NCERT Solutions for Chapter 12 विद्युत Class 10 Science
Book Solutions1
विद्युत परिपथ का क्या अर्थ है?
Answer
किसी विद्युत धारा के सतत् तथा बंद पथ को विद्युत परिपथ कहते हैं।
Exercise
2
विद्युत धारा के मात्रक की परिभाषा लिखिए।
Answer
विद्युत धारा का SI मात्रक ऐम्पियर है। 1 ऐम्पियर विद्युत धारा की प्रवाहित मात्रा है, जो 1 कूलॉम आवेश के किसी चालक से 1 सेकंड में प्रवाहित होती है।1 ऐम्पियर =1 कूलॉम/1सेकंड
Exercise
3
एक कूलॉम आवेश की रचना करने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या का परिकलन कीजिए।
Answer
ज्ञात है, 1.6×10-19 कूलॉम आवेश = 1 इलेक्ट्रॉनअतः
1 कूलॉम आवेश = 1/1.6×10-19 इलेक्ट्रॉन
= 6. 25×1018 इलेक्ट्रॉन
Exercise
4
उस युक्ति का नाम लिखिए, जो किसी चालक के सिरों पर विभवांतर बनाए रखने में सहायता करती है।
Answer
सेल अथवा बैटरी।
Exercise
5
यह कहने का क्या तात्पर्य है कि दो बिंदुओं के बीच विभवांतर 1 वोल्ट है?
Answer
वोल्ट विभावांतर का अर्थ है कि एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक 1 कूलॉम आवेश को ले जाने में 1 जूल कार्य किया जाता है।
Exercise
6
6 वोल्ट बैटरी से गुजरने वाले हर एक कूलॉम आवेश को कितनी ऊर्जा दी जाती है?
Answer
विभवांतर, V= 6 वोल्ट; आवेश Q = 1 कूलॉम ऊर्जा अथवा कार्य W = VQ= 6×1 = 6 जूल; अतः V= 6 वोल्ट बैटरी से गुजरने वाले हर एक कूलॉम आवेश को 6 जूल ऊर्जा दी जाती है।
Exercise
7
किसी चालक का प्रतिरोध किन कारकों पर निर्भर करता है?
Answer
किसी चालक का प्रतिरोध (R) निम्न कारकों पर निर्भर करता है।(i) चालक की लम्बाई (l)
(ii) अनुप्रस्थ-काट का क्षेत्रफल (A)
(iii) चालक के पदार्थ की प्रकृति
R∝ l/A or,
R = ρ l/A
[जहाँ ρ चालक के पदार्थ की प्रतिरोधकता (नियतांक) है।)
Exercise
8
समान पदार्थ के दो तारों में यदि एक पतला तथा दूसरा मोटा हो, तो इनमें से किसमें विद्युत धारा आसानी से प्रवाहित होगी, जबकि उन्हें समान विद्युत स्रोत से संयोजित किया जाता है, क्यों?
Answer
किसी तार का प्रतिरोध (R) उसके अनुप्रस्थ-काट के क्षेत्रफल (A) के व्युत्क्रमानुपाती होता है। जो तार मोटा है, उसका अनुप्रस्थ-काट का क्षेत्रफल A अधिक है, अतः प्रतिरोध कम है। यही कारण है कि मोटे तार में से विद्युत धारा अधिक सरलता से प्रवाहित होगी।
Exercise
9
मान लीजिए किसी वैद्युत अवयव के दो सिरों के बीच विभवांतर को उसके पूर्व के विभवांतर की तुलना में घटा कर आधा कर देने पर भी उसका प्रतिरोध नियत रहता है। तब उस अवयव से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा में क्या परिवर्तन होगा?
Answer
प्रथम दशा में, यदि दिए गए विद्युत अवयव का प्रतिरोध = R ओम तथा उसके दो सिरों के बीच विभवांतर = V वोल्ट है।तब विद्युत धारा = ऐम्पियर होगी। दूसरी दशा में,
अर्थात् विभवांतर आधा करने पर विद्युत धारा भी पहले की अपेक्षा आधी हो जाएगी।
Exercise
10
10
Answer
मिश्रधातुओं की प्रतिरोधकता अपनी अवयवी धातुओं की अपेक्षा अधिक होती है। | इसीलिए मिश्रधातुओं का उच्च ताप पर उपचयन (दहन) नहीं होता। अतः इनका उपयोग विद्युत टोस्टरों, इस्तरियों आदि के तापन अवयव के अवयव बनाने हेतु किया जाता है।
Exercise
11
निम्न प्रश्नों के हल सारणी में दिए हुए आँकड़ों के आधार पर कीजिए।
(a) आयरन (Fe) तथा मरकरी (Hg) में कौन अच्छा विद्युत चालक है?
(b) कौन-सा पदार्थ सर्वश्रेष्ठ चालक है?
Answer
(a) आयरन (Fe) की विद्युत प्रतिरोधकता = 10.0×10-18 ओम-मी
मर्करी (Hg) की विद्युत प्रतिरोधकता = 94.0×10-8 ओम-मी
आयरन मर्करी की अपेक्षा अच्छा विद्युत चालक है क्योंकि इसकी प्रतिरोधकता अपेक्षाकृत कम है।
(b) सिल्वर (प्रतिरोधकता = 1.60×10-8ओम-मी) सर्वश्रेष्ठ चालक है, क्योंकि इसकी प्रतिरोधकता सबसे कम है।
Exercise
12
किसी विद्युत परिपथ का व्यवस्था आरेख खींचिए, जिसमें 2 वोल्ट के तीन सेलों की बैटरी, जो 52 प्रतिरोध, 8 ओम प्रतिरोध व ओम 12 ओम प्रतिरोध तथा एक प्लग कुँजी सभी श्रेणीक्रम में संयोजित हों।
Answer
Exercise
13
प्रश्न 12 का परिपथ आरेख दोबारा खींचिए तथा इसमें प्रतिरोधकों से प्रवाहित विद्युत धारा को मापने के लिए अमीटर तथा 12 ओम के प्रतिरोधक के सिरों के बीच विभवांतर मापने के लिए वोल्टमीटर लगाइए। अमीटर तथा वोल्टमीटर के क्या पाठ्यांक होंगे?
Answer
a)
(b) परिपथ का तुल्य प्रतिरोध,
Rs = R1 + R2 + R3
= 5 + 8+ 12
= 25 ओम श्रेणीक्रम संयोजन में विद्युत धारा समान रहती है।
विद्युत धारा, I = V/ Rs = 6वोल्ट/25ओम = 0.24 ऐम्पियर
अतः अमीटर का पाठ्यांक = 0.24 ऐम्पियर
(c) 12 ओम प्रतिरोधक के सिरों के बीच वोल्टमीटर लगाया गया है, अत: वोल्टमीटर का पाठ्यांक,
V = I×R3 विद्युत विभवांतर
V = 0.24x12 = 2.88 वोल्ट
Exercise
14
जब (a) 1 ओम तथा 106 ओम (b) 1 ओम, 103 ओम तथा 106 ओम के प्रतिरोध समांतर क्रम में संयोजित किए जाते हैं, तो इनके तुल्य प्रतिरोध के संबंध में आप क्या निर्णय करेंगे?
Answer
जब विभिन्न प्रतिरोधों को समांतर क्रम में संयोजित किया जाता है, तब तुल्य प्रतिरोध सबसे कम प्रतिरोध से भी कम होता है, अतः
(a) तुल्य प्रतिरोध <1 ओम
(b) तुल्य प्रतिरोध >1 ओम
Exercise
15
100 ओम का एक विद्युत लैम्प, 50 ओम का एक विद्युत टोस्टर तथा 500 ओम का एक जल फिल्टर 220 वोल्ट के विद्युत स्रोत से समांतर क्रम में संयोजित है। उस विद्युत इस्तरी का प्रतिरोध क्या हैं जिसे यदि समान स्रोत के साथ संयोजित कर दें, तो वह भी उतनी ही विद्युत धारा लेती हैं जितनी तीनों युक्तियाँ लेती हैं। यह भी ज्ञात कीजिए कि इस विद्युत इस्तरी से कितनी विद्युत धारा प्रवाहित होती है?
Answer
विद्युत लैम्प का प्रतिरोध R1 = 100 ओम
विद्युत टोस्टर का प्रतिरोध R2 = 50 ओम
जल फिल्टर का प्रतिरोध R3 = 500
ओम समान्तर क्रम में तुल्य प्रतिरोध = Rp
विद्युत इस्तरी का प्रतिरोध = Rp = 31.25 ओम होना चाहिए, यदि वह उतनी ही विद्युत धारा लेती है जितनी तीनों युक्तियाँ लेती हैं।
परिपथ में प्रवाहित विद्युत धारा, । = V/R = 220/31.25 = 7.04 ऐम्पियर
अतः विद्युत इस्तरी से प्रवाहित विद्युत धारा = 7.04 ऐम्पियर
Exercise
16
श्रेणीक्रम में संयोजित करने के स्थान पर वैद्युत युक्तियों को समांतर क्रम में संयोजित करने के क्या लाभ हैं?
Answer
वैद्युत युक्तियों को समांतर क्रम में संयोजित करने के निम्न लाभ हैं।
(i) समांतर क्रम में प्रत्येक युक्ति में पूर्ण विद्युत विभव प्राप्त होता है, जबकि धारा विभक्त हो जाती है। प्रत्येक युक्ति में धारा उसके प्रतिरोध के अनुसार जाती है।
(ii) यदि एक युक्ति को ऑन/ऑफ करते हैं, तो अन्य युक्तियाँ अपना कार्य सुचारू रूप से करती रहती हैं।
Exercise
17
2 ओम, 3 ओम तथा 6 ओम के तीन प्रतिरोधों को किस प्रकार संयोजित करेंगे कि संयोजन का कुल प्रतिरोध
(a) 4 ओम
(b) 1 ओम हो?
Answer
(a) 3 ओम तथा 6 ओम के प्रतिरोधों को समांतर क्रम में संयोजित कर उनके साथ
2 ओम प्रतिरोध को श्रेणी क्रम में जोड़ने पर तुल्य प्रतिरोध 4 ओम प्राप्त होता है।
यदि R1 = 2 ओम, R2 = 3 ओम, R3 = 6 ओम, तब समांतर
क्रम में R2 व R3 को जोड़ने पर
अब R, को इस संयोजन के श्रेणीक्रम में जोड़ने पर
R = R, + R =2 ओम + 2ओम = 4 ओम
(b) तुल्य प्रतिरोध का मान सबसे कम होना सम्भव है, जबकि सभी प्रतिरोधों को समांतर में संयोजित किया जाए।
Exercise
18
4 ओम, 8 ओम, 12 ओम तथा 24 ओम प्रतिरोध की चार कुंडलियों को किस प्रकार संयोजित करें कि संयोजन से (a) अधिकतम (b) निम्नतम प्रतिरोध प्राप्त हो सके?
Answer
(a) अधिकतम तुल्य प्रतिरोध (Rs) प्राप्त करने हेतु सभी प्रतिरोधों को श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है।
Rs = R1 + R2 + R3 + R4 = 4 + 8 + 12 + 24 = 48 ओम
(b) न्यूनतम तुल्य प्रतिरोध (Rp) प्राप्त करने हेतु सभी प्रतिरोधों को समांतर क्रम में जोड़ा जाता है।
Exercise
19
किसी विद्युत हीटर की डोरी क्यों उत्तप्त नहीं होती, जबकि उसका तापन अवयव उत्तप्त हो जाता है?
Answer
तापन अवयव तथा डोरी दोनों में ही समान विद्युत धारा प्रवाहित होती है, मगर डोरी का बाह्य भाग एक कुचालक पदार्थ से बना होता है, जिसकी प्रतिरोधकता बहुत अधिक होती है तथा इसी कारण प्रतिरोध भी। हीटर का तापन अवयव सुचालक धातु (मिश्रधातु) से निर्मित अर्थात् कम प्रतिरोधकता (तथा प्रतिरोध) वाला होता है। इसलिए यह उत्तप्त हो जाता है मगर डोरी उत्तप्त नहीं होती।
Exercise
20
एक घंटे में 50 वोल्ट विभवांतर से 96000 कूलॉम आवेश को स्थानान्तरित करने में उत्पन्न ऊष्मा परिकलित कीजिए।
Answer
ज्ञात है V = 50 वोल्ट, t = 1 घंटा, Q = 96000 कूलॉम
H = VIt (परन्तु I =Q/t)
अतः
H = V×Q = 50×96000 = 4800000 जूल = 4800 किलोजूल
Exercise
21
20 ओम प्रतिरोध की कोई विद्युत इस्तरी 5 ऐम्पियर विद्युत धारा लेती है। 30 सेकंड में उत्पन्न ऊष्मा को परिकलित कीजिए।
Answer
R = 20 ओम, I = 5 ऐम्पियर; t = 30 सेकंड
उत्पन्न ऊष्मा (H) = I2Rt = 5×5×20×30 = 15000 जूल = 15 किलोजूल
Exercise
22
विद्युत धारा द्वारा प्रदत्त ऊर्जा की दर का निर्धारण कैसे किया जाता है?
Answer
विद्युत धारा द्वारा प्रदत्त ऊर्जा की दर को विद्युत शक्ति (P) भी कहते हैं।
विद्युत शक्ति, P = I2R = VI = V2/R = H/t
जहाँ I विद्युत धारा, R प्रतिरोध, V विभवांतर, H ऊष्मा तथा t समय है।
Exercise
23
कोई विद्युत मोटर 220 वोल्ट के विद्युत स्रोत से 5.0 ऐम्पियर विद्युत धारा लेता है। मोटर की शक्ति निर्धारित कीजिए तथा 2 घंटे में मोटर द्वारा उपमुक्त ऊर्जा परिकलित कीजिए।
Answer
ज्ञात है V = 220 वोल्ट, I = 5.0 ऐम्पियर
t = 2 घंटे = 2×60×60 = 7200 सेकंड
(i) मोटर की शक्ति P = V×I
= 220×5.0 = 1100.0
= 1100 वाट = 1.1 किलोवाट
(ii) मोटर द्वारा उपमुक्त ऊर्जा, H = P×t
= 1100×7200
= 7920000 जूल
= 7.92×106 जूल
= 7.9×103 किलोजूल
अथवा
उपमुक्त ऊर्जा, H = P×t
= 1.1 किलोवाट × 2 घंटा
= 22 किलोवाट-घंटा
Exercise
24
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
Answer
(d) 25
तार का प्रतिरोध = R; तार के प्रत्येक भाग का प्रतिरोध = R/5 समांतर क्रम में संयोजित करने पर तुल्य प्रतिरोध = Rp
Exercise
25
निम्नलिखित में से कौन-सा पद विद्युत परिपथ में विद्युत शक्ति को निरूपित नहीं। करता?
(a) I2R
(b) IR2
(c) VI
(d) V2/R
Answer
(b) IR2
P = VI (c) [ओम के नियम से V/I = R या V = IR या I = V/R]
= I2R (a)
= V2/R (d)
Exercise
26
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
Answer
(d) 25 वाट
Exercise
27
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
Answer
d) 25 वाट
Exercise
28
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
Answer
(c) 1:4
श्रेणीक्रम में तुल्य प्रतिरोध Rs = R + R = 2R
Exercise