विद्युत धारा, वोल्टेज और प्रतिरोध - विद्युत की मूल अवधारणाएँ - ऑनलाइन प्रैक्टिस क्विज़

हमारे घर में पंखा, बल्ब और मोबाइल चार्जर विद्युत से चलते हैं। विद्युत का आधार है विद्युत आवेश का प्रवाह। आवेश के प्रवाह को विद्युत धारा कहते हैं। धारा को चलाने के लिए विभवांतर आवश्यक है और प्रवाह में बाधा को प्रतिरोध कहते हैं। ओम का नियम धारा, वोल्टेज और प्रतिरोध के बीच संबंध बताता है।

1. विद्युत आवेश - परिभाषा और इकाई

विद्युत आवेश पदार्थ का वह गुण है जिसके कारण वह विद्युत बल का अनुभव करता है। इलेक्ट्रॉन पर ऋण आवेश और प्रोटॉन पर धन आवेश होता है। इलेक्ट्रॉन पर आवेश -1.6 x 10^-19 C और प्रोटॉन पर +1.6 x 10^-19 C होता है।

विद्युत आवेश की इकाई कूलॉम है जिसे C से लिखते हैं। 1 C आवेश में लगभग 6.25 x 10^18 इलेक्ट्रॉन होते हैं। समान आवेश विकर्षित होते हैं, असमान आकर्षित होते हैं।

2. विद्युत धारा - परिभाषा, सूत्र और इकाई

विद्युत धारा विद्युत आवेश के प्रवाह की दर है। जब इलेक्ट्रॉन किसी चालक में एक दिशा में बहते हैं तो धारा बनती है। धारा को I से दर्शाते हैं।

सूत्र - I = Q / t जहाँ I धारा, Q आवेश C में और t समय सेकंड में। धारा की इकाई एम्पीयर है जिसे A से लिखते हैं। धारा की दिशा पारंपरिक रूप से धन से ऋण की ओर मानी जाती है, पर इलेक्ट्रॉन का प्रवाह ऋण से धन की ओर होता है।

3. विभवांतर - परिभाषा और इकाई

विभवांतर या वोल्टेज दो बिंदुओं के बीच विद्युत विभव का अंतर है। यह धारा को चलाने का कारण है। बिना विभवांतर के धारा नहीं बहेगी।

सूत्र - V = W / Q जहाँ V विभवांतर, W कार्य J में और Q आवेश C में। विभवांतर की इकाई वोल्ट है जिसे V से लिखते हैं। घरों में 220 V का विभवांतर होता है। विभवांतर को वोल्टमीटर से मापते हैं।

4. प्रतिरोध - परिभाषा और ओम का नियम

प्रतिरोध चालक का वह गुण है जो विद्युत धारा के प्रवाह में बाधा डालता है। प्रतिरोध को R से दर्शाते हैं। प्रतिरोध की इकाई ओम है जिसे Ω से लिखते हैं।

ओम का नियम - 1827 में जॉर्ज साइमन ओम ने दिया। नियत तापमान पर किसी चालक में बहने वाली धारा उसके सिरों पर लगे विभवांतर के समानुपाती होती है। सूत्र - V = I x R। V और I का ग्राफ सरल रेखा होता है।

5. प्रतिरोधकता और चालकता

प्रतिरोधकता पदार्थ का निजी गुण है। इसे ρ (रो) से दर्शाते हैं। सूत्र - R = ρ x l / A जहाँ l लंबाई और A क्षेत्रफल है। प्रतिरोधकता की इकाई Ω·m है।

चांदी की प्रतिरोधकता सबसे कम 1.6 x 10^-8 Ω·m है। तांबा की 1.68 x 10^-8 Ω·m है। चालकता प्रतिरोधकता का व्युत्क्रम है। चांदी सबसे अच्छी चालक है।

6. प्रतिरोध को प्रभावित करने वाले कारक और चालक-कुचालक

प्रतिरोध चार कारकों पर निर्भर करता है - 1. लंबाई - R ∝ l। 2. क्षेत्रफल - R ∝ 1/A। 3. पदार्थ - अलग पदार्थ की प्रतिरोधकता अलग। 4. तापमान - धातु में तापमान बढ़ने पर प्रतिरोध बढ़ता है।

चालक वे पदार्थ हैं जिनमें धारा आसानी से बहती है। उदाहरण - चांदी, तांबा, एल्युमिनियम, लोहा। कुचालक वे पदार्थ हैं जिनमें धारा नहीं बहती। उदाहरण - रबड़, प्लास्टिक, लकड़ी, कांच।

🔑 मुख्य तथ्य (Key Facts)

• ●विद्युत आवेश इकाई C कूलॉम, 1 C में 6.25 x 10^18 इलेक्ट्रॉन, इलेक्ट्रॉन पर -1.6 x 10^-19 C, धारा I=Q/t इकाई A एम्पीयर, 1 A में 1 C प्रति सेकंड प्रवाह।
• ●विभवांतर V=W/Q इकाई V वोल्ट, 1 V पर 1 C को 1 J कार्य, धारा चलाने का कारण विभवांतर है, माप वोल्टमीटर से, घर में 220 V विभवांतर।
• ●प्रतिरोध R इकाई Ω ओम, 1 V पर 1 A धारा तो 1 Ω, ओम का नियम V=IR तापमान नियत पर V समानुपाती I, ग्राफ सरल रेखा, केवल धात्विक चालक पालन करते हैं।
• ●प्रतिरोधकता ρ इकाई Ω·m, सूत्र R=ρl/A, प्रतिरोध लंबाई समानुपाती R∝l, क्षेत्रफल व्युत्क्रमानुपाती R∝1/A, चांदी सबसे कम 1.6x10^-8 Ω·m।
• ●चालक Cu, Al, Fe, Ag में मुक्त इलेक्ट्रॉन अधिक प्रतिरोध कम, कुचालक रबड़ प्लास्टिक में मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं प्रतिरोध 10^12 Ω·m से अधिक।

📝 परीक्षा बिंदु (Exam Points)

• ✓विद्युत आवेश - पदार्थ का गुण जो बल अनुभव कराता है, इकाई C कूलॉम, इलेक्ट्रॉन ऋण प्रोटॉन धन, 1 C = 6.25x10^18 इलेक्ट्रॉन।
• ✓विद्युत धारा - आवेश प्रवाह दर, सूत्र I=Q/t, इकाई A एम्पीयर, दिशा धन से ऋण पारंपरिक पर इलेक्ट्रॉन ऋण से धन, माप अमीटर से।
• ✓विभवांतर - एकांक धन आवेश को एक बिंदु से दूसरे तक ले जाने में कार्य, सूत्र V=W/Q, इकाई V वोल्ट, धारा का कारण, माप वोल्टमीटर से समानांतर में।
• ✓प्रतिरोध - धारा प्रवाह में बाधा, इकाई Ω ओम, ओम का नियम V=IR तापमान नियत पर, V-I ग्राफ सरल रेखा, केवल धात्विक चालक।
• ✓प्रतिरोधकता - पदार्थ का निजी गुण, सूत्र R=ρl/A, इकाई Ω·m, चालकता व्युत्क्रम, चांदी सबसे अच्छी चालक।
• ✓प्रतिरोध कारक - लंबाई बढ़ने पर बढ़ता, क्षेत्रफल बढ़ने पर घटता, पदार्थ पर निर्भर, तापमान बढ़ने पर धातु में बढ़ता।
• ✓चालक Cu Al Ag Fe मुक्त इलेक्ट्रॉन अधिक कम प्रतिरोध, कुचालक रबड़ प्लास्टिक कांच मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं उच्च प्रतिरोध।

⚡ त्वरित पुनरावृत्ति (Quick Revision)

• ➤आवेश C कूलॉम 1 C = 6.25x10^18 इलेक्ट्रॉन, धारा I=Q/t A एम्पीयर, दिशा धन से ऋण।
• ➤विभवांतर V=W/Q V वोल्ट, धारा का कारण, घर 220 V, वोल्टमीटर समानांतर में।
• ➤प्रतिरोध R Ω ओम, ओम नियम V=IR तापमान नियत, V-I ग्राफ रेखा।
• ➤प्रतिरोधकता ρ Ω·m R=ρl/A, R∝l लंबा अधिक, R∝1/A मोटा कम, तापमान बढ़ने पर धातु बढ़ता।
• ➤चालकता 1/ρ, Ag सबसे अच्छी 1.6x10^-8 Ω·m फिर Cu, कुचालक रबड़ प्लास्टिक 10^12 Ω·m से अधिक।
• ➤चालक मुक्त इलेक्ट्रॉन अधिक कम प्रतिरोध तार में, कुचालक मुक्त नहीं उच्च प्रतिरोध आवरण में।