धाराविद्युत व चुंबकत्व

धाराविद्युत व चुंबकत्व स्वाध्याय

गाळलेल्या जागा भरा

(1) धबधब्याचे पाणी वरील पातळीपासून खालील पातळीवर पडते, याचे कारण गुरुत्वाकर्षण.
(2) एखाद्या परिपथात इलेक्ट्रॉन्स कमी विभव असलेल्या बिंदूपासून अधिक विभव असलेल्या बिंदूकडे वाहतात.
(3) विद्युतघटाच्या धन अग्र व ॠण अग्र यांच्या विद्युत स्थितिक विभवातील फरक म्हणजे त्या घटाचे विभवांतर होय.
(4) 1.5 V विभवांतराच्या 3 विद्युतघटांची बॅटरी स्वरूपात जोडणी केली आहे. या बॅटरीचे विभवांतर \mathbf{\underline{4.5 V}} इतके असेल.
(5) एखाद्या विद्युतवाहक तारेतून जाणारी विद्युतधारा तारेभोवती चुंबकत्व निर्माण करते.

Go to top

बॅटरीतील विद्युत घटांची रचना

प्रश्न: 3 कोरड्या विद्युतघटांची जोडणीच्या तारांनी बॅटरी करायची आहे. तारा कशा जोडाल ते आकृतीसह स्पष्ट करा.

उत्तर:

आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे बॅटरीमध्ये तीन कोरड्या विद्युतघटांची रचना खालीलप्रमाणे करावी लागेल,
(1) डावीकडून पहिल्या विद्युतघटाचे धन टोक हे बॅटरीचे धन टोक असेल.
(2) पहिल्या विद्युतघटाचे ऋण टोक हे मधल्या विद्युतघटाच्या धन टोकाला जोडलेले असेल.
(3) मधल्या विद्युतघटाचे ऋण टोक सर्वात उजवीकडच्या, म्हणजे तिसऱ्या विद्युतघटाच्या धन टोकाला जोडलेले असेल.
(4) आणि तिसऱ्या विद्युतघटाचे ऋण टोक हे बॅटरीचे ऋण टोक असेल.

Go to top

विद्युत परिपथाची तपासणी

प्रश्न: एका विद्युतपरिपथात एक बॅटरी व एक बल्ब जोडले असून बॅटरीत दोन समान विभवांतराचे घट बसविले आहेत. जर बल्ब प्रकाशित होत नसेल, तर ते कशामुळे याचा शोध घेण्यासाठी कोणत्या तपासण्या कराल ?
उत्तर:

दिलेल्या आकृतीमध्ये दाखवल्याप्रमाणे परिपथ (सर्किट) आहे.
जर बल्ब प्रकाशित होत नसेल तर …
(1) सर्व प्रथम जोडलेला बल्ब आणि बॅटरीमध्ये वापरलेले विदुत घट चालू स्थितीत आहेत का; ह्याची खात्री करून घ्या.
(2) आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे बॅटरीतील दोन्ही विद्युतघट एकमेकांना योग्य पद्धतीने जोडलेले आहेत का, ते बघा

(a) पहिल्या विद्युतघटाचं धन टोक बल्बच्या एका टोकाला जोडलेलं असलं पाहिजे.
(b) पहिल्या विद्युतघटाचं ऋण टोक हे दुसऱ्या विद्युतघटाच्या धन टोकाला जोडलेलं असलं पाहिजे.
(c) दुसऱ्या विद्युतघटाचं ऋण टोक हे बल्बच्या दुसऱ्या टोकाला जोडलेलं असलं पाहिजे.

(3) परिपथात (सर्किट मध्ये) जोडलेल्या सर्व तारा व्यवस्थित लोडाल्या गेलेल्या आहेत का, ह्याची खात्री करून घ्या.

Go to top

बॅटरीचे एकूण विभवांतर मोजणे

प्रश्न: प्रत्येकी 2V विभवांतराचे विद्युतघट खालीलप्रमाणे बॅटरीच्या स्वरूपात जोडले आहेत. दोन्ही जोडण्यांत बॅटरीचे एकूण विभवांतर किती असेल?

उत्तर:
पहिल्या आकृतीत प्रत्येकी 2V विभवांतराचे 3 विद्युतघट एकमेकांना बॅटरीच्या स्वरूपात जोडलेले आहेत. पहिल्या विद्युतघटाचं ऋण टोक दुसऱ्या विद्युतघटाच्या धन टोकाला जोडलेलं आहे आणि दुसऱ्या विद्युतघटाचं ऋण टोक तिसऱ्या विद्युतघटाच्या धन टोकाला जोडलेलं आहे. अशा रचनेमध्ये तिन्ही विद्युत घटकांच्या विभवांतराची बेरीज होत असल्याने पहिल्या बॅटरीचे एकूण विभवांतर \mathbf{2V+2V+2V=6V} आहे.

दुसऱ्या आकृतीत प्रत्येकी 2V विभवांतराचे 4 विद्युतघट एकमेकांना बॅटरीच्या स्वरूपात जोडलेले आहेत. पहिल्या विद्युतघटाचं ऋण टोक दुसऱ्या विद्युतघटाच्या धन टोकाला जोडलेलं आहे, दुसऱ्या विद्युतघटाचं ऋण टोक तिसऱ्या विद्युतघटाच्या धन टोकाला जोडलेलं आहे आणि तिसऱ्या विद्युतघटाचं ऋण टोक चौथ्या विद्युतघटाच्या धन टोकाला जोडलेलं आहे. अशा रचनेमध्ये चारही विद्युतघटकांच्या विभवांतराची बेरीज होत असल्याने दुसऱ्या बॅटरीचे एकूण विभवांतर \mathbf{2V+2V+2V+2V=8V} आहे.

Go to top

कोरड्या विद्युतघटाची रचना, कार्य आणि उपयुक्तता

प्रश्न: कोरड्या विद्युतघटाची रचना, कार्य आणि उपयुक्तता यांचे थोडक्यात वर्णन आकृतीच्या साहाय्याने करा.
उत्तर:

कोरड्या विद्युतघटाची रचना:

1. आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे कोरड्या विद्युतघटात सर्वात बाहेरचे आवरण हे विद्युत रोधक संरक्षक कवच असते.
2. बाहेरील संरक्षक कवचाच्या आत जस्ताचे एक नळकांडे किंवा आवरण असते. हे जस्ताचे आवरण म्हणजेच त्या कोरड्या विद्युतघटाचा ऋण अग्र असतो.
3. जस्ताच्या नळकांड्याच्या आत एका विभाजकाचे नळकांडे असते.
4. जस्ताचे नळकांडे आणि विभाजक ह्यांच्या मध्ये झिंक क्लोराईड (ZnCl_2) आणि अमोनियम क्लोराईडच्या (NH_4Cl) यांच्या ओल्या मिश्रणाचा लगदा भरलेला असतो. ह्या लगद्याला “विद्युत अपघटनी” किंवा इंग्रजीत “इलेक्ट्रोलाईट” म्हणतात. विद्युत अपघटनीमध्ये धनप्रभारित आणि ॠणप्रभारित आयन असतात.
5. कोरड्या विद्युतघटाच्या मधोमध एक ग्रॅफाइटचा इलेक्ट्रोड असतो. हा ग्रॅफाइटचा इलेक्ट्रोड म्हणजेच त्या कोरड्या विद्युतघटाचा धन अग्र असतो.
6. ह्या ग्रॅफाइट इलेक्ट्रोडच्या भोवती मँगेनीज ऑक्साईडची (MnO_2) पेस्ट भरलेली असते.

कोरड्या विद्युतघटाचं कार्य:
वर उल्लेख केलेल्या सगळ्या रासायनिक पदार्थांमध्ये होत असलेल्या रासायनिक अभिक्रियेमुळे या विद्युतघटाच्या धन आणि ऋण अग्रांवर विदुतभार तयार होतो आणि असा विद्युतघट परिपथाला जोडल्यास परिपथातून वीज प्रवाह प्रवाही होतो. ह्या प्रकारच्या विद्युतघटात रासायनिक पदार्थांचा ओलसर लगदा वापरण्यात येत असल्याने त्यांच्यातील रासायनिक अभिक्रिया अतिशय मंदपणे चालते आणि त्यामुळे अशा विद्युतघटापासून मोठा विद्युत प्रवाह मिळवता येत नाही.

कोरड्या विद्युतघटाची उपयुक्तता:
कोरड्या विद्युतघटांचा आकार अतिशय लहान असल्याने ते वापरायला सोयीचे असतात. त्यांच्या आकारामुळे आणि अंतर्गत रचनेमुळे ते उभे, आडवे, तिरपे, कसेही ठेवता येतात आणि चल साधनांमध्येही सहजपणे वापरता येतात. हे विद्युतघट एकमेकांना सहज जोडून जास्त विभवांतराची बॅटरी तयार करता येते.

Go to top

विद्युतघंटेची रचना आणि कार्य

प्रश्न: विद्युतघंटेची रचना व कार्य आकृतीच्या साहाय्याने वर्णन करा.
उत्तर:

वरील आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे विद्युत घंटेच्या परिपथाची (सर्किटची) रचना असते.

1. परिपथातील बॅटरीचं ऋण टोक एका कळीद्वारे (स्विचद्वारे) विद्युत घंटेच्या विद्युत चुंबकाच्या एका टोकाला जोडलेले असते.
2. विद्युत चुंबकाचे दुसरे टोक लोखंडीपट्टीला जोडलेले असते.
3. परिपथातील बॅटरीचं धन टोक संपर्क स्क्रूला जोडलेले असते.
4. विद्युत चुंबकाच्या वरच्या भागात वाटीच्या आकाराची घंटा बसवलेली असते.
5. लोखंडी पट्टीच्या वरच्या टोकाला टोल बसवलेला असतो. जेंव्हा विद्युत घंटा कार्यान्वित होते तेंव्हा हा टोल वाटीसारख्या दिसणाऱ्या घंटेवर बाजूने आदळतो आणि नाद निर्माण होतो.

विद्युत घंटेचं कार्य:

जेंव्हा विद्युत घंटा कार्यान्वित नसते किंवा बंद असते …

1. पहिल्या आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे जेंव्हा कळ S दाबलेली नसते तेंव्हा विद्युत घंटेच्या परिपथातून बॅटरीने पुरवलेला वीजप्रवाह वाहत नसतो आणि त्यामुळे विद्युत चुंबकात चुंबकत्व निर्माण झालेलं नसतं.
2. या स्थितीमध्ये लोखंडी पट्टी संपर्क स्क्रूच्या B बिंदुला चिकटलेली असते आणि लोखंडी पट्टीच्या वरच्या टोकाला जोडलेला टोल धातूच्या वाटीसारख्या घंटेपासून दूर असतो.

जेंव्हा विद्युत घंटा कार्यान्वित असते किंवा चालू होते …

1. विद्युत घंटा कार्यान्वित करण्यासाठी वरील आकृतीत दाखवलेली S ही कळ दाबावी लागते. S ही कळ दाबल्यावर पारिपथ पूर्णपणे जोडले जाते आणि त्यातून बॅटरीने पुरवलेला विद्युत प्रवाह प्रवाहित होतो.
2. विद्युत पुरवठा प्रवाहित झाल्यावर विद्युत चुंबकात चुंबकत्व निर्माण होते.
3. ह्या चुंबकत्वाच्या परिणामामुळे लोखंडी पट्टी चुंबकाकडे आकर्षिली जाते आणि A ह्या बिंदूवर विद्युत चुंबकावर चिकटली जाते.
4. लोखंडी पट्टी चुंबकाला चिकटल्याने त्याच्या वरच्या टोकावर बसवलेला टोल वाटीच्या आकाराच्या धातूच्या घंटेवर एका बाजूने C ह्या बिंदूवर आदळतो आणि नाद निर्माण होतो किंवा घंटा वाजते.
5. एकदा लोखंडी पट्टी विद्युत चुंबकाला चिकटली (आणि त्याला जोडलेला टोल घंटेवर आदळून घंटेचा नाद निर्माण झाला) की संपर्क स्क्रू आणि लोखंडी पट्टीचा संपर्क तुटतो आणि परिपथ खंडित होते.
6. परिपथ खंडित झाल्याने विद्युत चुंबकातले चुंबकत्व नाहीसे होते आणि लोखंडी पट्टी पहिल्या आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे तिच्या मूळ स्थितीत येऊन संपर्क स्क्रूला B ह्या बिंदूवर चिकटते.
7. लोखंडी पट्टी संपर्क स्क्रूला चिकटली की परिपथ पुन्हा जोडले जाते.
8. आणि वर नमूद केलेल्या क्रमांक 2 ते 6 ह्या क्रिया पुन्हा घडतात.
9. जो पर्यंत कळ S दाबलेली असते तो पर्यंत ह्या 2 ते 6 क्रिया अतिशय वेगात घडत राहतात आणि विद्युत घंटा वाजत राहते.

Go to top