Electric Charge MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Electric Charge - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

उत्तर (4)

हल:

विद्युत आवेश के मूल गुणधर्म हैं:

आवेश प्रकृति में योगात्मक होते हैं।

आवेश एक संरक्षित राशि है।

आवेश का क्वांटीकरण।

सही उत्तर विकल्प 2: शून्य गति वाला अंतरिक्ष में स्थिर आवेश है।

व्याख्या:

चुम्बकीय क्षेत्र: केवल गतिमान आवेशों द्वारा उत्पन्न होता है।

शून्य चाल वाला एक स्थिर आवेश केवल विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है।

यह चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न नहीं करता है क्योंकि चुम्बकीय क्षेत्रों के लिए गतिमान आवेशों की आवश्यकता होती है।

सही उत्तर - 1.6 × 10⁻¹⁰ C है।

Key Points

• आवेश की गणना
  • एक इलेक्ट्रॉन का आवेश -1.602 × 10⁻¹⁹ C होता है।
  • जब 10⁹ इलेक्ट्रॉन वस्तु A से वस्तु B में स्थानांतरित होते हैं, तो स्थानांतरित कुल आवेश होता है:
    • आवेश = इलेक्ट्रॉनों की संख्या × एक इलेक्ट्रॉन का आवेश
    • आवेश = 10⁹ × -1.602 × 10⁻¹⁹ C
    • आवेश = -1.602 × 10⁻¹⁰ C
  • चूँकि इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं, वस्तु A एक ऋणात्मक आवेश खो देगा, जिससे यह +1.602 × 10⁻¹⁰ C के आवेश के साथ धनात्मक रूप से आवेशित हो जाएगा।

Additional Information

• आवेश का संरक्षण
  • आवेश के संरक्षण का सिद्धांत कहता है कि एक पृथक निकाय में कुल आवेश स्थिर रहता है।
  • इस परिदृश्य में, इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण से पहले और बाद में निकाय का कुल आवेश समान रहता है।
• घर्षण द्वारा आवेश
  • जब दो वस्तुओं को एक साथ रगड़ा जाता है, तो इलेक्ट्रॉन एक वस्तु से दूसरी वस्तु में स्थानांतरित होते हैं, जिससे आवेश असंतुलन होता है।
  • इलेक्ट्रॉन खोने वाली वस्तु धनात्मक रूप से आवेशित हो जाती है, जबकि इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने वाली वस्तु ऋणात्मक रूप से आवेशित हो जाती है।
• मूल आवेश (e)
  • एक एकल इलेक्ट्रॉन (e) का आवेश लगभग -1.602 × 10⁻¹⁹ C होता है।
  • यह मूल आवेश विद्युत आवेश और बलों से जुड़ी विभिन्न गणनाओं में प्रयुक्त एक स्थिरांक मान है।

संप्रत्यय:

संतुलन के लिए, पिंड पर लगने वाला कुल बल शून्य होना चाहिए। इसका अर्थ है कि भार को विद्युत बल और उत्प्लावन बल द्वारा संतुलित किया जाना चाहिए।

व्याख्या:

गोले का आयतन:

V = (4/3) x π x r³ = (4/3) x π x (0.5 x 10⁻²)³ = (4/3) x π x 125 x 10⁻⁹ = (5π/3) cm³

कुल बल समीकरण:

8 x (5π/3) x g = 0.8 x (5π/3) x g + q x 600π

पुनर्व्यवस्थित करने पर:

12πg = 600πq

⇒ q = (2g x 10⁻⁶) = 2 x 10⁻⁵ C

सही उत्तर विकल्प (2) है: 2 x 10⁻⁵ C

सही उत्तर गोल्ड-लीफ इलेक्ट्रोस्कोप है।

Key Points

• गोल्ड-लीफ इलेक्ट्रोस्कोप, विद्युत आवेश का संसूचन करने और उसे मापने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक उपकरण है।
• इसमें एक ऊर्ध्वाधर धातु की छड़ होती है, जिससे नीचे की ओर दो पतली सोने की पत्तियाँ जुड़ी होती हैं।
• जब कोई आवेशित वस्तु धातु की छड़ के संपर्क में आती है, तो आवेश सोने की पत्तियों में स्थानांतरित हो जाता है।
• समान आवेशों के प्रतिकर्षण के कारण, सोने की पत्तियाँ अलग हो जाती हैं, जो विद्युत आवेश की उपस्थिति को दर्शाता है।
• यह उपकरण अत्यधिक संवेदनशील है और आवेश की थोड़ी मात्रा का भी पता लगा सकता है।
• यह भौतिकी प्रयोगों और शैक्षिक प्रदर्शनों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है ताकि स्थिर विद्युत की उपस्थिति को दर्शाया जा सके।

Additional Information

• सिल्वर-लीफ इलेक्ट्रोस्कोप
  • वैज्ञानिक साहित्य या सामान्य उपयोग में सिल्वर-लीफ इलेक्ट्रोस्कोप नामक कोई आम उपकरण मौजूद नहीं है।
• प्लेटिनम-लीफ इलेक्ट्रोस्कोप
  • सिल्वर-लीफ इलेक्ट्रोस्कोप के समान, प्लेटिनम-लीफ इलेक्ट्रोस्कोप नामक कोई सामान्य उपकरण ज्ञात नहीं है।
• सिल्वर-रॉड इलेक्ट्रोस्कोप
  • यह शब्द प्रायः इलेक्ट्रोस्कोप का वर्णन करने के लिए उपयोग नहीं किया जाता है। इसकी संवेदनशीलता के कारण सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला प्रकार गोल्ड-लीफ इलेक्ट्रोस्कोप है।

मिलिकन का तेल बूंद प्रयोग:

• इस प्रयोग में, मिलिकन ने आवेशित किए गए छोटे तेल की बूंदों को एक विद्युत क्षेत्र में एक छेद से गुजरने की अनुमति देती है।
• विद्युत क्षेत्र की प्रबलता को अलग करके तेल की बूंद पर आवेश की गणना की गई थी, जो हमेशा एक इलेक्ट्रॉन पर आवेश के समाकल मान के रूप में प्राप्त होता है।

डेविसन-जर्मर प्रयोग:

• प्रारंभ में, विभिन्न वैज्ञानिकों द्वारा प्रस्तावित परमाणु मॉडल केवल इलेक्ट्रॉनों की कण प्रकृति की व्याख्या कर सकते थे लेकिन उनकी तरंग प्रकृति को समझाने में विफल रहे ।
• वर्ष 1927 में सी.जे. डेविसन और एल. एच. जर्मर एक प्रयोग करते हैं, जिसे डेविसन जर्मर के प्रयोग के रूप में जाना जाता है जिसके द्वारा वे इलेक्ट्रॉन विवर्तन के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों की तरंग प्रकृति की व्याख्या करते हैं।

कॉम्पटन प्रकीर्णन प्रयोग:

• कॉम्पटन प्रभाव को उस प्रभाव के रूप में परिभाषित किया जाता है जो तब अवलोकन किया जाता है जब एक्स-रे या गामा किरणें तरंग दैर्ध्य में वृद्धि के साथ एक सामग्री पर विक्षेपण करती हैं।
• आर्थर कॉम्पटन ने वर्ष 1922 में इस प्रभाव का अध्ययन किया था।
• अध्ययन के दौरान कॉम्पटन ने पाया कि तरंगदैर्ध्य आपतन विकिरण की तीव्रता पर निर्भर नहीं करती है ।
• यह प्रकीर्णन कोण पर और आपतन पुंज की तरंगदैर्ध्य पर निर्भर है।

रमन प्रभाव: रमन प्रभाव को उच्च ऊर्जा स्तर पर उत्तेजित अणुओं द्वारा फोटॉनों के विक्षेपण के रूप में परिभाषित किया गया है।

अवधारणा :

• विद्युत आवेश: यह पदार्थ के प्राथमिक कणों का एक आंतरिक गुण है जो विभिन्न वस्तुओं के बीच विद्युत बल को जन्म देता है ।
• यह एक अदिश राशि है ।
• विद्युत आवेश की SI इकाई कूलम्ब (C) है ।
• चालक पर कुल आवेश q = It द्वारा दिया जाता है जब कुछ समय के लिए चालक से धारा प्रवाहित होती है।

जहां I = धारा और t = समय

व्याख्या:

• जब एक साबुन का बुलबुला आवेशित किया जाता है तो आवेशित किया गया कण समान रूप से साबुन के बुलबुले की सतह पर वितरित किया जाएगा ।
• इसलिए साबुन के बुलबुले की त्रिज्या बढ़ जाएगी क्योंकि आवेशित कणों को साबुन के बुलबुले पर समान रूप से वितरित किया जाता है और इससे उन्हें विद्युत्स्थैतिक बल के कारण एक दूसरे को प्रतिकर्षित करना पड़ेगा। इसलिए विकल्प 2 सही है।

अवधारणा:

विद्युत आवेश(q): विद्युत्स्थैतिक बल के लिए जिम्मेदार पदार्थ के गुण को विद्युत आवेश कहा जाता है।

आवेश की SI इकाई कूलम्ब (C) है।

विद्युत आवेश के प्रवाह की दर को विद्युत धारा कहा जाता है।
आवेश (q) = धारा(I) × समय (t)

व्याख्या:

दिया गया है;

धारा (I) = 0.5 A

समय (t) = 20 मिनट = 20 × 60 सेकंड = 1200 सेकंड

विद्युत आवेश की मात्रा (q) = धारा (I) × समय (t) = 0.5 × 1200 = 600 C

संकल्पना:

• आवेश: पदार्थ का वह गुण आवेश कहलाता है जो विद्युतीय घटना के लिए जिम्मेदार होता है। आवेश दो प्रकार के होते हैं - धनात्मक और ऋणात्मक। 
• आवेश संरक्षण का नियम: आवेश को ना तो बनाया और ना ही नष्ट किया जा सकता है; इसलिए इसे केवल एक प्रणाली से दूसरे प्रणाली तक स्थानांतरित किया जा सकता है। 

वर्णन:

• दो गोले का कुल आवेश, आवेश संरक्षण के नियम द्वारा संरक्षित होगा। 
• लेकिन ऊर्जा को संरक्षित नहीं किया जा सकता है क्योंकि यदि वे अलग-अलग आकार या अलग-अलग आवेश के होते हैं, तो उनकी कुछ ऊर्जा आवेश के पुनर्वितरण में खो सकती है। 
• अंतिम विभव की स्थिति में यह सदैव वास्तविक विभव का औसत नहीं होता है क्योंकि आवेश के पुनर्वितरण के दौरान कुछ नुकसान होते हैं, लेकिन दोनों गोलों पर अंतिम विभव सदैव बराबर होता है। 

​

• व्यक्ति गलती से सोचते हैं कि एक वस्तु अतिरिक्त धनात्मक आवेश प्राप्त करके एक धनात्मक आवेश प्राप्त करते हैं, यह धनात्मक बनाने के लिए ऋणात्मक आवेश (इलेक्ट्रॉन) खोता है। 

सही उत्तर है, इसकी त्रिज्या बढ़ जाती है।

• क्या होता है जब साबुन के बुलबुले पर कुछ आवेश लगाया जाता है तो इसकी त्रिज्या बढ़ जाती है।

Key Points

• बुलबुले की त्रिज्या का विस्तार होगा क्योंकि इस पर वितरित आवेशित कण समान रूप से विद्युत्स्थैतिक बल के कारण एक दूसरे को पीछे हटाने का कारण बनते हैं।
• घटना धनात्मक और ऋणात्मक रूप से आवेश किए गए बुलबुले के कारण होती है क्योंकि इस पर आवेश होता है।

Additional Information

• साबुन का बुलबुला व्यतिकरण की परिघटना को प्रदर्शित करता है।
• जब विभिन्न सुसंगत स्रोतों से दो प्रकाश तरंगें एक साथ मिलती हैं, तो एक लहर के कारण ऊर्जा का वितरण दूसरे से विक्षुब्ध होता है।
• दो प्रकाश तरंगों के अध्यारोपण के कारण प्रकाश ऊर्जा के वितरण में संशोधन को "प्रकाश का व्यतिकरण" कहा जाता है।
• टी. यंग द्वारा प्रकाश तरंगों के व्यतिकरण सिद्धांत को प्रवर्तित किया गया था।
• प्रकाशिक व्यतिकरण प्रकाश की तरंग प्रकृति को दर्शाता है।

अवधारणा:

विद्युत आवेश

• इसे कुछ मौलिक कणों जैसे इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन आदि के आंतरिक गुणधर्म के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसके कारण वे विद्युत और चुंबकीय प्रभाव उत्पन्न करते हैं।

विद्युत आवेश के प्रकार

• धन आवेश: एक निकाय जिसमें इलेक्ट्रॉनों की कमी होती है।
• ऋण आवेश: एक निकाय जिसमें इलेक्ट्रॉनों की अधिकता होती है।

विद्युत आवेश के गुणधर्म

• समान आवेश एक दुसरे को प्रतिकर्षित करते है और विपरीत आवेश एक दूसरे को आकर्षित करते हैं ।
• एक आवेश एक अदिश राशि है।
•  यदि किसी प्रणाली में कई बिंदु आवेश होते हैं, तो प्रणाली का कुल आवेश सभी आवेशों को बीजीय रूप से जोड़कर प्राप्त किया जाता है।
• एक आवेश हमेशा क्वांटाइज्ड होता है।
• एक आवेश हमेशा संरक्षित रहेगा ।
• एक आवेश हमेशा द्रव्यमान से जुड़ा होता है।
• आवेश की इकाई कूलम्ब है।

⇒ 1 कूलम्ब = 625 × 1016 इलेक्ट्रॉनों पर आवेश

व्याख्या:

• धन आवेश: एक निकाय जिसमें इलेक्ट्रॉनों की कमी होती है और प्रोटॉन की संख्या इलेक्ट्रॉनों की संख्या से अधिक हो जाती है।
• ऋण आवेश: एक निकाय जिसमें इलेक्ट्रॉनों की अधिकता होती है और इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रोटॉन की संख्या से अधिक हो जाती है।
• न्यूट्रॉन, तत्व पर आवेश के लिए जिम्मेदार नहीं है।
• न्यूट्रॉन की संख्या तत्व में इलेक्ट्रॉनों की संख्या से अधिक हो जाती है, इस कथन से, हम यह भविष्यवाणी नहीं कर सकते कि प्रोटॉन की संख्या तत्व में इलेक्ट्रॉनों की संख्या से अधिक है, या कम है ।
• तो हम तत्व पर आवेश के प्रकार की भविष्यवाणी नहीं कर सकते । इसलिए विकल्प 4 सही है।

अवधारणा:

• विद्युत आवेश: यह पदार्थ के प्राथमिक कणों का एक आंतरिक गुणधर्म है जो विभिन्न वस्तुओं के बीच विद्युत बल का निर्माण करता है।
• यह एक अदिश राशि है।
• विद्युत आवेश की SI इकाई कूलम्ब (C) है।

व्याख्या:

•  समान आवेश एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते है। इसलिए विकल्प 2 गलत है और यंहा पे सही उत्तर है। 

Additional Information

• आवेश का संरक्षण वह गुणधर्म है जिसके आधार पर एक पृथक प्रणाली का कुल आवेश हमेशा स्थिर या संरक्षित रहता है।

• आवेश की योज्यता एक गुणधर्म है जिसके आधार पर एक प्रणाली का कुल आवेश बीजगणितीय रूप से प्रणाली पर कहीं भी मौजूद सभी आवेशों को जोड़कर प्राप्त किया जाता है। इस प्रकार विकल्प 3 सही है।

• आवेश का संरक्षण वह गुणधर्म है जिसके आधार पर एक पृथक प्रणाली का कुल आवेश हमेशा स्थिर या संरक्षित रहता है। 

• आवेश का क्वान्टीकरण: किसी भी वस्तु पर आवेश एक इलेक्ट्रॉन के आवेश के अभिन्न गुणक होता है। 

सही उत्तर विकल्प 1 है) अर्थात 2μC।

अवधारणा:

• विद्युत आवेश कणों का एक गुण है जिसके द्वारा वे एक दूसरे को स्पर्श करे बिना आकर्षण या प्रतिकर्षण की प्रवृत्ति रखते हैं।
  • विद्युत बल: विपरीत आवेश वाले कण एक दूसरे को आकर्षित करते हैं और समान आवेश वाले कण एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। आकर्षण या प्रतिकर्षण के इस बल को विद्युत बल कहा जाता है।
• कूलम्ब का नियम: विद्युत आवेश और विद्युत बल के बीच संबंध कूलम्ब का नियम निम्न द्वारा दिया गया है।
  • कूलम्ब का नियम कहता है कि दो आवेशित वस्तुओं के बीच विद्युत बल वस्तुओं पर आवेश की मात्रा के गुणनफल के सीधे आनुपातिक होता है और दो वस्तुओं के बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

विद्युत बल निम्न प्रकार दिया गया है:

 \(F = \frac{kq_1 q_2}{r^2}\)

​जहां F दो आवेशों के बीच कार्य करने वाला विद्युत बल है, q₁ और q₂ दो आवेश हैं, r दो वस्तुओं के केंद्र से केंद्र के बीच की दूरी है और k आनुपातिकता स्थिरांक है जिसे कूलम्ब के नियम स्थिरांक के रूप में जाना जाता है और यह 9 \(\times \)109 Nm2/C2 के बराबर है

गणना:

दिया गया है
दो आवेशों q₁ और q₂ समरूप हैं \(\Rightarrow q_1=q_2=q\)
आवेशों के बीच प्रतिकर्षण का विद्युत बल (F) = 10 g wt = 10 g wt = 10 \(\times \)10-3 kg \(\times \)10 m/s2 = 0.1 N
दोनों आवेशों के बीच की दूरी (r) = 0.6 m

\(F = \frac{kq_1 q_2}{r^2}\) \(=\frac{kq^2}{r^2}\)

\(0.1 = \frac{(9 \times 10^9) q^2}{0.6^2}\)

\(q = \sqrt{\frac{0.1 \times 0.6^2}{9\times10^9}}\)\(= 2 \times 10^{-6} C\) = 2 μC

इसलिए, समरूप आवेश 2μC हैं।

Mistake Points

• एक किलोग्राम भार (1 kg wt) गुरुत्वाकर्षण बल है जो 1 kg द्रव्यमान के निकाय पर कार्य करता है।
• 1 kg wt को निम्न द्वारा न्यूटन में परिवर्तित किया जाता है: 1 kg \(\times\) g = 1 kg \(\times\) 9.81 m/s2 = 9.81 N
  • इसलिए, 1 g wt = 10-3 kg \(\times\) 9.81 m/s2  (माना g = 9.81 m/s2)

अवधारणा:

विद्युत आवेश

• इसे कुछ मौलिक कणों जैसे इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन आदि के आंतरिक गुणधर्म के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसके कारण वे विद्युत और चुंबकीय प्रभाव उत्पन्न करते हैं।

विद्युत आवेश के प्रकार

1. धन आवेश: एक पिंड जिसमें इलेक्ट्रॉनों की कमी होती है।
2. ऋण आवेश: एक पिंड जिसमें इलेक्ट्रॉनों की अधिकता होती है।

विद्युत आवेश के गुणधर्म

• समान आवेश एक दुसरे को प्रतिकर्षित करते है और विपरीत आवेश एक दूसरे को आकर्षित करते हैं।
• आवेश एक अदिश राशि है।
• आवेश हमेशा क्वांटित होता है।
• आवेश हमेशा संरक्षित रहेगा।
• आवेश हमेशा द्रव्यमान से जुड़ा होता है।
• आवेश का मात्रक कूलॉम है।

⇒ 1 कूलॉम = 625×1016 इलेक्ट्रॉनों पर आवेश

व्याख्या:

• धन आवेश: एक पिंड जिसमें इलेक्ट्रॉनों की कमी होती है।
• हम जानते हैं कि प्रोटॉन नाभिक में मौजूद होता है इसलिए हम तत्व में प्रोटॉन को नहीं मिला सकते हैं या निकाल सकते हैं लेकिन हम तत्व से इलेक्ट्रॉनों को मिला या निकाल सकते हैं।
• इसलिए इलेक्ट्रॉनों को निकालकर पिंड को धनावेशित किया जा सकता है और इलेक्ट्रॉनों को जोड़कर ऋण आवेशित किया जा सकता हैं।
• प्रोटॉन को जोड़ कर या निकाल कर आवेश उत्पन्न नहीं किया जा सकता। अतः, विकल्प 2 सही है।

चूँकि हम जानते हैं कि, q = ne,

जहाँ q कुल आवेश है, n इलेक्ट्रॉनों की संख्या है और e एक इलेक्ट्रॉन पर आवेश है।

q = 1 mC = 10^-3 C 

e = 1.6 × 10^-19

∴ 10^-3 = n × 1.6 × 10^-19

\( \Rightarrow n = \frac{{{{10}^{ - 3}}}}{{1.6 \times {{10}^{ - 19}}}} = 6.25 \times {10^{15}}\)