$1\; m$ લંબાઈનો એક ધાતુનો સળિયો $50\; rev/s$ ની આવૃત્તિ સાથે ફેરવવામાં આવે છે,જેનો એક છેડો કેન્દ્ર પર અને બીજો છેડો $1\; m$ ત્રિજ્યા ધરાવતી વર્તુળાકાર ધાતુની રીંગની પરિઘ પર છે. આ સળિયો કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી અને રીંગના સમતલને લંબ અક્ષની આસપાસ ફરે છે (આકૃતિ). અક્ષને સમાંતર $1\; T$ નું અચળ અને સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર દરેક જગ્યાએ હાજર છે. કેન્દ્ર અને ધાતુની રીંગ વચ્ચેનો $emf$ કેટલો હશે?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(157 V) રીત $I$
જેમ સળિયો ફરે છે,તેમ સળિયામાં રહેલા મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન લોરેન્ઝ બળને કારણે બહારના છેડા તરફ ગતિ કરે છે અને રીંગ પર વિતરિત થાય છે. આમ,પરિણામી વિદ્યુતભારોનું અલગીકરણ સળિયાના છેડાઓ વચ્ચે $emf$ ઉત્પન્ન કરે છે. $emf$ ના ચોક્કસ મૂલ્ય પર,ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ અટકી જાય છે અને સ્થાયી અવસ્થા પ્રાપ્ત થાય છે. જ્યારે સળિયો ચુંબકીય ક્ષેત્રને કાટખૂણે ગતિ કરે છે ત્યારે સળિયાની $dr$ લંબાઈ પર ઉત્પન્ન થતો $emf$ $d\varepsilon = B v dr$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
તેથી,$\varepsilon = \int d\varepsilon = \int_{0}^{R} B v dr = \int_{0}^{R} B \omega r dr = \frac{B \omega R^{2}}{2}$.
$v = \omega r$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણને મળે છે $\varepsilon = \frac{1}{2} \times 1.0 \times (2 \pi \times 50) \times (1^{2}) = 157\; V$.
રીત $II$
$emf$ ની ગણતરી કરવા માટે,આપણે એક બંધ લૂપ $OPQ$ ની કલ્પના કરી શકીએ છીએ જેમાં બિંદુ $O$ અને $P$ એક અવરોધક સાથે જોડાયેલા છે અને $OQ$ એ ફરતો સળિયો છે. અવરોધક પરનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત એ પ્રેરિત $emf$ જેટલો હોય છે અને તે $B \times$ (લૂપના ક્ષેત્રફળમાં થતો ફેરફારનો દર) જેટલો થાય છે. જો $\theta$ એ $t$ સમયે સળિયા અને વર્તુળની ત્રિજ્યા વચ્ચેનો ખૂણો હોય,તો સેક્ટર $OPQ$ નું ક્ષેત્રફળ $\pi R^{2} \times \frac{\theta}{2 \pi} = \frac{1}{2} R^{2} \theta$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $R$ એ વર્તુળની ત્રિજ્યા છે. તેથી,પ્રેરિત $emf$ $\varepsilon = B \times \frac{d}{dt} [\frac{1}{2} R^{2} \theta] = \frac{1}{2} B R^{2} \frac{d\theta}{dt} = \frac{B \omega R^{2}}{2} = 157\; V$ છે.

Explore More

Similar Questions

એક લંબચોરસ લૂપમાં $l$ લંબાઈ અને $R \ \Omega$ અવરોધ ધરાવતો સરકતો કનેક્ટર $PQ$ છે અને તે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $v$ ઝડપથી ગતિ કરે છે. આ ગોઠવણીને કાગળના સમતલની અંદર જતી સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવી છે. ત્રણ પ્રવાહો $I_1, I_2$ અને $I$ કેટલા હશે?

બે અનંત લંબાઈના વાહક સમાંતર રેલને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ કેપેસિટર $C$ દ્વારા જોડવામાં આવી છે. $l$ લંબાઈના વાહકને $v_0$ અચળ ઝડપથી ગતિ કરાવવામાં આવે છે. નીચેનામાંથી કયો આલેખ સમય સાથે વાહકમાંથી વહેતા પ્રવાહના ફેરફારને સાચી રીતે દર્શાવે છે?

Difficult
View Solution

આકૃતિમાં ચુંબકના ધ્રુવો વચ્ચે મૂકેલો સીધો તાર દર્શાવેલ છે. જ્યારે તારને નીચેનામાંથી કઈ દિશામાં ગતિ કરાવવામાં આવે ત્યારે તેના છેડાઓ વચ્ચે પ્રેરિત emf ઉત્પન્ન થશે?

રેલવે ટ્રેકના બે પાટા,જે એકબીજાથી અને જમીનથી અલગ (insulated) કરેલા છે,તેને એક મિલિવોલ્ટમીટર સાથે જોડવામાં આવ્યા છે. જ્યારે ટ્રેન $180 \ km/hr$ ની ઝડપે ટ્રેક પર દોડે છે,ત્યારે વોલ્ટમીટરનું રીડિંગ શું હશે? પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઉર્ધ્વ ઘટક $0.2 \times 10^{-4} \ Wb/m^2$ છે અને પાટાઓ વચ્ચેનું અંતર $1 \ m$ છે.

$40\, m$ ની પાંખ ધરાવતું એક વિમાન ઉત્તર ગોળાર્ધમાં અચળ ઊંચાઈએ પૂર્વ દિશામાં $1080\, km\, h^{-1}$ ની ઝડપે ઉડે છે,જ્યાં પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઉર્ધ્વ ઘટક $1.75 \times 10^{-5} \, T$ છે. તો પાંખોના છેડાઓ વચ્ચે ઉત્પન્ન થતું emf .......$V$ છે.

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 exam papers from 7.5L+ questions 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