पूरा अध्याय एक नज़र में
चुंबक और क्षेत्र रेखाएँ
- दिक्सूचक की सुई एक छोटा छड़ चुंबक है। सजातीय ध्रुवों में प्रतिकर्षण, विजातीय में आकर्षण।
- चुंबकीय क्षेत्र: चुंबक के चारों ओर का वह क्षेत्र जिसमें उसका बल महसूस हो। इसमें परिमाण और दिशा, दोनों हैं।
- क्षेत्र रेखाएँ काल्पनिक हैं: बाहर N से S, भीतर S से N, बंद वक्र, पास-पास तो क्षेत्र प्रबल, कभी एक-दूसरे को नहीं काटतीं।
धारा से बना चुंबकीय क्षेत्र
| चालक |
क्षेत्र रेखाएँ |
खास बात |
| सीधा तार |
तार को केंद्र मानकर संकेंद्री वृत्त |
धारा बढ़े तो क्षेत्र बढ़े, दूरी बढ़े तो घटे |
| वृत्ताकार पाश |
केंद्र पर लगभग सीधी रेखाएँ, भीतर सब एक दिशा में |
n फेरे हों तो क्षेत्र n गुना |
| परिनालिका |
छड़ चुंबक जैसा पैटर्न, भीतर समांतर सीधी रेखाएँ |
भीतर एकसमान क्षेत्र, सिरे N और S बनते हैं |
- नर्म लोहा + परिनालिका = विद्युत चुंबक (अस्थायी)। स्थायी चुंबक स्टील से।
- ऑर्स्टेड (1820): धारा के पास दिक्सूची विक्षेपित होती है। चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता का मात्रक उनके नाम पर।
तीन नियम
| नियम |
हाथ |
कौन-सी उँगली किसकी दिशा |
क्या मिलता है |
| दक्षिण-हस्त अंगुष्ठ नियम (मैक्सवेल का कॉर्कस्क्रू नियम) |
दायाँ |
अँगूठा = धारा |
मुड़ी अँगुलियाँ = क्षेत्र की दिशा |
| फ्लेमिंग का वामहस्त नियम |
बायाँ |
तर्जनी = क्षेत्र, मध्यमा = धारा |
अँगूठा = बल/गति (मोटर) |
| फ्लेमिंग का दक्षिण-हस्त नियम |
दायाँ |
तर्जनी = क्षेत्र, अँगूठा = गति |
मध्यमा = प्रेरित धारा (जनित्र) |
- बल सबसे अधिक तब, जब धारा क्षेत्र के लंबवत हो। इलेक्ट्रॉन के लिए धारा की दिशा उसकी गति के उल्टी लीजिए।
- चुंबकीय क्षेत्र में चलते आवेशित कण का वेग और संवेग बदलते हैं, द्रव्यमान और चाल नहीं।
मोटर और जनित्र
|
विद्युत मोटर |
विद्युत जनित्र |
| ऊर्जा का बदलाव |
विद्युत → यांत्रिक |
यांत्रिक → विद्युत |
| सिद्धांत |
क्षेत्र में धारावाही चालक पर बल |
वैद्युतचुंबकीय प्रेरण |
| दिशा का नियम |
फ्लेमिंग का वामहस्त |
फ्लेमिंग का दक्षिण-हस्त |
| वलय |
विभक्त वलय (दिक्परिवर्तक) |
AC में दो पूरे वलय, DC में विभक्त वलय |
- मोटर के भाग: N-S ध्रुव, कुंडली ABCD, विभक्त वलय P-Q, ब्रुश X-Y, धुरी, बैटरी। आर्मेचर = नर्म लौह-क्रोड + कुंडली।
- वैद्युतचुंबकीय प्रेरण (फैराडे, 1831): कुंडली से जुड़ा क्षेत्र बदले तो उसमें धारा प्रेरित होती है। चुंबक या कुंडली हिलाकर, या पास की कुंडली की धारा बदलकर। सब स्थिर हो तो धारा शून्य।
- गैल्वेनोमीटर धारा की उपस्थिति और दिशा बताता है।
- AC जनित्र में धारा हर आधे घूर्णन पर दिशा बदलती है।
AC, DC और घर की बिजली
- DC एक ही दिशा में (सेल, बैटरी)। AC बार-बार दिशा उलटती है। AC का लाभ: दूर तक कम ऊर्जा क्षय।
- भारत में AC: 50 Hz, हर 1/100 s में दिशा उलटती है, यानी एक सेकंड में 100 बार।
- घर में 220 V AC। विद्युन्मय तार लाल, उदासीन तार काला, भूसंपर्क तार हरा (पुस्तक के अनुसार)।
- क्रम: मुख्य फ़्यूज़ → विद्युत मीटर → वितरण बक्स (मुख्य स्विच + हर परिपथ का फ़्यूज़)।
- 15 A परिपथ: गीज़र, कूलर। 5 A परिपथ: बल्ब, पंखे। साधित्र पार्श्वक्रम में।
- भूसंपर्कण: धात्विक आवरण का विभव भूमि के बराबर, झटके से बचाव।
- लघुपथन: विद्युन्मय और उदासीन तार सीधे छूएँ, प्रतिरोध बहुत कम, धारा बहुत अधिक।
- अतिभारण: लघुपथन, वोल्टता में अचानक वृद्धि, एक सॉकेट पर बहुत साधित्र।
- फ़्यूज़ जूल तापन से पिघलकर परिपथ तोड़ता है। MCB भी यही काम करता है।
- धारा का हिसाब: I=VP, जैसे 2.2 kW का साधित्र 220 V पर 10 A लेता है।
क्रियाकलापों के नतीजे, जो सीधे पूछे जाते हैं
| क्रियाकलाप |
क्या दिखता है |
| तार के पास दिक्सूची, धारा चालू |
सुई विक्षेपित, धारा उलटने पर विक्षेप उलटा |
| तार सुई के ऊपर, धारा उत्तर से दक्षिण |
सुई का उत्तर ध्रुव पूर्व की ओर |
| कार्डबोर्ड से गुज़रता सीधा तार |
लौह-चूर्ण के संकेंद्री वृत्त |
| नाल चुंबक में ऐलुमिनियम छड़ (धारा B से A, क्षेत्र ऊपर) |
छड़ बाईं ओर खिसकती है, धारा उलटने पर दाईं ओर |
| कुंडली में चुंबक लाना / ले जाना / रोकना |
सुई एक ओर / उल्टी ओर / शून्य |
| कुंडली-1 में कुंजी लगाना / हटाना |
कुंडली-2 में क्षणिक धारा, हटाने पर उल्टी दिशा में |
लोग और उनकी खोजें
| वैज्ञानिक |
खोज |
| हैंस क्रिश्चियन ऑर्स्टेड (1820) |
धारा का चुंबकीय प्रभाव |
| आंद्रे मैरी ऐम्पियर |
चुंबक भी धारावाही चालक पर बराबर और उल्टा बल लगाता है |
| माइकेल फैराडे (1831) |
वैद्युतचुंबकीय प्रेरण, वैद्युत अपघटन के नियम |
25 प्रश्नों की परख
ये प्रश्न सारांश के हर हिस्से से लिए गए हैं, कुछ में थोड़ी गणना है और कुछ में दिशा निकालनी है। कॉपी-पेन साथ रखिए, गणना वाले प्रश्न लिखकर हल कीजिए और क्विज़ खत्म होने तक सारांश की ओर मत लौटिए।
दिशा वाला कोई प्रश्न गलत हो, तो उस पर हाथ बनाकर दोबारा अभ्यास कीजिए, जब तक उँगलियाँ बिना सोचे सही जगह न आने लगें। तथ्य वाला प्रश्न गलत हो (जैसे 50 Hz, 220 V, तारों के रंग), तो उसे सारांश की तालिका में ढूँढ़कर उसके आगे कॉपी में एक निशान लगा लीजिए और परीक्षा से पहले बस वही निशान वाली बातें फिर से देख लीजिए।