$1\; m$ 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

$10\, cm$ બાજુ ધરાવતી એક ચોરસ ફ્રેમ અને $1\, A$ વિદ્યુતપ્રવાહ ધરાવતો એક લાંબો સીધો તાર કાગળના સમતલમાં છે. તારની નજીકથી શરૂ કરીને,ફ્રેમ $10\, ms^{-1}$ ની અચળ ઝડપે જમણી તરફ ગતિ કરે છે (આકૃતિ જુઓ). જ્યારે ફ્રેમનો ડાબો હાથ તારથી $x = 10\, cm$ અંતરે હોય ત્યારે પ્રેરિત $e.m.f.$ .....$\mu V$ છે.

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,સમાંતર વાહક પાટાઓની એક જોડી $2.0\, T$ ના સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રને કાટખૂણે રહેલી છે. બે અવરોધો,$10\,\Omega$ અને $5\,\Omega$,પાટાઓ પર ઘર્ષણ વિના સરકે છે. વાહક પાટાઓ વચ્ચેનું અંતર $0.1\, m$ છે. તો:

એક ચોરસ લૂપ $ABCD$ એ સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર $\vec{B}$ માં અચળ વેગ $\vec{v}$ થી ગતિ કરી રહી છે,જે કાગળના સમતલને લંબ અને બહારની તરફ છે. જો કોઈલનો અવરોધ $R$ હોય,તો લૂપમાં ઉષ્મા ઉર્જા ઉત્પન્ન થવાનો દર કેટલો હશે? [$L$ = લૂપની બાજુની લંબાઈ]

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ લંબચોરસ વાહકનો હાથ $PQ$,$x=0$ થી $x=2b$ સુધી બહારની તરફ અને પછી $x=2b$ થી $x=0$ સુધી અંદરની તરફ ગતિ કરે છે. $x=0$ થી $x=b$ સુધી સમતલને લંબ સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર કાર્યરત છે. અંતર સાથે વિવિધ ભૌતિક રાશિઓના ફેરફારને દર્શાવતો આલેખ ઓળખો.

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,એક વાહક $ABOCD$ તેના દ્વિભાજક (bisector) ની દિશામાં $1\, m/s$ ના વેગથી $1\, wb/m^2$ ના લંબ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિ કરે છે. જો ચારેય ભાગો $(OB, BC, OC, CD)$ ની લંબાઈ $1\, m$ હોય,તો બિંદુઓ $A$ અને $D$ વચ્ચે ઉદ્ભવતું પ્રેરિત emf ......$volt$ 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