class 10 Science - Important Question & Answers

Chapter 11: विद्युत (Electricity)

इस अध्याय में हम विद्युत धारा, विभवांतर, प्रतिरोध, ओम का नियम, विद्युत शक्ति तथा घरेलू विद्युत परिपथ के बारे में अध्ययन करेंगे। यह अध्याय बोर्ड परीक्षा के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है क्योंकि इसमें संख्यात्मक प्रश्न अधिक पूछे जाते हैं। सूत्रों और आरेखों का सही अभ्यास अच्छे अंक दिलाता है।

 

🔹 महत्वपूर्ण सूत्र

1. ओम का नियम: V = IR
2. प्रतिरोध: R = V / I
3. विद्युत शक्ति: P = VI
4. P = I²R
5. P = V² / R
6. विद्युत ऊर्जा: E = VIt
7. 1 यूनिट = 1 kWh

 

🔹 महत्वपूर्ण आरेख (Exam Diagrams)

  • ओम का नियम ग्राफ (V–I Graph)

  • श्रेणीक्रम संयोजन

  • समानांतर संयोजन

  • विद्युत मीटर का चित्र

  • घरेलू विद्युत परिपथ

📘 अति लघु उत्तरीय प्रश्न (1 अंक)

Q1. विद्युत आवेश (Electric Charge) का SI मात्रक क्या है?

उत्तर: कूलॉम (Coulomb – C)।

उत्तर: बैटरी या सेल (Battery/Cell)।

उत्तर: ओम-मीटर (Omega m)।

उत्तर:

  • अमीटर: श्रेणीक्रम (Series) में।

  • वोल्टमीटर: पार्श्वक्रम (Parallel) में।

 उत्तर: क्योंकि इसका गलनांक (Melting point) बहुत उच्च (लगभग 3380 C) होता है, जिससे यह बिना गले श्वेत-तप्त होकर प्रकाश देता है।

📘 लघु उत्तरीय प्रश्न (2 अंक)

Q6. ओम का नियम (Ohm's Law) लिखिए।

उत्तर:

यदि किसी चालक की भौतिक अवस्थाएँ (जैसे ताप) समान रहें, तो चालक के सिरों के बीच का विभवांतर (V), उसमें प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा (I) के अनुक्रमानुपाती होता है।

 

V infinite I = V = IR

 

(जहाँ R = प्रतिरोध है)।

 

उत्तर:

  1. चालक की लंबाई (l) पर (लंबाई बढ़ने पर प्रतिरोध बढ़ता है)।

  2. अनुप्रस्थ काट के क्षेत्रफल (A) पर (मोटाई बढ़ने पर प्रतिरोध कम होता है)।

  3. पदार्थ की प्रकृति पर।

  4. तापमान पर।

उत्तर:

  1. मिश्रधातुओं की प्रतिरोधकता (Resistivity) शुद्ध धातुओं की तुलना में अधिक होती है, जिससे वे जल्दी गर्म होते हैं।

  2. उच्च तापमान पर इनका ऑक्सीकरण (दहन) आसानी से नहीं होता।

[mathjax]

उत्तर:

$$1 \text{ kWh} = 1000 \text{ W} \times 3600 \text{ s}$$

$$1 \text{ kWh} = 3.6 \times 10^6 \text{ J}$$

(इसे ‘यूनिट’ भी कहते हैं)।

[mathjax]

उत्तर:

जब किसी प्रतिरोध ($R$) में विद्युत धारा ($I$) प्रवाहित होती है, तो उत्पन्न ऊष्मा ($H$):

  1. धारा के वर्ग के अनुक्रमानुपाती होती है ($H \propto I^2$)।

  2. प्रतिरोध के अनुक्रमानुपाती होती है ($H \propto R$)।

  3. समय ($t$) के अनुक्रमानुपाती होती है ($H \propto t$)।

    सूत्र: $H = I^2Rt$

📘 दीर्घ उत्तरीय प्रश्न (5 अंक) (Long Question Answer)

Q11. ओम के नियम के सत्यापन के लिए विद्युत परिपथ का नामांकित आरेख (Circuit Diagram) खींचिए। V और I के बीच ग्राफ की प्रकृति क्या होती है?

उत्तर:

(1) आरेख: इसमें एक बैटरी, स्विच, प्रतिरोध, अमीटर (श्रेणीक्रम में) और वोल्टमीटर (पार्श्वक्रम में) जुड़ा होता है।

(2) प्रक्रिया: जब परिपथ में धारा प्रवाहित की जाती है, तो अमीटर धारा (I) का मान देता है और वोल्टमीटर विभवांतर (V) का।

(3) ग्राफ: V (Y-अक्ष) और I (X-अक्ष) के बीच खींचा गया ग्राफ मूल बिंदु से गुजरने वाली एक सीधी रेखा (Straight Line) होती है, जो यह सिद्ध करती है कि V infinite I है।

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उत्तर:

(क) व्युत्पत्ति: पार्श्वक्रम में सभी प्रतिरोधों के सिरों पर विभवांतर ($V$) समान होता है, लेकिन धारा ($I$) बंट जाती है।$I = I_1 + I_2 + I_3$ओम के नियम से ($I = V/R$):$\frac{V}{R_p} = \frac{V}{R_1} + \frac{V}{R_2} + \frac{V}{R_3}$($V$ कॉमन लेकर काटने पर):$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3}$Shutterstock(ख) पार्श्वक्रम के लाभ:प्रत्येक उपकरण को कार्य करने के लिए समान विभवांतर (220V) मिलता है।यदि एक उपकरण खराब हो जाए, तो बाकी उपकरण चलते रहते हैं (परिपथ नहीं टूटता)।

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उत्तर:

(a) अधिकतम प्रतिरोध (श्रेणीक्रम में जुड़ने पर):

$R_s = R_1 + R_2 + R_3 + R_4$

$R_s = 4 + 8 + 12 + 24 = 48 \Omega$

(b) न्यूनतम प्रतिरोध (पार्श्वक्रम में जुड़ने पर):

$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{4} + \frac{1}{8} + \frac{1}{12} + \frac{1}{24}$

$LCM = 24$

$\frac{1}{R_p} = \frac{6 + 3 + 2 + 1}{24} = \frac{12}{24} = \frac{1}{2}$

$R_p = 2 \Omega$

निष्कर्ष: अधिकतम $48 \Omega$ और न्यूनतम $2 \Omega$ होगा।

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उत्तर:

विद्युत शक्ति: कार्य करने की दर को शक्ति कहते हैं। $P = VI$ (मात्रक: वाट)।

न्यूमेरिकल:

दिया है: $P = 40W, V = 220V$

  1. धारा ($I$):

    $P = VI \Rightarrow 40 = 220 \times I$

    $I = \frac{40}{220} = \frac{2}{11} = 0.18 A$

  2. प्रतिरोध ($R$):

    $P = \frac{V^2}{R} \Rightarrow R = \frac{V^2}{P}$

    $R = \frac{220 \times 220}{40} = \frac{48400}{40} = 1210 \Omega$

उत्तर:

फ्यूज: यह एक सुरक्षा युक्ति है जो परिपथ को शोर्ट सर्किट या ओवरलोडिंग से होने वाले नुकसान से बचाती है। सिद्धांत: यह विद्युत धारा के तापीय प्रभाव पर कार्य करता है। फ्यूज तार का गलनांक कम होता है। जब धारा सीमा से अधिक बढ़ती है, तो यह गर्म होकर पिघल जाता है और परिपथ टूट जाता है। संयोजन: इसे हमेशा जीवित तार (Live Wire) के साथ श्रेणीक्रम (Series) में जोड़ा जाता है।

🔹 अभ्यास हेतु संख्यात्मक प्रश्न

1. 220V पर 100W का बल्ब कितना धारा लेगा?
2. 5Ω और 10Ω प्रतिरोध श्रेणीक्रम में जुड़े हों तो कुल प्रतिरोध कितना होगा?
3. 2A धारा 5 मिनट तक प्रवाहित हो तो कितनी ऊर्जा खर्च होगी?

 

Quick Revision

🔹 विद्युत आवेश का SI मात्रक – कूलॉम
🔹 धारा का SI मात्रक – एम्पियर
🔹 प्रतिरोध का SI मात्रक – ओम
🔹 शक्ति का SI मात्रक – वाट

 

🔹 परीक्षा में होने वाली सामान्य गलतियाँ

  • सूत्र याद नहीं रखना

  • यूनिट नहीं लिखना

  • kWh और Joule में भ्रम

  • श्रेणीक्रम और समानांतर संयोजन गड़बड़ करना

🔗 संबंधित अध्याय: Important Questions & Answers

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