science
Current Electricity
पडताळलेले उत्तर (Verified)
MPSC सराव प्रश्न:
जेव्हा वाहकामधील विद्युत प्रवाह दुप्पट केला जातो तेव्हा निर्माण होणाऱ्या उष्णतेच्या प्रमाणात काय बदल होतो?
What change occurs in the amount of heat produced when the electric current in a conductor is doubled?
पर्याय (Options):
A
पूर्वीसारखेच
B
निम्मे
C
दुप्पट
D
अचूक उत्तर (Official Answer)
चार पट
सविस्तर स्पष्टीकरण (Detailed Explanation):
अचूक उत्तर: पर्याय (4)
योग्य उत्तर चार पट आहे.
स्पष्टीकरण आणि महत्त्वाचे मुद्दे:
• वाहकामध्ये निर्माण होणारी उष्णता आणि त्यातून वाहणारा विद्युत प्रवाह यांच्यातील संबंध ज्यूलच्या उष्णतेच्या नियमाद्वारे परिभाषित केला जातो.
• या भौतिक नियमानुसार, रोधकामध्ये निर्माण होणारी उष्णता (H) ही त्यातून जाणाऱ्या विद्युत प्रवाहाच्या (I) वर्गाच्या समप्रमाणात असते, जर रोध (R) आणि वेळ (t) स्थिर राहिला.
• औष्णिक ऊर्जेची गणना करण्यासाठी मूलभूत सूत्र H = I^(2)Rt आहे.
• जेव्हा विद्युत प्रवाह दुप्पट केला जातो, तेव्हा नवीन प्रवाह (I') 2I होतो.
• सूत्रात नवीन प्रवाहाचे मूल्य टाकल्यास नवीन उष्णता (H') खालीलप्रमाणे मिळते: H' = (2I)^(2) × R × t.
• समीकरण सोपे केल्यावर H' = 4 × I^(2)Rt मिळते, जे दर्शवते की निर्माण झालेली उष्णता सुरुवातीच्या प्रमाणाच्या बरोबर चार पट आहे.
पूरक माहिती:
• ज्यूल हीटिंगचे मुख्य घटक:
• रोध (R): ओहम (Ohms) मध्ये मोजला जातो, तो इलेक्ट्रॉनच्या प्रवाहाला होणारा विरोध दर्शवतो. प्रवाह स्थिर ठेवून रोध वाढवल्यास उष्णतेत रेषीय वाढ होते.
• विद्युत प्रवाह (I): अँपिअर मध्ये मोजला जातो, सूत्रातील वर्गाच्या संबंधामुळे याचा उष्णतेवर सर्वात जास्त परिणाम होतो.
• वेळ (t): सेकंद मध्ये मोजला जातो, एकूण औष्णिक ऊर्जा ही विद्युत प्रवाह वाहण्याच्या कालावधीच्या समप्रमाणात असते.
• औद्योगिक आणि घरगुती उपयोग:
• हीटिंग एलिमेंट्स: इलेक्ट्रिक हीटर आणि गीझर सारख्या उपकरणांमध्ये उष्णता निर्मिती वाढवण्यासाठी नायक्रोम सारख्या उच्च-रोधक संमिश्रांचा वापर केला जातो.
• सुरक्षा यंत्रणा : जर प्रवाह धोकादायक पातळीवर वाढला तर वितळून सर्किट खंडित करण्यासाठी इलेक्ट्रिक फ्यूज डिझाइन केलेला असतो, ज्यामुळे जास्त उष्णतेमुळे लागणाऱ्या आगीला प्रतिबंध होतो.
• इन्कॅन्डेन्सेंट बल्ब : प्रकाश उत्सर्जित करण्यासाठी टंगस्टन फिलामेंट खूप उच्च तापमानावर गरम केले जाते, जे विद्युत ऊर्जेचे औष्णिक आणि प्रकाश ऊर्जेत व्यावहारिक रूपांतरण दर्शवते.