विद्युत चुंबकीय प्रवर्तनाचे उदाहरण, EMF प्रवर्तनावरील प्रश्न

विद्युत चुंबकीय प्रवर्तनावरील प्रश्नांची १० उदाहरणे EMF प्रवर्तन

१. एका जनरेटरमध्ये N वेढ्यांची एक कॉइल आणि A छेद क्षेत्रफळ आहे. ही कॉइल B चुंबकीय क्षेत्रात आहे, आणि नंतर तिला ω कोनीय वेगाने फिरवले जाते , ज्यामुळे ५० व्होल्टचा कमाल प्रेरित विद्युतदाब निर्माण होतो. जर चुंबकीय क्षेत्र त्याच्या मूळ मूल्याच्या १/२ पर्यंत बदलले आणि तिचा कोनीय वेग त्याच्या मूळ मूल्याच्या ४ पट झाला, तर कमाल प्रेरित विद्युतदाब... असेल.

अ. १.५ व्होल्ट

बी. ३.० व्होल्ट

सी. ६.० व्होल्ट

डी. ७.५ व्होल्ट

ई. ९.० व्होल्ट

चर्चा

हे ज्ञात आहे की:

फेऱ्यांची संख्या 1 (N ₁ ) = N

आडवे क्षेत्रफळ 1 (A ₁ ) = A

चुंबकीय क्षेत्र 1 (B ₁ ) = B

कोनीय वेग 1 (ω ₁ ) = ω

कमाल प्रेरित विद्युत चुंबकीय बल 1 (ε ₁ ) = ५० व्होल्ट

चुंबकीय क्षेत्र 2 (B ₂ ) = 0,5B = 0,5(1) = 0,5

कोनीय वेग 2 (ω ₂ ) = 4ω = 4(1) = 4

प्रश्न: कमाल प्रेरित EMF 2 (ε ₂ ) आहे

उत्तर :

कमाल प्रेरित विद्युतदाब समीकरण:

ε _कमाल = NBA ω

माहिती :

ε _max = कमाल प्रेरित विद्युतदाब, N = वेढ्यांची संख्या, B = चुंबकीय क्षेत्र, A = आडवे क्षेत्रफळ, ω = कोनीय वेग

कमाल प्रेरित EMF 1 (ε ₁ ):

ε _कमाल = NBA ω

जर ω = 1 आणि B = 1 तर

50 = N (1) A (1)

५० = लागू नाही

कमाल प्रेरित EMF 2 (ε ₂ ):

ε _कमाल = NBA ω

NA = 50, B = 0,5, ω = 4

ε _कमाल = (50)(0,5)(4)

ε _कमाल = 100

योग्य उत्तर C आहे.

२. जनरेटरद्वारे निर्माण होणारा कमाल विद्युतदाब मूळच्या निम्मा होण्यासाठी, खालील विधानानुसार कोणती राशी बदलली पाहिजे?

अ. कोनीय वेग आणि फेऱ्यांची संख्या दुप्पट केली जाते

ब. चुंबकीय प्रवर्तन आणि त्याची वारंवारता दुप्पट होते.

C. छेदाचे क्षेत्रफळ दुप्पट होते आणि आवर्तकाल दुप्पट होतो

डी. फेऱ्यांची संख्या आणि कालावधी मूळच्या ४ पट केले जातात.

ई. वारंवारता आणि आवर्तकाल दुप्पट होतात.

चर्चा

कमाल प्रेरित विद्युतदाब समीकरण:

ε _कमाल = NBA ω

माहिती :

ε _max = कमाल प्रेरित विद्युतदाब, N = वेढ्यांची संख्या, B = चुंबकीय क्षेत्र, A = आडवे क्षेत्रफळ, ω = कोनीय वेग

जर N = 1, B = 1, A = 1, ω = 1 तर ε _कमाल = NBA ω = (1)(1)(1)(1) = 1

अ. कोनीय वेग (ω) आणि फेऱ्यांची संख्या (N) दुप्पट केली जाते

ε _कमाल = NBA ω

ε _कमाल = (2)(1)(1)(2)

ε _कमाल = 4

B. चुंबकीय प्रवर्तन (B) आणि त्याची वारंवारता (f) दुप्पट केली जाते.

कोनीय वेगाचे (ω) सूत्र = 2πf आहे. वारंवारता ही वारंवारतेच्या समानुपाती असते , त्यामुळे जर वारंवारता (f) दुप्पट केली, तर कोनीय वेग (ω) देखील दुप्पट होतो.

ε _कमाल = NBA ω

ε _कमाल = (1)(2)(1)(2)

ε _कमाल = 4

C. आडवे क्षेत्रफळ (A) दुप्पट झाले आहे आणि आवर्तकाल मूळच्या ४ पट आहे.

कोनीय वेगाचे (ω) सूत्र = 2πf = 2π/T आहे. आवर्तकाल व्यस्त प्रमाणात असतो, त्यामुळे जर आवर्तकाल मूळच्या ४ पट झाला, तर कोनीय वेग मूळच्या १/४ पट होतो.

ε _कमाल = NBA ω

ε _कमाल = (1)(1)(2)(1/4) = 2/4

ε _कमाल = १/२

डी. फेऱ्यांची संख्या (N) आणि आवर्तकाल (T) ४ पट वाढवले ​​आहेत.

कोनीय वेगाचे (ω) सूत्र = 2πf = 2π/T आहे. आवर्तकाल व्यस्त प्रमाणात असतो, त्यामुळे जर आवर्तकाल मूळच्या ४ पट झाला, तर कोनीय वेग मूळच्या १/४ पट होतो.

ε _कमाल = NBA ω

ε _कमाल = (4)(1)(1)(1/4) = 4/4

ε _कमाल = 1

ई. वारंवारता (f) आणि आवर्तकाल (T) दुप्पट केले जातात.

वारंवारता समप्रमाणात असते, त्यामुळे जर वारंवारता (f) दुप्पट केली तर कोनीय वेग (ω) दुप्पट होतो. आवर्तकाल व्यस्तप्रमाणात असतो, त्यामुळे जर आवर्तकाल दुप्पट केला तर कोनीय वेग मूळ वेगाच्या १/२ होतो. याचा अंतिम परिणाम म्हणजे, कोनीय वेग स्थिर राहतो.

ε _कमाल = NBA ω

ε _कमाल = (1)(1)(1)(1)

ε _कमाल = 1

योग्य उत्तर C आहे.

३. १,००० वेढे असलेल्या एका कॉइलमधील चुंबकीय फ्लक्स ०.२ सेकंदात ०.०३ Wb पासून ०.०४ Wb पर्यंत वाढतो, ज्यामुळे परिणामी EMF चे मूल्य E1 होते _. जर त्याच कॉइलमधील चुंबकीय फ्लक्स ०.१ सेकंदात ०.०२ Wb पासून ०.०४ Wb पर्यंत बदलला, तर परिणामी प्रेरित EMF चे मूल्य E2 होते _{. E1 आणि} E2 यांचे गुणोत्तर … _{आहे .}

अ. २ : ३

बी. ३ : ५

सी. २ : ५

डी. ४ : ५

ई. ३ : ४

चर्चा

हे ज्ञात आहे की:

फेऱ्यांची संख्या (N) = १०००

प्रवाह बदल 1 ( Δφ ₁ ) = 0,04 Wb – 0,03 Wb = 0,01 Wb

वेळेचे अंतर 1 (Δt ₁ ) = 0,2 सेकंद

प्रेरित विद्युत चुंबकीय क्षेत्र 1 = E ₁

प्रवाह बदल 2 ( Δφ ₁ ) = 0,04 Wb – 0,02 Wb = 0,02 Wb

वेळेचे अंतर 2 (Δt ₂ ) = 0,1 सेकंद

प्रेरित विद्युत चुंबकीय क्षेत्र 2 = E ₂

विचारले : ई _१ : ई _२

उत्तर :

E ₁ आणि E _{2 यांची तुलना} :

ई _१ : ई _२

50: 200

1: 4

योग्य उत्तर C आहे.

४. एक कॉइल एकसमान चुंबकीय क्षेत्रात लंबवतपणे प्रवेश करते, ज्यामुळे प्रेरित विद्युत चुंबकीय क्षेत्र (EMF) निर्माण होते. जर त्या कॉइलच्या जागी मूळ कॉइलच्या दुप्पट वेढ्यांची दुसरी कॉइल ठेवली आणि फ्लक्स बदलाचा दर स्थिर राहिला, तर सुरुवातीच्या आणि अंतिम प्रेरित विद्युत चुंबकीय क्षेत्राचे गुणोत्तर... असेल.

अ. २ : ३
बी. ३ : ५
सी. २ : ५
डी. ४ : ५
ई. ३ : ४

चर्चा
दिकेताहुई :
सुरुवातीच्या फेऱ्यांची संख्या (N) = 1
एकूण फेऱ्यांची संख्या (N) = 2
प्रारंभिक फ्लक्स बदल दर (ΔØ)_B / Δt) = अंतिम फ्लक्स बदल दर (ΔØ_B /Δt)
विचारले सुरुवातीच्या आणि अंतिम प्रेरित EMF ची तुलना
उत्तर :

फॅराडेच्या प्रवर्तन नियमाचे सूत्र :
E = -N (ΔØ_B /Δt)
वर्णन: E = प्रेरित विद्युतदाब, N = फेऱ्यांची संख्या, ΔØ_B / Δt = फ्लक्समधील बदलाचा दर
सुरुवातीच्या आणि अंतिम प्रेरित EMF ची तुलना :
ई सुरुवात : ई शेवट
-एन (ΔØ_B / Δt) : -N (ΔØ_B /Δt)
1: 2
योग्य उत्तर B आहे.

५. सुरुवातीच्या स्थितीत (१), २० वेढे असलेल्या कॉइलमध्ये चुंबकीय फ्लक्स २ सेकंदात ५ Wb ने बदलतो. स्थितीत (२), त्याच फ्लक्स बदलास ८ सेकंद लागतात. स्थिती (१) आणि (२) मधील प्रेरित EMF चे गुणोत्तर… आहे.

अ. २ : ३
बी. ३ : ५
सी. २ : ५
डी. ४ : ५
ई. ३ : ४

चर्चा
दिकेताहुई :
प्रवाहातील बदलाचा दर (ΔØ)_B / Δt) प्रारंभिक = 5/2
प्रवाहातील बदलाचा दर (ΔØ)_B / Δt) शेवट = 5/8
फेऱ्यांची संख्या (N) = १०००
विचारले सुरुवातीच्या आणि अंतिम प्रेरित EMF ची तुलना
उत्तर :
ई सुरुवात : ई शेवट
-एन (ΔØ_B / Δt) : -N (ΔØ_B /Δt)
२० (५/२) : २० (५/८)
५/२: ५/८
७५/१५ : ६०/१५
4: 1
योग्य उत्तर D आहे.

६. पहिल्या कॉइलमध्ये २०० वेढे आहेत आणि ०.४ सेकंदात चुंबकीय फ्लक्स ०.०६ वॅटने बदलतो. दुसऱ्या कॉइलमध्ये, ०.२ सेकंदात चुंबकीय फ्लक्स ०.०८ वॅटने बदलतो. जर दुसऱ्या कॉइलमधील वेढ्यांची संख्या पहिल्या कॉइलमधील वेढ्यांच्या संख्येच्या निम्मी केली, तर पहिल्या आणि दुसऱ्या कॉइलमधील प्रेरित विद्युतदाबाचे गुणोत्तर...
अ. २ : ३
बी. ३ : ५
सी. २ : ५
डी. ४ : ५
ई. ३ : ४
चर्चा
दिकेताहुई :
प्रवाहातील बदलाचा दर (ΔØ)_B / Δt) प्रारंभिक = 0,06/0,4
सुरुवातीच्या फेऱ्यांची संख्या (N) = 200
प्रवाहातील बदलाचा दर (ΔØ)_B / Δt) शेवट = 0,08/0,2
एकूण फेऱ्यांची संख्या (N) = 100
विचारले सुरुवातीच्या आणि अंतिम प्रेरित EMF ची तुलना
उत्तर :
ई सुरुवात : ई शेवट
-एन (ΔØ_B / Δt) : -N (ΔØ_B /Δt)
२० (५/२) : २० (५/८)
२ (०.१५) : १ (०.४)
0,3: 0,4
3: 4

८. खालील घटकांपैकी:

(1) कॉइलच्या वेढ्यांची संख्या

(2) चुंबकीय फ्लक्सच्या बदलाचा दर

(3) चुंबकीय क्षेत्राची दिशा

प्रेरित EMF वाढवणारी गोष्ट म्हणजे….

अ. (1), (2), आणि (3)

B. फक्त (1) आणि (2)

C. (1) आणि (3) फक्त

डी. (२) फक्त

ई. (2) फक्त

चर्चा

EMF म्हणजे इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स (विद्युतवाहक बल). दुसऱ्या शब्दांत सांगायचे झाल्यास, EMF हा विद्युत प्रवाहाचा एक स्रोत आहे, जसे की बॅटरी इत्यादी. फॅराडेने केलेल्या प्रयोगांवरून असे आढळून आले की, जरी स्थिर चुंबकीय क्षेत्र विद्युत प्रवाह निर्माण करू शकत नाही, तरी बदलणारे चुंबकीय क्षेत्र विद्युत प्रवाह निर्माण करू शकते. यातून निर्माण होणाऱ्या विद्युत प्रवाहास प्रेरित प्रवाह म्हणतात.

प्रेरित विद्युत चुंबकीय क्षेत्रावर (EMF) प्रभाव टाकणारे घटक फॅराडेच्या प्रवर्तन नियमाचा वापर करून निर्धारित केले जाऊ शकतात, जो गणितानुसार खालील सूत्राने मांडला जातो:

वरील सूत्रातील ऋण चिन्ह हे स्पष्ट करते की, प्रेरित विद्युत प्रवाहामुळे निर्माण होणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्राची दिशा ही नेहमी, प्रेरित विद्युत प्रवाह निर्माण करणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्राच्या दिशेच्या विरुद्ध असते.

माहिती :

N = कॉइलच्या वेढ्यांची संख्या, B = चुंबकीय क्षेत्र, A = लूपचे पृष्ठफळ, θ = चुंबकीय क्षेत्र (B) आणि कॉइलच्या पृष्ठभागाला लंब असलेल्या रेषे (A) मधील कोन.

जर B कॉइलच्या पृष्ठभागाला लंब असेल तर θ = 0 ^° त्यामुळे Φ _B = BA cos 0 ^° = BA (1) = B A.

जर B कॉइलच्या पृष्ठभागाला समांतर असेल तर θ = 90 ^° त्यामुळे Φ _B = BA cos 90 ° ⁼ BA ( 0) = 0.

वरील सूत्राच्या आधारे असा निष्कर्ष काढला जातो की, कॉइलच्या वेढ्यांची संख्या (N), चुंबकीय प्रवाहाच्या बदलाचा दर आणि चुंबकीय क्षेत्राची दिशा (θ ) यांमुळे प्रेरित EMF वाढतो.

योग्य उत्तर A आहे.

८. खालील घटकांपैकी:

(1) कॉइलच्या वेढ्यांची संख्या

(2) चुंबकीय फ्लक्सच्या बदलाचा दर

(3) बाह्य अडथळे

कॉइलमधील प्रेरित EMF वर परिणाम करणारा घटक म्हणजे….

अ. (1) आणि (3)

ब. (1) आणि (2)

C. (2) फक्त

डी. (2) आणि (3)

ई. (3) फक्त

चर्चा

योग्य उत्तर B आहे.

९. खालील चित्र पहा! जर AB तारेमधून I विद्युत प्रवाह वाहत असेल, तर AB तारेवर अनुभवल्या जाणाऱ्या चुंबकीय बलाची दिशा... असेल.

अ. ब च्या दिशेने
ब. डावीकडे
सी. उजवीकडे
डी. कागदाच्या प्रतलाला लंब
ई. कागदाच्या प्रतलाला लंब

चर्चा
दिकेताहुई :
विद्युत प्रवाहाची दिशा = A ते B (खाली)
चुंबकीय क्षेत्राची दिशा = चुंबकाच्या उत्तर ध्रुवापासून दक्षिण ध्रुवापर्यंत (उजवीकडे)
विचारले चुंबकीय बलाची दिशा
उत्तर :

उजव्या हाताचा नियम
तुमचा उजवा हात पुढे करा, अंगठा सरळ करा आणि इतर चार बोटे मिटा. तुमची चार बोटे चुंबकीय क्षेत्राच्या (B) दिशेने निर्देशित होतील अशा प्रकारे ठेवा. आणि अंगठा विद्युत प्रभाराच्या हालचालीची दिशा (v) दर्शवतो. जर विद्युत प्रभार धन असेल, तर उजव्या हाताचा तळवा चुंबकीय बलाच्या (F) दिशेकडे असतो. जर प्रभार ऋण असेल, तर उजव्या हाताची पाठ चुंबकीय बलाच्या (F) दिशेकडे असते.

वरील उदाहरणात दाखवल्याप्रमाणे, पारंपरिक विद्युत प्रवाहाची दिशा ही धन विद्युत प्रभाराच्या दिशेसारखीच असते. उजव्या हाताचा नियम लागू केल्यास, चुंबकीय बलाची दिशा कागदाच्या प्रतलाला लंब असते, म्हणजेच वाचकाच्या डोळ्याच्या दिशेने असते.
योग्य उत्तर E आहे.

१०. आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, I विद्युत प्रवाह वाहणारी एक सरळ तार दोन चुंबकीय ध्रुवांच्या मध्ये ठेवली आहे. तारेवरील चुंबकीय बलाची दिशा ही...च्या दिशेसारखीच आहे.

अ. धन z-अक्ष
ब. ऋण झेड-अक्ष
C. धन y-अक्ष
डी. ऋण y-अक्ष
ई. धन x-अक्ष

चर्चा
दिकेताहुई :
विद्युत प्रवाहाची दिशा = डावीकडे
चुंबकीय क्षेत्राची दिशा = उत्तर ते दक्षिण (वर)
विचारले चुंबकीय बलाची दिशा
उत्तर :
उजव्या हाताचा नियम लागू केल्यास, चुंबकीय बलाची दिशा कागदाच्या प्रतलाला लंब असते किंवा वाचकाच्या डोळ्यापासून दूर असते किंवा ऋण z अक्षाच्या दिशेने असते.
योग्य उत्तर B आहे.

प्रश्नाचा स्रोत:

वरिष्ठ माध्यमिक/व्यावसायिक उच्च माध्यमिक शाळेसाठी राष्ट्रीय परीक्षेतील भौतिकशास्त्राचे प्रश्न