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विद्युत धारा, विभवांतर और विद्युत परिपथ

विद्युत धारा आवेश के बहने की दर है: I = Q/t, मात्रक एम्पियर, इसे श्रेणी में लगे ऐमीटर से मापते हैं। विभवांतर एकांक आवेश को दो बिंदुओं के बीच ले जाने में किया गया कार्य है: V = W/Q, मात्रक वोल्ट, इसे पार्श्व में लगे वोल्टमीटर से मापते हैं। धारा केवल बंद परिपथ में बहती है।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. यह एक सरल परिपथ है: एक सेल, एक स्विच, एक बल्ब और एक ऐमीटर, ताँबे के तार से जुड़े। स्विच खुला है, रास्ता टूटा है, इसलिए कुछ नहीं बहता।
  2. स्विच बंद करो। अब रास्ता पूरा है, छोटे-छोटे आवेश चलने लगते हैं और बल्ब जलता है। हर सेकंड जितना आवेश निकलता है, वही धारा है: I = Q ÷ t।
  3. दोनों तीर देखो। इलेक्ट्रॉन असल में − सिरे से + सिरे की ओर चलते हैं। पर पुराने नियम से हम धारा + से − की ओर दिखाते हैं। इसे परिपाटी धारा कहते हैं।
  4. बल्ब के आर-पार एक हरा वोल्टमीटर लगा है। अब एक और सेल जोड़ते हैं। धक्का, यानी विभवांतर, 1.5 V से 3 V हो जाता है और धारा भी बढ़ जाती है।
  5. हर पुर्ज़े का एक नाम और परिपथ आरेख में एक प्रतीक होता है: सेल, स्विच (कुंजी), बल्ब, श्रेणी में ऐमीटर, पार्श्व में वोल्टमीटर।
  6. अब तुम्हारी बारी: स्विच चालू-बंद करो, सेल की संख्या बदलो और नीचे ऐमीटर, वोल्टमीटर व आवेश की गिनती देखो।

टिप: 3D दृश्य को घुमाने के लिए खींचें। ज़ूम के लिए दो उंगलियाँ इस्तेमाल करें।

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

स्विच खुला हो तो बल्ब क्यों नहीं जलता?

खुला स्विच रास्ता तोड़ देता है। आवेश केवल बंद घेरे में लगातार बह सकता है, इसलिए पूरे परिपथ में धारा शून्य हो जाती है।

क्या बल्ब में धारा खर्च हो जाती है?

नहीं। बल्ब से पहले और बाद में ऐमीटर एक जैसा पढ़ता है, क्योंकि जितने आवेश गए उतने ही निकले। बल्ब आवेशों से ऊर्जा लेता है, आवेश नहीं।

इलेक्ट्रॉन − से + जाते हैं, तो धारा + से − क्यों दिखाते हैं?

यह दिशा इलेक्ट्रॉन की खोज से पहले तय हुई थी। सब किताबें एक जैसी रहें, इसलिए यही पुराना नियम (परिपाटी धारा) चलता है।

वोल्टमीटर बल्ब के आर-पार क्यों लगाते हैं, घेरे में क्यों नहीं?

यह दो बिंदुओं का अंतर मापता है, इसलिए इसके दोनों सिरे बल्ब के दोनों सिरों पर लगते हैं। इसका प्रतिरोध बहुत बड़ा है, तो इसमें लगभग धारा नहीं जाती।

एक सेल और जोड़ने से धारा क्यों बढ़ती है?

दो सेल ज़्यादा धक्का देते हैं (1.5 V की जगह 3 V)। वही बल्ब अब हर सेकंड ज़्यादा आवेश गुज़रने देता है।

क्या तार में आवेश बहुत तेज़ चलते हैं?

इलेक्ट्रॉन बहुत धीरे खिसकते हैं, एक मिलीमीटर प्रति सेकंड से भी कम, पर तार पहले से इनसे भरा है, इसलिए स्विच दबाते ही सब लगभग एक साथ चल पड़ते हैं।

विद्युत आवेश और विद्युत धारा क्या है?

हर पदार्थ में छोटे-छोटे आवेशित कण होते हैं। धातु के तार में कुछ इलेक्ट्रॉन आज़ाद घूमते हैं। जब ये एक दिशा में खिसकते हैं, तो आवेश बहता है। किसी बिंदु से हर सेकंड जितना आवेश गुज़रता है, उसे विद्युत धारा कहते हैं:

I = Q / t

आवेश Q का मात्रक कूलॉम (C), समय t सेकंड में और धारा I एम्पियर (A) में। यानी 1 एम्पियर = हर सेकंड 1 कूलॉम आवेश। 1 कूलॉम में लगभग 6.25 × 1018 इलेक्ट्रॉन होते हैं; एक इलेक्ट्रॉन का आवेश 1.6 × 10−19 C है। छोटी धारा मिलीएम्पियर (1 mA = 10−3 A) या माइक्रोएम्पियर (1 µA = 10−6 A) में लिखते हैं।

विद्युत धारा की दिशा

इलेक्ट्रॉन की खोज से पहले ही वैज्ञानिकों ने धारा की दिशा तय कर दी थी: वह दिशा जिसमें धन आवेश चलता, यानी सेल के बाहर + से − की ओर। इसे परिपाटी धारा कहते हैं। इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक हैं, इसलिए वे उल्टी दिशा में, − से + की ओर चलते हैं। परिपथ आरेखों में हमेशा परिपाटी धारा ही दिखाते हैं।

विद्युत परिपथ और ऐमीटर

विद्युत परिपथ आवेश के बहने का एक बंद, बिना टूटा रास्ता है। अगर स्विच (प्लग कुंजी) खुला है या तार टूटा है, तो परिपथ खुला है और कहीं भी धारा नहीं बहती।

धारा ऐमीटर से मापते हैं। इसे हमेशा श्रेणीक्रम में जोड़ते हैं ताकि पूरी धारा इसमें से गुज़रे। ऐमीटर का प्रतिरोध बहुत कम होता है, इसलिए यह धारा को लगभग नहीं बदलता। इसका + सिरा सेल के + की तरफ़ रहता है।

विभवांतर किसे कहते हैं?

आवेश अपने आप नहीं बहता, उसे धक्का चाहिए, जैसे पानी को नीचे बहने के लिए ऊँचाई का अंतर। सेल रासायनिक क्रिया से एक सिरे को दूसरे से ऊँचे विद्युत विभव पर रखता है। दो बिंदुओं के बीच विभवांतर वह कार्य है जो एकांक आवेश को एक बिंदु से दूसरे तक ले जाने में होता है:

V = W / Q

SI मात्रक वोल्ट (V): 1 वोल्ट = 1 जूल प्रति कूलॉम। विभवांतर वोल्टमीटर से मापते हैं, जिसे पुर्ज़े के पार्श्व (आर-पार) में जोड़ते हैं। वोल्टमीटर का प्रतिरोध बहुत अधिक होता है, इसलिए यह लगभग कोई धारा नहीं लेता।

परिपथ आरेख के प्रतीक

असली बैटरी और बल्ब बनाना मुश्किल है, इसलिए मानक प्रतीक इस्तेमाल करते हैं:

परीक्षा में अक्सर सेल, कुंजी, प्रतिरोधक, श्रेणी में ऐमीटर और प्रतिरोधक के आर-पार वोल्टमीटर वाला परिपथ बनाने को कहा जाता है। सीधी रेखाओं से साफ़ चित्र बनाने का अभ्यास करो।

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. एक बल्ब से 1 मिनट में 30 C आवेश गुज़रता है। धारा ज्ञात करो।

t = 60 s. I = Q / t = 30 / 60 = 0.5 A.

2. 2 A की धारा 5 मिनट तक बहती है। कितना आवेश बहा?

t = 300 s. Q = I × t = 2 × 300 = 600 C.

3. 12 V विभवांतर पर 4 C आवेश ले जाने में कितना कार्य होगा?

W = V × Q = 12 × 4 = 48 J.

4. 1 C आवेश में कितने इलेक्ट्रॉन होते हैं?

n = Q / e = 1 / (1.6 × 10⁻¹⁹) = 6.25 × 10¹⁸ इलेक्ट्रॉन।

5. किसी तार में 0.4 A धारा है। 2 सेकंड में कितने इलेक्ट्रॉन गुज़रेंगे?

Q = 0.4 × 2 = 0.8 C. n = 0.8 / (1.6 × 10⁻¹⁹) = 5 × 10¹⁸ इलेक्ट्रॉन।

6. एक बैटरी 3 V विभवांतर पर 2 मिनट में 360 J कार्य करती है। आवेश और धारा ज्ञात करो।

Q = W / V = 360 / 3 = 120 C. t = 120 s, इसलिए I = 120 / 120 = 1 A.

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. विद्युत धारा का SI मात्रक है:
2. ऐमीटर को हमेशा जोड़ते हैं:
3. 1 वोल्ट बराबर है:
4. 5 s में 10 C आवेश बहता है। धारा है:
5. परिपाटी धारा की दिशा होती है:

अभ्यास: खुद जवाब दो

अपना जवाब लिखो या चुनो, फिर जाँचें दबाओ। अटको तो संकेत देखो; जवाब देने के बाद पूरा हल दिखेगा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

विद्युत धारा सरल शब्दों में क्या है?

किसी बिंदु से एक सेकंड में गुज़रने वाला विद्युत आवेश। I = Q / t, मात्रक एम्पियर।

धारा और विभवांतर में क्या अंतर है?

धारा आवेश का बहाव है; विभवांतर वह धक्का (प्रति एकांक आवेश कार्य) है जो उसे बहाता है। धारा एम्पियर में, श्रेणी में लगे ऐमीटर से; विभवांतर वोल्ट में, पार्श्व में लगे वोल्टमीटर से।

क्या यह CBSE कक्षा 10 में है?

हाँ। CBSE कक्षा 10 विज्ञान के विद्युत अध्याय (इकाई: विद्युत धारा के प्रभाव) की शुरुआत इन्हीं से होती है।

यह कहाँ पढ़ाया जाता है

कनाडा (ओंटारियो)Grade 9D. Physics
नीदरलैंडVWO 3 (onderbouw)Electricity and energy
नीदरलैंडVWO 5Charge and field (part 1)
पोलैंडSzkoła podstawowa, klasa VIIIElectricity
रोमानियाClasa a VIII-aElectric and magnetic phenomena
रोमानियाClasa a IX-aElectrical
रोमानियाClasa a IX-aElectronics and automation
स्पेन2º ESOEnergy
स्पेन2º ESOProblem-solving process
स्पेन3º ESOEnergy
स्पेन3º ESOProblem-solving process
स्पेन1º BachilleratoElectrical and electronic systems
सीबीएसई (भारत)कक्षा 10विद्युत धारा के प्रभाव
इंग्लैंडYear 9Physics: Electricity and electromagnetism
अमेरिकाGrade 9Energy
जापान中学2年Field 1 (3): Electric current and its uses
जापान高校(専門学科)1〜3年Electrical Theory
जर्मनीJahrgangsstufe 8Electric current
फ्रांसQuatrièmeEnergy
फ्रांसPremièrePhysics-chemistry: Energy
फ्रांसTerminalePhysics-chemistry: Energy
फ्रांसTerminalePhysics-chemistry: Energy conversions and transfers
रूस8 классElectric and magnetic phenomena
रूस8 классElectric and magnetic phenomena
चीन九年级(初三)Ch.15 Current and circuits
चीन九年级(初三)Ch.16 Voltage and resistance

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