⚡ अध्याय 11
विद्युत (Electricity)
MP Board Class 10 Science Smart Notes
महत्वपूर्ण प्रश्न | बोर्ड परीक्षा | सरल भाषा | Quick Revision | सूत्र | Numericals
📖 परिचय
इस अध्याय में विद्युत धारा, विभवांतर, ओम का नियम, प्रतिरोध, प्रतिरोधकता, विद्युत शक्ति, विद्युत ऊर्जा, विद्युत परिपथ तथा घरेलू विद्युत व्यवस्था का अध्ययन किया जाता है। यह अध्याय MP Board परीक्षा की दृष्टि से अत्यंत महत्वपूर्ण है क्योंकि इसमें सिद्धांत के साथ-साथ संख्यात्मक प्रश्न भी पूछे जाते हैं।
⚡ Quick Revision
- ✔ विद्युत धारा (Current) = I = Q/t
- ✔ विभवांतर (Voltage) = V = W/Q
- ✔ ओम का नियम = V = IR
- ✔ प्रतिरोध = R = V/I
- ✔ शक्ति = P = VI
- ✔ शक्ति = I²R
- ✔ शक्ति = V²/R
- ✔ विद्युत ऊर्जा = W = VIt
- ✔ विद्युत ऊर्जा = Pt
- ✔ धारा का मात्रक = एम्पियर (A)
- ✔ विभवांतर का मात्रक = वोल्ट (V)
- ✔ प्रतिरोध का मात्रक = ओम (Ω)
- ✔ शक्ति का मात्रक = वाट (W)
- ✔ ऊर्जा का व्यापारिक मात्रक = किलोवाट-घंटा (kWh)
❓महत्वपूर्ण प्रश्न (1–10)
नीचे दिए गए सभी प्रश्न क्लिक करने पर उत्तर सहित खुलेंगे।
🎯 अगले भाग में
- ✔ बोर्ड परीक्षा के 22–40 महत्वपूर्ण प्रश्न
- ✔ संख्यात्मक प्रश्न
- ✔ ओम के नियम पर आधारित प्रश्न
- ✔ विद्युत शक्ति एवं ऊर्जा के प्रश्न
❓महत्वपूर्ण प्रश्न (22–26)
नियत ताप पर किसी चालक के सिरों के बीच विभवांतर उसके द्वारा प्रवाहित धारा के समानुपाती होता है। इसे ओम का नियम कहते हैं।
यदि चालक का तापमान स्थिर रहे तो विभवांतर (V) बढ़ाने पर धारा (I) भी उसी अनुपात में बढ़ती है। इस संबंध को जर्मन वैज्ञानिक जॉर्ज साइमन ओम ने प्रतिपादित किया।
सूत्र : V = IR
यदि प्रतिरोध 5Ω तथा धारा 2A है तो विभवांतर = 5 × 2 = 10V होगा।
ओम का नियम, उसका सूत्र तथा वैज्ञानिक का नाम अक्सर परीक्षा में पूछा जाता है।
विद्युत धारा के प्रवाह में किसी चालक द्वारा उत्पन्न विरोध को प्रतिरोध कहते हैं।
यदि किसी चालक का प्रतिरोध अधिक होगा तो उसमें धारा कम प्रवाहित होगी। प्रतिरोध चालक की लंबाई, क्षेत्रफल, पदार्थ तथा तापमान पर निर्भर करता है।
पतला तार मोटे तार की अपेक्षा अधिक प्रतिरोध देता है।
प्रतिरोध का SI मात्रक – ओम (Ω)
किसी पदार्थ का वह गुण जो विद्युत धारा का विरोध करता है, प्रतिरोधकता कहलाता है।
प्रतिरोधकता पदार्थ का आंतरिक गुण है। यह पदार्थ के प्रकार एवं तापमान पर निर्भर करती है, लेकिन आकार पर नहीं।
ताँबे की प्रतिरोधकता लोहे से कम होती है, इसलिए ताँबा अच्छा चालक है।
प्रतिरोधकता का SI मात्रक Ωm (ओम-मीटर) है।
विद्युत ऊर्जा के उपभोग अथवा कार्य करने की दर को विद्युत शक्ति कहते हैं।
शक्ति बताती है कि कोई विद्युत उपकरण एक सेकंड में कितनी ऊर्जा खर्च करता है।
सूत्र : P = VI
100W का बल्ब, 60W के बल्ब की तुलना में प्रति सेकंड अधिक ऊर्जा उपयोग करता है।
शक्ति के तीनों सूत्र याद रखें — P=VI, P=I²R, P=V²/R
विद्युत उपकरण द्वारा उपयोग की गई कुल विद्युत कार्य की मात्रा को विद्युत ऊर्जा कहते हैं।
जब कोई विद्युत उपकरण कुछ समय तक कार्य करता है, तब वह विद्युत ऊर्जा का उपयोग करता है। इसी के आधार पर बिजली का बिल बनाया जाता है।
सूत्र : W = Pt अथवा W = VIt
यदि 100W का बल्ब 10 घंटे तक जले तो ऊर्जा = 100 × 10 = 1000Wh = 1kWh होगी।
1 kWh = 1 यूनिट विद्युत ऊर्जा।
❓महत्वपूर्ण प्रश्न (27–31)
जब किसी चालक में विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो चालक गर्म हो जाता है। इसे विद्युत धारा का ऊष्मीय प्रभाव कहते हैं।
धारा प्रवाहित होने पर चालक के प्रतिरोध के कारण विद्युत ऊर्जा ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है। यही सिद्धांत हीटर, इस्त्री, गीजर और इलेक्ट्रिक केतली में उपयोग किया जाता है।
इलेक्ट्रिक हीटर का तार लाल होकर गर्म हो जाता है और ऊष्मा उत्पन्न करता है।
"विद्युत ऊर्जा → ऊष्मा ऊर्जा" का परिवर्तन अवश्य लिखें।
अधिक धारा प्रवाहित होने पर फ्यूज पिघलकर परिपथ को तोड़ देता है तथा उपकरणों की सुरक्षा करता है।
फ्यूज कम गलनांक वाली धातु से बनाया जाता है। जब धारा निर्धारित सीमा से अधिक हो जाती है, तो यह पिघल जाता है और विद्युत आपूर्ति बंद कर देता है।
शॉर्ट सर्किट होने पर घर का फ्यूज उड़ जाता है और बड़े नुकसान से बचाव होता है।
फ्यूज हमेशा लाइव (Live) तार में लगाया जाता है।
जब लाइव और न्यूट्रल तार सीधे संपर्क में आ जाते हैं और अत्यधिक धारा प्रवाहित होने लगती है, तो इसे शॉर्ट सर्किट कहते हैं।
शॉर्ट सर्किट के कारण तार अत्यधिक गर्म हो सकते हैं, जिससे आग लगने का खतरा रहता है। इसलिए फ्यूज और MCB का उपयोग किया जाता है।
क्षतिग्रस्त तारों के आपस में छू जाने से शॉर्ट सर्किट हो सकता है।
शॉर्ट सर्किट और ओवरलोडिंग में अंतर लिखना सीखें।
जब एक ही परिपथ में उसकी क्षमता से अधिक विद्युत उपकरण जोड़ दिए जाते हैं, तो उसे ओवरलोडिंग कहते हैं।
ओवरलोडिंग के कारण अधिक धारा प्रवाहित होती है, जिससे तार गर्म हो जाते हैं और फ्यूज उड़ सकता है या आग लग सकती है।
एक ही मल्टीप्लग में हीटर, इस्त्री और गीजर एक साथ चलाना।
ओवरलोडिंग घरेलू दुर्घटनाओं का प्रमुख कारण है।
MCB (Miniature Circuit Breaker) एक स्वचालित सुरक्षा उपकरण है, जो अधिक धारा होने पर परिपथ को तुरंत बंद कर देता है।
MCB फ्यूज की तुलना में अधिक सुरक्षित और सुविधाजनक होती है। यह खराबी दूर होने के बाद दोबारा चालू की जा सकती है।
आजकल घरों के वितरण बोर्ड (Distribution Board) में MCB का उपयोग किया जाता है।
फ्यूज और MCB के अंतर पर 2 या 3 अंक का प्रश्न अक्सर पूछा जाता है।
❓महत्वपूर्ण प्रश्न (32–40)
विद्युत उपकरणों के धातु भागों को पृथ्वी से जोड़ने की प्रक्रिया अर्थिंग कहलाती है। इसका उद्देश्य विद्युत झटके से सुरक्षा प्रदान करना है।
यदि किसी कारणवश उपकरण के धातु भाग में विद्युत धारा आ जाए, तो अर्थिंग तार अतिरिक्त धारा को सीधे पृथ्वी में पहुँचा देता है। इससे व्यक्ति को करंट नहीं लगता और दुर्घटना से बचाव होता है।
फ्रिज, वॉशिंग मशीन, गीजर एवं कूलर जैसे उपकरणों में अर्थिंग अनिवार्य होती है।
अर्थिंग का मुख्य उद्देश्य – "विद्युत झटके से सुरक्षा।"
विद्युत हीटर विद्युत धारा के ऊष्मीय प्रभाव के सिद्धांत पर कार्य करता है।
हीटर के नाइक्रोम तार में धारा प्रवाहित होने पर उसका प्रतिरोध अधिक होने के कारण वह अत्यधिक गर्म हो जाता है और ऊष्मा उत्पन्न करता है।
इलेक्ट्रिक हीटर, गीजर और इस्त्री इसी सिद्धांत पर कार्य करते हैं।
नाइक्रोम तार का उपयोग अधिक प्रतिरोध तथा उच्च गलनांक के कारण किया जाता है।
विद्युत बल्ब भी विद्युत धारा के ऊष्मीय प्रभाव के सिद्धांत पर कार्य करता है।
टंगस्टन का पतला फिलामेंट धारा प्रवाहित होने पर अत्यधिक गर्म होकर चमकने लगता है और प्रकाश उत्पन्न करता है।
पुराने पीले बल्ब (Incandescent Bulb) इसी सिद्धांत पर कार्य करते हैं।
टंगस्टन का गलनांक लगभग 3400°C होता है।
जूल (Joule)
वैज्ञानिक गणनाओं में ऊर्जा का SI मात्रक जूल होता है, जबकि घरेलू बिजली के बिल में किलोवाट-घंटा (kWh) का उपयोग किया जाता है।
1 kWh = 3.6 × 10⁶ J
SI मात्रक और व्यापारिक मात्रक दोनों याद रखें।
1 किलोवाट शक्ति वाले उपकरण द्वारा 1 घंटे में खर्च की गई ऊर्जा को 1 किलोवाट-घंटा कहते हैं।
यही विद्युत ऊर्जा की एक यूनिट होती है जिसका उपयोग बिजली के बिल में किया जाता है।
1000W का हीटर 1 घंटे चले तो 1 यूनिट ऊर्जा खर्च होगी।
1 kWh = 1 Unit
क्योंकि इसकी प्रतिरोधकता अधिक तथा गलनांक बहुत ऊँचा होता है।
नाइक्रोम गर्म होने पर आसानी से नहीं पिघलता तथा अधिक ऊष्मा उत्पन्न करता है।
रूम हीटर और इलेक्ट्रिक इस्त्री में नाइक्रोम तार का प्रयोग होता है।
नाइक्रोम = अधिक प्रतिरोध + उच्च गलनांक।
क्योंकि इसका गलनांक बहुत अधिक होता है तथा यह अधिक ताप पर भी नहीं पिघलता।
टंगस्टन गर्म होकर चमकता है और प्रकाश देता है, इसलिए इसका उपयोग फिलामेंट बनाने में किया जाता है।
साधारण बल्ब में टंगस्टन फिलामेंट होता है।
टंगस्टन का गलनांक लगभग 3400°C याद रखें।
वाट (Watt)
यदि कोई उपकरण 1 सेकंड में 1 जूल कार्य करता है तो उसकी शक्ति 1 वाट होती है।
1000W = 1kW
James Watt के नाम पर शक्ति का मात्रक रखा गया है।
I = Q/t
V = IR
R = V/I
P = VI
P = I²R
P = V²/R
W = Pt
W = VIt
ये सभी सूत्र MP Board परीक्षा में संख्यात्मक तथा वस्तुनिष्ठ प्रश्नों में बार-बार पूछे जाते हैं। प्रत्येक सूत्र का अर्थ एवं इकाई भी याद रखें।
यदि V = 220V तथा I = 5A हो, तो P = 220 × 5 = 1100W।
इन सभी सूत्रों का अलग से एक Formula Sheet बनाकर प्रतिदिन दोहराएँ।
❓महत्वपूर्ण प्रश्न (41–50)
विद्युत धारा का सूत्र I = Q/t है।
यदि किसी चालक में Q कूलॉम आवेश t सेकंड में प्रवाहित होता है, तो प्रति सेकंड प्रवाहित आवेश को विद्युत धारा कहते हैं।
यदि 20C आवेश 4 सेकंड में प्रवाहित हो तो धारा = 20/4 = 5A होगी।
धारा का SI मात्रक एम्पियर (A) है।
V = W/Q
प्रति इकाई आवेश को एक स्थान से दूसरे स्थान तक ले जाने में किए गए कार्य को विभवांतर कहते हैं।
यदि 20J कार्य करके 5C आवेश को स्थानांतरित किया जाए तो V = 4V होगा।
विभवांतर का SI मात्रक वोल्ट (V) है।
R = V/I
प्रतिरोध किसी चालक द्वारा विद्युत धारा के प्रवाह में किया गया विरोध है।
यदि V = 12V तथा I = 3A हो तो R = 4Ω होगा।
प्रतिरोध का SI मात्रक ओम (Ω) है।
P = VI
विद्युत शक्ति, प्रति सेकंड खर्च होने वाली विद्युत ऊर्जा की दर है।
220V एवं 2A पर शक्ति = 440W होगी।
P = VI, P = I²R तथा P = V²/R तीनों सूत्र याद रखें।
W = Pt अथवा W = VIt
किसी उपकरण द्वारा एक निश्चित समय में खर्च की गई ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा कहते हैं।
100W का बल्ब 5 घंटे चले तो ऊर्जा = 500Wh होगी।
बिजली का बिल kWh (Unit) में बनाया जाता है।
चालक विद्युत धारा को आसानी से प्रवाहित करते हैं, जबकि कुचालक धारा का प्रवाह नहीं होने देते।
चालकों में मुक्त इलेक्ट्रॉन अधिक होते हैं, जबकि कुचालकों में बहुत कम होते हैं।
चालक – ताँबा, एल्युमिनियम
कुचालक – रबर, प्लास्टिक।
2 अंक के प्रश्न में उदाहरण अवश्य लिखें।
अर्थिंग, फ्यूज/MCB का उपयोग, गीले हाथों से स्विच न छूना तथा खराब तारों का उपयोग न करना।
इन सावधानियों से विद्युत दुर्घटनाओं एवं करंट लगने की संभावना कम हो जाती है।
बरसात में खुले तारों से दूर रहना चाहिए।
विद्युत सुरक्षा से संबंधित प्रश्न अक्सर पूछे जाते हैं।
1 किलोवाट-घंटा (1 kWh) को एक यूनिट कहते हैं।
1000W का उपकरण 1 घंटे चलने पर 1 यूनिट ऊर्जा खर्च करता है।
1kW हीटर × 1 घंटा = 1 Unit
1 Unit = 1kWh = 3.6×10⁶ J
I=Q/t
V=W/Q
V=IR
R=V/I
P=VI
P=I²R
P=V²/R
W=Pt
ये सभी सूत्र वस्तुनिष्ठ, लघु उत्तरीय एवं संख्यात्मक प्रश्नों में उपयोग किए जाते हैं।
सभी सूत्रों की इकाइयाँ भी याद रखें।
ओम का नियम, विद्युत शक्ति, विद्युत ऊर्जा, प्रतिरोध, प्रतिरोधकता, अर्थिंग, फ्यूज, MCB तथा सभी महत्वपूर्ण सूत्र।
इन विषयों से MP Board में हर वर्ष वस्तुनिष्ठ, लघु उत्तरीय एवं संख्यात्मक प्रश्न पूछे जाते हैं। सूत्रों का अभ्यास और उनके प्रयोग को अच्छी तरह समझना आवश्यक है।
यदि V = 220V तथा I = 5A हो तो P = 1100W तथा 2 घंटे में ऊर्जा = 2.2kWh होगी।
परीक्षा से पहले Formula Sheet, Numericals और One Word Questions का कम से कम दो बार अभ्यास करें।
❓ Frequently Asked Questions (FAQ)
⚡ Quick Revision
✅ I = Q/t✅ V = IR
✅ R = V/I
✅ P = VI
✅ P = I²R
✅ P = V²/R
✅ W = Pt
✅ W = VIt
✅ 1 Unit = 1 kWh = 3.6×10⁶ J
📘 Formula Sheet
विद्युत धाराI = Q/t
विभवांतर
V = W/Q
ओम का नियम
V = IR
प्रतिरोध
R = V/I
शक्ति
P = VI
P = I²R
P = V²/R
ऊर्जा
W = Pt
W = VIt
📝 अध्याय सारांश (Chapter Summary)
विद्युत हमारे दैनिक जीवन का एक महत्वपूर्ण भाग है। इस अध्याय में हमने विद्युत धारा, विभवांतर, प्रतिरोध, प्रतिरोधकता, ओम का नियम, प्रतिरोधकों का श्रेणीक्रम एवं समानांतर संयोजन, विद्युत शक्ति, विद्युत ऊर्जा, ऊष्मीय प्रभाव, फ्यूज, MCB तथा अर्थिंग का अध्ययन किया। इन सभी अवधारणाओं का उपयोग घरों, विद्यालयों, उद्योगों तथा वैज्ञानिक उपकरणों में किया जाता है। बोर्ड परीक्षा की दृष्टि से ओम का नियम, विद्युत शक्ति, विद्युत ऊर्जा तथा संख्यात्मक प्रश्न सबसे अधिक महत्वपूर्ण हैं।
🎯 बोर्ड परीक्षा के लिए महत्वपूर्ण बिंदु
- ✅ सभी सूत्र कंठस्थ करें।
- ✅ SI मात्रक एवं उनके चिन्ह याद रखें।
- ✅ ओम का नियम अवश्य लिखना सीखें।
- ✅ Numericals का नियमित अभ्यास करें।
- ✅ Series एवं Parallel Combination का अंतर याद रखें।
- ✅ Fuse, MCB एवं Earthing में अंतर अवश्य पढ़ें।
- ✅ 1 Unit = 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J याद रखें।
- ✅ प्रत्येक उत्तर में सूत्र एवं इकाई लिखने का अभ्यास करें।
📚 परीक्षा में बार-बार पूछे जाने वाले विषय
- ✔ विद्युत धारा
- ✔ विभवांतर
- ✔ ओम का नियम
- ✔ प्रतिरोध
- ✔ प्रतिरोधकता
- ✔ विद्युत शक्ति
- ✔ विद्युत ऊर्जा
- ✔ ऊष्मीय प्रभाव
- ✔ Fuse एवं MCB
- ✔ Earthing
- ✔ Numericals
🏆 निष्कर्ष (Conclusion)
विद्युत अध्याय केवल परीक्षा के लिए ही नहीं बल्कि जीवन में सुरक्षित एवं सही ढंग से विद्युत के उपयोग को समझने के लिए भी अत्यंत महत्वपूर्ण है। यदि विद्यार्थी इस अध्याय के सभी सूत्र, परिभाषाएँ, संख्यात्मक प्रश्न तथा सुरक्षा उपाय अच्छी तरह समझ लेते हैं, तो वे बोर्ड परीक्षा में उत्कृष्ट अंक प्राप्त कर सकते हैं।
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