विद्युत शक्ति क्या है?
विद्युत शक्ति परिपथ में विद्युत ऊर्जा के उपयोग (या आपूर्ति) की दर है: P = W/t। W = VIt, इसलिए
P = V × I
ओम के नियम से P = I²R = V²/R। SI मात्रक वाट (W): 1 V विभवांतर पर 1 A धारा बहने पर उपयोग हुई शक्ति 1 W है, यानी 1 W = 1 V × 1 A = 1 J/s। बड़ा मात्रक: 1 किलोवाट (kW) = 1000 W।
उपकरण पर लिखा "1000 W, 220 V" उसकी शक्ति अनुमतांक है: 220 V पर वह 1000 W लेता है। इससे धारा (I = P/V) और प्रतिरोध (R = V²/P) निकाल सकते हो।
विद्युत ऊर्जा और किलोवाट-घंटा
उपयोग हुई ऊर्जा = शक्ति × समय: E = P × t। जूल (W × s) में संख्याएँ बहुत बड़ी हो जाती हैं, इसलिए घरों के लिए किलोवाट-घंटा (kWh) लेते हैं, यानी 1 kW उपकरण द्वारा 1 घंटे में ली गई ऊर्जा। यह विद्युत ऊर्जा का व्यापारिक मात्रक है, और बिल पर 1 kWh को 1 यूनिट कहते हैं।
1 kWh = 1000 W × 3600 s = 3.6 × 106 J।
याद रखो: kWh ऊर्जा का मात्रक है, शक्ति का नहीं।
बिजली का बिल कैसे निकालें
हर उपकरण के लिए: रोज़ की यूनिट = शक्ति kW में × रोज़ के घंटे। सब उपकरण जोड़ो, दिनों से गुणा करो, फिर प्रति यूनिट दर से गुणा करो।
उदाहरण (₹7 प्रति यूनिट, 30 दिन): LED बल्ब 10 W, 4 h = 0.04 kWh; पंखा 60 W, 4 h = 0.24 kWh; टीवी 100 W, 4 h = 0.4 kWh; इस्त्री 1000 W, 4 h = 4 kWh। रोज़ कुल 4.68 यूनिट, × 30 = 140.4 यूनिट, × ₹7 ≈ ₹983। (असली बिल में स्लैब और स्थायी शुल्क भी होते हैं, पर तरीका यही है।)
शक्ति और चमक: परीक्षा के पसंदीदा प्रश्न
एक ही आपूर्ति पर (पार्श्व में) जिस बल्ब की शक्ति अधिक, वह ज़्यादा चमकता है और उसका प्रतिरोध कम होता है (R = V²/P)। श्रेणी में धारा समान रहती है, इसलिए अधिक प्रतिरोध वाला (कम वाट का) बल्ब ज़्यादा शक्ति (P = I²R) लेकर ज़्यादा चमकता है। दो एक जैसे बल्ब श्रेणी में उसी आपूर्ति पर हर एक अपनी अनुमत शक्ति का एक-चौथाई लेते हैं।
मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ
- P = W / t = V I = I² R = V² / R
- 1 W = 1 V × 1 A = 1 J/s; 1 kW = 1000 W
- E = P × t; 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J = 1 यूनिट
- बिल = kW × रोज़ के घंटे × दिन × प्रति यूनिट दर
हल किए गए उदाहरण
1. 220 V पर एक बल्ब 0.5 A लेता है। शक्ति?
P = 220 × 0.5 = 110 W.
2. 1100 W की इस्त्री 220 V पर चलती है। धारा और प्रतिरोध?
I = 1100/220 = 5 A. R = 220/5 = 44 Ω.
3. 2 kW हीटर 3 घंटे में कितने kWh लेता है? जूल में भी बताओ।
E = 2 × 3 = 6 kWh = 6 × 3.6 × 10⁶ = 2.16 × 10⁷ J.
4. 60 W पंखा रोज़ 10 घंटे, 30 दिन चलता है। यूनिट और ₹6 प्रति यूनिट पर ख़र्च?
यूनिट = 0.06 × 10 × 30 = 18 kWh. ख़र्च = 18 × 6 = ₹108.
5. किसी प्रतिरोधक में 2 A धारा से 80 W शक्ति मिलती है। प्रतिरोध?
P = I²R, R = 80 / 4 = 20 Ω.
6. 100 W और 60 W (दोनों 220 V) के बल्ब 220 V पर पार्श्व में। कुल धारा?
कुल P = 160 W. I = 160/220 ≈ 0.73 A.
7. एक घर में रोज़ चार 20 W LED 6 h, 1500 W एसी 5 h और 200 W फ्रिज 24 h चलते हैं। ₹7 प्रति यूनिट पर 30 दिन का बिल?
रोज़: 0.08 × 6 = 0.48; 1.5 × 5 = 7.5; 0.2 × 24 = 4.8. कुल 12.78 यूनिट × 30 = 383.4 यूनिट. बिल = 383.4 × 7 ≈ ₹2684.
आम गलतियाँ
- kWh को शक्ति का मात्रक कहना। यह ऊर्जा का मात्रक है; शक्ति वाट में।
- यूनिट निकालने से पहले वाट को किलोवाट में न बदलना (60 W = 0.06 kW)।
- पार्श्व परिपथ में गलत धारा लेकर P = I²R लगाना। पार्श्व में V समान है, इसलिए P = V²/R आसान है।
- यह सोचना कि ज़्यादा वाट वाले बल्ब का प्रतिरोध ज़्यादा है। उसी वोल्टेज पर R = V²/P, इसलिए ज़्यादा शक्ति = कम प्रतिरोध।