विद्युत (Electricity) NCERT Solutions | NCERT Textbooks in Hindi (Class 6 to Class 12) - UPSC PDF Download

अभ्यास

प्रश्न.1. प्रतिरोध R के किसी तार के टुकड़े को पाँच बराबर भागों में काटा जाता है। इन टुकड़ों को फिर समांतरक्रम में संयोजित कर देते हैं। यदि संयोजन का तुल्य प्रतिरोध R' है, तो R/R' अनुपात का मान क्या है?
(a) 1/25
(b) 1/5
(c) 5
(d) 25 

सही उत्तर (d) 25
तार का प्रतिरोध = R; तार के प्रत्येक भाग का प्रतिरोध = R/5 समांतर क्रम में संयोजित करने पर तुल्य प्रतिरोध = R_p

प्रश्न.2. निम्नलिखित में से कौन-सा पद विद्युत परिपथ में विद्युत शक्ति को निरूपित नहीं। करता?
(a) I2R
(b) IR2
(c) VI
(d) V2/R 

सही उत्तर (b) IR²
P = VI (c) [ओम के नियम से V/I = R या V = IR या I = V/R]
= I2^R (a)
= V²/R (d)

प्रश्न.3. किसी विद्युत बल्ब का अनुमतांक 220 वोल्ट 100 वाट है। जब इसे 110 वोल्ट पर प्रचालित करते हैं, तब इसके द्वारा उपमुक्त शक्ति कितनी होती है?
(a) 100 वाट
(b) 75 वाट
(c) 50 वाट
(d) 25 वाट

सही उत्तर (d) 25 वाट

प्रश्न.4. दो चालक तार जिनके पदार्थ, लंबाई तथा व्यास समान हैं, किसी विद्युत परिपथ में पहले श्रेणीक्रम में और फिर समांतर क्रम में संयोजित किए जाते हैं। श्रेणीक्रम तथा समांतर क्रम संयोजन में उत्पन्न ऊष्माओं का अनुपात क्या होगा?
(a) 1 : 2
(b) 2:1
(c) 1: 4
(d) 4: 1

सही उत्तर (c) 1:4
श्रेणीक्रम में तुल्य प्रतिरोध Rs = R + R = 2R

प्रश्न.5. किसी विद्युत परिपथ में दो बिंदुओं के बीच विभवांतर मापने के लिए वोल्टमीटर किस प्रकार संयोजित किया जाता है?

विभवांतर मापने के लिए वोल्टमीटर को दो बिंदुओं के बीच पाश्र्वक्रम में संयोजित किया जाता है।

प्रश्न.6. किसी ताँबे के तार का व्यास 0.5mm तथा प्रतिरोधकता 1.6 x 10-8Ωm है। 10Ω प्रतिरोध का प्रतिरोधक बनाने के लिए कितने लंबे तार की आवश्यकता होगी? यदि इससे दो गुने व्यास का तार लें, तो प्रतिरोध में क्या अंतर आएगा?

तार का व्यास, D =0.5 mm = 0.5 x 103 m
कॉपर का प्रतिरोध, P = 1.6 x 10-8 Ω m
इच्छित प्रतिरोधकता, R = 10 Ω

यदि इससे दोगुना व्यास की तार लें तो अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल चार गुणा हो जाएगा।

प्रश्न.7. किसी प्रतिरोधक के सिरों के बीच विभवांतर V के विभिन्न मानों के लिए उससे प्रवाहित विद्युत धाराओं I के संगत मान नीचे दिए गए हैं।

V तथा I के बीच ग्राफ खींचकर इस प्रतिरोधक का प्रतिरोध ज्ञात कीजिए।

 V तथा I के बीच का ग्राफ

ओम के नियम अनुसार,
V = IR
V तथा I के बीच का ग्राफ हमें R (प्रतिरोध) देता है
इसलिए,  
प्रतिरोधक का प्रतिरोध
V = 4V (9V-5V),
I = 1.25 (2.65 A - 1.40 A)

प्रश्न.8. किसी अज्ञात प्रतिरोध के प्रतिरोधक के सिरों से 12V की बैट्री को संयोजित करने पर परिपथ में 2.5mA विद्युत धारा प्रवाहित होती है। प्रतिरोधक का प्रतिरोध परिकलित कीजिए।

V = 12V
I = 2.5 mA = 2.5 x 10-3 A
प्रतिरोधक का प्रतिरोध  =

प्रश्न.9. 9V की किसी बैट्री को 0.2Ω, 0.3Ω, 0.4Ω, 0.5Ω तथा 12Ω के प्रतिरोधकों के साथ श्रेणीक्रम में संयोजित किया | जाता है। 122 के प्रतिरोधक से कितनी विद्युत धारा प्रवाहित होगी?

तुल्य प्रतिरोध श्रेणीक्रम में जोड़ने पर,
R = R₁ + R₂ + R₃ + R₄ + R₅
R₁ = 0.2 Ω, R₂ = 0.3 Ω, R₃ = 0.4 Ω, R₄ = 0.5 Ω, R₅ = 12 Ω  ....(दिया है)
R = 0.2 + 0.3 + 0.4 + 0.5 + 12
R = 13.4 Ω
V = IR  ....(ओम के नियम के अनुसार)
I = V/R
= 9/13.4
= 0.67 A
विद्युत धारा का कोई विभाजन नहीं होगा क्योंकि प्रतिरोधक श्रेणीक्रम में लगे हुए हैं। 12 Ω के प्रतिरोधक में 0.67 A विद्युत धारा प्रवाहित होगी।

प्रश्न.10. 176Ω प्रतिरोध के कितने प्रतिरोधकों को पार्श्वक्रम में संयोजित करें कि 220V के विद्युत स्रोत से संयोजन से 5A विद्युत धारा प्रवाहित हो?

I = 5A
N = 220V
परिपथ की प्रतिरोधकता,
प्रत्येक प्रतिरोधक की प्रतिरोध, r = 176 Ω
 यदि n प्रतिरोधक, प्रत्येक की प्रतिरोधकता R को पार्श्वक्रम  में संयोजित करें तो इच्छित प्रतिरोध हो

प्रश्न.11. यह दर्शाइए कि आप 6Ω प्रतिरोध के तीन प्रतिरोधकों को किस प्रकार संयोजित करेंगे कि प्राप्त संयोजन का प्रतिरोध
(i) 9Ω
(ii) 4Ω हो।

(a) 6Ω के तीन प्रतिरोधकों से का प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए हमें दो प्रतिरोधकों को पार्श्वक्रम तथा अन्य को इनके श्रेणीक्रम में लगाना होगा


(b 4Ω  प्रतिरोधकों प्राप्त करने के लिए हमें तीनों प्रतिरोधों में से दो को श्रेणीक्रम रखना होगा और एक को पार्श्वक्रम
श्रेणीक्रम-
R = R₁ + R₂
R  = 6+6 = 12
 पार्श्वक्रम -

प्रश्न.12. 220V की विद्युत लाइन पर उपयोग किए जाने वाले बहुत से बल्बों का अनुमतांक 10W है। यदि 220V लाइन से अनुमन अधिकतम विद्युतधारा 5A है तो इस लाइन के दो तारों के बीच कितने बल्ब पाश्र्वक्रम में संयोजित किए जा सकते हैं?

प्रेत्यक बल्ब का प्रतिरोध,

परिपथ की कुल प्रतिरोधकता r = 220 V/5V = 44Ω
मान लीजिए कि बल्बों कि संख्या n है और प्रतिरोधकता R प्राप्त करने के लिए

प्रश्न.13. किसी विद्युत भट्टी की तप्त प्लेट दो प्रतिरोधक कुंडलियाँ A तथा B की बनी हैं, जिनमें प्रत्येक का प्रतिरोध 24W है तथा इन्हें पृथक-पृथक, श्रेणीक्रम में अथवा पाश्र्वक्रम में संयोजित करके उपयोग किया जाता है। यदि यह भट्टी 220V विद्युत स्रोत से संयोजित की जाती है, तो तीनों प्रकरणों में प्रवाहित विद्युत धाराएँ क्या हैं?

(i) विभवांतर = 220 V
प्रत्येक कुंडली का प्रतिरोध, r = 2Ω
(ii) कुंडली A तथा B को श्रेणीक्रम में जोड़ने पर प्रतिरोध, R_s = r + r = 2r = 48Ω
श्रेणीकृत कुंडलियों में प्रवाहित विद्युत्
(iii) कुंडली A तथा B को पार्श्वक्रम में जोड़ने पर प्रतिरोध,  पार्श्वक्रमित कुंडलियों में प्रवाहित विद्युत्

प्रश्न.14. निम्नलिखित परिपथों में प्रत्येक में 2Ω प्रतिरोधक द्वारा उपभुक्त शक्तियों की तुलना कीजिए। (i) 6V की बैट्री से संयोजित 1Ω तथा 2Ω श्रेणीक्रम संयोजन (ii) 4V बैट्री से संयोजित 12Ω तथा 2Ω का पार्श्वक्रम संयोजन।

(i) 

क्योंकि 6 V कि बैटरी को 1Ω तथा 2Ω के प्रतिरोध के साथ श्रेणीक्रम में संयोजित किया गया है इसलिए इसमें प्रवाहित विद्युत् है -
R = R1 + R2
R = 1+2 =  3Ω
I = V/R
I = 6V /3Ω = 2A
2 Ω प्रतिरोध में प्रयोग हुई शक्ति, P = I2R = (2)2 x 2 = 8 W

(ii) 4V कि बैटरी को 12Ω तथा 2Ω के प्रतिरोध के साथ संयोजित श्रेणी में जोड़ने पर उसमें प्रवाहित विभवांतर होगा,
V = 4V
2Ω के प्रतिरोध में प्रयोग कि गई शक्ति,
इस प्रकार,

प्रश्न.15. दो विद्युत लैम्प जिनमें से एक का अनुमतांक 100W, 220V तथा दूसरे का 60W, 220V है, विद्युत मेन्स के साथ पार्श्वक्रम में संयोजित हैं। यदि विद्युत आपूर्ति की वोल्टता 220V है, तो विद्युत मेन्स से कितनी धारा ली जाती है?

अनुमतांक 100 W; 220 V वाले लैंप द्वारा ली गई विद्युत धारा-
P₁ = VI₁ 
⇒ I₁ = P₁/V
= 100/220
= 5/11 A
इसी प्रकार, अनुमतांक 60 W; 220 V वाले विद्युत लैंप द्वारा ली गई विद्युत धारा का मान-
P₂ = VI₂ 
⇒ I₂ = P₂V
= 60/220
= 3/11 A
∴ विद्युत मेंस द्वारा ली गई कुल धारा
I = I₁ + I₂ 
= 5/11 + 3/11
= 8/11 A
= 0.73 A

प्रश्न.16. किसमें अधिक विद्युत ऊर्जा उपभुक्त होती हैं-250W का टी.वी. सेट जो एक घंटे तक चलाया जाता है अथवा 120w का विद्युत हीटर जो 10 मिनट के लिए चलाया जाता है?

250 W का TV सेट जो एक घंटे में उपभुक्त ऊर्जा,
 = 250 w x h = 250 wh
120 w के विद्युत् हीटर द्वारा मिनट में उपभुक्त ऊर्जा,
120 w /6 = 20 wh

प्रश्न.17. 18Ω प्रतिरोध का कोई विद्युत हीटर विद्युत मेन्स से 2 घंटे तक 15A विद्युत धारा लेता है। हीटर में उत्पन्न ऊष्मा की दर परिकलित कीजिए।

I =15 A
R = 8 Ω,
t =2h
विद्युत् शक्ति, P = I2R
P (15)2 x8 = 1800 W
1800 J/S

प्रश्न.18. निम्नलिखित को स्पष्ट कीजिए
(a) विद्युत लैम्पों के तंतुओं के निर्माण में प्रायः एकमात्र टंगस्टन का ही उपयोग क्यों किया जाता है?

विद्युत लैंपों के तंतुओं के निर्माण में प्राय एकमात्र टंगस्टन का उपयोग इसलिए किया जाता है क्योंकि-
(i) टंगस्टन की प्रतिरोधकता उच्च है इसलिए यह विद्युत आवेश के कारण बिना अधिक गर्म हुए प्रकाश उत्पन्न कर सकता है अतः इनका उपयोग बल्बों में होता है।
(ii) इसका गलनांक 3400 डिग्री सेल्सियस है। इसी कारण विद्युत् धारा प्रवाहित करने से यह पिघलता नहीं है।

(b) विद्युत तापन युक्तियों जैसे ब्रेड-टोस्टर तथा विद्युत इस्तरी के चालक शुद्ध धातुओं के स्थान पर मिश्र धातुओं (मिश्रातुओं) के क्यों बनाए जाते हैं?

विद्युत टोस्टरो तथा विद्युत इस्तरियो  के तापन अवयव शुद्ध धातु के न बनाकर किसी मिश्र धातु के बनाए जाते हैं इसके निम्न लिखित कारण हैं-

• मिश्र धातुओं में अपने घटक धातुओं की तुलना में उच्च प्रतिरोधकता है
• मिश्रित धातु उच्च तापमान पर आसानी से ऑक्सीकरण (या जला) नहीं करते हैं।
• इसका गलनांक अधिक होता हैं। 

(c) घरेलू विद्युत परिपथों में श्रेणीक्रम संयोजन का उपयोग क्यों नहीं किया जाता है?

घरेलू विद्युत परिपथ में श्रेणीक्रम संयोजन का उपयोग निम्न कारणों से नहीं किया जाता है

• श्रेणीक्रम संयोजन विद्युत् पथ का प्रवाह अलग अलग बंट जाता है और घर के उपकरणों को पूरी वोल्टेज नहीं मिल पाती।
• यदि किसी एक उपकरण में कोई खराबी आती है तो सभी उपकरण काम करना बंद कर देंगे।

(d) किसी तार का प्रतिरोध उसकी अनुप्रस्थ काट के क्षेत्रफल में परिवर्तन के साथ किस प्रकार परिवर्तित होता है?

तार का प्रतिरोध उसके क्षेत्र से व्युत्क्रमानुपाती होता है अगर तार की मोटाई अधिक होगी उसका प्रतिरोधकता कम होगी और विद्युत् उतनी ही अधिक मात्रा में प्रवाहित होगा,

इसलिए पतली तार  की तुलना में इलेक्ट्रॉन्स मोटे तार में आसानी से प्रवाहित हो सकते है।

(e) विद्युत संचारण के लिए प्राय: कॉपर तथा ऐलुमिनियम के तारों का उपयोग क्यों किया जाता है?

कॉपर और एल्युमीनियम के तारों का प्रतिरोध न्यूनतम है इसलिए इनका प्रयोग विद्युत् संचारण में किया जाता है।