Magnetic Field and Field Lines 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.

(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.

(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) 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.

(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.

(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.

(A) ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ કાલ્પનિક રેખાઓ છે જે કોઈ વિસ્તારમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રનું નિરૂપણ કરે છે.
$1$. સમાંતર અને સમાન અંતરે રહેલી ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર દર્શાવે છે,શૂન્ય ક્ષેત્રની પ્રબળતા નહીં. તેથી,વિકલ્પ $A$ ખોટું છે.
$2$. ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ હંમેશા સતત બંધ લૂપ બનાવે છે,જે ચુંબકની બહાર ઉત્તર ધ્રુવથી શરૂ થઈ દક્ષિણ ધ્રુવ પર સમાપ્ત થાય છે અને ચુંબકની અંદર દક્ષિણથી ઉત્તર તરફ ચાલુ રહે છે.
$3$. કોઈપણ બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા તે દિશા દ્વારા વ્યાખ્યાયિત થાય છે જેમાં ચુંબકીય હોકાયંત્રની સોયનો ઉત્તર ધ્રુવ તે બિંદુએ મૂકવામાં આવે ત્યારે નિર્દેશ કરે છે.
$4$. ક્ષેત્ર રેખાઓની નિકટતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની સાપેક્ષ પ્રબળતા સૂચવે છે; નજીકની રેખાઓ વધુ મજબૂત ક્ષેત્ર દર્શાવે છે.

(B) જ્યારે કળ કાઢી લેવામાં આવે છે,ત્યારે પરિપથ ખુલ્લો થઈ જાય છે,જેનો અર્થ છે કે વાહકમાંથી કોઈ વિદ્યુત પ્રવાહ વહેતો નથી.
વિદ્યુત પ્રવાહ ન હોવાથી,વાહક દ્વારા કોઈ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થતું નથી.
આ સ્થિતિમાં,આ વિસ્તારમાં માત્ર પૃથ્વીનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર હાજર હોય છે.
પૃથ્વીની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ એક સ્થાનિક વિસ્તારમાં એકબીજાને લગભગ સમાંતર હોય છે.

(B) સોલેનોઇડ એ ઇન્સ્યુલેટેડ તાંબાના તારના ઘણા બધા નજીકના આંટાઓ ધરાવતું લાંબું ગૂંચળું છે. જ્યારે સોલેનોઇડમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય છે,ત્યારે તે ગજિયા ચુંબક જેવું જ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે. લાંબા,આદર્શ સોલેનોઇડની અંદર,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ સોલેનોઇડની અક્ષને સમાંતર હોય છે,જે દર્શાવે છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમાન (uniform) છે. તેથી,સોલેનોઇડની અંદરના તમામ બિંદુઓ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા સમાન હોય છે.

(N/A) $(i)$ હા. આલ્ફા કણો ધન વીજભારિત કણો છે. તેમની ગતિ તેમની ગતિની દિશામાં વિદ્યુત પ્રવાહ રચે છે,જે કિરણપુંજની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે.
$(ii)$ ના. ન્યુટ્રોન વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ કણો છે. તેઓ કોઈ વીજભાર ધરાવતા ન હોવાથી,તેમની ગતિ વિદ્યુત પ્રવાહ રચતી નથી,અને તેથી,કિરણપુંજની આસપાસ કોઈ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થતું નથી.

(N/A) જેમ જેમ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત લૂપના કેન્દ્રથી અંતર વધે છે,તેમ ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા ઘટતી જાય છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતામાં થતો આ ઘટાડો ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓના અપસરણ (એટલે કે રેખાઓ વચ્ચેનું અંતર વધવું) દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે,જે લૂપની અક્ષથી દૂર જતાં જોવા મળે છે.

(N/A) અપસરણ,જેનો અર્થ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની નિકટતામાં ઘટાડો થવો છે,તે સોલેનોઈડના છેડાઓ પાસે અને તેની બહારના ભાગમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતામાં ઘટાડો સૂચવે છે.

(N/A) હોકાયંત્રની સોય એક નાનો ચુંબક છે જે પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે સંરેખિત થાય છે. જ્યારે ગજિયો ચુંબક અથવા વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત લૂપ તેની નજીક લાવવામાં આવે છે,ત્યારે તે પોતાનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે. બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને હોકાયંત્રની સોયના ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેની આંતરક્રિયાને કારણે ટોર્ક લાગે છે,જેના પરિણામે સોય વિચલિત થાય છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ:
$1$. ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ચુંબકના $N$-ધ્રુવમાંથી બહાર નીકળે છે અને $S$-ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે.
$2$. ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા ક્ષેત્ર રેખાઓની નિકટતા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે; નજીક રહેલી રેખાઓ પ્રબળ ક્ષેત્ર સૂચવે છે.
$3$. ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ક્યારેય એકબીજાને છેદતી નથી કારણ કે જો તે છેદે,તો છેદનબિંદુ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રની બે દિશાઓ હોય,જે ભૌતિક રીતે અશક્ય છે.
$4$. જો ક્ષેત્ર રેખાઓ સમાંતર અને સમાન અંતરે હોય,તો તે સમાન (uniform) ચુંબકીય ક્ષેત્ર દર્શાવે છે.

(N/A) હાનસ ક્રિશ્ચિયન ઓર્સ્ટેડે અવલોકન કર્યું કે જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત તારની નજીક ચુંબકીય હોકાયંત્રની સોય રાખવામાં આવે છે,ત્યારે તેમાં કોણાવર્તન જોવા મળે છે. આ અવલોકન પરથી એ નિષ્કર્ષ નીકળ્યો કે દરેક વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહક તેની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ હંમેશા ચુંબકના ઉત્તર ધ્રુવમાંથી બહાર નીકળે છે અને દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશ કરે છે.
આપેલ આકૃતિમાં,ક્ષેત્ર રેખાઓ $A_{1}$ પાસે ચુંબકમાં પ્રવેશતી અને $B_{1}$ પાસે ચુંબકમાંથી બહાર નીકળતી દર્શાવેલ છે.
તેથી,$A_{1}$ એ દક્ષિણ ધ્રુવ દર્શાવે છે અને $B_{1}$ એ ઉત્તર ધ્રુવ દર્શાવે છે.

(N/A) ગજિયા ચુંબકની અંદર,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ દક્ષિણ ધ્રુવથી ઉત્તર ધ્રુવ તરફ ગતિ કરે છે. આ બહારની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ સાથે મળીને એક સતત બંધ ગાળો બનાવે છે,જે ઉત્તર ધ્રુવથી દક્ષિણ ધ્રુવ તરફ જાય છે.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની વિશેષતા એ છે કે તે બંધ સતત વક્રો છે. તે ચુંબકની બહાર ઉત્તર ધ્રુવમાંથી નીકળીને દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે અને ચુંબકની અંદર દક્ષિણ ધ્રુવથી ઉત્તર ધ્રુવ તરફ આગળ વધે છે.

(C) જો ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓ કોઈ બિંદુએ એકબીજાને છેદે,તો તેનો અર્થ એ થાય કે તે બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્રની બે અલગ-અલગ દિશાઓ છે. કારણ કે હોકાયંત્રની સોય કોઈપણ આપેલા સ્થાને માત્ર એક જ દિશામાં નિર્દેશ કરી શકે છે,તેથી આ ભૌતિક રીતે અશક્ય છે. તેથી,ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓ ક્યારેય એકબીજાને છેદતી નથી.

(N/A) સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રને એકબીજાને સમાંતર અને સમાન અંતરે રહેલી સીધી રેખાઓ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે,જે એક જ દિશામાં નિર્દેશ કરે છે.
આવા ક્ષેત્રમાં,વિસ્તારના તમામ બિંદુઓ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા અને દિશા સમાન હોય છે.
આકૃતિ આ સમાંતર રેખાઓ દર્શાવે છે,જે સૂચવે છે કે સમગ્ર અવકાશમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમાન છે.

(B) વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ એ એક એવી ઘટના છે જેમાં જ્યારે કોઈ વાહકને બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં રાખવામાં આવે છે,ત્યારે તેમાં વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અથવા વિદ્યુત પ્રવાહ પ્રેરિત થાય છે.
આ સિદ્ધાંતની શોધ માઈકલ ફેરાડે દ્વારા કરવામાં આવી હતી.
આ ઘટના ત્યારે થાય છે જ્યારે વાહક અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચે સાપેક્ષ ગતિ હોય,અથવા જ્યારે સ્થિર વાહક સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ સમય સાથે બદલાતું હોય.

(N/A) ફેરાડેનો વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણનો પ્રથમ નિયમ જણાવે છે કે જ્યારે પણ કોઈ બંધ પરિપથ અથવા કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય છે,ત્યારે તે પરિપથમાં પ્રેરિત વિદ્યુતચાલક બળ $(emf)$ ઉત્પન્ન થાય છે.
આ પ્રેરિત $emf$ ત્યાં સુધી જ ટકી રહે છે જ્યાં સુધી ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર ચાલુ રહે છે.

(N/A) ફેરાડેનો વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણનો બીજો નિયમ જણાવે છે કે પરિપથમાં ઉત્પન્ન થતા પ્રેરિત વિદ્યુતચાલક બળ $(emf)$ નું મૂલ્ય પરિપથ સાથે સંકળાયેલા ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતા ફેરફારના દરના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
ગાણિતિક રીતે,તેને $\varepsilon = -\frac{d\Phi_B}{dt}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,જ્યાં $\varepsilon$ એ પ્રેરિત $emf$ છે અને $\frac{d\Phi_B}{dt}$ એ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતા ફેરફારનો દર છે.

(B) વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત તારની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્રનું અસ્તિત્વ દર્શાવવા માટે,આપણે તારની નજીક ચુંબકીય હોકાયંત્રની સોય મૂકીશું.
ચુંબકીય હોકાયંત્રની સોય પોતે એક નાનું ચુંબક હોવાથી,જ્યારે તેને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે ત્યારે તે બળનો અનુભવ કરે છે.
જ્યારે તારમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે,ત્યારે સોયમાં વિચલન જોવા મળે છે,જે વાહકની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરીની પુષ્ટિ કરે છે.

(B) ચુંબકની આસપાસની એવી જગ્યા અથવા વિસ્તાર કે જેમાં અન્ય ચુંબકીય પદાર્થો દ્વારા આકર્ષણ કે અપાકર્ષણનું બળ અનુભવી શકાય છે,તેને ચુંબકનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર કહેવામાં આવે છે.
આ વિસ્તારમાં,ચુંબકની ચુંબકીય અસર અન્ય ચુંબકો અથવા ચુંબકીય પદાર્થો પર લાગે છે.

(B) સોલેનોઇડની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમાન હોય છે,જેનો અર્થ છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ એકબીજાને સમાંતર હોય છે અને સોલેનોઇડની અક્ષની દિશામાં હોય છે. તેથી,સોલેનોઇડની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓનો આકાર સમાંતર સીધી રેખાઓ જેવો હોય છે.

(B) $AC$ જનરેટરમાં,ફિલ્ડ મેગ્નેટનો ઉપયોગ મજબૂત અને સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે. જનરેટરની આર્મેચર કોઈલ આ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરે છે,જે ફેરાડેના વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના નિયમ મુજબ કોઈલમાં વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અથવા પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે.

(C) ફેરાડેના વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના નિયમ મુજબ,પ્રેરિત $emf$ $\epsilon = -\frac{d\phi}{dt}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જ્યારે ચુંબકને ધીમેથી ગતિ કરાવવામાં આવે છે,ત્યારે ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતા ફેરફારનો દર $\frac{d\phi}{dt}$ ઘટે છે,જેના કારણે પ્રેરિત $emf$ ઘટે છે.
પ્રેરિત વિદ્યુતભાર $q$ એ $q = \int I dt = \int \frac{\epsilon}{R} dt = \int \frac{1}{R} \frac{d\phi}{dt} dt = \frac{\Delta\phi}{R}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતો કુલ ફેરફાર $\Delta\phi$ અને કોઈલનો અવરોધ $R$ સમાન રહેતા હોવાથી,પ્રેરિત વિદ્યુતભાર $q$ માં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.

(B) ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિ કરતા વિદ્યુતભારિત કણ પર લાગતું ચુંબકીય બળ $F$ એ સૂત્ર $F = qvB \sin(\theta)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $q$ એ વિદ્યુતભાર છે,$v$ એ વેગ છે,$B$ એ ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા છે,અને $\theta$ એ વેગ સદિશ અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર સદિશ વચ્ચેનો ખૂણો છે.
આલ્ફા કણો ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં (સમાંતર) ગતિ કરી રહ્યા હોવાથી,ખૂણો $\theta = 0^\circ$ થાય છે.
તેથી,$\sin(0^\circ) = 0$ થાય છે.
પરિણામે,ચુંબકીય બળ $F = qvB(0) = 0$ થાય છે.
આમ,કિરણપુંજ શૂન્ય ચુંબકીય બળ અનુભવે છે.

(A) વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સોલેનોઇડ ગજિયા ચુંબક જેવું જ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે.
સોલેનોઇડનો એક છેડો ઉત્તર ધ્રુવ $(N)$ તરીકે અને બીજો છેડો દક્ષિણ ધ્રુવ $(S)$ તરીકે વર્તે છે.
તેથી,તે ગજિયા ચુંબકની જેમ વર્તે છે.

(N/A) સોલેનોઇડની અંદર,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ સમાંતર સીધી રેખાઓના સ્વરૂપમાં હોય છે.
આ ભાત સૂચવે છે કે સોલેનોઇડની અંદર દરેક બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમાન (uniform) છે.

(N/A) તારની નજીક એક ચુંબકીય સોય લાવો.
વિદ્યુતપ્રવાહ ધરાવતો તાર તેની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે,જે ચુંબકીય સોય પર બળ લગાડે છે,જેના કારણે સોયમાં વિચલન (deflection) જોવા મળે છે.
જે તારમાં વિદ્યુતપ્રવાહ વહેતો નથી,તે કોઈ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરતો નથી,તેથી ચુંબકીય સોય સ્થિર રહેશે.

(N/A) પરંપરાગત રીતે,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ચુંબકની બહાર $North$ $Pole$ (ઉત્તર ધ્રુવ) થી નીકળીને $South$ $Pole$ (દક્ષિણ ધ્રુવ) માં પ્રવેશતી માનવામાં આવે છે.
ચુંબકની અંદર,ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશા $South$ $Pole$ (દક્ષિણ ધ્રુવ) થી $North$ $Pole$ (ઉત્તર ધ્રુવ) તરફ હોય છે.
આમ,ક્ષેત્ર રેખાઓ ચુંબકની અંદર અને બહાર એક સતત માર્ગ બનાવે છે જે એક જ બિંદુએથી શરૂ થઈને પાછી ત્યાં જ મળે છે,તેથી તેને બંધ વક્ર માનવામાં આવે છે.

(B) સોલેનોઈડ એટલે નળાકારના આકારમાં નજીકથી વીંટળાયેલા ઇન્સ્યુલેટેડ તાંબાના તારના ઘણા વર્તુળાકાર આંટાઓ ધરાવતું લાંબું ગૂંચળું.
મુખ્ય તફાવત ઉત્પન્ન થતા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં રહેલો છે: સોલેનોઈડની અંદર,ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમાન અને મજબૂત હોય છે,જે ગજિયા ચુંબક જેવું હોય છે. તેનાથી વિપરીત,સામાન્ય કોઈલ માટે,ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા કેન્દ્રથી અંતર અને આંટાઓના આકારના આધારે બદલાતી રહે છે.

(N/A) ચુંબકની બહારની તરફ,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ઉત્તર ધ્રુવમાંથી બહાર નીકળીને દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે.
ચુંબકની અંદર,ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશા દક્ષિણ ધ્રુવથી ઉત્તર ધ્રુવ તરફ હોય છે.
આમ,ક્ષેત્ર રેખાઓ સતત હોય છે અને ચુંબકની બહાર ઉત્તરથી દક્ષિણ અને અંદર દક્ષિણથી ઉત્તર તરફ જઈને એક સંપૂર્ણ માર્ગ બનાવે છે,તેથી તે બંધ ગાળાઓ રચે છે.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્રની સાપેક્ષ પ્રબળતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની ગીચતા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. જ્યાં ક્ષેત્ર રેખાઓ ગીચ હોય છે ત્યાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રબળ હોય છે,અને જ્યાં તે એકબીજાથી દૂર હોય છે ત્યાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર નિર્બળ હોય છે.
$(b)$ ગજિયા ચુંબકના ધ્રુવો પાસે ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા સૌથી વધુ હોય છે કારણ કે ત્યાં ક્ષેત્ર રેખાઓ સૌથી વધુ કેન્દ્રિત હોય છે. તેનાથી વિપરીત,ગજિયા ચુંબકના મધ્ય ભાગમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા સૌથી ઓછી હોય છે,કારણ કે ત્યાં ક્ષેત્ર રેખાઓ એકબીજાથી પ્રમાણમાં દૂર હોય છે.

(N/A) જમણા હાથના અંગૂઠાનો નિયમ: કલ્પના કરો કે તમે એક વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકને તમારા જમણા હાથમાં એવી રીતે પકડ્યો છે કે તમારો અંગૂઠો વિદ્યુતપ્રવાહની દિશામાં રહે. તો,તમારી આંગળીઓ જે દિશામાં વાહકની આસપાસ વીંટળાય છે,તે દિશા ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓની દિશા દર્શાવે છે.
મેક્સવેલનો કોર્કસ્ક્રૂનો નિયમ (જમણા હાથના સ્ક્રૂનો નિયમ): કલ્પના કરો કે એક જમણા હાથના સ્ક્રૂને એવી રીતે ફેરવવામાં આવે છે કે જેથી તે વિદ્યુતપ્રવાહની દિશામાં આગળ વધે. સ્ક્રૂને જે દિશામાં ફેરવવામાં આવે છે (હેન્ડલની દિશા),તે ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓની દિશા આપે છે.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખા એટલે:
$1.$ ચુંબકની આસપાસના ચુંબકીય ક્ષેત્રનું ચિત્રાત્મક નિરૂપણ.
$2.$ એક સીધો કે વક્ર માર્ગ,જેના પરના કોઈપણ બિંદુએ દોરેલો સ્પર્શક તે બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે છે.
$3.$ એક એવો માર્ગ કે જેનું અનુસરણ એક કાલ્પનિક ઉત્તર ધ્રુવ દ્વારા કરવામાં આવે છે જો તેને બીજા ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મુક્તપણે ગતિ કરવા દેવામાં આવે.
કોઈ બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા તે બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખા પર સ્પર્શક દોરીને નક્કી કરવામાં આવે છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓના બે મહત્વના ગુણધર્મો નીચે મુજબ છે:
$1.$ તે ચુંબકની બહાર ઉત્તર ધ્રુવમાંથી નીકળી દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે અને ચુંબકની અંદર દક્ષિણથી ઉત્તર ધ્રુવ તરફ ગતિ કરે છે.
$2.$ તે સતત બંધ વક્રો છે અને ક્યારેય એકબીજાને છેદતી નથી.

(N/A) ફેરાડેએ વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ અંગે બે મૂળભૂત નિયમો આપ્યા છે:
$(i)$ જ્યારે પણ કોઈ બંધ પરિપથ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય છે,ત્યારે પરિપથમાં પ્રેરિત વિદ્યુતચાલક બળ $(emf)$ ઉત્પન્ન થાય છે.
$(ii)$ પરિપથમાં ઉત્પન્ન થતા પ્રેરિત $emf$ નું મૂલ્ય પરિપથ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સના ફેરફારના દરના સમપ્રમાણમાં હોય છે. ગાણિતિક રીતે,આને $\varepsilon = -\frac{d\Phi_B}{dt}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,જ્યાં $\varepsilon$ એ પ્રેરિત $emf$ છે અને $\frac{d\Phi_B}{dt}$ એ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતા ફેરફારનો દર છે.

(N/A) વર્તુળાકાર ગૂંચળા અને સોલેનોઇડ માટે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ નીચે મુજબ વર્ણવેલ છે:
$(i)$ વર્તુળાકાર ગૂંચળા માટે: ગૂંચળાની નજીક ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ લગભગ વર્તુળાકાર હોય છે. જેમ આપણે ગૂંચળાના કેન્દ્ર તરફ જઈએ છીએ,તેમ આ વર્તુળોના ચાપ મોટા થતા જાય છે અને કેન્દ્ર પર તે સીધી રેખાઓ જેવા દેખાય છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરી શકાય છે.
$(ii)$ સોલેનોઇડ માટે: સોલેનોઇડની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ એકબીજાને સમાંતર હોય છે,જે સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર સૂચવે છે. સોલેનોઇડની બહાર,ક્ષેત્ર રેખાઓ ગજિયા ચુંબક જેવી જ હોય છે,જે ઉત્તર ધ્રુવમાંથી બહાર નીકળે છે અને દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે.

(N/A) આ માટે $Right-Hand$ $Thumb$ $Rule$ (જમણા હાથના અંગૂઠાનો નિયમ) નો ઉપયોગ થાય છે.
કલ્પના કરો કે તમે એક વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકને તમારા જમણા હાથમાં એવી રીતે પકડ્યો છે કે જેથી તમારો અંગૂઠો વિદ્યુતપ્રવાહની દિશામાં રહે. તો,વાહકની આસપાસ વીંટળાયેલી તમારી આંગળીઓનું વળાંક વાહકની આસપાસના ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓની દિશા દર્શાવે છે.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખા એ એક એવો માર્ગ છે જેનું અનુસરણ એક કાલ્પનિક ઉત્તર ધ્રુવ દ્વારા કરવામાં આવે છે, જો તેને બીજા ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મુક્તપણે ગતિ કરવા દેવામાં આવે.
ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓના બે ગુણધર્મો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ બે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ક્યારેય એકબીજાને છેદતી નથી.
$(ii)$ ચુંબકની બહાર, તે ઉત્તર ધ્રુવથી દક્ષિણ ધ્રુવ તરફ ગતિ કરે છે અને ચુંબકની અંદર, તે દક્ષિણ ધ્રુવથી ઉત્તર ધ્રુવ તરફ ગતિ કરે છે。

(B) ચુંબક તેની આસપાસના વિસ્તારમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે.
જ્યારે લોખંડનો ભૂકો આ વિસ્તારમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે ચુંબકીય બળનો અનુભવ કરે છે.
આ બળને કારણે લોખંડનો ભૂકો ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશામાં ગોઠવાય છે,જેના પરિણામે એક ચોક્કસ ભાત રચાય છે.