Electricity - क्लास दसवीं विज्ञान

किसी भी वस्तु में उसकी स्थिति के कारण प्राप्त की गई उर्जा स्थितिज या स्थैतिक उर्जा कहलाती है।

उदारण:

पानी का बहाव उपर से नीचे की ओर होता है, क्योंकि उँचाई पर स्थित होने के कारण पानी में स्थैतिक उर्जा आ जाती है, जो उसे उपर से नीचे लाने में खर्च होता है।

उसी तरह जब एक पत्थर को एक उँचाई पर ले जाया जाता है तो उस उँचाई, अर्थात स्थिति के कारण पत्थर में स्थैतिक या स्थितिज उर्जा आ जाती है, जिसके कारण पत्थर को उस उँचाई से छोड़ने पर वह जमीन पर नीचे गिर जाता है।

उसी तरह, जब विद्युतक्षेत्र में किसी संदर्भ बिन्दु के अनुरूप एक आवेश को यथा किसी अनंत बिन्दु से दूसरे बिन्दु पर ले जाया जाता है, तो आवेश पर हुआ कार्य उसमें उर्जा के रूप में जमा हो जाता है।

चूँकि यह कार्य विद्युत क्षेत्र में होता है, इसलिए इस कार्य को वैद्युत स्थैतिज उर्जा या विद्युत विभव (Electric Potential Energy or ELECTRIC POTENTIAL) कहते हैं।

विद्युत विभवांतर (Electric Potential Difference)

वह कार्य जो एकांक आवेश को एक बिन्दु से दूसरे बिन्दु तक लाने में किया जाता है, को किसी धारावाही विद्युत परिपथ के दो बिन्दुओं के बीच विद्युत विभवांतर कहते हैं।

दूसरे शब्दों में, किसी दो बिन्दुओं यथा बिन्दु A तथा B, के बीच, विद्युत विभव में अंतर होता है, तो उस बिन्दु, जिसपर विभव ज्यादा हो से कम विभव वाले बिन्दु पर विद्युत धारा प्रवाहित होने लगती है या होती है। विद्युत विभव में यह अंतर विभवांतर या विद्युत विभवांतर कहलाता है।

दो बिन्दुओं के बीच विभवांतर में साम्यावस्था बनाये रखने के लिये ही विद्युत धारा एक बिन्दु से दूसरे बिन्दु की ओर प्रवाहित होती है।

अत: दो बिन्दुओं के बीच विभवांतर (`V`) = किया गया कार्य (W)/ आवेश (Q)

जहाँ, `V=` विभवांतर

तथा `W=` किया गया कार्य तथा

`Q=` विद्युत आवेश है।

तीनों राशियों (परिमाणों), `V`, `W` तथा `Q` में से किसी दो के ज्ञात रहने पर तीसरे राशि की गणना समीकरण (i) की मदद से की जा सकती है।

विद्युत विभवांतर की SI मात्रक (Unit of Electric Potential)

विधुत विभवांतर SI मात्रक वोल्ट `(V)` है, जिसे इटली के भौतिक वैज्ञानिक अलेसान्द्रो वोल्टा के नाम पर रखा गया है। विधुत विभवांतर को अंग्रेजी के अक्षर `V` द्वारा निरूपित किया जाता है।

विद्युत विभवांतर की मात्रक वोल्ट `(V)` है,

किये गये कार्य `W` की मात्रक जूल `(J)` है तथा

विद्युत आवेश `(Q)` की मात्रक कूलम्ब `C` है

अत: विभवांतर `V` की SI मात्रक

यदि किसी विद्युत धारावाही चालक के दो बिन्दुओं के बीच `1` कूलॉम (Coulomb) आवेश को को एक बिन्दु से दूसरे बिन्दु तक ले जाने में `1` जूल (Joule) कार्य किया जाता है, तो उन दो बिन्दुओं के बीच विभवांतर `1` वोल्ट (volt) होता है।

वोल्टमीटर (Voltmeter)

वोल्टमीटर (Voltmeter) एक यंत्र है, जिसके द्वार विभवांतर की माप की जाती है। वोल्टमीटर को विद्युत परिपद (Electric circuit) में सदैव उन दो बिन्दुओं के बीच पार्श्वक्रम (Parallel) में संयोजित किया जाता है जिनके बीच विभवांतर मापना होता है।

विद्युत परिपथ (Electric Circuit)

आरेख, जो विद्युत धारा (Electric current) के पूर्ण परिभ्रमण (whole movement) को दर्शाता है, को विद्युत परिपथ (Electric circuit) या विद्युत परिपथ आरेख (Electric circuit diagram) कहते हैं। विद्युत परिपथ एक सेल अथवा एक बैटरी, एक प्लग कुंजी, वैद्युत अवयव य अवयवों तथा संयोजी तारों से मिलकर बनता है।

दूसरे शब्दों में विद्युत धारा का पूर्ण प्रवाह विद्युत परिपथ कहलाता है।

विद्युत परिपथ तबतक पूर्ण नहीं होता है, जबतक कि विद्युत धारा का प्रवाह पूर्ण नहीं हो। विद्युत धारा के प्रवाह के वाधित होने की स्थिति में विद्युत यंत्र कार्य नहीं करते।

विद्युत कुंजी या स्विच (Electric Switch)

विद्युत कुंजी या स्विच एक प्रकार का यंत्र है, जिसके उपयोग से आवश्यकतानुसार विद्युत धारा के प्रवाह को रोका या बनाया जा सकता है।

घरों में पंखे, बल्ब तथा अन्य सभी विद्युत यंत्रों में विद्युत कुंजी या स्विच लगे होते हैं, जिनकी सहायता से आवश्यकतानुसार विद्युत यंत्रों में विद्युत धारा प्रवाहित कर या रोककर कार्य में लाया जाता है।

अर्थात जब विद्युत स्विच ऑन होता है, तो विद्युत परिपथ पूरा हो जाता है, तथा जब विद्युत स्विच ऑफ होता है, तो विद्युत परिपथ टूट जाता है। विद्युत स्विच के ऑन होने से उसमें जुड़े विद्युत उपकरण कार्य करते है, तथा विद्युत स्विच के ऑफ होने की स्थिति में विद्युत परिपथ पूरा नहीं होने के कारण उसमें जुड़े विद्युत उपकरण कार्य नहीं करते।

विद्युत परिपथ आरेख (Circuit Diagram)

विद्युत परिपथ का कागज पर चित्र विद्युत परिपथ आरेख कहलाता है।

विद्युत परिपथ आरेख में प्रयुक्त विभिन्न प्रतीक (Symbols used in circuit diagram)

विद्युत परिपथ में विभिन्न अवयवों को सुविधाजनक विभिन्न प्रतीकों द्वारा निरूपित किया जाता है।

विद्युत सेल (Single electric cell): विद्युत सेल को दो समांनांतर रेखाओं, जिसमें एक छोटी तथा थोड़ी मोटी रेखा होती है, जो दो क्षैतिज रेखा द्वारा जुड़ी होती है, के द्वारा निरूपित किया जाता है। क्षैतिज रेखाओं में छोटी रेखा ऋण ध्रुव चिन्ह के साथ तथा बड़ी रेखा धनात्मक चिन्ह के साथ जुड़ा हुआ दिखाया जाता है।

बैटरी अथवा सेलों का संयोजन (A battery or a combination of cells): बैटरी अथवा सेलों का संयोजन दो से ज्यादा उदग्र समानांतर रेखाओं के द्वारा निरूपित किया जाता है। कई सेलों का संयोजन बैटरी कहलाता है।

प्लग कुंजी अथवा स्विच (खुली) (Plug key or Switch (open)): प्लग कुंजी अथवा स्विच (खुली) को छोटी कोष्ट के चिन्ह जो दोनों तरफ क्षैतिज रेखाओं से जुड़ी होती है, के द्वारा निरूपित किया जाता है।

प्लग कुंजी अथवा स्विच (बंद) [Plug key or Switch (closed)]: प्लग कुंजी अथवा स्विच (खुली) लिए उपयोग में आने वाली चिन्ह में कोष्टक में एक मोटा बिन्दु लगाकर प्लग कुंजी अथवा स्विच (बंद) का निरूपण किया जाता है।

तार संधि (A wire joint):दो तारों की संधि को एक उदग्र तथा क्षैतिज रेखाओं के संयोजन स्थान पर एक मोटा बिन्दु लगाकर निरूपित किया जाता है।

तार क्रॉसिंग (बिना संधि के) (Wire crossing without joint):एक क्षैतिज रेखा तथा एक उदग्र रेखा जिसके बीच में एक अर्ध वृत्त (चाप) बना होता है, के द्वारा तार क्रॉसिंग (बिना संधि के) को निरूपित किया जाता है।

विद्युत बल्ब (Electric bulb): अंगरेजी के अक्षर 'M' की तरह का प्रतीक, जो दोनों तरफ क्षैतिज रेखाओं से जुड़ा होता है, के द्वारा विद्युत बल्ब को निरूपित किया जाता है।

प्रतिरोधक (Resistance):प्रतिरोधक को एक जिग जैक रेखा द्वारा निरूपित किया जाता है।

परिवर्ती प्रतिरोधक अथवा धारा नियंत्रक (Rheostat or variable resistance): परिवर्ती प्रतिरोधक अथवा धारा नियंत्रक एक जिग जैग रेखा के उपर तीर के निशान के साथ निरूपित किया जाता है।

एमीटर (Ammeter): एमीटर (Ammeter) को अंगरेजी के बड़े अक्षर 'A' को एक वृत के अंदर तथा वृत के दोनों ओर दो क्षैतिज रेखाओं को लगाकर दर्शाया जाता है।

वोल्टमीटर (Voltmeter):वोल्टमीटर को अंगरेजी के अक्षर 'V' को दोनों तरफ क्षैतिज रेखाओं से जुड़े एक वृत के अंदर दिखाकर दर्शाया जाता है।

विद्युत परिपथ आरेख का उदाहरण (Example of Circuit Diagram):

एक सामान्य विद्युत परिपथ आरेख को निम्नांकित तरीके से दर्शाया जा सकता है।

एमीटर के साथ एक सामान्य विद्युत परिपथ आरेख को निम्नांकित तरीके से दर्शाया जा सकता है।

वोल्टमीटर, एमीटर तथा तीन प्रतिरोधक के साथ एक सामान्य विद्युत परिपथ आरेख को निम्नांकित तरीके से दर्शाया जा सकता है।