📚 कक्षा 8 · विज्ञान · अध्याय 13

विद्युत (Electricity)

इस अध्याय में हम विद्युत धारा, विभवान्तर, प्रतिरोध, विद्युत धारा के स्रोत, प्रभाव, परिपथ, चालक/रोधी, सुरक्षा उपाय तथा मापन यंत्रों के बारे में जानेंगे।

1 विद्युत धारा – परिभाषा एवं मात्रक

विद्युत धारा (Electric Current): आवेश के प्रवाह की दर को विद्युत धारा कहते हैं।

  • सूत्र: I = Q / t (जहाँ I = धारा, Q = आवेश, t = समय)
  • SI मात्रक: ऐम्पियर (A) – 1 ऐम्पियर = 1 कूलॉम/सेकण्ड
  • आवेश का SI मात्रक कूलॉम (C) है।
  • धारा की दिशा – धनावेश के प्रवाह की दिशा में (इलेक्ट्रॉनों के विपरीत)।
  • विभवान्तर (Potential Difference): दो बिन्दुओं के बीच विद्युत विभव का अन्तर – मात्रक वोल्ट (V)
  • प्रतिरोध (Resistance): धारा के प्रवाह में विरोध – मात्रक ओम (Ω) – ओम का नियम: V = I R
➡️
धारा की दिशा
धनावेश के प्रवाह की दिशा
⬅️
इलेक्ट्रॉन प्रवाह
विपरीत दिशा
चित्र 13.1: धारा की दिशा

विद्युत धारा: I = Q/t – SI मात्रक ऐम्पियर (A) – ओम का नियम: V = IR

🔋 2 विद्युत धारा के स्रोत – सेल एवं जनरेटर

🔹 प्राथमिक सेल (Primary Cell)

  • परिभाषा: जिन्हें पुनः आवेशित नहीं किया जा सकता – रासायनिक क्रिया अनुक्रमणीय।
  • उदाहरण: लेक्लांशी सेल, डेनियल सेल, वोल्टीय सेल, शुष्क सेल (Dry Cell), बटन सेल।
  • आन्तरिक प्रतिरोध: अधिक होता है।
  • शुष्क सेल की संरचना:
    • बाहरी धातु (जस्ता) – ऋण (-) ध्रुव
    • केन्द्र में कार्बन की छड़ – ऊपर पीतल की टोपी – धन (+) ध्रुव
    • भरे हुए पदार्थ: MnO₂ + कार्बन चूर्ण (काला), NH₄Cl (सफेद पेस्ट)

🔹 द्वितीयक सेल (Secondary Cell)

  • परिभाषा: जिन्हें पुनः आवेशित किया जा सकता है – विद्युत ऊर्जा → रासायनिक ऊर्जा (आवेशन), रासायनिक → विद्युत (निरावेशन)।
  • उदाहरण: सीसा संचायक सेल (Lead accumulator), निकेल-कैडमियम सेल (Ni-Cd)।
  • आन्तरिक प्रतिरोध: कम होता है।
  • बैटरी: दो या अधिक सेलों का संयोजन – सीसा संचायक सेल को बैटरी कहा जाता है।
प्राथमिक सेलद्वितीयक सेल
आंतरिक प्रतिरोध अधिकआंतरिक प्रतिरोध कम
पुनः आवेशित नहीं कर सकतेपुनः आवेशित कर सकते हैं
घड़ी, टॉर्च, रिमोट मेंकार, ट्रक, इनवर्टर में

🔹 जनरेटर (Generator)

  • कार्य: यांत्रिक ऊर्जा → विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
  • बड़े पावर स्टेशनों में जनरेटर चलाने के लिए जल ऊर्जा या भाप ऊर्जा का उपयोग।
  • उत्पादित धारा प्रत्यावर्ती धारा (AC) होती है – 220/440 वोल्ट पर घरों तक पहुँचती है।

🔋 स्रोत: प्राथमिक सेल (शुष्क सेल), द्वितीयक (संचायक), जनरेटर – AC धारा।

🔥 3 विद्युत धारा के तीन प्रभाव

🔹 1. ऊष्मीय प्रभाव (Heating Effect)

  • चालक में विद्युत धारा प्रवाहित करने पर ऊष्मा उत्पन्न होती है।
  • विद्युत बल्ब: टंगस्टन के तन्तु (फिलामेन्ट) का उपयोग – गर्म होकर श्वेत तप्त → प्रकाश।
  • बल्ब में नाइट्रोजन/आर्गन गैस भरी जाती है (वायु निकालकर)।
  • उपकरण: हीटर, इस्त्री, टोस्टर, आदि।

🔹 2. चुम्बकीय प्रभाव (Magnetic Effect)

  • धारावाही चालक के चारों ओर चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है।
  • अमीटर, वोल्टमीटर इसी प्रभाव पर कार्य करते हैं।
  • विद्युत चुम्बक: कुंडली में धारा प्रवाहित करके चुम्बक बनाना।

🔹 3. रासायनिक प्रभाव (Chemical Effect)

  • कुछ द्रवों (नमक का घोल, अम्ल, क्षार) में धारा प्रवाहित करने पर रासायनिक विघटन होता है।
  • विद्युत लेपन (Electroplating), धातुओं का निष्कर्षण एवं शोधन।
  • वोल्टामीटर (Voltameter): रासायनिक प्रभाव पर आधारित उपकरण।
🔥
ऊष्मीय
बल्ब, हीटर
🧲
चुम्बकीय
अमीटर, वोल्टमीटर
🧪
रासायनिक
विद्युत लेपन
विद्युत धारा के तीन प्रभाव

🔥 प्रभाव: ऊष्मीय (बल्ब), चुम्बकीय (अमीटर), रासायनिक (विद्युत लेपन)।

🔌 4 विद्युत परिपथ – अवयव एवं प्रतीक

विद्युत परिपथ (Electric Circuit): विद्युत धारा के प्रवाह के बन्द मार्ग को विद्युत परिपथ कहते हैं।

🔹 परिपथ में प्रयुक्त अवयव एवं उनके संकेत (प्रतीक)

अवयवप्रतीक
सेल (Cell)+ | | -
बैटरी (Battery)+ | | | | -
प्रतिरोध (Resistor)—\/\/\/—
बल्ब (Bulb)—(💡)—
कुंजी (Switch – खुली)—o o—
कुंजी (Switch – बंद)—o—
अमीटर (Ammeter)—(A)—
वोल्टमीटर (Voltmeter)—(V)—
संयोजक तार (Wire)———

🔌 परिपथ: बन्द मार्ग – सेल, बल्ब, कुंजी, अमीटर, वोल्टमीटर – प्रतीकों द्वारा प्रदर्शित।

🔌 5 विद्युत चालक एवं विद्युतरोधी पदार्थ

विद्युत चालक (Conductors): जिन पदार्थों में विद्युत धारा का प्रवाह हो सकता है।

  • उदाहरण: ताँबा, ऐलुमीनियम, चाँदी, ग्रेफाइट, पारा, लोहा।
  • धातुएँ प्रायः चालक होती हैं (आयनों/इलेक्ट्रॉनों के कारण)।

विद्युतरोधी (Insulators): जिन पदार्थों में विद्युत धारा का प्रवाह नहीं होता।

  • उदाहरण: रबर, प्लास्टिक, सूखा कपड़ा, लकड़ी, काँच, चीनी मिट्टी।
  • इनका उपयोग सुरक्षा के लिए किया जाता है (तारों पर इन्सुलेशन)।
चालक
ताँबा, ऐलुमीनियम, चाँदी
रोधी
रबर, प्लास्टिक, लकड़ी
चालक – रोधी पदार्थ

🔌 चालक: ताँबा, ऐलुमीनियम – रोधी: रबर, प्लास्टिक – सुरक्षा हेतु रोधी का उपयोग।

🛡️ 6 घरेलू विद्युत उपकरणों में सावधानियाँ एवं सुरक्षा

फ्यूज (Fuse): कम गलनांक वाले मिश्र धातु का तार – परिपथ में श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है।

  • जब अत्यधिक धारा बहती है, तो फ्यूज गर्म होकर पिघल जाता है – परिपथ टूट जाता है – उपकरण सुरक्षित रहते हैं।

🔹 सुरक्षा सावधानियाँ

  • ⚠️ खुले तारों को न छूएँ – विद्युत आघात का खतरा।
  • ⚠️ भीगे हाथों से स्विच न छूएँ – पानी विद्युत का चालक है।
  • ⚠️ तारों पर अच्छे विद्युत रोधी लेप (इन्सुलेशन) हो।
  • ⚠️ मानक (ISI) उपकरणों का ही प्रयोग करें।
  • ⚠️ अर्थिंग (Earthing) – उदासीन तार को पृथ्वी से जोड़ना – आवश्यक।
  • ⚠️ विद्युत कार्य करते समय रबड़ के दस्ताने पहनें।
  • ⚠️ प्रत्येक परिपथ में फ्यूज अवश्य लगाएँ।
  • ⚠️ खतरे की स्थिति में मेन्स स्विच ऑफ कर दें।

🛡️ सुरक्षा: फ्यूज (श्रेणीक्रम), रोधी लेप, भीगे हाथों से बचें, अर्थिंग, मेन्स ऑफ।

📊 7 अमीटर एवं वोल्टमीटर – परिचय एवं कार्य

🔹 अमीटर (Ammeter)

  • कार्य: विद्युत परिपथ में धारा का मापन – मात्रक ऐम्पियर (A)
  • संयोजन: परिपथ में श्रेणीक्रम (Series) में जोड़ा जाता है।
  • प्रतीक: —(A)—
  • धारा के चुम्बकीय प्रभाव पर आधारित।

🔹 वोल्टमीटर (Voltmeter)

  • कार्य: परिपथ के दो बिन्दुओं के बीच विभवान्तर का मापन – मात्रक वोल्ट (V)
  • संयोजन: परिपथ में समान्तर क्रम (Parallel) में जोड़ा जाता है।
  • प्रतीक: —(V)—
  • धारा के चुम्बकीय प्रभाव पर आधारित।
अमीटर (Ammeter)वोल्टमीटर (Voltmeter)
धारा मापता है (A)विभवान्तर मापता है (V)
श्रेणीक्रम में जोड़ते हैंसमान्तर क्रम में जोड़ते हैं
प्रतीक (A)प्रतीक (V)

📊 अमीटर: श्रेणी में (धारा) – वोल्टमीटर: समान्तर में (विभवान्तर)।

📝 हमने सीखा (अध्याय सारांश)

विद्युत धारा: I = Q/t – मात्रक ऐम्पियर (A) – ओम का नियम: V = IR
🔋 स्रोत: प्राथमिक (शुष्क सेल), द्वितीयक (संचायक), जनरेटर (AC)।
🔥 प्रभाव: ऊष्मीय (बल्ब), चुम्बकीय (अमीटर), रासायनिक (विद्युत लेपन)।
🔌 परिपथ: बन्द मार्ग – प्रतीक: सेल, बल्ब, कुंजी, अमीटर, वोल्टमीटर।
🔌 चालक: ताँबा, ऐलुमीनियम – रोधी: रबर, प्लास्टिक, लकड़ी।
🛡️ सुरक्षा: फ्यूज (श्रेणी), अर्थिंग, भीगे हाथों से बचें, मेन्स ऑफ।
📊 अमीटर: श्रेणी (धारा) – वोल्टमीटर: समान्तर (विभवान्तर)।

🧩 मिलान अभ्यास (25 पेयर)

📝 अभ्यास क्विज़

स्कोर: 0/0

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