Domestic Electric Circuits Questions in Hindi

(N/A) दिष्ट धारा $(DC)$ के कुछ सामान्य स्रोत निम्नलिखित हैं:
$1$. विद्युत सेल (या बैटरी)।
$2$. $DC$ जनरेटर।
$3$. फोटोवोल्टिक सेल (सौर सेल)।

(N/A) विद्युत परिपथों और उपकरणों में सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले दो सुरक्षा उपाय निम्नलिखित हैं:
$(i)$ विद्युत फ्यूज $(Electric \text{ } Fuse)$: प्रत्येक परिपथ में एक विद्युत फ्यूज जुड़ा होना चाहिए। यह परिपथ में अत्यधिक धारा के प्रवाह को रोकता है। जब तार से गुजरने वाली धारा फ्यूज तत्व की अधिकतम सीमा से अधिक हो जाती है, तो फ्यूज पिघल जाता है और धारा का प्रवाह रुक जाता है, जिससे उपकरण सुरक्षित रहते हैं।
$(ii)$ अर्थिंग $(Earthing)$: बिजली के झटकों से बचने के लिए अर्थिंग अनिवार्य है। विद्युत उपकरण में धारा का कोई भी रिसाव जमीन में स्थानांतरित हो जाता है, जिससे उपकरण का उपयोग करने वाले लोगों को झटका नहीं लगता है।

(D) इलेक्ट्रिक ओवन द्वारा खींची गई विद्युत धारा की गणना निम्न सूत्र द्वारा की जा सकती है:
$P = VI$
$I = \frac{P}{V}$
जहाँ,
$P = 2\, kW = 2000\, W$
$V = 220\, V$
$I = \frac{2000}{220} = 9.09\, A$
चूंकि ओवन द्वारा खींची गई धारा $(9.09\, A)$ परिपथ की करंट रेटिंग $(5\, A)$ से अधिक है,इसलिए परिपथ में ओवरलोडिंग की स्थिति उत्पन्न होगी।
परिणामस्वरूप,अत्यधिक ऊष्मीय प्रभाव के कारण फ्यूज का तार पिघल जाएगा और परिपथ टूट जाएगा,जिससे उपकरणों को होने वाली क्षति से बचाया जा सकेगा।

(C) घरेलू परिपथों में अतिभारण (overloading) से बचने के लिए निम्नलिखित सावधानियां बरतनी चाहिए:
$(a)$ बहुत सारे उपकरणों को एक ही सॉकेट से नहीं जोड़ना चाहिए।
$(b)$ बहुत सारे उच्च-शक्ति वाले उपकरणों का एक साथ उपयोग नहीं करना चाहिए।
$(c)$ खराब या दोषपूर्ण उपकरणों को परिपथ में नहीं जोड़ना चाहिए।
$(d)$ अतिभारण के दौरान होने वाले नुकसान को रोकने के लिए परिपथ में एक उचित फ्यूज जोड़ा जाना चाहिए।

(B) जब किसी विद्युत परिपथ के दो नंगे तार एक-दूसरे के संपर्क में आते हैं,तो परिपथ का प्रतिरोध बहुत कम हो जाता है,जिससे परिपथ में प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा अचानक बढ़ जाती है। इस घटना को शॉर्ट सर्किट कहा जाता है।

(D) सत्य।
एक लंबी वृत्ताकार कुंडली एक लंबे परिनालिका (solenoid) की तरह कार्य करती है। एक लंबी परिनालिका के भीतर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं समानांतर सीधी रेखाएं होती हैं,जो एक समान चुंबकीय क्षेत्र को दर्शाती हैं।
$(b)$ असत्य।
घरेलू विद्युत परिपथों में,लाइव तार में आमतौर पर लाल रंग का आवरण होता है,जबकि अर्थ तार में हरे रंग का आवरण होता है।

(N/A) फ्यूज तार कम गलनांक वाले पदार्थ से बना होता है।
जब परिपथ में बहने वाली विद्युत धारा सुरक्षित सीमा से अधिक हो जाती है (ओवरलोडिंग या शॉर्ट-सर्किट के कारण),तो उत्पन्न ऊष्मा $(H = I^2Rt)$ के कारण फ्यूज तार का तापमान तेजी से बढ़ता है।
जैसे ही तापमान तार के गलनांक तक पहुँचता है,वह पिघल जाता है और परिपथ टूट जाता है।
यह विच्छेदन विद्युत धारा के प्रवाह को रोक देता है,जिससे विद्युत उपकरणों को होने वाली क्षति से बचाया जा सकता है।

(B) समानांतर परिपथ में,प्रत्येक विद्युत उपकरण के सिरों पर विभवांतर स्रोत के वोल्टेज के समान ही रहता है।
यह प्रत्येक उपकरण को उसके निर्धारित वोल्टेज पर स्वतंत्र रूप से कार्य करने की अनुमति देता है।
यदि एक उपकरण बंद हो जाता है या खराब हो जाता है,तो अन्य उपकरण सामान्य रूप से कार्य करना जारी रखते हैं।
इसके अतिरिक्त,समानांतर संयोजन में परिपथ का कुल प्रतिरोध कम हो जाता है,जिससे अधिक विद्युत धारा प्रवाहित हो सकती है।

(D) इलेक्ट्रिक फ्यूज एक सुरक्षा उपकरण है जिसका उपयोग विद्युत परिपथों में उपकरणों को अत्यधिक धारा के कारण होने वाले नुकसान से बचाने के लिए किया जाता है।
जब शॉर्ट सर्किट या ओवरलोडिंग होती है,तो परिपथ में विद्युत धारा काफी बढ़ जाती है।
यह उच्च धारा जूल के तापन प्रभाव $(H = I^2Rt)$ के कारण फ्यूज तार को गर्म करके पिघला देती है।
जैसे ही फ्यूज तार पिघलता है,परिपथ टूट जाता है,जिससे उपकरणों तक अत्यधिक धारा का प्रवाह रुक जाता है और इस प्रकार वे संभावित नुकसान से सुरक्षित रहते हैं।

(N/A) दिष्ट धारा $(DC)$ पूरे परिपथ में केवल एक ही दिशा में प्रवाहित होती है। इसके विपरीत,प्रत्यावर्ती धारा $(AC)$ समय-समय पर अपनी दिशा बदलती रहती है।
भारत में $AC$ की आवृत्ति $50 \, Hz$ है,जिसका अर्थ है कि यह एक सेकंड में $50$ चक्र पूरे करती है।
चूंकि धारा प्रत्येक चक्र में दो बार अपनी दिशा बदलती है,इसलिए एक सेकंड में यह कुल $2 \times 50 = 100$ बार दिशा बदलती है।

(N/A) फ्यूज एक सुरक्षा उपकरण है जिसका उपयोग विद्युत उपकरणों को शॉर्ट-सर्किटिंग या ओवरलोडिंग के कारण होने वाले नुकसान से बचाने के लिए किया जाता है।
इसे एक विशिष्ट अधिकतम धारा वहन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। जब परिपथ से बहने वाली धारा इस निर्धारित मान से अधिक हो जाती है,तो फ्यूज का तार पिघल जाता है और परिपथ को तोड़ देता है,जिससे उपकरण को नुकसान होने से बच जाता है।
यदि बड़ी रेटिंग वाले फ्यूज का उपयोग किया जाता है,तो यह तब भी नहीं पिघलेगा जब धारा उपकरण की सुरक्षित सीमा से अधिक हो जाएगी।
परिणामस्वरूप,सुरक्षा तंत्र के विफल होने के कारण उपकरण क्षतिग्रस्त हो सकता है या उसमें आग लग सकती है। इसलिए,हमेशा सही रेटिंग वाले फ्यूज का ही उपयोग करना चाहिए।

(N/A) फ्यूज घरेलू परिपथों में उपयोग किया जाने वाला एक सुरक्षा उपकरण है,जो विद्युत उपकरणों और वायरिंग को ओवरलोडिंग या शॉर्ट-सर्किटिंग के दौरान अत्यधिक विद्युत प्रवाह से होने वाले नुकसान से बचाता है।
यह विद्युत धारा के तापीय प्रभाव पर कार्य करता है। जब धारा निर्धारित सीमा से अधिक हो जाती है,तो अत्यधिक गर्मी के कारण फ्यूज का तार पिघल जाता है,जिससे परिपथ टूट जाता है और आगे की क्षति रुक जाती है।
एक जल चुके फ्यूज को हमेशा समान रेटिंग वाले दूसरे फ्यूज से ही बदला जाना चाहिए क्योंकि फ्यूज की रेटिंग उस परिपथ में लगे उपकरणों और वायरिंग की अधिकतम धारा क्षमता के आधार पर विशेष रूप से निर्धारित की जाती है।
यदि उच्च रेटिंग का फ्यूज उपयोग किया जाता है,तो वह ओवरलोड के समय नहीं पिघलेगा,जिससे आग लगने या उपकरणों के खराब होने का खतरा हो सकता है। यदि कम रेटिंग का फ्यूज उपयोग किया जाता है,तो वह सामान्य परिचालन स्थितियों में भी बार-बार जल जाएगा।

(N/A) घरेलू विद्युत परिपथों में,मानक आपूर्ति वोल्टेज $220 \ V$ है और प्रत्यावर्ती धारा $(AC)$ की आवृत्ति $50 \ Hz$ है।

(N/A) प्रत्यावर्ती धारा (ac - Alternating current): यह वह विद्युत धारा है जो समय के साथ अपनी दिशा और परिमाण को बदलती रहती है। यह घरों में आपूर्ति की जाने वाली मानक विद्युत धारा है।
$(b)$ दिष्ट धारा (dc - Direct current): यह वह विद्युत धारा है जो एक ही स्थिर दिशा में प्रवाहित होती है। एक सेल या बैटरी दिष्ट धारा प्रदान करती है।

(B) विद्युत शॉर्ट सर्किट तब होता है जब विद्युत परिपथ का प्रतिरोध बहुत कम हो जाता है,जिससे विद्युत धारा का प्रवाह अचानक बहुत अधिक बढ़ जाता है।
यह आमतौर पर तब होता है जब $live$ तार और $neutral$ तार का इन्सुलेशन टूट-फूट के कारण क्षतिग्रस्त हो जाता है,जिससे वे एक-दूसरे के सीधे संपर्क में आ जाते हैं।
इसके अतिरिक्त,एक ही सॉकेट में बहुत अधिक उच्च शक्ति वाले उपकरणों को जोड़ने से भी ओवरलोडिंग हो सकती है,जिसके परिणामस्वरूप शॉर्ट सर्किट हो सकता है।

(N/A) अर्थ तार का कार्य किसी भी रिसाव या शॉर्ट सर्किट की स्थिति में विद्युत धारा को जमीन में प्रवाहित करने के लिए कम प्रतिरोध वाला मार्ग प्रदान करना है।
धात्विक उपकरणों की अर्थिंग करना आवश्यक है क्योंकि यदि उपकरण में विद्युत का रिसाव होता है,तो उपकरण की धात्विक बॉडी में करंट आ जाता है।
यदि कोई व्यक्ति ऐसे उपकरण को छूता है,तो विद्युत धारा उसके शरीर से होकर जमीन में चली जाएगी,जिससे उसे गंभीर बिजली का झटका (electric shock) लग सकता है।
धात्विक बॉडी को अर्थ तार से जोड़ने पर,रिसाव वाली विद्युत धारा सुरक्षित रूप से जमीन में चली जाती है,जिससे उपयोगकर्ता बिजली के झटकों से सुरक्षित रहता है।

(N/A) घरेलू विद्युत वायरिंग में,उनके कार्य के आधार पर तीन प्रकार के तारों का उपयोग किया जाता है:
$1$. लाइव वायर (फेज वायर): इसका उपयोग स्रोत से विद्युत धारा लाने के लिए किया जाता है। पुरानी परंपरा के अनुसार यह लाल रंग का होता है,और नई अंतरराष्ट्रीय परंपरा के अनुसार यह भूरे (Brown) रंग का होता है।
$2$. न्यूट्रल वायर: यह विद्युत धारा के लिए वापसी का मार्ग प्रदान करता है। पुरानी परंपरा के अनुसार यह काले रंग का होता है,और नई अंतरराष्ट्रीय परंपरा के अनुसार यह नीले रंग का होता है।
$3$. अर्थ वायर (अर्थिंग वायर): इसका उपयोग सुरक्षा उद्देश्यों के लिए किया जाता है ताकि बिजली के झटकों से बचा जा सके। यह हरे या पीले-हरे रंग का होता है।

(A) घरेलू उद्देश्यों के लिए उपयोग की जाने वाली दो सामान्य प्रकार की वायरिंग प्रणालियाँ $Tree$ $system$ (ट्री सिस्टम) और $Ring$ $system$ (रिंग सिस्टम) हैं।
$Tree$ $system$ में,मुख्य आपूर्ति को कई उप-परिपथों (sub-circuits) में विभाजित किया जाता है,जो एक पेड़ की तरह आगे शाखाओं में बंट जाते हैं।
$Ring$ $system$ में,एक रिंग सर्किट बनाया जाता है जहाँ आपूर्ति केबल वितरण बोर्ड से शुरू होती है,सभी बिंदुओं से होकर गुजरती है और वापस वितरण बोर्ड में आती है,जिससे एक ही सर्किट से कई आउटलेट जोड़े जा सकते हैं।

(B) अर्थिंग एक सुरक्षा उपाय है जिसका उपयोग उपयोगकर्ताओं को बिजली के झटकों से बचाने के लिए किया जाता है।
यदि उपकरण में कोई खराबी है,जैसे कि शॉर्ट सर्किट या इंसुलेशन विफलता,तो धातु का आवरण लाइव (live) हो सकता है।
अर्थिंग लीकेज करंट को सीधे जमीन में प्रवाहित होने के लिए कम प्रतिरोध वाला मार्ग प्रदान करता है,जो सर्किट ब्रेकर या फ्यूज को बिजली की आपूर्ति बंद करने के लिए सक्रिय करता है।
यह उपकरण चलाने वाले व्यक्ति को खतरनाक झटके से बचाता है और अत्यधिक धारा के कारण उपकरण को होने वाले नुकसान से सुरक्षित रखता है।

(C) विद्युत परिपथ में,अर्थिंग या ग्राउंडिंग तार का उपयोग उपयोगकर्ताओं को बिजली के झटकों से बचाने के लिए किया जाता है।
अंतर्राष्ट्रीय रंग कोड सम्मेलन के अनुसार,अर्थिंग तार आमतौर पर हरे या पीले रंग का होता है।

(B) एक प्रत्यावर्ती धारा $(AC)$ एक पूर्ण चक्र में दो बार अपनी दिशा बदलती है।
यह दिया गया है कि दिशा हर $0.01\,s$ के बाद बदलती है,इसलिए एक पूर्ण चक्र पूरा करने में लगा समय $(T)$ $2 \times 0.01\,s = 0.02\,s$ है।
आवृत्ति $(f)$,आवर्तकाल $(T)$ का व्युत्क्रम होती है,जिसे $f = 1/T$ द्वारा दर्शाया जाता है।
अतः,$f = 1 / 0.02 = 100 / 2 = 50\,Hz$।

(B) विद्युत परिपथ में शॉर्ट-सर्किटिंग एक ऐसी स्थिति है जो तब उत्पन्न होती है जब लाइव वायर सीधे न्यूट्रल वायर के संपर्क में आ जाता है।
इसके परिणामस्वरूप विद्युत धारा के लिए बहुत कम प्रतिरोध वाला मार्ग बन जाता है,जिससे परिपथ में अत्यधिक विद्युत धारा प्रवाहित होने लगती है।
विद्युत धारा में यह अचानक वृद्धि अत्यधिक गर्मी,चिंगारी और संभावित रूप से आग लगने का कारण बन सकती है।

(B) किसी भी घरेलू उपकरण में खराबी आने की स्थिति में,विद्युत धारा उसके धात्विक आवरण (body) में लीक हो सकती है।
अर्थिंग का तीसरा तार एक कम प्रतिरोध वाला मार्ग प्रदान करता है जो इस लीकेज करंट को सीधे पृथ्वी में स्थानांतरित कर देता है।
इसके परिणामस्वरूप,उपकरण का उपयोग करने वाला व्यक्ति संभावित घातक बिजली के झटके से सुरक्षित रहता है।

(N/A) विद्युत उपकरणों की धात्विक बॉडी को अर्थ वायर से इसलिए जोड़ा जाता है ताकि लीकेज करंट को पृथ्वी तक जाने के लिए कम प्रतिरोध वाला सुचालक मार्ग मिल सके। इस प्रक्रिया को अर्थिंग कहा जाता है,जो यह सुनिश्चित करती है कि धात्विक बॉडी का विभव पृथ्वी के विभव $(0 \ V)$ के बराबर रहे। परिणामस्वरूप,यदि कोई खराबी आती है और लाइव वायर धात्विक आवरण को छूता है,तो करंट उपयोगकर्ता के शरीर से गुजरने के बजाय सीधे जमीन में चला जाता है,जिससे गंभीर बिजली के झटकों से बचाव होता है।

(N/A) जब एक ही सॉकेट या परिपथ से बहुत अधिक विद्युत उपकरण एक साथ जोड़ दिए जाते हैं,तो परिपथ में ओवरलोडिंग हो जाती है। इसके कारण परिपथ से बहने वाली कुल विद्युत धारा उसकी निर्धारित क्षमता से अधिक हो जाती है,जिससे तारों में अत्यधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है और आग लगने का खतरा पैदा हो जाता है।

(B) लघुपथन तब होता है जब जीवित तार (live wire) और उदासीन तार (neutral wire) एक-दूसरे के सीधे संपर्क में आ जाते हैं।
इसके परिणामस्वरूप परिपथ में प्रतिरोध बहुत कम हो जाता है,जिससे परिपथ में अत्यधिक विद्युत धारा प्रवाहित होने लगती है।
विद्युत धारा की यह अचानक वृद्धि चिंगारी,अत्यधिक गर्मी और संभावित रूप से विद्युत आग का कारण बन सकती है।

(100) धारा एक सेकंड में $100$ बार अपनी दिशा बदलती है।
कारण: $50 \, Hz$ आवृत्ति का अर्थ है कि प्रत्यावर्ती धारा एक सेकंड में $50$ चक्र पूरे करती है।
प्रत्येक चक्र में,धारा अपनी दिशा दो बार बदलती है (एक बार धनात्मक अर्ध-चक्र में और एक बार ऋणात्मक अर्ध-चक्र में)।
इसलिए,एक सेकंड में दिशा बदलने की कुल संख्या $50 \times 2 = 100$ बार होती है।

(N/A) भारत के अधिकांश बिजली घरों द्वारा उत्पन्न विद्युत धारा का प्रकार प्रत्यावर्ती धारा $(AC)$ है।
$(b)$ प्रत्यावर्ती धारा $(AC)$ को दिष्ट धारा $(DC)$ की तुलना में प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि इसे स्टेप-अप ट्रांसफार्मर का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा के न्यूनतम नुकसान के साथ लंबी दूरी तक प्रेषित किया जा सकता है।
$(c)$ भारत में उत्पन्न बिजली आपूर्ति की आवृत्ति $50 \ Hz$ है।

(N/A) वह विद्युत धारा जो एक निश्चित समय अंतराल के बाद अपनी दिशा (या ध्रुवता) बदलती है,उसे $AC$ या प्रत्यावर्ती धारा (alternating current) कहा जाता है। $AC$ में,ध्रुवता ($+$ या $-$) निश्चित नहीं होती है। $AC$ के लिए धारा बनाम समय का ग्राफ चित्र $(a)$ में दिखाया गया है।
वह विद्युत धारा जो हमेशा एक ही दिशा में प्रवाहित होती है,उसे दिष्ट धारा या $DC$ (direct current) कहा जाता है। $DC$ में,ध्रुवता ($+$ या $-$) निश्चित होती है। बैटरी या सेल से प्राप्त धारा $DC$ होती है। $DC$ के लिए धारा बनाम समय का ग्राफ चित्र $(b)$ में दिखाया गया है।

(N/A) विद्युत फ्यूज एक सुरक्षा उपकरण है जिसका उपयोग विद्युत परिपथ में धारा को सीमित करने के लिए किया जाता है।
इसका मुख्य उद्देश्य परिपथ और उससे जुड़े उपकरणों को अत्यधिक धारा प्रवाह के कारण होने वाले नुकसान से बचाना है।
फ्यूज कम गलनांक वाले पदार्थ से बने तार का एक छोटा टुकड़ा होता है।
जब इससे विद्युत धारा प्रवाहित होती है,तो यह गर्म हो जाता है।
यदि धारा सुरक्षित सीमा से अधिक हो जाती है,तो उत्पन्न ऊष्मा फ्यूज के तार को पिघला देती है,जिससे परिपथ टूट जाता है और विद्युत का प्रवाह रुक जाता है।

(N/A) $1$. लगभग $3$ से $5\, cm$ लंबी एल्युमिनियम फॉयल की एक पतली पट्टी लें।
$2$. इसके दोनों सिरों को मेज पर लंबवत रखी गई दो लोहे की कीलों के सिरों पर लगा दें।
$3$. एक परिपथ बनाने के लिए कनेक्टिंग तारों का उपयोग करके दोनों कीलों के सिरों को बैटरी के टर्मिनलों से जोड़ें।
$4$. विद्युत प्रवाह को दर्शाने के लिए परिपथ में एक बल्ब जोड़ें।
$5$. जैसे ही विद्युत धारा प्रवाहित होती है,एल्युमिनियम फॉयल एक फ्यूज के रूप में कार्य करती है। यदि धारा एक निश्चित सीमा से अधिक हो जाती है,तो विद्युत धारा के तापीय प्रभाव के कारण फॉयल गर्म हो जाती है और अंततः पिघल (जल) जाती है,जिससे परिपथ टूट जाता है और बल्ब बंद हो जाता है।

(N/A) घरेलू परिपथों में श्रेणी क्रम संयोजन का उपयोग निम्नलिखित कारणों से नहीं किया जाता है:
$(i)$ उपलब्ध कुल विभवांतर (आमतौर पर $220 \ V$) परिपथ में विभिन्न उपकरणों के बीच उनके प्रतिरोध के अनुसार विभाजित हो जाता है क्योंकि सभी उपकरणों से बहने वाली विद्युत धारा समान होती है। इस प्रकार,प्रत्येक उपकरण को ठीक से काम करने के लिए आवश्यक विभवांतर नहीं मिल पाता है।
$(ii)$ यदि कोई एक उपकरण खराब हो जाता है,उदाहरण के लिए यदि एक बल्ब फ्यूज हो जाता है,तो परिपथ टूट जाने के कारण सभी उपकरण काम करना बंद कर देंगे।
$(iii)$ सभी उपकरण एक साथ काम करेंगे,चाहे हम उन्हें चलाना चाहें या नहीं,जिससे बहुत अधिक ऊर्जा की बर्बादी होती है।
$(iv)$ यदि हम किसी एक उपकरण को बंद कर देते हैं,तो परिपथ टूट जाता है और सभी उपकरण काम करना बंद कर देते हैं।

(N/A) लघुपथन (शॉर्ट-सर्किटिंग) तब होता है जब विद्युन्मय तार (लाइव वायर) और उदासीन तार (न्यूट्रल वायर) सीधे एक-दूसरे के संपर्क में आ जाते हैं। यह $(i)$ बिजली की लाइनों के इन्सुलेशन को नुकसान होने के कारण,या $(ii)$ किसी विद्युत उपकरण में खराबी के कारण होता है। लघुपथन के कारण परिपथ का प्रतिरोध बहुत कम हो जाता है,जिससे विद्युत धारा का मान अत्यधिक बढ़ जाता है। इस उच्च धारा के कारण लाइव तार गर्म हो जाते हैं और संपर्क बिंदु पर चिंगारी (स्पार्किंग) उत्पन्न होती है। यह चिंगारी कभी-कभी इमारत में आग का कारण बन सकती है।
यदि किसी विद्युत परिपथ में जुड़े सभी विद्युत उपकरणों द्वारा ली जाने वाली कुल धारा परिपथ की अनुमत सीमा से अधिक हो जाती है,तो परिपथ को 'अतिभारित' (ओवरलोडेड) कहा जाता है। अतिभारण के परिणामस्वरूप तारों में अत्यधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है,जो इन्सुलेशन को नुकसान पहुँचा सकती है और विद्युत आग का कारण बन सकती है।

(N/A) घरेलू परिपथ में,लाइव तार उच्च विभव पर विद्युत धारा का वहन करता है,जबकि न्यूट्रल तार शून्य विभव पर होता है (सबस्टेशन पर पृथ्वी से जुड़ा होता है)। यदि फ्यूज न्यूट्रल तार से जुड़ा हो और शॉर्ट सर्किट हो जाए,तो फ्यूज तो उड़ जाएगा,लेकिन उपकरण उच्च विभव वाले लाइव तार से जुड़ा रहेगा। इससे उपकरण को छूने वाले किसी भी व्यक्ति को बिजली का जोरदार झटका लगने का गंभीर खतरा बना रहता है। फ्यूज को लाइव तार से जोड़ने पर,फ्यूज उड़ते ही पूरा परिपथ विद्युत स्रोत से अलग हो जाता है,जिससे सुरक्षा सुनिश्चित होती है।

(N/A) ओवरलोडिंग तब होती है जब किसी सर्किट से खींचा गया विद्युत प्रवाह तारों की निर्धारित क्षमता से अधिक हो जाता है,जो अक्सर एक ही सॉकेट या सर्किट में एक साथ बहुत अधिक विद्युत उपकरणों को जोड़ने के कारण होता है।
शॉर्ट-सर्किटिंग तब होती है जब लाइव तार और न्यूट्रल तार सीधे संपर्क में आ जाते हैं,जो आमतौर पर क्षतिग्रस्त इंसुलेशन या उपकरण में किसी खराबी के कारण होता है,जिसके परिणामस्वरूप अचानक बहुत अधिक विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है।

(N/A) फ्यूज एक सुरक्षा उपकरण है जिसका उपयोग विद्युत उपकरण के साथ श्रेणीक्रम में किया जाता है ताकि इसे शॉर्ट-सर्किट या ओवरलोडिंग के कारण होने वाले नुकसान से बचाया जा सके।
इसे एक विशिष्ट अधिकतम धारा रेटिंग को संभालने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
जब परिपथ से बहने वाली धारा इस निर्धारित मान से अधिक हो जाती है,तो उत्पन्न ऊष्मा के कारण फ्यूज का तार पिघल जाता है,जिससे परिपथ टूट जाता है और उपकरण को नुकसान होने से बच जाता है।
यदि बड़ी रेटिंग वाले फ्यूज का उपयोग किया जाता है,तो धारा के उपकरण की सुरक्षित सीमा से अधिक होने पर भी यह नहीं पिघलेगा।
परिणामस्वरूप,उपकरण क्षतिग्रस्त हो सकता है या उसमें आग लग सकती है क्योंकि फ्यूज अपना सुरक्षात्मक कार्य करने में विफल रहता है।

(B) विद्युत फ्यूज एक सुरक्षा उपकरण है जिसका उपयोग विद्युत परिपथों में अत्यधिक विद्युत धारा के कारण होने वाली क्षति को रोकने के लिए किया जाता है। यह शॉर्ट-सर्किटिंग या ओवरलोडिंग के कारण होने वाले आग के खतरों से उपकरणों और वायरिंग की सुरक्षा करता है।
$(b)$ इलेक्ट्रिक ओवन द्वारा ली गई विद्युत धारा की गणना $I = P / V$ सूत्र का उपयोग करके की जाती है।
दिया गया है: $P = 2000 \, W$ और $V = 220 \, V$.
$I = 2000 / 220 = 9.09 \, A$.
चूंकि ली गई विद्युत धारा $(9.09 \, A)$ परिपथ की $5 \, A$ की क्षमता से काफी अधिक है,इसलिए फ्यूज पिघल जाएगा और परिपथ टूट जाएगा,जिससे संभावित क्षति या आग को रोका जा सकेगा।

(A) विद्युत परिपथों और उपकरणों में सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले दो सुरक्षा उपाय निम्नलिखित हैं:
$(i)$ विद्युत फ्यूज: यह एक सुरक्षा उपकरण के रूप में कार्य करता है जो धारा के सुरक्षित सीमा से अधिक होने पर परिपथ को तोड़ देता है,जिससे उपकरणों को होने वाली क्षति से बचाया जा सकता है।
$(ii)$ अर्थिंग: यह लीकेज धारा के लिए जमीन तक कम प्रतिरोध वाला मार्ग प्रदान करता है,जो बिजली के झटकों से सुरक्षा करता है।
घरेलू विद्युत परिपथों में ओवरलोडिंग से बचने के लिए सावधानियां:
$1$. एक ही सॉकेट या एक्सटेंशन बोर्ड में बहुत अधिक उच्च-शक्ति वाले उपकरणों को न जोड़ें।
$2$. यह सुनिश्चित करें कि परिपथ से जुड़ा कुल भार फ्यूज या वायरिंग की निर्धारित क्षमता से अधिक न हो।

(N/A) जब किसी विद्युत परिपथ में विद्युत धारा अचानक तारों या परिपथ की निर्धारित क्षमता से अधिक बढ़ जाती है,तो उसे ओवरलोडिंग कहते हैं।
घरेलू परिपथ में ओवरलोडिंग के दो संभावित कारण निम्नलिखित हैं:
$(i)$ आपूर्ति वोल्टेज में अचानक वृद्धि: बिजली आपूर्ति द्वारा प्रदान किए गए वोल्टेज में अचानक वृद्धि होने से परिपथ में अत्यधिक विद्युत धारा प्रवाहित हो सकती है।
$(ii)$ एक ही सॉकेट में बहुत अधिक उपकरण जोड़ना: पावर स्ट्रिप या मल्टीपल एडेप्टर का उपयोग करके एक ही सॉकेट में कई उच्च-शक्ति वाले उपकरणों को जोड़ने से परिपथ की क्षमता से अधिक विद्युत धारा खिंचती है।
ओवरलोडिंग से बचने के लिए एक सावधानी:
एक ही सॉकेट या एक ही परिपथ में एक साथ बहुत अधिक उच्च-शक्ति वाले विद्युत उपकरणों को नहीं जोड़ना चाहिए।

(N/A) $DC$ समय के साथ अपनी दिशा नहीं बदलती है,जबकि $AC$ समय-समय पर अपनी दिशा बदलती रहती है।
भारत के अधिकांश पावर स्टेशनों में $AC$ उत्पन्न की जाती है।
$AC$ जनरेटर एक ऐसा उपकरण है जो प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न करता है।
$AC$ के उपयोग का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि विद्युत शक्ति को ऊर्जा के अधिक नुकसान के बिना लंबी दूरी तक प्रेषित किया जा सकता है।

(N/A) मुख्य अंतर यह है कि $DC$ (दिष्ट धारा) केवल एक ही दिशा में प्रवाहित होती है,जबकि $AC$ (प्रत्यावर्ती धारा) समय-समय पर अपनी दिशा बदलती रहती है।
लंबी दूरी के संचरण के लिए $AC$ को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि ट्रांसफार्मर का उपयोग करके इसे उच्च वोल्टेज पर ले जाया जा सकता है,जिससे संचरण लाइनों में ऊष्मा के कारण होने वाली ऊर्जा की हानि ($I^2R$ हानि) काफी कम हो जाती है।
$AC$ का स्रोत: $AC$ जनरेटर (अल्टरनेटर)।
$DC$ का स्रोत: $DC$ जनरेटर,बैटरी या सेल।

(N/A) तारों के लिए मानक कलर कोड इस प्रकार है: लाइव तार $Red$ (लाल),न्यूट्रल तार $Black$ (काला) और अर्थिंग तार $Green$ (हरा) होता है।
$(b)$ $2 \ kW$ के इलेक्ट्रिक ओवन को $15 \ A$ की पावर लाइन (हाई-पावर सर्किट) से जोड़ा जाना चाहिए। ऐसा इसलिए है क्योंकि ओवन बहुत अधिक विद्युत धारा खींचता है $(I = P/V = 2000 \ W / 220 \ V \approx 9.09 \ A)$। यदि इसे $5 \ A$ के लाइटिंग सर्किट से जोड़ा जाता है,तो अत्यधिक विद्युत धारा के कारण फ्यूज उड़ जाएगा या सर्किट ब्रेकर ट्रिप हो जाएगा,जिससे वायरिंग को नुकसान हो सकता है या आग लगने का खतरा पैदा हो सकता है।

(D) फ्यूज का कार्य अत्यधिक उच्च विद्युत धारा के प्रवाह को रोककर विद्युत परिपथ और उपकरणों की सुरक्षा करना है। इसे घरेलू परिपथ में 'जीवित तार' (लाइव वायर) के साथ श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है।
$(b)$ दिया गया है: शक्ति $(P) = 1.5 \, kW = 1500 \, W$,वोल्टेज $(V) = 220 \, V$.
विद्युत इस्त्री द्वारा ली गई विद्युत धारा $(I)$ की गणना इस प्रकार है:
$I = \frac{P}{V} = \frac{1500 \, W}{220 \, V} \approx 6.82 \, A$.
चूंकि विद्युत इस्त्री के लिए आवश्यक धारा $(6.82 \, A)$ फ्यूज की रेटिंग $(3 \, A)$ से काफी अधिक है,इसलिए अत्यधिक धारा के कारण फ्यूज का तार गर्म होकर पिघल जाएगा और परिपथ टूट जाएगा। परिणामस्वरूप,विद्युत इस्त्री काम करना बंद कर देगी।

(N/A) $AC$ और $DC$ के बीच अंतर:
| विशेषता | $AC$ | $DC$ |
| :--- | :--- | :--- |
| $(i)$ संचरण | लंबी दूरी तक प्रभावी ढंग से प्रेषित किया जा सकता है। | लंबी दूरी तक प्रभावी ढंग से प्रेषित नहीं किया जा सकता है। |
| $(ii)$ दिशा | समय के नियमित अंतराल पर अपनी दिशा बदलता है। | अपनी दिशा नहीं बदलता है। |
| $(iii)$ निरूपण | ज्यावक्रीय (sinusoidal) तरंग द्वारा दर्शाया जाता है। | समय अक्ष के समानांतर एक सीधी रेखा द्वारा दर्शाया जाता है। |
$(b)$
- भारत में $AC$ आपूर्ति की आवृत्ति $50 \, Hz$ है।
- घरेलू परिपथ में न्यूट्रल और लाइव तार के बीच विभवांतर $220 \, V$ से $240 \, V$ (मानक $220 \, V$) होता है।
- चूंकि आवृत्ति $50 \, Hz$ है,इसलिए धारा एक सेकंड में $50$ चक्र पूरा करती है। प्रत्येक चक्र में,धारा दो बार दिशा बदलती है। अतः,$AC$ एक सेकंड में $50 \times 2 = 100$ बार अपनी दिशा बदलता है।

(N/A) शॉर्ट सर्किट एक परिपथ के दो बिंदुओं के बीच का वह संबंध है जिसके बीच प्रतिरोध बहुत कम होता है। परिणामस्वरूप,अधिकांश विद्युत धारा परिपथ के एक हिस्से को बायपास कर देती है और इन दो बिंदुओं के बीच प्रवाहित होती है। शॉर्ट सर्किट तब होता है जब लाइव तार सीधे न्यूट्रल तार के संपर्क में आता है,जिससे विद्युत धारा के लिए शून्य प्रतिरोध का मार्ग बन जाता है। तब विद्युत धारा उपकरण से होकर नहीं गुजरती,बल्कि परिपथ के तारों से होकर अत्यधिक धारा प्रवाहित होती है।
ओवरलोडिंग: प्रत्येक परिपथ को एक पूर्व-निर्धारित मात्रा में शक्ति (power) ले जाने के लिए डिज़ाइन किया जाता है। जब परिपथ में शक्ति की मांग उसकी पूर्व-निर्धारित क्षमता से अधिक हो जाती है,तो परिपथ को ओवरलोड कहा जाता है।

(N/A) रिंग सिस्टम चित्र में दिखाए अनुसार होता है।
इसमें एक रिंग-सर्किट होता है। मुख्य फ्यूज-बॉक्स से शुरू होने वाले तार घर के सभी मुख्य कमरों में घूमकर वापस फ्यूज-बॉक्स में आते हैं।
फ्यूज-बॉक्स में लगभग $30\, A$ रेटिंग का एक फ्यूज होता है।
प्रत्येक उपकरण के लिए रिंग के लाइव तार से एक अलग कनेक्शन लिया जाता है।
उपकरण का टर्मिनल एक अलग फ्यूज और स्विच के माध्यम से लाइव तार से जुड़ा होता है।
यदि किसी एक उपकरण का फ्यूज उड़ जाता है,तो इसका अन्य उपकरणों पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।
प्रत्येक उपकरण के लिए,कनेक्शन के लिए उपयोग किए जाने वाले तारों में उचित धारा वहन क्षमता होनी चाहिए।

(N/A) बिजली हमारे दैनिक जीवन में ऊर्जा का एक आवश्यक और सुविधाजनक स्रोत है,लेकिन यदि इसे सही ढंग से न संभाला जाए तो यह खतरनाक हो सकती है। निम्नलिखित सुरक्षा उपायों का पालन किया जाना चाहिए:
$(i)$ उचित एम्परेज और अच्छी इंसुलेशन वाले उच्च गुणवत्ता वाले तारों का उपयोग करें।
$(ii)$ सभी खुले तारों और जोड़ों को इंसुलेटिंग टेप से ढकें।
$(iii)$ सुनिश्चित करें कि प्लग,स्विच और सॉकेट पर सभी कनेक्शन टाइट हों।
$(iv)$ किसी भी खराब प्लग,स्विच या सॉकेट को तुरंत बदलें।
$(v)$ रबर के जूते या रबर के दस्ताने पहने बिना विद्युत परिपथ (circuit) के किसी भी हिस्से को कभी न छुएं।
$(vi)$ सही रेटिंग और सामग्री वाले फ्यूज या $MCB$ (मिनिएचर सर्किट ब्रेकर) का उपयोग करें।
$(vii)$ सभी विद्युत उपकरणों की उचित अर्थिंग (earthing) होनी चाहिए।
$(viii)$ स्विच और फ्यूज को हमेशा लाइव वायर (फेज वायर) से जोड़ें।
$(ix)$ शॉर्ट सर्किट या आग लगने की स्थिति में मुख्य स्विच (main switch) को बंद कर दें।
$(x)$ बिजली के कारण लगी आग को बुझाने के लिए कभी भी पानी का उपयोग न करें।

(N/A) घरेलू वायरिंग सर्किट का योजनाबद्ध आरेख नीचे दिया गया है:
$(b)$ धात्विक कवर वाले विद्युत उपकरणों के साथ अर्थ वायर जोड़ना आवश्यक है ताकि हमें बिजली के झटके (इलेक्ट्रिक शॉक) के हानिकारक प्रभावों से बचाया जा सके। यदि किसी भी प्रकार का करंट लीक होता है या कोई अन्य विद्युत खराबी आती है,तो अर्थ वायर उस अतिरिक्त करंट को जमीन में भेज देता है,जिससे उपयोगकर्ता को बिजली का झटका नहीं लगता है।

(N/A) अर्थिंग तार किसी भी रिसाव की स्थिति में धारा को जमीन में प्रवाहित करने के लिए कम प्रतिरोध वाला मार्ग प्रदान करता है,जिससे उपयोगकर्ता को बिजली का झटका नहीं लगता। धात्विक उपकरणों की अर्थिंग करना आवश्यक है ताकि यदि लाइव तार धातु के आवरण को छू ले,तो उपयोगकर्ता को बिजली के झटके से बचाया जा सके।
$(b)$ शॉर्ट-सर्किटिंग: यह तब होता है जब लाइव तार सीधे न्यूट्रल तार के संपर्क में आता है,जिससे परिपथ में प्रतिरोध शून्य हो जाता है और धारा में अचानक भारी वृद्धि होती है,इसे शॉर्ट-सर्किटिंग कहते हैं।
ओवरलोडिंग: यह तब होता है जब एक ही सॉकेट या परिपथ में बहुत अधिक विद्युत उपकरण जोड़ दिए जाते हैं,जिससे वे तारों की क्षमता से अधिक धारा खींचते हैं,जिससे तार गर्म हो सकते हैं,इसे ओवरलोडिंग कहते हैं।
$(c)$ $(i)$ लाइट और पंखों के लिए,फ्यूज की क्षमता $5 \,A$ होती है।
$(ii)$ $2 \,kW$ या उससे अधिक शक्ति वाले उपकरणों के लिए,फ्यूज की क्षमता $15 \,A$ होती है।

(N/A) जब किसी विद्युत उपकरण की धात्विक बॉडी को एक धातु के तार से जोड़कर पृथ्वी में गहराई में दबी धातु की प्लेट से जोड़ा जाता है,तो उसे अर्थ किया हुआ कहा जाता है। अर्थ वायर का कार्य यह है कि रिसाव की स्थिति में यह करंट को जमीन में जाने के लिए कम प्रतिरोध वाला रास्ता प्रदान करता है,जिससे बिजली के झटकों से बचा जा सके। धात्विक बॉडी वाले उपकरणों को अर्थ करना आवश्यक है क्योंकि यदि लाइव वायर धातु के आवरण को छूता है,तो करंट उपयोगकर्ता के शरीर से गुजरने के बजाय सीधे पृथ्वी में चला जाता है,जिससे सुरक्षा सुनिश्चित होती है।
$(b)$ $(i)$ शॉर्ट-सर्किटिंग: यह तब होता है जब लाइव वायर और न्यूट्रल वायर एक-दूसरे के सीधे संपर्क में आ जाते हैं,जिससे परिपथ में करंट अचानक बहुत बढ़ जाता है।
$(ii)$ ओवरलोडिंग: यह तब होता है जब एक ही सॉकेट या सर्किट में बहुत अधिक विद्युत उपकरण जोड़ दिए जाते हैं,जिससे तारों की निर्धारित क्षमता से अधिक करंट प्रवाहित होता है और तार गर्म हो सकते हैं।