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Self Induction Questions in Hindi

Class 12 Physics · Electromagnetic Induction · Self Induction

226+

Questions

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100%

With Solutions

Showing 25 of 226 questions in Hindi

201
EasyMCQ
$30 \ mH$ प्रेरकत्व वाली एक कुंडली में प्रेरित emf का परिमाण क्या होगा,जिसमें धारा $2 \ s$ में $6 \ A$ से बदलकर $2 \ A$ हो जाती है ($V$ में)?
A
$0.06$
B
$0.6$
C
$1.06$
D
$6$

Solution

(A) प्रेरक में प्रेरित emf $(e)$ का सूत्र $e = -L \frac{di}{dt}$ होता है।
दिया गया है:
प्रेरकत्व $L = 30 \ mH = 30 \times 10^{-3} \ H$.
प्रारंभिक धारा $i_1 = 6 \ A$.
अंतिम धारा $i_2 = 2 \ A$.
समय अंतराल $dt = 2 \ s$.
धारा में परिवर्तन $di = i_2 - i_1 = 2 \ A - 6 \ A = -4 \ A$.
मान रखने पर:
$e = - (30 \times 10^{-3} \ H) \times \left( \frac{-4 \ A}{2 \ s} \right)$.
$e = - (30 \times 10^{-3}) \times (-2) = 60 \times 10^{-3} \ V = 0.06 \ V$.
अतः,प्रेरित emf का परिमाण $0.06 \ V$ है।
202
MediumMCQ
$40 \ cm$ लंबाई और $7 \ cm$ व्यास वाले $200$ फेरों वाली वायु-क्रोडित (air-cored) परिनालिका का स्व-प्रेरकत्व लगभग कितना होगा ($\mu H$ में)?
A
$484$
B
$242$
C
$121$
D
$968$

Solution

(A) परिनालिका का स्व-प्रेरकत्व $L$ सूत्र $L = \frac{\mu_0 N^2 A}{l}$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \ T \cdot m/A$ निर्वात की पारगम्यता है,$N = 200$ फेरों की संख्या है,$l = 0.4 \ m$ लंबाई है,और $A = \pi r^2$ अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल है। व्यास $d = 7 \ cm = 0.07 \ m$ है,इसलिए त्रिज्या $r = 0.035 \ m$ होगी। अतः,$A = \pi (0.035)^2 \approx 3.848 \times 10^{-3} \ m^2$। इन मानों को सूत्र में रखने पर: $L = \frac{(4\pi \times 10^{-7}) \times (200)^2 \times (3.848 \times 10^{-3})}{0.4}$। गणना करने पर $L \approx 482.5 \ \mu H$ प्राप्त होता है,जो लगभग $484 \ \mu H$ के बराबर है।
203
EasyMCQ
जब एक कुंडली में धारा $0.3 \ s$ के समय में $2 \ A$ से बदलकर $5 \ A$ हो जाती है,यदि कुंडली में प्रेरित emf $40 \ mV$ है,तो कुंडली का स्व-प्रेरकत्व (self inductance) क्या है?
A
$4 \ H$
B
$4 \ mH$
C
$40 \ mH$
D
$4 \ \mu H$

Solution

(B) स्व-प्रेरकत्व के कारण कुंडली में प्रेरित emf का सूत्र $\varepsilon = -L \frac{di}{dt}$ है।
परिमाण लेने पर,हमें प्राप्त होता है $|\varepsilon| = L \frac{|\Delta i|}{\Delta t}$.
दिया गया है:
प्रारंभिक धारा $i_1 = 2 \ A$
अंतिम धारा $i_2 = 5 \ A$
धारा में परिवर्तन $\Delta i = i_2 - i_1 = 5 \ A - 2 \ A = 3 \ A$.
समय अंतराल $\Delta t = 0.3 \ s$.
प्रेरित emf $\varepsilon = 40 \ mV = 40 \times 10^{-3} \ V$.
सूत्र में मान रखने पर:
$40 \times 10^{-3} = L \times \frac{3}{0.3}$.
$40 \times 10^{-3} = L \times 10$.
$L = \frac{40 \times 10^{-3}}{10} = 4 \times 10^{-3} \ H$.
$L = 4 \ mH$.
204
EasyMCQ
दो परिनालिकाओं (solenoids) $A$ और $B$ के प्रति इकाई लंबाई में फेरों की संख्या का अनुपात $1: 3$ है और $A$ तथा $B$ की लंबाई का अनुपात $1: 2$ है। यदि दोनों परिनालिकाओं का अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल समान है,तो परिनालिकाओं $A$ और $B$ के स्व-प्रेरकत्व (self-inductance) का अनुपात क्या होगा?
A
$1: 12$
B
$1: 6$
C
$1: 18$
D
$1: 9$

Solution

(C) परिनालिका का स्व-प्रेरकत्व $L$ सूत्र $L = \mu_0 n^2 A l$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $n$ प्रति इकाई लंबाई में फेरों की संख्या है,$A$ अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल है और $l$ परिनालिका की लंबाई है।
परिनालिकाओं $A$ और $B$ के लिए दिया गया है:
प्रति इकाई लंबाई में फेरों का अनुपात: $\frac{n_A}{n_B} = \frac{1}{3}$
लंबाई का अनुपात: $\frac{l_A}{l_B} = \frac{1}{2}$
अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल समान है: $A_A = A_B = A$
चूंकि $L \propto n^2 l$,स्व-प्रेरकत्व का अनुपात होगा:
$\frac{L_A}{L_B} = \left(\frac{n_A}{n_B}\right)^2 \times \left(\frac{l_A}{l_B}\right)$
दिए गए मानों को रखने पर:
$\frac{L_A}{L_B} = \left(\frac{1}{3}\right)^2 \times \left(\frac{1}{2}\right) = \frac{1}{9} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{18}$
अतः,अनुपात $1: 18$ है।
205
EasyMCQ
एक परिपथ में धारा $0.2 \ ms$ के समय में $14 \ A$ से घटकर $4 \ A$ हो जाती है। यदि प्रेरित emf $150 \ V$ है,तो परिपथ का स्व-प्रेरकत्व (self-inductance) क्या है?
A
$6 \ H$
B
$6 \ mH$
C
$3 \ mH$
D
$3 \ H$

Solution

(C) दिया गया है: धारा में परिवर्तन $\Delta I = 14 \ A - 4 \ A = 10 \ A$.
समय अंतराल $\Delta t = 0.2 \ ms = 0.2 \times 10^{-3} \ s$.
प्रेरित emf $e = 150 \ V$.
प्रेरक में प्रेरित emf का सूत्र $e = L \cdot \frac{\Delta I}{\Delta t}$ है।
मान रखने पर: $150 = L \cdot \frac{10}{0.2 \times 10^{-3}}$.
$150 = L \cdot \frac{10}{2 \times 10^{-4}} = L \cdot 5 \times 10^4$.
$L = \frac{150}{5 \times 10^4} = 30 \times 10^{-4} \ H = 3 \times 10^{-3} \ H = 3 \ mH$.
206
EasyMCQ
भौतिक रूप से,स्व-प्रेरकत्व (self-inductance) किसकी भूमिका निभाता है?
A
जड़त्व
B
गतिज ऊर्जा
C
स्थितिज ऊर्जा
D
वेग

Solution

(A) भौतिक रूप से,स्व-प्रेरकत्व एक विद्युत परिपथ में जड़त्व की भूमिका निभाता है।
यह यांत्रिकी में द्रव्यमान का विद्युत-चुंबकीय अनुरूप है।
जैसे द्रव्यमान किसी वस्तु की गति की अवस्था में होने वाले किसी भी परिवर्तन का विरोध करता है,वैसे ही स्व-प्रेरकत्व परिपथ में बहने वाली धारा में होने वाले किसी भी परिवर्तन का विरोध करता है।
इसलिए,धारा को स्थापित करने या बदलने के लिए प्रेरित बैक इलेक्ट्रोमोटिव फोर्स $(emf)$ के विरुद्ध कार्य करना पड़ता है।
207
EasyMCQ
$A$ अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल,$l$ लंबाई और प्रति इकाई लंबाई $n$ फेरों वाली एक लंबी परिनालिका का स्व-प्रेरकत्व (self-inductance) क्या होगा?
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) एक लंबी परिनालिका के भीतर चुंबकीय क्षेत्र $B = \mu_0 n I$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $n$ प्रति इकाई लंबाई फेरों की संख्या है और $I$ विद्युत धारा है।
परिनालिका के एक फेरे से गुजरने वाला चुंबकीय फ्लक्स $\phi = B \cdot A = \mu_0 n I A$ है।
$l$ लंबाई की परिनालिका में कुल फेरों की संख्या $N = n \cdot l$ है।
कुल चुंबकीय फ्लक्स लिंकेज $\Phi = N \cdot \phi = (nl) \cdot (\mu_0 n I A) = \mu_0 n^2 I A l$ है।
परिभाषा के अनुसार,स्व-प्रेरकत्व $L = \frac{\Phi}{I}$ होता है,इसलिए $L = \mu_0 n^2 A l$ प्राप्त होता है।
208
EasyMCQ
एक परिनालिका (solenoid) की लंबाई $1 \,m$ और अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल $0.02 \,m^2$ है। यदि परिनालिका में फेरों की संख्या $5000$ है, तो परिनालिका का स्व-प्रेरकत्व (self-inductance) क्या होगा ($\pi \,H$ में)?
A
$0.2$
B
$0.4$
C
$0.02$
D
$0.04$

Solution

(A) परिनालिका के स्व-प्रेरकत्व $L$ का सूत्र निम्नलिखित है:
$L = \frac{\mu_0 N^2 A}{l}$
दिए गए मान:
फेरों की संख्या, $N = 5000$
लंबाई, $l = 1 \,m$
क्षेत्रफल, $A = 0.02 \,m^2$
निर्वात की पारगम्यता, $\mu_0 = 4 \pi \times 10^{-7} \,T \cdot m/A$
इन मानों को सूत्र में रखने पर:
$L = \frac{4 \pi \times 10^{-7} \times (5000)^2 \times 0.02}{1}$
$L = 4 \pi \times 10^{-7} \times 25,000,000 \times 0.02$
$L = 4 \pi \times 10^{-7} \times 500,000$
$L = 4 \pi \times 0.05 = 0.2 \pi \,H$
209
MediumMCQ
एक कुंडली (coil) का स्व-प्रेरकत्व (self-inductance) $50 mH$ है। जब कुंडली से गुजरने वाली $1 A$ की धारा $0.1 s$ में एक समान दर से घटकर शून्य हो जाती है,तो स्व-प्रेरित emf ज्ञात कीजिए। ($V$ में)
A
$5$
B
$0.05$
C
$50$
D
$0.5$

Solution

(D) दिया गया है,स्व-प्रेरकत्व $L = 50 mH = 50 \times 10^{-3} H$.
धारा में परिवर्तन $\Delta I = 1 A - 0 A = 1 A$.
समय अंतराल $\Delta t = 0.1 s$.
स्व-प्रेरित emf का सूत्र $\varepsilon = L \frac{|\Delta I|}{\Delta t}$ है।
मान रखने पर: $\varepsilon = (50 \times 10^{-3} H) \times \frac{1 A}{0.1 s}$.
$\varepsilon = 50 \times 10^{-3} \times 10 = 500 \times 10^{-3} = 0.5 V$.
210
MediumMCQ
$L=40 \text{ mH}$ के स्व-प्रेरकत्व वाले एक प्रेरक में धारा को $8 \text{ ms}$ में $2 \text{ A}$ से $12 \text{ A}$ तक समान रूप से बढ़ाया जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान प्रेरक में प्रेरित emf क्या है ($\text{ V}$ में)?
A
$50$
B
$0.4$
C
$40$
D
$100$

Solution

(A) दिया गया है:
प्रेरक का स्व-प्रेरकत्व,$L = 40 \text{ mH} = 40 \times 10^{-3} \text{ H}$.
प्रारंभिक धारा,$I_1 = 2 \text{ A}$.
अंतिम धारा,$I_2 = 12 \text{ A}$.
समय अंतराल,$dt = 8 \text{ ms} = 8 \times 10^{-3} \text{ s}$.
प्रेरक में प्रेरित emf का परिमाण निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है:
$|\varepsilon| = L \frac{di}{dt}$
मान रखने पर:
$|\varepsilon| = (40 \times 10^{-3} \text{ H}) \times \frac{(12 \text{ A} - 2 \text{ A})}{8 \times 10^{-3} \text{ s}}$
$|\varepsilon| = 40 \times 10^{-3} \times \frac{10}{8 \times 10^{-3}}$
$|\varepsilon| = 40 \times \frac{10}{8} = 5 \times 10 = 50 \text{ V}$.
211
MediumMCQ
$8 \,mH$ के स्व-प्रेरकत्व वाली एक कुंडली में धारा $3 \,A$ से बदलकर $1 \,A$ हो जाती है,जिसमें $0.1 \,s$ का समय लगता है। कुंडली में प्रेरित emf का मान क्या है?
A
$16 \,V$
B
$1.6 \times 10^{-2} \,V$
C
$16 \times 10^{-2} \,V$
D
$2 \,V$

Solution

(C) कुंडली में धारा में परिवर्तन $\Delta I = I_f - I_i = 1 \,A - 3 \,A = -2 \,A$ है।
समय अंतराल $\Delta t = 0.1 \,s$ है।
कुंडली का स्व-प्रेरकत्व $L = 8 \,mH = 8 \times 10^{-3} \,H$ है।
कुंडली में प्रेरित emf $(e)$ का सूत्र $e = -L \frac{dI}{dt}$ है।
मान रखने पर,$e = -(8 \times 10^{-3} \,H) \times \frac{-2 \,A}{0.1 \,s}$ प्राप्त होता है।
$e = 8 \times 10^{-3} \times 20 \,V = 160 \times 10^{-3} \,V = 16 \times 10^{-2} \,V$.
212
EasyMCQ
$l$ लंबाई और $L$ स्व-प्रेरकत्व वाले सोलेनोइड को बनाने के लिए आवश्यक तार की लंबाई क्या है?
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) सोलेनोइड का स्व-प्रेरकत्व $L = \frac{\mu_0 N^2 A}{l}$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $N$ फेरों की संख्या है,$A = \pi r^2$ अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल है,और $l$ सोलेनोइड की लंबाई है।
इससे,$N^2 = \frac{L l}{\mu_0 A} = \frac{L l}{\mu_0 \pi r^2}$,इसलिए $N = \frac{1}{r} \sqrt{\frac{L l}{\mu_0 \pi}}$.
उपयोग किए गए तार की कुल लंबाई $W = N \times (2 \pi r)$ है।
$N$ का मान रखने पर,हमें प्राप्त होता है $W = \left( \frac{1}{r} \sqrt{\frac{L l}{\mu_0 \pi}} \right) \times (2 \pi r)$.
$W = 2 \pi \sqrt{\frac{L l}{\mu_0 \pi}} = \sqrt{\frac{4 \pi^2 L l}{\mu_0 \pi}} = \sqrt{\frac{4 \pi L l}{\mu_0}}$.
213
EasyMCQ
$r$ त्रिज्या वाली तार की एक कुंडली में $600$ फेरे हैं और इसका स्व-प्रेरकत्व $108 \ mH$ है। समान त्रिज्या और $500$ फेरों वाली कुंडली का स्व-प्रेरकत्व क्या होगा ($mH$ में)?
A
$80$
B
$75$
C
$108$
D
$90$

Solution

(B) वृत्ताकार कुंडली का स्व-प्रेरकत्व $L = \frac{N \Phi_B}{I}$ द्वारा दिया जाता है।
वृत्ताकार कुंडली के लिए,केंद्र पर चुंबकीय क्षेत्र $B = \frac{\mu_0 N I}{2r}$ होता है।
कुंडली से गुजरने वाला चुंबकीय फ्लक्स $\Phi_B = B \cdot A = \left( \frac{\mu_0 N I}{2r} \right) (\pi r^2) = \frac{\mu_0 N I \pi r}{2}$ है।
अतः,$L = \frac{N}{I} \left( \frac{\mu_0 N I \pi r}{2} \right) = \frac{\mu_0 \pi r}{2} N^2$.
यह दर्शाता है कि $L \propto N^2$.
इसलिए,$\frac{L_2}{L_1} = \left( \frac{N_2}{N_1} \right)^2$.
यहाँ $L_1 = 108 \ mH$,$N_1 = 600$,और $N_2 = 500$ दिया गया है:
$L_2 = L_1 \left( \frac{N_2}{N_1} \right)^2 = 108 \times \left( \frac{500}{600} \right)^2 = 108 \times \left( \frac{5}{6} \right)^2 = 108 \times \frac{25}{36} = 3 \times 25 = 75 \ mH$.
214
EasyMCQ
जब एक सोलेनोइड से गुजरने वाली धारा $i$ एक स्थिर दर से बढ़ रही है, तो प्रेरित धारा क्या होगी?
A
स्थिर और यह $i$ की दिशा में होगी
B
स्थिर और यह $i$ की विपरीत दिशा में होगी
C
समय के साथ बढ़ती है और यह $i$ की दिशा में होगी
D
समय के साथ बढ़ती है और $i$ की विपरीत दिशा में होगी

Solution

(B) फैराडे के प्रेरण के नियम के अनुसार, प्रेरित विद्युत वाहक बल $(EMF)$ $\varepsilon = -L \frac{di}{dt}$ द्वारा दिया जाता है।
चूंकि धारा $i$ एक स्थिर दर से बढ़ रही है, इसलिए $\frac{di}{dt} = \text{स्थिर}$.
अतः, प्रेरित $EMF$ $\varepsilon$ स्थिर है, जिसका अर्थ है कि प्रेरित धारा $I_{\text{ind}} = \frac{\varepsilon}{R}$ भी स्थिर रहेगी।
लेंज के नियम के अनुसार, प्रेरित धारा हमेशा उस चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करती है जिसने इसे उत्पन्न किया है।
चूंकि मूल धारा $i$ बढ़ रही है, इसलिए प्रेरित धारा इस वृद्धि का विरोध करने के लिए मूल धारा $i$ की विपरीत दिशा में प्रवाहित होगी।
215
MediumMCQ
एक वृत्ताकार कुंडली में $70$ फेरे हैं और इसकी त्रिज्या $10 \,cm$ है। $2 \times 10^{-3} \,T$ परिमाण का एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र कुंडली के लंबवत लगाया जाता है। जब कुंडली में धारा $2.2 \,A$ होती है,तो कुंडली से गुजरने वाला कुल फ्लक्स शून्य हो जाता है। कुंडली का प्रेरकत्व (inductance) ज्ञात कीजिए। ($\,mH$ में)
A
$2$
B
$3$
C
$4$
D
$1.5$

Solution

(A) दिया गया है: फेरों की संख्या $N = 70$,त्रिज्या $r = 10 \,cm = 0.1 \,m$,चुंबकीय क्षेत्र $B = 2 \times 10^{-3} \,T$,धारा $I = 2.2 \,A$ है।
चूंकि चुंबकीय क्षेत्र कुंडली के तल के लंबवत है,इसलिए क्षेत्रफल सदिश और चुंबकीय क्षेत्र के बीच का कोण $\theta = 0^{\circ}$ है।
कुंडली से जुड़ा चुंबकीय फ्लक्स $\phi = N B A \cos \theta$ है।
मान रखने पर: $\phi = 70 \times (2 \times 10^{-3}) \times (\pi \times (0.1)^2) \times \cos 0^{\circ}$.
$\phi = 140 \times 10^{-3} \times \pi \times 0.01 = 1.4 \pi \times 10^{-3} \,Wb$.
$\pi \approx 3.14$ का उपयोग करने पर,$\phi = 1.4 \times 3.14 \times 10^{-3} \approx 4.4 \times 10^{-3} \,Wb$.
कुल फ्लक्स को शून्य करने के लिए,कुंडली में धारा के कारण उत्पन्न फ्लक्स बाहरी फ्लक्स के बराबर होना चाहिए: $\phi = L I$.
$L = \frac{\phi}{I} = \frac{4.4 \times 10^{-3}}{2.2} = 2 \times 10^{-3} \,H = 2 \,mH$.
216
EasyMCQ
एक परिनालिका (solenoid) पर विचार करें जो एक $DC$ स्रोत द्वारा संचालित है जिसका $emf$ स्थिर है और इसके अंदर एक लोहे का क्रोड (iron core) रखा है। जब क्रोड को परिनालिका से बाहर निकाला जाता है,तो धारा में परिवर्तन होगा:
A
समान रहेगा
B
घटेगा
C
बढ़ेगा
D
मॉड्यूलेट होगा

Solution

(A) परिनालिका एक स्थिर $emf$ $(V)$ वाले $DC$ स्रोत से जुड़ी है।
परिनालिका में धारा $I = V/R$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $R$ परिनालिका के तार का प्रतिरोध है।
जब लोहे के क्रोड को बाहर निकाला जाता है,तो परिनालिका का स्व-प्रेरकत्व $(L)$ बदल जाता है,लेकिन तार का प्रतिरोध $(R)$ स्थिर रहता है।
चूंकि $DC$ स्रोत एक स्थिर $emf$ प्रदान करता है और परिपथ का प्रतिरोध नहीं बदलता है,इसलिए स्थिर धारा $I$ अपरिवर्तित रहती है।
अतः,धारा समान रहेगी।
217
MediumMCQ
जब एक आयताकार लूप में धारा $0.2 \ s$ के समय में $3 \ A$ से बदलकर $8 \ A$ हो जाती है,तो $150 \ cm^2$ क्षेत्रफल वाले लूप में $2.8 \ mV$ का emf प्रेरित होता है। तो लूप का स्व-प्रेरकत्व (self-inductance) क्या है ($\mu H$ में)?
A
$112$
B
$56$
C
$28$
D
$84$

Solution

(A) स्व-प्रेरकत्व $(L)$ के कारण कुंडली में प्रेरित emf $(e)$ का सूत्र है: $e = -L \frac{di}{dt}$.
दिए गए मान हैं:
प्रेरित emf,$e = 2.8 \ mV = 2.8 \times 10^{-3} \ V$.
धारा में परिवर्तन,$di = 8 \ A - 3 \ A = 5 \ A$.
समय अंतराल,$dt = 0.2 \ s$.
इन मानों को सूत्र में रखने पर (चूंकि हम केवल परिमाण की गणना कर रहे हैं,इसलिए ऋणात्मक चिह्न को छोड़ देते हैं):
$2.8 \times 10^{-3} = L \times \frac{5}{0.2}$.
$2.8 \times 10^{-3} = L \times 25$.
$L = \frac{2.8 \times 10^{-3}}{25}$.
$L = 0.112 \times 10^{-3} \ H$.
$L = 112 \times 10^{-6} \ H = 112 \ \mu H$.
अतः,लूप का स्व-प्रेरकत्व $112 \ \mu H$ है।
218
EasyMCQ
एक कुंडली का स्व-प्रेरकत्व (self-inductance) किस पर निर्भर करता है?
A
केवल कुंडली के फेरों की संख्या पर
B
केवल कुंडली के आकार (size) पर
C
केवल कुंडली की आकृति (shape) पर
D
कुंडली के आकार,आकृति और उसमें फेरों की संख्या पर

Solution

(D) एक परिनालिका (solenoid) का स्व-प्रेरकत्व $L$ निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है:
$L = \frac{\mu N^2 A}{l}$
जहाँ:
$N$ फेरों की संख्या है,
$A$ अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल है (जो आकार और आकृति पर निर्भर करता है),
$l$ कुंडली की लंबाई है,
$\mu$ कोर सामग्री की पारगम्यता (permeability) है।
अतः,स्व-प्रेरकत्व फेरों की संख्या,आकार (क्षेत्रफल और लंबाई) और कुंडली की आकृति पर निर्भर करता है।
219
EasyMCQ
एक कुंडली (coil) में बदलती धारा $10 \,A$ से शून्य तक $1.5 \,s$ में बदलती है। यदि कुंडली में प्रेरित औसत emf $200 \,V$ है, तो कुंडली का स्व-प्रेरकत्व (self-inductance) क्या है ($\,H$ में)?
A
$25$
B
$30$
C
$50$
D
$45$

Solution

(B) कुंडली में स्व-प्रेरित emf $(E)$ को निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है:
$E = L \left| \frac{dI}{dt} \right|$
दिया गया है:
$E = 200 \,V$
धारा में परिवर्तन, $\Delta I = 10 \,A - 0 \,A = 10 \,A$
समय अंतराल, $\Delta t = 1.5 \,s$
धारा के परिवर्तन की दर, $\frac{dI}{dt} = \frac{10 \,A}{1.5 \,s} = \frac{10}{1.5} \,A/s$
इन मानों को सूत्र में रखने पर:
$200 = L \times \left( \frac{10}{1.5} \right)$
$L = \frac{200 \times 1.5}{10}$
$L = 20 \times 1.5 = 30 \,H$
अतः, कुंडली का स्व-प्रेरकत्व $30 \,H$ है।
220
MediumMCQ
मान लीजिए कि एक परिपथ में धारा $0.2 \,s$ में $6.0 \,A$ से घटकर $1.0 \,A$ हो जाती है। यदि परिपथ द्वारा $150 \,V$ का औसत emf प्रेरित होता है,तो परिपथ का स्व-प्रेरकत्व (self-inductance) क्या है ($\,H$ में)?
A
$2$
B
$6$
C
$4$
D
$8$

Solution

(B) दिया गया है: प्रारंभिक धारा $I_1 = 6.0 \,A$,अंतिम धारा $I_2 = 1.0 \,A$,समय अंतराल $\Delta t = 0.2 \,s$,और औसत प्रेरित emf $e = 150 \,V$ है।
एक प्रेरक (inductor) में प्रेरित औसत emf का सूत्र $e = L \frac{|\Delta I|}{\Delta t}$ है,जहाँ $\Delta I = I_1 - I_2$ है।
दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करने पर:
$150 = L \frac{(6.0 - 1.0)}{0.2}$
$150 = L \frac{5.0}{0.2}$
$150 = L \times 25$
$L = \frac{150}{25} = 6 \,H$.
अतः,परिपथ का स्व-प्रेरकत्व $6 \,H$ है। सही विकल्प $B$ है।
221
MediumMCQ
एक आयताकार अनुप्रस्थ काट वाले टोरोइड पर विचार करें,जिसकी आंतरिक त्रिज्या $a$,बाहरी त्रिज्या $b$ और ऊंचाई $h$ है,जिसमें $n$ फेरे हैं। जब टोरोइड से विद्युत धारा $I$ प्रवाहित होती है,तो टोरोइडल कुंडली का स्व-प्रेरकत्व क्या होगा?
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) केंद्र से $r$ त्रिज्या पर टोरोइड के अंदर चुंबकीय क्षेत्र $B = \frac{\mu_0 n I}{2 \pi r}$ द्वारा दिया जाता है।
केंद्र से $r$ दूरी पर $dr$ चौड़ाई और $h$ ऊंचाई की एक सूक्ष्म आयताकार पट्टी पर विचार करें। क्षेत्रफल का घटक $dA = h \, dr$ है।
इस सूक्ष्म क्षेत्रफल से गुजरने वाला चुंबकीय फ्लक्स $d\phi = B \cdot dA = \left( \frac{\mu_0 n I}{2 \pi r} \right) (h \, dr)$ है।
अनुप्रस्थ काट से गुजरने वाला कुल चुंबकीय फ्लक्स $\phi$ प्राप्त करने के लिए $r = a$ से $r = b$ तक समाकलन करने पर:
$\phi = \int_a^b \frac{\mu_0 n I h}{2 \pi r} dr = \frac{\mu_0 n I h}{2 \pi} \int_a^b \frac{1}{r} dr = \frac{\mu_0 n I h}{2 \pi} [\ln r]_a^b = \frac{\mu_0 n I h}{2 \pi} \ln \left( \frac{b}{a} \right)$।
स्व-प्रेरकत्व $L$ को $L = \frac{n \phi}{I}$ के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$\phi$ का मान रखने पर:
$L = \frac{n}{I} \left( \frac{\mu_0 n I h}{2 \pi} \ln \left( \frac{b}{a} \right) \right) = \frac{\mu_0 n^2 h}{2 \pi} \ln \left( \frac{b}{a} \right)$।
Solution diagram
222
MediumMCQ
$R$ त्रिज्या वाले एक परिनालिका (solenoid) में प्रति इकाई लंबाई $n$ फेरे हैं। परिनालिका का प्रति इकाई लंबाई स्व-प्रेरकत्व (self-inductance) क्या है?
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) एक लंबी परिनालिका के भीतर चुंबकीय क्षेत्र $B = \mu_0 n i$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $n$ प्रति इकाई लंबाई फेरों की संख्या है और $i$ विद्युत धारा है।
परिनालिका के प्रत्येक फेरे से गुजरने वाला चुंबकीय फ्लक्स $\phi = B A = (\mu_0 n i)(\pi R^2)$ है।
$l$ लंबाई की परिनालिका के लिए,फेरों की कुल संख्या $N = n l$ होती है।
कुल चुंबकीय फ्लक्स लिंकेज $N \phi = (n l)(\mu_0 n i \pi R^2) = \mu_0 n^2 i \pi R^2 l$ है।
स्व-प्रेरकत्व $L$ की परिभाषा के अनुसार,$L = \frac{N \phi}{i} = \frac{\mu_0 n^2 i \pi R^2 l}{i} = \mu_0 n^2 \pi R^2 l$ होता है।
अतः,प्रति इकाई लंबाई स्व-प्रेरकत्व $\frac{L}{l} = \mu_0 n^2 \pi R^2$ है।
223
EasyMCQ
$L = 2 \ mH$ के स्व-प्रेरकत्व वाली कुंडली से प्रवाहित धारा $I = t^2 e^{-t}$ है। प्रेरित विद्युत वाहक बल $(emf)$ को शून्य होने में कितना समय लगेगा ($s$ में)?
A
$1$
B
$2$
C
$3$
D
$4$

Solution

(B) कुंडली में प्रेरित $emf$ $(e)$ का सूत्र $e = -L \frac{dI}{dt}$ होता है।
$emf$ को शून्य होने के लिए,धारा के परिवर्तन की दर $\frac{dI}{dt}$ शून्य होनी चाहिए।
दिया गया है $I = t^2 e^{-t}$।
अवकलन के गुणन नियम का उपयोग करने पर: $\frac{dI}{dt} = \frac{d}{dt}(t^2) \cdot e^{-t} + t^2 \cdot \frac{d}{dt}(e^{-t})$.
$\frac{dI}{dt} = 2t e^{-t} + t^2 (-e^{-t}) = e^{-t} (2t - t^2) = e^{-t} t(2 - t)$.
$\frac{dI}{dt} = 0$ रखने पर,हमें $e^{-t} t(2 - t) = 0$ प्राप्त होता है।
चूंकि $e^{-t} \neq 0$ होता है,इसलिए समाधान $t = 0$ या $t = 2 \ s$ है।
$t = 0$ पर धारा शून्य है,लेकिन $t = 2 \ s$ पर धारा अपने अधिकतम मान पर पहुँचती है,जिससे $emf$ शून्य हो जाता है।
224
MediumMCQ
एक कुंडली (coil) में $N$ फेरे हैं और इसमें से प्रवाहित होने वाली धारा $I$ एम्पीयर है,जिससे इसका स्वप्रेरकत्व (self-inductance) $L$ हेनरी प्राप्त होता है। यदि धारा को दोगुना कर दिया जाए,तो नया स्वप्रेरकत्व . . . . . . $H$ होगा।
A
$L/2$
B
$2L$
C
$L$
D
$4L$

Solution

(C) किसी कुंडली का स्वप्रेरकत्व $L$ केवल उसकी भौतिक ज्यामिति पर निर्भर करता है,जैसे कि फेरों की संख्या $N$,अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल,कुंडली की लंबाई और कोर सामग्री की चुंबकीय पारगम्यता (permeability)।
यह कुंडली से प्रवाहित होने वाली धारा $I$ के परिमाण पर निर्भर नहीं करता है।
इसलिए,यदि धारा को दोगुना कर दिया जाता है,तो स्वप्रेरकत्व अपरिवर्तित रहता है।
अतः,नया स्वप्रेरकत्व $L$ ही होगा।
225
DifficultMCQ
$30\text{ cm}$ लंबे सोलेनोइड में प्रति सेमी $10$ फेरे हैं और क्षेत्रफल $5\text{ cm}^2$ है। सोलेनोइड कुंडली से प्रवाहित धारा $3.14\text{ s}$ में $2\text{ A}$ से बदलकर $4\text{ A}$ हो जाती है। कुंडली में प्रेरित e.m.f. $\alpha \times 10^{-5}\text{ V}$ है। $\alpha$ का मान . . . . . . है।
A
$60$
B
$12$
C
$120$
D
$34$

Solution

(C) सोलेनोइड का स्व-प्रेरकत्व $L = \mu_0 n^2 A l$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $n$ प्रति इकाई लंबाई में फेरों की संख्या है,$A$ अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल है और $l$ सोलेनोइड की लंबाई है।
दिया गया है: $n = 10\text{ फेरे/सेमी} = 1000\text{ फेरे/मीटर}$,$A = 5\text{ cm}^2 = 5 \times 10^{-4}\text{ m}^2$,$l = 30\text{ cm} = 0.3\text{ m}$.
$L = (4\pi \times 10^{-7}) \times (1000)^2 \times (5 \times 10^{-4}) \times 0.3 = 0.6\pi \times 10^{-3}\text{ H}$.
प्रेरित e.m.f. $\epsilon = L \frac{di}{dt}$ द्वारा प्राप्त होता है।
यहाँ,$\frac{di}{dt} = \frac{4\text{ A} - 2\text{ A}}{3.14\text{ s}} = \frac{2}{3.14} \text{ A/s}$.
$\epsilon = (0.6\pi \times 10^{-3}) \times \frac{2}{3.14}$.
$\pi \approx 3.14$ लेने पर,$\epsilon = 0.6 \times 3.14 \times 10^{-3} \times \frac{2}{3.14} = 1.2 \times 10^{-3} \text{ V}$.
$\epsilon = 120 \times 10^{-5} \text{ V}$.
इसे $\alpha \times 10^{-5} \text{ V}$ के साथ तुलना करने पर,$\alpha = 120$ प्राप्त होता है।

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?

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