📚 General Science — Science Notes
Electricity 2
परिपथ संयोजन, विद्युत शक्ति, ऊर्जा, जूल का नियम और तापन प्रभाव
Quick Reference
महत्वपूर्ण तथ्य एवं योगदान
Electricity 2
| परिपथ/विद्युत अवधारणा | संबंध/सूत्र | उपयोग या तुलनात्मक विशेषता |
|---|---|---|
श्रेणीक्रम संयोजन (Series Connection) | उत्तर देखें Req = R1 + R2 + R3 + ... ; I = समान | उत्तर देखें प्रत्येक घटक में समान धारा बहती है; कुल विभवांतर बंटता है; सजावटी झालरों व फ्यूज में प्रयुक्त |
समानांतर क्रम संयोजन (Parallel Connection) | उत्तर देखें 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 ; V = समान | उत्तर देखें प्रत्येक शाखा पर समान वोल्टेज; तुल्य प्रतिरोध न्यूनतम से भी कम; घरेलू वायरिंग का आधार |
दो प्रतिरोधकों का समानांतर तुल्य | उत्तर देखें Req = (R1 × R2) / (R1 + R2) | उत्तर देखें दो समानांतर शाखाओं वाले परिपथ में तुल्य प्रतिरोध की त्वरित व सटीक गणना |
n समान प्रतिरोधकों का संयोजन | उत्तर देखें R_series = nR ; R_parallel = R / n | उत्तर देखें श्रेणी और समानांतर तुल्य का अनुपात n² होता है (R_series / R_parallel = n²) |
विभव विभाजक (Voltage Divider) | उत्तर देखें V1 = V × [R1 / (R1 + R2)] | उत्तर देखें श्रेणीक्रम में प्रतिरोध के सीधे अनुपात में वोल्टेज का वितरण होना |
धारा विभाजक (Current Divider) | उत्तर देखें I1 = I × [R2 / (R1 + R2)] | उत्तर देखें समानांतर क्रम में प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपात में विद्युत धारा का शाखाओं में बंटना |
Quick Reference
महत्वपूर्ण तथ्य एवं योगदान
Electricity 2
| परिपथ/विद्युत अवधारणा | संबंध/सूत्र | उपयोग या तुलनात्मक विशेषता |
|---|---|---|
जूल का तापन नियम (Joule's Heating) | उत्तर देखें H = I²Rt = VIt = (V²/R)t जूल | उत्तर देखें विद्युत ऊर्जा का ऊष्मा में रूपांतरण; हीटर, गीजर, टोस्टर व विद्युत प्रेस में अनुप्रयोग |
विद्युत शक्ति (Electric Power) | उत्तर देखें P = W/t = VI = I²R = V²/R वाट (W) | उत्तर देखें विद्युत ऊर्जा उपभोग की दर; 1 HP = 746 W; उपकरणों की कार्य क्षमता का मापक |
व्यावसायिक विद्युत ऊर्जा (यूनिट) | उत्तर देखें 1 kWh = 1000 W × 3600 s = 3.6 × 10^6 J | उत्तर देखें घरेलू एवं औद्योगिक विद्युत मीटरों में बिजली उपभोग मापन की मानक व्यावसायिक इकाई |
विद्युत फ्यूज की धारा रेटिंग | उत्तर देखें I² ∝ r³ (प्रीस का नियम) | उत्तर देखें परिपथ को ओवरलोडिंग व शॉर्ट सर्किट से बचाना; सीसा व टिन की मिश्रधातु (निम्न गलनांक) |
किरचॉफ का प्रथम नियम (KCL) | उत्तर देखें Σ I_in = Σ I_out (संधि पर Σ I = 0) | उत्तर देखें आवेश संरक्षण सिद्धांत पर आधारित; किसी संधि पर आने वाली व जाने वाली धाराएं समान |
किरचॉफ का द्वितीय नियम (KVL) | उत्तर देखें Σ V = 0 या Σ IR = Σ E | उत्तर देखें ऊर्जा संरक्षण सिद्धांत पर आधारित; किसी बंद लूप में विभव परिवर्तनों का योग शून्य |
One-Liner Questions
विद्युत धारा के सतत और बंद मार्ग को क्या कहा जाता है?
विद्युत परिपथ (Electric Circuit)
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जिस परिपथ में कुंजी खुली होने के कारण धारा प्रवाहित नहीं होती, उसे क्या कहते हैं?
खुला परिपथ (Open Circuit)
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वह परिपथ जिसमें बिना किसी रुकावट के लगातार धारा बहती रहती है, क्या कहलाता है?
बंद परिपथ (Closed Circuit)
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फेज तार और न्यूट्रल तार के सीधे संपर्क में आने से प्रतिरोध शून्य होना क्या कहलाता है?
लघुपथन (Short Circuit)
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लघुपथन (शॉर्ट सर्किट) के समय परिपथ में बहने वाली विद्युत धारा के मान पर क्या प्रभाव पड़ता है?
अत्यधिक बढ़ जाती है
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एक ही सॉकेट से अत्यधिक क्षमता वाले कई उपकरणों को एक साथ चलाने से उत्पन्न स्थिति क्या कहलाती है?
अतिभारण (Overloading)
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विद्युत परिपथ में सुरक्षा हेतु प्रयुक्त MCB का पूर्ण रूप क्या होता है?
Miniature Circuit Breaker
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पारंपरिक फ्यूज की तुलना में आधुनिक MCB किस सिद्धांत पर कार्य करती है?
विद्युत धारा के चुंबकीय प्रभाव पर
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जब दो या दो से अधिक प्रतिरोधकों को एक के बाद एक सिरे से सिरा जोड़कर लगाया जाता है, तो यह क्या कहलाता है?
श्रेणीक्रम संयोजन (Series Connection)
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श्रेणीक्रम में जुड़े सभी प्रतिरोधकों में किस भौतिक राशि का मान सर्वथा एक समान रहता है?
विद्युत धारा (I)
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श्रेणीक्रम संयोजन में कुल परिपथ विभवांतर (V) प्रत्येक प्रतिरोधक के सिरों के विभवांतर से कैसे संबंधित होता है?
V = V1 + V2 + V3
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श्रेणीक्रम में जुड़े प्रतिरोधकों का तुल्य (प्रभावी) प्रतिरोध ज्ञात करने का सूत्र क्या है?
Req = R1 + R2 + R3
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श्रेणीक्रम संयोजन में तुल्य प्रतिरोध का मान परिपथ में जुड़े सबसे बड़े प्रतिरोध से कैसा होता है?
सदैव अधिक
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यदि R मान के 'n' समान प्रतिरोधकों को श्रेणीक्रम में जोड़ा जाए, तो तुल्य प्रतिरोध कितना होगा?
nR
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दीपावली की सजावटी लड़ियों (झालरों) में छोटे बल्बों को किस क्रम में जोड़ा जाता है?
श्रेणीक्रम में
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सजावटी लड़ियों में श्रेणीक्रम संयोजन की सबसे बड़ी व्यावहारिक कमी क्या होती है?
एक बल्ब खराब होने पर पूरी लड़ी बुझ जाना
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घरेलू वायरिंग में उपकरणों को श्रेणीक्रम में क्यों नहीं जोड़ा जाता है?
सभी को अलग स्विच व समान वोल्टेज न मिलने से
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जब सभी प्रतिरोधकों के एक सिरे को एक बिंदु पर और दूसरे सिरों को दूसरे बिंदु पर जोड़ा जाता है, तो यह क्या कहलाता है?
समानांतर क्रम (पार्श्वक्रम)
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समानांतर क्रम में जुड़े सभी प्रतिरोधकों के सिरों के मध्य किस भौतिक राशि का मान समान रहता है?
विभवांतर (V)
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समानांतर क्रम संयोजन में मुख्य परिपथ की कुल धारा शाखाओं की धाराओं से कैसे संबंधित होती है?
I = I1 + I2 + I3
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समानांतर क्रम में जुड़े प्रतिरोधकों के तुल्य प्रतिरोध का व्युत्क्रम सूत्र क्या होता है?
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
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समानांतर क्रम में तुल्य प्रतिरोध का मान परिपथ में जुड़े सबसे छोटे प्रतिरोध से कैसा होता है?
सदैव कम
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यदि R मान के 'n' समान प्रतिरोधकों को समानांतर क्रम में जोड़ा जाए, तो तुल्य प्रतिरोध क्या होगा?
R / n
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R मान के n प्रतिरोधकों के श्रेणीक्रम और समानांतर क्रम तुल्य प्रतिरोधों का अनुपात क्या होता है?
n² : 1
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दो प्रतिरोधकों R1 और R2 के समानांतर संयोजन का सीधा प्रभावी सूत्र क्या होता है?
(R1 × R2) / (R1 + R2)
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घरों में सभी विद्युत पंखे, ट्यूबलाइट, टीवी और रेफ्रिजरेटर किस क्रम में संयोजित होते हैं?
समानांतर क्रम में
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घरेलू उपकरणों को समानांतर क्रम में जोड़ने का सबसे बड़ा लाभ क्या है?
प्रत्येक को समान वोल्टेज (220 V) व स्वतंत्र स्विच मिलना
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यदि समानांतर क्रम में जुड़ा एक उपकरण खराब या बंद हो जाए, तो शेष उपकरणों पर क्या प्रभाव पड़ता है?
वे अप्रभावित चलते रहते हैं
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यदि 2 ओम, 3 ओम और 6 ओम के तीन प्रतिरोधकों को समानांतर क्रम में जोड़ा जाए, तो तुल्य प्रतिरोध कितना होगा?
1 ओम
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यदि 10 ओम के दो प्रतिरोधकों को समानांतर क्रम में जोड़ें, तो प्रभावी प्रतिरोध कितना होगा?
5 ओम
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एक तार का प्रतिरोध R है, इसे दो बराबर भागों में काटकर समानांतर क्रम में जोड़ने पर नया प्रतिरोध क्या होगा?
R / 4
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किसी चालक में विद्युत धारा प्रवाहित करने पर उसमें ऊष्मा उत्पन्न होने का प्रभाव क्या कहलाता है?
विद्युत धारा का तापीय प्रभाव
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विद्युत धारा के ऊष्मीय प्रभाव का मात्रात्मक नियम सर्वप्रथम किस वैज्ञानिक ने दिया था?
जेम्स प्रेस्कॉट जूल (1841)
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जूल के नियमानुसार उत्पन्न ऊष्मा (H) चालक में बहने वाली धारा (I) के किस प्रकार संबंधित होती है?
धारा के वर्ग के समानुपाती (H ∝ I²)
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जूल के नियमानुसार उत्पन्न ऊष्मा चालक के प्रतिरोध (R) के कैसे संबंधित होती है?
प्रतिरोध के समानुपाती (H ∝ R)
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जूल के तापीय नियम का संपूर्ण गणितीय व्यंजक क्या है?
H = I²Rt
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विभवांतर और धारा के पदों में जूल की ऊष्मा का सूत्र क्या होता है?
H = VIt
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विभवांतर और प्रतिरोध के पदों में उत्पन्न ऊष्मा का सूत्र क्या है?
H = (V² / R) × t
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यदि किसी चालक में धारा का मान दोगुना कर दिया जाए, तो उत्पन्न ऊष्मा कितने गुना हो जाएगी?
4 गुना
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विद्युत धारा का तापीय प्रभाव ऊर्जा के किस मूलभूत नियम पर आधारित है?
ऊर्जा संरक्षण का नियम
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विद्युत ऊर्जा को ऊष्मा में परिवर्तित करने वाले उपकरणों में तापन अवयव (Element) किस धातु का बनता है?
नाइक्रोम
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नाइक्रोम तार का चयन हीटिंग एलिमेंट के रूप में करने का मुख्य कारण क्या है?
उच्च प्रतिरोधकता और उच्च गलनांक
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तापदीप्त विद्युत बल्ब में विद्युत धारा के तापीय प्रभाव से प्रकाश कैसे उत्पन्न होता है?
फिलामेंट के अत्यधिक गर्म होकर तप्त होने से
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विद्युत बल्ब का फिलामेंट टंगस्टन का क्यों बनाया जाता है?
अत्यधिक उच्च गलनांक (3422°C) के कारण
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विद्युत बल्ब को वायुमुक्त करके उसमें नाइट्रोजन और आर्गन गैसें क्यों भरी जाती हैं?
टंगस्टन के ऑक्सीकरण को रोकने हेतु
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विद्युत हीटर की कुंडली लाल तप्त चमकती है जबकि उसकी जोड़ने वाली डोरी (केबल) नहीं चमकती, क्यों?
केबल का प्रतिरोध नगण्य और कुंडली का बहुत उच्च होना
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विद्युत परिपथ को ओवरलोडिंग और शॉर्ट सर्किट से बचाने वाली सुरक्षात्मक तापीय 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 आवश्यक गुणधर्म कौन-से हैं?
उच्च प्रतिरोध और निम्न गलनांक
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परिपथ में अत्यधिक धारा प्रवाहित होने पर फ्यूज तार कैसे कार्य करता है?
पिघलकर परिपथ को विच्छेदित कर देता है
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फ्यूज तार की मोटाई (त्रिज्या) और उसमें से सुरक्षित गुजरने वाली धारा के संबंध का नियम क्या कहलाता है?
प्रीस का नियम (I² ∝ r³)
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घरेलू सामान्य प्रकाश परिपथ के लिए फ्यूज की रेटिंग सामान्यतः कितनी रखी जाती है?
5 एम्पियर
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गीजर, एसी और हीटर जैसे भारी हीटिंग उपकरणों के लिए फ्यूज रेटिंग कितनी होती है?
15 एम्पियर
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किसी विद्युत परिपथ में कार्य करने अथवा विद्युत ऊर्जा के उपभोग की समय दर क्या कहलाती है?
विद्युत शक्ति (Electric Power)
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विद्युत शक्ति (P) ज्ञात करने का विभवांतर और धारा के पदों में मूल सूत्र क्या है?
P = V × I
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धारा और प्रतिरोध के पदों में विद्युत शक्ति का गणितीय सूत्र क्या है?
P = I²R
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विभवांतर और प्रतिरोध के पदों में विद्युत शक्ति का सूत्र क्या होता है?
P = V² / R
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विद्युत शक्ति का अंतर्राष्ट्रीय मानक (SI) मात्रक क्या है?
वाट (Watt - W)
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1 वाट शक्ति की परिभाषा वोल्ट और एम्पियर के संदर्भ में क्या है?
1 वोल्ट × 1 एम्पियर (1 W = 1 V·A)
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यांत्रिक और औद्योगिक क्षेत्र में प्रयुक्त अश्वशक्ति (Horsepower - HP) का मान कितने वाट के बराबर होता है?
746 वाट
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1 किलोवाट (kW) में कितने वाट होते हैं?
1000 वाट
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1 मेगावाट (MW) विद्युत शक्ति कितने वाट के बराबर होती है?
10^6 वाट
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किसी विद्युत परिपथ में कुल व्यय होने वाली ऊर्जा का मान किसके गुणनफल के बराबर होता है?
शक्ति और समय (E = P × t)
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विद्युत ऊर्जा का SI मात्रक क्या होता है?
जूल (Joule - J)
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विद्युत बोर्ड द्वारा घरों में बिलिंग हेतु प्रयुक्त विद्युत ऊर्जा का व्यावसायिक मात्रक क्या है?
किलोवाट-घंटा (kWh या यूनिट)
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1 किलोवाट-घंटा (1 kWh) विद्युत ऊर्जा का मान जूल में कितना होता है?
3.6 × 10^6 जूल
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उपभुक्त विद्युत यूनिटों की संख्या निकालने का व्यावहारिक सूत्र क्या है?
(वाट × घंटे × दिन) / 1000
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यदि 100 वाट का एक बल्ब प्रतिदिन 10 घंटे जले, तो 30 दिन में कितनी यूनिट बिजली खर्च होगी?
30 यूनिट
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समान वोल्टेज पर 40 वाट और 100 वाट के दो बल्बों में से किसका प्रतिरोध अधिक होगा?
40 वाट के बल्ब का (R = V²/P)
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यदि 40 वाट और 100 वाट के बल्बों को श्रेणीक्रम में जोड़ा जाए, तो कौन सा बल्ब अधिक चमकेगा?
40 वाट का बल्ब
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यदि 40 वाट और 100 वाट के बल्बों को समानांतर क्रम में जोड़ा जाए, तो कौन अधिक चमकेगा?
100 वाट का बल्ब
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विद्युत सेल रासायनिक ऊर्जा को किस ऊर्जा में परिवर्तित करता है?
विद्युत ऊर्जा में
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सेल के दोनों इलेक्ट्रोडों के बीच खुले परिपथ में अधिकतम विभवांतर क्या कहलाता है?
विद्युत वाहक बल (EMF)
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जब सेल से बाह्य परिपथ में धारा ली जा रही हो, तो टर्मिनलों के बीच का विभवांतर क्या कहलाता है?
टर्मिनल विभवांतर (V)
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सेल के अंदर विद्युत अपघट्य द्वारा धारा प्रवाह में उत्पन्न आंतरिक बाधा क्या कहलाती है?
आंतरिक प्रतिरोध (r)
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सेल के वि.वा.बल (E), टर्मिनल वोल्टेज (V), धारा (I) और आंतरिक प्रतिरोध (r) में क्या संबंध है?
V = E - Ir
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जब किसी सेल को चार्जर द्वारा चार्ज किया जाता है, तब टर्मिनल वोल्टेज का सूत्र क्या होता है?
V = E + Ir
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प्राथमिक सेल और द्वितीयक सेल में मुख्य अंतर क्या होता है?
प्राथमिक गैर-रिचार्जेबल व द्वितीयक पुनर्चार्जेबल होते हैं
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कारों और इन्वर्टर में प्रयुक्त होने वाली लेड-एसिड बैटरी किस प्रकार की सेल है?
द्वितीयक संचायक सेल
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लेड-एसिड संचायक बैटरी में विद्युत अपघट्य के रूप में किस अम्ल का उपयोग होता है?
सल्फ्यूरिक अम्ल (H2SO4)
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मोबाइल फोन और लैपटॉप में प्रयुक्त होने वाली आधुनिक रिचार्जेबल बैटरी कौन सी है?
लिथियम-आयन बैटरी
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यदि 'n' समान सेलों (प्रत्येक का EMF = E, आंतरिक प्रतिरोध = r) को श्रेणीक्रम में जोड़ें, तो कुल EMF क्या होगा?
nE
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सेलों का श्रेणीक्रम संयोजन कब सर्वाधिक लाभदायक होता है?
जब बाह्य प्रतिरोध आंतरिक से बहुत बड़ा हो (R >> nr)
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यदि 'm' समान सेलों को समानांतर क्रम में जोड़ा जाए, तो संयोजन का कुल EMF कितना होगा?
केवल E
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सेलों का समानांतर क्रम संयोजन कब सर्वाधिक उपयोगी होता है?
जब बाह्य प्रतिरोध आंतरिक से बहुत छोटा हो (R << r)
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जटिल विद्युत परिपथों के जाल को हल करने के लिए नियम सर्वप्रथम 1845 में किसने दिए?
गुस्ताव किरचॉफ
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किरचॉफ का प्रथम नियम (संधि नियम या धारा नियम - KCL) क्या बताता है?
संधि पर मिलने वाली धाराओं का बीजगणितीय योग शून्य होता है
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किरचॉफ का प्रथम नियम (KCL) भौतिकी के किस मौलिक संरक्षण सिद्धांत पर आधारित है?
आवेश संरक्षण का सिद्धांत
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किरचॉफ का द्वितीय नियम (लूप नियम या वोल्टता नियम - KVL) क्या व्यक्त करता है?
बंद लूप में विभव परिवर्तनों का योग शून्य होता है (Σ V = 0)
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किरचॉफ का द्वितीय नियम (KVL) भौतिकी के किस संरक्षण सिद्धांत पर आधारित है?
ऊर्जा संरक्षण का सिद्धांत
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चार प्रतिरोधों की विशिष्ट व्यवस्था द्वारा अज्ञात प्रतिरोध का यथार्थ मापन करने वाला परिपथ क्या कहलाता है?
व्हीटस्टोन सेतु (Wheatstone Bridge)
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व्हीटस्टोन सेतु की संतुलित अवस्था (धारामापी में शून्य विक्षेप) का प्रतिबंध क्या है?
P / Q = R / S
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व्हीटस्टोन सेतु के सिद्धांत पर आधारित प्रयोगशाला का व्यावहारिक उपकरण कौन सा है?
मीटर सेतु (Slide Wire Bridge)
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मीटर सेतु में प्रयुक्त तार की लंबाई कितनी होती है और वह किस मिश्रधातु का बना होता है?
1 मीटर (कॉन्स्टेंटन या मैंगनीन)
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किसी सेल का आंतरिक प्रतिरोध अथवा दो सेलों के EMF की सटीक तुलना करने वाला उपकरण क्या है?
विभवमापी (Potentiometer)
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विभवमापी वोल्टमीटर से श्रेष्ठ क्यों माना जाता है?
शून्य विक्षेप पर कार्य कर परिपथ से धारा नहीं लेता
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विभवमापी के तार की प्रति एकांक लंबाई पर विभव में होने वाली गिरावट क्या कहलाती है?
विभव प्रवणता (Potential Gradient)
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घरों में प्रयुक्त प्रत्यावर्ती धारा (AC) की मानक आपूर्ति वोल्टेज और आवृत्ति भारत में कितनी होती है?
220 V और 50 Hz
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घरेलू वायरिंग में प्रयुक्त तीन मुख्य तारों के पारंपरिक रंग कोड क्या हैं?
लाल (फेज), काला (न्यूट्रल), हरा (अर्थ)
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नए अंतर्राष्ट्रीय मानक के अनुसार विद्युन्मय (लाइव), न्यूट्रल और अर्थ तारों के रंग क्या हैं?
भूरा (लाइव), नीला (न्यूट्रल), हरा-पीला (अर्थ)
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अत्यधिक वोल्टेज के झटके से विद्युत परिपथ को बचाने वाला ग्राउंडिंग कनेक्शन क्या कहलाता है?
भू-संपर्कन (Earthing)
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विद्युत घंटी और टेलीग्राफ विद्युत धारा के किस मुख्य प्रभाव पर कार्य करते हैं?
चुंबकीय प्रभाव पर
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विद्युत लेपन (Electroplating) और निष्कर्षण विद्युत धारा के किस प्रभाव का अनुप्रयोग है?
रासायनिक प्रभाव का
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प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) पारंपरिक बल्बों की तुलना में अत्यधिक दक्ष क्यों होते हैं?
ऊष्मा के रूप में न्यूनतम ऊर्जा ह्रास के कारण
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CFL का पूर्ण रूप क्या होता है जो फ्लोरोसेंट तकनीक पर कार्य करता है?
Compact Fluorescent Lamp
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ट्रांसफार्मर विद्युत के किस नियम और प्रभाव पर आधारित केवल AC पर कार्य करने वाली युक्ति है?
अन्योन्य प्रेरण (Mutual Induction)
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