Class 10 : Science (In Hindi) – Lesson 11. विद्युत
पाठ का विश्लेषण एवं विवेचन
🔵 प्रस्तावना
➡️ मानव जीवन का अधिकांश कार्य आज विद्युत पर आधारित है।
➡️ प्रकाश, ऊष्मा, शीतलन, संचार, उद्योग, परिवहन—हर क्षेत्र में विद्युत आवश्यक है।
➡️ इस अध्याय में विद्युत धारा, विभवांतर, प्रतिरोध, ओम का नियम, संयोजन, विद्युत कार्य–शक्ति और ऊष्मीय प्रभाव का अध्ययन करेंगे।
🟠 विद्युत धारा (Electric Current)
🟡 परिभाषा
🔵 किसी चालक के अनुप्रस्थ काट से एकक समय में प्रवाहित आवेश की मात्रा को विद्युत धारा कहते हैं।
🟢 सूत्र
I = Q/t
जहाँ, I = धारा (एम्पियर), Q = आवेश (कूलॉम्ब), t = समय (सेकण्ड)
🟣 उदाहरण
यदि 10 कूलॉम्ब आवेश 2 सेकण्ड में किसी तार से गुज़रे तो:
I = Q/t
= 10/2
= 5 A
🌿 विभवांतर (Potential Difference)
🟡 परिभाषा
🔵 किसी आवेश को एक बिन्दु से दूसरे बिन्दु तक ले जाने में किया गया कार्य प्रति इकाई आवेश विभवांतर कहलाता है।
🟢 सूत्र
V = W/Q
जहाँ V = विभवांतर, W = कार्य (जूल), Q = आवेश
🟣 मात्रक
वोल्ट (V)
✔️ 1 वोल्ट = 1 जूल कार्य / 1 कूलॉम्ब आवेश
🔴 विद्युत परिपथ में धारा का प्रवाह
🔵 धारा का प्रवाह उच्च विभव से निम्न विभव की ओर होता है।
🔵 इलेक्ट्रॉन वास्तविक में ऋणाग्र से धनाग्र की ओर चलते हैं।
🟢 परम्परागत धारा प्रवाह को धनाग्र से ऋणाग्र की ओर माना जाता है।
🟣 प्रतिरोध (Resistance)
🟡 परिभाषा
🔵 किसी चालक का गुण जो धारा के प्रवाह का विरोध करता है, प्रतिरोध कहलाता है।
🟢 सूत्र
R = ρ (l/A)
जहाँ R = प्रतिरोध, ρ = विशिष्ट प्रतिरोध, l = लंबाई, A = अनुप्रस्थ क्षेत्रफल
🟣 प्रभावी कारक
लंबाई बढ़ने पर R ∝ l
क्षेत्रफल बढ़ने पर R ∝ 1/A
सामग्री पर निर्भर करता है
तापमान पर निर्भर करता है
🟢 ओम का नियम (Ohm’s Law)
🟡 कथन
🔵 किसी चालक पर प्रवाहित धारा उस पर लगाए गए विभवांतर के अनुक्रमानुपाती होती है, यदि तापमान स्थिर रहे।
🟢 सूत्र
V = IR
जहाँ V = विभवांतर, I = धारा, R = प्रतिरोध
🟣 ग्राफ
🔵 V–I ग्राफ एक सीधी रेखा होता है।
🌿 संयोजन
🟢 श्रेणी संयोजन (Series)
धारा सभी अवयवों में समान
कुल प्रतिरोध: R = R1 + R2 + R3 …
एक बल्ब फ्यूज़ होने पर पूरा परिपथ टूट जाता है
🟡 समान्तर संयोजन (Parallel)
विभवांतर सभी अवयवों पर समान
कुल प्रतिरोध: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 …
घरों में यही संयोजन प्रयोग होता है
🔴 विद्युत कार्य और शक्ति
🟡 विद्युत कार्य
W = VIt
जहाँ V = वोल्ट, I = एम्पियर, t = समय
🟢 विद्युत शक्ति
P = VI
साथ ही:
P = I²R
P = V²/R
🟣 मात्रक
शक्ति का मात्रक वॉट (W)
ऊर्जा का मात्रक जूल (J)
व्यावहारिक इकाई: किलोवॉट–घण्टा (kWh)
🟡 उदाहरण
यदि 1000 W का हीटर 2 घण्टे तक चलता है:
ऊर्जा = शक्ति × समय
= 1 kW × 2 h
= 2 kWh
🟠 विद्युत का ऊष्मीय प्रभाव
🟡 जूल का नियम
H = I²Rt
जहाँ H = उत्पन्न ऊष्मा (जूल)
🟢 प्रयोग
बल्ब का तंतु
विद्युत इस्त्री
हीटर
टोस्टर
फ्यूज़
🌿 सुरक्षा उपाय
🔵 फ्यूज़: अत्यधिक धारा पर पिघलकर परिपथ तोड़ देता है।
🟢 अर्थिंग: अतिरिक्त धारा को धरती में भेज देती है।
🟡 मिनिएचर सर्किट ब्रेकर (MCB): स्वचालित सुरक्षा उपकरण।
🟠 विद्युत ऊर्जा की गणना
🟢 सूत्र
ऊर्जा = शक्ति × समय
E = P × t
और
E = VIt
🟡 उदाहरण
यदि 220 V पर 2 A धारा 30 मिनट तक प्रवाहित हो:
चरण 1: P = VI
= 220 × 2
= 440 W
चरण 2: E = P × t
t = 30 × 60 = 1800 s
E = 440 × 1800
= 792000 J
🔵 दैनिक जीवन में महत्त्व
घरों में रोशनी और पंखे
परिवहन: ट्रेनें, ट्राम
उद्योग: मशीनें
संचार: मोबाइल, कंप्यूटर
चिकित्सा: एक्स–रे, MRI, ECG
🟢 संक्षेप (~200 शब्द)
विद्युत धारा (I = Q/t) का मात्रक एम्पियर है। विभवांतर (V = W/Q) वोल्ट में मापा जाता है। प्रतिरोध R = ρl/A से निकलता है और इसका मात्रक ओम है। ओम का नियम V = IR धारा और विभवांतर का संबंध बताता है। परिपथ श्रेणी तथा समान्तर में संयोजित किए जा सकते हैं; घरेलू परिपथों में समान्तर संयोजन का प्रयोग होता है। विद्युत कार्य W = VIt तथा शक्ति P = VI (या I²R, V²/R) से निकलती है। ऊर्जा का व्यावहारिक मात्रक kWh है। विद्युत का ऊष्मीय प्रभाव H = I²Rt है, जिसे बल्ब, इस्त्री, हीटर, टोस्टर और फ्यूज़ में प्रयोग किया जाता है। सुरक्षा हेतु फ्यूज़, अर्थिंग और MCB अनिवार्य हैं। विद्युत ऊर्जा का संयमित उपयोग आवश्यक है क्योंकि यह आधुनिक सभ्यता की रीढ़ है।
📝 त्वरित दोहरान
🔵 धारा = Q/t, मात्रक A
🟢 विभवांतर = W/Q, मात्रक V
🟡 ओम का नियम = V = IR
🔴 प्रतिरोध = ρl/A
🟣 श्रेणी संयोजन: R = R1+R2+…
🟠 समान्तर: 1/R = 1/R1+1/R2+…
🔵 शक्ति = VI, ऊर्जा = kWh
🟢 ऊष्मीय प्रभाव: H = I²Rt
🟡 सुरक्षा = फ्यूज़, अर्थिंग, MCB
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पाठ्यपुस्तक के प्रश्न
प्रश्न 1. प्रतिरोध R के किसी तार के टुकड़े को पाँच बराबर भागों में काटा जाता है। इन टुकड़ों को फिर पंक्तिक्रम में संयोजित कर देते हैं। यदि संयोजन का कुल प्रतिरोध R′ हो तो R′/R अनुपात का मान क्या है?
(a) 1/25
(b) 1/5
(c) 5
(d) 25
उत्तर 1.
प्रत्येक टुकड़े का प्रतिरोध = R/5
पंक्तिक्रम (series) में जोड़ने पर कुल प्रतिरोध R′ = R/5 + R/5 + R/5 + R/5 + R/5 = R
अतः R′/R = 1
✔️ सही विकल्प: कोई नहीं (लेकिन NCERT की व्याख्या अनुसार सही उत्तर R ही है → R′/R = 1)
प्रश्न 2. निम्नलिखित में से कौन-सा परिमाण प्रतिरोधक में विद्युत शक्ति का निर्धारण नहीं करता?
(a) I²R
(b) IR²
(c) VI
(d) V²/R
उत्तर 2.
✔️ सही उत्तर: (b) IR²
प्रश्न 3. किसी विद्युत बल्ब का अनुलेख 220 V; 100 W है। जब इसे 110 V पर प्रचालित करते हैं तब इसके द्वारा उपभोग शक्ति कितनी होती है?
(a) 100 W
(b) 75 W
(c) 50 W
(d) 25 W
उत्तर 3.
R = V²/P = (220²)/100 = 484 Ω
P′ = V²/R = (110²)/484 = 25 W
✔️ सही उत्तर: (d) 25 W
प्रश्न 4. दो चालक तार जिनके पदार्थ, लंबाई तथा व्यास समान हैं, किसी विद्युत परिपथ में पंक्तिक्रम में और फिर समान्तर में संयोजित किए जाते हैं। पंक्तिक्रम तथा समान्तर संयोजन में उनके उत्पन्न ऊष्माओं का अनुपात क्या होगा?
(a) 1:2
(b) 2:1
(c) 1:4
(d) 4:1
उत्तर 4.
Series में: R = 2R
Parallel में: R = R/2
H ∝ 1/R
अनुपात = (1/2R):(1/R/2) = 1:4
✔️ सही उत्तर: (c) 1:4
प्रश्न 5. किसी विद्युत परिपथ में दो बिन्दुओं के बीच विभवांतर मापने के लिए वोल्टमीटर को किस प्रकार संयोजित किया जाता है?
उत्तर 5.
✔️ वोल्टमीटर को समान्तर (parallel) में जोड़ते हैं।
प्रश्न 6. किसी ताँबे का तार का व्यास 0.5 mm तथा विशिष्ट प्रतिरोध 1.6 × 10⁻⁸ Ω m है। यदि 1 Ω प्रतिरोध प्राप्त करना हो तो तार की लंबाई कितनी आवश्यक होगी?
उत्तर 6.
सूत्र: R = ρ (l/A)
A = πr² = 3.14 × (0.25 × 10⁻³)² = 1.96 × 10⁻⁷ m²
l = RA/ρ = (1 × 1.96 × 10⁻⁷) / (1.6 × 10⁻⁸)
= 12.25 m (लगभग)
✔️ आवश्यक लंबाई = 12.25 m
प्रश्न 7. किसी प्रतिरोधक के सिरों के बीच विभवांतर V के विभिन्न मानों के लिए उससे प्रवाहित विद्युत धाराओं i के मान आगे दिए गए हैं।
(i) 1.0 V → 1.6 A
(ii) 2.0 V → 3.4 A
(iii) 3.0 V → 6.7 A
(iv) 4.0 V → 10.0 A
(v) 6.0 V → 13.2 A
V तथा i के बीच ग्राफ खींचकर इस प्रतिरोधक का प्रतिरोध ज्ञात कीजिए।
उत्तर 7.
R = V/I (औसत मान से)
जैसे (2.0/3.4) ≈ 0.59 Ω, (6.0/13.2) ≈ 0.45 Ω
✔️ औसत प्रतिरोध ≈ 0.5 Ω
प्रश्न 8. किसी अज्ञात प्रतिरोधक के प्रतिरोधक के सिरों से 12 V की बैटरी को संयोजित करने पर परिपथ में 2.5 mA विद्युत धारा प्रवाहित होती है। प्रतिरोधक का प्रतिरोध परिकलित कीजिए।
उत्तर 8.
R = V/I = 12/(2.5 × 10⁻³) = 4800 Ω = 4.8 kΩ
प्रश्न 9. 9 V की किसी बैटरी को 0.2 Ω, 0.3 Ω, 0.4 Ω, 0.5 Ω तथा 12 Ω के प्रतिरोधकों के साथ श्रेणीक्रम में संयोजित किया गया है। 12 Ω के प्रतिरोधक में कितनी विद्युत धारा प्रवाहित होगी?
उत्तर 9.
R कुल = 0.2+0.3+0.4+0.5+12 = 13.4 Ω
I = V/R = 9/13.4 = 0.67 A
✔️ 12 Ω में धारा = 0.67 A (series में समान धारा)
प्रश्न 10. 176 Ω प्रतिरोध के तीन प्रतिरोधकों को पंक्तिक्रम में संयोजित कर कि 220 V के विद्युत स्रोत से संयोजित करें। विद्युत धारा का मान क्या होगा?
उत्तर 10.
R कुल = 176+176+176 = 528 Ω
I = V/R = 220/528 = 0.417 A
प्रश्न 11. यह दर्शाइए कि आप 6 Ω प्रतिरोध के तीन प्रतिरोधकों को किस प्रकार संयोजित करेंगे कि प्राप्त संयोजन का प्रतिरोध (i) 9 Ω, (ii) 4 Ω हो।
उत्तर 11.
(i) दो को समान्तर में और तीसरा पंक्तिक्रम में जोड़ने पर = 3+6 = 9 Ω
(ii) सभी को समान्तर में जोड़ने पर = 1/R = 1/6+1/6+1/6 = 3/6 → R = 2 Ω, फिर दो समान्तर व एक पंक्तिक्रम = 4 Ω
प्रश्न 12. 220 V की विद्युत लाइन पर उपयोग हेतु बल्ब बने हैं जिनकी अनुलेख शक्ति 10 W है। यदि अधिकतम विद्युत धारा 5 A हो तो ऐसे बल्बों की अधिकतम संख्या पंक्तिक्रम में संयोजित की जा सकती है?
उत्तर 12.
P = VI
I = P/V = 10/220 = 0.045 A
अधिकतम बल्ब = 5/0.045 ≈ 111 बल्ब
प्रश्न 13. किसी विद्युत भट्टी की रेटिंग 220 V, 4.4 kW है। इसमें प्रयुक्त तार कुंडलियों का प्रतिरोध 24 Ω है। इन्हें पंक्तिक्रम, समान्तर और मिश्रित संयोजन कर सकते हैं। यदि भट्टी 220 V पर संयोजित है, तो धारा = P/V = 4400/220 = 20 A
✔️ प्रत्येक संयोजन में धारा का मान अलग-अलग निकाला जा सकता है (NCERT अनुसार विस्तार)।
प्रश्न 14. दिए गए परिपथ में 2 Ω प्रतिरोधक द्वारा उपभुक्त शक्ति की तुलना कीजिए।
उत्तर 14.
P = I²R सूत्र से, परिपथ के अनुसार चरणबद्ध गणना (छात्र चित्रानुसार हल करेंगे)।
प्रश्न 15. 6 V की बैटरी से संयोजित 1 Ω एवं 2 Ω प्रतिरोधक श्रेणीक्रम में हैं। परिपथ का आरेख बनाइए और कुल प्रतिरोध निकालिए।
उत्तर 15.
R = 1+2 = 3 Ω
I = V/R = 6/3 = 2 A
प्रश्न 16. दो विद्युत लैम्प जिनमें एक का अनुलेख 100 W; 220 V तथा दूसरा 60 W; 220 V है, यदि इन्हें पंक्तिक्रम में संयोजित कर 220 V स्रोत से जोड़ा जाए तो प्रत्येक से गुजरने वाली धारा ज्ञात कीजिए।
उत्तर 16.
R1 = V²/P = 220²/100 = 484 Ω
R2 = 220²/60 ≈ 806 Ω
R कुल = 1290 Ω
I = V/R = 220/1290 ≈ 0.17 A
प्रश्न 17. किसमें अधिक विद्युत ऊर्जा उपभुक्त होगी—250 W का टी.वी. सेट 1 घण्टे तक चलाया गया या 120 W का बल्ब 10 घण्टे तक?
उत्तर 17.
E1 = 0.25 kW × 1 h = 0.25 kWh
E2 = 0.12 kW × 10 h = 1.2 kWh
✔️ बल्ब अधिक ऊर्जा उपभोग करेगा।
प्रश्न 18. 8 Ω प्रतिरोध वाला हीटर 220 V पर 2 घण्टे में कितनी ऊष्मा उत्पन्न करेगा, यदि धारा 15 A हो?
उत्तर 18.
H = I²Rt
= (15²) × 8 × (2×3600)
= 225 × 8 × 7200
= 12960000 J
प्रश्न 19. निम्नलिखित को स्पष्ट कीजिए—
(a) विद्युत लैम्प के तन्तुओं में एकमात्र टंग्स्टन का ही प्रयोग क्यों होता है?
➡️ इसका गलनांक बहुत अधिक है, यह आसानी से नहीं पिघलता।
(b) विद्युत ताप युक्तियों जैसे हीटर व इस्त्री में चालकों को नाइक्रोम से क्यों बनाते हैं?
➡️ इसका विशिष्ट प्रतिरोध अधिक और गलनांक उच्च है।
(c) विद्युत परिपथों में श्रेणीक्रम संयोजन का उपयोग क्यों नहीं किया जाता?
➡️ एक अवयव खराब होने पर पूरा परिपथ टूट जाएगा।
(d) चालक तार का प्रतिरोध उसके अनुप्रस्थ काट के क्षेत्रफल के साथ किस प्रकार बदलता है?
➡️ R ∝ 1/A
(e) विद्युत संचरण के लिए प्रायः कॉपर व ऐल्यूमिनियम का प्रयोग क्यों किया जाता है?
➡️ इनका प्रतिरोध कम है, ये अच्छे चालक हैं।
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अन्य महत्वपूर्ण प्रश्न
🔵 खण्ड A (बहुविकल्पी प्रश्न – MCQs, 1 अंक प्रत्येक)
प्रश्न 1. किसी चालक से 10 कूलॉम्ब आवेश 2 सेकण्ड में प्रवाहित होता है। धारा का मान है—
2 A
5 A
10 A
20 A
उत्तर 1. 2
प्रश्न 2. प्रतिरोध का मात्रक है—
वोल्ट
कूलॉम्ब
ओम
वॉट
उत्तर 2. 3
प्रश्न 3. वोल्टमीटर को परिपथ में किस प्रकार जोड़ा जाता है—
पंक्तिक्रम में
समान्तर में
शृंखला–समान्तर दोनों में
किसी भी रूप में
उत्तर 3. 2
प्रश्न 4. यदि किसी चालक का प्रतिरोध दोगुना और लंबाई दोगुनी कर दी जाए तो R का मान—
दोगुना
आधा
चार गुना
समान
उत्तर 4. 3
प्रश्न 5. 1 किलोवॉट–घण्टा बराबर है—
3600 J
36 × 10⁵ J
3.6 × 10⁶ J
3.6 × 10⁵ J
उत्तर 5. 3
प्रश्न 6. ताम्बे का विशिष्ट प्रतिरोध—
बहुत अधिक
बहुत कम
शून्य
अनन्त
उत्तर 6. 2
प्रश्न 7. जूल का नियम है—
H = VIt
H = I²Rt
H = IRt
H = V²R
उत्तर 7. 2
प्रश्न 8. घरेलू परिपथ में बल्बों को किस प्रकार जोड़ा जाता है—
पंक्तिक्रम
समान्तर
मिश्रित
कोई भी नहीं
उत्तर 8. 2
प्रश्न 9. 220 V और 1000 W की गीजर 1 घण्टे में कितनी ऊर्जा उपभोग करेगी?
1000 J
220 J
1 kWh
220 kWh
उत्तर 9. 3
प्रश्न 10. यदि किसी प्रतिरोधक पर 2 A धारा और 10 V विभवांतर हो, तो शक्ति—
5 W
10 W
20 W
40 W
उत्तर 10. 3
🟣 कथन–कारण (Q11–20)
(याद रहे: विकल्प = 1. कथन व कारण दोनों सत्य, कारण सही व्याख्या है 2. दोनों सत्य, पर कारण व्याख्या नहीं 3. कथन सत्य, कारण असत्य 4. कथन असत्य, कारण सत्य)
प्रश्न 11.
कथन: विद्युत धारा का मात्रक एम्पियर है।
कारण: यदि 1 सेकण्ड में 1 कूलॉम्ब आवेश प्रवाहित हो तो धारा 1 A होती है।
उत्तर 11. 1
प्रश्न 12.
कथन: विद्युत शक्ति = VI
कारण: शक्ति कार्य करने की दर है।
उत्तर 12. 1
प्रश्न 13.
कथन: प्रतिरोध तापमान पर निर्भर करता है।
कारण: तापमान बढ़ने पर अधिकांश धातुओं का प्रतिरोध घटता है।
उत्तर 13. 3
प्रश्न 14.
कथन: घरेलू परिपथ में समान्तर संयोजन किया जाता है।
कारण: इसमें सभी यंत्रों पर विभवांतर समान रहता है।
उत्तर 14. 1
प्रश्न 15.
कथन: ओम का नियम सभी पदार्थों पर लागू होता है।
कारण: अर्धचालकों में V–I ग्राफ सीधी रेखा है।
उत्तर 15. 3
प्रश्न 16.
कथन: 1 kWh ऊर्जा = 3.6 × 10⁶ J होती है।
कारण: 1 W = 1 J/s होता है।
उत्तर 16. 1
प्रश्न 17.
कथन: R = ρl/A
कारण: प्रतिरोध लंबाई के अनुक्रमानुपाती और अनुप्रस्थ क्षेत्रफल के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
उत्तर 17. 1
प्रश्न 18.
कथन: फ्यूज़ तार एल्यूमिनियम से बनता है।
कारण: इसका गलनांक अधिक होता है।
उत्तर 18. 3
प्रश्न 19.
कथन: वोल्टमीटर का प्रतिरोध बहुत अधिक होता है।
कारण: ताकि धारा इसमें नगण्य प्रवाहित हो।
उत्तर 19. 1
प्रश्न 20.
कथन: एम्पीयरमीटर को पंक्तिक्रम में जोड़ा जाता है।
कारण: इसका प्रतिरोध बहुत कम होता है।
उत्तर 20. 1
🟠 खण्ड B (2 अंक, Q21–26)
प्रश्न 21. विद्युत धारा और विभवांतर में अंतर स्पष्ट कीजिए।
उत्तर 21.
धारा: आवेश प्रवाह की दर, मात्रक एम्पियर।
विभवांतर: प्रति इकाई आवेश किया गया कार्य, मात्रक वोल्ट।
प्रश्न 22. 10 A धारा 1 घण्टा तक प्रवाहित हो तो कुल आवेश ज्ञात कीजिए।
उत्तर 22.
Q = I × t = 10 × 3600 = 36000 C
प्रश्न 23. श्रेणी संयोजन के दो लाभ लिखिए।
उत्तर 23.
सभी अवयवों में समान धारा
गणना सरल
प्रश्न 24. समान्तर संयोजन के दो लाभ लिखिए।
उत्तर 24.
प्रत्येक यंत्र पर समान वोल्टेज
एक यंत्र खराब होने पर अन्य चलते रहते हैं
प्रश्न 25. विद्युत शक्ति और ऊर्जा में अंतर लिखिए।
उत्तर 25.
शक्ति: कार्य की दर (W)
ऊर्जा: कुल कार्य (J, kWh)
प्रश्न 26. विशिष्ट प्रतिरोध परिभाषित कीजिए और इसका मात्रक लिखिए।
उत्तर 26.
ρ = RA/l
मात्रक = Ω m
🟡 खण्ड C (3 अंक, Q27–33)
प्रश्न 27. 220 V पर 100 W का बल्ब कितनी धारा खींचेगा?
उत्तर 27.
I = P/V = 100/220 = 0.45 A
प्रश्न 28. 4 Ω और 6 Ω प्रतिरोध समान्तर में जोड़े गए हैं। उनका समतुल्य प्रतिरोध ज्ञात कीजिए।
उत्तर 28.
1/R = 1/4+1/6 = (3+2)/12 = 5/12
R = 12/5 = 2.4 Ω
प्रश्न 29. किसी चालक की लंबाई दोगुनी और अनुप्रस्थ काट आधा कर दिया जाए तो प्रतिरोध में क्या परिवर्तन होगा?
उत्तर 29.
R ∝ l/A
नया R = 2/(1/2) = 4 गुना
प्रश्न 30. 2 A धारा 30 मिनट तक प्रवाहित हो तो कुल आवेश व इलेक्ट्रॉनों की संख्या ज्ञात कीजिए।
उत्तर 30.
Q = I × t = 2 × 1800 = 3600 C
n = Q/e = 3600/(1.6×10⁻¹⁹) = 2.25 × 10²²
प्रश्न 31. ओम का नियम प्रयोगात्मक रूप से कैसे सत्यापित करते हैं?
उत्तर 31.
परिपथ बनाना (बैटरी, प्रतिरोधक, स्विच, वोल्टमीटर, एम्पीयरमीटर)
V और I के मान लेना
V–I ग्राफ सीधी रेखा
प्रश्न 32. जूल के ऊष्मा–नियम का कथन और सूत्र लिखिए।
उत्तर 32.
कथन: प्रवाहित धारा से ऊष्मा उत्पन्न होती है, H = I²Rt
प्रश्न 33. घरेलू परिपथ में फ्यूज़ की भूमिका लिखिए।
उत्तर 33.
सुरक्षा हेतु अधिक धारा आने पर पिघलकर परिपथ तोड़ देता है।
🔴 खण्ड D (5 अंक, Q34–36)
प्रश्न 34. विद्युत कार्य और शक्ति में संबंध लिखिए। उदाहरण सहित समझाइए।
उत्तर 34.
W = VIt, P = VI
उदाहरण: 220 V पर 2 A धारा 10 s तक → W = 220×2×10 = 4400 J
प्रश्न 35. प्रतिरोध के श्रेणी व समान्तर संयोजन का तुलनात्मक अध्ययन कीजिए।
उत्तर 35.
श्रेणी: समान धारा, R = R1+R2, दोष से परिपथ टूट जाता है।
समान्तर: समान वोल्टेज, 1/R = 1/R1+…, दोष से अन्य यंत्र चलते रहते हैं।
प्रश्न 36. 220 V पर 2 A धारा प्रवाहित होती है। (i) शक्ति (ii) 1 घण्टा में खपत ऊर्जा ज्ञात कीजिए।
उत्तर 36.
(i) P = VI = 220×2 = 440 W
(ii) E = P×t = 440×3600 = 1584000 J = 0.44 kWh
🟠 खण्ड E (केस आधारित, Q37–39)
प्रश्न 37. किसी छात्र ने 6 Ω और 3 Ω प्रतिरोधक समान्तर में जोड़े और इसे 12 V बैटरी से संयोजित किया।
(i) कुल प्रतिरोध
(ii) धारा
(iii) प्रत्येक प्रतिरोध में धारा
उत्तर 37.
1/R = 1/6+1/3 = 1/6+2/6 = 3/6 = 1/2
R = 2 Ω
I = V/R = 12/2 = 6 A
6 Ω में: I = 12/6 = 2 A
3 Ω में: I = 12/3 = 4 A
प्रश्न 38. एक विद्युत इस्त्री 220 V, 1000 W अंकित है।
(i) धारा
(ii) प्रतिरोध
(iii) 2 घण्टे में ऊर्जा
उत्तर 38.
I = P/V = 1000/220 = 4.55 A
R = V/I = 220/4.55 = 48.4 Ω
E = P×t = 1000×7200 = 7.2×10⁶ J = 2 kWh
प्रश्न 39. एक कमरे में 5 बल्ब (60 W, 220 V) तथा 2 पंखे (80 W, 220 V) 5 घण्टे चले।
(i) कुल शक्ति
(ii) कुल ऊर्जा
(iii) kWh में ऊर्जा
(iv) यदि दर ₹6 प्रति kWh हो तो बिल
उत्तर 39.
कुल शक्ति = 5×60+2×80 = 300+160 = 460 W
कुल ऊर्जा = 460×5 h = 2300 Wh = 2.3 kWh
कुल लागत = 2.3×6 = ₹13.8
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