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

गणना:

प्रत्येक चाप केंद्र पर कोण α = π/4 अंतरित करता है। त्रिज्या r वाले धारावाही चाप के कारण केंद्र पर चुंबकीय क्षेत्र जो कोण α अंतरित करता है, निम्न द्वारा दिया गया है:

B = (μ₀ × i × α) / (4πr)

चूँकि प्रत्येक त्रिज्या के चार चाप हैं और प्रत्येक चाप में धारा एक ही दिशा (कागज से बाहर) में क्षेत्र का योगदान करती है, इसलिए नेट चुंबकीय क्षेत्र सभी चापों के कारण क्षेत्रों का योग है:

B₁ = 4 × (μ₀ × i × α) / (4πr₁) + 4 × (μ₀ × i × α) / (4πr₂)

उभयनिष्ठ पदों को गुणनखंडित करने पर:

B = (μ₀ × i × α) / 4 × [1 / r₁ + 1 / r₂]

अब, मानों को प्रतिस्थापित करने पर:

μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T⋅m/A, i = 10 A, α = π/4, r₁ = 0.08 m, r₂ = 0.12 m

B = (4π × 10⁻⁷ × 10) / 4 × [1 / 0.08 + 1 / 0.12]

B = 6.54 × 10⁻⁵ T

उत्तर: 6.54

उत्तर:(2)

हल

उत्सर्जित फोटॉन की तरंगदैर्घ्य \(\frac{1}{\lambda}=\mathrm{R}\left(\frac{1}{\mathrm{n}_{2}^{2}}-\frac{1}{\mathrm{n}_{1}^{2}}\right)(\because \mathrm{Z}= 1)\) दूसरी कक्षा से पहली कक्षा में संक्रमण : हमारे पास है, n1 = 2n2 = 1

∴ \(\frac{1}{\lambda}=\mathrm{R}\left(\frac{1}{1^{2}}-\frac{1}{2^{2}}\right) \Rightarrow \mathrm{R}=\frac{4}{3^{\lambda}}\)

तीसरी कक्षा से पहली कक्षा में स्थानांतरण:

एक धारावाही तार चालक के भीतर गतिशील आवेशों के परिणामस्वरूप चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। विद्युत-चुंबकत्व के नियमों के तहत एक धारावाही चालक एक उदासीन स्पीशीज़ है जब तक कि इसमें कोई बाहरी आवेश या विद्युत क्षेत्र नहीं जोड़ा जाता है।

गणना:
दी गई समस्या में खंड ABC और A'B'C' से प्रवाहित धारा शामिल है। लक्ष्य बिंदु P पर चुंबकीय क्षेत्र की गणना करना है। एम्पियर के नियम का उपयोग करके, हम प्रत्येक खंड द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की गणना कर सकते हैं और फिर P पर कुल क्षेत्र ज्ञात कर सकते हैं।

खंड AB के कारण चुंबकीय क्षेत्र है:

B₁ = (μ₀I / 4πr) [sin θ₁ + sin θ₂], जहाँ θ₁ = 0° और θ₂ = 90°।

इस प्रकार, B₁ = (μ₀I / 4πr) [0 + 1] = μ₀I / 4πr (कागज के भीतर)

खंड A'B' के कारण चुंबकीय क्षेत्र की गणना इस प्रकार की जाती है:

B₂ = (μ₀I / 4πr) [sin θ'₁ + sin θ'₂], जहाँ θ'₁ = 0° और θ'₂ = 90°

इस प्रकार, B₂ = (μ₀I / 4πr) [0 + 1] = μ₀I / 4πr (कागज के भीतर)

बिंदु P पर कुल चुंबकीय क्षेत्र, Bₚ, B₁ और B₂ का योग है:

Bₚ = B₁ + B₂ = μ₀I / 4πr + μ₀I / 4πr = μ₀(2I) / 4πr

इसलिए, P पर चुंबकीय क्षेत्र 2μ₀I / 4πr (विकल्प 2) है।

उत्तर: (8)

अवधारणा:

• धारा के एक वर्गाकार पाश के केंद्र पर चुंबकीय क्षेत्र निम्न सूत्र द्वारा दिया जाता है

• \(\mathrm{B}=\frac{\mu_{0} \mathrm{i}}{4 \pi \mathrm{~d}}\left(\sin \theta_{1}+\sin \theta_{2}\right)\)
  जहाँ: μ₀ = मुक्त स्थान की चुंबकशीलता = 4π × 10⁻⁷ T·m/A, I = पाश में धारा, और, a = वर्गाकार पाश की भुजा की लंबाई

गणना:

मान लीजिए B एक भुजा के कारण चुंबकीय क्षेत्र है

फिर \(\mathrm{B}=\frac{\mu_{0} \mathrm{i}}{4 \pi \mathrm{~d}}\left(\sin \theta_{1}+\sin \theta_{2}\right)\)

= \(\frac{10^{-7} \times 5 \times 2}{\frac{1}{2 \sqrt{2}}} \times \frac{1}{\sqrt{2}}=2 \times 10^{-6}\)

∴ केंद्र O पर B _नेट = 4B

= 8 × 10 ^–6

उत्तर: P = 8 है। 

संप्रत्यय:

चुंबकीय आघूर्ण और कुंडली पर बलाघूर्ण:

• चुंबकीय क्षेत्र में रखी गई एक आयताकार कुंडली पर कार्य करने वाला बलाघूर्ण (बल का आघूर्ण​) निम्न सूत्र द्वारा दिया जाता है:
  τ = n × B × A × I × sin(θ)
  • τ = बलाघूर्ण (बल का आघूर्ण),
    n = कुंडली के फेरों की संख्या,
    B = चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता,
    A = कुंडली का क्षेत्रफल,
    I = कुंडली में प्रवाहित धारा,
    θ = कुंडली के अभिलम्ब और चुंबकीय क्षेत्र के बीच का कोण।
• इस स्थिति में, कोण θ 60° दिया गया है।

परिकलन:

दिया गया है,

फेरों की संख्या, n = 400

चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता, B = 1 T

कुंडली का क्षेत्रफल, A = 10⁻² m²

धारा, I = 0.5 A

कोण, θ = 60°

बल आघूर्ण के सूत्र का उपयोग करने पर:

τ = n × B × A × I × sin(θ)

मानों को प्रतिस्थापित करने पर:

τ = 400 × 1 × 10⁻² × 0.5 × sin(60°)

τ = 400 × 10⁻² × 0.5 × (√3 / 2)

τ = 400 × 10⁻² × 0.5 × 0.866

τ = 400 × 10⁻² × 0.433

τ = 1 N·m

∴ कुंडली पर कार्य करने वाले बल आघूर्ण का प्रारंभिक मान 1 N·m है।
इसलिए, सही विकल्प 3) 1 है।

सही उत्तर दोनों ध्रुवों पर है।

Important Points

• प्राचीन ग्रीक इस खनिज का उपयोग करने वाले पहले व्यक्ति थे, जिन्हें उन्होंने उसी पदार्थ और लोहे के अन्य टुकड़ों को आकर्षित करने की क्षमता के कारण चुंबक कहा था।
• अंग्रेज विलियम गिल्बर्ट चुंबकत्व की घटना की वैज्ञानिक पद्धति से व्यवस्थित रूप से परीक्षण करने वाले पहले व्यक्ति थे।
• रेखायें जितनी करीब होती हैं, चुंबकीय क्षेत्र उतना ही प्रबल होता है, इसलिए बार (छड़) चुंबक में चुंबकीय क्षेत्र ध्रुवों के सबसे करीब होता है।
• यह दोनों ध्रुवों पर समान रूप से प्रबल होता है, चुंबक के मध्य में कमजोर बल होता है और ध्रुवों और मध्य के बीच आधा होता है।
• चुंबकीय क्षेत्र एक सदिश राशि है जो विद्युत आवेशों, विद्युत धाराओं और चुंबकीय पदार्थों पर चुंबकीय प्रभाव दर्शाता है।
• चुंबकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश, अपने वेग के और चुंबकीय क्षेत्र के लिए लंबवत बल का अनुभव करता है।

• चुंबकीय क्षेत्र की SI इकाई टेस्ला है।

​

विद्युत क्षेत्र: विद्युत क्षेत्र एक भौतिक क्षेत्र है जो प्रत्येक विद्युत आवेश को घेरता है और उस क्षेत्र में या तो आकर्षण या अपकर्षण द्वारा अन्य सभी आवेशों पर बल लगाता है। 

विद्युत क्षेत्र विद्युत आवेशों से या समय-भिन्न चुम्बकीय क्षेत्रों से प्रारंभ होता है। 

चुम्बकीय क्षेत्र: चुम्बकीय क्षेत्र एक सदिश क्षेत्र है जो गतिमान विद्युत आवेश, विद्युत धारा और चुम्बकीय पदार्थो पर चुम्बकीय प्रभाव को वर्णित करता है।

महत्वपूर्ण निष्कर्ष:

• चुम्बकीय क्षेत्र में गतिमान एक आवेश इसके स्वयं के वेग और चुम्बकीय क्षेत्र के लंबवत एक बल का अनुभव करता है। 
• गतिमान आवेश चुम्बकीय क्षेत्र उत्पादित करेंगे। 
• विद्युत क्षेत्र विद्युत आवेशों से या समय-भिन्न चुम्बकीय क्षेत्रों से प्रारंभ होता है। 
• गतिमान आवेश चुम्बकीय क्षेत्र उत्पादित करेगा। 
• इसलिए गतिमान विद्युतीय आवेश विद्युत व चुम्बकीय क्षेत्र भी उत्पादित करता है। अतः विकल्प 1 सही है। 

अवधारणा :

• चुंबकीय क्षेत्र की दृढ़ता या चुंबकीय क्षेत्र का प्रेरण या चुंबकीय क्षेत्र का फ्लक्स घनत्व चुंबकीय क्षेत्र के लिए लंबवत एक दिशा में इकाई वेग के साथ चलते इकाई धनात्मक आवेश द्वारा अनुभव किए गए बल के बराबर है।
  • चुंबकीय क्षेत्र (B) की SI इकाई वेबर / मीटर 2 (Wbm -2 ) या टेस्ला है।
• B की CGS इकाई गॉस है।

1 गॉस = 10 -4 टेस्ला।

व्याख्या:

• उपरोक्त स्पष्टीकरण से, हम देख सकते हैं कि टेस्ला और गॉस के बीच का संबंध निम्न द्वारा दिया गया है:

1 टेस्ला = 10 4 गॉस ।

व्याख्या :

चुंबकीय क्षेत्र और चुंबकीय बल रेखाएँ: यह एक चुंबकीय ध्रुव या चुंबक या धारावाही तार के चारों ओर का स्थान है, जिसके भीतर इसके चुंबकीय प्रभाव का अनुभव किया जा सकता है। इसे चुंबकीय क्षेत्र के रूप में परिभाषित किया जाता है।

• चुंबकीय क्षेत्र को रेखाओं या वक्रों के एक समूह की सहायता से दर्शाया जा सकता है, जिन्हें चुंबकीय बल रेखाएँ या चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ कहा जाता है।

चुंबकीय क्षेत्र रेखा के गुण:

1. चुंबकीय क्षेत्र रेखा, चुंबक के अंदर उत्तरी ध्रुव से दक्षिण ध्रुव की ओर तथा दक्षिण से उत्तर की ओर निर्देशित होती है।
2. चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ बंद और निरंतर होती हैं।
3. चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ ध्रुवों के पास अधिक सघन होती हैं, जिससे पता चलता है कि चुंबकीय क्षेत्र की प्रबलता इसके ध्रुवों पर अधिकतम होती है।
4. चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ कभी भी एक दूसरे को नहीं काटती हैं।

इसका कारण यह है कि यदि दो क्षेत्र रेखाएँ एक दूसरे को काटती हैं, तो चुंबकीय क्षेत्र की दो दिशाएँ होंगी, जो संभव नहीं है।

सही उत्तर समानांतर सीधी रेखाएं है।

Key Points

• एक परिनालिका के अंदर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं समानांतर सीधी रेखाओं के रूप में होती हैं। अत:, विकल्प 4 सही है।
• परिनालिका के अंदर क्षेत्र रेखाओं का यह पैटर्न इंगित करता है कि चुंबकीय क्षेत्र की ताकत सभी बिंदुओं पर समान है।
• जब तारों से धारा गुजरती है, तो एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है।
• परिनालिका एक स्थायी छड़ चुंबक की तरह व्यवहार करता है।
• जिसके दक्षिणी और उत्तरी ध्रुव वे सिरे होते हैं जहाँ से क्रमशः चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ अंदर और बाहर आ रही होती हैं।

Important Points

• परिनालिका दो प्रकार की होती है: परिमित और अनंत परिनालिका।
• एक परिमित परिनालिका वह होती है जिसकी लंबाई परिमित होती है और अनंत वह होती है जिसकी लंबाई अनंत होती है ताकि अंतिम प्रभाव नगण्य हो।
• चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं लंबी अनंत परिनालिका की धुरी के समानांतर होती हैं और चुंबकीय क्षेत्र लंबाई के साथ बदलता नहीं है।
• चुंबकीय क्षेत्र लगभग एक सीधी रेखा प्रतीत होता है।
• एक बेलन के आकार में बारीकी से लपेटे गए विद्युतरोधी तांबे के तार के कई गोलाकार घुमावों को एक परिनालिका कहा जाता है।
• क्षेत्र पैटर्न एक बार चुंबक के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र के समान है।
• परिनालिका का एक सिरा चुंबकीय उत्तरी ध्रुव के रूप में कार्य करता है, जबकि दूसरा चुंबकीय दक्षिणी ध्रुव के रूप में कार्य करता है।
• परिनालिका के भीतर क्षेत्र रेखाएँ समान्तर सीधी रेखाओं के रूप में होती हैं।
• इसका अर्थ है कि परिनालिका के भीतर चुंबकीय क्षेत्र सभी बिंदुओं पर समान होता है।
• अर्थात परिनालिका के भीतर का क्षेत्र एक समान होता है।
• 

अवधारणा:

धारा का चुंबकीय प्रभाव

• एक धारा ले जाने वाला चालक हमारे चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है।
• चुंबकीय बल धारा के परिमाण और चालक से दूरी पर निर्भर करता है।
• धारा के इस गुणधर्म का इस्तेमाल विद्युतचुंबक बनाने में किया जाता है।

विद्युतचुंबक

• एक विद्युतचुंबक एक अस्थायी चुंबक है जिसमें आदर्श रूप से एक चुंबक के रूप में व्यवहार करने केका गुणधर्म होना चाहिए जब धारा इसके माध्यम से गुजरती है और जैसे ही धारा बंद हो जाती है तो चुंबकत्व खो देता है।
• मृदु लोहे का उपयोग आम तौर पर विद्युतचुंबक बनाने के लिए किया जाता है क्योंकि इसमें उच्च चुंबकीय पारगम्यता होती है, अर्थात यह आसानी से चुंबकीय गुण प्राप्त कर सकता है जब धारा कोर के चारों ओर गुजारी जाती है और जैसी ही धारा बंद की जाती है तो चुंबकीय गुण समाप्त हो जाता है
• कुंडली के अंदर मृदु लोहा चुंबकीय क्षेत्र को मजबूत बनाता है क्योंकि धारा बहने पर यह चुंबक बन जाता है।

व्याख्या:

• इसलिए, स्विच ON होने पर एक विद्युतचुंबक चुंबक के रूप में व्यवहार करता है और स्विच OFF होने पर यह चुंबकत्व खो देता है।
• इससे विद्युतचुंबक अस्थायी चुंबक बन जाता है।

इसलिए, सही विकल्प एक अस्थायी चुंबक है।

अवधारणा:

चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ:

• चुंबकीय क्षेत्र रेखा एक ऐसी काल्पनिक रेखा है जो किसी भी बिंदु पर उसकी स्पर्शरेखा स्थान में उस बिंदु पर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा देती है ।
• चुंबकीय क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं खींची जाती हैं।
• चुंबकीय कंपास की सहायता से चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं खींची जा सकती हैं।
• चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को बल की चुंबकीय रेखाएं भी कहा जाता है।

चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के गुण:

1. एक चुंबक (या एक सोलनॉइड) की चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं निरंतर बंद लूप बनाती हैं।
2. चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं उत्तरी ध्रुव से शुरू होती हैं और चुंबक के बाहर दक्षिणी ध्रुव पर समाप्त होती हैं। चुंबक के अंदर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं दक्षिणी ध्रुव से शुरू होकर उत्तरी ध्रुव पर समाप्त होती हैं।
3. किसी दिए गए बिंदु पर चुंबकीय क्षेत्र रेखा की स्पर्शरेखा उस बिंदु पर शुद्ध चुंबकीय क्षेत्र B की दिशा को दर्शाती है।
4. प्रति इकाई क्षेत्र को पार करने वाली क्षेत्र रेखाओं की संख्या जितनी अधिक होगी, चुंबकीय क्षेत्र B का परिमाण उतना ही अधिक होगा।
5. चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं एक दूसरे को प्रतिच्छेद नहीं करती हैं यदि वे करती हैं, तो उस बिंदु पर चुंबकीय क्षेत्र की दो दिशाएं होंगी जो संभव नहीं है।

व्याख्या:

• चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं उत्तरी ध्रुव से शुरू होती हैं और चुंबक के बाहर एक दक्षिणी ध्रुव पर समाप्त होती हैं । अत: विकल्प 2 सही है।
• चुंबक के अंदर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं दक्षिणी ध्रुव से शुरू होकर उत्तरी ध्रुव पर समाप्त होती हैं।

संकल्पना:

• चुंबकीय क्षेत्र एक चुंबक या गतिमान आवेशित कण के चारों ओर अंतरिक्ष में एक क्षेत्र है जहाँ एक अन्य चुंबक या गतिमान आवेशित कण एक बल अनुभव करता है।
  • एक गतिमान आवेशित कण एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है।
  • धारावाही तार में गतिमान इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए इसके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है।
• तार से R दूरी पर धारा वाहक चालक (I) के चारों ओर उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र:

\(\Rightarrow \vec B = \frac{\mu_0\vec I}{2\pi R}\)

जहाँ \(\frac { \mu_0}{2\pi}\) का नियत मान I धारा और R तार से बिंदु की दूरी है।

स्पष्टीकरण:​

चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता, 

\(\Rightarrow B = \frac{μ_0I}{2π r}\) 

\(⇒ B ∝ \frac{1}{r}\)

• उपरोक्त सूत्र से स्पष्ट है कि उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र धारावाही तार से दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

अवधारणा:

धारा ले जाने वाले तार के आसपास या चुंबक के चारों ओर का क्षेत्र जिसमें चुंबकीय बल को किसी अन्य धारा वाहक तार या चुंबक द्वारा अनुभव किया जा सकता है, उसे चुंबकीय क्षेत्र कहा जाता है ।

वृत्ताकार कुंडल के केंद्र पर चुंबकीय क्षेत्र निम्न द्वारा दिया गया है:

\(B = \frac{{{\mu _0}\;I}}{{2\;R}}\)

जहाँ B = चुंबकीय क्षेत्र की ताकत, I = धारा, R = वृत्ताकार कुंडल की त्रिज्या

गणना:

तार की लंबाई L है

⇒ L = 2π R

हम जानते हैं कि तार के केंद्र पर चुंबकीय क्षेत्र निम्न है

\(B = \frac{{{\mu _0}\;I}}{{2\;R}} \Rightarrow I = \frac{{2BR}}{{{\mu _0}}}\)

दोनों ओर ‘π‘ से गुणा करने पर

\(I \times \pi = \frac{{2\;B\;R \times \pi }}{{{\mu _0}}} = \frac{{\left( {2\pi R} \right)B}}{{{\mu _0}}} = \frac{{L\;B}}{{{\mu _0}}}\)

\( \Rightarrow I = \frac{{L\;B}}{{{\mu _0}\pi }}\)

इसलिए, तार में धारा \(\frac{{B\;L}}{{{\mu _0}\pi }}\) होni चाहिए

अवधारणा :

चुंबकीय क्षेत्र:

• धारा का वाहन करने वाले तार/गतिमान विद्युत आवेश या चुंबकीय पदार्थ के चारों ओर वह स्थान या क्षेत्र जिसमें चुम्बकत्व के बल का अनुभव अन्य चुंबकीय पदार्थ द्वारा किया जा सकता है, उसे उस पदार्थ/धारा द्वारा चुंबकीय क्षेत्र/चुंबकीय प्रेरण कहा जाता है।
• इसे B द्वारा दर्शाया गया है।

दो समानांतर तारों के बीच चुंबकीय बल प्रति इकाई लंबाई निम्न द्वारा दी जाती है;

\(F = \frac{{{\mu _{0\;}}{I_1}\;{I_2}}}{{2\pi \;d}}\)

जहां μ₀ मुक्त स्थान की पारगम्यता है, I₁ पहले तार में dc धारा है और I₂ दूसरे तार में dc धारा है और d दो तारों के बीच की दूरी है।

स्पष्टीकरण:

दिया गया है दो तार धारा Ia और Ib का वहन करते हैं

दोनों तार की लंबाई है -

दो तारों के बीच प्रति इकाई लंबाई बल \(\frac{F}{L} \Rightarrow \;F=\frac{{{\mu _{0\;}}L\;{I_a}\; {I_b}}}{{2\pi \;d}}\) है

चूंकि धारा उसी दिशा में चलती है इसलिए यह आकर्षण का है।

Important Points

• यदि चालक धारा का वहन समान दिशा में करता है, तो उनके बीच बल आकर्षक होगा।
• यदि चालक धारा का वहन विपरीत दिशा में करता है, तो उनके बीच बल प्रतिकारक होगा।