Current, Resistance and Electricity MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Current, Resistance and Electricity - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

गणना:

पाश धारा विधि में, हम परिपथ में प्रत्येक बंद पाश को एक धारा प्रदान करते हैं। मान लीजिए कि तीन पाशों में i1, i2, और i3 धाराएँ प्रवाहित हो रही हैं। इन धाराओं को दी गई दिशा (दक्षिणावर्त या वामावर्त) स्वेच्छ है।

तीन पाशों पर किरचॉफ के दूसरे नियम को लागू करके, हमें निम्नलिखित समीकरण प्राप्त होते हैं:

21 + 5i1 - 6i2 - 7i1 = 0 …(i)

5i1 - 4i2 - 6i2 - 6i1 - 8i2 -8i3 …(ii)

-16i3 + 2- 8i2 -8i3= 0 …(iii)

इन तीनों समीकरणों को हल करने पर, हमें प्राप्त होता है:

i1 = 2 A, i2 = -1/2 A, और i3 = 1/4 A

परिपथ की विभिन्न शाखाओं में धाराएँ इस प्रकार हैं:

शाखा AC में, धारा i1 + i2 = 1.5 A है। 

व्याख्या:

निम्न तापीय चालकता इस तापमान अंतर को बनाए रखने में सहायता करती है क्योंकि यह ऊष्मा को गर्म ओर से ठंडी ओर जल्दी से प्रवाहित होने से रोकती है।

यदि किसी पदार्थ में उच्च तापीय चालकता होती है, तो ऊष्मा जल्दी से पूरे पदार्थ में फैल जाएगी, तापांतर को कम कर देगी और ताप-विद्युत उत्पादन को अकुशल बना देगी।

इसलिए, कुशल ताप-विद्युत उपकरणों के लिए निम्न तापीय चालकता वाले पदार्थों को प्राथमिकता दी जाती है।

गणना:

तीन प्रतिरोध दिए गए हैं: R_AB = R, R_BC = R, R_CA = R।

किन्हीं दो कोनों (जैसे, A और B) के बीच तुल्य प्रतिरोध ज्ञात करने के लिए:

1. प्रतिरोध R_CA, R_BC के साथ समानांतर में है।

समानांतर सूत्र का उपयोग करते हुए:

⇒ R_{समानांतर} = (R x R) / (R + R)

⇒ R_{समानांतर} = R² / (2R)

⇒ R_{समानांतर} = R / 2

2. यह R_{समानांतर}, R_AB के साथ श्रेणीक्रम में है:

⇒ R_{तुल्य} = R_AB + R_{समानांतर}

⇒ R_{तुल्य} = R + (R / 2)

⇒ R_{तुल्य} = (2R / 2) + (R / 2)

⇒ R_{तुल्य} = 3R / 2

∴ किन्हीं दो कोनों के बीच तुल्य प्रतिरोध (3/2)R है।

प्रयुक्त अवधारणा:

अधिकतम शक्ति के लिए, R = r_कुल

समांतर में दो सर्वसम सेलों का कुल आंतरिक प्रतिरोध दिया गया है:

r_{समांतर} = r / 2

अधिकतम शक्ति अंतरण प्रमेय:

किसी प्रतिरोधक को दी गई शक्ति अधिकतम होती है जब बाह्य प्रतिरोध परिपथ के कुल आंतरिक प्रतिरोध के बराबर होता है (अधिकतम शक्ति अंतरण की शर्त के अनुसार).

संप्रत्यय:

किर्चॉफ का नियम: यह नियम तापीय विकिरण में ऊर्जा के वितरण से संबंधित है। यह कहता है कि तापीय साम्यावस्था में किसी पिंड के लिए, उत्सर्जन क्षमता अवशोषण क्षमता के बराबर होती है।

इस नियम का प्रयोगात्मक सत्यापन स्टीफन ने किया था, जिन्होंने तापीय विकिरण के अध्ययन में महत्वपूर्ण योगदान दिया था।

∴ किर्चॉफ के नियम का प्रयोगात्मक सत्यापन स्टीफन ने किया था।

संकल्पना:

• विद्युत शक्ति: वह दर जिस पर विद्युत ऊर्जा को ऊर्जा के अन्य रूपों में क्षय किया जाता है, विद्युत शक्ति कहलाती है,अर्थात्

\(P = \frac{W}{t} = VI = {I^2}R = \frac{{{V^2}}}{R}\)

जहाँ V = विभव अंतर, R = प्रतिरोध और I = धारा

गणना:

दिया गया है- विभव अंतर (V) = 220 V, बल्ब की शक्ति (P) = 100 W और  वास्तविक वोल्टेज (V') = 110 V

•  बल्ब के प्रतिरोध की गणना निम्न रुप से की जा सकती है,

​\(\Rightarrow R=\frac{V^2}{P}=\frac{(220)^2}{100}=484 \,\Omega\)

• बल्ब द्वारा खपत की गई शक्ति

\(\Rightarrow P=\frac{V^2}{R}=\frac{(110)^2}{484}=25 \,W\)

अवधारणा:

गैल्वेनोमीटर:

• विद्युत परिपथ में धारा का पता लगाने के लिए गैल्वेनोमीटर का उपयोग किया जाता है।
• गैल्वेनोमीटर वह उपकरण है जिसका उपयोग छोटी धाराओं और वोल्टेज की उपस्थिति का पता लगाने या उनके परिमाण को मापने के लिए किया जाता है।
• गैल्वेनोमीटर मुख्य रूप से पुलों और विभवमापी में उपयोग किया जाता है जहां वे शून्य विक्षेपण या शून्य धारा का संकेत देते हैं।
• विभवमापी इस आधार पर आधारित है कि चुंबकीय क्षेत्र के बीच में रखी गई धारा को बनाए रखने वाली कॉइल एक बलाघूर्ण का अनुभव करती है।

​व्याख्या:

• ऊपर से, यह स्पष्ट है कि गैल्वेनोमीटर एक परिपथ में विद्युत धारा की उपस्थिति का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाने वाला उपकरण है। इसलिए विकल्प 1 सही है।

Additional Information

एमीटर और गैल्वेनोमीटर के बीच अंतर:

• एमीटर केवल धारा का परिमाण दर्शाता है।
• गैल्वेनोमीटर धारा की दिशा और परिमाण दोनों को दर्शाता है।

व्याख्या:

ऐमीटर:

• यह एक उपकरण है जिसका उपयोग परिपथ में धारा को मापने के लिए किया जाता है।
• यह आमतौर पर एक परिपथ में श्रेणी क्रम में जुड़ा होता है।
• ऐसा इसलिए है क्योंकि जब उपकरण श्रेणी क्रम में जुड़े होते हैं तो धारा समान रहती है।
• आदर्श ऐमीटर का प्रतिरोध कम होता है क्योंकि श्रेणी क्रम में अतिरिक्त प्रतिरोध जोड़ने पर रीडिंग बदल जाती है।

Additional Information

वोल्टमीटर:

• यह एक विद्युत परिपथ में दो बिंदुओं के बीच विद्युत विभवांतर को मापने के लिए उपयोग किया जाने वाला उपकरण है।
• यह बिंदुओं के बीच वोल्टता पात (वोल्टेज ड्रॉप) को मापने के लिए दो बिंदुओं के समानांतर जुड़ा होता है।
• ऐसा इसलिए है क्योंकि यदि उपकरणों को समानांतर में जोड़ा जाता है तो विभवांतर समान रहता है।
• वोल्टमीटर में उच्च प्रतिरोध होता है क्योंकि वोल्टमीटर के रूप में धारा को कम प्रतिरोध पथ प्रदान करने पर समग्र प्रतिरोध नहीं बदलता है।

Mistake Points

• चालकत्व की SI इकाई ohm^-1 (mho) या ओम प्रति मीटर या सीमेंस है।
• यहाँ ओम मीटर दिया गया है जो गलत है

अवधारणा:

• विद्युत चालकत्व (K): विद्युत प्रतिरोध के प्रतिलोम को चालकत्व कहा जाता है।
  • यह एक मापन है कि कितनी आसानी से एक सामग्री के माध्यम से धारा प्रवाह हो सकता है।
  • इसकी SI इकाई सीमेन्स है।

विद्युत चालकत्व (K) = 1 / R

• विद्युत प्रतिरोध (R): किसी सामग्री का विद्युत प्रतिरोध धारा के प्रवाह के विरोध को संदर्भित करता है।
  •  इसकी SI इकाई ओम (Ω) है।

व्याख्या:

चालकत्व की SI इकाई = 1 / (प्रतिरोध की SI इकाई) = 1 / Ω = Ω-1 = सीमेन्स। इसलिए विकल्प 2 सही है।

• ओम प्रतिरोध की SI इकाई है।
• एम्पीयर धारा की SI इकाई है।
• ओम-मीटर विद्युत प्रतिरोधकता की SI इकाई है जो किसी निकाय की धारा प्रवाह का विरोध करने की क्षमता का माप है।

अवधारणा:

• विद्युत धारा का तापीय प्रभाव: जब किसी परिपथ में किसी प्रतिरोध के माध्यम से विद्युत धारा प्रवाहित होती है तो प्रतिरोध में ऊष्मा अपव्यय होता है। इसे विद्युत धारा का तापीय प्रभाव कहा जाता है।
• ऊष्मा अपव्यय इस प्रकार है

ऊष्मा (H) = I² R t

जहां I परिपथ में प्रवाहित धारा है, R परिपथ का प्रतिरोध है और t लिया गया समय है

व्याख्या:

दिया गया है:

धारा(I) = 2 A

प्रतिरोध = R

ऊष्मा अपव्यय = तापक द्वारा किया जाने वाला कार्य (H) = 200 J

समय (t) = 2 सेकंड

ऊष्मा (H) = I² R t = 2² × R × 2 = 200 J

8 R = 200

तापक का प्रतिरोध (R) = 200/8 = 25 Ω 

अवधारणा:

• विद्युत आवेश: यह पदार्थ के प्राथमिक कणों का एक आंतरिक गुणधर्म है जो विभिन्न वस्तुओं के बीच विद्युत बल का निर्माण करता है।
• यह एक अदिश राशि है।
• विद्युत आवेश की SI इकाई कूलम्ब (C) है।

• चालक पर कुल आवेश q = It द्वारा दिया जाता है, जब कुछ समय के लिए चालक के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है।

जहाँ I = धारा और t = समय

गणना:

हमें दिया गया है- I = 5 A और t = 2 min = 120 s

• चालक पर कुल आवेश q = It द्वारा दिया जाता है

⇒ Q = It

⇒ Q = 5 × 120 = 600 C

अवधारणा:

• विद्युत चालकता: यह एक पदार्थ की एक प्रकृति है जो धारा ले जाने के लिए एक पदार्थ की क्षमता को दर्शाती है।
  • यह विद्युत प्रतिरोधकता के विपरीत है।
• नीचे दी गई तालिका विभिन्न पदार्थों की विद्युत चालकता दर्शाती है:

व्याख्या:

• दिए गए विकल्पों में से चांदी में सबसे अधिक विद्युत चालकता होती है और एल्यूमीनियम में सबसे कम होती है।
• विद्युत चालकता के लिए 0 से 100 के पैमाने पर चांदी 100 के रैंक पर, 97 पर तांबा और 76 के रैंक पर सोना, 60 के रैंक पर एल्यूमीनियम है।
• इसलिए सही उत्तर विकल्प 4 है।

संकल्पना:

• प्रतिरोधकता (ρ): एक चालक का वह गुण जो उसके माध्यम से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा के प्रवाह का विरोध करता है और पदार्थ की आकृति और आकार से स्वतंत्र होता है लेकिन पदार्थ की प्रकृति और तापमान पर निर्भर करता है, प्रतिरोधकता कहलाता है। 
  • प्रतिरोधकता की इकाई ओम-मीटर (Ω-m) है। 
  • पदार्थ की प्रतिरोधकता चालक की प्रकृति और तापमान पर निर्भर करती है। 
  • पदार्थ की प्रतिरोधकता इसकी आकृति और आकार (लम्बाई और क्षेत्रफल) पर निर्भर नहीं करती है। 
  • आसानी से विद्युतीय धारा का संचालन करने वाले पदार्थों को चालक कहा जाता है और उनमें निम्न प्रतिरोधकता होती है। 
  • आसानी से विद्युत का संचालन नहीं करने वाले पदार्थों को विद्युतरोधी कहा जाता है और इन पदार्थों में उच्च प्रतिरोधकता होती है। 
  • प्रतिरोधकता चालक के प्रति इकाई आयतन मुक्त इलेक्ट्राॅनों की संख्या और चालक में मुक्त इलेक्ट्रान के औसत विश्रांति समय के व्युत्क्रमानुपाती होता है। 
• प्रतिरोध: किसी चालक का वह गुण जो इसके माध्यम से विद्युत धारा के प्रवाह का विरोध करता है और यह पदार्थ की आकृति और आकार, तापमान और प्रकृति पर निर्भर करता है। 
  • इसे R द्वारा दर्शाया जाता है और SI इकाई ओम (Ω) है। 

प्रतिरोध निम्न द्वारा दिया जाता है:

R = ρL/A

वर्णन:

उपरोक्त चर्चा से हम ऐसा सकते हैं कि

1. प्रतिरोधकता चालक के आयाम (लम्बाई, व्यास और क्षेत्रफल) पर निर्भर नहीं करती है।
2. प्रतिरोधकता चालक के पदार्थ पर निर्भर करती है। तो विकल्प 4 सही है।
3. प्रतिरोधकता चालक के तापमान पर निर्भर करती है। लेकिन तापमान का प्रभाव नगण्य है।
4. प्रतिरोधकता चालक के घनत्व पर निर्भर नहीं करती है।

अतिरिक्त बिंदु:

प्रतिरोधकता और प्रतिरोध के बीच अंतर :

अवधारणा:

• प्रतिरोध किसी भी विद्युत घटक की विद्युत प्रवाह का प्रतिरोध करने की क्षमता है।
• समतुल्य प्रतिरोध को प्रतिरोधक के प्रतिरोध के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो दो बिंदुओं के बीच सभी प्रतिरोधों को प्रतिस्थापित करेगा और इन दो बिंदुओं के बीच समान धारा का प्रवाह करेगा जैसा कि पहले बह रही थी।
• ओम का नियम: स्थिर तापमान पर, विभवान्तर धारा और प्रतिरोध का गुणनफल होता है।

श्रृंखला और समानांतर संयोजन:

गणना:

दिए गए आरेख में, तीन, 3Ω के प्रतिरोधक एक दूसरे के समानांतर हैं।

समतुल्य प्रतिरोध R' को इस रूप में दर्शाया जा सकता है

\(\frac {1}{R'} = \frac{1}{3 Ω} + \frac{1}{3 Ω} + \frac{1}{3 Ω} \)

\(\implies \frac {1}{R'} = \frac{3}{3 Ω}\)

\(\implies R' = \frac{3 Ω }{3}\)

⇒ R' = 1Ω

अब, यह संयोजन 4Ω के प्रतिरोधक के साथ श्रृंखला में है।

इसलिए, समतुल्य प्रतिरोध

R = R' + 4Ω = 1Ω + 4Ω = 5Ω

इसलिए, 5 Ω सही विकल्प है।

अवधारणा:

• विद्युत धारा: आवेश के प्रवाह की दर को विद्युत धारा कहते हैं। इसे I द्वारा निरूपित किया जाता है।

विद्युत धारा (I) = विद्युत आवेश (Q) / समय (t)
व्याख्या:

विद्युत धारा को पारंपरिक रूप से धनात्मक आवेशों के प्रवाह के रूप में परिभाषित किया जाता है।

• यह परिपाटी बेंजामिन फ्रैंकलिन के समय की है, जिन्होंने शुरुआत में विद्युत धारा की दिशा को धनात्मक से ऋणात्मक की ओर प्रवाह के रूप में परिभाषित किया था।
• इसलिए, पारंपरिक परिभाषा के आधार पर, सही उत्तर धनावेश है।
• हालांकि, यह समझना महत्वपूर्ण है कि कई व्यावहारिक परिस्थितियों में (जैसे धातु के तारों में, जो विद्युत धारा पर चर्चा करने के लिए एक सामान्य संदर्भ हैं), वास्तविक चलायमान आवेश वाहक ऋणावेशित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
• इलेक्ट्रॉन अपने ऋणात्मक आवेश के कारण धारा की परिभाषित दिशा के विपरीत दिशा में गति करते हैं।
• लेकिन इसके बावजूद, हम अभी भी धनावेशों के रूप में धारा की पारंपरिक परिभाषा पर कायम हैं।