L = \frac{20}{100\pi} = \frac{1}{5\pi} H$.
47
MediumMCQ
નીચેનામાંથી કયા પરિમાણો સમયના પરિમાણ સમાન હશે?
A
$\frac{C}{L}$
B
$\frac{L}{R}$
C
$LC$
D
$\frac{R}{L}$

Solution

(B) અવરોધ $R$ નું પરિમાણ $[M L^2 T^{-3} I^{-2}]$ છે.
ઇન્ડક્ટન્સ $L$ નું પરિમાણ $[M L^2 T^{-2} I^{-2}]$ છે.
કેપેસીટન્સ $C$ નું પરિમાણ $[M^{-1} L^{-2} T^4 I^2]$ છે.
વિકલ્પ $B$ તપાસતા:
$\frac{L}{R} = \frac{[M L^2 T^{-2} I^{-2}]}{[M L^2 T^{-3} I^{-2}]} = [T^1] = T$.
વિકલ્પ $C$ તપાસતા:
$\sqrt{LC} = \sqrt{[M L^2 T^{-2} I^{-2}] \cdot [M^{-1} L^{-2} T^4 I^2]} = \sqrt{[T^2]} = [T^1] = T$.
આમ,$\frac{L}{R}$ અને $\sqrt{LC}$ બંને સમયના પરિમાણ ધરાવે છે.
48
EasyMCQ
$ac$ વોલ્ટેજને શ્રેણીમાં રહેલા અવરોધ $R$ અને ઇન્ડક્ટર $L$ ને લાગુ પાડવામાં આવે છે. જો $R$ અને ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ બંને $3\,\Omega$ જેટલા હોય,તો લાગુ પાડેલા વોલ્ટેજ અને પરિપથમાં રહેલા પ્રવાહ વચ્ચેનો કળા તફાવત કેટલો હશે?
A
$\frac{\pi}{6}$
B
$\frac{\pi}{4}$
C
$\frac{\pi}{2}$
D
શૂન્ય

Solution

(B) આપેલ છે: અવરોધ $R = 3\,\Omega$ અને ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = 3\,\Omega$.
$LR$ શ્રેણી પરિપથમાં,લાગુ પાડેલા વોલ્ટેજ અને પ્રવાહ વચ્ચેનો કળા તફાવત $\phi$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$\tan \phi = \frac{X_L}{R}$
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$\tan \phi = \frac{3\,\Omega}{3\,\Omega} = 1$
તેથી,કળા તફાવત:
$\phi = \tan^{-1}(1) = \frac{\pi}{4}$ રેડિયન થાય.
49
DifficultMCQ
એક કોઈલનો અવરોધ $30\,\Omega$ અને $50\,Hz$ આવૃત્તિએ ઈન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $20\,\Omega$ છે. જો $200\,V, 100\,Hz$ ના $AC$ સ્ત્રોતને કોઈલ સાથે જોડવામાં આવે,તો કોઈલમાંથી વહેતો પ્રવાહ ......$A$ હશે.
A
$2$
B
$4$
C
$8$
D
$\frac{20}{\sqrt{13}}$

Solution

(B) આપેલ છે: અવરોધ $R = 30\,\Omega$.
$f = 50\,Hz$ આવૃત્તિએ ઈન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L = 20\,\Omega$.
$X_L = 2\pi f L$ હોવાથી,ઈન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ એ આવૃત્તિના સમપ્રમાણમાં છે $(X_L \propto f)$.
નવી આવૃત્તિ $f' = 100\,Hz$ માટે,નવો ઈન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ $X_L'$ નીચે મુજબ મળે:
$X_L' = X_L \times \left(\frac{f'}{f}\right) = 20\,\Omega \times \left(\frac{100\,Hz}{50\,Hz}\right) = 40\,\Omega$.
$RL$ સર્કિટનો ઈમ્પિડન્સ $Z = \sqrt{R^2 + (X_L')^2}$ દ્વારા મળે છે.
$Z = \sqrt{30^2 + 40^2} = \sqrt{900 + 1600} = \sqrt{2500} = 50\,\Omega$.
કોઈલમાં વહેતો પ્રવાહ $I = \frac{V}{Z} = \frac{200\,V}{50\,\Omega} = 4\,A$ થાય.

Alternating Current — RL, RC and LC AC Circuits · Frequently Asked Questions

1Are these Alternating Current questions useful for JEE and NEET?

Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.

2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?

Yes. Use the language tabs in the hero section or the sidebar to view the same questions and solutions in English, Hindi or Gujarati.

3How do I generate a question paper from this subtopic?

Use the Vedclass Exam Paper Generator — select the chapter and subtopic, set difficulty, and generate Sets A, B, C, D automatically. First 3 chapters of every subject are free.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D papers from this chapter in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo
For Teachers & Institutes

Generate a Alternating Current Exam Paper in 2 Minutes

Select subtopic & difficulty — Sets A, B, C, D auto-generated with No Repeat logic.

First 3 chapters of every subject are free — no payment required.