$(a)$ પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેના વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે વપરાતા સાધનનું નામ આપો. વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવતના એકમને વિદ્યુતભાર અને કાર્યના $SI$ એકમના સંદર્ભમાં વ્યાખ્યાયિત કરો. $(i)$ ચલ અવરોધ (variable resistor) અને $(ii)$ બંધ પ્લગ કળ (closed plug key) માટેની પરિપથ સંજ્ઞાઓ દોરો.
$(b)$ નીચે બે વિદ્યુત પરિપથ $(I)$ અને $(II)$ દર્શાવેલ છે.
$(i)$ બંને પરિપથમાંથી કયા પરિપથમાં અવરોધ વધારે છે?
$(ii)$ કયા પરિપથમાંથી વધુ વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે?
$(iii)$ કયા પરિપથમાં દરેક અવરોધક વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત સમાન હોય છે?
$(iv)$ જો $R_{1} > R_{2} > R_{3}$ હોય,તો કયા પરિપથમાં અન્ય બે અવરોધકોની સરખામણીમાં $R_{1}$ માં વધુ ઉષ્મા ઉત્પન્ન થશે?

(A) પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેના વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે વપરાતું સાધન વોલ્ટમીટર છે.
વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવતનો $SI$ એકમ વોલ્ટ $(V)$ છે. તેને એકમ ધન વિદ્યુતભાર $(q)$ ને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી લઈ જવા માટે કરવામાં આવેલા કાર્ય $(W)$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે,એટલે કે $V = \frac{W}{q}$. આમ,$1 \text{ Volt} = 1 \text{ Joule} / 1 \text{ Coulomb}$.
પરિપથ સંજ્ઞાઓ નીચે મુજબ છે:
$(i)$ ચલ અવરોધ: અવરોધની સંજ્ઞા પર તીરનું નિશાન.
$(ii)$ બંધ પ્લગ કળ: અંદર ટપકાં સાથેનું વર્તુળ.
$(b)$ $(i)$ પરિપથ $(I)$ માં અવરોધ વધારે છે કારણ કે અવરોધકો શ્રેણીમાં જોડાયેલા છે,અને સમતુલ્ય અવરોધ એ વ્યક્તિગત અવરોધોનો સરવાળો છે $(R_{eq} = R_{1} + R_{2} + R_{3})$.
$(ii)$ પરિપથ $(II)$ માંથી વધુ વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે કારણ કે સમાંતર જોડાણમાં સમતુલ્ય અવરોધ વ્યક્તિગત અવરોધો કરતા ઓછો હોય છે,જેનાથી સ્ત્રોતમાંથી કુલ પ્રવાહ વધે છે.
$(iii)$ પરિપથ $(II)$ માં દરેક અવરોધક વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત સમાન હોય છે કારણ કે તેઓ સમાંતર જોડાયેલા છે.
$(iv)$ પરિપથ $(I)$ માં $R_{1}$ માં વધુ ઉષ્મા ઉત્પન્ન થશે કારણ કે શ્રેણી પરિપથમાં,વિદ્યુતપ્રવાહ $(I)$ બધા અવરોધકોમાંથી સમાન વહે છે,અને ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા $H = I^{2}Rt$ છે. $R_{1}$ સૌથી મોટો અવરોધ હોવાથી,તે સૌથી વધુ ઉષ્મા ઉત્પન્ન કરશે.