Mix Examples - Magnetic Effects of Electric Current Questions in Gujarati

(C) અલ્ટરનેટિંગ કરંટ $(AC)$ એ વિદ્યુત પ્રવાહનો એક પ્રકાર છે જે સમયાંતરે તેની દિશા બદલે છે અને સમય સાથે સતત તેનું મૂલ્ય પણ બદલાય છે.
$AC$ જનરેટર (અલ્ટરનેટર) એ મુખ્ય સ્ત્રોત છે જે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કોઈલને ફેરવીને અલ્ટરનેટિંગ કરંટ ઉત્પન્ન કરે છે.
પાવર પ્લાન્ટ્સ,જેમ કે હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક,થર્મલ અને ન્યુક્લિયર પાવર સ્ટેશન પણ ઘરો અને ઉદ્યોગોમાં વિતરણ માટે $AC$ વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે.

(D) ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર એ એક એવું સાધન છે જે યાંત્રિક ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે. તે વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરવા માટે વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે.

(A) $AC$ જનરેટર ફરતી કોઈલ સાથે સતત સંપર્ક જાળવી રાખવા માટે બે સ્લિપ રિંગ્સનો ઉપયોગ કરે છે,જે પ્રવાહને સમયાંતરે દિશા બદલવાની મંજૂરી આપે છે.
તેનાથી વિપરીત,$DC$ જનરેટર સ્પ્લિટ-રિંગ કોમ્યુટેટરનો ઉપયોગ કરે છે,જે દરેક અડધા પરિભ્રમણ પછી કોઈલના જોડાણને બાહ્ય સર્કિટ સાથે ઉલટાવે છે,જેથી ખાતરી થાય છે કે બાહ્ય સર્કિટમાં પ્રવાહ માત્ર એક જ દિશામાં વહે છે.
તેથી,મૂળભૂત તફાવત વપરાયેલ રિંગ એસેમ્બલીના પ્રકારમાં રહેલો છે.

(C) ખોટું.
વિદ્યુત મોટર એ એક એવું સાધન છે જે વિદ્યુત ઉર્જાનું યાંત્રિક ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.
$(b)$ સાચું.
વિદ્યુત જનરેટર એ એક એવું સાધન છે જે યાંત્રિક ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે. તે વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે,જેમાં ગૂંચળામાંથી પસાર થતા ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થવાથી વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ ઉત્પન્ન થાય છે.

(N/A) ઇલેક્ટ્રિક મોટર એવા ઉપકરણો છે જે વિદ્યુત ઊર્જાનું યાંત્રિક ઊર્જામાં રૂપાંતર કરે છે. ઇલેક્ટ્રિક મોટરનો ઉપયોગ કરતા કેટલાક સામાન્ય ઉપકરણો નીચે મુજબ છે:
$(a)$ પાણીના પંપ
$(b)$ ઇલેક્ટ્રિક પંખા
$(c)$ ઇલેક્ટ્રિક મિક્સર અને ગ્રાઇન્ડર
$(d)$ વોશિંગ મશીન
$(e)$ રેફ્રિજરેટર
$(f)$ ઇલેક્ટ્રિક ડ્રિલ

(A) $(i)$ મેક્સવેલનો જમણા હાથના અંગૂઠાનો નિયમ: જો તમે તમારા જમણા હાથમાં વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકને એવી રીતે પકડો કે તમારો અંગૂઠો વિદ્યુતપ્રવાહની દિશામાં રહે,તો તમારી આંગળીઓ વાહકની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશામાં વીંટળાયેલી રહેશે.
$(ii)$ ફ્લેમિંગના ડાબા હાથનો નિયમ: તમારા ડાબા હાથના અંગૂઠા,તર્જની અને મધ્યમા આંગળીને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ખેંચો. જો તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં અને મધ્યમા વિદ્યુતપ્રવાહની દિશામાં હોય,તો અંગૂઠો વાહક પર લાગતા બળની દિશા દર્શાવે છે.
$(iii)$ ફ્લેમિંગના જમણા હાથનો નિયમ: તમારા જમણા હાથના અંગૂઠા,તર્જની અને મધ્યમા આંગળીને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ખેંચો. જો તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં અને અંગૂઠો વાહકની ગતિની દિશામાં હોય,તો મધ્યમા આંગળી પ્રેરિત વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા દર્શાવે છે.

(B) વ્યાવસાયિક ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ ઉચ્ચ શક્તિ અને કાર્યક્ષમતા માટે બનાવવામાં આવે છે.
$1$. તેઓ કાયમી ચુંબકને બદલે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનો ઉપયોગ કરે છે કારણ કે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ ઘણું મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરી શકે છે,જે ઉચ્ચ ટોર્ક એપ્લિકેશન માટે જરૂરી છે.
$2$. તેઓ ગૂંચળાની ચુંબકીય અસર વધારવા માટે વાહક તારના મોટી સંખ્યામાં આંટાઓનો ઉપયોગ કરે છે.
$3$. તેઓ નરમ લોખંડના ગર્ભનો ઉપયોગ કરે છે જેના પર ગૂંચળું વીંટાળેલું હોય છે,જેથી ગૂંચળામાંથી પસાર થતું ચુંબકીય ફ્લક્સ વધારી શકાય.
તેથી,વ્યાવસાયિક ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ આર્મેચરને ફેરવવા માટે કાયમી ચુંબકનો ઉપયોગ કરતી નથી.

(D) ભારતમાં $AC$ ની આવૃત્તિ $50 \, Hz$ છે. આનો અર્થ એ છે કે પ્રવાહ એક સેકન્ડમાં $50$ ચક્ર પૂર્ણ કરે છે. દરેક ચક્રમાં પ્રવાહ બે વાર તેની દિશા બદલે છે,તેથી પ્રતિ સેકન્ડ દિશા બદલાવની કુલ સંખ્યા $100$ થાય છે. તેથી,પ્રવાહની દિશા દર $\frac{1}{100}$ સેકન્ડ પછી બદલાય છે. આમ,વિકલ્પ $D$ માં આપેલું વિધાન ખોટું છે.

(N/A) વાહકને કાગળના સમતલમાં જ મૂકવો જોઈએ. હોકાયંત્રની સોયની ધરી શિરોલંબ હોવાથી,હોકાયંત્રના સમતલમાં રહેલા વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહક દ્વારા ઉત્પન્ન થતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર પણ સોયના સ્થાન પર શિરોલંબ હશે. શિરોલંબ ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોકાયંત્રની સોય પર ટોર્ક લગાવી શકતું નથી જે ફક્ત સમક્ષિતિજ સમતલમાં ફરવા માટે ધરી પર ગોઠવાયેલ છે,તેથી વિચલનમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.
જ્યારે $A$ માંથી પસાર થતો વાહક કાગળના સમતલને લંબ રૂપે મૂકવામાં આવે ત્યારે વિચલન મહત્તમ હોય છે. આ સ્થિતિમાં,વિદ્યુતપ્રવાહ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ કાગળના સમતલમાં કેન્દ્રિત વર્તુળો બનાવે છે,જે હોકાયંત્રની સોય પર મહત્તમ સમક્ષિતિજ ટોર્ક લગાડે છે.

(N/A) વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સોલેનોઇડનો ઉપયોગ કરીને કાયમી ચુંબક મેળવવા માટે નીચેની શરતોનું પાલન કરવું જરૂરી છે:
$(i)$ સોલેનોઇડની અંદર મૂકવામાં આવેલ કોર પદાર્થ ચુંબકીય રીતે સખત પદાર્થ હોવો જોઈએ,જેમ કે સ્ટીલ,જે વિદ્યુતપ્રવાહ બંધ કર્યા પછી પણ તેનું ચુંબકત્વ જાળવી રાખે છે.
(ii) કોર પદાર્થને અસરકારક રીતે ચુંબકીય બનાવવા માટે સોલેનોઇડમાંથી ડાયરેક્ટ કરંટ $(DC)$ પસાર કરવો આવશ્યક છે.
(iii) એકવાર સ્ટીલનો સળિયો સોલેનોઇડની અંદર મૂકવામાં આવે અને તેમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે,ત્યારે તે કાયમી ચુંબક બની જાય છે.

(A) જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમમાં,અંગૂઠો સીધા વાહકમાંથી વહેતા પરંપરાગત વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા સૂચવે છે,જ્યારે વળેલા આંગળા તેની આસપાસની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશા દર્શાવે છે.
તેનાથી વિપરીત,ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમનો ઉપયોગ બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવેલા વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહક પર લાગતા બળ (અથવા ગતિ) ની દિશા નક્કી કરવા માટે થાય છે.
આમ,જમણા હાથનો અંગૂઠાનો નિયમ વિદ્યુતપ્રવાહ અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવે છે,જ્યારે ફ્લેમિંગનો ડાબા હાથનો નિયમ વિદ્યુતપ્રવાહ,ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને બળ વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવે છે.

(A-D) ઇલેક્ટ્રિક મોટરનો મહત્વપૂર્ણ ઘટક તરીકે ઉપયોગ કરતા ચાર ઉપકરણો નીચે મુજબ છે:
$1$. ઇલેક્ટ્રિક પંખા
$2$. મિક્સર
$3$. વોશિંગ મશીન
$4$. કમ્પ્યુટર ડ્રાઇવ્સ
મોટર અને જનરેટર વચ્ચેનો તફાવત:
- ઇલેક્ટ્રિક મોટર વિદ્યુત ઊર્જાનું યાંત્રિક ઊર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.
- જનરેટર યાંત્રિક ઊર્જાનું વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.

(N/A) વિદ્યુત મોટરની કાર્યપદ્ધતિ: વિદ્યુત મોટરમાં અવાહક તાંબાના તારનું એક લંબચોરસ ગૂંચળું $ABCD$ હોય છે,જે ચુંબકીય ક્ષેત્રના બે ધ્રુવોની વચ્ચે રાખેલું હોય છે. ગૂંચળાના છેડાઓ સ્પ્લિટ રિંગના બે અર્ધભાગ $P$ અને $Q$ સાથે જોડાયેલા હોય છે. આ ભાગોની અંદરની બાજુઓ અવાહક હોય છે અને તે એક એક્સલ સાથે જોડાયેલી હોય છે. $P$ અને $Q$ ની બહારની વાહક ધાર બે સ્થિર વાહક બ્રશ $X$ અને $Y$ ને સ્પર્શે છે. ગૂંચળા $ABCD$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ બેટરીમાંથી વાહક બ્રશ $X$ દ્વારા પ્રવેશે છે અને બ્રશ $Y$ દ્વારા પાછો બેટરીમાં જાય છે. જ્યારે ગૂંચળામાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે,ત્યારે ભુજાઓ $AB$ અને $CD$ પર ચુંબકીય બળ લાગે છે. ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમ મુજબ,ભુજા $AB$ પરનું બળ તેને નીચેની તરફ ધકેલે છે,જ્યારે ભુજા $CD$ પરનું બળ તેને ઉપરની તરફ ધકેલે છે. આમ,ગૂંચળું અને એક્સલ ઘડિયાળના કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં ફરે છે. અડધા પરિભ્રમણ પછી,$Q$ બ્રશ $X$ સાથે અને $P$ બ્રશ $Y$ સાથે સંપર્કમાં આવે છે. તેથી,ગૂંચળામાં વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ઉલટાય છે અને તે $DCBA$ માર્ગે વહે છે. આ પ્રવાહનું ઉલટાવું બંને ભુજાઓ પર લાગતા બળની દિશાને ઉલટાવે છે,અને ગૂંચળું એક જ દિશામાં ફરતું રહે છે.
વ્યાવસાયિક મોટરોથી તફાવત:
$1$. વ્યાવસાયિક મોટરોમાં કાયમી ચુંબકને બદલે વિદ્યુતચુંબકનો ઉપયોગ થાય છે.
$2$. તેમાં વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત ગૂંચળામાં વાહક તારના ઘણા બધા આંટાઓનો ઉપયોગ થાય છે.
$3$. તેમાં નરમ લોખંડના ગર્ભનો ઉપયોગ થાય છે જેના પર ગૂંચળું વીંટાળેલું હોય છે,જેથી ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા વધારી શકાય.

(N/A) $AC$ જનરેટરની કાર્યપદ્ધતિ: $AC$ જનરેટરમાં એક લંબચોરસ ગૂંચળું હોય છે જે શક્તિશાળી કાયમી ચુંબકના ધ્રુવો વચ્ચે રાખવામાં આવે છે. જ્યારે ગૂંચળાને ફેરવવામાં આવે છે,ત્યારે તેની સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ બદલાય છે,જેનાથી ગૂંચળામાં ઓલ્ટરનેટિંગ કરંટ $(AC)$ ઉત્પન્ન થાય છે. આ પ્રવાહ બે સ્લિપ રિંગ્સ ($R_1$ અને $R_2$) અને બે સ્થિર બ્રશ ($B_1$ અને $B_2$) દ્વારા વહે છે,જે રિંગ્સ સાથે સંપર્ક જાળવી રાખે છે.
$DC$ જનરેટરમાં રૂપાંતર: $AC$ જનરેટરને $DC$ જનરેટરમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે,સ્લિપ રિંગ્સને બદલે સ્પ્લિટ-રિંગ પ્રકારના કમ્યુટેટરનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. આ કમ્યુટેટર દરેક અડધા પરિભ્રમણ પછી બાહ્ય સર્કિટમાં પ્રવાહની દિશા ઉલટાવે છે,જેથી પ્રવાહ માત્ર એક જ દિશામાં વહે છે અને ડાયરેક્ટ કરંટ $(DC)$ ઉત્પન્ન થાય છે.

(B) ઓલ્ટરનેટિંગ પ્રવાહ $(AC)$ એક પૂર્ણ ચક્ર દરમિયાન બે વાર પોતાની દિશા બદલે છે.
આપેલ છે કે પ્રવાહની આવૃત્તિ $50 \ Hz$ છે, જેનો અર્થ છે કે પ્રવાહ $1 \ \text{સેકન્ડ}$ માં $50$ ચક્ર પૂર્ણ કરે છે.
કારણ કે પ્રવાહ દરેક ચક્રમાં બે વાર દિશા બદલે છે, તેથી $1 \ \text{સેકન્ડ}$ માં તે કુલ $50 \times 2 = 100$ વાર પોતાની દિશા બદલશે.

(A) $(i)$ જનરેટર। ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર એવું સાધન છે જે યાંત્રિક ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે, જેના દ્વારા વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે।
$(ii)$ વોલ્ટમીટરનો ઉપયોગ વિદ્યુત પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુત સ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે થાય છે।
$(iii)$ એમીટરનો ઉપયોગ પરિપથમાં વહેતા વિદ્યુત પ્રવાહનું મૂલ્ય માપવા માટે થાય છે।
$(iv)$ ગેલ્વેનોમીટરનો ઉપયોગ પરિપથમાં ખૂબ જ નાના વિદ્યુત પ્રવાહની હાજરી અને દિશા જાણવા માટે થાય છે।

(C) ફેરાડેના વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના નિયમ મુજબ, પ્રેરિત પ્રવાહ ત્યારે જ ઉત્પન્ન થાય છે જ્યારે ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ $(\Phi_B)$ માં ફેરફાર થાય.
ચુંબકીય ફ્લક્સ $\Phi_B = B \cdot A \cdot \cos(\theta)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં $A$ એ ગૂંચળાનું ક્ષેત્રફળ છે અને $\theta$ એ ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને ક્ષેત્રફળ સદિશ વચ્ચેનો ખૂણો છે.
ગૂંચળું સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B$ માં $v$ જેટલા સમાન વેગથી ગતિ કરે છે અને ક્ષેત્રફળ $A$ અચળ રહેતું હોવાથી, ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ $\Phi_B$ સમય સાથે બદલાતું નથી.
કારણ કે $\frac{d\Phi_B}{dt} = 0$, તેથી પ્રેરિત વિદ્યુતચાલક બળ $(e = -\frac{d\Phi_B}{dt})$ શૂન્ય થાય છે.
આથી, ગૂંચળામાં ઉદ્ભવતો પ્રેરિત પ્રવાહ શૂન્ય છે。

(D) ગૌણ ગૂંચળામાં પ્રેરિત પ્રવાહ એ પ્રાથમિક અને ગૌણ ગૂંચળાના આંટાઓની સંખ્યા ($N_p$ અને $N_s$) અને ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતા ફેરફારના દર પર આધાર રાખે છે.
ટ્રાન્સફોર્મરના સિદ્ધાંત મુજબ,પ્રવાહનો ગુણોત્તર એ આંટાઓની સંખ્યાના ગુણોત્તરના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે: $\frac{I_s}{I_p} = \frac{N_p}{N_s}$.
જો $N_s > N_p$ (સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર) હોય,તો ગૌણ પ્રવાહ $I_s$ એ પ્રાથમિક પ્રવાહ $I_p$ કરતા ઓછો હશે.
જો $N_s < N_p$ (સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર) હોય,તો ગૌણ પ્રવાહ $I_s$ એ પ્રાથમિક પ્રવાહ $I_p$ કરતા વધારે હશે.
તેથી,ટ્રાન્સફોર્મરની રચનાના આધારે ગૌણ ગૂંચળામાં પ્રેરિત પ્રવાહ એ પ્રાથમિક ગૂંચળાના પ્રવાહ કરતા વધારે અથવા ઓછો હોઈ શકે છે.

(N/A) જ્યારે કોઈ ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલું ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમય સાથે બદલાય છે,ત્યારે તેમાં પ્રેરિત વિદ્યુતપ્રવાહ ઉત્પન્ન થવાની ઘટનાને વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ કહે છે.
$(b)$ પ્રેરિત પ્રવાહનું મૂલ્ય નીચેની રીતે વધારી શકાય છે:
$1$. ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા વધારીને.
$2$. વાહકની ગતિની ઝડપ વધારીને.
$3$. ગૂંચળામાં આંટાઓની સંખ્યા વધારીને.

(N/A) વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ: આ એક એવી ઘટના છે જેમાં કોઈ ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફાર થવાને કારણે વાહકમાં પ્રેરિત વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અથવા વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત ઉત્પન્ન થાય છે.
ફ્લેમિંગનો જમણા હાથનો નિયમ: તમારા જમણા હાથના અંગૂઠા,તર્જની (પહેલી આંગળી) અને મધ્યમા આંગળીને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ફેલાવો. જો તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે અને અંગૂઠો વાહકની ગતિની દિશા દર્શાવે,તો મધ્યમા આંગળી વાહકમાં વહેતા પ્રેરિત પ્રવાહની દિશા સૂચવે છે.

(N/A) $(i)$ કાયમી ગજિયા ચુંબક દ્વારા ઉત્પન્ન થતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર.
$(ii)$ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સીધા તાર (વાહક) દ્વારા ઉત્પન્ન થતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર.
$(iii)$ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વર્તુળાકાર લૂપ દ્વારા ઉત્પન્ન થતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર.

(A) જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમમાં,અંગૂઠો સીધા વાહકમાંથી વહેતા પ્રવાહની દિશા સૂચવે છે,જ્યારે આંગળીઓ તેની આસપાસના ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે છે.
તેનાથી વિપરીત,ફ્લેમિંગના ડાબા હાથનો નિયમ ત્યારે વપરાય છે જ્યારે કોઈ પ્રવાહધારિત વાહકને બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે,ત્યારે તેના પર લાગતા ચુંબકીય બળની દિશા નક્કી કરવા માટે.
આમ,જમણા હાથનો અંગૂઠાનો નિયમ પ્રવાહ અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવે છે,જ્યારે ફ્લેમિંગનો ડાબા હાથનો નિયમ પ્રવાહ,ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને બળ વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવે છે.

(N/A) પ્રવૃત્તિ: ડ્રોઈંગ બોર્ડ પર લગાવેલા સફેદ કાગળ પર એક ગજિયો ચુંબક મૂકો. મીઠાની છાંટણી (salt sprinkler) નો ઉપયોગ કરીને ગજિયા ચુંબકની આસપાસ લોખંડના રજકણો સમાન રીતે ભભરાવો. બોર્ડને હળવેથી ટકોરા મારો. તમે જોશો કે લોખંડના રજકણો ગજિયા ચુંબકની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ દર્શાવતી ભાતમાં ગોઠવાઈ જાય છે. રજકણો ક્ષેત્ર રેખાઓ પર ગોઠવાય છે કારણ કે દરેક રજકણ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં બળ અનુભવે છે.
$(b)$ તુલના: વિદ્યુતપ્રવાહધારિત સોલેનોઈડ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ગજિયા ચુંબક જેવી જ હોય છે. બંને કિસ્સામાં,ક્ષેત્ર રેખાઓ ચુંબક/સોલેનોઈડની બહાર ઉત્તર ધ્રુવમાંથી નીકળી દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે. અંદરની તરફ,ક્ષેત્ર રેખાઓ દક્ષિણ ધ્રુવથી ઉત્તર ધ્રુવ તરફ જાય છે. વિદ્યુતપ્રવાહધારિત સોલેનોઈડ ગજિયા ચુંબકની જેમ વર્તે છે,જેમાં એક છેડો ઉત્તર ધ્રુવ અને બીજો છેડો દક્ષિણ ધ્રુવ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(N/A) એક બેટરી $(12\, V)$,એક ચલ અવરોધ (રિયોસ્ટેટ),એક એમીટર $(0-5\, A)$,એક પ્લગ કળ અને એક લાંબો સીધો જાડો તાંબાનો તાર લો. આ જાડા તારને લંબચોરસ કાર્ડબોર્ડના સમતલને લંબ રૂપે તેના કેન્દ્રમાંથી પસાર કરો. ધ્યાન રાખો કે કાર્ડબોર્ડ સ્થિર રહે અને સરકે નહીં.
તાંબાના તારને બેટરી,પ્લગ કળ અને રિયોસ્ટેટ સાથે શ્રેણીમાં ઊભી રીતે જોડો. કાર્ડબોર્ડ પર લોખંડનો ભૂકો સમાન રીતે ભભરાવો. રિયોસ્ટેટને નિશ્ચિત સ્થાને રાખો અને એમીટરમાંથી વહેતો પ્રવાહ નોંધો. કળ બંધ કરો જેથી તારમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ વહે. કાર્ડબોર્ડને હળવેથી થોડી વાર ટકોરા મારો. તમે જોશો કે લોખંડનો ભૂકો તાંબાના તારની આસપાસ સમકેન્દ્રી વર્તુળોમાં ગોઠવાઈ જાય છે. આ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકની આસપાસનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર દર્શાવે છે.
જો સીધા વાહકમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ઉલટાવવામાં આવે (બેટરીના ટર્મિનલ ઉલટાવીને),તો ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશા પણ ઉલટાઈ જાય છે.
$(b)$ અહીં,$\alpha$-કણની (ધનભારિત) ગતિની દિશા એ પ્રચલિત વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા છે. ફ્લેમિંગના ડાબા હાથના નિયમનો ઉપયોગ કરીને,આપણે જાણી શકીએ છીએ કે $\alpha$-કણ પર લાગતું બળ કાગળના સમતલને લંબ અને અંદરની તરફ હોય છે. તેથી,$\alpha$-કણ કાગળના સમતલની અંદરની તરફ વિચલિત થશે.

(N/A) વિદ્યુતચુંબકીય (Electromagnetic) એટલે ચુંબકીય ક્ષેત્રની અસર હેઠળ કોઈલ (ગૂંચળા) માં વિદ્યુત પ્રવાહનું ઉત્પાદન। પ્રેરણ (Induction) એટલે ચુંબકીય પદાર્થના સીધા સંપર્કમાં આવ્યા વગર વાહકમાં વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરવાની પ્રક્રિયા।
પ્રેરિત પ્રવાહના મૂલ્યને અસર કરતા પરિબળો:
$(i)$ કોઈલના આંટાની સંખ્યા।
$(ii)$ ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા।
$(iii)$ કોઈલની સાપેક્ષમાં ચુંબકની ગતિની ઝડપ।
નિયમ: ફ્લેમિંગનો જમણા હાથનો નિયમ।
વ્યાખ્યા: તમારા જમણા હાથના અંગૂઠા, તર્જની અને મધ્યમા આંગળીને એકબીજાને લંબ રહે તે રીતે ફેલાવો। જો તર્જની ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે અને અંગૂઠો વાહકની ગતિની દિશા દર્શાવે, તો મધ્યમા આંગળી પ્રેરિત પ્રવાહની દિશા દર્શાવે છે।
વ્યવહારુ ઉપયોગ: વિદ્યુત જનરેટર।

(N/A) ગજિયા ચુંબકની આસપાસની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ઉત્તર ધ્રુવથી શરૂ થઈને ચુંબકની બહાર દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે, જે બંધ ગાળાઓ બનાવે છે。
જો બે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ એક બિંદુએ છેદે, તો તેનો અર્થ એ થાય કે તે એક જ બિંદુ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રની બે દિશાઓ છે, જે ભૌતિક રીતે અશક્ય છે。
$(b)$ આપેલ છે: પાવર $(P) = 1.5 \, kW = 1500 \, W$, વોલ્ટેજ $(V) = 220 \, V$, પ્રવાહ રેટિંગ $= 5 \, A$.
સૂત્ર $P = V \times I$ નો ઉપયોગ કરતા, ઓવન દ્વારા ખેંચાતો પ્રવાહ $(I)$:
$I = \frac{P}{V} = \frac{1500 \, W}{220 \, V} \approx 6.82 \, A$.
કારણ કે ખેંચાતો પ્રવાહ $(6.82 \, A)$ એ પરિપથના પ્રવાહ રેટિંગ $(5 \, A)$ કરતા ઘણો વધારે છે, તેથી પરિપથમાં ઓવરલોડ થશે. આના કારણે ફ્યુઝ ઉડી જશે અથવા સર્કિટ બ્રેકર ટ્રિપ થઈ જશે, જેનાથી વાયરિંગને નુકસાન થતું અટકાવવા માટે પાવર સપ્લાય બંધ થઈ જશે.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્ર એ ચુંબક અથવા વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકની આસપાસનો એવો વિસ્તાર છે જેમાં તેની ચુંબકીય અસર અન્ય ચુંબકીય પદાર્થો દ્વારા અનુભવી શકાય છે.
$(b)$ કોઈ બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા ચુંબકીય હોકાયંત્રનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે. હોકાયંત્રની સોયનો ઉત્તર ધ્રુવ ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દર્શાવે છે. તે જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમનો ઉપયોગ કરીને પણ નક્કી કરી શકાય છે.
$(c)$ પ્રવૃત્તિ: એક કાર્ડબોર્ડનો ટુકડો લો અને તેની મધ્યમાંથી એક સીધો તાંબાનો તાર કાર્ડબોર્ડના સમતલને લંબ રહે તેમ પસાર કરો. તારના છેડાઓને બેટરી અને સ્વીચ સાથે જોડો. કાર્ડબોર્ડ પર લોખંડનો ભૂકો સમાન રીતે ભભરાવો. જ્યારે તારમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે,ત્યારે કાર્ડબોર્ડને હળવેથી ટકોરા મારો. તમે જોશો કે લોખંડનો ભૂકો તારની આસપાસ સમકેન્દ્રી વર્તુળોના સ્વરૂપમાં ગોઠવાઈ જાય છે. આ વર્તુળો ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓ દર્શાવે છે. આ રેખાઓની દિશા વર્તુળો પરના વિવિધ બિંદુઓ પર ચુંબકીય હોકાયંત્ર મૂકીને નક્કી કરી શકાય છે. જો વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ઉલટાવવામાં આવે,તો ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓની દિશા પણ ઉલટાઈ જાય છે.
$(d)$ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વર્તુળાકાર લૂપના કેન્દ્રમાં,ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓ સીધી અને લૂપના સમતલને લંબ હોય છે.

(N/A) $(i)$ એક બેટરી $(12 \, V)$, એક ચલ અવરોધ (રિયોસ્ટેટ), એક એમીટર $(0-5 \, A)$, એક પ્લગ કળ અને એક લાંબો સીધો જાડો તાંબાનો તાર લો। આ જાડા તારને એક લંબચોરસ કાર્ડબોર્ડના સમતલને લંબ રૂપે તેના કેન્દ્રમાંથી પસાર કરો। ધ્યાન રાખો કે કાર્ડબોર્ડ સ્થિર રહે અને ઉપર કે નીચે સરકે નહીં। તાંબાના તારને બિંદુઓ $X$ અને $Y$ વચ્ચે શિરોલંબ રીતે બેટરી, પ્લગ અને કળ સાથે શ્રેણીમાં જોડો। કાર્ડબોર્ડ પર લોખંડનો ભૂકો સમાન રીતે ભભરાવો। રિયોસ્ટેટના ચલને નિશ્ચિત સ્થિતિમાં રાખો અને એમીટરમાંથી વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ નોંધો। કળ બંધ કરો જેથી તારમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ વહે। ખાતરી કરો કે બિંદુઓ $X$ અને $Y$ વચ્ચે રાખેલ તાંબાનો તાર શિરોલંબ સીધો રહે। કાર્ડબોર્ડને હળવેથી થોડી વાર ટકોરા મારો। લોખંડના ભૂકાની ભાતનું અવલોકન કરો। તમે જોશો કે લોખંડનો ભૂકો તાંબાના તારની આસપાસ સમકેન્દ્રી વર્તુળોની ભાત દર્શાવે છે।
$(ii)$ જ્યારે આ રેખાઓ પર ચુંબકીય હોકાયંત્ર મૂકવામાં આવે છે, ત્યારે તે ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં બળ અનુભવે છે। આમ, હોકાયંત્રની સોયનું વિચલન ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા આપે છે। હવે, જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ઉલટાવવામાં આવે છે, ત્યારે સોયના વિચલનની દિશા પણ ઉલટાઈ જાય છે। આ દર્શાવે છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા પણ ઉલટાઈ ગઈ છે। આ નિયમ 'જમણા હાથના અંગૂઠાનો નિયમ' છે। તે જણાવે છે કે: "કલ્પના કરો કે તમે તમારા જમણા હાથમાં વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સીધો વાહક એવી રીતે પકડ્યો છે કે તમારો અંગૂઠો વિદ્યુતપ્રવાહની દિશામાં રહે। તો તમારી આંગળીઓ વાહકની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશામાં વીંટળાયેલી રહેશે।"
ટેબલ પર આડી પડેલી વર્તુળાકાર લૂપ માટે જેમાં વિષમઘડી વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે: જમણા હાથના અંગૂઠાના નિયમનો ઉપયોગ કરતા, લૂપની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ શિરોલંબ ઉપરની તરફ અને લૂપની બહાર શિરોલંબ નીચેની તરફ હશે।

(N/A) $(i)$ $(a)$ ડાયરેક્ટ કરંટ ($DC$ - ડીસી)
$(b)$ અલ્ટરનેટિંગ કરંટ ($AC$ - એસી)
$(ii)$ ડાયરેક્ટ કરંટનો સ્ત્રોત: બેટરી અથવા સેલ. અલ્ટરનેટિંગ કરંટનો સ્ત્રોત: એસી જનરેટર અથવા પાવર પ્લાન્ટ.
$(iii)$ આપણા દેશમાં એસી $(AC)$ ની આવૃત્તિ $50 \, Hz$ છે.
$(iv)$ બંને પ્રવાહો વચ્ચેના બે તફાવતો:
$1$. ડીસી $(DC)$ નું મૂલ્ય સમય સાથે અચળ રહે છે,જ્યારે એસી $(AC)$ નું મૂલ્ય સમય સાથે સતત બદલાય છે.
$2$. ડીસી $(DC)$ ની દિશા નિશ્ચિત રહે છે,જ્યારે એસી $(AC)$ ની દિશા સમયાંતરે બદલાય છે.
$(v)$ લાંબા અંતર સુધી વિદ્યુત પાવરના પ્રસારણ માટે અલ્ટરનેટિંગ કરંટ $(AC)$ નો ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તેને ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ કરીને સ્ટેપ-અપ કે સ્ટેપ-ડાઉન કરી શકાય છે,જે ડીસી $(DC)$ ની તુલનામાં પ્રસારણ દરમિયાન ઉર્જાનો વ્યય નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.

(N/A) વિદ્યુત ફ્યુઝના કાર્યમાં વિદ્યુત પ્રવાહની ઉષ્મીય અસરનો ઉપયોગ થાય છે. જ્યારે પ્રવાહ સુરક્ષિત મર્યાદા કરતા વધી જાય છે,ત્યારે વધુ પડતી ગરમીને કારણે તાર ઓગળી જાય છે અને પરિપથ તૂટી જાય છે.
$(b)$ ઘરગથ્થુ પરિપથમાં ફ્યુઝને હંમેશા લાઈવ વાયર સાથે શ્રેણીમાં જોડવામાં આવે છે જેથી જો પ્રવાહ ખૂબ વધી જાય તો તે પરિપથને તોડી શકે.
$(c)$ ઘરગથ્થુ પરિપથની આકૃતિ નીચે મુજબ છે.

(N/A) $(i)$ ગજિયા ચુંબકની બહાર,ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓની દિશા ઉત્તર ધ્રુવથી દક્ષિણ ધ્રુવ તરફ હોય છે.
$(ii)$ બે ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓ એકબીજાને છેદી શકતી નથી કારણ કે જો તેઓ છેદે,તો તેનો અર્થ એ થાય કે છેદનબિંદુ પર હોકાયંત્રની સોય એકસાથે બે અલગ-અલગ દિશાઓમાં નિર્દેશ કરે,જે ભૌતિક રીતે અશક્ય છે.
$(iii)$ કોઈ આપેલ વિસ્તારમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રરેખાઓની ગીચતા એ સૂચવે છે કે તે વિસ્તારમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રબળ છે.
$(iv)$ ભારતમાં $AC$ ની આવૃત્તિ $50 \, Hz$ છે.
$(v)$ $DC$ ની સરખામણીમાં $AC$ નો એક મુખ્ય ફાયદો એ છે કે $AC$ ને વિદ્યુત ઉર્જાના નોંધપાત્ર વ્યય વિના લાંબા અંતર સુધી વહન કરી શકાય છે.

(N/A) વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ એ એવી ઘટના છે જેમાં વાહક સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફાર થવાથી બીજા વાહકમાં વિદ્યુતપ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.
$(b)$ આકૃતિમાં બે ગૂંચળા $P$ (પ્રાથમિક) અને $S$ (ગૌણ) લોખંડના ગર્ભ પર વીંટાળેલા દર્શાવ્યા છે.
$(i)$ જ્યારે કળ બંધ કરવામાં આવે છે,ત્યારે ગૂંચળા $P$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ શૂન્યથી મહત્તમ મૂલ્ય સુધી વધે છે. આનાથી ગૂંચળા $S$ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફાર થાય છે,જેના પરિણામે ગેલ્વેનોમીટરમાં ક્ષણિક આવર્તન જોવા મળે છે.
$(ii)$ જ્યારે ગૂંચળા $P$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ સ્થિર રીતે વહે છે,ત્યારે ગૂંચળા $S$ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર અચળ રહે છે. ચુંબકીય ફ્લક્સમાં કોઈ ફેરફાર થતો ન હોવાથી,કોઈ પ્રેરિત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થતો નથી અને ગેલ્વેનોમીટર શૂન્ય આવર્તન દર્શાવે છે.
$(iii)$ જ્યારે કળ કાઢી લેવામાં આવે છે,ત્યારે ગૂંચળા $P$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ ઘટીને શૂન્ય થઈ જાય છે. આનાથી ગૂંચળા $S$ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ઝડપી ફેરફાર થાય છે,જેના પરિણામે ગેલ્વેનોમીટરમાં વિરુદ્ધ દિશામાં ક્ષણિક આવર્તન જોવા મળે છે.

(N/A) $(i)$ ગેલ્વેનોમીટર એક તરફ ક્ષણિક આવર્તન દર્શાવશે કારણ કે જેમ કોઈલ $C_{1}$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ શૂન્યથી સ્થિર મૂલ્ય સુધી વધે છે,તેમ કોઈલ $C_{2}$ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય છે.
$(ii)$ ગેલ્વેનોમીટર અગાઉની વિરુદ્ધ દિશામાં ક્ષણિક આવર્તન દર્શાવશે કારણ કે જેમ કોઈલ $C_{1}$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ ઘટીને શૂન્ય થાય છે,તેમ કોઈલ $C_{2}$ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ઘટાડો થાય છે.
$(iii)$ ગેલ્વેનોમીટર કોઈ આવર્તન દર્શાવશે નહીં કારણ કે કોઈલ $C_{1}$ માં વિદ્યુતપ્રવાહ સ્થિર છે,જેનો અર્થ છે કે કોઈલ $C_{2}$ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ અચળ રહે છે.
$(iv)$ આ ઘટનાને વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ (Electromagnetic Induction) કહેવાય છે. આ એક એવી પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા એક વાહકમાં બદલાતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર તેની નજીક રાખેલા બીજા વાહકમાં વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અને વિદ્યુતપ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે. પ્રેરિત વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા નક્કી કરવા માટે ફ્લેમિંગના જમણા હાથના નિયમનો ઉપયોગ થાય છે.

(N/A) સોલેનોઇડ એ નળાકારના આકારમાં નજીકથી વીંટળાયેલા ઇન્સ્યુલેટેડ તાંબાના તારના ઘણા ગોળાકાર આંટાઓ ધરાવતી ગૂંચળું છે.
સોલેનોઇડ અને ગજિયા ચુંબક માટેની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ આપેલી આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.
તુલના અને સમાનતા:
$1$. સમાનતા: વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સોલેનોઇડ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની ભાત ગજિયા ચુંબક જેવી જ હોય છે. બંને કિસ્સામાં,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ચુંબકની બહાર ઉત્તર ધ્રુવમાંથી નીકળી દક્ષિણ ધ્રુવમાં પ્રવેશે છે અને ચુંબકની અંદર દક્ષિણથી ઉત્તર તરફ ગતિ કરે છે.
$2$. તુલના: સોલેનોઇડ એક વિદ્યુતચુંબક તરીકે કાર્ય કરે છે,જેનો અર્થ છે કે વિદ્યુતપ્રવાહને નિયંત્રિત કરીને તેના ચુંબકીય ક્ષેત્રને ચાલુ કે બંધ કરી શકાય છે,જ્યારે ગજિયા ચુંબક એ કાયમી ચુંબક છે જેનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર અચળ હોય છે.

(N/A) $(i)$ વિદ્યુતપ્રવાહની દિશાના આધારે,છેડો $A$ ઉત્તર ધ્રુવ તરીકે અને છેડો $B$ દક્ષિણ ધ્રુવ તરીકે વર્તે છે.
$(ii)$ સોલેનોઈડની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ સોલેનોઈડની અક્ષને સમાંતર હોય છે,જે સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર સૂચવે છે. કોઈલની અંદર ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશા દક્ષિણ ધ્રુવથી ઉત્તર ધ્રુવ તરફ હોય છે.
$(iii)$ કોઈલની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા વધારવા માટેની બે રીતો નીચે મુજબ છે:
$1$. કોઈલમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહનું મૂલ્ય વધારવું.
$2$. કોઈલમાં આંટાઓની સંખ્યા વધારવી અથવા સોલેનોઈડની અંદર નરમ લોખંડનો ગર્ભ (soft iron core) મૂકવો.

(N/A) $(i)$ પ્રથમ કિસ્સામાં વિદ્યુતપ્રવાહ એ $dc$ (ડાયરેક્ટ કરંટ) છે અને બીજા કિસ્સામાં તે $ac$ (અલ્ટરનેટિંગ કરંટ) છે.
$(ii)$ $(a)$ બેટરી $(b)$ $ac$ જનરેટર।
$(iii)$ $50 \ Hz$.
$(iv)$

$dc$	$ac$
વિદ્યુતપ્રવાહ હંમેશા એક જ દિશામાં વહે છે।	વિદ્યુતપ્રવાહ સમયાંતરે મૂલ્ય અને દિશા બદલે છે।
તેને સરળતાથી $ac$ માં રૂપાંતરિત કરી શકાતો નથી।	તેને સરળતાથી $dc$ માં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે।

(N/A) $(i)$ ચુંબકના હલનચલનને કારણે કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય છે,જેના કારણે ગેલ્વેનોમીટરમાં વિચલન જોવા મળે છે. આ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર કોઈલમાં પ્રેરિત ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ $(emf)$ ઉત્પન્ન કરે છે,જે ગેલ્વેનોમીટરમાંથી પ્રેરિત પ્રવાહ વહેવડાવે છે.
$(ii)$ લેન્ઝના નિયમ મુજબ,પ્રેરિત પ્રવાહ છેડા $A$ પર એવો ચુંબકીય ધ્રુવ બનાવશે જે નજીક આવતા ચુંબકના $N$ ધ્રુવનો વિરોધ કરે. આમ,છેડો $A$ એ $N$ ધ્રુવ તરીકે વર્તે છે. છેડા $A$ થી જોતા,પ્રવાહની દિશા એન્ટિક્લોકવાઇઝ (ઘડિયાળના કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં) દેખાય છે.
$(iii)$ જ્યારે કોઈલને $N$ થી દૂર લઈ જવામાં આવે છે,ત્યારે કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ ઘટે છે. આનાથી વિરુદ્ધ દિશામાં પ્રવાહ પ્રેરિત થાય છે,જેના કારણે ગેલ્વેનોમીટર ડાબી તરફ વિચલન દર્શાવે છે.
$(iv)$ જ્યારે કોઈલ અને ચુંબક બંનેને સમાન ઝડપે જમણી તરફ ખસેડવામાં આવે છે,ત્યારે તેમની વચ્ચે કોઈ સાપેક્ષ ગતિ હોતી નથી. પરિણામે,કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી,અને ગેલ્વેનોમીટર કોઈ વિચલન દર્શાવતું નથી (શૂન્ય રીડિંગ).

(C) જ્યારે કોઈ તારમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે,ત્યારે તે તેની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે,જે ઓર્સ્ટેડના પ્રયોગ દ્વારા સાબિત થયું છે. આ ઉપરાંત,તારમાં વિદ્યુતભારો (ઇલેક્ટ્રોન) ગતિ કરતા હોવાથી,તારના બે છેડા વચ્ચેના વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવતને કારણે તેની સાથે વિદ્યુતક્ષેત્ર પણ સંકળાયેલું હોય છે. તેથી,વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત તાર વિદ્યુતક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર બંને ઉત્પન્ન કરે છે.

(D) વિદ્યુતચુંબકત્વ એ ભૌતિક ઘટના છે જેમાં વિદ્યુત પ્રવાહ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે.
$1$. ટ્રાન્સફોર્મર મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્શનના સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે,જે વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ (electromagnetic induction) ની સીધી એપ્લિકેશન છે.
$2$. ઇલેક્ટ્રિક મોટર એ સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે કે જ્યારે વિદ્યુત પ્રવાહ ધારિત વાહકને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે બળ (લોરેન્ટ્ઝ બળ) અનુભવે છે.
$3$. ગેલ્વેનોમીટર એ સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે કે જ્યારે વિદ્યુત પ્રવાહ ધારિત ગૂંચળાને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે ટોર્ક અનુભવે છે.
આથી,આ તમામ સાધનો વિદ્યુત અને ચુંબકત્વ વચ્ચેની આંતરક્રિયા પર આધારિત હોવાથી,તે બધા વિદ્યુતચુંબકત્વના સિદ્ધાંતો પર કાર્ય કરે છે.

(D) વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ એ એવી ઘટના છે જેમાં બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્રને કારણે વાહકમાં વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અથવા વિદ્યુતપ્રવાહ પ્રેરિત થાય છે.
આ ત્યારે થાય છે જ્યારે ચુંબક અને કોઈલ વચ્ચે સાપેક્ષ ગતિ હોય છે,જે કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર કરે છે.
ફેરાડેના પ્રેરણના નિયમો અનુસાર,ચુંબકીય ફ્લક્સમાં થતો આ ફેરફાર સર્કિટમાં વિદ્યુતપ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,વિકલ્પ $D$ એ વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણની સાચી વ્યાખ્યા છે.

(A) ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર એ એક એવું સાધન છે જે યાંત્રિક ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે,જેનાથી વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.
વોલ્ટમીટરનો ઉપયોગ વિદ્યુત પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે થાય છે.
એમીટરનો ઉપયોગ પરિપથમાં વહેતા વિદ્યુત પ્રવાહનું મૂલ્ય માપવા માટે થાય છે.
ગેલ્વેનોમીટર એ પરિપથમાં ખૂબ જ ઓછો વિદ્યુત પ્રવાહ શોધવા અને માપવા માટે વપરાતું સાધન છે.

(A) આ વિધાન $True$ (સાચું) છે. આ ઘટનાને વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ (Electromagnetic Induction) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ફેરાડેના વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના નિયમ મુજબ,જ્યારે પણ કોઈલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થાય છે,ત્યારે કોઈલમાં વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અથવા વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત પ્રેરિત થાય છે. જો પરિપથ બંધ હોય,તો આ પ્રેરિત $EMF$ ને કારણે વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે.

(B) આ વિધાન $False$ (ખોટું) છે. ઇલેક્ટ્રિક મોટર એ એક એવું ઉપકરણ છે જે વિદ્યુત ઉર્જાનું યાંત્રિક ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે. તેનાથી વિપરીત,ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર એ એક એવું ઉપકરણ છે જે યાંત્રિક ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.

(A) ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર એ એક એવું ઉપકરણ છે જે યાંત્રિક ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે. તે વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે,જે જણાવે છે કે કોઈ ગૂંચળા (coil) માંથી પસાર થતા ચુંબકીય ફ્લક્સમાં ફેરફાર થવાથી તેમાં વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અથવા પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે. જ્યારે ગૂંચળું ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરે છે,ત્યારે તેની સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ બદલાય છે,જેના પરિણામે વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.

(B) આ વિધાન ખોટું છે.
ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર એ એક એવું સાધન છે જે યાંત્રિક ઊર્જાનું વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.
તેનાથી વિપરીત,ઇલેક્ટ્રિક મોટર એ એક એવું સાધન છે જે વિદ્યુત ઊર્જાનું યાંત્રિક ઊર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.

(N/A) ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ બંને ચુંબકો $A$ અને $B$ ના ધ્રુવોથી દૂર જતી દર્શાવેલ છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ઉત્તર ધ્રુવમાંથી બહાર નીકળતી હોવાથી, એકબીજાની સામે રહેલા બંને ધ્રુવો ઉત્તર ધ્રુવ છે.
$(b)$ બે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ ક્યારેય એકબીજાને છેદતી નથી કારણ કે જો તેઓ છેદે, તો છેદબિંદુ પાસે ચુંબકીય ક્ષેત્રની એક જ સમયે બે અલગ-અલગ દિશાઓ હોય, જે ભૌતિક રીતે અશક્ય છે.
$(c)$ વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વર્તુળાકાર ગૂંચળાના કેન્દ્રમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા નીચેના પરિબળો પર આધાર રાખે છે:
$(i)$ ગૂંચળાની ત્રિજ્યા: ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા ગૂંચળાની ત્રિજ્યાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે $(B \propto 1/r)$। તેથી, મોટી ત્રિજ્યા ચુંબકીય ક્ષેત્રને નબળું બનાવે છે।
$(ii)$ ગૂંચળામાં આંટાની સંખ્યા: ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા આંટાની સંખ્યાના સમપ્રમાણમાં હોય છે $(B \propto n)$। આંટાની સંખ્યા વધારવાથી ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા વધે છે।
$(iii)$ વિદ્યુતપ્રવાહની પ્રબળતા: ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા ગૂંચળામાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહના સમપ્રમાણમાં હોય છે $(B \propto I)$। વિદ્યુતપ્રવાહ વધારવાથી ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા વધે છે।

(C) વિદ્યુતચુંબકત્વ એ ભૌતિકવિજ્ઞાનની તે શાખા છે જે વિદ્યુતચુંબકીય બળના અભ્યાસ સાથે સંબંધિત છે,જે વિદ્યુતભારિત કણો વચ્ચે થતી એક પ્રકારની ભૌતિક આંતરક્રિયા છે. તે વિદ્યુત અને ચુંબકત્વ બંનેના અભ્યાસને આવરી લે છે,કારણ કે તે મૂળભૂત રીતે જોડાયેલી ઘટનાઓ છે. જ્યારે વિદ્યુતભારો ગતિમાં હોય છે,ત્યારે તેઓ ચુંબકીય ક્ષેત્રો બનાવે છે,અને બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્રો વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરી શકે છે,જે વિદ્યુતચુંબકત્વનો મુખ્ય સિદ્ધાંત છે.

(D) ઇલેક્ટ્રિક મોટર એ એક એવું સાધન છે જે વિદ્યુત ઊર્જાનું યાંત્રિક ઊર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.
મિક્સર,વિદ્યુત પંખા અને વૉશિંગ મશીન આ બધા સાધનો તેમના કાર્ય માટે પરિભ્રમણ ગતિ ઉત્પન્ન કરવા માટે ઇલેક્ટ્રિક મોટરનો ઉપયોગ કરે છે.
જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક બેલ એ વિદ્યુતચુંબકત્વના સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે,જેમાં વિદ્યુતચુંબકનો ઉપયોગ હથોડીને આકર્ષવા માટે થાય છે,જે ઘંટડી પર અથડાય છે. તેમાં ફરતી ઇલેક્ટ્રિક મોટરનો ઉપયોગ થતો નથી.

(A) ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર એવું સાધન છે જે યાંત્રિક ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.
તે વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે,જેમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિ કરતો વાહક વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેનાથી વિપરીત,ઇલેક્ટ્રિક મોટર વિદ્યુત ઉર્જાનું યાંત્રિક ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.
ઇલેક્ટ્રિક ઇસ્ત્રી અને ઓવન વિદ્યુત ઉર્જાનું ઉષ્મા ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.

(C) વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણ એ એવી ઘટના છે જેમાં બદલાતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર વાહકમાં વિદ્યુતચાલક બળ $(EMF)$ અથવા પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે.
ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે,જેમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કોઈલને ફેરવીને યાંત્રિક ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરવામાં આવે છે.
તેનાથી વિપરીત,ઇલેક્ટ્રિક મોટર વિદ્યુત પ્રવાહની ચુંબકીય અસર (ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં રહેલા વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહક પર લાગતું બળ) ના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.