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कक्षा 10 विज्ञान अभ्यास के प्रश्न के हल (Electricity)
AI-written, checked on 23 Oct 2026
Shishya के लिखे, जाँचे हुए हल — बोर्ड के आधिकारिक उत्तर नहीं
मशीन अनुवाद · Machine-translated on 23 Oct 2026
ये हल Shishya ने अंग्रेज़ी में लिखे हैं और AI से हिंदी में अनुवाद किए गए हैं। हर प्रश्न हमारे अपने छोटे शब्दों में है; प्रश्न के सही शब्द और चित्र NCERT की पुस्तक में देखें। कोई शब्द अटपटा लगे तो अंग्रेज़ी हल देखें।
How these were checked: the solutions were drafted with AI and then read and corrected on 23 Oct 2026. Every numerical final answer is recomputed from the question's own numbers by a calculator check that runs before each release; proofs and explanations were read, not machine-checked. The NCERT textbook is the authority — if something here disagrees with it, follow the book.
Hindi: machine-translated from the English solution; each translation was checked to keep every number and every step of the English, and to use NCERT's Hindi terms for the words we check. Wording can still be awkward — the English page is the reference.
किसी चरण के नीचे “क्यों?” दबाएँ और देखें कि उसमें पाठ्यपुस्तक का कौन-सा नियम लगा है — यह Shishya की NCERT कक्षा 9-10 नियमों की तय सूची से है, इस पेज के लिए AI से नहीं लिखा गया। जिस चरण में यह नहीं है, उसके लिए सूची में अभी कोई नियम नहीं है।
किसी चरण पर अटके हैं?
इस अध्याय के बारे में AI ट्यूटर से पूछें — वह जवाब से पहले संकेत देता है — या अपने सवाल की फ़ोटो लेकर हल के चरण पाएँ। आप किसी व्यक्ति से नहीं, AI से बात करेंगे। 13 साल और उससे ऊपर के लिए; दोनों का पहला जवाब मुफ़्त है।
अभ्यास प्रश्न 1
प्रतिरोध R वाले एक तार को पाँच बराबर भागों में काटा जाता है और उन्हें समांतर में जोड़ा जाता है, जिससे R′ प्राप्त होता है। R/R′ का अनुपात है (a) 1/25 (b) 1/5 (c) 5 (d) 25।
- मूल तार का प्रतिरोध R है।
- इसे पाँच बराबर भागों में काटने से प्रत्येक भाग का प्रतिरोध R/5 हो जाता है।
- जब पाँच बराबर प्रतिरोधक समांतर में जुड़ते हैं, तो समतुल्य प्रतिरोध R' को 1/R' = 5/(R/5) से दिया जाता है।
क्यों?
पार्श्वक्रम में हर प्रतिरोधक पर एक ही विभवांतर होता है, इसलिए धाराएँ जुड़ती हैं और 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … मिलता है; कुल प्रतिरोध सबसे छोटे प्रतिरोध से भी कम होता है।
- समीकरण को सरल करने से 1/R' = 25/R मिलता है, इसलिए R' = R/25
- अनुपात R/R' इसलिए R/(R/25) = 25 है।
- यह विकल्प (d) से मेल खाता है।
उत्तर: (d) 25
अभ्यास प्रश्न 2
निम्नलिखित में से कौन विद्युत शक्ति का प्रतिनिधित्व नहीं करता है: (a) I²R (b) IR² (c) VI (d) V²/R?
- विद्युत शक्ति को वोल्टेज और करंट के गुणनफल के रूप में परिभाषित किया जाता है, इसलिए P = VI।
क्यों?
विद्युत शक्ति P = VI = I²R = V²/R; ऊर्जा = शक्ति × समय, और 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J।
- ओम का नियम V = IR का उपयोग करते हुए, हम शक्ति सूत्र में V को प्रतिस्थापित कर सकते हैं और P = (IR)I = I²R प्राप्त कर सकते हैं।
क्यों?
ओम का नियम: स्थिर ताप पर चालक में धारा उसके सिरों के विभवांतर के समानुपाती होती है, इसलिए V = IR (R = V/I, I = V/R)।
- वैकल्पिक रूप से, I = V/R को P = VI में प्रतिस्थापित करने पर P = V(V/R) = V²/R प्राप्त होता है।
क्यों?
विद्युत शक्ति P = VI = I²R = V²/R; ऊर्जा = शक्ति × समय, और 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J।
- विकल्प (a) I²R और विकल्प (c) VI शक्ति के लिए वैध व्यंजक हैं।
- विकल्प (d) V²/R भी शक्ति के लिए एक वैध व्यंजक है।
- विकल्प (b) IR² विद्युत शक्ति के किसी भी मानक सूत्र से मेल नहीं खाता है।
- इसलिए, IR² वह व्यंजक है जो विद्युत शक्ति का प्रतिनिधित्व नहीं करता है।
उत्तर: (b) IR² विद्युत शक्ति का प्रतिनिधित्व नहीं करता है
- विद्युत शक्ति को वोल्टेज और करंट के गुणनफल के रूप में परिभाषित किया जाता है, इसलिए P = VI।
अभ्यास प्रश्न 3
एक बल्ब जिसकी रेटिंग 220 V, 100 W है, 110 V पर चलता है। उपयोग की जाने वाली शक्ति है (a) 100 W (b) 75 W (c) 50 W (d) 25 W।
- बल्ब का प्रतिरोध स्थिर है और इसे रेटेड मानों का उपयोग करके सूत्र R = V²/P से प्राप्त किया जा सकता है।
- रेटेड वोल्टेज और शक्ति को प्रतिस्थापित करने पर R = 220²/100 = 48400/100 = 484 Ω प्राप्त होता है।
- जब बल्ब 110 V से जुड़ा होता है, तो वास्तविक शक्ति खपत P = V²/R सूत्र का उपयोग करके की जाती है।
क्यों?
विद्युत शक्ति P = VI = I²R = V²/R; ऊर्जा = शक्ति × समय, और 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J।
- नए वोल्टेज और प्रतिरोध को प्रतिस्थापित करने पर P = 110²/484 = 12100/484 = 25 W प्राप्त होता है।
उत्तर: (d) 25 W
अभ्यास प्रश्न 4
दो समान तारों को पहले श्रेणी क्रम में, फिर समांतर क्रम में, एक ही वोल्टेज के साथ जोड़ा जाता है। उत्पन्न ऊष्मा का अनुपात (श्रेणी : समांतर) है (a) 1:2 (b) 2:1 (c) 1:4 (d) 4:1।
- मान लीजिए कि प्रत्येक समान तार का प्रतिरोध R है और लागू वोल्टेज V है।
- श्रेणी क्रम में जोड़ने पर कुल प्रतिरोध R_s = R + R = 2R है।
क्यों?
श्रेणीक्रम में हर प्रतिरोधक से एक ही धारा बहती है, इसलिए प्रतिरोध जुड़ते हैं: R = R₁ + R₂ + R₃ …
- श्रेणी क्रम में उत्पन्न ऊष्मा H_s = V²t / R_s = V²t / 2R है।
- समांतर क्रम में जोड़ने पर कुल प्रतिरोध R_p = (R × R) / (R + R) = R/2 है।
क्यों?
पार्श्वक्रम में हर प्रतिरोधक पर एक ही विभवांतर होता है, इसलिए धाराएँ जुड़ती हैं और 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … मिलता है; कुल प्रतिरोध सबसे छोटे प्रतिरोध से भी कम होता है।
- समांतर क्रम में उत्पन्न ऊष्मा H_p = V²t / R_p = V²t / (R/2) = 2V²t / R है।
क्यों?
विद्युत शक्ति P = VI = I²R = V²/R; ऊर्जा = शक्ति × समय, और 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J।
- श्रेणी और समांतर क्रम में उत्पन्न ऊष्मा का अनुपात H_s : H_p = (V²t / 2R) : (2V²t / R) है।
- अनुपात को सरल करने पर 1/2 : 2, जो 1 : 4 है।
- यह विकल्प (c) से मेल खाता है।
उत्तर: (c) 1 : 4
अभ्यास प्रश्न 5
दो बिंदुओं के बीच विभवांतर को मापने के लिए वोल्टमीटर को कैसे जोड़ा जाता है?
- वोल्टमीटर को हमेशा घटक के साथ समांतर क्रम में या उन दोनों बिंदुओं के बीच जोड़ा जाता है जहां विभवांतर को मापा जाना है।
- यह कनेक्शन सुनिश्चित करता है कि वोल्टमीटर मुख्य परिपथ में प्रवाहित होने वाली करंट को नहीं बदलता है।
- वोल्टमीटर का सकारात्मक टर्मिनल उच्च विभव वाले बिंदु से जुड़ा होता है और नकारात्मक टर्मिनल कम विभव वाले बिंदु से जुड़ा होता है।
उत्तर: विभवांतर को मापने के लिए वोल्टमीटर को दोनों बिंदुओं के साथ समांतर क्रम में जोड़ा जाता है।
अभ्यास प्रश्न 6
0.5 mm व्यास वाली एक तांबे की तार जिसकी प्रतिरोधकता 1.6 × 10⁻⁸ Ω m है, का प्रतिरोध 10 Ω होना चाहिए। इसकी लंबाई ज्ञात करें। यदि व्यास दोगुना कर दिया जाए तो प्रतिरोध में क्या परिवर्तन होता है?
- प्रतिरोध का सूत्र R = ρL/A है, जहां ρ प्रतिरोधकता है, L लंबाई है, और A अनुप्रस्थ-काट क्षेत्र है।
क्यों?
R = ρl/A: तार का प्रतिरोध उसकी लंबाई के साथ बढ़ता है और अनुप्रस्थ काट बढ़ने पर घटता है; ρ (प्रतिरोधकता) केवल पदार्थ और ताप पर निर्भर करती है।
- व्यास d 0.5 mm है, इसलिए त्रिज्या r 0.25 mm है, जो 0.25 × 10⁻³ m के बराबर है।
- अनुप्रस्थ-काट क्षेत्र A = πr² = π × (0.25 × 10⁻³)² ≈ 1.9635 × 10⁻⁷ m² (π ≈ 3.1416 का उपयोग करते हुए)।
- लंबाई के लिए सूत्र को पुनर्व्यवस्थित करने पर L = RA/ρ मिलता है।
- मानों को प्रतिस्थापित करने पर, L = (10 × 1.9625 × 10⁻⁷) / (1.6 × 10⁻⁸)।
- इसलिए L = (10 × 1.9635 × 10⁻⁷) ÷ (1.6 × 10⁻⁸) ≈ 122.72 m (लगभग 122.7 m)।
- यदि व्यास दोगुना कर दिया जाए, तो नई त्रिज्या 0.5 mm होगी, इसलिए नया क्षेत्र A' = π(0.5 × 10⁻³)² = 7.85 × 10⁻⁷ m² है।
- चूंकि क्षेत्र व्यास के वर्ग के समानुपाती है, व्यास को दोगुना करने से क्षेत्र 4 गुना बड़ा हो जाता है।
- प्रतिरोध क्षेत्र के व्युत्क्रमानुपाती है, इसलिए नया प्रतिरोध R' = R/4 है।
- नए प्रतिरोध की गणना करते हुए, R' = 10/4 = 2.5 Ω।
उत्तर: लंबाई = 122.72 m; नया प्रतिरोध = 2.5 Ω
- प्रतिरोध का सूत्र R = ρL/A है, जहां ρ प्रतिरोधकता है, L लंबाई है, और A अनुप्रस्थ-काट क्षेत्र है।
अभ्यास प्रश्न 7
किसी प्रतिरोधक के लिए, I = 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 A तो V = 1.6, 3.4, 6.7, 10.2, 13.2 V देता है। V को I के विरुद्ध आलेख बनाएं और प्रतिरोध ज्ञात करें।
- करंट (I) और वोल्टेज (V) के दिए गए जोड़ों की सूची बनाएं: (0.5, 1.6), (1.0, 3.4), (2.0, 6.7), (3.0, 10.2), (4.0, 13.2)।
- एक ग्राफ बनाएं जिसमें करंट I को x-अक्ष पर और वोल्टेज V को y-अक्ष पर रखा जाए।
- पाँच बिंदुओं को ग्राफ पर आलेखित करें और मूल बिंदु से गुजरते हुए सर्वश्रेष्ठ फिट की सीधी रेखा खींचें।
- ग्राफ एक सीधी रेखा है जो मूल बिंदु से गुजरती है, जो पुष्टि करती है कि प्रतिरोधक ओम का नियम मानता है।
क्यों?
ओम का नियम: स्थिर ताप पर चालक में धारा उसके सिरों के विभवांतर के समानुपाती होती है, इसलिए V = IR (R = V/I, I = V/R)।
- प्रत्येक डेटा बिंदु के लिए R = V ÷ I सूत्र का उपयोग करके प्रतिरोध की गणना करें।
क्यों?
ओम का नियम: स्थिर ताप पर चालक में धारा उसके सिरों के विभवांतर के समानुपाती होती है, इसलिए V = IR (R = V/I, I = V/R)।
- I = 0.5 A और V = 1.6 V के लिए, R = 1.6 ÷ 0.5 = 3.2 Ω।
- I = 1.0 A और V = 3.4 V के लिए, R = 3.4 ÷ 1.0 = 3.4 Ω।
- I = 2.0 A और V = 6.7 V के लिए, R = 6.7 ÷ 2.0 = 3.35 Ω।
- I = 3.0 A और V = 10.2 V के लिए, R = 10.2 ÷ 3.0 = 3.4 Ω।
- I = 4.0 A और V = 13.2 V के लिए, R = 13.2 ÷ 4.0 = 3.3 Ω।
- प्रतिरोध के परिकलित मान लगभग 3.2 Ω, 3.4 Ω, 3.35 Ω, 3.4 Ω और 3.3 Ω हैं।
- इन मानों का औसत लेने पर लगभग 3.3 Ω का प्रतिरोध मिलता है।
उत्तर: लगभग 3.3 Ω
अभ्यास प्रश्न 8
12 V बैटरी को एक अज्ञात प्रतिरोधक के पार जोड़ने पर 2.5 mA करंट बहता है। प्रतिरोध ज्ञात करें।
- बैटरी का वोल्टेज V = 12 V दिया गया है।
- प्रतिरोधक के माध्यम से बहने वाला करंट I = 2.5 mA है।
- करंट को मिलीएम्पीयर से एम्पीयर में परिवर्तित करें: I = 2.5 × 10⁻³ A = 0.0025 A।
- ओम के नियम के अनुसार, प्रतिरोध R वोल्टेज को करंट से विभाजित करने के बराबर है: R = V / I।
क्यों?
ओम का नियम: स्थिर ताप पर चालक में धारा उसके सिरों के विभवांतर के समानुपाती होती है, इसलिए V = IR (R = V/I, I = V/R)।
- सूत्र में मानों को प्रतिस्थापित करें: R = 12 / 0.0025।
- परिणाम की गणना करें: R = 4800 Ω।
उत्तर: अज्ञात प्रतिरोधक का प्रतिरोध 4800 Ω है।
अभ्यास प्रश्न 9
एक 9 V बैटरी 0.2 Ω, 0.3 Ω, 0.4 Ω, 0.5 Ω और 12 Ω प्रतिरोधकों के साथ श्रेणी में जुड़ी है। 12 Ω प्रतिरोधक के माध्यम से कितना करंट बहता है?
- श्रेणी परिपथ का कुल प्रतिरोध सभी व्यक्तिगत प्रतिरोधों का योग है।
क्यों?
श्रेणीक्रम में हर प्रतिरोधक से एक ही धारा बहती है, इसलिए प्रतिरोध जुड़ते हैं: R = R₁ + R₂ + R₃ …
- R_total = 0.2 + 0.3 + 0.4 + 0.5 + 12 = 13.4 Ω।
- ओम के नियम का उपयोग करते हुए, परिपथ में करंट I = V ÷ R_total है।
क्यों?
ओम का नियम: स्थिर ताप पर चालक में धारा उसके सिरों के विभवांतर के समानुपाती होती है, इसलिए V = IR (R = V/I, I = V/R)।
- I = 9 ÷ 13.4 ≈ 0.67 A।
- एक श्रेणी परिपथ में, करंट हर घटक के माध्यम से समान होता है।
- इसलिए, 12 Ω प्रतिरोधक के माध्यम से करंट भी 0.67 A है।
उत्तर: 0.67 A
- श्रेणी परिपथ का कुल प्रतिरोध सभी व्यक्तिगत प्रतिरोधों का योग है।
अभ्यास प्रश्न 10
220 V की लाइन पर 5 A करंट ले जाने के लिए कितने 176 Ω रेज़िस्टर समांतर क्रम में जुड़े हैं?
- समांतर संयोजन का कुल प्रतिरोध ओम का नियम R = V ÷ I का उपयोग करके ज्ञात किया जाता है।
क्यों?
पार्श्वक्रम में हर प्रतिरोधक पर एक ही विभवांतर होता है, इसलिए धाराएँ जुड़ती हैं और 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … मिलता है; कुल प्रतिरोध सबसे छोटे प्रतिरोध से भी कम होता है।
- दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करते हुए, R = 220 ÷ 5 = 44 Ω।
- n समान रेज़िस्टरों के लिए प्रतिरोध R₀ के साथ समांतर क्रम में, समतुल्य प्रतिरोध R = R₀ ÷ n है।
क्यों?
पार्श्वक्रम में हर प्रतिरोधक पर एक ही विभवांतर होता है, इसलिए धाराएँ जुड़ती हैं और 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … मिलता है; कुल प्रतिरोध सबसे छोटे प्रतिरोध से भी कम होता है।
- n के लिए सूत्र को पुनर्व्यवस्थित करने से n = R₀ ÷ R मिलता है।
- मानों को प्रतिस्थापित करते हुए, n = 176 ÷ 44 = 4।
उत्तर: 4
- समांतर संयोजन का कुल प्रतिरोध ओम का नियम R = V ÷ I का उपयोग करके ज्ञात किया जाता है।
अभ्यास प्रश्न 11
तीन 6 Ω रेज़िस्टरों को कैसे जोड़ा जाए ताकि (i) 9 Ω (ii) 4 Ω मिले?
- (i) दो 6 Ω रेज़िस्टरों को समांतर क्रम में जोड़कर 3 Ω का समतुल्य प्रतिरोध प्राप्त करें।
क्यों?
पार्श्वक्रम में हर प्रतिरोधक पर एक ही विभवांतर होता है, इसलिए धाराएँ जुड़ती हैं और 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … मिलता है; कुल प्रतिरोध सबसे छोटे प्रतिरोध से भी कम होता है।
- (i) तीसरे 6 Ω रेज़िस्टर को इस 3 Ω संयोजन के साथ श्रेणी क्रम में जोड़ें।
क्यों?
श्रेणीक्रम में हर प्रतिरोधक से एक ही धारा बहती है, इसलिए प्रतिरोध जुड़ते हैं: R = R₁ + R₂ + R₃ …
- (i) कुल प्रतिरोध 6 + 3 = 9 Ω है।
- (ii) दो 6 Ω रेज़िस्टरों को श्रेणी क्रम में जोड़कर 12 Ω का समतुल्य प्रतिरोध प्राप्त करें।
क्यों?
श्रेणीक्रम में हर प्रतिरोधक से एक ही धारा बहती है, इसलिए प्रतिरोध जुड़ते हैं: R = R₁ + R₂ + R₃ …
- (ii) तीसरे 6 Ω रेज़िस्टर को इस 12 Ω संयोजन के साथ समांतर क्रम में जोड़ें।
क्यों?
पार्श्वक्रम में हर प्रतिरोधक पर एक ही विभवांतर होता है, इसलिए धाराएँ जुड़ती हैं और 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … मिलता है; कुल प्रतिरोध सबसे छोटे प्रतिरोध से भी कम होता है।
- (ii) कुल प्रतिरोध (12 × 6) ÷ (12 + 6) = 72 ÷ 18 = 4 Ω है।
उत्तर: (i) 9 Ω; (ii) 4 Ω
- (i) दो 6 Ω रेज़िस्टरों को समांतर क्रम में जोड़कर 3 Ω का समतुल्य प्रतिरोध प्राप्त करें।
अभ्यास प्रश्न 12
220 V की लाइन पर कितने 10 W, 220 V के लैंप समांतर क्रम में जोड़े जा सकते हैं यदि अधिकतम करंट 5 A है?
- प्रत्येक लैंप की शक्ति 10 W है और वोल्टेज 220 V है।
- एक लैंप द्वारा ली गई करंट I = P/V = 10/220 A है।
- लाइन पर अनुमत अधिकतम कुल करंट 5 A है।
- मान लीजिए समांतर क्रम में जुड़े लैंपों की संख्या n है।
- कुल करंट सभी लैंपों के माध्यम से करंट का योग है, इसलिए n × (10/220) = 5।
- n के लिए हल करने से n = 5 × 220 / 10 मिलता है।
- n = 1100 / 10 = 110।
- इसलिए, 110 लैंप समांतर क्रम में जोड़े जा सकते हैं।
उत्तर: 110 लैंप
अभ्यास प्रश्न 13
220 V पर एक हॉट प्लेट के दो 24 Ω कॉइल हैं जो अलग-अलग, श्रेणी क्रम में या समांतर क्रम में उपयोग किए जाते हैं। प्रत्येक स्थिति में करंट ज्ञात करें।
- जब कॉइल A अकेले उपयोग किया जाता है, तो प्रतिरोध 24 Ω है।
- करंट I = V ÷ R = 220 ÷ 24 = 9.17 A।
क्यों?
ओम का नियम: स्थिर ताप पर चालक में धारा उसके सिरों के विभवांतर के समानुपाती होती है, इसलिए V = IR (R = V/I, I = V/R)।
- जब कॉइल B अकेले उपयोग किया जाता है, तो प्रतिरोध 24 Ω है।
- करंट I = V ÷ R = 220 ÷ 24 = 9.17 A।
क्यों?
ओम का नियम: स्थिर ताप पर चालक में धारा उसके सिरों के विभवांतर के समानुपाती होती है, इसलिए V = IR (R = V/I, I = V/R)।
- जब कॉइल श्रेणी क्रम में हैं, तो कुल प्रतिरोध R = 24 + 24 = 48 Ω है।
क्यों?
श्रेणीक्रम में हर प्रतिरोधक से एक ही धारा बहती है, इसलिए प्रतिरोध जुड़ते हैं: R = R₁ + R₂ + R₃ …
- करंट I = V ÷ R = 220 ÷ 48 = 4.58 A।
क्यों?
ओम का नियम: स्थिर ताप पर चालक में धारा उसके सिरों के विभवांतर के समानुपाती होती है, इसलिए V = IR (R = V/I, I = V/R)।
- जब कॉइल समांतर क्रम में हैं, तो 1/R = 1/24 + 1/24 = 2/24।
क्यों?
पार्श्वक्रम में हर प्रतिरोधक पर एक ही विभवांतर होता है, इसलिए धाराएँ जुड़ती हैं और 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … मिलता है; कुल प्रतिरोध सबसे छोटे प्रतिरोध से भी कम होता है।
- कुल प्रतिरोध R = 24 ÷ 2 = 12 Ω है।
- करंट I = V ÷ R = 220 ÷ 12 = 18.33 A।
क्यों?
ओम का नियम: स्थिर ताप पर चालक में धारा उसके सिरों के विभवांतर के समानुपाती होती है, इसलिए V = IR (R = V/I, I = V/R)।
उत्तर: (i) 9.17 A; (ii) 9.17 A; (iii) 4.58 A; (iv) 18.33 A
अभ्यास प्रश्न 14
2 Ω प्रतिरोधक में शक्ति की तुलना करें: (i) 6 V बैटरी श्रृंखला में 1 Ω और 2 Ω के साथ (ii) 4 V बैटरी समांतर में 12 Ω और 2 Ω के साथ।
- (i) श्रृंखला में कुल प्रतिरोध 1 Ω + 2 Ω = 3 Ω है।
क्यों?
श्रेणीक्रम में हर प्रतिरोधक से एक ही धारा बहती है, इसलिए प्रतिरोध जुड़ते हैं: R = R₁ + R₂ + R₃ …
- (i) परिपथ में करंट I = V/R = 6 V / 3 Ω = 2 A है।
क्यों?
ओम का नियम: स्थिर ताप पर चालक में धारा उसके सिरों के विभवांतर के समानुपाती होती है, इसलिए V = IR (R = V/I, I = V/R)।
- (i) 2 Ω प्रतिरोधक में शक्ति P = I²R = (2 A)² × 2 Ω = 8 W है।
क्यों?
विद्युत शक्ति P = VI = I²R = V²/R; ऊर्जा = शक्ति × समय, और 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J।
- (ii) समांतर में, 2 Ω प्रतिरोधक के आर-पार वोल्टेज 4 V है।
क्यों?
पार्श्वक्रम में हर प्रतिरोधक पर एक ही विभवांतर होता है, इसलिए धाराएँ जुड़ती हैं और 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … मिलता है; कुल प्रतिरोध सबसे छोटे प्रतिरोध से भी कम होता है।
- (ii) 2 Ω प्रतिरोधक में शक्ति P = V²/R = (4 V)² / 2 Ω = 16/2 = 8 W है।
क्यों?
विद्युत शक्ति P = VI = I²R = V²/R; ऊर्जा = शक्ति × समय, और 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J।
- दोनों स्थितियों में शक्ति बराबर है।
उत्तर: (i) 8 W; (ii) 8 W; बराबर
- (i) श्रृंखला में कुल प्रतिरोध 1 Ω + 2 Ω = 3 Ω है।
अभ्यास प्रश्न 15
100 W और 60 W की लैंप (दोनों 220 V) समांतर में 220 V मेन्स पर जुड़ी हैं। कितना करंट खींचा जाता है?
- समांतर में लैंप द्वारा उपभोग की गई कुल शक्ति उनकी व्यक्तिगत शक्तियों का योग है।
- कुल शक्ति = 100 W + 60 W = 160 W।
- समांतर संयोजन के आर-पार वोल्टेज मेन्स वोल्टेज है, जो 220 V है।
- सूत्र शक्ति = वोल्टेज × करंट का उपयोग करके कुल करंट ज्ञात किया जा सकता है।
- करंट = कुल शक्ति ÷ वोल्टेज।
- करंट = 160 W ÷ 220 V।
- करंट ≈ 0.727 A।
- दो दशमलव स्थानों तक पूर्णांकित करने पर, करंट 0.73 A है।
उत्तर: 0.73 A
अभ्यास प्रश्न 16
कौन अधिक ऊर्जा का उपयोग करता है: 1 घंटे में 250 W टीवी या 10 मिनट में 1200 W टोस्टर?
- टीवी द्वारा उपभोग की गई ऊर्जा की गणना शक्ति × समय से की जाती है।
- टीवी 1 घंटे के लिए चलता है, जो 3600 सेकंड है।
- टीवी के लिए ऊर्जा = 250 W × 3600 s = 900000 J।
- 900000 J को 1000 से विभाजित करके kJ में परिवर्तित करें, जिससे 900 kJ मिलता है।
- टोस्टर द्वारा उपभोग की गई ऊर्जा की गणना शक्ति × समय से की जाती है।
- टोस्टर 10 मिनट के लिए चलता है, जो 600 सेकंड है।
- टोस्टर के लिए ऊर्जा = 1200 W × 600 s = 720000 J।
- 720000 J को 1000 से विभाजित करके kJ में परिवर्तित करें, जिससे 720 kJ मिलता है।
- दोनों ऊर्जाओं की तुलना करें: 900 kJ, 720 kJ से अधिक है।
उत्तर: टीवी; 900 kJ; 720 kJ
अभ्यास प्रश्न 17
44 Ω हीटर 5 A का करंट 2 घंटे के लिए खींचता है। उष्मा उत्पन्न होने की दर ज्ञात करें।
- दिया गया: प्रतिरोध R = 44 Ω और करंट I = 5 A।
- उष्मा उत्पन्न होने की दर शक्ति P है, जिसकी गणना सूत्र P = I²R से की जाती है।
क्यों?
विद्युत शक्ति P = VI = I²R = V²/R; ऊर्जा = शक्ति × समय, और 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J।
- मानों को प्रतिस्थापित करें: P = (5)² × 44।
- करंट का वर्ग निकालें: 5² = 25।
- प्रतिरोध से गुणा करें: 25 × 44 = 1100।
- शक्ति की इकाई वाट (W) है।
उत्तर: 1100 W
अभ्यास प्रश्न 18
व्याख्या कीजिए: (a) लैंप के फिलामेंट के लिए टंगस्टन का उपयोग क्यों किया जाता है (b) ताप उपकरण शुद्ध धातुओं के बजाय मिश्रधातुओं का उपयोग क्यों करते हैं (c) घर में श्रेणी क्रम में तारों का कनेक्शन क्यों नहीं किया जाता है (d) किसी तार का प्रतिरोध उसके अनुप्रस्थ काट के क्षेत्र के साथ कैसे बदलता है (e) ट्रांसमिशन तारों के लिए तांबा और एल्यूमीनियम का उपयोग क्यों किया जाता है।
- (a) टंगस्टन का गलनांक बहुत अधिक होता है, इसलिए जब फिलामेंट अत्यधिक गर्म हो जाता है तो यह पिघलता नहीं है।
- (b) मिश्रधातुओं की प्रतिरोधकता शुद्ध धातुओं से अधिक होती है, इसलिए ये अधिक ऊष्मा उत्पन्न करती हैं, और उच्च तापमान पर ये आसानी से ऑक्सीकृत (जली) नहीं होती हैं।
क्यों?
ऑक्सीकरण में ऑक्सीजन जुड़ती है (या हाइड्रोजन निकलती है); अपचयन में ऑक्सीजन निकलती है (या हाइड्रोजन जुड़ती है)। रेडॉक्स अभिक्रिया में एक पदार्थ ऑक्सीकृत और दूसरा अपचयित होता है।
- (c) श्रेणी क्रम के कनेक्शन में, वोल्टेज सभी उपकरणों में बंट जाता है, इसलिए उन्हें सही तरीके से काम करने के लिए आवश्यक पूरी आपूर्ति वोल्टेज नहीं मिलता है।
- (d) प्रतिरोध अनुप्रस्थ काट के क्षेत्र के व्युत्क्रमानुपाती होता है, इसलिए एक मोटे तार में प्रतिरोध कम होता है।
- (e) तांबा और एल्यूमीनियम की प्रतिरोधकता कम होती है, जिससे लंबी दूरी के ट्रांसमिशन में ऊष्मा के रूप में ऊर्जा का नुकसान कम होता है।
क्यों?
R = ρl/A: तार का प्रतिरोध उसकी लंबाई के साथ बढ़ता है और अनुप्रस्थ काट बढ़ने पर घटता है; ρ (प्रतिरोधकता) केवल पदार्थ और ताप पर निर्भर करती है।
उत्तर: (a) उच्च गलनांक; (b) अधिक प्रतिरोधकता; (c) वोल्टेज का बंटवारा; (d) व्युत्क्रमानुपाती; (e) कम प्रतिरोधकता
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