Class 10th विज्ञान अध्याय-12: विद्युत धारा के चुंबकीय प्रभाव (Science Notes) - UP Board

विद्युत धारा के चुंबकीय प्रभाव

Magnetic Effects of Electric Current

Class 10 Science – Chapter 12

UP Board | हिंदी माध्यम | सम्पूर्ण नोट्स

Sunil Learning Point

1. अध्याय का परिचय

हम जानते हैं कि विद्युत धारा के प्रवाह से विद्युत उपकरण कार्य करते हैं। लेकिन विद्युत धारा का एक और महत्वपूर्ण प्रभाव होता है, जिसे चुंबकीय प्रभाव कहते हैं। जब किसी चालक तार में विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो उसके चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न हो जाता है।

इसी सिद्धांत का उपयोग विद्युत मोटर, विद्युत जनित्र, विद्युत घंटी, विद्युत चुंबक और अनेक उपकरणों में किया जाता है।

इस अध्याय में हम चुंबकीय क्षेत्र, चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ, विद्युत धारा के कारण चुंबकीय क्षेत्र, दाहिने हाथ का अंगूठा नियम, परिनालिका, विद्युत मोटर, विद्युत चुंबकीय प्रेरण और विद्युत जनित्र का अध्ययन करेंगे।

2. चुंबक और चुंबकीय क्षेत्र (Magnet and Magnetic Field)

चुंबक वह पदार्थ है जो लोहे, निकेल, कोबाल्ट आदि जैसे कुछ पदार्थों को आकर्षित करता है। प्रत्येक सामान्य छड़ चुंबक के दो ध्रुव होते हैं:

1. उत्तरी ध्रुव (North Pole)
2. दक्षिणी ध्रुव (South Pole)

चुंबकीय ध्रुवों के गुण

• समान ध्रुव एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं।
• असमान ध्रुव एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं।
• चुंबक के ध्रुव हमेशा जोड़े में पाए जाते हैं।
• किसी चुंबक को बीच से काटने पर भी प्रत्येक टुकड़े में उत्तर और दक्षिण दोनों ध्रुव बनते हैं।

चुंबकीय क्षेत्र (Magnetic Field)

किसी चुंबक या विद्युत धारावाही चालक के चारों ओर का वह क्षेत्र, जिसमें चुंबकीय बल का अनुभव किया जा सकता है, चुंबकीय क्षेत्र कहलाता है।

इसे सामान्यतः B से प्रदर्शित करते हैं। चुंबकीय क्षेत्र की SI इकाई टेस्ला (Tesla) है।

याद रखें: चुंबकीय क्षेत्र एक सदिश राशि है। इसमें परिमाण और दिशा दोनों होते हैं।

3. चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ (Magnetic Field Lines)

चुंबकीय क्षेत्र में खींची गई वे काल्पनिक रेखाएँ जिनकी स्पर्शरेखा किसी बिंदु पर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा बताती है, चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ कहलाती हैं।

चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के प्रमुख गुण

1. चुंबक के बाहर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ उत्तरी ध्रुव से निकलकर दक्षिणी ध्रुव में प्रवेश करती हैं।
2. चुंबक के अंदर ये दक्षिणी ध्रुव से उत्तरी ध्रुव की ओर जाती हैं। इस प्रकार ये बंद वक्र बनाती हैं।
3. दो चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ कभी एक-दूसरे को नहीं काटतीं।
4. जहाँ क्षेत्र रेखाएँ अधिक पास-पास होती हैं, वहाँ चुंबकीय क्षेत्र अधिक प्रबल होता है।
5. जहाँ क्षेत्र रेखाएँ दूर-दूर होती हैं, वहाँ चुंबकीय क्षेत्र अपेक्षाकृत कमजोर होता है।

छड़ चुंबक की चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ

बाहर की दिशा: N → S
चुंबक के अंदर की दिशा: S → N

क्षेत्र रेखाएँ बंद वक्र बनाती हैं।

परीक्षा उपयोगी: चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ कभी एक-दूसरे को नहीं काटतीं, क्योंकि प्रतिच्छेदन बिंदु पर चुंबकीय क्षेत्र की दो दिशाएँ हो जाएँगी, जो संभव नहीं है।

4. विद्युत धारा का चुंबकीय प्रभाव

जब किसी चालक तार में विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो उसके चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न हो जाता है। इसे विद्युत धारा का चुंबकीय प्रभाव कहते हैं।

सन् 1820 में वैज्ञानिक हंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड (Hans Christian Oersted) ने प्रयोग द्वारा विद्युत धारा और चुंबकीय प्रभाव के बीच संबंध प्रदर्शित किया था।

ओर्स्टेड का प्रयोग

एक सीधे तार को चुंबकीय कंपास के पास रखा जाता है। जब तार में विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो कंपास की सुई अपनी उत्तर-दक्षिण दिशा से विचलित हो जाती है। इससे सिद्ध होता है कि विद्युत धारा प्रवाहित तार के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है।

तार में धारा प्रवाहित → चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न
चुंबकीय कंपास की सुई → दिशा बदलती है

धारा की दिशा बदलने पर प्रभाव

यदि तार में विद्युत धारा की दिशा बदल दी जाए, तो चुंबकीय कंपास की सुई का विचलन भी विपरीत दिशा में हो जाता है। इससे स्पष्ट है कि चुंबकीय क्षेत्र की दिशा धारा की दिशा पर निर्भर करती है।

5. सीधे विद्युत धारावाही चालक के कारण चुंबकीय क्षेत्र

जब किसी सीधे चालक तार में विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो उसके चारों ओर संकेंद्रित वृत्ताकार चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ बनती हैं।

चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताएँ

• चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ तार के चारों ओर वृत्ताकार होती हैं।
• तार से दूरी बढ़ने पर चुंबकीय क्षेत्र की प्रबलता घटती है।
• विद्युत धारा बढ़ाने पर चुंबकीय क्षेत्र की प्रबलता बढ़ती है।
• धारा की दिशा बदलने पर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा बदल जाती है।

दाहिने हाथ का अंगूठा नियम (Right Hand Thumb Rule)

यदि हम अपने दाहिने हाथ में सीधे विद्युत धारावाही चालक को इस प्रकार पकड़ें कि अंगूठा विद्युत धारा की दिशा में संकेत करे, तो मुड़ी हुई उँगलियाँ चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा बताती हैं।

दाहिने हाथ का अंगूठा नियम

अंगूठे की दिशा = विद्युत धारा की दिशा
मुड़ी हुई उँगलियों की दिशा = चुंबकीय क्षेत्र की दिशा

महत्वपूर्ण: दाहिने हाथ का अंगूठा नियम सीधे धारावाही चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा ज्ञात करने के लिए प्रयोग किया जाता है।

6. वृत्ताकार लूप में विद्युत धारा के कारण चुंबकीय क्षेत्र

जब किसी वृत्ताकार तार के लूप में विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो उसके प्रत्येक छोटे भाग के कारण चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। इन सभी भागों के चुंबकीय क्षेत्र मिलकर लूप के केंद्र पर एक प्रबल चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं।

मुख्य बातें

• लूप के केंद्र पर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ लगभग सीधी दिखाई देती हैं।
• लूप में धारा बढ़ाने पर चुंबकीय क्षेत्र की प्रबलता बढ़ती है।
• लूप के फेरों की संख्या बढ़ाने पर केंद्र पर चुंबकीय क्षेत्र बढ़ता है, यदि अन्य स्थितियाँ समान रहें।
• धारा की दिशा बदलने पर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा भी बदल जाती है।

वृत्ताकार चालक लूप
केंद्र पर चुंबकीय क्षेत्र अधिक स्पष्ट और प्रबल होता है।

7. परिनालिका (Solenoid)

जब किसी विद्युतरोधी ताँबे के तार को बेलनाकार रूप में पास-पास अनेक फेरों में लपेटा जाता है, तो इस कुंडली को परिनालिका (Solenoid) कहते हैं।

परिनालिका के चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताएँ

• परिनालिका के अंदर चुंबकीय क्षेत्र लगभग एकसमान होता है।
• परिनालिका के अंदर क्षेत्र रेखाएँ लगभग सीधी, समानांतर और पास-पास होती हैं।
• परिनालिका के बाहर का चुंबकीय क्षेत्र छड़ चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र जैसा होता है।
• इसकी धारा की दिशा बदलने पर इसके चुंबकीय ध्रुव बदल जाते हैं।

परिनालिका का सरल चित्र

ताँबे के तार के अनेक पास-पास लिपटे हुए फेरे
(कुंडली के अंदर लगभग एकसमान चुंबकीय क्षेत्र)

परिनालिका में लोहे की छड़ रखने पर

यदि परिनालिका के अंदर नरम लोहे की छड़ रखकर उसमें विद्युत धारा प्रवाहित की जाए, तो लोहे की छड़ चुंबक की तरह व्यवहार करने लगती है। इस प्रकार बने चुंबक को विद्युत चुंबक (Electromagnet) कहते हैं।

विद्युत चुंबक के उपयोग

• विद्युत घंटी
• क्रेन द्वारा लोहे का कबाड़ उठाना
• विद्युत रिले
• लाउडस्पीकर के कुछ प्रकार
• विभिन्न विद्युत और औद्योगिक उपकरण

ध्यान दें: विद्युत चुंबक का चुंबकीय प्रभाव विद्युत धारा बंद करने पर सामान्यतः समाप्त हो जाता है। इसलिए इसे अस्थायी चुंबक के रूप में उपयोग किया जाता है।

8. चुंबकीय क्षेत्र में विद्युत धारावाही चालक पर बल

जब किसी विद्युत धारावाही चालक को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो चालक पर एक बल लगता है। चालक पर लगने वाले बल की दिशा विद्युत धारा तथा चुंबकीय क्षेत्र दोनों की दिशा पर निर्भर करती है।

बल की दिशा किन बातों पर निर्भर करती है?

• विद्युत धारा की दिशा
• बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा

यदि धारा की दिशा या चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में से किसी एक को उलट दिया जाए, तो बल की दिशा भी उलट जाती है। यदि दोनों दिशाएँ एक साथ उलट दी जाएँ, तो बल की दिशा वही रहती है।

विशेष स्थिति

जब चालक में धारा की दिशा चुंबकीय क्षेत्र के समानांतर होती है, तो चालक पर लगने वाला चुंबकीय बल शून्य होता है। जब धारा और चुंबकीय क्षेत्र एक-दूसरे के लंबवत हों, तो बल अधिकतम होता है।

फ्लेमिंग का वामहस्त नियम (Fleming's Left Hand Rule)

अपने बाएँ हाथ के अंगूठे, तर्जनी और मध्यमा को इस प्रकार फैलाएँ कि तीनों एक-दूसरे के लंबवत हों। तब:

• तर्जनी: चुंबकीय क्षेत्र की दिशा बताती है।
• मध्यमा: विद्युत धारा की दिशा बताती है।
• अंगूठा: चालक पर लगने वाले बल या गति की दिशा बताता है।

फ्लेमिंग का वामहस्त नियम

तर्जनी = चुंबकीय क्षेत्र (Field)
मध्यमा = विद्युत धारा (Current)
अंगूठा = बल / गति (Force / Motion)

परीक्षा में अंतर याद रखें: फ्लेमिंग का वामहस्त नियम विद्युत मोटर में बल या गति की दिशा ज्ञात करने के लिए उपयोग होता है।

9. विद्युत मोटर (Electric Motor)

विद्युत मोटर एक ऐसी युक्ति है जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है।

विद्युत मोटर का सिद्धांत

विद्युत मोटर इस सिद्धांत पर कार्य करती है कि जब किसी विद्युत धारावाही चालक को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो उस पर बल लगता है और वह गति करने लगता है।

विद्युत मोटर के मुख्य भाग

1. आर्मेचर कुंडली: विद्युतरोधी तार से बनी आयताकार कुंडली।
2. शक्तिशाली चुंबक: चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है।
3. विभक्त वलय (Split Rings): प्रत्येक आधे चक्कर के बाद कुंडली में धारा की दिशा बदलते हैं।
4. कार्बन ब्रश: घूमते हुए विभक्त वलय से विद्युत संपर्क बनाए रखते हैं।
5. बैटरी: कुंडली को विद्युत ऊर्जा प्रदान करती है।

विद्युत मोटर की कार्यविधि

1. आयताकार कुंडली को चुंबकीय क्षेत्र के बीच रखा जाता है।
2. कुंडली में विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है।
3. कुंडली की दोनों भुजाओं पर विपरीत दिशाओं में बल लगता है।
4. इन बलों के कारण कुंडली घूमने लगती है।
5. प्रत्येक आधे चक्कर के बाद विभक्त वलय कुंडली में धारा की दिशा बदल देते हैं।
6. इससे कुंडली लगातार एक ही दिशा में घूमती रहती है।

बैटरी → ब्रश → विभक्त वलय → आर्मेचर कुंडली
चुंबकीय क्षेत्र में कुंडली घूमती है।

विद्युत मोटर के उपयोग

• पंखे
• मिक्सर और ग्राइंडर
• वॉशिंग मशीन
• पानी के पंप
• इलेक्ट्रिक वाहन
• विभिन्न औद्योगिक मशीनें

याद रखें: विद्युत मोटर विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलती है।

10. विद्युत चुंबकीय प्रेरण (Electromagnetic Induction)

जब किसी कुंडली से संबंधित चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होता है, तो कुंडली में विद्युत वाहक बल (EMF) उत्पन्न होता है। यदि परिपथ बंद हो, तो उसमें प्रेरित विद्युत धारा भी प्रवाहित होती है। इस घटना को विद्युत चुंबकीय प्रेरण कहते हैं।

फैराडे का प्रयोग

यदि किसी चुंबक को कुंडली के पास लाया या उससे दूर ले जाया जाए, तो कुंडली से जुड़े गैल्वेनोमीटर में विक्षेप दिखाई देता है। इससे पता चलता है कि कुंडली में प्रेरित धारा उत्पन्न हुई है।

प्रेरित धारा कब उत्पन्न होती है?

• जब चुंबक को कुंडली के पास लाया जाता है।
• जब चुंबक को कुंडली से दूर ले जाया जाता है।
• जब कुंडली को चुंबकीय क्षेत्र में गति कराई जाती है।
• जब कुंडली से संबंधित चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन किया जाता है।

यदि चुंबक और कुंडली के बीच कोई सापेक्ष गति न हो और चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन न हो, तो प्रेरित धारा उत्पन्न नहीं होती।

प्रेरित धारा की दिशा

प्रेरित धारा की दिशा ज्ञात करने के लिए फ्लेमिंग के दक्षिणहस्त नियम का उपयोग किया जाता है।

महत्वपूर्ण: विद्युत चुंबकीय प्रेरण के सिद्धांत का उपयोग विद्युत जनित्र में किया जाता है।

11. फ्लेमिंग का दक्षिणहस्त नियम (Fleming's Right Hand Rule)

अपने दाहिने हाथ के अंगूठे, तर्जनी और मध्यमा को इस प्रकार फैलाएँ कि वे एक-दूसरे के लंबवत हों। तब:

• तर्जनी: चुंबकीय क्षेत्र की दिशा बताती है।
• अंगूठा: चालक की गति की दिशा बताता है।
• मध्यमा: प्रेरित विद्युत धारा की दिशा बताती है।

फ्लेमिंग का दक्षिणहस्त नियम

तर्जनी = चुंबकीय क्षेत्र (Field)
अंगूठा = चालक की गति (Motion)
मध्यमा = प्रेरित धारा (Induced Current)

याद रखने का तरीका: वामहस्त नियम मोटर में बल की दिशा बताता है, जबकि दक्षिणहस्त नियम जनित्र में प्रेरित धारा की दिशा बताता है।

12. विद्युत जनित्र (Electric Generator)

विद्युत जनित्र एक ऐसी युक्ति है जो यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती है। इसे विद्युत चुंबकीय प्रेरण के सिद्धांत पर बनाया जाता है।

विद्युत जनित्र का सिद्धांत

जब किसी कुंडली को चुंबकीय क्षेत्र में घुमाया जाता है, तो उससे संबंधित चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होता है। इसके कारण कुंडली में विद्युत वाहक बल और बंद परिपथ में प्रेरित धारा उत्पन्न होती है।

विद्युत जनित्र के मुख्य भाग

1. आर्मेचर कुंडली
2. चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने वाला चुंबक
3. सर्पी वलय (Slip Rings)
4. कार्बन ब्रश
5. बाहरी परिपथ

विद्युत जनित्र की कार्यविधि

1. कुंडली को चुंबकीय क्षेत्र के बीच रखा जाता है।
2. कुंडली को बाहरी यांत्रिक शक्ति से घुमाया जाता है।
3. कुंडली से संबंधित चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होता है।
4. विद्युत चुंबकीय प्रेरण के कारण कुंडली में प्रेरित विद्युत वाहक बल उत्पन्न होता है।
5. बंद परिपथ होने पर विद्युत धारा प्रवाहित होती है।

AC जनित्र और DC जनित्र

सामान्य AC जनित्र में सर्पी वलय (Slip Rings) का उपयोग होता है। इससे बाहरी परिपथ में प्रत्यावर्ती धारा प्राप्त होती है। सरल DC जनित्र में विभक्त वलय (Split Ring Commutator) का उपयोग किया जाता है, जो बाहरी परिपथ में एकदिशीय स्पंदित धारा देता है।

याद रखें: विद्युत जनित्र यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलता है। विद्युत मोटर इसका उलटा परिवर्तन करती है।

13. प्रत्यावर्ती धारा और दिष्ट धारा (AC and DC)

प्रत्यावर्ती धारा (Alternating Current – AC)

वह विद्युत धारा जिसकी दिशा समय के साथ नियमित अंतराल पर बदलती रहती है, प्रत्यावर्ती धारा कहलाती है। घरों में विद्युत आपूर्ति सामान्यतः AC के रूप में होती है।

दिष्ट धारा (Direct Current – DC)

वह विद्युत धारा जो एक ही दिशा में प्रवाहित होती है, दिष्ट धारा कहलाती है। सेल और बैटरी से सामान्यतः DC प्राप्त होती है।

प्रत्यावर्ती धारा (AC)	दिष्ट धारा (DC)
दिशा समय के साथ बदलती है।	एक ही दिशा में प्रवाहित होती है।
घरेलू विद्युत आपूर्ति सामान्यतः AC होती है।	सेल और बैटरी सामान्यतः DC प्रदान करते हैं।
AC जनित्र से प्राप्त की जा सकती है।	बैटरी या DC स्रोत से प्राप्त की जा सकती है।

14. घरेलू विद्युत परिपथ (Domestic Electric Circuits)

हमारे घरों में विद्युत ऊर्जा का उपयोग पंखा, बल्ब, टीवी, फ्रिज, कूलर और अन्य उपकरणों को चलाने के लिए किया जाता है। घरों में विद्युत उपकरणों को सामान्यतः समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है।

घरेलू परिपथ के तीन तार

1. विद्युतमय तार (Live Wire): यह स्रोत से विद्युत धारा उपकरण तक पहुँचाता है।
2. उदासीन तार (Neutral Wire): यह धारा के लिए वापसी का मार्ग प्रदान करता है।
3. भूसंपर्क तार (Earth Wire): यह उपकरण के धातु के बाहरी भाग को पृथ्वी से जोड़कर विद्युत झटके से सुरक्षा प्रदान करने में सहायता करता है।

घरों में उपकरण समानांतर क्रम में क्यों जोड़े जाते हैं?

• प्रत्येक उपकरण को समान विभवांतर मिलता है।
• प्रत्येक उपकरण को स्वतंत्र रूप से चालू या बंद किया जा सकता है।
• एक उपकरण खराब होने पर अन्य उपकरण सामान्यतः कार्य करते रहते हैं।

विद्युत फ्यूज और MCB

फ्यूज और MCB दोनों विद्युत परिपथ की सुरक्षा के लिए प्रयोग किए जाते हैं। अधिक धारा प्रवाहित होने पर ये परिपथ को विच्छेदित कर देते हैं।

लघुपथन (Short Circuit)

जब विद्युतमय तार और उदासीन तार सीधे संपर्क में आ जाते हैं, तो परिपथ का प्रतिरोध बहुत कम हो जाता है और अत्यधिक धारा प्रवाहित हो सकती है। इस स्थिति को लघुपथन कहते हैं।

अतिभारण (Overloading)

जब किसी विद्युत परिपथ में उसकी निर्धारित क्षमता से अधिक धारा प्रवाहित होती है, तो इसे अतिभारण कहते हैं। एक ही सॉकेट में बहुत अधिक शक्तिशाली उपकरण जोड़ने से अतिभारण हो सकता है।

सुरक्षा संबंधी सावधानी: घरेलू विद्युत परिपथ में मरम्मत या बदलाव का काम प्रशिक्षित बिजली मिस्त्री से ही करवाना चाहिए। गीले हाथों से स्विच या विद्युत उपकरणों को नहीं छूना चाहिए।

15. महत्वपूर्ण अंतर (Important Differences)

विद्युत मोटर और विद्युत जनित्र में अंतर

विद्युत मोटर	विद्युत जनित्र
विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलती है।	यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलता है।
चुंबकीय क्षेत्र में धारावाही चालक पर लगने वाले बल के सिद्धांत पर कार्य करती है।	विद्युत चुंबकीय प्रेरण के सिद्धांत पर कार्य करता है।
फ्लेमिंग का वामहस्त नियम उपयोगी है।	फ्लेमिंग का दक्षिणहस्त नियम उपयोगी है।
बैटरी या विद्युत स्रोत से ऊर्जा लेती है।	बाहरी यांत्रिक ऊर्जा से विद्युत उत्पन्न करता है।

वामहस्त और दक्षिणहस्त नियम में अंतर

वामहस्त नियम	दक्षिणहस्त नियम
बाएँ हाथ का प्रयोग किया जाता है।	दाएँ हाथ का प्रयोग किया जाता है।
चालक पर लगने वाले बल की दिशा बताता है।	प्रेरित धारा की दिशा बताता है।
विद्युत मोटर में उपयोग होता है।	विद्युत जनित्र में उपयोग होता है।

16. महत्वपूर्ण परिभाषाएँ (Important Definitions)

1. चुंबकीय क्षेत्र: चुंबक या धारावाही चालक के चारों ओर का वह क्षेत्र जहाँ चुंबकीय बल का अनुभव होता है, चुंबकीय क्षेत्र कहलाता है।
2. चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ: वे काल्पनिक रेखाएँ जिनकी स्पर्शरेखा किसी बिंदु पर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा बताती है, चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ कहलाती हैं।
3. विद्युत धारा का चुंबकीय प्रभाव: विद्युत धारा प्रवाहित होने पर चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होने की घटना विद्युत धारा का चुंबकीय प्रभाव कहलाती है।
4. परिनालिका: विद्युतरोधी तार के अनेक पास-पास लिपटे फेरों से बनी बेलनाकार कुंडली परिनालिका कहलाती है।
5. विद्युत चुंबक: विद्युत धारा के कारण चुंबक की तरह व्यवहार करने वाला चुंबक विद्युत चुंबक कहलाता है।
6. विद्युत मोटर: विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलने वाली युक्ति विद्युत मोटर कहलाती है।
7. विद्युत चुंबकीय प्रेरण: चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन के कारण कुंडली में विद्युत वाहक बल उत्पन्न होने की घटना विद्युत चुंबकीय प्रेरण कहलाती है।
8. विद्युत जनित्र: यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलने वाली युक्ति विद्युत जनित्र कहलाती है।
9. प्रत्यावर्ती धारा: वह धारा जिसकी दिशा समय के साथ बदलती रहती है, प्रत्यावर्ती धारा कहलाती है।
10. दिष्ट धारा: वह धारा जो एक ही दिशा में प्रवाहित होती है, दिष्ट धारा कहलाती है।
11. लघुपथन: विद्युतमय और उदासीन तार के सीधे संपर्क में आने से अत्यधिक धारा प्रवाहित होने की स्थिति लघुपथन कहलाती है।
12. अतिभारण: परिपथ की निर्धारित क्षमता से अधिक धारा प्रवाहित होने की स्थिति अतिभारण कहलाती है।

17. परीक्षा के लिए महत्वपूर्ण प्रश्न-उत्तर

प्रश्न 1. चुंबकीय क्षेत्र किसे कहते हैं?

उत्तर: चुंबक या विद्युत धारावाही चालक के चारों ओर का वह क्षेत्र जिसमें चुंबकीय बल का अनुभव होता है, चुंबकीय क्षेत्र कहलाता है।

प्रश्न 2. चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के कोई दो गुण लिखिए।

उत्तर: (1) चुंबक के बाहर क्षेत्र रेखाएँ उत्तरी ध्रुव से दक्षिणी ध्रुव की ओर जाती हैं। (2) दो चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ कभी एक-दूसरे को नहीं काटतीं।

प्रश्न 3. ओर्स्टेड के प्रयोग से क्या सिद्ध हुआ?

उत्तर: ओर्स्टेड के प्रयोग से सिद्ध हुआ कि विद्युत धारा प्रवाहित होने पर चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है।

प्रश्न 4. दाहिने हाथ का अंगूठा नियम लिखिए।

उत्तर: यदि दाहिने हाथ का अंगूठा विद्युत धारा की दिशा में हो, तो मुड़ी हुई उँगलियाँ चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा बताती हैं।

प्रश्न 5. परिनालिका किसे कहते हैं?

उत्तर: विद्युतरोधी तार को बेलनाकार रूप में अनेक पास-पास फेरों में लपेटकर बनाई गई कुंडली परिनालिका कहलाती है।

प्रश्न 6. विद्युत चुंबक किसे कहते हैं?

उत्तर: जब परिनालिका में नरम लोहे की छड़ रखकर उसमें विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो लोहे की छड़ चुंबक की तरह व्यवहार करने लगती है। इसे विद्युत चुंबक कहते हैं।

प्रश्न 7. फ्लेमिंग का वामहस्त नियम लिखिए।

उत्तर: बाएँ हाथ की तर्जनी, मध्यमा और अंगूठे को परस्पर लंबवत फैलाने पर तर्जनी चुंबकीय क्षेत्र, मध्यमा विद्युत धारा और अंगूठा बल या गति की दिशा बताता है।

प्रश्न 8. विद्युत मोटर किस सिद्धांत पर कार्य करती है?

उत्तर: विद्युत मोटर इस सिद्धांत पर कार्य करती है कि चुंबकीय क्षेत्र में रखे विद्युत धारावाही चालक पर बल लगता है।

प्रश्न 9. विद्युत मोटर का क्या कार्य है?

उत्तर: विद्युत मोटर विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है।

प्रश्न 10. विद्युत चुंबकीय प्रेरण किसे कहते हैं?

उत्तर: जब किसी कुंडली से संबंधित चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होता है, तो उसमें विद्युत वाहक बल उत्पन्न होता है। इस घटना को विद्युत चुंबकीय प्रेरण कहते हैं।

प्रश्न 11. फ्लेमिंग का दक्षिणहस्त नियम लिखिए।

उत्तर: दाहिने हाथ की तर्जनी, मध्यमा और अंगूठे को परस्पर लंबवत फैलाने पर तर्जनी चुंबकीय क्षेत्र, अंगूठा चालक की गति और मध्यमा प्रेरित धारा की दिशा बताती है।

प्रश्न 12. विद्युत जनित्र किस सिद्धांत पर कार्य करता है?

उत्तर: विद्युत जनित्र विद्युत चुंबकीय प्रेरण के सिद्धांत पर कार्य करता है।

प्रश्न 13. AC और DC में क्या अंतर है?

उत्तर: AC की दिशा समय के साथ बदलती रहती है, जबकि DC एक ही दिशा में प्रवाहित होती है।

प्रश्न 14. घरेलू विद्युत उपकरण समानांतर क्रम में क्यों जोड़े जाते हैं?

उत्तर: क्योंकि समानांतर संयोजन में प्रत्येक उपकरण को समान विभवांतर मिलता है और प्रत्येक उपकरण स्वतंत्र रूप से कार्य कर सकता है।

प्रश्न 15. लघुपथन किसे कहते हैं?

उत्तर: जब विद्युतमय तार और उदासीन तार सीधे संपर्क में आ जाते हैं, तो बहुत अधिक धारा प्रवाहित हो सकती है। इस स्थिति को लघुपथन कहते हैं।

18. बहुविकल्पीय प्रश्न (MCQ)

प्रत्येक प्रश्न को हल करें और फिर Show Answer बटन दबाकर सही उत्तर देखें।

1. विद्युत धारा के चुंबकीय प्रभाव की खोज किसने की थी?

(A) न्यूटन (B) हंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड (C) आइंस्टीन (D) फैराडे

सही उत्तर: (B) हंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड
ओर्स्टेड ने 1820 में विद्युत धारा और चुंबकीय प्रभाव के बीच संबंध प्रदर्शित किया था।

2. चुंबकीय क्षेत्र की SI इकाई क्या है?

(A) न्यूटन (B) टेस्ला (C) वोल्ट (D) एम्पियर

सही उत्तर: (B) टेस्ला
चुंबकीय क्षेत्र की SI इकाई टेस्ला (T) है।

3. चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ चुंबक के बाहर किस दिशा में जाती हैं?

(A) दक्षिण से उत्तर (B) उत्तर से दक्षिण (C) पूर्व से पश्चिम (D) पश्चिम से पूर्व

सही उत्तर: (B) उत्तर से दक्षिण
चुंबक के बाहर क्षेत्र रेखाएँ उत्तरी ध्रुव से दक्षिणी ध्रुव की ओर जाती हैं।

4. चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ कैसी होती हैं?

(A) खुली रेखाएँ (B) बंद वक्र (C) केवल सीधी रेखाएँ (D) समानांतर रेखाएँ ही

सही उत्तर: (B) बंद वक्र
चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ बंद वक्र बनाती हैं।

5. सीधे धारावाही चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ कैसी होती हैं?

(A) सीधी (B) त्रिभुजाकार (C) संकेंद्रित वृत्ताकार (D) वर्गाकार

सही उत्तर: (C) संकेंद्रित वृत्ताकार
सीधे धारावाही चालक के चारों ओर वृत्ताकार चुंबकीय क्षेत्र बनता है।

6. सीधे धारावाही चालक के चुंबकीय क्षेत्र की दिशा ज्ञात करने के लिए कौन-सा नियम उपयोग होता है?

(A) ओम का नियम (B) दाहिने हाथ का अंगूठा नियम (C) न्यूटन का नियम (D) परावर्तन का नियम

सही उत्तर: (B) दाहिने हाथ का अंगूठा नियम
यह नियम धारा और चुंबकीय क्षेत्र की दिशाओं के बीच संबंध बताता है।

7. परिनालिका के अंदर चुंबकीय क्षेत्र कैसा होता है?

(A) लगभग एकसमान (B) हमेशा शून्य (C) अनियमित (D) केवल बाहर होता है

सही उत्तर: (A) लगभग एकसमान
परिनालिका के अंदर क्षेत्र रेखाएँ लगभग सीधी और समानांतर होती हैं।

8. विद्युत चुंबक बनाने के लिए सामान्यतः किस पदार्थ की छड़ का उपयोग किया जाता है?

(A) लकड़ी (B) प्लास्टिक (C) नरम लोहा (D) काँच

सही उत्तर: (C) नरम लोहा
नरम लोहे की छड़ परिनालिका के अंदर रखने से विद्युत चुंबक बनाया जा सकता है।

9. फ्लेमिंग का वामहस्त नियम किसकी दिशा बताता है?

(A) प्रेरित धारा (B) चालक पर लगने वाला बल (C) प्रतिरोध (D) विभवांतर

सही उत्तर: (B) चालक पर लगने वाला बल
वामहस्त नियम मोटर में बल या गति की दिशा ज्ञात करने के लिए उपयोग होता है।

10. विद्युत मोटर किस ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलती है?

(A) प्रकाश ऊर्जा (B) रासायनिक ऊर्जा (C) विद्युत ऊर्जा (D) ध्वनि ऊर्जा

सही उत्तर: (C) विद्युत ऊर्जा
विद्युत मोटर विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलती है।

11. विद्युत चुंबकीय प्रेरण की घटना का संबंध किससे है?

(A) चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन (B) केवल तापमान में परिवर्तन (C) केवल दाब में परिवर्तन (D) प्रकाश के परावर्तन से

सही उत्तर: (A) चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन
कुंडली से संबंधित चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होने पर प्रेरित विद्युत वाहक बल उत्पन्न हो सकता है।

12. फ्लेमिंग का दक्षिणहस्त नियम किसकी दिशा बताता है?

(A) चालक पर बल (B) प्रेरित धारा (C) प्रतिरोध (D) विद्युत शक्ति

सही उत्तर: (B) प्रेरित धारा
दक्षिणहस्त नियम जनित्र में प्रेरित धारा की दिशा ज्ञात करने में उपयोग होता है।

13. विद्युत जनित्र किस ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलता है?

(A) यांत्रिक ऊर्जा (B) प्रकाश ऊर्जा (C) ध्वनि ऊर्जा (D) नाभिकीय ऊर्जा

सही उत्तर: (A) यांत्रिक ऊर्जा
विद्युत जनित्र यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलता है।

14. घरों में विद्युत उपकरण सामान्यतः किस क्रम में जोड़े जाते हैं?

(A) श्रेणीक्रम (B) समानांतर क्रम (C) केवल एक तार से (D) किसी भी क्रम में

सही उत्तर: (B) समानांतर क्रम
समानांतर संयोजन में प्रत्येक उपकरण को समान विभवांतर मिलता है और वह स्वतंत्र रूप से चल सकता है।

15. घरेलू परिपथ में विद्युत झटके से सुरक्षा के लिए कौन-सा तार उपयोगी होता है?

(A) लाइव तार (B) उदासीन तार (C) भूसंपर्क तार (D) कोई तार नहीं

सही उत्तर: (C) भूसंपर्क तार
भूसंपर्क तार उपकरण के धातु बाहरी भाग को पृथ्वी से जोड़कर सुरक्षा प्रदान करने में सहायता करता है।

19. त्वरित पुनरावृत्ति (Quick Revision)

• विद्युत धारा के कारण चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है।
• ओर्स्टेड ने विद्युत धारा के चुंबकीय प्रभाव को प्रदर्शित किया था।
• चुंबकीय क्षेत्र की SI इकाई टेस्ला है।
• चुंबक के बाहर क्षेत्र रेखाएँ उत्तर से दक्षिण की ओर जाती हैं।
• चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ बंद वक्र बनाती हैं।
• दो चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ कभी एक-दूसरे को नहीं काटतीं।
• सीधे धारावाही चालक के चारों ओर संकेंद्रित वृत्ताकार क्षेत्र बनता है।
• दाहिने हाथ का अंगूठा नियम चुंबकीय क्षेत्र की दिशा बताता है।
• परिनालिका के अंदर चुंबकीय क्षेत्र लगभग एकसमान होता है।
• विद्युत मोटर विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलती है।
• वामहस्त नियम चालक पर लगने वाले बल की दिशा बताता है।
• विद्युत चुंबकीय प्रेरण से प्रेरित विद्युत वाहक बल उत्पन्न होता है।
• दक्षिणहस्त नियम प्रेरित धारा की दिशा बताता है।
• विद्युत जनित्र यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलता है।
• घरों में उपकरण सामान्यतः समानांतर क्रम में जोड़े जाते हैं।
• फ्यूज और MCB विद्युत परिपथ को अधिक धारा से बचाने में सहायता करते हैं।

20. अभ्यास प्रश्न (Practice Questions)

अति लघु उत्तरीय प्रश्न

1. चुंबकीय क्षेत्र की SI इकाई क्या है?
2. विद्युत धारा के चुंबकीय प्रभाव की खोज किसने की?
3. चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ चुंबक के बाहर किस दिशा में जाती हैं?
4. दाहिने हाथ का अंगूठा नियम किसकी दिशा बताता है?
5. परिनालिका किसे कहते हैं?
6. विद्युत मोटर किस ऊर्जा को किस ऊर्जा में बदलती है?
7. विद्युत जनित्र किस सिद्धांत पर कार्य करता है?

लघु उत्तरीय प्रश्न

1. चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के चार गुण लिखिए।
2. ओर्स्टेड के प्रयोग का वर्णन कीजिए।
3. परिनालिका के अंदर चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताएँ लिखिए।
4. विद्युत चुंबक क्या है? इसके दो उपयोग लिखिए।
5. फ्लेमिंग का वामहस्त नियम समझाइए।
6. विद्युत चुंबकीय प्रेरण क्या है?
7. घरेलू विद्युत उपकरण समानांतर क्रम में क्यों जोड़े जाते हैं?

दीर्घ उत्तरीय प्रश्न

1. सीधे विद्युत धारावाही चालक के कारण उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र को समझाइए।
2. विद्युत मोटर का सिद्धांत, संरचना तथा कार्यविधि समझाइए।
3. विद्युत जनित्र का सिद्धांत, संरचना तथा कार्यविधि समझाइए।
4. विद्युत मोटर और विद्युत जनित्र में अंतर लिखिए।
5. घरेलू विद्युत परिपथ में लाइव, न्यूट्रल और अर्थ तार का कार्य समझाइए।
6. लघुपथन और अतिभारण में अंतर स्पष्ट कीजिए।

चित्र अभ्यास (Diagrams to Practice)

1. छड़ चुंबक की चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ।
2. सीधे धारावाही चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र।
3. वृत्ताकार लूप के कारण चुंबकीय क्षेत्र।
4. परिनालिका का चुंबकीय क्षेत्र।
5. विद्युत मोटर का नामांकित चित्र।
6. विद्युत जनित्र का नामांकित चित्र।
7. घरेलू विद्युत परिपथ का चित्र।

अध्याय 12 की तैयारी पूरी करें

इस अध्याय में चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ, दाहिने हाथ का अंगूठा नियम, फ्लेमिंग के दोनों नियम, विद्युत मोटर, विद्युत जनित्र और घरेलू विद्युत परिपथ विशेष रूप से याद करें। मोटर तथा जनित्र के नामांकित चित्रों का अभ्यास अवश्य करें।

अध्ययन सामग्री: UP Board Class 10 Science | Chapter 12

Sunil Learning Point
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