Electromagnetism (SAQs)

Physical Science | 10. Electromagnetism – SAQs:
Welcome to SAQs in Chapter 10: Electromagnetism. This page contains the most Important FAQs for Short Answer Questions in this Chapter. Each answer is provided in simple English, with a Telugu explanation, and formatted according to the exam style. This will support your preparation and help you secure top marks in your exams.


SAQ-1 : List out the materials required for Oersted experiment and mention the precautions to be taken in the experiment ?

For Backbenchers 😎

The Oersted experiment is a super important physics experiment that helps us see how electricity and magnets are connected. Hans Christian Oersted discovered that when electricity flows through a wire, it makes a magnetic field around the wire.

Here’s what you need to do the experiment:

  1. You’ll need a base made of thermocoal to set everything up on. This material keeps things from touching each other.
  2. Use wooden sticks to hold a piece of copper wire in the air. It’s important that the wire doesn’t touch anything else.
  3. You’ll need a battery to provide the electricity, and a key or switch to control when the electricity flows.
  4. Also, get a magnetic compass. This will help you see the magnetic effect of the electricity. The compass needle moves when it’s near the wire with electricity.

Now, some things to be careful about:

  1. Make sure the wire is set up really well and tight between the wooden sticks so you can see the compass move better.
  2. Check that all the parts of the electrical circuit are set up correctly before you start.
  3. Stay away from other magnets or things that make magnetic fields because they could mess up your compass readings.
  4. Use a fresh battery so you have enough electricity to see the magnetic effect.
  5. Be gentle with the compass; it needs to work properly to show you the magnetic changes.

In simple terms, the Oersted experiment helps us understand how electricity and magnets are connected. By using the right stuff and being careful, you can see for yourself how electricity makes a magnetic field. It’s like magic but science!

మన తెలుగులో

ఓర్స్టెడ్ ప్రయోగం అనేది విద్యుత్ మరియు అయస్కాంతాలు ఎలా కనెక్ట్ అయ్యాయో చూడడానికి మాకు సహాయపడే ఒక అతి ముఖ్యమైన భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగం. వైర్ ద్వారా విద్యుత్ ప్రవహించినప్పుడు, అది వైర్ చుట్టూ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుందని హాన్స్ క్రిస్టియన్ ఓర్స్టెడ్ కనుగొన్నారు.

మీరు ప్రయోగం చేయవలసినవి ఇక్కడ ఉన్నాయి:

  1. అన్నింటినీ సెటప్ చేయడానికి మీకు థర్మోకోల్‌తో చేసిన బేస్ అవసరం. ఈ పదార్థం ఒకదానికొకటి తాకకుండా చేస్తుంది.
  2. రాగి తీగ ముక్కను గాలిలో పట్టుకోవడానికి చెక్క కర్రలను ఉపయోగించండి. వైర్ మరేదైనా తాకకుండా ఉండటం ముఖ్యం.
  3. విద్యుత్‌ను అందించడానికి మీకు బ్యాటరీ అవసరం మరియు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నియంత్రించడానికి కీ లేదా స్విచ్ అవసరం.
  4. అలాగే, అయస్కాంత దిక్సూచిని పొందండి. ఇది విద్యుత్ యొక్క అయస్కాంత ప్రభావాన్ని చూడడానికి మీకు సహాయం చేస్తుంది. కంపాస్ సూది విద్యుత్తుతో వైర్ దగ్గర ఉన్నప్పుడు కదులుతుంది.

ఇప్పుడు, జాగ్రత్తగా ఉండవలసిన కొన్ని విషయాలు:

  1. చెక్క కర్రల మధ్య వైర్ బాగా మరియు గట్టిగా అమర్చబడిందని నిర్ధారించుకోండి, తద్వారా మీరు దిక్సూచి మెరుగ్గా కదలడాన్ని చూడవచ్చు.
  2. మీరు ప్రారంభించడానికి ముందు ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ యొక్క అన్ని భాగాలు సరిగ్గా అమర్చబడిందో లేదో తనిఖీ చేయండి.
  3. ఇతర అయస్కాంతాలు లేదా అయస్కాంత క్షేత్రాలను తయారు చేసే వాటి నుండి దూరంగా ఉండండి ఎందుకంటే అవి మీ దిక్సూచి రీడింగులను గందరగోళానికి గురి చేస్తాయి.
  4. తాజా బ్యాటరీని ఉపయోగించండి, తద్వారా అయస్కాంత ప్రభావాన్ని చూడడానికి మీకు తగినంత విద్యుత్ ఉంటుంది.
  5. దిక్సూచితో సున్నితంగా ఉండండి; అయస్కాంత మార్పులను మీకు చూపించడానికి ఇది సరిగ్గా పని చేయాలి.

సరళంగా చెప్పాలంటే, Oersted ప్రయోగం విద్యుత్ మరియు అయస్కాంతాలు ఎలా కనెక్ట్ చేయబడిందో అర్థం చేసుకోవడానికి మాకు సహాయపడుతుంది. సరైన అంశాలను ఉపయోగించడం మరియు జాగ్రత్తగా ఉండటం ద్వారా, విద్యుత్ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఎలా తయారు చేస్తుందో మీరే చూడవచ్చు. ఇది మేజిక్ లాగా ఉంది, కానీ సైన్స్!

Introduction

The Oersted experiment is a fundamental experiment in the world of physics, demonstrating the relationship between electricity and magnetism. Hans Christian Oersted first discovered that a current-carrying wire produces a magnetic field around it. To recreate this experiment, specific materials and precautions are necessary.

Materials Needed for the Oersted Experiment

  1. Thermocoal Sheet:
    Acts as a base for setting up the experiment, providing insulation from any conducting surfaces.
  2. Wooden Sticks:
    Used to elevate and hold the copper wire in place, ensuring it’s suspended and does not touch other surfaces.
  3. Copper Wire (24 Gauge):
    A conductor through which electricity will pass, demonstrating the magnetic effect of the current.
  4. Battery:
    Provides the electric current necessary for the experiment.
  5. Key (or Switch):
    Allows the experimenter to control when the current is flowing through the wire.
  6. Magnetic Compass:
    Essential for observing the magnetic effect of the current. The needle will deflect when close to the current-carrying wire.

Key Precautions to Consider

  1. Wire Placement:
    Ensure that the copper wire is securely positioned through the slits of the wooden sticks and is taut. A tight wire helps in producing a more discernible effect on the magnetic compass.
  2. Circuit Integrity:
    Before starting the experiment, ensure all components of the circuit, including the battery, key, and wire connections, are correctly arranged and connected.
  3. Avoid External Magnetic Fields:
    To get accurate results, perform the experiment away from other magnets or devices producing magnetic fields, as they might interfere with the compass readings.
  4. Use Fresh Batteries:
    Make sure the battery used is not depleted, as a weak battery might not produce a strong enough current to observe the desired magnetic effect.
  5. Handle Compass Carefully:
    Ensure the magnetic compass is in good working condition and is free from any interference to observe clear deflections.

Summary

The Oersted experiment is crucial for understanding the relationship between electricity and magnetism. By ensuring that you have the right materials and follow necessary precautions, the experiment can be performed successfully, highlighting the interplay between electric currents and magnetic fields.


SAQ-2 : Compare the magnetic field lines of force formed around a current carrying solenoid with the magnetic field lines of force of a bar magnet.

For Backbenchers 😎

Magnetic fields are essential in understanding how electromagnetism works. There are two primary sources of magnetic fields: bar magnets and solenoids. Let’s compare how the magnetic field lines of these two things are similar and different.

Magnetic Field Lines of a Bar Magnet:

  1. These lines create closed loops, meaning they form continuous paths.
  2. On the outside of the bar magnet, the lines go from the north pole to the south pole.
  3. Inside the magnet, the lines appear to go from the south pole to the north pole.
  4. The field lines around a bar magnet look a lot like those around a solenoid.
  5. There are more field lines concentrated around the magnet’s poles (north and south).
  6. You can’t see or trace the field lines inside the actual material of the bar magnet.

Magnetic Field Lines of a Solenoid:

  1. Similar to bar magnets, the field lines around a solenoid also create closed loops.
  2. On the outside of the solenoid, the lines go from the north end to the south end.
  3. Inside the solenoid, the lines travel from the south end to the north end.
  4. The field lines of a solenoid resemble those of a bar magnet.
  5. Like bar magnets, there’s a higher concentration of field lines at the poles (ends) of the solenoid.
  6. Interestingly, you can observe and trace the field lines inside a solenoid, especially when it’s filled with air or some other material.

Summary:

Bar magnets and solenoids both produce magnetic fields, but they do it in slightly different ways, and their characteristics are unique. One key difference is that you can see and trace the field lines inside a solenoid, while this isn’t possible within a bar magnet. However, their external magnetic field patterns are quite similar. So, even though they have some differences, they both contribute to our understanding of magnetism.

మన తెలుగులో

విద్యుదయస్కాంతత్వం ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడానికి అయస్కాంత క్షేత్రాలు అవసరం. అయస్కాంత క్షేత్రాలకు రెండు ప్రాథమిక వనరులు ఉన్నాయి: బార్ అయస్కాంతాలు మరియు సోలనోయిడ్స్. ఈ రెండు విషయాల యొక్క అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలు ఎలా సారూప్యంగా మరియు విభిన్నంగా ఉన్నాయో పోల్చి చూద్దాం.

బార్ మాగ్నెట్ యొక్క అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలు:

  1. ఈ పంక్తులు క్లోజ్డ్ లూప్‌లను సృష్టిస్తాయి, అంటే అవి నిరంతర మార్గాలను ఏర్పరుస్తాయి.
  2. బార్ అయస్కాంతం వెలుపల, పంక్తులు ఉత్తర ధ్రువం నుండి దక్షిణ ధ్రువం వరకు వెళ్తాయి.
  3. అయస్కాంతం లోపల, రేఖలు దక్షిణ ధృవం నుండి ఉత్తర ధ్రువానికి వెళ్లినట్లు కనిపిస్తాయి.
  4. బార్ అయస్కాంతం చుట్టూ ఉన్న ఫీల్డ్ లైన్‌లు సోలనోయిడ్ చుట్టూ ఉన్న వాటిలాగా కనిపిస్తాయి.
  5. అయస్కాంతం యొక్క ధ్రువాల చుట్టూ (ఉత్తరం మరియు దక్షిణం) కేంద్రీకృతమై ఉన్న మరిన్ని క్షేత్ర రేఖలు ఉన్నాయి.
  6. మీరు బార్ మాగ్నెట్ యొక్క వాస్తవ మెటీరియల్ లోపల ఫీల్డ్ లైన్‌లను చూడలేరు లేదా ట్రేస్ చేయలేరు.

సోలేనోయిడ్ యొక్క అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలు:

  1. బార్ మాగ్నెట్‌ల మాదిరిగానే, సోలనోయిడ్ చుట్టూ ఉన్న ఫీల్డ్ లైన్‌లు కూడా క్లోజ్డ్ లూప్‌లను సృష్టిస్తాయి.
  2. సోలనోయిడ్ వెలుపల, పంక్తులు ఉత్తరం నుండి దక్షిణం వైపుకు వెళ్తాయి.
  3. సోలనోయిడ్ లోపల, పంక్తులు దక్షిణ చివర నుండి ఉత్తరం వైపుకు ప్రయాణిస్తాయి.
  4. సోలనోయిడ్ యొక్క క్షేత్ర రేఖలు బార్ మాగ్నెట్‌ను పోలి ఉంటాయి.
  5. బార్ అయస్కాంతాల వలె, సోలనోయిడ్ యొక్క ధ్రువాల (చివరలు) వద్ద క్షేత్ర రేఖల యొక్క అధిక సాంద్రత ఉంటుంది.
  6. ఆసక్తికరంగా, మీరు సోలనోయిడ్ లోపల ఫీల్డ్ లైన్‌లను గమనించవచ్చు మరియు ట్రేస్ చేయవచ్చు, ప్రత్యేకించి అది గాలి లేదా ఇతర పదార్థాలతో నిండినప్పుడు.

సారాంశం:

బార్ అయస్కాంతాలు మరియు సోలనోయిడ్లు రెండూ అయస్కాంత క్షేత్రాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, కానీ అవి కొద్దిగా భిన్నమైన మార్గాల్లో చేస్తాయి మరియు వాటి లక్షణాలు ప్రత్యేకంగా ఉంటాయి. ఒక ముఖ్యమైన తేడా ఏమిటంటే, మీరు సోలనోయిడ్ లోపల ఫీల్డ్ లైన్‌లను చూడవచ్చు మరియు ట్రేస్ చేయవచ్చు, అయితే ఇది బార్ మాగ్నెట్‌లో సాధ్యం కాదు. అయినప్పటికీ, వాటి బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్ర నమూనాలు చాలా పోలి ఉంటాయి. కాబట్టి, వాటికి కొన్ని తేడాలు ఉన్నప్పటికీ, అవి రెండూ అయస్కాంతత్వంపై మన అవగాహనకు దోహదం చేస్తాయి.

Introduction

Magnetic fields play a crucial role in our understanding of electromagnetism. Two important sources of magnetic fields are bar magnets and solenoids. This piece sheds light on how the magnetic field lines generated by these two entities compare.

Magnetic Field Lines of a Bar Magnet:

  1. Closed Loops: Just like all magnetic fields, the field lines of a bar magnet form closed loops.
  2. Outside Direction: On the outside, field lines travel from the north pole to the south pole.
  3. Inside Direction: Intriguingly, within the bar magnet, these field lines appear to move from the south pole to the north pole.
  4. Similarity to Solenoid: The field lines around a bar magnet closely resemble those formed around a solenoid.
  5. Polar Concentration: The poles of the bar magnet (north and south) have a higher concentration of field lines.
  6. Internal Field Lines: It’s not feasible to observe or trace the field lines inside the physical material of a bar magnet.

Magnetic Field Lines of a Solenoid:

  1. Closed Loops: Field lines around a solenoid also form closed loops.
  2. Outside Direction: When examining the outside of the solenoid, field lines flow from the north end to the south end.
  3. Inside Direction: Inside the solenoid, the field lines travel from the south end to the north end.
  4. Similarity to Bar Magnet: The field lines of a solenoid are akin to those seen around a bar magnet.
  5. Polar Concentration: Just like in bar magnets, there’s a denser concentration of field lines at the poles (ends) of the solenoid.
  6. Internal Field Lines: Unlike bar magnets, one can observe and trace the field lines inside the solenoid, typically when it’s filled with air or another medium.

Summary

While bar magnets and solenoids both produce magnetic fields, the way they generate and the characteristics of these fields are distinct. The ability to trace field lines within a solenoid, for instance, makes it different from a bar magnet. However, their external field patterns are strikingly similar, leading to their often interchangeable use in various applications. Understanding these differences and similarities can be crucial in both theoretical and practical contexts in the realm of electromagnetism.


SAQ-3 : What happens when magnetic flux passing through a coil changes continuously? Where does this process is used ?

For Backbenchers 😎

Magnetic flux is a crucial concept in how we generate electricity in coils, and when it changes, it leads to some really important stuff.

When Magnetic Flux Changes:

If the magnetic flux (basically, the amount of magnetic field passing through something) in a coil keeps changing, it makes an electric current flow in that coil. We call this current “induced current,” and it’s a result of a rule called Faraday’s law of electromagnetic induction.

Applications of Changing Magnetic Flux:

  1. Induction Stoves: These cool stoves use changing magnetic fields to heat up your pots and pans. They create an alternating magnetic field that induces a current in your cookware, making it hot and cooking your food.
  2. ATM Cards: Ever wondered how your ATM or credit card works? Well, it stores information in a magnetic stripe. When you swipe it, the change in magnetic flux induces a current in the card reader, which then reads the data on the card.
  3. Magnetic Scanners: Those devices you see in stores and libraries that beep when you take something out without checking it out? They work by detecting changes in magnetic flux. When you remove an item with a magnetic tag or label, it changes the magnetic field, and the scanner knows something’s up.
  4. Security Systems: Many high-security areas, like airports or restricted zones, use this idea too. When someone with a tagged item (which can change the magnetic flux) tries to go through a special door, the change in flux is detected, setting off alarms or other security measures.

Summary:

Changing magnetic flux is a big deal in the real world. It’s behind things like cooking with induction stoves, using ATM cards, scanning items in stores, and keeping places secure. All of this is thanks to the concept of electromagnetic induction, which happens when magnetic flux changes.

మన తెలుగులో

మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ అనేది మనం కాయిల్స్‌లో విద్యుత్తును ఎలా ఉత్పత్తి చేస్తామో అనే విషయంలో కీలకమైన భావన, మరియు అది మారినప్పుడు, అది కొన్ని ముఖ్యమైన అంశాలకు దారి తీస్తుంది.

మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ మారినప్పుడు:

కాయిల్‌లోని అయస్కాంత ప్రవాహం (ప్రాథమికంగా, ఏదైనా గుండా వెళుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రం) మారుతూ ఉంటే, అది ఆ కాయిల్‌లో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ప్రవహిస్తుంది. మేము ఈ కరెంట్‌ని “ప్రేరిత కరెంట్” అని పిలుస్తాము మరియు ఇది ఫెరడే యొక్క విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క నియమం యొక్క ఫలితం.

అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని మార్చే అనువర్తనాలు:

  1. ఇండక్షన్ స్టవ్‌లు: ఈ చల్లని స్టవ్‌లు మీ కుండలు మరియు ప్యాన్‌లను వేడి చేయడానికి మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రాలను ఉపయోగిస్తాయి. అవి మీ వంటసామానులో కరెంట్‌ను ప్రేరేపించే ప్రత్యామ్నాయ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తాయి, అది వేడిగా మరియు మీ ఆహారాన్ని వండుతుంది.
  2. ATM కార్డ్‌లు: మీ ATM లేదా క్రెడిట్ కార్డ్ ఎలా పని చేస్తుందో ఎప్పుడైనా ఆలోచిస్తున్నారా? బాగా, ఇది మాగ్నెటిక్ స్ట్రిప్‌లో సమాచారాన్ని నిల్వ చేస్తుంది. మీరు దీన్ని స్వైప్ చేసినప్పుడు, మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్‌లో మార్పు కార్డ్ రీడర్‌లో కరెంట్‌ను ప్రేరేపిస్తుంది, అది కార్డ్‌లోని డేటాను రీడ్ చేస్తుంది.
  3. మాగ్నెటిక్ స్కానర్‌లు: మీరు స్టోర్‌లు మరియు లైబ్రరీలలో చూసే పరికరాలు మీరు ఏదైనా తనిఖీ చేయకుండా బయటకు తీసినప్పుడు బీప్ అవుతుందా? అవి అయస్కాంత ప్రవాహంలో మార్పులను గుర్తించడం ద్వారా పని చేస్తాయి. మీరు మాగ్నెటిక్ ట్యాగ్ లేదా లేబుల్‌తో ఐటెమ్‌ను తీసివేసినప్పుడు, అది అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని మారుస్తుంది మరియు స్కానర్‌కు ఏదో జరిగిందని తెలుసుకుంటుంది.
  4. భద్రతా వ్యవస్థలు: విమానాశ్రయాలు లేదా నియంత్రిత జోన్‌ల వంటి అనేక హై-సెక్యూరిటీ ప్రాంతాలు కూడా ఈ ఆలోచనను ఉపయోగిస్తాయి. ట్యాగ్ చేయబడిన అంశం (ఇది మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్‌ను మార్చగలదు) ఉన్న ఎవరైనా ప్రత్యేక తలుపు గుండా వెళ్లడానికి ప్రయత్నించినప్పుడు, అలారాలు లేదా ఇతర భద్రతా చర్యలను సెట్ చేయడం ద్వారా ఫ్లక్స్‌లో మార్పు గుర్తించబడుతుంది.

సారాంశం:

అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని మార్చడం వాస్తవ ప్రపంచంలో ఒక పెద్ద విషయం. ఇది ఇండక్షన్ స్టవ్‌లతో వంట చేయడం, ATM కార్డ్‌లను ఉపయోగించడం, స్టోర్‌లలోని వస్తువులను స్కాన్ చేయడం మరియు స్థలాలను సురక్షితంగా ఉంచడం వంటి వాటి వెనుక ఉంది. ఇవన్నీ విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ భావనకు కృతజ్ఞతలు, ఇది అయస్కాంత ప్రవాహం మారినప్పుడు జరుగుతుంది.

Introduction

Magnetic flux plays a fundamental role in generating electrical currents in coils. When this flux undergoes changes, it results in various phenomena which have a wide range of applications.

Magnetic Flux Change and Its Effect:

Induced Current: If magnetic flux through a coil changes continuously, an electric current, often termed as “induced current”, will be generated within that coil. This phenomenon is due to Faraday’s law of electromagnetic induction.

Applications:

This principle of changing magnetic flux to induce current has multiple practical applications, such as:

  1. Induction Stoves:
    These stoves utilize the induction principle to heat up cookware by producing an alternating magnetic field, which induces a current in the cookware.
  2. ATM Cards:
    Magnetic stripe cards, like ATM or credit cards, store data in magnetic stripes. When these cards are swiped, the change in magnetic flux induces a current in the card reader, which then reads the stored data.
  3. Magnetic Scanners:
    Magnetic scanners, used in stores and libraries, detect changes in magnetic flux to read tags and labels.
  4. Security Systems:
    Many entrance and exit doors in security zones use this principle. When a person with a tagged item (which can change the magnetic flux) tries to pass through, the change in flux is detected, triggering an alarm or other security measures.

Summary

The continuous change in magnetic flux and the consequent induced current have significant implications in the real world. From cooking our food with induction stoves to ensuring security with advanced door systems, the process of electromagnetic induction, stemming from changing magnetic flux, is a cornerstone of modern technological applications.