Electric Current and Circuit Questions in Hindi

(D) मुक्त इलेक्ट्रॉन वे आवेश वाहक होते हैं जो चालकों में विद्युत धारा के प्रवाह के लिए जिम्मेदार होते हैं।
तांबा,चांदी और एल्युमीनियम जैसी धातुएं विद्युत की सुचालक होती हैं क्योंकि उनकी परमाणु संरचना में बड़ी संख्या में मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं।
प्लास्टिक विद्युत का कुचालक (अचालक) है।
कुचालकों में,इलेक्ट्रॉन अपने संबंधित परमाणुओं से मजबूती से बंधे होते हैं और गति करने के लिए स्वतंत्र नहीं होते हैं,जो विद्युत धारा के प्रवाह को रोकता है।
इसलिए,प्लास्टिक में मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं।

(A) दो स्थिर बिंदु आवेशों के बीच लगने वाले विद्युत बल को कूलम्ब के नियम द्वारा निर्धारित किया जाता है।
कूलम्ब के नियम के अनुसार,$r$ दूरी पर स्थित दो बिंदु आवेशों ($q_1$ और $q_2$) के बीच लगने वाले स्थिर विद्युत बल $(F)$ का परिमाण आवेशों के परिमाण के गुणनफल के समानुपाती और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
इसका सूत्र इस प्रकार है: $F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2}$,जहाँ $k$ कूलम्ब नियतांक है।

(B) विद्युत धारा को किसी चालक के अनुप्रस्थ काट से विद्युत आवेश के प्रवाह की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है।
गणितीय रूप से,इसे $I = Q / t$ के रूप में व्यक्त किया जाता है,जहाँ $I$ विद्युत धारा है,$Q$ कुल आवेश है,और $t$ लिया गया समय है।
विद्युत धारा का $SI$ मात्रक एम्पीयर $(A)$ है।

(D) विद्युत धारा का $SI$ मात्रक $Ampere$ $(A)$ है।
विद्युत धारा को किसी चालक से प्रवाहित होने वाले विद्युत आवेश की प्रवाह दर के रूप में परिभाषित किया जाता है।
एक $Ampere$ का अर्थ है प्रति सेकंड प्रवाहित होने वाला एक $Coulomb$ आवेश $(1 \ A = 1 \ C/s)$।

(A) विद्युत धारा $(I)$ को किसी चालक से विद्युत आवेश $(Q)$ के प्रवाह की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है।
गणितीय रूप से,$I = Q / t$ होता है।
आवेश $(Q)$ की $SI$ इकाई कूलम्ब $(C)$ है और समय $(t)$ की $SI$ इकाई सेकंड $(s)$ है।
अतः,विद्युत धारा की इकाई $Coulomb/second$ $(C/s)$ है,जिसे एम्पियर $(A)$ कहा जाता है।

(D) उपसर्ग $m$ का अर्थ मिली (milli) है,जो $10^{-3}$ के गुणक को दर्शाता है।
इसलिए,$1\, mA = 1 \times 10^{-3}\, A$ होता है।
अतः,$1\, mA = 10^{-3}\, A$ है।

(D) उपसर्ग $\mu$ (माइक्रो) $10^{-6}$ का एक गुणक दर्शाता है।
इसलिए,$1 \, \mu A$,$10^{-6} \, A$ के बराबर होता है।

(D) हम जानते हैं कि $1 \text{ मिलीएम्पियर } (mA) = 10^{-3} \text{ एम्पियर } (A)$ होता है।
साथ ही,$1 \text{ माइक्रोएम्पियर } (\mu A) = 10^{-6} \text{ एम्पियर } (A)$ होता है।
$1 \text{ mA}$ का मान $\mu A$ में ज्ञात करने के लिए:
$1 \text{ mA} = x \times 1 \mu A$
$10^{-3} \text{ A} = x \times 10^{-6} \text{ A}$
$x = \frac{10^{-3}}{10^{-6}}$
$x = 10^{-3 - (-6)} = 10^{-3 + 6} = 10^{3}$
अतः,$1 \text{ mA} = 10^{3} \mu A$ होता है।

(B) विद्युत धारा का सूत्र $I = Q / t$ है,जहाँ $I$ धारा है,$Q$ कुल आवेश है,और $t$ समय है।
यहाँ $I = 1 \text{ A}$ और $t = 1 \text{ s}$ दिया गया है,इसलिए कुल आवेश $Q = I \times t = 1 \text{ A} \times 1 \text{ s} = 1 \text{ C}$ है।
आवेश के क्वांटीकरण के अनुसार $Q = n \times e$,जहाँ $n$ इलेक्ट्रॉनों की संख्या है और $e$ इलेक्ट्रॉन का आवेश $(e \approx 1.6 \times 10^{-19} \text{ C})$ है।
$n$ ज्ञात करने के लिए,सूत्र को इस प्रकार व्यवस्थित करते हैं: $n = Q / e$।
मान रखने पर: $n = 1 \text{ C} / (1.6 \times 10^{-19} \text{ C}) = 0.625 \times 10^{19} = 6.25 \times 10^{18}$।
अतः,प्रति सेकंड $6.25 \times 10^{18}$ इलेक्ट्रॉन चालक से होकर गुजरेंगे।

(C) परिपथ में विद्युत धारा को मापने के लिए $Ammeter$ (एमीटर) का उपयोग किया जाता है। इसे हमेशा उस घटक के साथ श्रेणीक्रम (series) में जोड़ा जाता है जिससे होकर विद्युत धारा मापी जानी है। $Voltmeter$ (वोल्टमीटर) विभवांतर मापता है,$Galvanometer$ (गैल्वेनोमीटर) विद्युत धारा की उपस्थिति का पता लगाता है,और $Wattmeter$ (वाटमीटर) विद्युत शक्ति को मापता है।

(C) परंपरागत रूप से,विद्युत धारा की दिशा को धनात्मक आवेशों के प्रवाह की दिशा के रूप में लिया जाता है।
चूंकि इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक रूप से आवेशित कण होते हैं,इसलिए वे स्रोत के ऋणात्मक टर्मिनल से धनात्मक टर्मिनल की ओर प्रवाहित होते हैं।
अतः,परंपरागत विद्युत धारा की दिशा इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह की दिशा के विपरीत मानी जाती है।

(A) साधारण बैटरी,जिसे वोल्टाइक पाइल के रूप में जाना जाता है,का आविष्कार इतालवी भौतिक विज्ञानी एलेसेंड्रो वोल्टा ने $1800$ में किया था।
यह पहली विद्युत बैटरी थी जो किसी परिपथ को निरंतर विद्युत धारा प्रदान कर सकती थी।
इसलिए,सही विकल्प $A$ है।

(B) वोल्टीय सेल (या किसी भी विद्युत-रासायनिक सेल) में,इलेक्ट्रोड पर रासायनिक अभिक्रियाएं होती हैं।
बाहरी परिपथ में,इलेक्ट्रॉन एनोड (ऋणात्मक इलेक्ट्रोड) से कैथोड (धनात्मक इलेक्ट्रोड) की ओर प्रवाहित होते हैं।
इलेक्ट्रॉनों का यह प्रवाह विद्युत धारा का निर्माण करता है,जिसे पारंपरिक रूप से धनात्मक टर्मिनल से ऋणात्मक टर्मिनल की ओर प्रवाहित माना जाता है (जो इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह की दिशा के विपरीत है)।
इसलिए,इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह की सही दिशा ऋणात्मक इलेक्ट्रोड से धनात्मक इलेक्ट्रोड की ओर होती है।

(A) विद्युत परिपथ में,विद्युत सेल के प्रतीक में असमान लंबाई की दो समानांतर ऊर्ध्वाधर रेखाएँ होती हैं। लंबी रेखा धनात्मक टर्मिनल $(+)$ को दर्शाती है और छोटी,मोटी रेखा ऋणात्मक टर्मिनल $(-)$ को दर्शाती है।
विकल्प $A$ इस प्रतीक को सही ढंग से दर्शाता है।

(C) विद्युत आवेश का $SI$ मात्रक कूलम्ब $(C)$ है।
$1$ कूलम्ब उस आवेश की मात्रा के रूप में परिभाषित है जो किसी परिपथ के एक बिंदु से $1$ सेकंड में $1$ एम्पियर की धारा प्रवाहित होने पर गुजरता है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(C) दिया गया है:
विद्युत धारा $(I)$ = $0.5\;A$
समय $(t)$ = $1\;\text{घंटा }= 60 \times 60\;\text{सेकंड }= 3600\;s$
सूत्र:
विद्युत आवेश $(Q)$ = $I \times t$
गणना:
$Q = 0.5\;A \times 3600\;s$
$Q = 1800\;C$
अतः, बल्ब से प्रवाहित होने वाला कुल विद्युत आवेश $1800\;C$ है।

(C) विद्युत धारा $(I)$ का सूत्र $I = \frac{Q}{t}$ है, जहाँ $Q$ आवेश है और $t$ समय सेकंड में है。
दिया गया है: आवेश $(Q) = 1800\,C$, समय $(t) = 1\,\text{घंटा} = 60 \times 60\,s = 3600\,s$.
सूत्र में मान रखने पर: $I = \frac{1800}{3600} = 0.5\,A$.
अतः, बल्ब से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा $0.5\,A$ है.

(C) किसी उपकरण द्वारा खींची गई विद्युत धारा $I$ का मान सूत्र $P = V \times I$ से प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है $I = P / V$।
प्रत्येक विकल्प के लिए विद्युत धारा की गणना करते हैं:
$A) I = 40 \ W / 110 \ V \approx 0.36 \ A$
$B) I = 75 \ W / 220 \ V \approx 0.34 \ A$
$C) I = 60 \ W / 110 \ V \approx 0.54 \ A$
$D) I = 100 \ W / 220 \ V \approx 0.45 \ A$
इन मानों की तुलना करने पर,$110 \ V / 60 \ W$ रेटिंग वाला उपकरण अधिकतम विद्युत धारा लगभग $0.54 \ A$ खींचता है।

(A) बैटरी एक ऐसा उपकरण है जो रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
यह इलेक्ट्रॉनों का एक ही दिशा में निरंतर प्रवाह उत्पन्न करता है,जिसे दिष्ट धारा $(DC)$ के रूप में जाना जाता है।
प्रत्यावर्ती धारा $(AC)$ के विपरीत,जो समय-समय पर अपनी दिशा बदलती है,बैटरी से प्राप्त धारा समय के साथ अपनी ध्रुवीयता और दिशा में स्थिर रहती है।
इसलिए,सही विकल्प $A$ है।

(B) $Galvanometer$ (गैल्वेनोमीटर) एक विद्युत-यांत्रिक उपकरण है जिसका उपयोग विद्युत धारा का पता लगाने और उसे दर्शाने के लिए किया जाता है।
यह इस सिद्धांत पर कार्य करता है कि जब किसी धारावाही कुंडली को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है,तो उस पर एक टॉर्क (आघूर्ण) कार्य करता है।
जब कुंडली से थोड़ी भी विद्युत धारा प्रवाहित होती है,तो इसमें विक्षेप उत्पन्न होता है,जो धारा की उपस्थिति और दिशा को दर्शाता है।
इसके विपरीत,$Voltmeter$ (वोल्टमीटर) विभवांतर मापता है,$Fuse$ (फ्यूज) एक सुरक्षा उपकरण है,और $Battery$ (बैटरी) विद्युत ऊर्जा का स्रोत है।

(D) डायरेक्ट करंट $(DC)$ विद्युत धारा का एक प्रकार है जो केवल एक ही दिशा में प्रवाहित होती है।
अल्टरनेटिंग करंट $(AC)$ के विपरीत,जो समय-समय पर अपनी दिशा और परिमाण को बदलता है,$DC$ समय के साथ अपनी ध्रुवीयता और परिमाण को स्थिर रखता है।
आवृत्ति को अल्टरनेटिंग तरंग के प्रति सेकंड पूर्ण होने वाले चक्रों की संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है।
चूंकि $DC$ वोल्टेज दोलन नहीं करता है और न ही अपनी दिशा बदलता है,इसलिए यह कोई चक्र पूरा नहीं करता है।
अतः,$DC$ वोल्टेज की आवृत्ति $0 \ Hz$ होती है।

(C) दिष्ट धारा $(DC)$ विद्युत आवेश का एकदिशीय प्रवाह है।
अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जिनमें बैटरी होती है या संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक सर्किट होते हैं,जैसे कि सेलफोन,$DC$ पर काम करते हैं।
रेफ्रिजरेटर,ट्यूबलाइट और विद्युत पंखे जैसे उपकरण आमतौर पर पावर ग्रिड द्वारा आपूर्ति की जाने वाली प्रत्यावर्ती धारा $(AC)$ पर चलते हैं।