K2KARAKORAM
मराठीEnglish
ॲप उघडा

राज्य मंडळ · इयत्ता 10 · विज्ञान आणि तंत्रज्ञान भाग १

धडा ४: विद्युत प्रवाहाचे परिणाम

5 संकल्पना · उत्तरांसह 40 सराव प्रश्न · वाचन मोफत

हा धडा या भाषेतही: English

ऊर्जा हस्तांतरण, विद्युतशक्ती आणि ज्युलचा नियम

रोजच्या जीवनातून

100 W चा बल्ब गरम होतो आणि चमकतो, पण 5 W चा LED बल्ब थंड राहतो. किती विद्युत शक्ती वापरली त्यावरून ऊर्जेचे प्रकाश आणि उष्णतेत रूपांतर किती वेगाने होते आणि बिलात किती पैसे लागतात ते ठरते.

सोपी व्याख्या

विद्युत शक्ती (electrical power) P = V I; एकक वॅट (watt), 1 W = 1 J/s.

नियम 1 : शक्ती आणि जूलचा नियम — सेल रोधकाला V·Q ऊर्जा देतो आणि तिचे उष्णतेत रूपांतर होते. शक्ती P = V I. निर्माण होणारी उष्णता H = P t = V I t = I² R t; हा जूलचा उष्णता नियम.

  • सोपे : 880 W चा टोस्टर 220 V वर चालतो : I = P ÷ V = 880 ÷ 220 = 4 A, आणि R = V ÷ I = 220 ÷ 4 = 55 Ω.
  • मध्यम : 10 Ω मधून 2 A विद्युतधारा 30 s वाहते : H = I² R t = 4 × 10 × 30 = 1200 J.
  • परीक्षेसाठी : त्याच रोधकात तितक्याच वेळासाठी विद्युतधारा दुप्पट केली तर H चौपट होतो (I² मुळे), म्हणजे 1200 J चे 4800 J.
1000 W × 3600 s = 3.6 × 10⁶ J1 kWh = विजेचे 1 युनिट1000 W(1 kW)× 3600 s(1 तास)= 3.6 × 10⁶ J= 1 युनिट

आकृतीत : आकृतीत विजेचे एक एकक जूलमध्ये.

नियम 2 : विजेचे एकक — 1 kWh = 1000 W × 3600 s = 3.6 × 10⁶ J, आणि बिलातील हे विजेचे 1 एकक (unit).

  • सोपे : 60 W चा बल्ब 5 तास वापरला : ऊर्जा = 0.06 kW × 5 h = 0.3 kWh.
  • मध्यम : 2000 W चे हीटर 3 तास चालवले : 2 × 3 = 6 kWh, म्हणजे 6 युनिट.
  • परीक्षेसाठी : बिल : तीन 40 W चे पंखे दिवसाला 10 तास, 30 दिवस चालतात. एकूण शक्ती 120 W = 0.12 kW; ऊर्जा = 0.12 × 10 × 30 = 36 युनिट. ₹7 प्रति युनिट दराने बिल 36 × 7 = ₹252.
Live आकृती

ऊर्जा हस्तांतरण, विद्युतशक्ती आणि ज्युलचा नियम

ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.

ॲपमध्ये उघडा
लक्षात ठेवा

P = VI; H = I²Rt; 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J = 1 युनिट.

सामान्य चूक

युनिट म्हणजे वॅट असे समजणे. एक युनिट म्हणजे 1 kWh, ऊर्जेचे प्रमाण.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "वॅट × तास ÷ 1000 = युनिट".

फरक ओळखा

राशीसूत्रएकक
शक्तीP = VIवॅट
उष्णताH = I²Rtजूल
बिलातील ऊर्जाP × tkWh

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1विद्युत शक्तीचे सूत्र लिहा.
  2. 21 kWh म्हणजे किती जूल?
  3. 3जूलचा उष्णता नियम सांगा.
मध्यम
  1. 4220 V वर 440 W च्या हीटरमधील विद्युतधारा काढा.
  2. 5100 W चा बल्ब 20 तासांत किती युनिट वापरतो?
  3. 65 Ω मधून 3 A विद्युतधारा 10 s वाहिल्यास निर्माण होणारी उष्णता काढा.
आव्हानात्मक
  1. 71100 W ची इस्त्री, ₹6 प्रति युनिट. 2 तास वापरण्याचा खर्च काढा.
  2. 8विद्युतधारा दुप्पट केल्यावर उष्णता चौपट का होते?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1P = V I.
  2. 23.6 × 10⁶ J.
  3. 3H = I² R t.
  4. 4440 ÷ 220 = 2 A.
  5. 50.1 × 20 = 2 युनिट.
  6. 69 × 5 × 10 = 450 J.
  7. 71.1 × 2 = 2.2 युनिट; 2.2 × 6 = ₹13.20.
  8. 8कारण H हा I² वर अवलंबून आहे आणि 2² = 4.

तापन परिणाम, फ्यूज आणि लघुपथन

रोजच्या जीवनातून

हीटरची तार लाल होऊन चमकते, पण तिला वीज आणणारी जाड तार थंड राहते. तीच विद्युतधारा जास्त रोध असलेल्या तारेला जास्त तापवते. योग्य जागी योग्य तार हे सुरक्षित वायरिंगचे गमक आहे.

सोपी व्याख्या

फ्यूज (fuse) ही सुरक्षा तार असून विद्युतधारा खूप वाढली की वितळून मंडल तोडते.

नियम 1 : तापवणारी उपकरणे — हीटर, कुकर आणि इस्त्री यांत उच्च विशिष्ट रोध असलेल्या निक्रोमची तार वापरतात. बल्बमध्ये टंगस्टनचा तंतू सुमारे 3400 °C पर्यंत तापतो आणि तो जळू नये म्हणून निर्वात किंवा नायट्रोजनमध्ये ठेवतात.

  • सोपे : निक्रोम तार तापते कारण तिचा रोध जास्त असतो, म्हणून I² R मोठे असते.
  • मध्यम : तांब्याच्या जोडतारेचा रोध अतिशय कमी असतो, म्हणून तितक्याच विद्युतधारेसाठी ती फार कमी उष्णता देते.
  • परीक्षेसाठी : टंगस्टन तंतू निर्वातात का ठेवतात? टंगस्टनचा वितळबिंदू खूप जास्त असतो, पण हवेत 3400 °C ला तो ऑक्सिजनमुळे जळेल.

नियम 2 : घरगुती वायरिंग आणि फ्यूज — घरगुती वायरिंगमध्ये जिवंत (live), तटस्थ (neutral) आणि भू-तार (earth) असतात; जिवंत आणि तटस्थ तारेतील विभवांतर 220 V. जिवंत आणि तटस्थ तारा एकमेकांना भिडल्या तर लघुपथनामुळे (short circuit) खूप मोठी विद्युतधारा वाहून आग लागू शकते. फ्यूज तार वितळून मंडल तोडते; MCB आपोआप बंद होतो. अतिभार (overloading) म्हणजे खूप जास्त विद्युतधारा घेणे.

फ्यूजसह फेज वायर, न्यूट्रल वायर व उपकरणाच्या धातूच्या कवचाला जोडलेली अर्थ वायरघरातील जोडणीफेज (लाल)न्यूट्रल (काळी)अर्थ (हिरवी)फ्यूजउपकरणधातूचे कवच⚡फेज-न्यूट्रल मध्ये 220 Vअर्थ वायर गळती विद्युत प्रवाह जमिनीत नेते

आकृतीत : आकृतीत फ्यूजसह जिवंत, तटस्थ आणि भू-तारा.

  • सोपे : 220 V वर 2000 W चे गीझर सुमारे 9 A घेते, म्हणून 10 A चा फ्यूज योग्य.
  • मध्यम : लघुपथनात रोध अतिशय कमी असतो. 220 V वर R = 0.1 Ω असेल तर I = 220 ÷ 0.1 = 2200 A, जी प्रचंड आहे.
  • परीक्षेसाठी : हीटर, इस्त्री आणि गीझर एकाच सॉकेटमध्ये लावले तर खूप जास्त विद्युतधारा घेतली जाते : हा अतिभार, आणि फ्यूज किंवा MCB ने पुरवठा तोडला पाहिजे.
लक्षात ठेवा

तापवणाऱ्या तारांसाठी निक्रोम; बल्बसाठी टंगस्टन. फ्यूज वितळतो; MCB बंद होतो. सुरक्षेसाठी भू-तार.

सामान्य चूक

फ्यूज म्हणून जाड तांब्याची तार वापरणे. ती वितळणार नाही आणि फ्यूज संरक्षण देणार नाही.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "फ्यूज = आधी तुटणारा कमकुवत दुवा".

फरक ओळखा

भागउद्देश
निक्रोम तारतापवणारी उपकरणे
टंगस्टन तंतूबल्ब
फ्यूज / MCBअतिभारावर मंडल तोडतो
भू-तारधातूच्या भागांची सुरक्षा

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1तापवणाऱ्या तारांसाठी कोणती तार वापरतात?
  2. 2बल्बचा तंतू टंगस्टनचा का करतात?
  3. 3घरात जिवंत आणि तटस्थ तारांमधील विभवांतर किती?
मध्यम
  1. 4लघुपथन म्हणजे काय?
  2. 5फ्यूजचा उपयोग काय?
  3. 6220 V वर 1100 W च्या कुकरची विद्युतधारा काढा आणि 3 A, 5 A, 10 A पैकी फ्यूज निवडा.
आव्हानात्मक
  1. 7अतिभार म्हणजे काय आणि तो कसा टाळावा?
  2. 8फ्यूजच्या जागी जाड तांब्याची तार का लावू नये?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1निक्रोम.
  2. 2त्याचा वितळबिंदू खूप जास्त (सुमारे 3400 °C) असतो.
  3. 3220 V.
  4. 4जिवंत आणि तटस्थ तारा एकमेकींना भिडून खूप मोठी विद्युतधारा वाहणे.
  5. 5विद्युतधारा खूप वाढली की वितळून मंडल तोडतो.
  6. 6I = 5 A; 10 A निवडा (5 A पेक्षा जास्त, म्हणजे नेहमीच्या वापरात वितळत नाही).
  7. 7खूप जास्त विद्युतधारा घेणे, उदा. एका सॉकेटवर अनेक उपकरणे; वेगळे सॉकेट आणि योग्य फ्यूज वापरून टाळावे.
  8. 8तांब्याचा रोध कमी आणि वितळबिंदू जास्त, म्हणून ती वितळणार नाही आणि मंडल असुरक्षित राहील.

विद्युतधारेचा चुंबकीय परिणाम

रोजच्या जीवनातून

अचानक विद्युतधारा वाहणाऱ्या तारेजवळील होकायंत्राची सुई उत्तरेपासून हलते. वीज आणि चुंबकत्व अनोळखी नाहीत; एक दुसऱ्याला जन्म देते.

सोपी व्याख्या

विद्युतधारेचा चुंबकीय परिणाम (magnetic effect) : विद्युतधारा वाहणारी तार तिच्याभोवती चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करते.

नियम 1 : ओर्स्टेड आणि अंगठ्याचा नियम — ओर्स्टेड (1820) याने पाहिले की विद्युतधारा चुंबकीय सुईला विचलित करते. सरळ तारेतील विद्युतधारा वर्तुळाकार चुंबकीय बलरेषा निर्माण करते; क्षेत्र अंतरानुसार कमी आणि विद्युतधारेनुसार वाढते. उजव्या हाताचा अंगठ्याचा नियम (मॅक्सवेलचा कॉर्क-स्क्रू नियम) : अंगठा विद्युतधारेच्या दिशेने ठेवा, वळलेली बोटे क्षेत्राची दिशा दाखवतात.

तारेभोवती वर्तुळाकार क्षेत्ररेषा; प्रवाह बाहेर असता घड्याळाच्या उलट, आत असता घड्याळाप्रमाणेसरळ तारेभोवतीचे चुंबकीय क्षेत्र•प्रवाह पानाबाहेरक्षेत्र : घड्याळाच्या उलट×प्रवाह पानातक्षेत्र : घड्याळाप्रमाणे

आकृतीत : आकृतीत उजव्या हाताचा अंगठ्याचा नियम.

  • सोपे : उभ्या तारेत विद्युतधारा वर : अंगठा वर, म्हणून क्षेत्र वळलेल्या बोटांच्या दिशेने तारेभोवती फिरते.
  • मध्यम : विद्युतधारा उलट केली तर क्षेत्राची दिशा उलट; विद्युतधारा दुप्पट केली तर क्षेत्र प्रबळ होते.
  • परीक्षेसाठी : तारेपासून दूर ठेवलेली होकायंत्र सुई जेमतेमच हलते, यावरून क्षेत्र अंतराबरोबर कमी होते हे दिसते.

नियम 2 : वेटोळे आणि परिनालिका — वर्तुळाकार वेटोळ्याच्या केंद्रावर सर्व बलरेषा एकाच दिशेने असतात; n वेढ्यांनी क्षेत्र n पट होते. परिनालिका (solenoid) म्हणजे लांब वेटोळे; तिचे क्षेत्र दंडचुंबकासारखे, आत एकसमान, एक टोक उत्तर आणि दुसरे दक्षिण. आत मृदू लोखंडाचा गाभा घातला की विद्युतचुंबक (electromagnet) बनतो.

विद्युत प्रवाहित तारेच्या गुंडाळीचे क्षेत्र दंडचुंबकासारखे; एक टोक उत्तर, दुसरे दक्षिणसोलेनॉइड दंडचुंबकासारखे–+दक्षिण टोकउत्तर टोकआत : सरळ, एकसमान क्षेत्र

आकृतीत : आकृतीत परिनालिका दंडचुंबकासारखी वागते.

  • सोपे : 10 वेढ्यांचे वेटोळे तितक्याच विद्युतधारेसाठी एका वेढ्यापेक्षा 10 पट क्षेत्र देते.
  • मध्यम : इन्सुलेटेड तार गुंडाळलेला लोखंडी खिळा सेलला जोडला की पिना उचलतो; सेल काढला की पिना पडतात.
  • परीक्षेसाठी : अधिक प्रबळ विद्युतचुंबक बनवण्यासाठी : वेढे वाढवा, विद्युतधारा वाढवा आणि मृदू लोखंडाचा गाभा वापरा.
Live आकृती

विद्युतधारेचा चुंबकीय परिणाम

ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.

ॲपमध्ये उघडा
लक्षात ठेवा

विद्युतधारा चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करते (ओर्स्टेड, 1820). अंगठ्याचा नियम दिशा देतो. परिनालिका : दंडचुंबक.

सामान्य चूक

विद्युतधारा नसतानाही क्षेत्र असते असे समजणे. ते फक्त विद्युतधारा वाहत असतानाच असते.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "अंगठा विद्युतधारेचा, बोटे क्षेत्राची".

फरक ओळखा

रचनाक्षेत्र
सरळ तारतारेभोवती वर्तुळे
वर्तुळाकार वेटोळेकेंद्रावर एकाच दिशेने
परिनालिकादंडचुंबकासारखे

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1विद्युतधारेचा चुंबकीय परिणाम कोणी शोधला?
  2. 2उजव्या हाताचा अंगठ्याचा नियम सांगा.
  3. 3परिनालिका म्हणजे काय?
मध्यम
  1. 4परिनालिकेत मृदू लोखंडाचा गाभा काय करतो?
  2. 5तारेतील विद्युतधारा उलट केली तर क्षेत्राच्या दिशेचे काय होते?
  3. 6एका वेढ्याने क्षेत्र B मिळते. त्याच विद्युतधारेसाठी 25 वेढ्यांचे वेटोळे किती क्षेत्र देईल?
आव्हानात्मक
  1. 7विद्युतचुंबक प्रबळ करण्याचे तीन मार्ग सांगा.
  2. 8भंगारातील क्रेनमध्ये विद्युतचुंबक का उपयोगी?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1ओर्स्टेड, 1820 मध्ये.
  2. 2अंगठा विद्युतधारेच्या दिशेने; वळलेली बोटे क्षेत्राची दिशा दाखवतात.
  3. 3विद्युतधारा वाहणारे लांब वेटोळे जे दंडचुंबकासारखे वागते.
  4. 4तो क्षेत्र खूप प्रबळ करतो आणि विद्युतचुंबक बनतो.
  5. 5ती उलट होते.
  6. 625 B.
  7. 7जास्त वेढे, जास्त विद्युतधारा, मृदू लोखंडाचा गाभा.
  8. 8विद्युतधारा चालू असताना तो लोखंड उचलतो आणि बंद केल्यावर सोडतो.

वाहकावरील बल आणि विद्युत मोटर

रोजच्या जीवनातून

छताचा पंखा फिरतो कारण चुंबकीय क्षेत्रातील विद्युतधारा वाहणाऱ्या वेटोळ्याला धक्का बसतो. या धक्क्यामुळेच पंखे, मिक्सर आणि खेळण्यांच्या गाड्यांत विद्युत ऊर्जेचे गतीत रूपांतर होते.

सोपी व्याख्या

चुंबकीय क्षेत्रातील विद्युतधारा वाहणाऱ्या वाहकावर बल लागते; हेच विद्युत मोटरचे तत्त्व.

नियम 1 : वाहकावरील बल — चुंबकीय क्षेत्रातील विद्युतधारा वाहणाऱ्या वाहकावर बल लागते, विद्युतधारा क्षेत्राशी काटकोनात असताना ते सर्वाधिक असते. फ्लेमिंगचा डाव्या हाताचा नियम : तर्जनी = क्षेत्र, मधले बोट = विद्युतधारा, अंगठा = बल.

क्षेत्र, प्रवाह व बल या तीन परस्पर लंब दिशाफ्लेमिंगचा डाव्या हाताचा नियम (मोटर)तर्जनी : क्षेत्र Bमधले बोट : प्रवाह Iअंगठा : बल Fतिन्ही दिशा परस्परांना 90° वर

आकृतीत : आकृतीत फ्लेमिंगचा डाव्या हाताचा नियम.

  • सोपे : डाव्या हाताचा अंगठा, तर्जनी आणि मधले बोट परस्परांना काटकोनात धरा; ते बल, क्षेत्र आणि विद्युतधारा दाखवतात.
  • मध्यम : फक्त विद्युतधारा उलट केली तर बल उलट; क्षेत्र आणि विद्युतधारा दोन्ही उलट केली तर बलाची दिशा तीच राहते.
  • परीक्षेसाठी : विद्युतधारा क्षेत्राला समांतर असेल तर बल शून्य; काटकोनात असेल तर कमाल.

नियम 2 : विद्युत मोटर — विद्युत मोटर विद्युत ऊर्जेचे यांत्रिक ऊर्जेत रूपांतर करते. चुंबकाच्या ध्रुवांमधील आयताकृती वेटोळे, विभक्त कडे दिक्परिवर्तक (split ring commutator) आणि कार्बन ब्रश एकत्र काम करतात : विभक्त कडे प्रत्येक अर्ध्या फेरीला विद्युतधारा उलट करते, म्हणून वेटोळे एकाच दिशेने फिरत राहते.

मोटर विद्युत ऊर्जेचे यांत्रिक ऊर्जेत रूपांतर करतेविद्युत मोटर🔌विद्युत ऊर्जाआत⚙️मोटरगुंडाळी फिरते🌀यांत्रिक ऊर्जाबाहेर

आकृतीत : आकृतीत मोटर विद्युत ऊर्जेचे गतीत रूपांतर करते.

  • सोपे : टेबल फॅन, मिक्सर आणि वॉशिंग मशीन सर्वांत विद्युत मोटर असते.
  • मध्यम : विभक्त कड्याऐवजी दोन पूर्ण कडी असती तर वेटोळे फिरण्याऐवजी मागे-पुढे हलून थांबले असते.
  • परीक्षेसाठी : मोटर जास्त वेगाने फिरवण्यासाठी : प्रबळ चुंबक, वेटोळ्यात जास्त वेढे किंवा जास्त विद्युतधारा वापरा.
लक्षात ठेवा

डावा हात : बल. मोटर : विद्युत ते यांत्रिक; विभक्त कडे अर्ध्या फेरीला विद्युतधारा उलट करते.

सामान्य चूक

मोटरच्या नियमासाठी उजवा हात वापरणे. मोटरसाठी डावा हात.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "मोटरसाठी डावा हात : अंगठा बल, तर्जनी क्षेत्र, मधले बोट विद्युतधारा".

फरक ओळखा

बाबअर्थ
अंगठाबल
तर्जनीचुंबकीय क्षेत्र
मधले बोटविद्युतधारा

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1फ्लेमिंगचा डाव्या हाताचा नियम सांगा.
  2. 2विद्युत मोटर काय करते?
  3. 3मोटरमध्ये विभक्त कड्याचा उपयोग काय?
मध्यम
  1. 4वाहकावरील बल केव्हा कमाल असते?
  2. 5बल केव्हा शून्य असते?
  3. 6विद्युत मोटर असलेली तीन उपकरणे सांगा.
आव्हानात्मक
  1. 7मोटरच्या फिरण्याची दिशा उलट करण्याचे दोन मार्ग सांगा.
  2. 8मोटरमधील वेटोळे उभ्या स्थितीत का थांबत नाही?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1तर्जनी = क्षेत्र, मधले बोट = विद्युतधारा, अंगठा = बल.
  2. 2विद्युत ऊर्जेचे यांत्रिक ऊर्जेत रूपांतर करते.
  3. 3ते प्रत्येक अर्ध्या फेरीला विद्युतधारा उलट करते, म्हणून वेटोळे फिरत राहते.
  4. 4विद्युतधारा क्षेत्राशी काटकोनात असताना.
  5. 5विद्युतधारा क्षेत्राला समांतर असताना.
  6. 6पंखा, मिक्सर, वॉशिंग मशीन.
  7. 7विद्युतधारा उलट करणे किंवा चुंबकीय क्षेत्र उलट करणे.
  8. 8जडत्वामुळे ते पुढे जाते आणि विभक्त कडे विद्युतधारा उलट करते, म्हणून धक्का त्याच दिशेने चालू राहतो.

विद्युतचुंबकीय प्रवर्तन, AC/DC आणि जनित्र

रोजच्या जीवनातून

सायकलचा डायनॅमो चाक फिरत असतानाच दिवा लावतो. पेडल थांबवले की दिवा जातो. फिरणारा चुंबक आणि वेटोळे वीज निर्माण करतात; प्रत्येक वीजनिर्मिती केंद्र असेच काम करते.

सोपी व्याख्या

विद्युतचुंबकीय प्रवर्तन (electromagnetic induction) म्हणजे वेटोळ्यातून जाणाऱ्या चुंबकीय बलरेषा बदलल्या की त्यात विद्युतधारा निर्माण होणे.

नियम 1 : फॅराडेचा शोध — फॅराडे (1831) : वेटोळ्यातून जाणाऱ्या चुंबकीय बलरेषांची संख्या बदलली की त्यात विद्युतधारा प्रवर्तित होते. फ्लेमिंगचा उजव्या हाताचा नियम : अंगठा = गती, तर्जनी = क्षेत्र, मधले बोट = प्रवर्तित विद्युतधारा. गॅल्व्हानोमीटर अतिशय लहान विद्युतधारा दाखवतो.

गॅल्व्हानोमीटरला जोडलेल्या गुंडाळीत चुंबक हलवल्यास काटा हलतोगुंडाळीत चुंबक हलवल्याने प्रवाह निर्माण होतोNSहलवाGगॅल्व्हानोमीटर हलतोहालचाल नाही → प्रवाह नाही

आकृतीत : आकृतीत विद्युतचुंबकीय प्रवर्तन.

  • सोपे : दंडचुंबक गॅल्व्हानोमीटर जोडलेल्या वेटोळ्यात ढकला : सुई विचलित होते.
  • मध्यम : चुंबक वेटोळ्यात स्थिर धरा : सुई हलत नाही, कारण बलरेषा बदलत नाहीत. बाहेर ओढा : सुई उलट दिशेने हलते.
  • परीक्षेसाठी : चुंबक जलद हलवला किंवा जास्त वेढे वापरले तर विचलन जास्त, म्हणजे प्रवर्तित विद्युतधारा जास्त.

नियम 2 : AC आणि DC — DC (दिष्ट विद्युतधारा) फक्त एका दिशेने वाहते. AC (प्रत्यावर्ती विद्युतधारा) ठराविक काळाने दिशा बदलते; भारतात तिची वारंवारता 50 Hz आहे. लांब अंतरावर वीज पाठवण्यासाठी AC सर्वोत्तम आणि आपल्या घरांत वापरली जाते.

DC एका दिशेची सरळ रेषा; AC दिशा बदलणारी लहरDC : एकाच दिशेनेAC : दिशा बदलते (50 Hz)AC लांब अंतराच्या पुरवठ्यास व घरांना योग्य

आकृतीत : आकृतीत दिष्ट आणि प्रत्यावर्ती विद्युतधारा.

  • सोपे : सेल किंवा बॅटरी DC देते; घरातील सॉकेट AC देते.
  • मध्यम : 50 Hz AC मध्ये एका आवर्तनाला 1 ÷ 50 = 0.02 s लागतो.
  • परीक्षेसाठी : प्रत्येक आवर्तनात दिशा दोनदा बदलते, म्हणून 50 Hz AC प्रत्येक सेकंदाला 100 वेळा दिशा बदलते.

नियम 3 : जनित्र — जनित्र यांत्रिक ऊर्जेचे विद्युत ऊर्जेत रूपांतर करते : चुंबकीय क्षेत्रात वेटोळे फिरते. स्लिप रिंग असतील तर AC मिळते; विभक्त कडे असेल तर DC मिळते.

जनित्र यांत्रिक ऊर्जेचे विद्युत ऊर्जेत रूपांतर करतेजनित्र🏃यांत्रिक ऊर्जागुंडाळी फिरवते🧲गुंडाळी क्षेत्रछेदते💡विद्युत ऊर्जाबाहेर

आकृतीत : आकृतीत जनित्र गतीपासून वीज निर्माण करते.

  • सोपे : जलविद्युत केंद्रात वाहते पाणी टर्बाइन फिरवते आणि ते जनित्राचे वेटोळे फिरवते.
  • मध्यम : मोटर आणि जनित्र यांची क्रिया उलट आहे : मोटर विजेपासून गती निर्माण करते; जनित्र गतीपासून वीज निर्माण करते.
  • परीक्षेसाठी : जलद पेडल मारल्यावर सायकलचा दिवा जास्त प्रकाशमान का होतो? वेटोळे बलरेषा जलद कापते, म्हणून प्रवर्तित विद्युतदाब जास्त असतो.
लक्षात ठेवा

फॅराडे 1831 : बदलते क्षेत्र विद्युतधारा देते. AC 50 Hz; DC एका दिशेने. जनित्र : यांत्रिक ते विद्युत.

सामान्य चूक

डावा आणि उजवा हात यांची गल्लत करणे. मोटर (बल) साठी डावा; जनित्र (प्रवर्तित विद्युतधारा) साठी उजवा.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "मोटर = डावा, जनित्र = उजवा".

फरक ओळखा

उपकरणऊर्जा रूपांतरनियम
मोटरविद्युत → यांत्रिकडावा हात
जनित्रयांत्रिक → विद्युतउजवा हात

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1विद्युतचुंबकीय प्रवर्तनाचा शोध कोणी आणि केव्हा लावला?
  2. 2भारतातील AC ची वारंवारता किती?
  3. 3गॅल्व्हानोमीटर काय करतो?
मध्यम
  1. 4जनित्रात कोणते ऊर्जा रूपांतर होते?
  2. 5प्रवर्तित विद्युतधारेची दिशा कोणता नियम सांगतो?
  3. 650 Hz AC 1 s मध्ये किती वेळा दिशा बदलते?
आव्हानात्मक
  1. 7चुंबक वेटोळ्यात स्थिर धरला आहे. विद्युतधारा प्रवर्तित होते का? का?
  2. 8लांब अंतरावर वीज पाठवण्यासाठी DC ऐवजी AC का वापरतात?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1फॅराडे, 1831 मध्ये.
  2. 250 Hz.
  3. 3लहान विद्युतधारा दाखवतो.
  4. 4यांत्रिक ऊर्जा ते विद्युत ऊर्जा.
  5. 5फ्लेमिंगचा उजव्या हाताचा नियम.
  6. 6100 वेळा.
  7. 7नाही, कारण वेटोळ्यातून जाणाऱ्या बलरेषांची संख्या बदलत नाही.
  8. 8AC चा विद्युतदाब रोहित्रांनी सहज वाढवता-कमी करता येतो, त्यामुळे तारांतील ऊर्जा हानी कमी होते.

झटपट उजळणी

  • P = VI; H = I2Rt; 1 kWh = 3.6 × 106 J.
  • मोटर : विद्युत ते यांत्रिक. जनित्र : यांत्रिक ते विद्युत.
  • डावा हात : बल. उजवा हात : प्रवर्तित विद्युतधारा.