Gujarati

Self Induction Questions in Gujarati

Class 12 Physics · Electromagnetic Induction · Self Induction

226+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 25 of 226 questions in Gujarati

201
EasyMCQ
$30 \ mH$ ઇન્ડક્ટન્સ ધરાવતા કોઈલ (ગૂંચળા) માંથી વહેતો પ્રવાહ $2 \ s$ માં $6 \ A$ થી બદલાઈને $2 \ A$ થાય છે,તો તેમાં ઉદ્ભવતા પ્રેરિત emf નું મૂલ્ય કેટલું હશે ($V$ માં)?
A
$0.06$
B
$0.6$
C
$1.06$
D
$6$

Solution

(A) ઇન્ડક્ટરમાં ઉદ્ભવતા પ્રેરિત emf $(e)$ માટેનું સૂત્ર $e = -L \frac{di}{dt}$ છે.
આપેલ છે:
ઇન્ડક્ટન્સ $L = 30 \ mH = 30 \times 10^{-3} \ H$.
પ્રારંભિક પ્રવાહ $i_1 = 6 \ A$.
અંતિમ પ્રવાહ $i_2 = 2 \ A$.
સમયગાળો $dt = 2 \ s$.
પ્રવાહમાં ફેરફાર $di = i_2 - i_1 = 2 \ A - 6 \ A = -4 \ A$.
કિંમતો મૂકતા:
$e = - (30 \times 10^{-3} \ H) \times \left( \frac{-4 \ A}{2 \ s} \right)$.
$e = - (30 \times 10^{-3}) \times (-2) = 60 \times 10^{-3} \ V = 0.06 \ V$.
આમ,પ્રેરિત emf નું મૂલ્ય $0.06 \ V$ છે.
202
MediumMCQ
$40 \ cm$ લંબાઈ અને $7 \ cm$ વ્યાસ ધરાવતા $200$ આંટાવાળા એર-કોર સોલેનોઈડનું આત્મ-પ્રેરકત્વ આશરે કેટલું હશે ($\mu H$ માં)?
A
$484$
B
$242$
C
$121$
D
$968$

Solution

(A) સોલેનોઈડનું આત્મ-પ્રેરકત્વ $L$ શોધવાનું સૂત્ર: $L = \frac{\mu_0 N^2 A}{l}$ છે,જ્યાં $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \ T \cdot m/A$ એ શૂન્યાવકાશની પરમિયેબિલિટી છે,$N = 200$ આંટાની સંખ્યા છે,$l = 0.4 \ m$ લંબાઈ છે,અને $A = \pi r^2$ એ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ છે. વ્યાસ $d = 7 \ cm = 0.07 \ m$ હોવાથી,ત્રિજ્યા $r = 0.035 \ m$ થાય. તેથી,$A = \pi (0.035)^2 \approx 3.848 \times 10^{-3} \ m^2$. આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા: $L = \frac{(4\pi \times 10^{-7}) \times (200)^2 \times (3.848 \times 10^{-3})}{0.4}$. ગણતરી કરતા $L \approx 482.5 \ \mu H$ મળે છે,જે આશરે $484 \ \mu H$ જેટલું છે.
203
EasyMCQ
જ્યારે કોઈલ (ગૂંચળા) માં વિદ્યુતપ્રવાહ $0.3 \ s$ ના સમયમાં $2 \ A$ થી બદલાઈને $5 \ A$ થાય છે,જો કોઈલમાં ઉદ્ભવતું emf $40 \ mV$ હોય,તો કોઈલનું આત્મપ્રેરકત્વ (self inductance) કેટલું હશે?
A
$4 \ H$
B
$4 \ mH$
C
$40 \ mH$
D
$4 \ \mu H$

Solution

(B) આત્મપ્રેરકત્વને કારણે કોઈલમાં ઉદ્ભવતા emf નું સૂત્ર $\varepsilon = -L \frac{di}{dt}$ છે.
મૂલ્ય લેતા,આપણને મળે છે $|\varepsilon| = L \frac{|\Delta i|}{\Delta t}$.
આપેલ છે:
પ્રારંભિક પ્રવાહ $i_1 = 2 \ A$
અંતિમ પ્રવાહ $i_2 = 5 \ A$
પ્રવાહમાં ફેરફાર $\Delta i = i_2 - i_1 = 5 \ A - 2 \ A = 3 \ A$.
સમયગાળો $\Delta t = 0.3 \ s$.
ઉદ્ભવતું emf $\varepsilon = 40 \ mV = 40 \times 10^{-3} \ V$.
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા:
$40 \times 10^{-3} = L \times \frac{3}{0.3}$.
$40 \times 10^{-3} = L \times 10$.
$L = \frac{40 \times 10^{-3}}{10} = 4 \times 10^{-3} \ H$.
$L = 4 \ mH$.
204
EasyMCQ
બે સોલેનોઇડ $A$ અને $B$ ના એકમ લંબાઈ દીઠ આંટાઓની સંખ્યાનો ગુણોત્તર $1: 3$ છે અને $A$ અને $B$ ની લંબાઈનો ગુણોત્તર $1: 2$ છે. જો બંને સોલેનોઇડના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ સમાન હોય,તો સોલેનોઇડ $A$ અને $B$ ના આત્મ-પ્રેરકત્વ (self-inductance) નો ગુણોત્તર કેટલો થાય?
A
$1: 12$
B
$1: 6$
C
$1: 18$
D
$1: 9$

Solution

(C) સોલેનોઇડનું આત્મ-પ્રેરકત્વ $L$ એ સૂત્ર $L = \mu_0 n^2 A l$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ એકમ લંબાઈ દીઠ આંટાઓની સંખ્યા છે,$A$ એ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ છે અને $l$ એ સોલેનોઇડની લંબાઈ છે.
સોલેનોઇડ $A$ અને $B$ માટે આપેલ છે:
એકમ લંબાઈ દીઠ આંટાઓનો ગુણોત્તર: $\frac{n_A}{n_B} = \frac{1}{3}$
લંબાઈનો ગુણોત્તર: $\frac{l_A}{l_B} = \frac{1}{2}$
આડછેદનું ક્ષેત્રફળ સમાન છે: $A_A = A_B = A$
કારણ કે $L \propto n^2 l$,તેથી આત્મ-પ્રેરકત્વનો ગુણોત્તર:
$\frac{L_A}{L_B} = \left(\frac{n_A}{n_B}\right)^2 \times \left(\frac{l_A}{l_B}\right)$
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$\frac{L_A}{L_B} = \left(\frac{1}{3}\right)^2 \times \left(\frac{1}{2}\right) = \frac{1}{9} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{18}$
તેથી,ગુણોત્તર $1: 18$ છે.
205
EasyMCQ
એક સર્કિટમાં પ્રવાહ $0.2 \ ms$ ના સમયમાં $14 \ A$ થી ઘટીને $4 \ A$ થાય છે. જો ઇન્ડ્યુસ્ડ emf $150 \ V$ હોય,તો સર્કિટનું સેલ્ફ ઇન્ડક્ટન્સ કેટલું હશે?
A
$6 \ H$
B
$6 \ mH$
C
$3 \ mH$
D
$3 \ H$

Solution

(C) આપેલ છે: પ્રવાહમાં ફેરફાર $\Delta I = 14 \ A - 4 \ A = 10 \ A$.
સમયગાળો $\Delta t = 0.2 \ ms = 0.2 \times 10^{-3} \ s$.
ઇન્ડ્યુસ્ડ emf $e = 150 \ V$.
ઇન્ડક્ટરમાં ઇન્ડ્યુસ્ડ emf માટેનું સૂત્ર $e = L \cdot \frac{\Delta I}{\Delta t}$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $150 = L \cdot \frac{10}{0.2 \times 10^{-3}}$.
$150 = L \cdot \frac{10}{2 \times 10^{-4}} = L \cdot 5 \times 10^4$.
$L = \frac{150}{5 \times 10^4} = 30 \times 10^{-4} \ H = 3 \times 10^{-3} \ H = 3 \ mH$.
206
EasyMCQ
ભૌતિક રીતે,આત્મ-પ્રેરકત્વ (self-inductance) એ કોની ભૂમિકા ભજવે છે?
A
જડત્વ
B
ગતિ ઉર્જા
C
સ્થિતિ ઉર્જા
D
વેગ

Solution

(A) ભૌતિક રીતે,આત્મ-પ્રેરકત્વ એ વિદ્યુત પરિપથમાં જડત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.
તે યાંત્રિકીમાં દળનું વિદ્યુતચુંબકીય સમકક્ષ છે.
જેમ દળ પદાર્થની ગતિની અવસ્થામાં થતા કોઈપણ ફેરફારનો વિરોધ કરે છે,તેમ આત્મ-પ્રેરકત્વ પરિપથમાં વહેતા પ્રવાહમાં થતા કોઈપણ ફેરફારનો વિરોધ કરે છે.
તેથી,પ્રવાહને સ્થાપિત કરવા અથવા બદલવા માટે પ્રેરિત બેક ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ $(emf)$ ની વિરુદ્ધ કાર્ય કરવું પડે છે.
207
EasyMCQ
$A$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ,$l$ લંબાઈ અને એકમ લંબાઈ દીઠ $n$ આંટા ધરાવતા લાંબા સોલેનોઈડનું આત્મ-પ્રેરકત્વ (self-inductance) કેટલું થાય?
A
$\mu_0 n Al$
B
$\mu_0 n^2 Al$
C
$\mu_0 n^2 A^2 l$
D
$\mu_0 n^2 \pi A^2 l$

Solution

(B) લાંબા સોલેનોઈડની અંદરનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B = \mu_0 n I$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ એકમ લંબાઈ દીઠ આંટાની સંખ્યા છે અને $I$ એ વિદ્યુતપ્રવાહ છે.
સોલેનોઈડના એક આંટામાંથી પસાર થતું ચુંબકીય ફ્લક્સ $\phi = B \cdot A = \mu_0 n I A$ છે.
$l$ લંબાઈના સોલેનોઈડમાં કુલ આંટાની સંખ્યા $N = n \cdot l$ છે.
કુલ ચુંબકીય ફ્લક્સ સાંકળ (magnetic flux linkage) $\Phi = N \cdot \phi = (nl) \cdot (\mu_0 n I A) = \mu_0 n^2 I A l$ છે.
વ્યાખ્યા મુજબ,આત્મ-પ્રેરકત્વ $L = \frac{\Phi}{I}$ હોવાથી,$L = \mu_0 n^2 A l$ મળે છે.
208
EasyMCQ
એક સોલેનોઇડની લંબાઈ $1 \,m$ અને આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $0.02 \,m^2$ છે. જો સોલેનોઇડમાં આંટાની સંખ્યા $5000$ હોય, તો સોલેનોઇડનું આત્મ-પ્રેરકત્વ કેટલું થાય ($\pi \,H$ માં)?
A
$0.2$
B
$0.4$
C
$0.02$
D
$0.04$

Solution

(A) સોલેનોઇડના આત્મ-પ્રેરકત્વ $L$ માટેનું સૂત્ર નીચે મુજબ છે:
$L = \frac{\mu_0 N^2 A}{l}$
આપેલ કિંમતો:
આંટાની સંખ્યા, $N = 5000$
લંબાઈ, $l = 1 \,m$
ક્ષેત્રફળ, $A = 0.02 \,m^2$
શૂન્યાવકાશની પરમીએબિલિટી, $\mu_0 = 4 \pi \times 10^{-7} \,T \cdot m/A$
આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$L = \frac{4 \pi \times 10^{-7} \times (5000)^2 \times 0.02}{1}$
$L = 4 \pi \times 10^{-7} \times 25,000,000 \times 0.02$
$L = 4 \pi \times 10^{-7} \times 500,000$
$L = 4 \pi \times 0.05 = 0.2 \pi \,H$
209
MediumMCQ
એક કોઈલનું આત્મ-પ્રેરકત્વ (self-inductance) $50 mH$ છે. જ્યારે કોઈલમાંથી પસાર થતો $1 A$ નો પ્રવાહ $0.1 s$ માં સમાન દરે ઘટીને શૂન્ય થાય છે,ત્યારે આત્મ-પ્રેરિત emf શોધો. ($V$ માં)
A
$5$
B
$0.05$
C
$50$
D
$0.5$

Solution

(D) આપેલ છે,આત્મ-પ્રેરકત્વ $L = 50 mH = 50 \times 10^{-3} H$.
પ્રવાહમાં ફેરફાર $\Delta I = 1 A - 0 A = 1 A$.
સમયગાળો $\Delta t = 0.1 s$.
આત્મ-પ્રેરિત emf માટેનું સૂત્ર $\varepsilon = L \frac{|\Delta I|}{\Delta t}$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $\varepsilon = (50 \times 10^{-3} H) \times \frac{1 A}{0.1 s}$.
$\varepsilon = 50 \times 10^{-3} \times 10 = 500 \times 10^{-3} = 0.5 V$.
210
MediumMCQ
$L=40 \text{ mH}$ આત્મ-પ્રેરકત્વ ધરાવતા ઇન્ડક્ટરમાં પ્રવાહને $8 \text{ ms}$ માં $2 \text{ A}$ થી વધારીને $12 \text{ A}$ કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઇન્ડક્ટરમાં ઉદ્ભવતું emf કેટલું હશે ($\text{ V}$ માં)?
A
$50$
B
$0.4$
C
$40$
D
$100$

Solution

(A) આપેલ છે:
ઇન્ડક્ટરનું આત્મ-પ્રેરકત્વ,$L = 40 \text{ mH} = 40 \times 10^{-3} \text{ H}$.
પ્રારંભિક પ્રવાહ,$I_1 = 2 \text{ A}$.
અંતિમ પ્રવાહ,$I_2 = 12 \text{ A}$.
સમયગાળો,$dt = 8 \text{ ms} = 8 \times 10^{-3} \text{ s}$.
ઇન્ડક્ટરમાં ઉદ્ભવતા emf નું મૂલ્ય નીચેના સૂત્ર દ્વારા મળે છે:
$|\varepsilon| = L \frac{di}{dt}$
કિંમતો મૂકતા:
$|\varepsilon| = (40 \times 10^{-3} \text{ H}) \times \frac{(12 \text{ A} - 2 \text{ A})}{8 \times 10^{-3} \text{ s}}$
$|\varepsilon| = 40 \times 10^{-3} \times \frac{10}{8 \times 10^{-3}}$
$|\varepsilon| = 40 \times \frac{10}{8} = 5 \times 10 = 50 \text{ V}$.
211
MediumMCQ
$8 \,mH$ ના આત્મ-પ્રેરકત્વ ધરાવતા કોઈલ (ગૂંચળા) માં વિદ્યુતપ્રવાહ $3 \,A$ થી બદલાઈને $1 \,A$ થાય છે,જેમાં $0.1 \,s$ નો સમય લાગે છે. તો કોઈલમાં ઉદ્ભવતું પ્રેરિત emf કેટલું હશે?
A
$16 \,V$
B
$1.6 \times 10^{-2} \,V$
C
$16 \times 10^{-2} \,V$
D
$2 \,V$

Solution

(C) કોઈલમાં વિદ્યુતપ્રવાહમાં થતો ફેરફાર $\Delta I = I_f - I_i = 1 \,A - 3 \,A = -2 \,A$ છે.
સમયગાળો $\Delta t = 0.1 \,s$ છે.
કોઈલનું આત્મ-પ્રેરકત્વ $L = 8 \,mH = 8 \times 10^{-3} \,H$ છે.
કોઈલમાં ઉદ્ભવતું પ્રેરિત emf $(e)$ શોધવા માટેનું સૂત્ર $e = -L \frac{dI}{dt}$ છે.
કિંમતો મૂકતા,$e = -(8 \times 10^{-3} \,H) \times \frac{-2 \,A}{0.1 \,s}$.
$e = 8 \times 10^{-3} \times 20 \,V = 160 \times 10^{-3} \,V = 16 \times 10^{-2} \,V$.
212
EasyMCQ
$l$ લંબાઈ અને $L$ આત્મ-પ્રેરકત્વ ધરાવતા સોલેનોઈડ બનાવવા માટે જરૂરી તારની લંબાઈ કેટલી છે?
A
$\sqrt{\frac{4 \pi L l}{\mu_0}}$
B
$\sqrt{\frac{L I}{4 \pi \mu_0}}$
C
$\sqrt{\frac{2 \pi L I}{\mu_0}}$
D
$\sqrt{\frac{\mu_0 L I}{4 \pi}}$

Solution

(A) સોલેનોઈડનું આત્મ-પ્રેરકત્વ $L = \frac{\mu_0 N^2 A}{l}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $N$ એ આંટાની સંખ્યા છે,$A = \pi r^2$ એ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ છે,અને $l$ એ સોલેનોઈડની લંબાઈ છે.
આના પરથી,$N^2 = \frac{L l}{\mu_0 A} = \frac{L l}{\mu_0 \pi r^2}$,તેથી $N = \frac{1}{r} \sqrt{\frac{L l}{\mu_0 \pi}}$.
ઉપયોગમાં લેવાયેલ તારની કુલ લંબાઈ $W = N \times (2 \pi r)$ છે.
$N$ ની કિંમત મૂકતા,આપણને મળે છે $W = \left( \frac{1}{r} \sqrt{\frac{L l}{\mu_0 \pi}} \right) \times (2 \pi r)$.
$W = 2 \pi \sqrt{\frac{L l}{\mu_0 \pi}} = \sqrt{\frac{4 \pi^2 L l}{\mu_0 \pi}} = \sqrt{\frac{4 \pi L l}{\mu_0}}$.
213
EasyMCQ
$r$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વાયરના ગૂંચળામાં $600$ આંટા છે અને તેનું આત્મ-પ્રેરકત્વ $108 \ mH$ છે. સમાન ત્રિજ્યા અને $500$ આંટા ધરાવતા ગૂંચળાનું આત્મ-પ્રેરકત્વ કેટલું હશે ($mH$ માં)?
A
$80$
B
$75$
C
$108$
D
$90$

Solution

(B) વર્તુળાકાર ગૂંચળાનું આત્મ-પ્રેરકત્વ $L = \frac{N \Phi_B}{I}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
વર્તુળાકાર ગૂંચળા માટે,કેન્દ્ર પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B = \frac{\mu_0 N I}{2r}$ છે.
ગૂંચળામાંથી પસાર થતું ચુંબકીય ફ્લક્સ $\Phi_B = B \cdot A = \left( \frac{\mu_0 N I}{2r} \right) (\pi r^2) = \frac{\mu_0 N I \pi r}{2}$ છે.
આમ,$L = \frac{N}{I} \left( \frac{\mu_0 N I \pi r}{2} \right) = \frac{\mu_0 \pi r}{2} N^2$.
આ દર્શાવે છે કે $L \propto N^2$.
તેથી,$\frac{L_2}{L_1} = \left( \frac{N_2}{N_1} \right)^2$.
અહીં $L_1 = 108 \ mH$,$N_1 = 600$,અને $N_2 = 500$ આપેલ છે:
$L_2 = L_1 \left( \frac{N_2}{N_1} \right)^2 = 108 \times \left( \frac{500}{600} \right)^2 = 108 \times \left( \frac{5}{6} \right)^2 = 108 \times \frac{25}{36} = 3 \times 25 = 75 \ mH$.
214
EasyMCQ
જ્યારે સોલેનોઇડમાંથી વહેતો પ્રવાહ $i$ અચળ દરે વધતો હોય, ત્યારે પ્રેરિત પ્રવાહ કેવો હશે?
A
અચળ અને તે $i$ ની દિશામાં હશે
B
અચળ અને તે $i$ ની વિરુદ્ધ દિશામાં હશે
C
સમય સાથે વધે છે અને તે $i$ ની દિશામાં હશે
D
સમય સાથે વધે છે અને $i$ ની વિરુદ્ધ દિશામાં હશે

Solution

(B) ફેરાડેના પ્રેરણના નિયમ મુજબ, પ્રેરિત ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ $(EMF)$ $\varepsilon = -L \frac{di}{dt}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કારણ કે પ્રવાહ $i$ અચળ દરે વધે છે, તેથી $\frac{di}{dt} = \text{અચળ}$.
તેથી, પ્રેરિત $EMF$ $\varepsilon$ અચળ છે, જેનો અર્થ છે કે પ્રેરિત પ્રવાહ $I_{\text{ind}} = \frac{\varepsilon}{R}$ પણ અચળ રહેશે.
લેન્ઝના નિયમ મુજબ, પ્રેરિત પ્રવાહ હંમેશા તે ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતા ફેરફારનો વિરોધ કરે છે જેના કારણે તે ઉત્પન્ન થયો છે.
જેમ કે મૂળ પ્રવાહ $i$ વધી રહ્યો છે, પ્રેરિત પ્રવાહ આ વધારાનો વિરોધ કરવા માટે મૂળ પ્રવાહ $i$ ની વિરુદ્ધ દિશામાં વહેશે.
215
MediumMCQ
એક વર્તુળાકાર ગૂંચળામાં $70$ આંટા છે અને તેની ત્રિજ્યા $10 \,cm$ છે। $2 \times 10^{-3} \,T$ ના મૂલ્યનું બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર ગૂંચળાને લંબ રૂપે લાગુ પાડવામાં આવે છે। જ્યારે ગૂંચળામાં પ્રવાહ $2.2 \,A$ હોય ત્યારે ગૂંચળામાંથી પસાર થતું કુલ ફ્લક્સ શૂન્ય થાય છે। તો ગૂંચળાનું ઇન્ડક્ટન્સ શોધો। ($\,mH$ માં)
A
$2$
B
$3$
C
$4$
D
$1.5$

Solution

(A) આપેલ છે: આંટાની સંખ્યા $N = 70$,ત્રિજ્યા $r = 10 \,cm = 0.1 \,m$,ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B = 2 \times 10^{-3} \,T$,પ્રવાહ $I = 2.2 \,A$.
ચુંબકીય ક્ષેત્ર ગૂંચળાના સમતલને લંબ હોવાથી,ક્ષેત્રફળ સદિશ અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેનો ખૂણો $\theta = 0^{\circ}$ છે.
ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ $\phi = N B A \cos \theta$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $\phi = 70 \times (2 \times 10^{-3}) \times (\pi \times (0.1)^2) \times \cos 0^{\circ}$.
$\phi = 140 \times 10^{-3} \times \pi \times 0.01 = 1.4 \pi \times 10^{-3} \,Wb$.
$\pi \approx 3.14$ લેતા,$\phi = 1.4 \times 3.14 \times 10^{-3} \approx 4.4 \times 10^{-3} \,Wb$.
કુલ ફ્લક્સ શૂન્ય કરવા માટે,ગૂંચળામાં વહેતા પ્રવાહને કારણે ઉત્પન્ન થતું ફ્લક્સ બાહ્ય ફ્લક્સ જેટલું હોવું જોઈએ: $\phi = L I$.
$L = \frac{\phi}{I} = \frac{4.4 \times 10^{-3}}{2.2} = 2 \times 10^{-3} \,H = 2 \,mH$.
216
EasyMCQ
એક સોલેનોઈડનો વિચાર કરો જે $DC$ સ્ત્રોત દ્વારા પ્રવાહ મેળવે છે,જેમાં અચળ $emf$ છે અને તેની અંદર લોખંડનો ગર્ભ (iron core) છે. જ્યારે ગર્ભને સોલેનોઈડમાંથી બહાર કાઢવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રવાહમાં થતો ફેરફાર:
A
સમાન રહેશે
B
ઘટશે
C
વધશે
D
મોડ્યુલેટ થશે

Solution

(A) સોલેનોઈડ અચળ $emf$ $(V)$ ધરાવતા $DC$ સ્ત્રોત સાથે જોડાયેલ છે.
સોલેનોઈડમાં વહેતો પ્રવાહ $I = V/R$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $R$ એ સોલેનોઈડના તારનો અવરોધ છે.
જ્યારે લોખંડનો ગર્ભ બહાર કાઢવામાં આવે છે,ત્યારે સોલેનોઈડનું આત્મ-પ્રેરકત્વ $(L)$ બદલાય છે,પરંતુ તારનો અવરોધ $(R)$ અચળ રહે છે.
કારણ કે $DC$ સ્ત્રોત અચળ $emf$ પૂરો પાડે છે અને પરિપથનો અવરોધ બદલાતો નથી,તેથી સ્થાયી પ્રવાહ $I$ બદલાતો નથી.
તેથી,પ્રવાહ સમાન રહેશે.
217
MediumMCQ
જ્યારે લૂપમાં પ્રવાહ $0.2 \ s$ ના સમયમાં $3 \ A$ થી બદલાઈને $8 \ A$ થાય છે,ત્યારે $150 \ cm^2$ ક્ષેત્રફળ ધરાવતી લંબચોરસ લૂપમાં $2.8 \ mV$ નું emf પ્રેરિત થાય છે. તો લૂપનું આત્મ-પ્રેરકત્વ (self-inductance) કેટલું હશે ($\mu H$ માં)?
A
$112$
B
$56$
C
$28$
D
$84$

Solution

(A) આત્મ-પ્રેરકત્વ $(L)$ ને કારણે કોઈલ (ગૂંચળા) માં પ્રેરિત emf $(e)$ નું સૂત્ર: $e = -L \frac{di}{dt}$ છે.
આપેલ કિંમતો:
પ્રેરિત emf,$e = 2.8 \ mV = 2.8 \times 10^{-3} \ V$.
પ્રવાહમાં ફેરફાર,$di = 8 \ A - 3 \ A = 5 \ A$.
સમયગાળો,$dt = 0.2 \ s$.
આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા (અહીં આપણે માત્ર મૂલ્યની ગણતરી કરતા હોવાથી ઋણ નિશાનીને અવગણીએ છીએ):
$2.8 \times 10^{-3} = L \times \frac{5}{0.2}$.
$2.8 \times 10^{-3} = L \times 25$.
$L = \frac{2.8 \times 10^{-3}}{25}$.
$L = 0.112 \times 10^{-3} \ H$.
$L = 112 \times 10^{-6} \ H = 112 \ \mu H$.
તેથી,લૂપનું આત્મ-પ્રેરકત્વ $112 \ \mu H$ છે.
218
EasyMCQ
કોઈલનું આત્મ-પ્રેરકત્વ (self-inductance) શેના પર આધાર રાખે છે?
A
માત્ર કોઈલના આંટાઓની સંખ્યા પર
B
માત્ર કોઈલના કદ પર
C
માત્ર કોઈલના આકાર પર
D
કોઈલનું કદ,આકાર અને તેમાં રહેલા આંટાઓની સંખ્યા પર

Solution

(D) સોલેનોઇડનું આત્મ-પ્રેરકત્વ $L$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$L = \frac{\mu N^2 A}{l}$
જ્યાં:
$N$ એ આંટાઓની સંખ્યા છે,
$A$ એ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ છે (જે કદ અને આકાર પર આધાર રાખે છે),
$l$ એ કોઈલની લંબાઈ છે,
$\mu$ એ કોર મટીરીયલની પરમીએબિલિટી છે.
આમ,આત્મ-પ્રેરકત્વ એ આંટાઓની સંખ્યા,કદ (ક્ષેત્રફળ અને લંબાઈ) અને કોઈલના આકાર પર આધાર રાખે છે.
219
EasyMCQ
એક કોઈલમાં બદલાતો પ્રવાહ $10 \,A$ થી શૂન્ય સુધી $1.5 \,s$ માં બદલાય છે. જો કોઈલમાં ઉત્પન્ન થતું સરેરાશ emf $200 \,V$ હોય, તો કોઈલનું આત્મ-પ્રેરકત્વ (self-inductance) કેટલું હશે ($\,H$ માં)?
A
$25$
B
$30$
C
$50$
D
$45$

Solution

(B) કોઈલમાં ઉત્પન્ન થતું આત્મ-પ્રેરિત emf $(E)$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$E = L \left| \frac{dI}{dt} \right|$
આપેલ છે:
$E = 200 \,V$
પ્રવાહમાં ફેરફાર, $\Delta I = 10 \,A - 0 \,A = 10 \,A$
સમયગાળો, $\Delta t = 1.5 \,s$
પ્રવાહના ફેરફારનો દર, $\frac{dI}{dt} = \frac{10 \,A}{1.5 \,s} = \frac{10}{1.5} \,A/s$
આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા:
$200 = L \times \left( \frac{10}{1.5} \right)$
$L = \frac{200 \times 1.5}{10}$
$L = 20 \times 1.5 = 30 \,H$
તેથી, કોઈલનું આત્મ-પ્રેરકત્વ $30 \,H$ છે.
220
MediumMCQ
ધારો કે એક સર્કિટમાં પ્રવાહ $0.2 \,s$ માં $6.0 \,A$ થી ઘટીને $1.0 \,A$ થાય છે. જો સર્કિટ દ્વારા $150 \,V$ નું સરેરાશ emf પ્રેરિત થતું હોય,તો સર્કિટનું આત્મ-પ્રેરકત્વ (self-inductance) કેટલું હશે ($\,H$ માં)?
A
$2$
B
$6$
C
$4$
D
$8$

Solution

(B) આપેલ છે: પ્રારંભિક પ્રવાહ $I_1 = 6.0 \,A$,અંતિમ પ્રવાહ $I_2 = 1.0 \,A$,સમયગાળો $\Delta t = 0.2 \,s$,અને સરેરાશ પ્રેરિત emf $e = 150 \,V$.
ઇન્ડક્ટરમાં પ્રેરિત સરેરાશ emf નું સૂત્ર $e = L \frac{|\Delta I|}{\Delta t}$ છે,જ્યાં $\Delta I = I_1 - I_2$.
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$150 = L \frac{(6.0 - 1.0)}{0.2}$
$150 = L \frac{5.0}{0.2}$
$150 = L \times 25$
$L = \frac{150}{25} = 6 \,H$.
તેથી,સર્કિટનું આત્મ-પ્રેરકત્વ $6 \,H$ છે. સાચો વિકલ્પ $B$ છે.
221
MediumMCQ
લંબચોરસ આડછેદ ધરાવતા એક ટોરોઇડનો વિચાર કરો,જેની આંતરિક ત્રિજ્યા $a$,બાહ્ય ત્રિજ્યા $b$ અને ઊંચાઈ $h$ છે,જેમાં $n$ આંટાઓ છે. જ્યારે ટોરોઇડમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ $I$ વહેતો હોય ત્યારે ટોરોઇડલ કોઈલનું આત્મ-પ્રેરકત્વ કેટલું હશે?
Question diagram
A
$\frac{\mu_0 n^2 h}{2 \pi} \ln \left(\frac{b}{a}\right)$
B
$\frac{\mu_0 n h}{2 \pi} \ln \left(\frac{b}{a}\right)$
C
$\frac{\mu_0 n^2 h}{2 \pi} \ln \left(\frac{a}{b}\right)$
D
$\frac{\mu_0 n h}{2 \pi} \ln \left(\frac{a}{b}\right)$

Solution

(A) કેન્દ્રથી $r$ ત્રિજ્યાએ ટોરોઇડની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B = \frac{\mu_0 n I}{2 \pi r}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કેન્દ્રથી $r$ અંતરે $dr$ પહોળાઈ અને $h$ ઊંચાઈની એક સૂક્ષ્મ લંબચોરસ પટ્ટીનો વિચાર કરો. ક્ષેત્રફળનો ઘટક $dA = h \, dr$ છે.
આ સૂક્ષ્મ ક્ષેત્રફળમાંથી પસાર થતું ચુંબકીય ફ્લક્સ $d\phi = B \cdot dA = \left( \frac{\mu_0 n I}{2 \pi r} \right) (h \, dr)$ છે.
આડછેદમાંથી પસાર થતું કુલ ચુંબકીય ફ્લક્સ $\phi$ મેળવવા માટે $r = a$ થી $r = b$ સુધી સંકલન કરતા:
$\phi = \int_a^b \frac{\mu_0 n I h}{2 \pi r} dr = \frac{\mu_0 n I h}{2 \pi} \int_a^b \frac{1}{r} dr = \frac{\mu_0 n I h}{2 \pi} [\ln r]_a^b = \frac{\mu_0 n I h}{2 \pi} \ln \left( \frac{b}{a} \right)$.
આત્મ-પ્રેરકત્વ $L$ ને $L = \frac{n \phi}{I}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
$\phi$ નું સૂત્ર મૂકતા:
$L = \frac{n}{I} \left( \frac{\mu_0 n I h}{2 \pi} \ln \left( \frac{b}{a} \right) \right) = \frac{\mu_0 n^2 h}{2 \pi} \ln \left( \frac{b}{a} \right)$.
Solution diagram
222
MediumMCQ
$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા સોલેનોઇડમાં એકમ લંબાઈ દીઠ $n$ આંટા છે. તો સોલેનોઇડનું એકમ લંબાઈ દીઠ આત્મ-પ્રેરકત્વ કેટલું થાય?
A
$\mu_0 n \pi R^2$
B
$\mu_0 n R^2$
C
$\mu_0 n^2 R^2$
D
$\mu_0 n^2 \pi R^2$

Solution

(D) લાંબા સોલેનોઇડની અંદરનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B = \mu_0 n i$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ એકમ લંબાઈ દીઠ આંટાની સંખ્યા છે અને $i$ એ વિદ્યુતપ્રવાહ છે.
સોલેનોઇડના દરેક આંટામાંથી પસાર થતું ચુંબકીય ફ્લક્સ $\phi = B A = (\mu_0 n i)(\pi R^2)$ છે.
$l$ લંબાઈના સોલેનોઇડ માટે,કુલ આંટાની સંખ્યા $N = n l$ થાય.
કુલ ચુંબકીય ફ્લક્સ સાંકળ $N \phi = (n l)(\mu_0 n i \pi R^2) = \mu_0 n^2 i \pi R^2 l$ છે.
આત્મ-પ્રેરકત્વ $L$ ની વ્યાખ્યા મુજબ,$L = \frac{N \phi}{i} = \frac{\mu_0 n^2 i \pi R^2 l}{i} = \mu_0 n^2 \pi R^2 l$ થાય.
તેથી,એકમ લંબાઈ દીઠ આત્મ-પ્રેરકત્વ $\frac{L}{l} = \mu_0 n^2 \pi R^2$ મળે છે.
223
EasyMCQ
$L = 2 \ mH$ આત્મ-પ્રેરકત્વ ધરાવતા કોઈલમાંથી વહેતો પ્રવાહ $I = t^2 e^{-t}$ છે. પ્રેરિત ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ $(emf)$ શૂન્ય થવા માટે કેટલો સમય લાગશે ($s$ માં)?
A
$1$
B
$2$
C
$3$
D
$4$

Solution

(B) કોઈલમાં ઉદ્ભવતું પ્રેરિત $emf$ $(e)$ સૂત્ર $e = -L \frac{dI}{dt}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$emf$ શૂન્ય થવા માટે,પ્રવાહમાં થતો ફેરફારનો દર $\frac{dI}{dt}$ શૂન્ય હોવો જોઈએ.
આપેલ છે કે $I = t^2 e^{-t}$.
વિકલનના ગુણાકારના નિયમનો ઉપયોગ કરતા: $\frac{dI}{dt} = \frac{d}{dt}(t^2) \cdot e^{-t} + t^2 \cdot \frac{d}{dt}(e^{-t})$.
$\frac{dI}{dt} = 2t e^{-t} + t^2 (-e^{-t}) = e^{-t} (2t - t^2) = e^{-t} t(2 - t)$.
$\frac{dI}{dt} = 0$ લેતા,આપણને $e^{-t} t(2 - t) = 0$ મળે છે.
કારણ કે $e^{-t} \neq 0$ થાય,તેથી ઉકેલ $t = 0$ અથવા $t = 2 \ s$ મળે છે.
$t = 0$ સમયે પ્રવાહ શૂન્ય છે,પરંતુ $t = 2 \ s$ સમયે પ્રવાહ મહત્તમ બને છે,તેથી $emf$ શૂન્ય થાય છે.
224
MediumMCQ
એક કોઈલ (ગૂંચળા) માં $N$ આંટા છે અને તેમાંથી પસાર થતો વિદ્યુતપ્રવાહ $I$ એમ્પીયર છે,જેના પરિણામે તેનું આત્મપ્રેરકત્વ $L$ હેનરી મળે છે. જો વિદ્યુતપ્રવાહ બમણો કરવામાં આવે,તો નવું આત્મપ્રેરકત્વ . . . . . . $H$ થશે.
A
$L/2$
B
$2L$
C
$L$
D
$4L$

Solution

(C) કોઈલનું આત્મપ્રેરકત્વ $L$ એ માત્ર તેના ભૌમિતિક પરિમાણો પર આધાર રાખે છે,જેમ કે આંટાની સંખ્યા $N$,આડછેદનું ક્ષેત્રફળ,કોઈલની લંબાઈ અને કોર મટીરીયલની ચુંબકીય પરમીએબિલિટી.
તે કોઈલમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહ $I$ ના મૂલ્ય પર આધાર રાખતું નથી.
તેથી,જો વિદ્યુતપ્રવાહ બમણો કરવામાં આવે,તો પણ આત્મપ્રેરકત્વમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.
આમ,નવું આત્મપ્રેરકત્વ $L$ જ રહેશે.
225
DifficultMCQ
$30\text{ cm}$ લાંબા સોલેનોઇડમાં પ્રતિ સેમી $10$ આંટા છે અને ક્ષેત્રફળ $5\text{ cm}^2$ છે. સોલેનોઇડ કોઈલમાંથી વહેતો પ્રવાહ $3.14\text{ s}$ માં $2\text{ A}$ થી બદલાઈને $4\text{ A}$ થાય છે. કોઈલમાં ઉદ્ભવતું e.m.f. $\alpha \times 10^{-5}\text{ V}$ છે. $\alpha$ નું મૂલ્ય . . . . . . છે.
A
$60$
B
$12$
C
$120$
D
$34$

Solution

(C) સોલેનોઇડનું આત્મ-પ્રેરકત્વ $L = \mu_0 n^2 A l$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ એકમ લંબાઈ દીઠ આંટાની સંખ્યા છે,$A$ એ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ છે અને $l$ એ સોલેનોઇડની લંબાઈ છે.
આપેલ છે: $n = 10\text{ આંટા/સેમી} = 1000\text{ આંટા/મીટર}$,$A = 5\text{ cm}^2 = 5 \times 10^{-4}\text{ m}^2$,$l = 30\text{ cm} = 0.3\text{ m}$.
$L = (4\pi \times 10^{-7}) \times (1000)^2 \times (5 \times 10^{-4}) \times 0.3 = 0.6\pi \times 10^{-3}\text{ H}$.
પ્રેરિત e.m.f. $\epsilon = L \frac{di}{dt}$ દ્વારા મળે છે.
અહીં,$\frac{di}{dt} = \frac{4\text{ A} - 2\text{ A}}{3.14\text{ s}} = \frac{2}{3.14} \text{ A/s}$.
$\epsilon = (0.6\pi \times 10^{-3}) \times \frac{2}{3.14}$.
$\pi \approx 3.14$ લેતા,$\epsilon = 0.6 \times 3.14 \times 10^{-3} \times \frac{2}{3.14} = 1.2 \times 10^{-3} \text{ V}$.
$\epsilon = 120 \times 10^{-5} \text{ V}$.
આને $\alpha \times 10^{-5} \text{ V}$ સાથે સરખાવતા,$\alpha = 120$ મળે છે.

Electromagnetic Induction — Self Induction · Frequently Asked Questions

1Are these Electromagnetic Induction 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 Electromagnetic Induction 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.