3 Most FAQ’s of Electromagnetism Chapter in Class 10th Physical Science (TS/AP)

Table of Contents

8 Marks

LAQ-1 : Answer the following questions by observing the below diagram.

1.Which device function of working does the below figure gives?

2.What is the angle made by AB and CD with magnetic field?

3.What are the directions of magnetic forces on sides AB and CD?

4.What is the net force acting on the rectangular coil?

For Backbenchers 😎

Imagine you have a picture that shows something interacting with a magnetic field. This picture can help us understand how electromagnetism works. Here’s what we can learn from it:

Device Identification: The picture represents something called an “Electric Motor.” It’s a device that uses electricity and magnets to do work.
Orientation: Two sides of this device, called AB and CD, are positioned so that they are at a right angle (90 degrees) to the magnetic field.
Force on Side AB: The magnetic force on side AB pushes into the page, like a push from behind.
Force on Side CD: The magnetic force on side CD pushes out of the page, like a push from the front.
Balancing Forces: Even though there are forces on sides AB and CD, they are equal in strength but opposite in direction. So, they cancel each other out, and there’s no overall push or pull on the rectangular coil.

In simple terms, the picture shows how an electric motor works. The sides of the coil interact with a magnetic field at right angles, and while there are magnetic forces on the sides, they balance each other out. This balance of forces is important for the motor to work properly. Understanding these interactions helps us understand electromagnetism and how devices like electric motors function.

మన తెలుగులో

మీరు అయస్కాంత క్షేత్రంతో పరస్పర చర్య చేస్తున్నట్లు చూపించే చిత్రాన్ని కలిగి ఉన్నారని ఊహించుకోండి. విద్యుదయస్కాంతత్వం ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడానికి ఈ చిత్రం మాకు సహాయపడుతుంది. దాని నుండి మనం ఏమి నేర్చుకోవచ్చు:

పరికర గుర్తింపు: చిత్రం “ఎలక్ట్రిక్ మోటార్” అని పిలవబడేదాన్ని సూచిస్తుంది. ఇది పని చేయడానికి విద్యుత్ మరియు అయస్కాంతాలను ఉపయోగించే పరికరం.
ఓరియంటేషన్: AB మరియు CD అని పిలువబడే ఈ పరికరం యొక్క రెండు భుజాలు అయస్కాంత క్షేత్రానికి లంబ కోణంలో (90 డిగ్రీలు) ఉండేలా ఉంచబడ్డాయి.
AB వైపు ఫోర్స్: AB వైపు ఉన్న అయస్కాంత శక్తి వెనుక నుండి పుష్ లాగా పేజీలోకి నెట్టబడుతుంది.
ఫోర్స్ ఆన్ సైడ్ CD: సైడ్ CD పై ఉన్న అయస్కాంత శక్తి ముందు నుండి పుష్ లాగా పేజీ నుండి బయటకు నెట్టివేస్తుంది.
బ్యాలెన్సింగ్ ఫోర్సెస్: AB మరియు CD వైపులా బలాలు ఉన్నప్పటికీ, అవి బలంతో సమానంగా ఉంటాయి కానీ దిశలో వ్యతిరేకం. కాబట్టి, అవి ఒకదానికొకటి రద్దు చేస్తాయి మరియు దీర్ఘచతురస్రాకార కాయిల్‌పై మొత్తం పుష్ లేదా లాగడం లేదు.

సరళంగా చెప్పాలంటే, ఎలక్ట్రిక్ మోటారు ఎలా పనిచేస్తుందో చిత్రం చూపిస్తుంది. కాయిల్ యొక్క భుజాలు లంబ కోణంలో అయస్కాంత క్షేత్రంతో సంకర్షణ చెందుతాయి మరియు వైపులా అయస్కాంత శక్తులు ఉన్నప్పటికీ, అవి ఒకదానికొకటి సమతుల్యం చేస్తాయి. మోటారు సరిగ్గా పనిచేయడానికి ఈ శక్తుల సమతుల్యత ముఖ్యం. ఈ పరస్పర చర్యలను అర్థం చేసుకోవడం వల్ల విద్యుదయస్కాంతత్వం మరియు ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు వంటి పరికరాలు ఎలా పనిచేస్తాయో అర్థం చేసుకోవడంలో మాకు సహాయపడుతుంది.

Introduction

A diagram, presumably representing a device interacting with a magnetic field, can provide insight into various aspects of electromagnetism. Here’s an interpretation of the given questions based on the provided answers.

Device Identification: The figure represents the working of an Electric Motor.
Orientation: Sides AB and CD of the device are perpendicular to the magnetic field. Therefore, the angle made by AB and CD with the magnetic field is 90°.
Force on Side AB: The magnetic force on side AB is directed into the page.
Force on Side CD: The magnetic force on side CD is directed out of the page.
Balancing Forces: Considering the forces on sides AB and CD are equal in magnitude but opposite in direction, the net force acting on the rectangular coil is zero.

Summary

The described figure represents an electric motor’s functioning, where the coil sides interact with the magnetic field at right angles. Although there are magnetic forces acting on the coil sides, they balance out, resulting in no net force on the coil. Understanding such interactions is crucial in grasping the principles of electromagnetism and the functioning of devices like electric motors.

LAQ-2 : List out the apparatus and experimental procedure for the experiment to observe a current carrying wire experiences a magnetic force when it is kept in uniform magnetic field.

For Backbenchers 😎

In this experiment, we want to show how a wire carrying electricity behaves when we put it near a magnet. When an electric current flows through a wire, and you put that wire close to a magnet, it moves because of a magnetic force. We will use some simple stuff to do this experiment.

Here’s what you need:

A horseshoe magnet to make a strong magnetic field.
A conducting wire to carry the electric current.
A battery to provide the electricity.
A switch to control the electricity flow.

Here’s how you do it:

Put a wooden plank on your table.
Attach two wooden sticks to the plank and make sure they have slots to hold the wire.
Pass the conducting wire through the slots in the sticks and make it tight and straight.
Connect one end of the wire to the battery and the other end to the switch so that electricity can flow in a loop.
Put the horseshoe magnet around the wire, so the wire is between the two ends of the magnet.
Turn on the switch to let the electricity flow through the wire.

Now, watch what happens to the wire. If you’ve set everything up right, the wire will move either up or down because of the magnetic force from the horseshoe magnet.

In simple terms, this experiment shows that when you have a wire with electricity in it and you put it near a magnet, the wire moves. This movement proves that there’s a connection between electricity and magnetism, and it’s called magnetic force.

మన తెలుగులో

ఈ ప్రయోగంలో, విద్యుత్‌ను మోసుకెళ్లే తీగను అయస్కాంతం దగ్గర ఉంచినప్పుడు అది ఎలా ప్రవర్తిస్తుందో చూపించాలనుకుంటున్నాము. ఒక తీగ ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహం ప్రవహించినప్పుడు మరియు మీరు ఆ తీగను అయస్కాంతానికి దగ్గరగా ఉంచినప్పుడు, అది అయస్కాంత శక్తి కారణంగా కదులుతుంది. ఈ ప్రయోగం చేయడానికి మేము కొన్ని సాధారణ అంశాలను ఉపయోగిస్తాము.

మీకు కావలసింది ఇక్కడ ఉంది:

బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని చేయడానికి గుర్రపుడెక్క అయస్కాంతం.
విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని తీసుకువెళ్ళడానికి ఒక వాహక తీగ.
విద్యుత్ అందించడానికి బ్యాటరీ.
విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నియంత్రించడానికి ఒక స్విచ్.

మీరు దీన్ని ఎలా చేస్తారో ఇక్కడ ఉంది:

మీ టేబుల్‌పై చెక్క పలకను ఉంచండి.
ప్లాంక్‌కు రెండు చెక్క కర్రలను అటాచ్ చేయండి మరియు వాటికి వైర్‌ను పట్టుకోవడానికి స్లాట్లు ఉన్నాయని నిర్ధారించుకోండి.
కర్రలలోని స్లాట్‌ల ద్వారా కండక్టింగ్ వైర్‌ను పాస్ చేయండి మరియు దానిని గట్టిగా మరియు నిటారుగా చేయండి.
వైర్ యొక్క ఒక చివర బ్యాటరీకి మరియు మరొక చివర స్విచ్‌కి కనెక్ట్ చేయండి, తద్వారా విద్యుత్ లూప్‌లో ప్రవహిస్తుంది.
వైర్ చుట్టూ గుర్రపుడెక్క అయస్కాంతాన్ని ఉంచండి, కాబట్టి వైర్ అయస్కాంతం యొక్క రెండు చివరల మధ్య ఉంటుంది.
వైర్ ద్వారా విద్యుత్ ప్రవహించేలా స్విచ్ ఆన్ చేయండి.

ఇప్పుడు, వైర్‌కు ఏమి జరుగుతుందో చూడండి. మీరు అన్నింటినీ సరిగ్గా సెటప్ చేసినట్లయితే, గుర్రపుడెక్క అయస్కాంతం నుండి వచ్చే అయస్కాంత శక్తి కారణంగా వైర్ పైకి లేదా క్రిందికి కదులుతుంది.

సరళంగా చెప్పాలంటే, ఈ ప్రయోగం మీకు విద్యుత్తుతో కూడిన వైర్‌ను కలిగి ఉండి, మీరు దానిని అయస్కాంతం దగ్గర ఉంచినప్పుడు, వైర్ కదులుతుందని చూపిస్తుంది. ఈ కదలిక విద్యుత్ మరియు అయస్కాంతత్వం మధ్య సంబంధం ఉందని రుజువు చేస్తుంది మరియు దానిని అయస్కాంత శక్తి అంటారు.

Introduction

When a current-carrying wire is placed within a magnetic field, it experiences a magnetic force. This experiment aims to demonstrate this principle using simple apparatus and procedures.

Apparatus Required

Horseshoe Magnet: To provide the uniform magnetic field.
Conducting Wire: This wire will carry the current and be subject to the magnetic force.
Battery: To provide the electric current for the conducting wire.
Switch: To control the flow of current through the circuit.

Experimental Procedure

Setting Up:
Begin by placing a wooden plank on your work surface. Fix two wooden sticks on the plank, ensuring they have slits to hold the conducting wire in place.
Arrange the Conductor:
Pass the conducting wire through the slits of the wooden sticks, ensuring it is taut and straight. Connect one end of the wire to the battery and the other end to the switch to complete the circuit.
Positioning the Magnet:
Place the horseshoe magnet around the conductor. Ensure that the conducting wire lies between the two poles of the magnet, experiencing the magnetic field.
Observing the Effect:
Now, turn on the switch to allow the current to flow through the conductor. Observe the wire. If the setup is correct, you should notice the conductor experiencing a deflection, either upwards or downwards, due to the magnetic force exerted by the horseshoe magnet.

Summary

This experiment visually demonstrates the magnetic force experienced by a current-carrying wire when it’s placed in a magnetic field. The deflection of the wire upon the flow of current confirms the presence of this force, providing practical evidence for the relationship between electricity and magnetism.

LAQ-3 : Explain the working process of induction stove.

For Backbenchers 😎

An induction stove is a fancy cooking appliance that doesn’t use traditional burners or flames to cook your food. Instead, it uses something called electromagnetic induction to make your pots and pans hot.

Here’s how it works:

There’s a special coil of wire hidden under the stove’s flat surface. This coil creates a magnetic field when it’s turned on.
You put your cooking pot on top of the flat surface, which is usually made of ceramic. The ceramic doesn’t get very hot itself, but it helps your pot get hot.
The stove needs electricity to work, and it uses a specific type called alternating current (AC). When you turn on the stove, the AC flows through that coil of wire, and it starts making a magnetic field that goes up through the ceramic surface.
Now, when you put a pot made of certain materials (like cast iron or certain types of stainless steel) on the ceramic surface, something cool happens. The changing magnetic field creates what’s called “eddy currents” inside the pot. These are like little electrical currents swirling around inside the pot.
The pot doesn’t like those eddy currents, and it resists them. This resistance to the swirling currents produces heat inside the pot. And that’s what cooks your food! Importantly, the stove itself doesn’t get very hot because all the heat is happening inside the pot.

So, in simple terms, an induction stove makes your pots and pans hot by using magnets and electricity to create a special kind of heat inside the pot. It’s a clever and efficient way to cook food quickly.

మన తెలుగులో

ఇండక్షన్ స్టవ్ అనేది మీ ఆహారాన్ని వండడానికి సాంప్రదాయ బర్నర్‌లు లేదా మంటలను ఉపయోగించని ఫ్యాన్సీ వంట ఉపకరణం. బదులుగా, ఇది మీ కుండలు మరియు ప్యాన్‌లను వేడి చేయడానికి విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ అని పిలువబడుతుంది.

Here’s how it works:

స్టవ్ యొక్క ఫ్లాట్ ఉపరితలం క్రింద ఒక ప్రత్యేక కాయిల్ వైర్ దాగి ఉంది. ఈ కాయిల్ ఆన్ చేసినప్పుడు అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది.
మీరు మీ వంట కుండను ఫ్లాట్ ఉపరితలం పైన ఉంచారు, ఇది సాధారణంగా సిరామిక్‌తో తయారు చేయబడుతుంది. సిరామిక్ చాలా వేడిగా ఉండదు, కానీ అది మీ కుండ వేడిగా ఉండటానికి సహాయపడుతుంది.
స్టవ్ పని చేయడానికి విద్యుత్ అవసరం, మరియు ఇది ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ (AC) అని పిలువబడే నిర్దిష్ట రకాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. మీరు స్టవ్ ఆన్ చేసినప్పుడు, AC ఆ వైర్ కాయిల్ గుండా ప్రవహిస్తుంది మరియు అది సిరామిక్ ఉపరితలం గుండా పైకి వెళ్లే అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని తయారు చేయడం ప్రారంభిస్తుంది.
ఇప్పుడు, మీరు సిరామిక్ ఉపరితలంపై కొన్ని పదార్థాలతో (కాస్ట్ ఇనుము లేదా కొన్ని రకాల స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ వంటివి) తయారు చేసిన కుండను ఉంచినప్పుడు, ఏదైనా చల్లగా ఉంటుంది. మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రం కుండ లోపల “ఎడ్డీ కరెంట్స్” అని పిలవబడే వాటిని సృష్టిస్తుంది. ఇవి కుండ లోపల చిన్న చిన్న విద్యుత్ ప్రవాహాలు తిరుగుతున్నాయి.
కుండ ఆ ఎడ్డీ ప్రవాహాలను ఇష్టపడదు మరియు అది వాటిని నిరోధిస్తుంది. స్విర్లింగ్ ప్రవాహాలకు ఈ నిరోధకత కుండ లోపల వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. మరియు అదే మీ ఆహారాన్ని వండుతుంది! ముఖ్యంగా, కుండ లోపల వేడి అంతా జరగడం వల్ల స్టవ్ చాలా వేడిగా ఉండదు.

కాబట్టి, సరళంగా చెప్పాలంటే, కుండ లోపల ఒక ప్రత్యేక రకమైన వేడిని సృష్టించడానికి అయస్కాంతాలు మరియు విద్యుత్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా ఇండక్షన్ స్టవ్ మీ కుండలు మరియు ప్యాన్‌లను వేడి చేస్తుంది. ఆహారాన్ని త్వరగా వండడానికి ఇది తెలివైన మరియు సమర్థవంతమైన మార్గం.

Introduction

The induction stove is a modern cooking appliance that heats food without a traditional heating element or open flame. Instead, it uses electromagnetic induction to produce heat directly within the pot or pan.

Working Principle

Electromagnetic Induction: The fundamental principle behind the operation of an induction stove is electromagnetic induction. This is a process by which a conductor experiences a change in voltage when it’s exposed to a changing magnetic field.

Components and Their Role

Electromagnetic Coil: Located beneath the stove’s ceramic plate, this coil is a crucial component of the induction cooker. When it’s energized, it generates a magnetic field.
Ceramic Plate: This flat surface is where you place your cooking pot. While it does not heat up much itself, it’s designed to support and stabilize the pot while ensuring efficient transfer of energy.
Alternating Current Source: The stove requires an alternating current (AC) source. When this AC flows through the electromagnetic coil, it creates a fluctuating or changing magnetic field.

Process of Cooking with Induction

Generating Magnetic Field: When you switch on the induction stove and set a cooking temperature, an alternating current starts flowing through the electromagnetic coil. This generates a fluctuating magnetic field above the stove’s surface.
Inducing Eddy Currents: Now, when you place a pot made of a ferromagnetic material (like cast iron or certain stainless steels) on the ceramic plate, the fluctuating magnetic field induces “eddy currents” within the pot.
Heating the Pot: The resistance to these eddy currents within the pot produces heat. It’s this heat that then cooks the food inside the pot. Notably, the stove itself remains relatively cool, and the heat is generated directly within the pot.

Summary

Induction stoves offer a unique and efficient method for cooking. By using electromagnetic induction, they heat the cooking vessel directly, offering faster heating and more precise temperature control than traditional stoves. It’s essential, however, to use pots and pans that are compatible with induction cooking for the stove to work effectively.