Motional EMF MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Motional EMF - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

जैसे ही धातु की छड़ चुंबकीय क्षेत्र B की उपस्थिति में रेलों के साथ स्लाइड करती है, यह चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को काटती है, जिससे छड़ की गति के कारण विद्युत वाहक बल (emf) प्रेरित होता है। फैराडे के प्रेरण के नियम के अनुसार, रेलों और छड़ द्वारा बनाए गए पाश में प्रेरित emf दिया गया है:

जहाँ l रेलों के बीच की दूरी है, v छड़ का वेग है, और B चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता है।

यह प्रेरित emf प्रतिरोधक R के माध्यम से धारा I को चलाता है। ओम के नियम का उपयोग करते हुए, परिपथ में धारा है:

परिपथ में धारा के कारण गतिमान छड़ पर चुंबकीय बल लोरेंज बल द्वारा दिया गया है:

यह चुंबकीय बल छड़ की गति के विपरीत दिशा में कार्य करता है, एक मंदक बल प्रदान करता है। न्यूटन के दूसरे नियम का उपयोग करते हुए, छड़ पर नेट बल है:

चुंबकीय बल को संवेग परिवर्तन की दर के साथ बराबर करने पर:

यह सरल करता है:

चरों को अलग करने के लिए पुनर्व्यवस्थित करने पर:

दोनों पक्षों का समाकलन करने पर:

सही उत्तर 3):  है। 

Calculation:

Magnetic Field Around the Wire:

A long straight wire carrying current I produces a magnetic field:

, directed tangentially around the wire (by the right-hand rule).

Induced Electric Field in the Rod:

The rod moves parallel to the wire with speed v. At any point on the rod located a distance r from the wire, the magnetic field is 

The velocity v is along the wire (say the z-axis).

The magnetic field B(r) is tangential ( direction).

Hence,  points radially (either inward or outward).

Its magnitude is:

Calculate the EMF

Perform the Integral

Thus, 

Thus, option '3' is correct

संकल्पना:

फैराडे का विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम;

कथन 1: इसमें emf प्रेरित करने के लिए कुंडली के साथ फ्लक्स ग्रंथिका में परिवर्तन होना चाहिए।

कथन 2: प्रेरित emf का परिमाण फ्लक्स ग्रंथिका के परिवर्तन की दर के समानुपातिक होता है।

गणितीय रूप से, फैराडे का नियम निम्न द्वारा दिया जाता है

जहां Ψ  = Nϕ ⇒ फ्लक्स ग्रंथन (वेबर-शब्द)

व्याख्या:

चित्र में दिए गए चुंबकीय क्षेत्र में घूमने वाले कुंडल पर विचार करें।

कुंडल में प्रेरित EMF।

E = V.B.l sinθ 

जहाँ V = वेग जिस पर कुंडल चुम्बकीय क्षेत्र के अंदर घूमता है। 

B = चुंबकीय क्षेत्र का सामर्थ्य

l = चुंबकीय क्षेत्र से गुजरने वाले कुंडल या चालक की लंबाई।

अत: maxm emf = 0 90° पर होगा

कुंडल में प्रेरित EMF चुंबकीय क्षेत्र के तापमान पर निर्भर नहीं करता है।

अतः सही विकल्प (3) है।

गतिशील रूप से प्रेरित EMF (गतिशील विद्युत चुम्बकीय प्रेरण):

जब चालक घुमता है और क्षेत्र स्थिर होता है, तो चालक में प्रेरित EMF गतिशील रूप से प्रेरित EMF कहलाता है।

उदाहरण: DC जनरेटर, AC जनरेटर

स्थैतिक प्रेरित EMF (स्थैतिक विद्युत चुम्बकीय प्रेरण):

जब चालक स्थिर अवस्था में होता है और क्षेत्र परिवर्तित (भिन्न) होता है, तो चालक में प्रेरित EMF स्थैतिक प्रेरित EMF कहलाता है।

उदाहरण: ट्रांसफॉमर

 Key Points

• एक विद्युत मोटर विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है।
• मोटर के शाफ्ट पर लगाए गए आघूर्ण बल के रूप में बल उत्पन्न करने के लिए अधिकांश विद्युत मोटरें मोटर के चुंबकीय क्षेत्र और एक कुंडलित तार में विद्युत धारा के बीच पारस्परिक क्रिया के माध्यम से संचालित होती हैं।

 
व्याख्या:

• व्यावसायिक विद्युत मोटरों को एक बड़े चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है जिसे वे एक परिनालिका का उपयोग करके प्राप्त करते हैं जिसमें केंद्र में एक नरम लोहे के क्रोड के साथ बड़ी संख्या में फेरे होते हैं।
• परिनालिका के कारण चुंबकीय क्षेत्र है:

• बड़ी संख्या में फेरे (n) केंद्र में एक बड़ा चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करते हैं।
• एक स्थायी चुंबक एक दुर्बल चुंबक है जो व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक बड़े चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करने में असमर्थ है।

संकल्पना:

गतिवान emf: किसी चुम्बकीय क्षेत्र के सापेक्ष गति के कारण प्रेरित emf को गतिवान emf कहा जाता है। 

​

एकसमान चुम्बकीय क्षेत्र B के लंबवत गतिमान एक सीधे चालक PQ को लेते हैं। 

माना कि छड़ की गति को (v m/s) के स्थिर वेग के साथ एकसमान होना चाहिए। 

आयत PQRS छड़ PQ की गति के कारण परिवर्ती क्षेत्रफल को आवृत करने वाले एक बंद परिपथ का निर्माण करता है। 

लूप PQRS द्वारा बंद चुम्बकीय अभिवाह ϕ को निम्न रूप में ज्ञात किया जा सकता है:

⇒ ϕ = B × क्षेत्रफल = B × (l.x) 

चूँकि चालक गतिमान है, इसलिए गतिमान क्षेत्रफल की दर में परिवर्तन होता है। यह उस अभिवाह के परिवर्तन की दर का कारण बनता है जो emf को प्रेरित करता है।

इस प्रेरित emf (E) को निम्न द्वारा ज्ञात किया गया है:

जहाँ 'v' चालक PQ का वेग है। 

गणना:

दिया गया है:

तार की लम्बाई (I) = 100 cm = 1 m,

चुम्बकीय क्षेत्र (B) = 1.5 Wb/m2,

वेग (v) = 50 m/s

तार में प्रेरित emf निम्न है

E = Blv = 1.5 × 1 × 50 = 75 V

Additional Information

यदि लम्बाई (I) वाला एक चालक चुम्बकीय क्षेत्र के साथ कोण θ बनाते हुए स्थिर वेग (v) के साथ चुम्बकीय क्षेत्र (B) में गतिमान है, तो प्रेरित emf को निम्न द्वारा ज्ञात किया गया है,

E = B l v sin θ 

गतिशील रूप से प्रेरित EMF (गतिशील विद्युत चुम्बकीय प्रेरण):

जब चालक घुमता है और क्षेत्र स्थिर होता है, तो चालक में प्रेरित EMF गतिशील रूप से प्रेरित EMF कहलाता है।

उदाहरण: DC जनरेटर, AC जनरेटर

स्थैतिक प्रेरित EMF (स्थैतिक विद्युत चुम्बकीय प्रेरण):

जब चालक स्थिर अवस्था में होता है और क्षेत्र परिवर्तित (भिन्न) होता है, तो चालक में प्रेरित EMF स्थैतिक प्रेरित EMF कहलाता है।

उदाहरण: ट्रांसफॉमर

संकल्पना:

फैराडे का विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम;

कथन 1: इसमें emf प्रेरित करने के लिए कुंडली के साथ फ्लक्स ग्रंथिका में परिवर्तन होना चाहिए।

कथन 2: प्रेरित emf का परिमाण फ्लक्स ग्रंथिका के परिवर्तन की दर के समानुपातिक होता है।

गणितीय रूप से, फैराडे का नियम निम्न द्वारा दिया जाता है

जहां Ψ  = Nϕ ⇒ फ्लक्स ग्रंथन (वेबर-शब्द)

व्याख्या:

चित्र में दिए गए चुंबकीय क्षेत्र में घूमने वाले कुंडल पर विचार करें।

कुंडल में प्रेरित EMF।

E = V.B.l sinθ 

जहाँ V = वेग जिस पर कुंडल चुम्बकीय क्षेत्र के अंदर घूमता है। 

B = चुंबकीय क्षेत्र का सामर्थ्य

l = चुंबकीय क्षेत्र से गुजरने वाले कुंडल या चालक की लंबाई।

अत: maxm emf = 0 90° पर होगा

कुंडल में प्रेरित EMF चुंबकीय क्षेत्र के तापमान पर निर्भर नहीं करता है।

अतः सही विकल्प (3) है।

संकल्पना:

गतिवान emf: किसी चुम्बकीय क्षेत्र के सापेक्ष गति के कारण प्रेरित emf को गतिवान emf कहा जाता है। 

​

एकसमान चुम्बकीय क्षेत्र B के लंबवत गतिमान एक सीधे चालक PQ को लेते हैं। 

माना कि छड़ की गति को (v m/s) के स्थिर वेग के साथ एकसमान होना चाहिए। 

आयत PQRS छड़ PQ की गति के कारण परिवर्ती क्षेत्रफल को आवृत करने वाले एक बंद परिपथ का निर्माण करता है। 

लूप PQRS द्वारा बंद चुम्बकीय अभिवाह ϕ को निम्न रूप में ज्ञात किया जा सकता है:

⇒ ϕ = B × क्षेत्रफल = B × (l.x) 

चूँकि चालक गतिमान है, इसलिए गतिमान क्षेत्रफल की दर में परिवर्तन होता है। यह उस अभिवाह के परिवर्तन की दर का कारण बनता है जो emf को प्रेरित करता है।

इस प्रेरित emf (E) को निम्न द्वारा ज्ञात किया गया है:

जहाँ 'v' चालक PQ का वेग है। 

गणना:

दिया गया है:

तार की लम्बाई (I) = 100 cm = 1 m,

चुम्बकीय क्षेत्र (B) = 1.5 Wb/m2,

वेग (v) = 50 m/s

तार में प्रेरित emf निम्न है

E = Blv = 1.5 × 1 × 50 = 75 V

Additional Information

यदि लम्बाई (I) वाला एक चालक चुम्बकीय क्षेत्र के साथ कोण θ बनाते हुए स्थिर वेग (v) के साथ चुम्बकीय क्षेत्र (B) में गतिमान है, तो प्रेरित emf को निम्न द्वारा ज्ञात किया गया है,

E = B l v sin θ 

गतिशील रूप से प्रेरित EMF (गतिशील विद्युत चुम्बकीय प्रेरण):

जब चालक घुमता है और क्षेत्र स्थिर होता है, तो चालक में प्रेरित EMF गतिशील रूप से प्रेरित EMF कहलाता है।

उदाहरण: DC जनरेटर, AC जनरेटर

स्थैतिक प्रेरित EMF (स्थैतिक विद्युत चुम्बकीय प्रेरण):

जब चालक स्थिर अवस्था में होता है और क्षेत्र परिवर्तित (भिन्न) होता है, तो चालक में प्रेरित EMF स्थैतिक प्रेरित EMF कहलाता है।

उदाहरण: ट्रांसफॉमर

संकल्पना:

फैराडे का विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम;

कथन 1: इसमें emf प्रेरित करने के लिए कुंडली के साथ फ्लक्स ग्रंथिका में परिवर्तन होना चाहिए।

कथन 2: प्रेरित emf का परिमाण फ्लक्स ग्रंथिका के परिवर्तन की दर के समानुपातिक होता है।

गणितीय रूप से, फैराडे का नियम निम्न द्वारा दिया जाता है

जहां Ψ  = Nϕ ⇒ फ्लक्स ग्रंथन (वेबर-शब्द)

व्याख्या:

चित्र में दिए गए चुंबकीय क्षेत्र में घूमने वाले कुंडल पर विचार करें।

कुंडल में प्रेरित EMF।

E = V.B.l sinθ 

जहाँ V = वेग जिस पर कुंडल चुम्बकीय क्षेत्र के अंदर घूमता है। 

B = चुंबकीय क्षेत्र का सामर्थ्य

l = चुंबकीय क्षेत्र से गुजरने वाले कुंडल या चालक की लंबाई।

अत: maxm emf = 0 90° पर होगा

कुंडल में प्रेरित EMF चुंबकीय क्षेत्र के तापमान पर निर्भर नहीं करता है।

अतः सही विकल्प (3) है।

 Key Points

• एक विद्युत मोटर विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है।
• मोटर के शाफ्ट पर लगाए गए आघूर्ण बल के रूप में बल उत्पन्न करने के लिए अधिकांश विद्युत मोटरें मोटर के चुंबकीय क्षेत्र और एक कुंडलित तार में विद्युत धारा के बीच पारस्परिक क्रिया के माध्यम से संचालित होती हैं।

 
व्याख्या:

• व्यावसायिक विद्युत मोटरों को एक बड़े चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है जिसे वे एक परिनालिका का उपयोग करके प्राप्त करते हैं जिसमें केंद्र में एक नरम लोहे के क्रोड के साथ बड़ी संख्या में फेरे होते हैं।
• परिनालिका के कारण चुंबकीय क्षेत्र है:

• बड़ी संख्या में फेरे (n) केंद्र में एक बड़ा चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करते हैं।
• एक स्थायी चुंबक एक दुर्बल चुंबक है जो व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक बड़े चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करने में असमर्थ है।

व्याख्या:

जैसे ही धातु की छड़ चुंबकीय क्षेत्र B की उपस्थिति में रेलों के साथ स्लाइड करती है, यह चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को काटती है, जिससे छड़ की गति के कारण विद्युत वाहक बल (emf) प्रेरित होता है। फैराडे के प्रेरण के नियम के अनुसार, रेलों और छड़ द्वारा बनाए गए पाश में प्रेरित emf दिया गया है:

जहाँ l रेलों के बीच की दूरी है, v छड़ का वेग है, और B चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता है।

यह प्रेरित emf प्रतिरोधक R के माध्यम से धारा I को चलाता है। ओम के नियम का उपयोग करते हुए, परिपथ में धारा है:

परिपथ में धारा के कारण गतिमान छड़ पर चुंबकीय बल लोरेंज बल द्वारा दिया गया है:

यह चुंबकीय बल छड़ की गति के विपरीत दिशा में कार्य करता है, एक मंदक बल प्रदान करता है। न्यूटन के दूसरे नियम का उपयोग करते हुए, छड़ पर नेट बल है:

चुंबकीय बल को संवेग परिवर्तन की दर के साथ बराबर करने पर:

यह सरल करता है:

चरों को अलग करने के लिए पुनर्व्यवस्थित करने पर:

दोनों पक्षों का समाकलन करने पर:

सही उत्तर 3):  है। 

Calculation:

Magnetic Field Around the Wire:

A long straight wire carrying current I produces a magnetic field:

, directed tangentially around the wire (by the right-hand rule).

Induced Electric Field in the Rod:

The rod moves parallel to the wire with speed v. At any point on the rod located a distance r from the wire, the magnetic field is 

The velocity v is along the wire (say the z-axis).

The magnetic field B(r) is tangential ( direction).

Hence,  points radially (either inward or outward).

Its magnitude is:

Calculate the EMF

Perform the Integral

Thus, 

Thus, option '3' is correct