Domestic Electric Circuits Questions in Gujarati

(N/A) $(i)$ બે ભૂલો નીચે મુજબ છે:
$(a)$ ફ્યુઝ ખોટી રીતે તટસ્થ તાર $(N)$ સાથે જોડાયેલ છે; સુરક્ષા સુનિશ્ચિત કરવા માટે તેને લાઈવ વાયર $(L)$ સાથે જોડવો આવશ્યક છે જેથી ખામી સર્જાય ત્યારે તે પરિપથને તોડી શકે.
$(b)$ બલ્બ $B_{2}$ તટસ્થ તાર સાથે જોડાયેલ નથી,જેનો અર્થ છે કે $B_{2}$ માટેનો પરિપથ અધૂરો છે અને તે પ્રકાશિત થશે નહીં.
$(ii)$ ઇલેક્ટ્રિક હીટરનું તત્વ ઊંચા ગલનબિંદુ ધરાવતા પદાર્થ (જેમ કે નાઈક્રોમ) માંથી બનેલું હોય છે જેથી તે પીગળ્યા વિના ઊંચા તાપમાનને સહન કરી શકે. તેનાથી વિપરીત,ફ્યુઝનો તાર નીચા ગલનબિંદુ ધરાવતા પદાર્થનો બનેલો હોય છે જેથી જ્યારે વધુ પડતો વિદ્યુતપ્રવાહ વહે ત્યારે તે પીગળી જાય અને પરિપથને તોડી નાખે.
$(iii)$ શ્રેણી જોડાણની સરખામણીમાં સમાંતર જોડાણના બે ફાયદા નીચે મુજબ છે:
$(a)$ દરેક ઉપકરણને પાવર સપ્લાય જેટલો જ સમાન વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત (વોલ્ટેજ) મળે છે.
$(b)$ દરેક ઉપકરણ માટે અલગ સ્વીચ હોય છે,જેનાથી અન્ય ઉપકરણોને અસર કર્યા વિના તેને સ્વતંત્ર રીતે ચાલુ કે બંધ કરી શકાય છે.

(N/A) $(i)$
$(a) 220 \ V$
$(b) 50 \ Hz$
$(ii)$
$(a)$ અર્થિંગ વાયર: અર્થિંગ વાયર એ જાડો ધાતુનો વાયર છે જે જમીનમાં ઊંડે દાટેલી ધાતુની પ્લેટ સાથે જોડાયેલ હોય છે. તેનો ઉપયોગ ધાતુની બોડી ધરાવતા ઉપકરણો,જેમ કે ટોસ્ટર વગેરે માટે સુરક્ષાના માપદંડ તરીકે થાય છે. ઉપકરણની ધાતુની બોડી અર્થિંગ વાયર સાથે જોડાયેલી હોય છે,જે વિદ્યુતપ્રવાહ માટે ઓછા અવરોધવાળો માર્ગ પૂરો પાડે છે. તે સુનિશ્ચિત કરે છે કે ધાતુની બોડીમાં વિદ્યુતપ્રવાહનું લીકેજ થાય તો તેનું વિદ્યુતસ્થિતિમાન પૃથ્વીના વિદ્યુતસ્થિતિમાન જેટલું જ રહે,જેથી વપરાશકર્તાને સ્પર્શ કરવાથી જોરદાર વીજળીનો આંચકો ન લાગે.
$(b)$ ફ્યુઝ: તે નીચા ગલનબિંદુ ધરાવતી મિશ્રધાતુમાંથી બનેલો વાયરનો ટુકડો છે. જો પરિપથમાંથી નિર્ધારિત મૂલ્ય કરતા વધારે વિદ્યુતપ્રવાહ વહે,તો ફ્યુઝ વાયરનું તાપમાન વધે છે અને તે પીગળી જાય છે. આનાથી પરિપથ તૂટી જાય છે અને ઉપકરણમાં અતિશય ઊંચો વિદ્યુતપ્રવાહ વહેતો અટકે છે. આ રીતે,યોગ્ય રેટિંગનો ફ્યુઝ ઉપકરણ અને પરિપથને નુકસાનથી બચાવે છે.

(A) ઘરેલું વિદ્યુત પરિપથમાં વાયર માટેના પ્રમાણિત રંગો નીચે મુજબ છે:
$1$. $Live$ (લાઈવ) વાયર લાલ રંગનો હોય છે.
$2$. $Neutral$ (ન્યુટ્રલ) વાયર કાળા રંગનો હોય છે.
$3$. $Earth$ (અર્થ) વાયર લીલા રંગનો હોય છે.
તેથી,આપેલ વિધાન $True$ (સાચું) છે.

(A) ઘરગથ્થુ વિદ્યુત સર્કિટમાં,તમામ ઉપકરણો સમાંતર જોડાણમાં જોડાયેલા હોય છે.
આનું કારણ એ છે કે સમાંતર જોડાણ એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે દરેક ઉપકરણને સમાન વોલ્ટેજ $(220 \ V)$ મળે,ભલે ગમે તેટલા ઉપકરણો જોડાયેલા હોય.
વધુમાં,જો એક ઉપકરણ બગડી જાય અથવા બંધ કરવામાં આવે,તો તેની અસર અન્ય ઉપકરણોના કાર્ય પર પડતી નથી અને દરેક ઉપકરણને તેની પોતાની સ્વીચ દ્વારા નિયંત્રિત કરી શકાય છે.

(A) અર્થિંગ એ વપરાશકર્તાઓને વીજળીના આંચકાથી બચાવવા માટે વપરાતું એક સુરક્ષા માપદંડ છે. તેમાં વિદ્યુત ઉપકરણના ધાતુના ભાગને વાયર દ્વારા જમીન સાથે જોડવામાં આવે છે. જો ઉપકરણમાં કરંટ લીક થાય,તો તે કરંટ વપરાશકર્તાના શરીર દ્વારા પસાર થવાને બદલે સીધો જમીનમાં જાય છે,જેનાથી જીવલેણ વીજળીના આંચકાથી બચી શકાય છે.

(D) સમાંતર જોડાણ માટેના કારણો:
$(i)$ દરેક ઉપકરણને સમાન વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત (વોલ્ટેજ) મળે છે.
$(ii)$ જો એક ઉપકરણ બગડી જાય અથવા બંધ થઈ જાય,તો પણ અન્ય ઉપકરણો સ્વતંત્ર રીતે કાર્ય કરવાનું ચાલુ રાખે છે.
$(b)$ ગણતરી:
આપેલ છે: ફ્યુઝ રેટિંગ $= 5 \, A$,પાવર $(P) = 1.5 \, kW = 1500 \, W$,વોલ્ટેજ $(V) = 220 \, V$.
સૂત્ર $I = \frac{P}{V}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$I = \frac{1500}{220} \approx 6.82 \, A$.
હીટર દ્વારા જરૂરી પ્રવાહ $(6.82 \, A)$ એ ફ્યુઝના રેટિંગ $(5 \, A)$ કરતા વધારે હોવાથી,ફ્યુઝ પીગળી જશે (ઉડી જશે) અને પરિપથ તૂટી જશે.
$(c)$ જરૂરી ફેરફાર:
હીટર દ્વારા ખેંચાતા પ્રવાહને પહોંચી વળવા માટે $10 \, A$ જેટલા ઉચ્ચ રેટિંગવાળો ફ્યુઝ લગાવવો જોઈએ.

(A) ઘરગથ્થુ વિદ્યુત પરિપથોમાં,બધા જ વિદ્યુત ઉપકરણોને મેઇન લાઇન સાથે સમાંતર જોડાણમાં જોડવામાં આવે છે.
આનું કારણ એ છે કે સમાંતર જોડાણમાં દરેક ઉપકરણને સમાન વોલ્ટેજ મળે છે.
વધુમાં,જો કોઈ એક ઉપકરણ કામ કરતું બંધ થઈ જાય અથવા તેને બંધ કરવામાં આવે,તો તેની અસર અન્ય ઉપકરણોની કામગીરી પર પડતી નથી.
આ ઉપરાંત,દરેક ઉપકરણને તેની પોતાની સ્વીચ વડે સ્વતંત્ર રીતે ચલાવી શકાય છે.

(C) ભારતમાં,વીજળી ગ્રીડ દ્વારા પૂરો પાડવામાં આવતો પ્રમાણિત ઘરેલું પાવર સપ્લાય એ $220 \ V$ ના રૂટ મીન સ્ક્વેર $(RMS)$ વોલ્ટેજ મૂલ્ય ધરાવતો અલ્ટરનેટિંગ કરંટ $(AC)$ છે.
આ અલ્ટરનેટિંગ કરંટની આવૃત્તિ $50 \ Hz$ નક્કી કરવામાં આવી છે,જેનો અર્થ છે કે પ્રવાહ દર સેકન્ડે $100$ વખત તેની દિશા બદલે છે (દર સેકન્ડે $50$ ચક્ર પૂર્ણ કરે છે).
તેથી,સાચા મૂલ્યો $220 \ V$ અને $50 \ Hz$ છે.

(C) ઘરેલું વિદ્યુત પરિપથોમાં,વાયરને અલગ પાડવા માટે વિવિધ રંગના ઇન્સ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
$1$. લાઈવ વાયર સામાન્ય રીતે લાલ રંગનો હોય છે.
$2$. ન્યુટ્રલ વાયર સામાન્ય રીતે કાળા રંગનો હોય છે.
$3$. અર્થિંગ વાયર પરંપરાગત રીતે લીલા અથવા પીળા-લીલા રંગનો હોય છે.
તેથી,લીલા રંગના ઇન્સ્યુલેશનનો ઉપયોગ અર્થિંગ માટે કરવામાં આવે છે,જે લીકેજ કરંટ માટે ઓછા અવરોધવાળો માર્ગ પૂરો પાડીને સુરક્ષા સુનિશ્ચિત કરે છે.

(C) $AC$ પ્રવાહની આવૃત્તિ એટલે એક સેકન્ડમાં પૂર્ણ થતા ચક્રોની સંખ્યા.
એક પૂર્ણ ચક્રમાં બે અર્ધ-ચક્રો હોય છે,જેમાં પ્રવાહ એક દિશામાં અને ત્યારબાદ વિરુદ્ધ દિશામાં વહે છે.
આમ,એક પૂર્ણ ચક્ર દરમિયાન પ્રવાહ બે વાર પોતાની દિશા બદલે છે.
અહીં આવૃત્તિ $50\, Hz$ આપેલી છે,જેનો અર્થ છે કે એક સેકન્ડમાં $50$ પૂર્ણ ચક્રો થાય છે.
તેથી,એક સેકન્ડમાં દિશા બદલવાની કુલ સંખ્યા $= 50 \times 2 = 100$ વખત.

(C) ફાયર અલાર્મ સિસ્ટમમાં સામાન્ય રીતે આઉટપુટ ઉપકરણ તરીકે ઇલેક્ટ્રિક બેલનો ઉપયોગ થાય છે,જેથી આગ લાગે ત્યારે મોટો અવાજ ઉત્પન્ન કરી શકાય. ઇલેક્ટ્રિક બેલ વિદ્યુત પ્રવાહની ચુંબકીય અસરના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે. જ્યારે સેન્સર (જેમ કે હીટ અથવા સ્મોક ડિટેક્ટર) દ્વારા સર્કિટ પૂર્ણ થાય છે,ત્યારે વિદ્યુત પ્રવાહ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટમાંથી પસાર થાય છે,જે હથોડીને આકર્ષે છે અને તે ઘંટ પર અથડાઈને સતત એલાર્મનો અવાજ ઉત્પન્ન કરે છે.

(B) યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ ઓફ અમેરિકા $(USA)$ માં,પ્રમાણભૂત ઘરેલું વિદ્યુત પાવર સપ્લાય $110\;V$ ના વોલ્ટેજ અને $60\;Hz$ ની આવૃત્તિ પર પૂરો પાડવામાં આવે છે.
તેની સરખામણીમાં,ભારત સહિતના ઘણા અન્ય દેશોમાં $50\;Hz$ ની આવૃત્તિ સાથે $220\;V$ થી $240\;V$ ના પ્રમાણભૂત વોલ્ટેજનો ઉપયોગ થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(A) ઘરગથ્થુ વિદ્યુત પરિપથોમાં,સુરક્ષા અને ઓળખ માટે પ્રમાણિત રંગ કોડિંગનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
$1$. $Red$ (લાલ) રંગનો વાયર $Live$ (ફેઝ) કનેક્શન માટે વપરાય છે,જે પાવર સપ્લાયમાંથી વિદ્યુત પ્રવાહ લાવે છે.
$2$. $Black$ (કાળા) રંગનો વાયર $Neutral$ કનેક્શન માટે વપરાય છે.
$3$. $Green$ (લીલા) અથવા $Yellow$ (પીળા) રંગનો વાયર $Earthing$ (અર્થિંગ) માટે વપરાય છે,જે વિદ્યુત આંચકાથી બચાવે છે.
તેથી,લાલ રંગનો અવાહક પડવાળો વાયર $Live$ કનેક્શન માટે વપરાય છે.

(B) ભારતમાં ઘરના ઇલેક્ટ્રિકલ વાયરિંગ માટેના પ્રમાણિત કલર કોડિંગ મુજબ:
$1$. $Live$ (ફેઝ) વાયર સામાન્ય રીતે લાલ રંગનો હોય છે.
$2$. $Neutral$ (તટસ્થ) વાયર સામાન્ય રીતે કાળા રંગનો હોય છે.
$3$. $Earth$ (અર્થિંગ) વાયર સામાન્ય રીતે લીલા રંગનો હોય છે.
તેથી,ન્યૂટ્રલ વાયર માટે કાળો રંગ વપરાય છે.

(D) ઘરેલું વિદ્યુત પરિપથોમાં બે પ્રકારના પરિપથોનો ઉપયોગ થાય છે: એક $5A$ રેટિંગ ધરાવતો પરિપથ જે ઓછા પાવર વપરાશવાળા ઉપકરણો (જેમ કે બલ્બ,પંખા અને ટેલિવિઝન) માટે વપરાય છે અને બીજો $15A$ રેટિંગ ધરાવતો પરિપથ જે વધુ પાવર વપરાશવાળા ઉપકરણો (જેમ કે એર કંડિશનર,રેફ્રિજરેટર અને ઇલેક્ટ્રિક ઇસ્ત્રી) માટે વપરાય છે.
તેથી,વધુ પાવર રેટિંગ ધરાવતા ઉપકરણોને $15A$ ની લાઈન સાથે જોડવામાં આવે છે.

(B, C, D) ઘરગથ્થુ વિદ્યુત પરિપથોમાં બે પ્રકારના પરિપથોનો ઉપયોગ થાય છે: ઓછા પાવરવાળા ઉપકરણો માટે $5\, A$ નો પરિપથ અને વધુ પાવરવાળા ઉપકરણો માટે $15\, A$ નો પરિપથ.
$TV$,ટ્યુબલાઇટ અને ઇલેક્ટ્રિક પંખા જેવા ઉપકરણો ખૂબ ઓછો પાવર વાપરે છે અને તે $5\, A$ ના પરિપથ પર ચલાવવા માટે બનાવવામાં આવ્યા છે.
આ ઓછા પાવરવાળા ઉપકરણોને $15\, A$ ની લાઇનમાં જોડવા તે બિનજરૂરી છે.
એર કંડિશનર એ વધુ પાવરવાળું ઉપકરણ છે જેને $15\, A$ ના પરિપથની જરૂર પડે છે.
તેથી,$TV$,ટ્યુબલાઇટ અને ઇલેક્ટ્રિક પંખા સામાન્ય રીતે $15\, A$ ની લાઇનમાં જોડાતા નથી.

(B) જ્યારે એક જ વિદ્યુત પરિપથમાં ઘણા બધા વિદ્યુત ઉપકરણો એકસાથે જોડવામાં આવે છે,ત્યારે સ્ત્રોતમાંથી ખેંચાતો કુલ વિદ્યુતપ્રવાહ વાયરની ક્ષમતા કરતા વધી જાય છે. વિદ્યુતપ્રવાહનો આ અતિશય વધારો વાયરને ખૂબ ગરમ કરે છે,જેના કારણે નુકસાન અથવા આગ લાગી શકે છે. આ ઘટનાને $Overloading$ (ઓવરલોડિંગ) કહેવામાં આવે છે.

(D) ઇલેક્ટ્રિક ફ્યુઝ એ વિદ્યુત પરિપથમાં વપરાતું એક સુરક્ષા સાધન છે.
તે નીચા ગલનબિંદુ ધરાવતા પદાર્થમાંથી બનેલા તારનો બનેલો હોય છે.
જ્યારે શોર્ટ-સર્કિટ અથવા ઓવરલોડિંગને કારણે પરિપથમાં વધુ પડતો વિદ્યુત પ્રવાહ વહે છે,ત્યારે ફ્યુઝનો તાર ગરમ થઈને પીગળી જાય છે.
આનાથી પરિપથ તૂટી જાય છે,જેનાથી ઉપકરણો સુધી વિદ્યુત પ્રવાહ વહેતો અટકે છે.
આમ,તે વિદ્યુત ઉપકરણોને વધુ પડતા વિદ્યુત પ્રવાહને કારણે થતા નુકસાનથી બચાવે છે.