Class 10th विज्ञान अध्याय-11: विद्युत (Science Notes) - UP Board

विद्युत (Electricity)

Class 10 Science – Chapter 11

UP Board | हिंदी माध्यम | सम्पूर्ण नोट्स

Sunil Learning Point

1. अध्याय का परिचय

विद्युत हमारे दैनिक जीवन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। पंखा, बल्ब, टीवी, फ्रिज, मोबाइल चार्जर और अनेक विद्युत उपकरण विद्युत ऊर्जा की सहायता से कार्य करते हैं।

जब किसी चालक में विद्युत आवेश का प्रवाह होता है, तो इसे विद्युत धारा कहते हैं। विद्युत धारा के प्रवाह के लिए विभवांतर की आवश्यकता होती है। किसी चालक द्वारा विद्युत धारा के प्रवाह में उत्पन्न रुकावट को प्रतिरोध कहते हैं।

इस अध्याय में हम विद्युत धारा, विभवांतर, ओम का नियम, प्रतिरोध, प्रतिरोधों के संयोजन, विद्युत धारा के ऊष्मीय प्रभाव, विद्युत शक्ति तथा विद्युत ऊर्जा का अध्ययन करेंगे।

2. विद्युत आवेश (Electric Charge)

पदार्थ का वह मूल गुण जिसके कारण वह विद्युत बल का अनुभव करता है, विद्युत आवेश कहलाता है। विद्युत आवेश दो प्रकार के होते हैं:

1. धनात्मक आवेश (Positive Charge)
2. ऋणात्मक आवेश (Negative Charge)

इलेक्ट्रॉन पर ऋणात्मक आवेश तथा प्रोटॉन पर धनात्मक आवेश होता है। न्यूट्रॉन पर कोई विद्युत आवेश नहीं होता।

विद्युत आवेश की SI इकाई

विद्युत आवेश की SI इकाई कूलॉम (Coulomb) है। इसे C से प्रदर्शित करते हैं।

Q = ne

जहाँ:

• Q = कुल आवेश
• n = इलेक्ट्रॉनों की संख्या
• e = एक इलेक्ट्रॉन के आवेश का परिमाण = 1.6 × 10⁻¹⁹ C

महत्वपूर्ण: एक इलेक्ट्रॉन का आवेश −1.6 × 10⁻¹⁹ C होता है। एक प्रोटॉन का आवेश +1.6 × 10⁻¹⁹ C होता है।

3. विद्युत धारा (Electric Current)

किसी चालक में विद्युत आवेश के प्रवाह की दर को विद्युत धारा कहते हैं। धातुओं में सामान्यतः इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के कारण विद्युत धारा उत्पन्न होती है।

I = Q/t

जहाँ:

• I = विद्युत धारा
• Q = प्रवाहित आवेश
• t = लगा हुआ समय

विद्युत धारा की SI इकाई

विद्युत धारा की SI इकाई एम्पियर (Ampere) है। इसे A से प्रदर्शित करते हैं।

यदि किसी चालक से 1 सेकंड में 1 कूलॉम आवेश प्रवाहित होता है, तो उसमें प्रवाहित विद्युत धारा 1 एम्पियर होती है।

1 A = 1 C/s

परंपरागत विद्युत धारा (Conventional Current)

विद्युत धारा की परंपरागत दिशा धनात्मक आवेश के प्रवाह की दिशा मानी जाती है। धातु के तार में इलेक्ट्रॉन इस दिशा के विपरीत प्रवाहित होते हैं।

परंपरागत विद्युत धारा की दिशा: (+) → (−)
इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह की दिशा: (−) → (+)

ध्यान दें: धातु के चालक में इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक टर्मिनल से धनात्मक टर्मिनल की ओर चलते हैं, जबकि परंपरागत धारा की दिशा इसके विपरीत मानी जाती है।

4. विद्युत परिपथ (Electric Circuit)

विद्युत धारा के प्रवाह के लिए बनाए गए बंद मार्ग को विद्युत परिपथ कहते हैं। एक सामान्य विद्युत परिपथ में विद्युत सेल या बैटरी, जोड़ने वाले तार, स्विच तथा विद्युत उपकरण हो सकते हैं।

विद्युत परिपथ के प्रमुख भाग

• सेल (Cell): विद्युत ऊर्जा प्रदान करता है।
• बैटरी (Battery): दो या अधिक सेलों का संयोजन बैटरी कहलाता है।
• स्विच (Switch): परिपथ को खोलने या बंद करने के लिए प्रयोग होता है।
• चालक तार (Connecting Wire): विद्युत धारा के प्रवाह का मार्ग प्रदान करता है।
• प्रतिरोधक (Resistor): विद्युत धारा के प्रवाह में प्रतिरोध उत्पन्न करता है।

बंद और खुला परिपथ

बंद परिपथ: जब विद्युत परिपथ पूरा होता है और धारा प्रवाहित हो सकती है, तो उसे बंद परिपथ कहते हैं।

खुला परिपथ: जब परिपथ का मार्ग कहीं से टूट जाता है और धारा प्रवाहित नहीं हो पाती, तो उसे खुला परिपथ कहते हैं।

बंद परिपथ: बैटरी → तार → उपकरण → बैटरी
खुला परिपथ: स्विच खुला होने पर धारा का प्रवाह रुक जाता है।

5. विभवांतर (Potential Difference)

किसी विद्युत परिपथ में एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक एकांक आवेश को ले जाने में किया गया कार्य उन दोनों बिंदुओं के बीच का विभवांतर कहलाता है।

V = W/Q

जहाँ:

• V = विभवांतर
• W = किया गया कार्य
• Q = आवेश

विभवांतर की SI इकाई

विभवांतर की SI इकाई वोल्ट (Volt) है। इसे V से प्रदर्शित करते हैं।

1 V = 1 J/C

यदि एक कूलॉम आवेश को एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक ले जाने में 1 जूल कार्य किया जाता है, तो उन बिंदुओं के बीच विभवांतर 1 वोल्ट होता है।

विभवांतर मापने का यंत्र

विभवांतर मापने के लिए वोल्टमीटर (Voltmeter) का प्रयोग किया जाता है। इसे परिपथ में उस उपकरण के समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है जिसके सिरों के बीच विभवांतर मापना हो।

याद रखें: विद्युत धारा मापने के लिए अमीटर को श्रेणीक्रम में तथा विभवांतर मापने के लिए वोल्टमीटर को समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है।

6. अमीटर और वोल्टमीटर (Ammeter and Voltmeter)

अमीटर (Ammeter)

विद्युत धारा का मान मापने वाले यंत्र को अमीटर कहते हैं। इसे परिपथ में श्रेणीक्रम (Series) में जोड़ा जाता है। आदर्श अमीटर का प्रतिरोध शून्य माना जाता है।

वोल्टमीटर (Voltmeter)

दो बिंदुओं के बीच विभवांतर मापने वाले यंत्र को वोल्टमीटर कहते हैं। इसे संबंधित उपकरण के समानांतर (Parallel) क्रम में जोड़ा जाता है। आदर्श वोल्टमीटर का प्रतिरोध अनंत माना जाता है।

अमीटर	वोल्टमीटर
विद्युत धारा मापता है।	विभवांतर मापता है।
इकाई एम्पियर (A) है।	इकाई वोल्ट (V) है।
श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है।	समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है।
आदर्श प्रतिरोध शून्य होता है।	आदर्श प्रतिरोध अनंत होता है।

7. ओम का नियम (Ohm's Law)

ओम के नियम के अनुसार, यदि किसी चालक की भौतिक अवस्थाएँ और तापमान स्थिर रहें, तो उसके सिरों के बीच का विभवांतर उसमें प्रवाहित विद्युत धारा के समानुपाती होता है।

V ∝ I

समानुपात का चिह्न हटाने पर:

V = IR

जहाँ:

• V = विभवांतर (Volt)
• I = विद्युत धारा (Ampere)
• R = प्रतिरोध (Ohm)

ओम के नियम से प्राप्त सूत्र

V = IR

I = V/R

R = V/I

ओम के नियम का V-I ग्राफ

यदि किसी चालक के लिए तापमान तथा अन्य भौतिक अवस्थाएँ स्थिर रखी जाएँ, तो विभवांतर और धारा का ग्राफ मूल बिंदु से गुजरने वाली सीधी रेखा होता है।

यदि ग्राफ में V को Y-अक्ष पर और I को X-अक्ष पर रखें, तो सीधी रेखा की ढाल चालक का प्रतिरोध दर्शाती है।

V (विभवांतर)
│ /
│ /
│ /
│ /
└──────── I (विद्युत धारा)
मूल बिंदु से गुजरती सीधी रेखा

महत्वपूर्ण: ओम का नियम तभी लागू होता है जब चालक का तापमान और अन्य भौतिक अवस्थाएँ स्थिर रहें।

8. प्रतिरोध (Resistance)

किसी चालक का वह गुण जो उसमें विद्युत धारा के प्रवाह का विरोध करता है, प्रतिरोध कहलाता है। इसे R से प्रदर्शित करते हैं।

R = V/I

प्रतिरोध की SI इकाई

प्रतिरोध की SI इकाई ओम (Ohm) है। इसे ग्रीक अक्षर Ω से प्रदर्शित करते हैं।

यदि किसी चालक के सिरों के बीच 1 वोल्ट विभवांतर लगाने पर उसमें 1 एम्पियर धारा प्रवाहित हो, तो उसका प्रतिरोध 1 ओम होता है।

1 Ω = 1 V/A

प्रतिरोध किन बातों पर निर्भर करता है?

1. लंबाई: चालक की लंबाई बढ़ने पर प्रतिरोध बढ़ता है।
2. अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल: क्षेत्रफल बढ़ने पर प्रतिरोध घटता है।
3. पदार्थ की प्रकृति: अलग-अलग पदार्थों का प्रतिरोध अलग-अलग होता है।
4. तापमान: प्रतिरोध तापमान पर भी निर्भर करता है। धातुओं में सामान्यतः तापमान बढ़ने पर प्रतिरोध बढ़ता है।

प्रतिरोध का सूत्र

R = ρl/A

जहाँ:

• R = चालक का प्रतिरोध
• ρ (रो) = पदार्थ की प्रतिरोधकता
• l = चालक की लंबाई
• A = अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल

प्रतिरोधकता (Resistivity)

किसी पदार्थ का वह गुण जो बताता है कि वह विद्युत धारा का कितना विरोध करता है, प्रतिरोधकता कहलाता है। इसे ρ (रो) से प्रदर्शित करते हैं।

प्रतिरोधकता पदार्थ की प्रकृति और तापमान पर निर्भर करती है। किसी पदार्थ की प्रतिरोधकता उसके चालक के आकार और माप पर निर्भर नहीं करती।

प्रतिरोधकता की SI इकाई: ओम-मीटर (Ω m)

पदार्थ	विशेषता
चाँदी और ताँबा	कम प्रतिरोधकता, अच्छे चालक
एल्युमिनियम	अच्छा विद्युत चालक
नाइक्रोम	अधिक प्रतिरोधकता, हीटिंग उपकरणों में उपयोग
रबर और काँच	बहुत अधिक प्रतिरोधकता, विद्युतरोधी

9. प्रतिरोधों का श्रेणीक्रम संयोजन (Resistors in Series)

जब दो या दो से अधिक प्रतिरोधों को एक के बाद एक इस प्रकार जोड़ा जाता है कि उनके बीच विद्युत धारा के प्रवाह के लिए केवल एक मार्ग हो, तो इसे श्रेणीक्रम संयोजन कहते हैं।

बैटरी ── R₁ ── R₂ ── R₃ ── वापस बैटरी
एक ही मार्ग से धारा प्रवाहित होती है।

श्रेणीक्रम संयोजन की विशेषताएँ

• प्रत्येक प्रतिरोध में समान विद्युत धारा प्रवाहित होती है।
• कुल विभवांतर अलग-अलग प्रतिरोधों के विभवांतरों का योग होता है।
• तुल्य प्रतिरोध सभी प्रतिरोधों के योग के बराबर होता है।

यदि तीन प्रतिरोध R₁, R₂ और R₃ श्रेणीक्रम में जुड़े हों, तो:

Rₛ = R₁ + R₂ + R₃

सामान्य रूप में:

Rₛ = R₁ + R₂ + R₃ + ...

कुल विभवांतर:

V = V₁ + V₂ + V₃

धारा:

I = I₁ = I₂ = I₃

महत्वपूर्ण: श्रेणीक्रम संयोजन में कुल प्रतिरोध प्रत्येक अलग-अलग प्रतिरोध से अधिक होता है।

10. प्रतिरोधों का समानांतर क्रम संयोजन (Resistors in Parallel)

जब दो या दो से अधिक प्रतिरोधों के दोनों सिरे समान दो बिंदुओं से जोड़े जाते हैं, तो इस व्यवस्था को समानांतर क्रम संयोजन कहते हैं।

┌── R₁ ──┐
बैटरी ───────┼── R₂ ──┼──── वापस बैटरी
└── R₃ ──┘
धारा के लिए अलग-अलग मार्ग उपलब्ध होते हैं।

समानांतर संयोजन की विशेषताएँ

• प्रत्येक प्रतिरोध के सिरों के बीच विभवांतर समान होता है।
• कुल धारा अलग-अलग शाखाओं की धाराओं का योग होती है।
• तुल्य प्रतिरोध का व्युत्क्रम अलग-अलग प्रतिरोधों के व्युत्क्रमों के योग के बराबर होता है।

यदि तीन प्रतिरोध R₁, R₂ और R₃ समानांतर क्रम में जुड़े हों, तो:

1/Rₚ = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃

कुल धारा:

I = I₁ + I₂ + I₃

प्रत्येक प्रतिरोध के सिरों पर विभवांतर:

V = V₁ = V₂ = V₃

महत्वपूर्ण: समानांतर संयोजन का तुल्य प्रतिरोध सबसे छोटे प्रतिरोध से भी कम होता है।

श्रेणीक्रम और समानांतर क्रम में अंतर

श्रेणीक्रम संयोजन	समानांतर संयोजन
धारा समान रहती है।	विभवांतर समान रहता है।
विभवांतर अलग-अलग प्रतिरोधों में बँटता है।	धारा अलग-अलग शाखाओं में बँटती है।
तुल्य प्रतिरोध प्रतिरोधों के योग के बराबर होता है।	तुल्य प्रतिरोध का व्युत्क्रम व्युत्क्रमों के योग के बराबर होता है।
कुल प्रतिरोध सबसे बड़े प्रतिरोध से भी अधिक होता है।	कुल प्रतिरोध सबसे छोटे प्रतिरोध से भी कम होता है।

11. विद्युत धारा का ऊष्मीय प्रभाव (Heating Effect of Electric Current)

जब किसी प्रतिरोधक से विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो विद्युत ऊर्जा का कुछ भाग ऊष्मा में परिवर्तित हो जाता है। इस घटना को विद्युत धारा का ऊष्मीय प्रभाव कहते हैं।

जूल का ऊष्मीय नियम (Joule's Law of Heating)

जूल के नियम के अनुसार, किसी प्रतिरोधक में उत्पन्न ऊष्मा उस प्रतिरोधक से प्रवाहित धारा के वर्ग, प्रतिरोध और धारा प्रवाहित होने के समय के समानुपाती होती है।

H = I²Rt

जहाँ:

• H = उत्पन्न ऊष्मा (Joule)
• I = विद्युत धारा (Ampere)
• R = प्रतिरोध (Ohm)
• t = समय (Second)

ओम के नियम V = IR का उपयोग करके इसे इस प्रकार भी लिख सकते हैं:

H = VIt

H = (V²/R)t

विद्युत धारा के ऊष्मीय प्रभाव के उपयोग

• विद्युत इस्तरी (Electric Iron)
• विद्युत हीटर (Electric Heater)
• टोस्टर (Toaster)
• गीजर (Geyser)
• विद्युत केतली (Electric Kettle)
• फ्यूज तार (Fuse Wire)

विद्युत फ्यूज (Electric Fuse)

विद्युत फ्यूज एक सुरक्षा युक्ति है। इसमें कम गलनांक वाला विशेष तार लगाया जाता है। जब परिपथ में अत्यधिक धारा प्रवाहित होती है, तो फ्यूज तार गर्म होकर पिघल जाता है और परिपथ टूट जाता है। इससे विद्युत उपकरणों की सुरक्षा में सहायता मिलती है।

ध्यान दें: फ्यूज को परिपथ में श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है। फ्यूज का चयन परिपथ के लिए उपयुक्त धारा क्षमता के अनुसार किया जाता है।

12. विद्युत शक्ति (Electric Power)

विद्युत ऊर्जा के उपयोग या विद्युत कार्य किए जाने की दर को विद्युत शक्ति कहते हैं। इसे P से प्रदर्शित करते हैं।

P = W/t

विद्युत परिपथ में विद्युत शक्ति का सूत्र:

P = VI

ओम के नियम V = IR का उपयोग करने पर:

P = I²R

P = V²/R

विद्युत शक्ति की SI इकाई

विद्युत शक्ति की SI इकाई वाट (Watt) है। इसे W से प्रदर्शित करते हैं।

1 W = 1 V × 1 A

बड़ी शक्ति को किलोवाट (kW) में मापा जाता है।

1 kW = 1000 W

विद्युत उपकरणों पर लिखी शक्ति

किसी विद्युत उपकरण पर लिखे गए मान जैसे 100 W, 220 V का अर्थ है कि वह उपकरण 220 वोल्ट विभवांतर पर कार्य करते समय 100 वाट विद्युत शक्ति का उपयोग करता है।

13. विद्युत ऊर्जा (Electrical Energy)

किसी विद्युत उपकरण द्वारा उपयोग की गई विद्युत ऊर्जा, उसकी शक्ति और उपयोग के समय के गुणनफल के बराबर होती है।

E = P × t

जहाँ:

• E = विद्युत ऊर्जा
• P = विद्युत शक्ति
• t = समय

विद्युत ऊर्जा की इकाई

विद्युत ऊर्जा की SI इकाई जूल (Joule) है। लेकिन घरों और व्यावसायिक स्थानों पर विद्युत ऊर्जा की खपत सामान्यतः किलोवाट-घंटा (kWh) में मापी जाती है। इसे एक यूनिट विद्युत ऊर्जा भी कहते हैं।

1 kWh = 1000 W × 3600 s

1 kWh = 3.6 × 10⁶ J

परीक्षा उपयोगी तथ्य: विद्युत ऊर्जा की व्यावसायिक इकाई किलोवाट-घंटा (kWh) है। 1 kWh को 1 यूनिट विद्युत ऊर्जा कहते हैं।

14. महत्वपूर्ण सूत्र (Important Formulae)

क्रम	राशि	सूत्र
1	विद्युत धारा	I = Q/t
2	विभवांतर	V = W/Q
3	ओम का नियम	V = IR
4	प्रतिरोध	R = V/I
5	प्रतिरोधकता का संबंध	R = ρl/A
6	श्रेणीक्रम में तुल्य प्रतिरोध	Rₛ = R₁ + R₂ + R₃
7	समानांतर क्रम में तुल्य प्रतिरोध	1/Rₚ = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃
8	जूल का ऊष्मीय नियम	H = I²Rt
9	विद्युत शक्ति	P = VI
10	शक्ति का दूसरा सूत्र	P = I²R
11	शक्ति का तीसरा सूत्र	P = V²/R
12	विद्युत ऊर्जा	E = Pt
13	ऊर्जा की व्यावसायिक इकाई	1 kWh = 3.6 × 10⁶ J

15. हल किए गए संख्यात्मक प्रश्न (Solved Numericals)

प्रश्न 1. किसी चालक में 10 सेकंड में 20 कूलॉम आवेश प्रवाहित होता है। विद्युत धारा ज्ञात कीजिए।

दिया है:

• Q = 20 C
• t = 10 s

सूत्र: I = Q/t

हल:

I = 20/10 = 2 A

उत्तर: विद्युत धारा 2 एम्पियर होगी।

प्रश्न 2. किसी चालक के सिरों के बीच 12 वोल्ट विभवांतर लगाने पर 2 एम्पियर धारा प्रवाहित होती है। चालक का प्रतिरोध ज्ञात कीजिए।

दिया है: V = 12 V, I = 2 A

सूत्र: R = V/I

R = 12/2 = 6 Ω

उत्तर: चालक का प्रतिरोध 6 ओम है।

प्रश्न 3. 4 ओम प्रतिरोध वाले चालक में 3 एम्पियर धारा प्रवाहित हो रही है। विभवांतर ज्ञात कीजिए।

दिया है: R = 4 Ω, I = 3 A

सूत्र: V = IR

V = 3 × 4 = 12 V

उत्तर: विभवांतर 12 वोल्ट होगा।

प्रश्न 4. 2 ओम, 3 ओम और 5 ओम के तीन प्रतिरोध श्रेणीक्रम में जुड़े हैं। तुल्य प्रतिरोध ज्ञात कीजिए।

सूत्र: Rₛ = R₁ + R₂ + R₃

Rₛ = 2 + 3 + 5 = 10 Ω

उत्तर: तुल्य प्रतिरोध 10 ओम होगा।

प्रश्न 5. 6 ओम और 3 ओम के दो प्रतिरोध समानांतर क्रम में जुड़े हैं। तुल्य प्रतिरोध ज्ञात कीजिए।

सूत्र:

1/Rₚ = 1/R₁ + 1/R₂

हल:

1/Rₚ = 1/6 + 1/3

1/Rₚ = 1/6 + 2/6 = 3/6 = 1/2

Rₚ = 2 Ω

उत्तर: तुल्य प्रतिरोध 2 ओम होगा।

प्रश्न 6. 2 एम्पियर धारा 5 ओम प्रतिरोध में 10 सेकंड तक प्रवाहित होती है। उत्पन्न ऊष्मा ज्ञात कीजिए।

दिया है: I = 2 A, R = 5 Ω, t = 10 s

सूत्र: H = I²Rt

H = 2² × 5 × 10

H = 4 × 5 × 10 = 200 J

उत्तर: उत्पन्न ऊष्मा 200 जूल होगी।

प्रश्न 7. 220 वोल्ट पर कार्य करने वाला एक उपकरण 2 एम्पियर धारा लेता है। उसकी विद्युत शक्ति ज्ञात कीजिए।

दिया है: V = 220 V, I = 2 A

सूत्र: P = VI

P = 220 × 2 = 440 W

उत्तर: उपकरण की शक्ति 440 वाट होगी।

प्रश्न 8. 1000 वाट का हीटर 2 घंटे तक चलता है। उपयोग की गई विद्युत ऊर्जा kWh में ज्ञात कीजिए।

दिया है: P = 1000 W = 1 kW, t = 2 घंटे

सूत्र: E = P × t

E = 1 × 2 = 2 kWh

उत्तर: उपयोग की गई विद्युत ऊर्जा 2 यूनिट होगी।

प्रश्न 9. 100 W का बल्ब प्रतिदिन 5 घंटे जलता है। 10 दिनों में कितनी विद्युत ऊर्जा खर्च होगी?

दिया है: P = 100 W = 0.1 kW

कुल समय = 5 × 10 = 50 घंटे

सूत्र: E = P × t

E = 0.1 × 50 = 5 kWh

उत्तर: 10 दिनों में 5 यूनिट विद्युत ऊर्जा खर्च होगी।

प्रश्न 10. किसी चालक का प्रतिरोध 10 ओम है। यदि उसमें 2 एम्पियर धारा प्रवाहित हो, तो उसके सिरों के बीच विभवांतर ज्ञात कीजिए।

दिया है: R = 10 Ω, I = 2 A

सूत्र: V = IR

V = 2 × 10 = 20 V

उत्तर: विभवांतर 20 वोल्ट होगा।

16. महत्वपूर्ण परिभाषाएँ (Important Definitions)

1. विद्युत धारा: विद्युत आवेश के प्रवाह की दर को विद्युत धारा कहते हैं।
2. विभवांतर: दो बिंदुओं के बीच एकांक आवेश को ले जाने में किया गया कार्य विभवांतर कहलाता है।
3. विद्युत परिपथ: विद्युत धारा के प्रवाह के लिए बनाया गया बंद मार्ग विद्युत परिपथ कहलाता है।
4. प्रतिरोध: चालक का वह गुण जो विद्युत धारा के प्रवाह का विरोध करता है, प्रतिरोध कहलाता है।
5. प्रतिरोधकता: पदार्थ का वह गुण जो विद्युत धारा के प्रवाह में उसके विरोध को दर्शाता है, प्रतिरोधकता कहलाता है।
6. ओम का नियम: स्थिर तापमान और अन्य भौतिक अवस्थाओं पर चालक के सिरों का विभवांतर उसमें प्रवाहित धारा के समानुपाती होता है।
7. विद्युत शक्ति: विद्युत ऊर्जा के उपयोग की दर को विद्युत शक्ति कहते हैं।
8. विद्युत ऊर्जा: किसी विद्युत उपकरण द्वारा उपयोग की गई ऊर्जा विद्युत ऊर्जा कहलाती है।
9. विद्युत धारा का ऊष्मीय प्रभाव: विद्युत धारा प्रवाहित होने पर प्रतिरोधक में ऊष्मा उत्पन्न होने की घटना विद्युत धारा का ऊष्मीय प्रभाव कहलाती है।

17. परीक्षा के लिए अति महत्वपूर्ण प्रश्न-उत्तर

प्रश्न 1. विद्युत धारा किसे कहते हैं? इसकी SI इकाई लिखिए।

उत्तर: किसी चालक में विद्युत आवेश के प्रवाह की दर को विद्युत धारा कहते हैं। इसकी SI इकाई एम्पियर (A) है।

प्रश्न 2. एक एम्पियर विद्युत धारा की परिभाषा दीजिए।

उत्तर: जब किसी चालक से एक सेकंड में एक कूलॉम आवेश प्रवाहित होता है, तो विद्युत धारा एक एम्पियर कहलाती है।

प्रश्न 3. विभवांतर किसे कहते हैं?

उत्तर: किसी विद्युत परिपथ में एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक एकांक आवेश को ले जाने में किया गया कार्य उन बिंदुओं के बीच विभवांतर कहलाता है। इसका सूत्र V = W/Q है।

प्रश्न 4. ओम का नियम लिखिए।

उत्तर: यदि किसी चालक का तापमान और अन्य भौतिक अवस्थाएँ स्थिर रहें, तो उसके सिरों के बीच विभवांतर उसमें प्रवाहित विद्युत धारा के समानुपाती होता है। इसका गणितीय रूप V = IR है।

प्रश्न 5. प्रतिरोध किसे कहते हैं? इसकी SI इकाई लिखिए।

उत्तर: चालक का वह गुण जो विद्युत धारा के प्रवाह का विरोध करता है, प्रतिरोध कहलाता है। इसकी SI इकाई ओम (Ω) है।

प्रश्न 6. प्रतिरोध किन कारकों पर निर्भर करता है?

उत्तर: प्रतिरोध चालक की लंबाई, अनुप्रस्थ काट के क्षेत्रफल, पदार्थ की प्रकृति तथा तापमान पर निर्भर करता है।

प्रश्न 7. प्रतिरोधकता की SI इकाई लिखिए।

उत्तर: प्रतिरोधकता की SI इकाई ओम-मीटर (Ω m) है।

प्रश्न 8. श्रेणीक्रम संयोजन में तुल्य प्रतिरोध का सूत्र लिखिए।

उत्तर: श्रेणीक्रम में जुड़े प्रतिरोधों का तुल्य प्रतिरोध उनके योग के बराबर होता है। Rₛ = R₁ + R₂ + R₃

प्रश्न 9. समानांतर क्रम संयोजन में तुल्य प्रतिरोध का सूत्र लिखिए।

उत्तर: समानांतर क्रम में जुड़े प्रतिरोधों के तुल्य प्रतिरोध का व्युत्क्रम उनके व्युत्क्रमों के योग के बराबर होता है। 1/Rₚ = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃

प्रश्न 10. जूल का ऊष्मीय नियम लिखिए।

उत्तर: किसी प्रतिरोधक में उत्पन्न ऊष्मा धारा के वर्ग, प्रतिरोध और समय के समानुपाती होती है। इसका सूत्र H = I²Rt है।

प्रश्न 11. विद्युत शक्ति किसे कहते हैं? इसका सूत्र लिखिए।

उत्तर: विद्युत ऊर्जा के उपयोग की दर को विद्युत शक्ति कहते हैं। इसका सूत्र P = VI है। इसकी SI इकाई वाट (W) है।

प्रश्न 12. विद्युत ऊर्जा की व्यावसायिक इकाई क्या है?

उत्तर: विद्युत ऊर्जा की व्यावसायिक इकाई किलोवाट-घंटा (kWh) है। इसे एक यूनिट भी कहते हैं।

प्रश्न 13. एक किलोवाट-घंटा में कितने जूल होते हैं?

उत्तर: 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J

प्रश्न 14. अमीटर को परिपथ में किस क्रम में जोड़ा जाता है?

उत्तर: अमीटर को परिपथ में श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है।

प्रश्न 15. वोल्टमीटर को परिपथ में किस क्रम में जोड़ा जाता है?

उत्तर: वोल्टमीटर को संबंधित उपकरण के समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है।

18. बहुविकल्पीय प्रश्न (MCQ)

नीचे दिए गए सभी प्रश्नों को हल करें। उत्तर देखने के लिए प्रत्येक प्रश्न के नीचे दिए गए बटन पर क्लिक करें।

1. विद्युत धारा की SI इकाई क्या है?

(A) वोल्ट (B) ओम (C) एम्पियर (D) वाट

सही उत्तर: (C) एम्पियर
विद्युत धारा की SI इकाई एम्पियर है।

2. विद्युत आवेश की SI इकाई है:

(A) कूलॉम (B) जूल (C) वाट (D) ओम

सही उत्तर: (A) कूलॉम
विद्युत आवेश की SI इकाई कूलॉम है।

3. विद्युत धारा का सूत्र है:

(A) I = V/R (B) I = Q/t (C) I = W/Q (D) I = Pt

सही उत्तर: (B) I = Q/t
विद्युत धारा आवेश के प्रवाह की दर है।

4. विभवांतर की SI इकाई है:

(A) एम्पियर (B) ओम (C) वोल्ट (D) कूलॉम

सही उत्तर: (C) वोल्ट
विभवांतर की SI इकाई वोल्ट है।

5. ओम के नियम का गणितीय रूप है:

(A) V = IR (B) P = VI (C) H = I²Rt (D) Q = It²

सही उत्तर: (A) V = IR
ओम का नियम विभवांतर, धारा और प्रतिरोध के बीच संबंध बताता है।

6. प्रतिरोध की SI इकाई क्या है?

(A) वोल्ट (B) ओम (C) वाट (D) जूल

सही उत्तर: (B) ओम
प्रतिरोध की SI इकाई ओम (Ω) है।

7. प्रतिरोधकता की SI इकाई है:

(A) Ω/m (B) Ω m (C) V/m (D) A/m

सही उत्तर: (B) Ω m
प्रतिरोधकता की SI इकाई ओम-मीटर है।

8. अमीटर को परिपथ में कैसे जोड़ा जाता है?

(A) समानांतर क्रम में (B) श्रेणीक्रम में (C) किसी भी क्रम में (D) परिपथ से बाहर

सही उत्तर: (B) श्रेणीक्रम में
अमीटर को धारा मापने के लिए श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है।

9. वोल्टमीटर को किस क्रम में जोड़ा जाता है?

(A) श्रेणीक्रम (B) समानांतर क्रम (C) केवल बैटरी के अंदर (D) किसी भी क्रम में

सही उत्तर: (B) समानांतर क्रम
वोल्टमीटर को संबंधित उपकरण के समानांतर जोड़ा जाता है।

10. श्रेणीक्रम संयोजन में कौन-सी राशि समान रहती है?

(A) विभवांतर (B) धारा (C) प्रतिरोध (D) शक्ति

सही उत्तर: (B) धारा
श्रेणीक्रम में प्रत्येक प्रतिरोध से समान धारा प्रवाहित होती है।

11. समानांतर संयोजन में कौन-सी राशि समान रहती है?

(A) धारा (B) प्रतिरोध (C) विभवांतर (D) आवेश

सही उत्तर: (C) विभवांतर
समानांतर संयोजन की प्रत्येक शाखा के सिरों पर विभवांतर समान रहता है।

12. विद्युत धारा के ऊष्मीय प्रभाव का सूत्र है:

(A) H = IR (B) H = I²Rt (C) H = V/R (D) H = Q/t

सही उत्तर: (B) H = I²Rt
यह जूल का ऊष्मीय नियम है।

13. विद्युत शक्ति की SI इकाई है:

(A) जूल (B) कूलॉम (C) वाट (D) ओम

सही उत्तर: (C) वाट
विद्युत शक्ति की SI इकाई वाट है।

14. विद्युत ऊर्जा की व्यावसायिक इकाई क्या है?

(A) वाट (B) किलोवाट-घंटा (C) एम्पियर (D) वोल्ट

सही उत्तर: (B) किलोवाट-घंटा
विद्युत ऊर्जा की व्यावसायिक इकाई kWh है।

15. एक किलोवाट-घंटा बराबर होता है:

(A) 3600 J (B) 36000 J (C) 3.6 × 10⁶ J (D) 1000 J

सही उत्तर: (C) 3.6 × 10⁶ J
एक kWh में 3.6 × 10⁶ जूल ऊर्जा होती है।

19. त्वरित पुनरावृत्ति (Quick Revision)

• विद्युत धारा = आवेश / समय (I = Q/t)
• विद्युत धारा की SI इकाई एम्पियर है।
• विभवांतर = कार्य / आवेश (V = W/Q)
• विभवांतर की SI इकाई वोल्ट है।
• ओम का नियम V = IR है।
• प्रतिरोध की SI इकाई ओम है।
• प्रतिरोधकता की SI इकाई ओम-मीटर है।
• श्रेणीक्रम में धारा समान रहती है।
• समानांतर क्रम में विभवांतर समान रहता है।
• अमीटर को श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है।
• वोल्टमीटर को समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है।
• जूल का ऊष्मीय नियम H = I²Rt है।
• विद्युत शक्ति P = VI है।
• विद्युत ऊर्जा E = Pt है।
• 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J = 1 यूनिट।

20. अभ्यास प्रश्न (Practice Questions)

अति लघु उत्तरीय प्रश्न

1. विद्युत धारा की SI इकाई लिखिए।
2. एक एम्पियर किसे कहते हैं?
3. ओम का नियम लिखिए।
4. प्रतिरोध की SI इकाई क्या है?
5. अमीटर को किस क्रम में जोड़ा जाता है?
6. विद्युत शक्ति की SI इकाई लिखिए।

लघु उत्तरीय प्रश्न

1. विभवांतर किसे कहते हैं? इसका सूत्र लिखिए।
2. प्रतिरोध किन-किन कारकों पर निर्भर करता है?
3. श्रेणीक्रम और समानांतर क्रम संयोजन में अंतर लिखिए।
4. विद्युत धारा का ऊष्मीय प्रभाव क्या है?
5. जूल का ऊष्मीय नियम लिखिए।
6. विद्युत फ्यूज का क्या कार्य है?

दीर्घ उत्तरीय प्रश्न

1. ओम का नियम लिखिए तथा इसका V-I ग्राफ समझाइए।
2. प्रतिरोधों के श्रेणीक्रम संयोजन का तुल्य प्रतिरोध ज्ञात करने का सूत्र प्राप्त कीजिए।
3. प्रतिरोधों के समानांतर क्रम संयोजन का तुल्य प्रतिरोध ज्ञात करने का सूत्र प्राप्त कीजिए।
4. जूल का ऊष्मीय नियम लिखिए तथा इसके उपयोग बताइए।
5. विद्युत शक्ति और विद्युत ऊर्जा को सूत्र सहित समझाइए।

संख्यात्मक अभ्यास

1. यदि 5 सेकंड में 25 कूलॉम आवेश प्रवाहित होता है, तो विद्युत धारा ज्ञात कीजिए।
2. यदि किसी चालक में 4 एम्पियर धारा 5 ओम प्रतिरोध के कारण प्रवाहित हो रही है, तो विभवांतर ज्ञात कीजिए।
3. 10 ओम और 20 ओम के प्रतिरोध श्रेणीक्रम में जुड़े हैं। तुल्य प्रतिरोध ज्ञात कीजिए।
4. 4 ओम और 12 ओम के प्रतिरोध समानांतर क्रम में जुड़े हैं। तुल्य प्रतिरोध ज्ञात कीजिए।
5. 3 एम्पियर धारा 4 ओम प्रतिरोध में 5 सेकंड तक प्रवाहित होती है। उत्पन्न ऊष्मा ज्ञात कीजिए।
6. 500 वाट का उपकरण 4 घंटे चलता है। खर्च हुई विद्युत ऊर्जा kWh में ज्ञात कीजिए।

अध्याय 11 की तैयारी पूरी करें

इस अध्याय में ओम का नियम, प्रतिरोध, श्रेणीक्रम एवं समानांतर क्रम संयोजन, जूल का ऊष्मीय नियम और विद्युत शक्ति के सूत्र विशेष रूप से याद करें। संख्यात्मक प्रश्नों में दिए गए मान, सूत्र, हल और इकाई अवश्य लिखें।

अध्ययन सामग्री: UP Board Class 10 Science | Chapter 11

Sunil Learning Point
Daily Study Material | Science Notes | MCQs | UP Board Class 10th