परीक्षा: बिजली - Police SI Exams MCQ

प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की विद्युत आवेश से संबंधित अंतर्निहित विशेषता उनका प्रकार है। प्रोटॉन सकारात्मक आवेश ले जाते हैं और इलेक्ट्रॉन नकारात्मक आवेश ले जाते हैं। कणों की यह मौलिक विशेषता विभिन्न घटनाओं में विद्युत इंटरैक्शन को समझने की नींव बनाती है।

पाठ के अनुसार, समान आवेश वाले पिंड एक-दूसरे को विस्थापित करते हैं, जबकि असमान आवेश वाले पिंड एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं। यह सिद्धांत आवेशित वस्तुओं के व्यवहार को समझने में महत्वपूर्ण है और विद्युत इंटरैक्शन की गतिशीलता को समझने के लिए आवश्यक है।

कूलम के नियम के अनुसार, दो स्थिर बिंदु आवेशों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक बल आवेशों के परिमाण के गुणन के सीधे आनुपातिक और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपातिक होता है। इसका मतलब है कि दो आवेशों के बीच का बल तब बढ़ता है जब उनके आवेशों का गुणन बढ़ता है और तब घटता है जब उनके बीच की दूरी का वर्ग बढ़ता है।

किसी बिंदु पर इलेक्ट्रिक फील्ड इंटेंसिटी (E) को उस बिंदु पर प्रति यूनिट सकारात्मक परीक्षण चार्ज पर कार्य करने वाली इलेक्ट्रोस्टैटिक बल (F) के रूप में परिभाषित किया गया है। इसका अर्थ है कि यह उस विशेष स्थान पर सकारात्मक परीक्षण चार्ज द्वारा अनुभव की जाने वाली बल को दर्शाता है, जो अन्य चार्ज द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रिक फील्ड में होता है। यह उस बिंदु पर इलेक्ट्रिक फील्ड की ताकत का माप है।

विद्युत क्षेत्र रेखा किसी विशेष स्थान पर विद्युत क्षेत्र वेक्टर की दिशा का प्रतिनिधित्व करती है। विद्युत क्षेत्र रेखाओं की अवधारणा विद्युत क्षेत्र की दिशा और तीव्रता को दृश्यात्मक रूप से समझने में मदद करती है। ये रेखाएँ यह दर्शाती हैं कि यदि सकारात्मक परीक्षण आवेश को उस बिंदु पर विद्युत क्षेत्र में रखा जाए तो वह किस पथ का अनुसरण करेगा। याद रखें, रेखाओं की आपसी निकटता विद्युत क्षेत्र की शक्ति को दर्शाती है—निकट रेखाएँ मजबूत क्षेत्र का संकेत देती हैं, जबकि अधिक फैली हुई रेखाएँ कमजोर क्षेत्र का संकेत देती हैं।

संवाहकों और अचालकों के बीच मुख्य अंतर उनके इलेक्ट्रॉन की गतिशीलता में निहित है। संवाहक, जैसे कि धातुएं, स्वतंत्र इलेक्ट्रॉनों की बड़ी संख्या रखते हैं, जिससे वे विद्युत को प्रभावी रूप से संचालित करने में सक्षम होते हैं। इसके विपरीत, अचालक जैसे लकड़ी और रबर में अपने संरचना में स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन का अभाव होता है, जो विद्युत के प्रवाह को बाधित करता है। इलेक्ट्रॉन की उपलब्धता में यह भिन्नता संवाहकों और अचालकों की विद्युत संचालक गुणों में विरोधाभास निर्धारित करती है।

धातुओं के लिए प्रतिरोधकता और तापमान के बीच संबंध इस प्रकार है कि धातुओं की प्रतिरोधकता तापमान के बढ़ने पर बढ़ती है। यह धातुओं द्वारा प्रदर्शित सकारात्मक तापमान गुणांक के कारण होता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, धातु में परमाणु अधिक तेज़ी से कंपन करते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह में बाधा आती है और इस प्रकार प्रतिरोध बढ़ता है। यह घटना धातु के चालकता से संबंधित विभिन्न अनुप्रयोगों में विचार करने के लिए महत्वपूर्ण है।

निक्रोम और कॉन्स्टेंटन जैसी मिश्र धातुओं की प्रतिरोधकता धातुओं की तुलना में अधिक होती है, लेकिन अर्धचालकों की तुलना में कम होती है। यह अद्वितीय गुण इन मिश्र धातुओं को उन अनुप्रयोगों में मूल्यवान बनाता है जहां एक विशिष्ट स्तर की प्रतिरोधकता की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, निक्रोम का उपयोग अक्सर हीटिंग तत्वों में किया जाता है क्योंकि इसकी उच्च प्रतिरोधकता और उच्च तापमान को सहन करने की क्षमता होती है, जिससे यह विभिन्न विद्युत उपकरणों में एक महत्वपूर्ण घटक बनता है।

ओहम का नियम बताता है कि एक चालक में विद्युत धारा (I) और विभव अंतर (V) के बीच संबंध प्रत्यक्ष अनुपात में होता है, जिसमें अनुपात स्थिरांक चालक का प्रतिरोध (R) होता है। यह विद्युत सर्किट में एक मौलिक नियम है जो यह समझाने में मदद करता है कि कैसे वोल्टेज, धारा, और प्रतिरोध एक सर्किट में परस्पर संबंधित हैं।

किर्कहोफ़ का करंट नियम, जिसे किर्कहोफ़ का पहला नियम भी कहा जाता है, एक इलेक्ट्रिकल सर्किट में चार्ज का संरक्षण सिद्धांत दर्शाता है। यह कहता है कि एक सर्किट में किसी जंक्शन में प्रवेश करने वाले करंट का बीजगणितीय योग उस जंक्शन से बाहर जाने वाले करंट के योग के बराबर है, जो चार्ज के संरक्षण के कानून का प्रतिनिधित्व करता है, जो इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में एक मौलिक अवधारणा है।

जब एक इलेक्ट्रिक करंट एक अम्लीय या क्षारीय समाधान में प्रवाहित किया जाता है, जिससे समाधान सकारात्मक और नकारात्मक आयनों में विघटित होता है, इस प्रक्रिया को इलेक्ट्रोलाइसिस कहा जाता है। इलेक्ट्रोलाइसिस में, सकारात्मक आयन नकारात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) पर इकट्ठा होते हैं, जबकि नकारात्मक आयन सकारात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) पर जमा होते हैं। यह प्रक्रिया विभिन्न अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है, जिसमें इलेक्ट्रोप्लेटिंग शामिल है, जहां एक आधार धातु को एक महंगी धातु की परत से कोट किया जाता है।

3.6 × 10⁶ जूल के बराबर विद्युत ऊर्जा की इकाई 1 किलowatt-घंटा (kWh) है। यह इकाई आमतौर पर घरों में ऊर्जा खपत मापने के लिए उपयोग की जाती है और इसे अक्सर '1 यूनिट' बिजली के रूप में संदर्भित किया जाता है। इस इकाई को समझना बिजली के उपयोग का आकलन और प्रबंधन करने के लिए महत्वपूर्ण है।

दो उपयुक्त सामग्रियों के बीच घर्षण स्थैतिक बिजली उत्पन्न कर सकता है। यह प्रक्रिया सामग्रियों के बीच चार्ज का स्थानांतरण शामिल करती है, जिससे एक वस्तु सकारात्मक चार्ज प्राप्त करती है और दूसरी वस्तु नकारात्मक चार्ज ग्रहण करती है। इस घटना को समझना विद्युत से संबंधित विभिन्न व्यावहारिक अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है।

विद्युत क्षेत्र की तीव्रता एक पॉइंट चार्ज से दूरी के वर्ग के व्युत्क्रम अनुपात में होती है। जैसे-जैसे आप पॉइंट चार्ज से दूर जाते हैं, विद्युत क्षेत्र की तीव्रता घटती है क्योंकि दूरी का वर्ग बढ़ता है। यह संबंध इस बात को उजागर करता है कि चार्ज स्रोत से दूर जाने पर विद्युत क्षेत्र की ताकत कमजोर होती है।

एक कैपेसिटर एक इलेक्ट्रिकल सर्किट में इलेक्ट्रिक चार्ज को संग्रहित और छोड़ने का महत्वपूर्ण कार्य करता है। यह अपने भौतिक आयामों को बदले बिना एक महत्वपूर्ण मात्रा में चार्ज को जमा कर सकता है। जब इसे एक सर्किट में जोड़ा जाता है, तो कैपेसिटर अपने प्लेटों के बीच एक इलेक्ट्रिक क्षेत्र के रूप में ऊर्जा को संग्रहित करता है। जब आवश्यक हो, तो यह संग्रहित ऊर्जा को सर्किट में वापस छोड़ सकता है, जिससे कैपेसिटर विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और सिस्टम में आवश्यक घटक बन जाते हैं।