Electric Potential and Potential Difference Questions in Gujarati

(N/A) વિદ્યુતનો સ્ત્રોત,જેમ કે કોષ (cell),બેટરી અથવા પાવર સપ્લાય,વાહકના બે છેડા વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત જાળવી રાખવામાં મદદ કરે છે. વાહકમાંથી ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ વહેવડાવવા માટે આ વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત જરૂરી છે,જેનાથી વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.

(N/A) જો $1$ $C$ જેટલા વિદ્યુતભારને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી લઈ જવા માટે $1$ $J$ જેટલું કાર્ય કરવું પડતું હોય,તો તે બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $1$ $V$ છે તેમ કહેવાય.
ગાણિતિક રીતે,$V = W / Q$,જ્યાં $V = 1$ $V$,$W = 1$ $J$ અને $Q = 1$ $C$ છે.

(B) દરેક કુલંબ વિદ્યુતભારને આપવામાં આવતી ઊર્જા તેને ખસેડવા માટે જરૂરી કાર્ય જેટલી હોય છે.
કાર્યનું મૂલ્ય નીચેના સૂત્ર દ્વારા મેળવી શકાય છે:
સ્થિતિમાનનો તફાવત $(V)$ = કાર્ય $(W)$ / વિદ્યુતભાર $(Q)$
કાર્ય $(W)$ = સ્થિતિમાનનો તફાવત $(V)$ $\times$ વિદ્યુતભાર $(Q)$
આપેલ છે:
વિદ્યુતભાર $(Q)$ = $1\, C$
સ્થિતિમાનનો તફાવત $(V)$ = $6\, V$
ગણતરી:
કાર્ય $(W)$ = $6\, V \times 1\, C = 6\, J$
તેથી,$6\, V$ ની બેટરીમાંથી પસાર થતા દરેક કુલંબ વિદ્યુતભારને $6\, J$ ઊર્જા આપવામાં આવે છે.

(B) વિદ્યુત પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે,વોલ્ટમીટરને તે બે બિંદુઓની વચ્ચે સમાંતરમાં જોડવું જોઈએ.
આનું કારણ એ છે કે વોલ્ટમીટરનો અવરોધ ખૂબ જ ઊંચો હોય છે,જે સુનિશ્ચિત કરે છે કે તે પરિપથમાંથી નોંધપાત્ર વિદ્યુતપ્રવાહ ખેંચતું નથી,જેનાથી વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવતનું માપન સચોટ રહે છે.

(A) વોલ્ટેજ $(V)$ ને બે બિંદુઓ વચ્ચે વિદ્યુતભારને ખસેડવા માટે કરવામાં આવતા એકમ વિદ્યુતભાર દીઠ કાર્ય $(W)$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
ગાણિતિક રીતે,$V = \frac{W}{Q}$.
આપણે જાણીએ છીએ કે વિદ્યુતપ્રવાહ $(I)$ એ વિદ્યુતભારના વહનનો દર છે,જે $I = \frac{Q}{t}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જેનો અર્થ છે કે $Q = I \times t$.
$Q$ ની આ કિંમતને વોલ્ટેજના સૂત્રમાં મૂકતા,આપણને $V = \frac{W}{I \times t}$ મળે છે.
તેથી,વોલ્ટેજ $\frac{\text{કાર્ય}}{\text{વિદ્યુતપ્રવાહ} \times \text{સમય}}$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.

(N/A) વિદ્યુતક્ષેત્રમાં કોઈ બિંદુએ સ્થિત વિદ્યુત સ્થિતિમાન એટલે અનંત અંતરેથી એકમ ધન વિદ્યુતભારને તે બિંદુ સુધી લાવવા માટે સ્થિત વિદ્યુત બળની વિરુદ્ધમાં કરવા પડતા કાર્યનું મૂલ્ય.

(B) વિદ્યુત સ્થિતિમાનનો $SI$ એકમ વોલ્ટ $(V)$ છે.
તેને એકમ ધન વિદ્યુતભારને અનંત અંતરેથી વિદ્યુતક્ષેત્રના કોઈ બિંદુ સુધી લાવવા માટે કરવા પડતા કાર્ય તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

(N/A) વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં કોઈ બિંદુએ વિદ્યુત સ્થિતિમાન $(V)$ એટલે અનંત અંતરેથી એકમ ધન વિદ્યુતભાર $(q)$ ને તે બિંદુ સુધી લાવવા માટે કરવા પડતા કાર્ય $(W)$ નું મૂલ્ય.
ગાણિતિક રીતે,તેને નીચે મુજબ દર્શાવવામાં આવે છે:
$V = \frac{W}{q}$
જ્યાં:
$V$ = વિદ્યુત સ્થિતિમાન
$W$ = કરેલું કાર્ય
$q$ = વિદ્યુતભાર

(A) સ્થિત-વિદ્યુત સ્થિતિમાનને એકમ ધન વિદ્યુતભારને અનંત અંતરેથી વિદ્યુતક્ષેત્રના કોઈ ચોક્કસ બિંદુ સુધી લાવવા માટે કરવા પડતા કાર્ય તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
કારણ કે કાર્ય એક અદિશ રાશિ છે અને વિદ્યુતભાર પણ એક અદિશ રાશિ છે,તેથી તેમનો ગુણોત્તર,જે સ્થિતિમાનને વ્યાખ્યાયિત કરે છે,તે પણ એક અદિશ રાશિ છે.
તેથી,સ્થિત-વિદ્યુત સ્થિતિમાન એ અદિશ રાશિ છે.

(N/A) વિદ્યુત પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેના સ્થિતિમાનના તફાવતને એકમ ધન વિદ્યુતભારને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી લઈ જવા માટે કરેલા કાર્ય તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
તે એક અદિશ રાશિ છે કારણ કે તેને માત્ર મૂલ્ય હોય છે અને કોઈ ચોક્કસ દિશા હોતી નથી.
સ્થિતિમાનના તફાવતનો $SI$ એકમ વોલ્ટ $(V)$ છે,જે જૂલ પ્રતિ કુલંબ $(J/C)$ ને સમાન છે.

(A) બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત એટલે એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી એકમ વિદ્યુતભારને લઈ જવા માટે કરવું પડતું કાર્ય.
ગાણિતિક રીતે,$V = W / Q$.
જો $W = 1 \text{ જૂલ}$ અને $Q = 1 \text{ કુલંબ}$ હોય,તો $V = 1 \text{ જૂલ} / 1 \text{ કુલંબ} = 1 \text{ વોલ્ટ}$ થાય.
તેથી,જો $1$ કુલંબ વિદ્યુતભારને બે બિંદુઓ વચ્ચે ખસેડવા માટે $1$ જૂલ કાર્ય કરવામાં આવે,તો તે બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $1$ વોલ્ટ કહેવાય છે.

(N/A) વાહકના બે છેડાઓ વચ્ચે અચળ વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત જાળવી રાખવા માટે,તેને વિદ્યુત ઉર્જાના સ્ત્રોત,જેમ કે કોષ અથવા બેટરી સાથે જોડવો જરૂરી છે.
આ વિદ્યુતચાલક બળ $(emf)$ નો સ્ત્રોત વિદ્યુતભારોને ગતિ કરાવવા માટે કાર્ય કરે છે,જેનાથી વાહકમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહનું વહન સતત ચાલુ રહે છે.

(A) બે બિંદુઓ વચ્ચેના વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત એટલે એકમ ધન વિદ્યુતભારને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી લઈ જવા માટે કરવું પડતું કાર્ય. વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવતનો $SI$ એકમ વોલ્ટ $(V)$ છે,જ્યાં $1 \text{ volt} = \frac{1 \text{ joule}}{1 \text{ coulomb}}$. તેથી,$\frac{1 \text{ joule}}{1 \text{ coulomb}}$ માટેનો એક શબ્દ $1 \text{ volt}$ છે.

(N/A) વાહકના બે છેડાઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે 'વોલ્ટમીટર' (voltmeter) નામના સાધનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
વોલ્ટમીટરને હંમેશા જે બે બિંદુઓ વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત માપવો હોય,તેની સાથે સમાંતર જોડાણમાં જોડવામાં આવે છે.
તેનો અવરોધ ખૂબ જ ઊંચો હોય છે જેથી તે પરિપથમાંથી નહિવત વિદ્યુતપ્રવાહ ખેંચે છે.

(B) વોલ્ટમીટર એ વિદ્યુત પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુત સ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે વપરાતું સાધન છે.
પરિપથમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કર્યા વિના આ સ્થિતિમાનનો તફાવત ચોકસાઈપૂર્વક માપવા માટે,તેનો અવરોધ ખૂબ જ ઊંચો હોવો જોઈએ.
તેથી,તેને હંમેશા તે ઘટક અથવા બિંદુઓની સમાંતરમાં જોડવામાં આવે છે જ્યાં સ્થિતિમાનનો તફાવત માપવાની જરૂર હોય છે.

(N/A) વિદ્યુત પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેનો સ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે વપરાતા સાધનને $Voltmeter$ (વોલ્ટમીટર) કહેવામાં આવે છે。
સ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે, $Voltmeter$ ને હંમેશા તે બે બિંદુઓની વચ્ચે $\parallel$ (સમાંતર) ક્રમમાં જોડવામાં આવે છે。

(N/A) સ્થિતિમાન: વિદ્યુતક્ષેત્રમાં કોઈ બિંદુએ સ્થિતિમાન એટલે અનંત અંતરેથી એકમ ધન વિદ્યુતભારને તે બિંદુ સુધી લાવવા માટે કરવા પડતા કાર્યનું મૂલ્ય.
સ્થિતિમાનનો તફાવત: વિદ્યુત પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેનો સ્થિતિમાનનો તફાવત એટલે એકમ ધન વિદ્યુતભારને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી લઈ જવા માટે કરવા પડતા કાર્યનું મૂલ્ય.
સ્થિતિમાન અને સ્થિતિમાનના તફાવત બંનેનો $SI$ એકમ વોલ્ટ $(V)$ છે.

(N/A) જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકના બે બિંદુઓ વચ્ચે $1$ કુલંબ વિદ્યુતભારને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી લઈ જવા માટે $1$ જૂલ કાર્ય કરવું પડે,ત્યારે તે બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $1$ વોલ્ટ કહેવાય છે.
ગાણિતિક રીતે,$V = W / Q$,જ્યાં $V = 1$ વોલ્ટ,$W = 1$ જૂલ અને $Q = 1$ કુલંબ છે.

(N/A) વાહકના બે છેડા વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત જાળવી રાખવા માટે વપરાતા સાધનને કોષ (cell) અથવા બેટરી કહેવામાં આવે છે.
કોષની પરિપથ સંજ્ઞામાં બે સમાંતર ઉભી રેખાઓ હોય છે,જેમાં લાંબી રેખા ધન ધ્રુવ $(+)$ અને ટૂંકી અને જાડી રેખા ઋણ ધ્રુવ $(-)$ દર્શાવે છે.
કોષની પરિપથ સંજ્ઞા:
$| |$ (લાંબી રેખા: $+$,ટૂંકી રેખા: $-$)

(N/A) વોલ્ટમીટર એ વિદ્યુત પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુત સ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે વપરાતું સાધન છે.
તેને હંમેશા જે ઘટક કે પરિપથના ભાગમાં વિદ્યુત સ્થિતિમાનનો તફાવત માપવાનો હોય,તેની સાથે સમાંતર જોડાણમાં જોડવામાં આવે છે.

(A) કોઈ બિંદુ આગળ વિદ્યુતસ્થિતિમાન $V$ એટલે એકમ ધન વિદ્યુતભાર $q$ ને અનંત અંતરેથી તે બિંદુ સુધી લાવવા માટે કરવું પડતું કાર્ય $W$ છે.
તેનું સૂત્ર $V = \frac{W}{q}$ છે.
અહીં આપેલ કિંમતો $W = 2 \times 10^{-3} \text{ J}$ અને $q = 10 \times 10^{-6} \text{ C}$ છે.
આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા:
$V = \frac{2 \times 10^{-3}}{10 \times 10^{-6}} = \frac{2}{10} \times 10^{(-3 + 6)} = 0.2 \times 10^3 = 200 \text{ V}$.
આમ, બિંદુ $P$ આગળ વિદ્યુતસ્થિતિમાન $200 \text{ V}$ થશે.

(N/A) ધાતુઓમાં,મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન અસ્તવ્યસ્ત ઉષ્મીય ગતિની સ્થિતિમાં હોય છે. બાહ્ય વિદ્યુતક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં,કોઈપણ દિશામાં આ ઇલેક્ટ્રોનનો સરેરાશ વેગ શૂન્ય હોય છે,જેનો અર્થ છે કે વિદ્યુતભારનો કોઈ ચોખ્ખો પ્રવાહ વહેતો નથી. વિદ્યુત પ્રવાહ એટલે વિદ્યુતભારના વહનનો દર. ચોખ્ખો પ્રવાહ વહેવા માટે,વાહકની આસપાસ બાહ્ય વિદ્યુત સ્થિતિમાનનો તફાવત લાગુ કરવો જરૂરી છે. આ સ્થિતિમાનનો તફાવત એક વિદ્યુતક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે જે ઇલેક્ટ્રોન પર બળ લગાડે છે,જેના કારણે તેઓ એક ચોક્કસ દિશામાં ડ્રિફ્ટ (ખસે) છે,અને આમ વિદ્યુત પ્રવાહ સ્થાપિત થાય છે.

(N/A) વાહકમાં વિદ્યુતભારો ત્યારે જ ગતિ કરી શકે છે જ્યારે તેના બે છેડાઓ વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત (potential difference) હોય. આ વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત વિદ્યુતક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરવા માટે જરૂરી છે,જે વિદ્યુતભારો પર બળ લગાડે છે અને તેમને વહેવા માટે પ્રેરે છે. વિદ્યુત પરિપથમાં આ વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત જાળવી રાખવા માટે વપરાતા સાધનને વિદ્યુત કોષ (electric cell) અથવા બેટરી (એક કે તેથી વધુ કોષોનું સંયોજન) કહેવામાં આવે છે.

(A) આપેલ છે: વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $(V) = 20 \ V$,કાર્ય $(W) = 40 \ J$.
આપણે જાણીએ છીએ કે બે બિંદુઓ વચ્ચે વિદ્યુતભાર $(Q)$ ને ખસેડવા માટે કરવામાં આવતું કાર્ય નીચેના સૂત્ર દ્વારા મળે છે:
$W = Q \times V$
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$40 \ J = Q \times 20 \ V$
$Q = \frac{40 \ J}{20 \ V} = 2 \ C$
આપણે એ પણ જાણીએ છીએ કે કુલ વિદ્યુતભાર $(Q)$ એ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ સાથે નીચે મુજબ સંબંધિત છે:
$Q = n \times e$
જ્યાં $e$ એ મૂળભૂત વિદ્યુતભાર છે,$e = 1.6 \times 10^{-19} \ C$.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$:
$n = \frac{Q}{e} = \frac{2 \ C}{1.6 \times 10^{-19} \ C} = 1.25 \times 10^{19}$

(N/A) જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત વાહકના બે બિંદુઓ વચ્ચે $1 \ C$ વિદ્યુતભારને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી લઈ જવા માટે $1 \ J$ કાર્ય કરવું પડે,ત્યારે તે બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $1 \ V$ કહેવાય છે.
$(b)$ વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $(V)$,કાર્ય $(W)$ અને વિદ્યુતભાર $(Q)$ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે: $V = W / Q$.
આપેલ છે:
કાર્ય $(W)$ = $100 \ J$
વિદ્યુતભાર $(Q)$ = $20 \ C$
સૂત્ર $V = W / Q$ નો ઉપયોગ કરતા:
$V = 100 \ J / 20 \ C = 5 \ V$.
આમ,બેટરીના બે ટર્મિનલ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $5 \ V$ છે.

$(a)$ વિદ્યુતપ્રવાહ ધરાવતા વિદ્યુત પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત એટલે એકમ ધન વિદ્યુતભારને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી લઈ જવા માટે કરવું પડતું કાર્ય.
$(b)$ વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે વપરાતા સાધનને વોલ્ટમીટર કહે છે. તેને હંમેશા જે બે બિંદુઓ વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત માપવો હોય તેની સાથે સમાંતર જોડાણમાં જોડવામાં આવે છે.
$(c)$ આપેલ છે: વિદ્યુતપ્રવાહ $(I) = 2 \, A$, સમય $(t) = 1 \, \text{minute} = 60 \, s$, વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $(V) = 3 \, V$.
સૌ પ્રથમ, વહેતા કુલ વિદ્યુતભાર $(Q)$ ની ગણતરી કરો: $Q = I \times t = 2 \, A \times 60 \, s = 120 \, C$.
હવે, $W = V \times Q$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને થયેલા કાર્ય $(W)$ ની ગણતરી કરો: $W = 3 \, V \times 120 \, C = 360 \, J$.
આમ, થયેલું કાર્ય $360 \, J$ છે.

(B) આપેલ છે: વિદ્યુતભાર $(Q) = 2 \, C$,વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $(V) = 12 \, V$.
બે બિંદુઓ વચ્ચે વિદ્યુતભારને લઈ જવા માટે કરવા પડતા કાર્ય $(W)$ નું સૂત્ર $W = Q \times V$ છે.
આપેલ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા:
$W = 2 \, C \times 12 \, V = 24 \, J$.
આમ,કરવું પડતું કાર્ય $24 \, J$ છે.

(B) આપેલ છે: વિદ્યુતભાર $q = 2 \ C$,પ્રારંભિક સ્થિતિમાન $V_1 = 118 \ V$,અંતિમ સ્થિતિમાન $V_2 = 128 \ V$.
આપણે જાણીએ છીએ કે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $V$ એ એકમ વિદ્યુતભાર દીઠ કરેલા કાર્ય $W$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે,એટલે કે $V = W / q$.
તેથી,કરેલું કાર્ય $W = q \times (V_2 - V_1)$.
કિંમતો મૂકતા: $W = 2 \times (128 - 118) = 2 \times 10 = 20 \ J$.
આમ,કુલ કરેલું કાર્ય $20 \ J$ છે.

(D) વિદ્યુતપ્રવાહ એટલે ઉચ્ચ સ્થિતિમાન (potential) ધરાવતા વિસ્તારમાંથી નીચા સ્થિતિમાન ધરાવતા વિસ્તાર તરફ વિદ્યુતભારનું વહન.
જ્યારે બે વિદ્યુતભારીત પદાર્થોને જોડવામાં આવે છે,ત્યારે તેમની વચ્ચેના સ્થિતિમાનના તફાવતને કારણે વિદ્યુતભારનું વહન થાય છે.
જો બંને પદાર્થો સમાન સ્થિતિમાન ધરાવતા હોય,તો તેમની વચ્ચે કોઈ સ્થિતિમાનનો તફાવત $(V_1 - V_2 = 0)$ હોતો નથી.
પરિણામે,બંને પદાર્થો વચ્ચે કોઈ વિદ્યુતપ્રવાહ વહેશે નહીં.

(B) વિદ્યુત સ્થિતિમાન અને સ્થિતિમાનનો તફાવત એ અદિશ રાશિઓ છે.
તેમને એકમ ધન વિદ્યુતભારને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી લઈ જવા માટે કરવા પડતા કાર્ય તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
તેમની પાસે માત્ર મૂલ્ય હોય છે અને તેમની સાથે કોઈ ચોક્કસ દિશા જોડાયેલી હોતી નથી,તેથી તેમને અદિશ રાશિઓ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(A) કોઈ બિંદુ પર વિદ્યુત સ્થિતિમાન એટલે અનંત અંતરેથી એકમ ધન વીજભારને તે બિંદુ સુધી લાવવા માટે કરવું પડતું કાર્ય.
જો પદાર્થ ધન વીજભારિત હોય,તો તે એકમ ધન વીજભાર પર અપાકર્ષણ બળ લગાડે છે,જેનો અર્થ છે કે વીજભારને નજીક લાવવા માટે વિદ્યુતક્ષેત્રની વિરુદ્ધ કાર્ય કરવું પડે છે. તેથી,સ્થિતિમાન ધન હોય છે.
તેનાથી વિપરીત,જો પદાર્થ ઋણ વીજભારિત હોય,તો તે એકમ ધન વીજભાર પર આકર્ષણ બળ લગાડે છે,જેનો અર્થ છે કે વિદ્યુતક્ષેત્ર પોતે કાર્ય કરે છે. તેથી,સ્થિતિમાન ઋણ હોય છે.
આથી,આપેલ વિધાન સાચું છે.

(A) પરંપરાગત રીતે,વિદ્યુત પ્રવાહની દિશાને ધન વીજભારોના વહનની દિશા તરીકે લેવામાં આવે છે. ધન વીજભારો હંમેશા ઉચ્ચ વિદ્યુત સ્થિતિમાન ધરાવતા વિસ્તારથી નીચા વિદ્યુત સ્થિતિમાન ધરાવતા વિસ્તાર તરફ ગતિ કરે છે. આ પ્રવાહ ત્યાં સુધી ચાલુ રહે છે જ્યાં સુધી બંને બિંદુઓ વચ્ચેનો સ્થિતિમાનનો તફાવત શૂન્ય ન થાય.

(A) બેટરી અથવા કોષ એ એક એવું સાધન છે જે રાસાયણિક ઊર્જાનું વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતર કરે છે. તે વાહકના બે છેડાઓ વચ્ચે અચળ વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત (વોલ્ટેજ) જાળવી રાખે છે,જે પરિપથમાં ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ (વિદ્યુતપ્રવાહ) વહેવડાવે છે. તેથી,આ વિધાન સાચું છે.

(A) વૉલ્ટેજ $(V)$ ને વિદ્યુત પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચે વિદ્યુતભાર $(Q)$ ને ખસેડવા માટે કરવામાં આવેલા કાર્ય $(W)$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
ગાણિતિક રીતે,$V = W / Q$.
જેમ કે વિદ્યુત પ્રવાહ $(I)$ એ વિદ્યુતભારના વહેવાનો દર છે,તેથી $I = Q / t$,જેનો અર્થ છે કે $Q = I \times t$.
વૉલ્ટેજના સૂત્રમાં $Q = I \times t$ મૂકતા,આપણને $V = W / (I \times t)$ મળે છે.
તેથી,સાચું સૂત્ર $\text{કાર્ય} / (\text{પ્રવાહ} \times \text{સમય})$ છે.

(B) વિદ્યુત સ્થિતિમાનનો તફાવત $(V)$ એટલે એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી એકમ ધન વિદ્યુતભારને લઈ જવા માટે કરવા પડતા કાર્ય $(W)$ અને વિદ્યુતભાર $(Q)$ નો ગુણોત્તર.
ગાણિતિક રીતે,$V = W / Q$.
કાર્ય $(W)$ નો એકમ જૂલ $(J)$ છે અને વિદ્યુતભાર $(Q)$ નો એકમ કુલંબ $(C)$ છે.
તેથી,વિદ્યુત સ્થિતિમાનના તફાવતનો એકમ $J/C$ છે,જેને વોલ્ટ $(V)$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

(C) બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $(V)$ એ એકમ ધન વિદ્યુતભારને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી લઈ જવા માટે કરવા પડતા કાર્ય $(W)$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
સૂત્ર: $V = \frac{W}{Q}$
આપેલ છે:
કાર્ય $(W)$ = $15 \,J$
વિદ્યુતભાર $(Q)$ = $3 \,C$
ગણતરી:
$V = \frac{15 \,J}{3 \,C} = 5 \,V$
તેથી,બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $5 \,V$ છે.

(C) વિદ્યુત પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેના વિદ્યુત સ્થિતિમાનના તફાવતને એકમ ધન વિદ્યુતભારને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી લઈ જવા માટે કરેલા કાર્ય તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
તેનો $SI$ એકમ વોલ્ટ $(V)$ છે,જેનું નામ ઇટાલિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી એલેસાન્ડ્રો વોલ્ટાના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે.
$1 \text{ વોલ્ટ} = 1 \text{ જૂલ} / 1 \text{ કુલંબ}$.
તેથી,સાચો એકમ વોલ્ટ છે.

(B) બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુત સ્થિતિમાનનો તફાવત $(V)$ એ એકમ ધન વિદ્યુતભાર $(Q)$ ને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી લઈ જવા માટે કરવામાં આવેલા કાર્ય $(W)$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
ગાણિતિક રીતે,$V = W / Q$.
કાર્ય $(W)$ નો એકમ જૂલ $(J)$ છે અને વિદ્યુતભાર $(Q)$ નો એકમ કુલંબ $(C)$ છે.
તેથી,વિદ્યુત સ્થિતિમાનના તફાવતનો એકમ $Joule/Coulomb$ $(J/C)$ છે,જેને વોલ્ટ $(V)$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

(C) વિદ્યુત સ્થિતિમાન (અથવા સ્થિતિમાનનો તફાવત) નો $SI$ એકમ $volt$ $(V)$ છે.
વિદ્યુત પ્રવાહને $ampere$ $(A)$ માં માપવામાં આવે છે.
અવરોધને $ohm$ ($\Omega$) માં માપવામાં આવે છે.
વિદ્યુત ઉર્જાને $joule$ $(J)$ અથવા $kilowatt-hour$ $(kWh)$ માં માપવામાં આવે છે.
તેથી, સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) વિદ્યુત પરિપથમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુત સ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે વપરાતા સાધનને $Voltmeter$ (વોલ્ટમીટર) કહેવામાં આવે છે.
તેને હંમેશા જે બે બિંદુઓ વચ્ચે સ્થિતિમાનનો તફાવત માપવાનો હોય,તેની સાથે સમાંતર જોડાણમાં જોડવામાં આવે છે.
$Ammeter$ (એમીટર) નો ઉપયોગ વિદ્યુત પ્રવાહ માપવા માટે થાય છે.
$Galvanometer$ (ગેલ્વેનોમીટર) નો ઉપયોગ નાના વિદ્યુત પ્રવાહની હાજરી પારખવા માટે થાય છે.
$Voltameter$ (વોલ્ટામીટર) એ એક વિદ્યુતવિભાજ્ય કોષ છે જેનો ઉપયોગ રાસાયણિક પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થતા વિદ્યુત જથ્થાને માપવા માટે થાય છે.

(A) વિદ્યુત સ્થિતિમાનના તફાવત $(V)$ માં વિદ્યુતભાર $(Q)$ ને ખસેડવા માટે કરવામાં આવતું કાર્ય $(W)$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $W = Q \times V$.
આપેલ છે:
વિદ્યુતભાર $(Q)$ = $2 \, C$
વિદ્યુત સ્થિતિમાનનો તફાવત $(V)$ = $6 \, V$
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા:
$W = 2 \, C \times 6 \, V = 12 \, J$.
તેથી,કરવામાં આવેલ કાર્ય $12 \, J$ છે.