📚 General Science — Science Notes
Electricity 1
विद्युत आवेश, धारा, विभवांतर, ओम का नियम, प्रतिरोध और प्रतिरोधकता
Quick Reference
महत्वपूर्ण तथ्य एवं योगदान
Electricity 1
| विद्युत राशि | सूत्र/इकाई | प्रमुख कारक या अनुप्रयोग |
|---|---|---|
विद्युत आवेश (Electric Charge) | उत्तर देखें Q = I × t = ne / कूलॉम (C) | उत्तर देखें पदार्थ का मूल गुण; इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण से उत्पन्न; 1 C में 6.25 × 10^18 इलेक्ट्रॉन |
विद्युत धारा (Electric Current) | उत्तर देखें I = Q / t / एम्पियर (A या C/s) | उत्तर देखें आवेश प्रवाह की दर; परिपथ में एमीटर द्वारा श्रेणीक्रम में मापन; अदिश राशि |
विद्युत विभवांतर (Potential Difference) | उत्तर देखें V = W / Q / वोल्ट (V या J/C) | उत्तर देखें एकांक आवेश को एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक ले जाने में किया गया कार्य; वोल्टमीटर द्वारा समानांतर क्रम में मापन |
विद्युत प्रतिरोध (Resistance) | उत्तर देखें R = V / I / ओम (Ω या V/A) | उत्तर देखें धारा प्रवाह में चालक द्वारा उत्पन्न रुकावट; लंबाई, अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल, पदार्थ व ताप पर निर्भर |
विद्युत चालकत्व (Conductance) | उत्तर देखें G = 1 / R / सीमेंस (S या mho या Ω^-1) | उत्तर देखें धारा प्रवाह की सुगमता का माप; प्रतिरोध का व्युत्क्रम |
Quick Reference
महत्वपूर्ण तथ्य एवं योगदान
Electricity 1
| विद्युत राशि | सूत्र/इकाई | प्रमुख कारक या अनुप्रयोग |
|---|---|---|
प्रतिरोधकता (विशिष्ट प्रतिरोध) | उत्तर देखें ρ = R·A / l / ओम-मीटर (Ω·m) | उत्तर देखें केवल पदार्थ की प्रकृति और ताप पर निर्भर (आकार पर नहीं); नाइक्रोम में उच्च, चांदी में न्यूनतम |
विशिष्ट चालकता (Conductivity) | उत्तर देखें σ = 1 / ρ / सीमेंस/मीटर (S/m या Ω^-1·m^-1) | उत्तर देखें पदार्थ में धारा चालन की आंतरिक क्षमता; चांदी व तांबे में सर्वाधिक |
ओम का नियम (Ohm's Law) | उत्तर देखें V = IR (नियत ताप व भौतिक अवस्था पर) | उत्तर देखें धातु चालकों में V और I का रैखिक संबंध; डायोड, ट्रांजिस्टर व अर्धचालक इसके अपवाद |
प्रतिरोध ताप गुणांक (α) | उत्तर देखें Rt = R0(1 + αΔT) / प्रति °C या K^-1 | उत्तर देखें शुद्ध धातुओं में धनात्मक (ताप बढ़ने पर R बढ़ता है), अर्धचालकों में ऋणात्मक (ताप बढ़ने पर R घटता है) |
अतिचालकता (Superconductivity) | उत्तर देखें R = 0 (T < Tc पर) / शून्य प्रतिरोध | उत्तर देखें क्रांतिक ताप पर बिना ऊर्जा ह्रास के धारा संचरण; MRI मशीनों व बुलेट ट्रेनों (मैग्लेव) में उपयोग |
One-Liner Questions
पदार्थ का वह आंतरिक गुण जिसके कारण वह विद्युत एवं चुंबकीय प्रभाव उत्पन्न व अनुभव करता है, क्या कहलाता है?
विद्युत आवेश (Electric Charge)
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विद्युत आवेश के धनात्मक और ऋणात्मक नामकरण का श्रेय किस अमेरिकी वैज्ञानिक को जाता है?
बेंजामिन फ्रैंकलिन
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सजातीय (समान) आवेशों और विजातीय (असमान) आवेशों के मध्य पारस्परिक व्यवहार कैसा होता है?
सजातीय में प्रतिकर्षण, विजातीय में आकर्षण
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कांच की छड़ को रेशम के कपड़े से रगड़ने पर कांच की छड़ पर कौन सा आवेश उत्पन्न होता है?
धनावेश
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एबोनाइट की छड़ को बिल्ली की खाल (फर) से रगड़ने पर एबोनाइट पर कौन सा आवेश आता है?
ऋणावेश
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विद्युत आवेश का अंतर्राष्ट्रीय मानक (SI) मात्रक क्या होता है?
कूलॉम (Coulomb - C)
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आवेश का सबसे छोटा और व्यावहारिक स्थिर-वैद्युत मात्रक (CGS मात्रक) क्या है?
स्थैतिक कूलॉम (esu / Statcoulomb)
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विद्युत आवेश का सबसे बड़ा व्यावहारिक मात्रक कौन सा है जिसका उपयोग फैराडे के नियमों में होता है?
फैराडे (1 फैराडे ≈ 96500 C)
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किसी वस्तु पर कुल आवेश सदैव मूल आवेश (e) के पूर्ण गुणज के रूप में होना क्या कहलाता है?
आवेश का क्वांटमीकरण (Q = ne)
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एक इलेक्ट्रॉन पर उपस्थित मूल ऋणात्मक आवेश का परिमाण कितना होता है?
1.602 × 10^-19 कूलॉम
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एक कूलॉम ऋण आवेश में उपस्थित कुल इलेक्ट्रॉनों की संख्या लगभग कितनी होती है?
6.25 × 10^18 इलेक्ट्रॉन
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किसी विलगित निकाय में कुल आवेश सदैव अपरिवर्तित रहना किस भौतिक नियम को दर्शाता है?
आवेश संरक्षण का नियम
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दो स्थिर बिंदु आवेशों के मध्य लगने वाले आकर्षण या प्रतिकर्षण बल का नियम किसने दिया था?
चार्ल्स-ऑगस्टिन डी कूलॉम (1785)
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कूलॉम के नियम के अनुसार दो बिंदु आवेशों के मध्य बल उनकी बीच की दूरी के किस प्रकार संबंधित होता है?
दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती
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किसी चालक में विद्युत आवेश के प्रवाह की समय दर को क्या कहा जाता है?
विद्युत धारा (Electric Current)
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विद्युत धारा की गणना करने का मूलभूत गणितीय सूत्र क्या है?
I = Q / t
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विद्युत धारा का SI मात्रक क्या होता है?
एम्पियर (Ampere - A)
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यदि किसी चालक से 1 सेकंड में 1 कूलॉम आवेश प्रवाहित हो, तो उसमें बहने वाली धारा कितनी होगी?
1 एम्पियर (1 A = 1 C/s)
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विद्युत धारा में परिमाण और दिशा दोनों होने के बावजूद यह एक अदिश राशि क्यों मानी जाती है?
सदिश योग के त्रिभुज नियम का पालन न करने के कारण
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परिपथ में पारंपरिक विद्युत धारा की दिशा किस ओर मानी जाती है?
धनात्मक से ऋणात्मक टर्मिनल (इलेक्ट्रॉन प्रवाह के विपरीत)
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ठोस धात्विक चालकों में विद्युत धारा का प्रवाह वास्तव में किसके द्वारा होता है?
मुक्त इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह द्वारा
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विद्युत अपघट्यों (द्रवों) में विद्युत धारा का चालन किन कणों की गति के कारण होता है?
धनायनों और ऋणायनों द्वारा
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गैसों में विद्युत चालन किन कणों की उपस्थिति में संपन्न होता है?
इलेक्ट्रॉनों और धनावेशित आयनों द्वारा
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विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में धातु में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की अत्यंत धीमी औसत गति क्या कहलाती है?
अनुगमन वेग (Drift Velocity)
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सामान्य घरेलू विद्युत तारों में इलेक्ट्रॉनों का औसत अनुगमन वेग लगभग किस कोटि का होता है?
कुछ मिलीमीटर प्रति सेकंड (≈ 10^-4 m/s)
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स्विच ऑन करते ही बल्ब तुरंत क्यों जल जाता है यद्यपि इलेक्ट्रॉन बहुत धीमे चलते हैं?
विद्युत क्षेत्र का प्रकाश की गति से संचरण होने के कारण
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विद्युत परिपथ में धारा के सटीक मापन हेतु प्रयुक्त उपकरण का नाम क्या है?
एमीटर (Ammeter)
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परिपथ में धारा मापने के लिए एमीटर को किस क्रम में संयोजित किया जाता है?
श्रेणीक्रम (Series)
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एक आदर्श एमीटर का आंतरिक विद्युत प्रतिरोध कितना होना चाहिए?
शून्य
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परिपथ में अत्यंत सूक्ष्म विद्युत धारा की उपस्थिति और उसकी दिशा ज्ञात करने वाला उपकरण कौन सा है?
गैल्वेनोमीटर
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गैल्वेनोमीटर को एमीटर में बदलने के लिए उसके समानांतर क्रम में क्या जोड़ा जाता है?
कम मान का प्रतिरोध (शंट)
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गैल्वेनोमीटर को वोल्टमीटर में रूपांतरित करने के लिए उसके श्रेणीक्रम में क्या जोड़ा जाता है?
उच्च मान का प्रतिरोध
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एकांक धनावेश को अनंत से किसी विद्युत क्षेत्र के बिंदु तक लाने में किया गया कार्य क्या कहलाता है?
विद्युत विभव (Electric Potential)
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विद्युत परिपथ के किन्हीं दो बिंदुओं के बीच एकांक आवेश को ले जाने में किया गया कार्य क्या कहलाता है?
विभवांतर (Potential Difference)
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विद्युत विभवांतर ज्ञात करने का मानक सूत्र क्या होता है?
V = W / Q
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विद्युत विभव एवं विभवांतर का SI मात्रक क्या है?
वोल्ट (Volt - V)
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1 वोल्ट विभवांतर की परिभाषा जूल और कूलॉम के संदर्भ में क्या है?
1 जूल प्रति कूलॉम (1 V = 1 J/C)
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विद्युत सेल या बैटरी परिपथ में किस भौतिक राशि को निरंतर बनाए रखने का स्रोत है?
विभवांतर (Potential Difference)
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बिना किसी बाह्य धारा प्रवाह के सेल के दोनों टर्मिनलों के मध्य का अधिकतम विभवांतर क्या कहलाता है?
विद्युत वाहक बल (EMF)
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परिपथ के किन्हीं दो बिंदुओं के मध्य विभवांतर मापने के लिए प्रयुक्त यंत्र कौन सा है?
वोल्टमीटर
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परिपथ में विभवांतर मापने हेतु वोल्टमीटर को किस क्रम में जोड़ा जाता है?
समानांतर क्रम (पार्श्वक्रम)
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एक आदर्श वोल्टमीटर का आंतरिक विद्युत प्रतिरोध कितना होना चाहिए?
अनंत (Infinite, ∞)
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किसी सेल का वास्तविक विद्युत वाहक बल (EMF) बिना धारा लिए अत्यंत यथार्थता से मापने वाला उपकरण कौन सा है?
विभवमापी (Potentiometer)
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विद्युत धारा और विभवांतर के मध्य रैखिक संबंध स्थापित करने वाला प्रसिद्ध नियम किसने दिया?
जॉर्ज साइमन ओम (1827)
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ओम के नियमानुसार यदि चालक की भौतिक अवस्थाएं (ताप, दाब) स्थिर रहें, तो धारा किसके समानुपाती होती है?
सिरों के बीच विभवांतर के (V ∝ I)
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ओम के नियम का मानक गणितीय समीकरण क्या है?
V = I × R
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ओम के नियम में प्रयुक्त आनुपातिकता स्थिरांक 'R' किस राशि को व्यक्त करता है?
चालक का विद्युत प्रतिरोध
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किसी ओमीय चालक के लिए विभवांतर (V) और धारा (I) के मध्य खींचा गया ग्राफ किस प्रकार का होता है?
मूल बिंदु से गुजरने वाली सीधी सरल रेखा
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V-I ग्राफ की ढाल (Slope / प्रवणता) भौतिक रूप से किस राशि का मान प्रदान करती है?
प्रतिरोध (R)
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वे चालक जो सभी परिस्थितियों में ओम के नियम का कड़ाई से पालन करते हैं, क्या कहलाते हैं?
ओमीय चालक (धात्विक तार)
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वे परिपथीय घटक जो ओम के नियम का पालन नहीं करते, क्या कहलाते हैं?
अन-ओमीय चालक (Non-ohmic)
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अन-ओमीय चालकों के प्रमुख व्यावहारिक उदाहरण कौन-से हैं?
डायोड, ट्रांजिस्टर, LED, टॉर्च का बल्ब
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चालक का वह गुण जिसके द्वारा वह अपने में प्रवाहित होने वाले आवेश का विरोध करता है, क्या कहलाता है?
विद्युत प्रतिरोध (Resistance)
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विद्युत प्रतिरोध का अंतर्राष्ट्रीय मात्रक (SI Unit) क्या है?
ओम (Ohm - Ω)
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यदि 1 वोल्ट विभवांतर पर चालक में 1 एम्पियर धारा बहे, तो उसका प्रतिरोध कितना होगा?
1 ओम (1 Ω = 1 V / 1 A)
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परिपथ में धारा के परिमाण को बिना वोल्टेज बदले नियंत्रित करने वाला घटक क्या कहलाता है?
धारा नियंत्रक (Rheostat)
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किसी समरूप चालक तार का प्रतिरोध उसकी लंबाई (l) के किस प्रकार संबंधित होता है?
लंबाई के अनुक्रमानुपाती (R ∝ l)
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किसी चालक तार का प्रतिरोध उसके अनुप्रस्थ काट के क्षेत्रफल (A) से कैसे संबंधित होता है?
क्षेत्रफल के व्युत्क्रमानुपाती (R ∝ 1/A)
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एक ही पदार्थ के मोटे तार और पतले तार में से किसका प्रतिरोध कम होगा?
मोटे तार का (क्षेत्रफल अधिक होने से)
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यदि किसी चालक तार की लंबाई को खींचकर दोगुना (2l) कर दिया जाए, तो उसका नया प्रतिरोध कितना हो जाएगा?
4 गुना (R' = n²R)
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यदि किसी तार को खींचकर उसकी त्रिज्या आधी (r/2) कर दी जाए, तो उसका नया प्रतिरोध कितना हो जाएगा?
16 गुना (त्रिज्या की चौथी घात के व्युत्क्रमानुपाती)
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चालक की इकाई लंबाई और इकाई अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल वाले टुकड़े का प्रतिरोध क्या कहलाता है?
विशिष्ट प्रतिरोध या प्रतिरोधकता (Resistivity)
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प्रतिरोधकता (ρ) का गणितीय सूत्र प्रतिरोध, क्षेत्रफल और लंबाई के पदों में क्या है?
ρ = R × A / l
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प्रतिरोधकता का SI मात्रक क्या होता है?
ओम-मीटर (Ω·m)
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क्या किसी चालक तार की प्रतिरोधकता उसकी लंबाई अथवा मोटाई बदलने पर बदलती है?
नहीं (यह केवल पदार्थ और ताप पर निर्भर करती है)
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सभी ज्ञात शुद्ध धातुओं में सबसे कम प्रतिरोधकता (सर्वोत्तम चालक) किसकी होती है?
चांदी की (1.60 × 10^-8 Ω·m)
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चांदी के पश्चात विद्युत संचरण के तारों के लिए सर्वाधिक प्रयुक्त कम प्रतिरोधकता वाली धातु कौन सी है?
तांबा (Copper)
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हवाई उच्च-तनाव विद्युत पारेषण (High-tension lines) में हल्के वजन के कारण किस धातु के तार बनते हैं?
ऐलुमिनियम (Aluminium)
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मिश्रधातुओं की प्रतिरोधकता उनकी अवयवी शुद्ध धातुओं की तुलना में सामान्यतः कैसी होती है?
अपेक्षाकृत काफी अधिक
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तापमान में वृद्धि करने पर शुद्ध धातुओं के प्रतिरोध और प्रतिरोधकता पर क्या प्रभाव पड़ता है?
दोनों में वृद्धि होती है
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ताप बढ़ाने पर धातुओं का प्रतिरोध बढ़ने का मुख्य आणविक कारण क्या है?
धातु आयनों के तापीय कंपनों में वृद्धि व संघट्ट काल घटना
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सिलिकॉन और जर्मेनियम जैसे अर्धचालकों का तापमान बढ़ाने पर उनके प्रतिरोध पर क्या प्रभाव पड़ता है?
प्रतिरोध घटता है
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अर्धचालकों का प्रतिरोध ताप गुणांक (Temperature Coefficient of Resistance, α) कैसा होता है?
ऋणात्मक (Negative)
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विद्युत अपघट्य के घोल का तापमान बढ़ाने पर उसके आंतरिक प्रतिरोध पर क्या प्रभाव पड़ता है?
प्रतिरोध घटता है (आयनों की गतिशीलता बढ़ने से)
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प्रयोगशाला में मानक प्रतिरोधक बनाने के लिए मैंगनीन और कॉन्स्टेंटन जैसी मिश्रधातुओं का उपयोग क्यों किया जाता है?
नगण्य ताप गुणांक (ताप से प्रतिरोध न बदलना)
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विद्युत हीटर, गीजर, टोस्टर और प्रेस (इस्त्री) के तापन अवयव (Element) किस मिश्रधातु के बनाए जाते हैं?
नाइक्रोम (Nichrome)
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नाइक्रोम मिश्रधातु मुख्य रूप से किन तत्वों का संगठन होती है?
निकेल (80%) और क्रोमियम (20%)
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तापन उपकरणों में नाइक्रोम के उपयोग का मुख्य वैज्ञानिक कारण क्या है?
उच्च प्रतिरोधकता और उच्च गलनांक (ऑक्सीकरण न होना)
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पारंपरिक तापदीप्त विद्युत बल्ब का फिलामेंट (तंतु) किस धातु का बनाया जाता है?
टंगस्टन (Tungsten - W)
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विद्युत बल्ब में टंगस्टन के चयन का मुख्य कारण क्या है?
अत्यधिक उच्च गलनांक (3422°C) व उच्च प्रतिरोधकता
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विद्युत बल्ब के फिलामेंट को जलने (ऑक्सीकरण) से बचाने के लिए उसमें कौन सी निष्क्रिय गैसें भरी जाती हैं?
आर्गन और नाइट्रोजन
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विद्युत परिपथ को अत्यधिक धारा से सुरक्षित रखने हेतु प्रयुक्त सुरक्षा युक्ति क्या है?
विद्युत फ्यूज (Electric Fuse)
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फ्यूज तार का निर्माण किन धातुओं की मिश्रधातु से किया जाता है?
सीसा (Pb - 37%) और टिन (Sn - 63%)
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एक आदर्श फ्यूज तार के दो सबसे महत्वपूर्ण भौतिक गुण कौन से होने चाहिए?
उच्च प्रतिरोध और निम्न गलनांक
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विद्युत फ्यूज को घरेलू परिपथ में सदैव किस तार के साथ श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है?
विद्युन्मय तार (Live/Phase wire) के साथ
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अत्यंत निम्न तापमान पर कुछ पदार्थों का विद्युत प्रतिरोध पूर्णतः शून्य हो जाने की परिघटना क्या कहलाती है?
अतिचालकता (Superconductivity)
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अतिचालकता की खोज सर्वप्रथम 1911 में किस वैज्ञानिक ने पारे (Hg) में की थी?
हेके कामरलिंघ ओन्स
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पारा (Mercury) किस निश्चित तापमान पर अतिचालक की भांति व्यवहार करने लगता है?
4.2 K (-268.8°C)
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वह निश्चित तापमान जिसके नीचे कोई पदार्थ अतिचालक बन जाता है, क्या कहलाता है?
क्रांतिक ताप (Critical Temperature - Tc)
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अतिचालक पदार्थ द्वारा अपने भीतर से चुंबकीय क्षेत्र को पूर्णतः बाहर धकेलने का प्रभाव क्या कहलाता है?
मेइसनर प्रभाव (Meissner Effect)
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विद्युत प्रतिरोध (R) के व्युत्क्रम को क्या कहा जाता है?
विद्युत चालकत्व (Conductance - G)
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विद्युत चालकत्व का SI मात्रक क्या होता है?
सीमेंस (Siemens - S या mho)
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प्रतिरोधकता (ρ) के व्युत्क्रम को वैज्ञानिक भाषा में क्या कहा जाता है?
विशिष्ट चालकता (चालकता - Conductivity, σ)
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विशिष्ट चालकता का मानक SI मात्रक क्या होता है?
सीमेंस प्रति मीटर (S/m या Ω^-1·m^-1)
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वे पदार्थ जिनकी प्रतिरोधकता अत्यधिक उच्च (10^12 से 10^17 Ω·m) होती है, क्या कहलाते हैं?
विद्युतरोधी या अचालक (कांच, रबर, प्लास्टिक)
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इलेक्ट्रॉनिक परिपथों में प्रयुक्त कॉम्पैक्ट कार्बन प्रतिरोधकों के मान का निर्धारण किससे किया जाता है?
वर्ण कोड (Color Code) द्वारा
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कार्बन प्रतिरोधक वर्ण कोड में प्रथम दो पट्टियां (Bands) किसे प्रदर्शित करती हैं?
प्रतिरोध के प्रथम दो सार्थक अंकों को
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वर्ण कोड में तीसरी पट्टी किसे निरूपित करती है?
10 की घात (दशमलव गुणक) को
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कार्बन प्रतिरोधक पर चौथी सुनहरी (गोल्ड) पट्टी कितने प्रतिशत सहनशीलता (Tolerance) दर्शाती है?
±5%
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चौथी रुपहरी (सिल्वर) पट्टी प्रतिरोधक की कितनी सहनशीलता को व्यक्त करती है?
±10%
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घरों में अर्थिंग (भू-संपर्कन) का मुख्य उद्देश्य क्या होता है?
उपकरणों के लीकेज करंट से उपयोगकर्ताओं को सुरक्षा देना
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घरेलू तीन-पिन प्लग में सबसे लंबा और मोटा शीर्ष पिन किस तार से जुड़ा होता है?
भू-संपर्क तार (Earth wire) से
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शुष्क मानव त्वचा का औसत विद्युत प्रतिरोध लगभग कितना होता है?
लगभग 10,000 से 1,00,000 ओम
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गीली मानव त्वचा का विद्युत प्रतिरोध घटकर लगभग कितना रह जाता है?
लगभग 1,000 ओम
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तड़ित चालक (Lightning Conductor) का निर्माण मुख्य रूप से किस सुचालक धातु से किया जाता है?
तांबा (Copper)
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