$1\; m$ 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

$L$ લંબાઈની બાજુ અને $R$ અવરોધ ધરાવતો એક ચોરસ આકારનો સખત વાયરનો લૂપ કાગળના સમતલમાં $v_0$ જેટલા અચળ વેગથી $x$-અક્ષ પર ગતિ કરી રહ્યો છે. $t=0$ સમયે,લૂપની જમણી ધાર $3L$ લંબાઈના એવા વિસ્તારમાં પ્રવેશે છે જ્યાં કાગળના સમતલમાં અંદરની તરફ સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B$ છે,જે આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે. પૂરતા મોટા $v_0$ માટે,લૂપ અંતે આ વિસ્તારને ઓળંગી જાય છે. ધારો કે $x$ એ લૂપની જમણી ધારનું સ્થાન છે. ધારો કે $v(x)$,$I(x)$ અને $F(x)$ અનુક્રમે લૂપનો વેગ,લૂપમાં પ્રવાહ અને લૂપ પર લાગતું બળ દર્શાવે છે,જે $x$ ના વિધેય તરીકે છે. ઘડિયાળના કાંટાની વિરુદ્ધ દિશાના પ્રવાહને ધન લેવામાં આવે છે. નીચેનામાંથી કયો આલેખ સાચો છે? (ગુરુત્વાકર્ષણને અવગણો)

$L$ લંબાઈનો એક ધાતુનો સળિયો,આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,એક છેડામાંથી પસાર થતી અક્ષની આસપાસ સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર '$B$' ને લંબ રૂપે '$\omega$' કોણીય ઝડપ સાથે ફેરવવામાં આવે છે. તો પ્રેરિત emf કેટલું હશે?

એક લંબચોરસ તારના લૂપને $XY$-સમતલમાં મૂકવામાં આવ્યું છે, જેની $3 \,cm$ લંબાઈની બાજુ $X$-અક્ષને સમાંતર છે અને $4 \,cm$ લંબાઈની બાજુ $Y$-અક્ષને સમાંતર છે। તે $10 \,cm/s$ ની ઝડપથી ધન $X$-દિશામાં ગતિ કરી રહ્યું છે। અવકાશમાં એક ચુંબકીય ક્ષેત્ર અસ્તિત્વ ધરાવે છે જેની દિશા $Z$-અક્ષને સમાંતર છે। આ ક્ષેત્ર ધન $X$-અક્ષની દિશામાં $2 \times 10^{-3} \,T/cm$ ના દરે ઘટે છે અને સમય સાથે $2 \times 10^{-2} \,T/s$ ના દરે વધે છે। તારમાં ઉદ્ભવતું પ્રેરિત emf કેટલું હશે?

વિધાન-$I$: જ્યારે એક વાહક સળિયો સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં તેની લંબાઈને લંબ એવી સમાન ઝડપથી ગતિ કરે છે,ત્યારે તેના છેડાઓ વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત ઉદ્ભવી શકે છે.
વિધાન-$II$: કોઈપણ વાહકમાં,મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન અને મુક્ત ધન આયનો ઉપલબ્ધ હોય છે.

$12 \, cm$ લંબાઈ અને $2 \, \Omega$ અવરોધ ધરાવતા ફરતા ભુજ $PQ$ સાથેનો એક લંબચોરસ લૂપ $PQMN$ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ લૂપના સમતલને લંબ એવા $0.1 \, T$ ના સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવ્યો છે. ભુજ $MN$, $NP$ અને $MQ$ નો અવરોધ નગણ્ય છે. જ્યારે ભુજ $PQ$ ને $20 \, ms^{-1}$ ના વેગથી ગતિ કરાવવામાં આવે ત્યારે લૂપમાં પ્રેરિત પ્રવાહ કેટલો હશે ($ \, A$ માં)?

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