एक सोलेनोइड के भीतर उत्पन्न एक शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग कुंडली के अंदर रखे नरम लोहे के एक टुकड़े को

Question

एक सोलेनोइड के भीतर उत्पन्न एक शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग कुंडली के अंदर रखे नरम लोहे के एक टुकड़े को चुंबकित करने के लिए किया जा सकता है। परिणामी चुंबक को __________ कहा जाता है।

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The correct answer is D: विद्युत चुंबक. विद्युत चुंबक एक प्रकार का चुंबक है जिसमें चुंबकीय क्षेत्र विद्युत धारा द्वारा उत्पन्न होता है। जब धारा ले जाने वाले सोलेनोइड के अंदर नरम लोहा रखा जाता है, तो यह एक चुंबकीय कोर के रूप में कार्य करता है, जो सामग्री की उच्च पारगम्यता (permeability) के कारण चुंबकीय क्षेत्र को काफी मजबूत कर देता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
विद्युत चुंबक एक प्रकार का चुंबक है जिसमें चुंबकीय क्षेत्र विद्युत धारा द्वारा उत्पन्न होता है। जब धारा ले जाने वाले सोलेनोइड के अंदर नरम लोहा रखा जाता है, तो यह एक चुंबकीय कोर के रूप में कार्य करता है, जो सामग्री की उच्च पारगम्यता (permeability) के कारण चुंबकीय क्षेत्र को काफी मजबूत कर देता है।

Working Principle: जब एक विद्युत धारा सोलेनोइड की कुंडली से होकर गुजरती है, तो यह अंदर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है। इस सोलेनोइड के अंदर रखा नरम लोहा बाहरी क्षेत्र के कारण चुंबकीय डोमेन संरेखण (magnetic domain alignment) से गुजरता है, जिससे चुंबकीय फ्लक्स रेखाएं प्रभावी रूप से केंद्रित हो जाती हैं। यह प्रक्रिया नरम लोहे को एक अस्थायी, शक्तिशाली चुंबक में बदल देती है जो केवल तब तक अपना चुंबकत्व बनाए रखता है जब तक धारा प्रवाहित होती रहती है।

Key Formulas: $B = \mu_0 n I$ — एक लंबे सोलेनोइड के अंदर चुंबकीय क्षेत्र जहाँ $\mu_0$ पारगम्यता है, $n$ प्रति इकाई लंबाई में घुमावों की संख्या है, और $I$ धारा है।; $F = q(\vec{v} 	imes \vec{B})$ — चुंबकीय क्षेत्र द्वारा लगाया गया लोरेंत्ज़ बल।

Key Points: नरम लोहे का उपयोग इसलिए किया जाता है क्योंकि इसमें उच्च चुंबकीय पारगम्यता और कम प्रतिधारण क्षमता (retentivity) होती है।; विद्युत चुंबक की शक्ति को घुमावों की संख्या या धारा को बढ़ाकर बढ़ाया जा सकता है।; विद्युत चुंबक अस्थायी चुंबक होते हैं क्योंकि धारा बंद होने पर वे अपना चुंबकत्व खो देते हैं।

Advantages: धारा को समायोजित करके चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति को नियंत्रित किया जा सकता है।; आवश्यकतानुसार चालू और बंद किया जा सकता है।

Disadvantages: काम करने के लिए बिजली के निरंतर स्रोत की आवश्यकता होती है।; सोलेनोइड कुंडली में प्रतिरोध के कारण हीटिंग प्रभाव (जूल हीटिंग)।

Applications: इलेक्ट्रिक घंटियाँ और डोर चाइम्स।; भारी लोहे की वस्तुओं को उठाने के लिए स्क्रैप यार्ड में उपयोग किए जाने वाले चुंबकीय क्रेन।

Additional Info: विद्युत चुंबकों के लिए नरम लोहे को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि इसे आसानी से चुंबकित और विचुंबकित किया जा सकता है।. विकल्प A (टोरोइड) एक वृत्त में मुड़ा हुआ सोलेनोइड है।. विकल्प B (स्थायी चुंबक) बाहरी शक्ति के बिना अपना चुंबकत्व बनाए रखता है।. विकल्प C (प्राकृतिक चुंबक) प्रकृति में पाया जाता है, जैसे कि लोडस्टोन (मैग्नेटाइट, $Fe_3O_4$)।

Answer: D सही है — धारा ले जाने वाले सोलेनोइड के अंदर एक नरम लोहे का कोर एक विद्युत चुंबक बनाता है, जो केवल तब तक चुंबकीय गुण प्राप्त करता है जब तक धारा प्रवाहित होती रहती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि 'नरम लोहा' अस्थायी चुंबकों (विद्युत चुंबकों) के लिए होता है, जबकि 'इस्पात' अपनी उच्च प्रतिधारण क्षमता के कारण स्थायी चुंबकों के लिए पसंद किया जाता है।

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Option A: टोरोइड

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Option B: स्थायी चुंबक

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Option C: प्राकृतिक चुंबक

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