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

सही उत्तर - V₀ > V_A है। 

Key Points

• विद्युत विभव
  • धनात्मक X दिशा में इंगित एक एकसमान विद्युत क्षेत्र में, विद्युत विभव क्षेत्र की दिशा में बढ़ने पर घटता है।
  • चूँकि बिंदु A, x = +2 cm पर है और क्षेत्र धनात्मक X दिशा में इंगित करता है, इसलिए A पर विभव (V_A) मूलबिंदु (V₀) पर विभव से कम होगा।
• विभवांतर
  • एक विद्युत क्षेत्र में दो बिंदुओं के बीच विभवांतर V = Ed द्वारा दिया जाता है, जहाँ E विद्युत क्षेत्र की तीव्रता है और d दूरी है।
  • चूँकि A विद्युत क्षेत्र की दिशा में मूलबिंदु से आगे है, V₀ > VA।

Additional Information

• विद्युत क्षेत्र की दिशा
  • विद्युत क्षेत्र की दिशा को उस दिशा के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसमें एक धनात्मक परीक्षण आवेश गति करेगा।
  • इस स्थिति में, क्षेत्र धनात्मक X दिशा में इंगित करता है, जिसका अर्थ है कि यह धनात्मक आवेशों को उस दिशा में धकेलता है।
• बिंदु B पर विभव
  • बिंदु B, y = +1 cm पर Y अक्ष पर है।
  • चूँकि विद्युत क्षेत्र X अक्ष के अनुदिश है, इसलिए Y अक्ष के साथ विभव में कोई परिवर्तन नहीं होता है।
  • इसलिए, B पर विभव (Vʙ) मूलबिंदु (V₀) पर विभव के समान है।
• विद्युत क्षेत्र की तीव्रता
  • विद्युत क्षेत्र की तीव्रता E एकसमान है, जिसका अर्थ है कि इसका परिमाण और दिशा क्षेत्र के सभी बिंदुओं पर समान है।
  • यह एकसमानता विभवांतर की गणना को सरल बनाती है क्योंकि यह केवल क्षेत्र की दिशा में दूरी पर निर्भर करता है।

व्याख्या:

विद्युत विभवांतर

परिभाषा: विद्युत क्षेत्र में दो बिंदुओं के बीच विद्युत विभवांतर को एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक एक इकाई धनात्मक आवेश को ले जाने के लिए किए गए कार्य के रूप में परिभाषित किया जाता है। यह क्षेत्र में एक विशिष्ट स्थान पर प्रति इकाई आवेश की स्थितिज ऊर्जा का माप है।

सूत्र: दो बिंदुओं के बीच विद्युत विभवांतर (V) इस प्रकार दिया जाता है:

\( V = \frac{W}{Q} \)

जहाँ V विद्युत विभवांतर है, W किया गया कार्य है, और Q आवेश है।

व्याख्या:

जब कोई आवेश विद्युत क्षेत्र में गति करता है, तो विद्युत क्षेत्र द्वारा या विद्युत क्षेत्र के विरुद्ध कार्य किया जाता है। प्रति इकाई आवेश पर किए गए कार्य की मात्रा को विद्युत विभवांतर कहा जाता है। यह अवधारणा गुरुत्वाकर्षण विभवांतर के समान है, जहाँ गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में द्रव्यमान को स्थानांतरित करने के लिए कार्य किया जाता है।

इकाइयाँ: विद्युत विभवांतर की SI इकाई वोल्ट (V) है। एक वोल्ट एक जूल प्रति कूलम्ब के बराबर होता है (1 V = 1 J/C)।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 1: किया गया कार्य / आवेश

यह विकल्प विद्युत विभवांतर का सही वर्णन करता है। एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक आवेश को ले जाने के लिए किए गए कार्य को आवेश की मात्रा से विभाजित करने पर विद्युत विभवांतर प्राप्त होता है। गणितीय रूप से, इसे इस प्रकार दर्शाया जाता है:

\( V = \frac{W}{Q} \)

जहाँ V विद्युत विभवांतर है, W किया गया कार्य है, और Q आवेश है।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 2: विद्युत आवेश / समय

यह विकल्प विद्युत धारा की अवधारणा का वर्णन करता है, न कि विद्युत विभवांतर का। विद्युत धारा (I) को प्रति इकाई समय (t) में एक चालक के माध्यम से विद्युत आवेश (Q) के प्रवाह की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है। गणितीय रूप से, इसे इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

\( I = \frac{Q}{t} \)

विद्युत धारा की इकाई एम्पीयर (A) है।

विकल्प 3: आवेश × किया गया कार्य

यह विकल्प किसी भी मानक विद्युत राशि का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। आवेश (Q) को किए गए कार्य (W) से गुणा करने पर विद्युत विभवांतर या किसी अन्य सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले विद्युत पैरामीटर का उत्पादन नहीं होता है।

विकल्प 4: किया गया कार्य / समय

यह विकल्प शक्ति की अवधारणा का वर्णन करता है, न कि विद्युत विभवांतर का। शक्ति (P) को उस दर के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर कार्य (W) किया जाता है या प्रति इकाई समय (t) ऊर्जा का स्थानांतरण होता है। गणितीय रूप से, इसे इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

\( P = \frac{W}{t} \)

शक्ति की इकाई वाट (W) है।

निष्कर्ष:

विभिन्न विद्युत अवधारणाओं के बीच अंतर को समझना महत्वपूर्ण है। विद्युत विभवांतर विशेष रूप से विद्युत क्षेत्र में दो बिंदुओं के बीच एक इकाई आवेश को ले जाने के लिए किए गए कार्य को संदर्भित करता है, और इसे सूत्र \( V = \frac{W}{Q} \) द्वारा सटीक रूप से दर्शाया गया है। अन्य विकल्प विद्युत धारा और शक्ति जैसी विभिन्न विद्युत राशियों का वर्णन करते हैं, लेकिन विद्युत विभवांतर से संबंधित नहीं हैं।

संप्रत्यय:

विद्युत क्षेत्र में दो बिंदुओं के बीच एक आवेश q को गतिमान करने में किया गया कार्य निम्न सूत्र का उपयोग करके परिकलित किया जा सकता है:

W = q * (V_M - VN)

जहाँ W किया गया कार्य है, q आवेश है, और V_M और V_N क्रमशः बिंदु M और N पर विद्युत विभव हैं।

चूँकि बिंदु M और N आवेश Q से समान दूरी पर हैं, इसलिए दोनों बिंदुओं पर विभव समान है:

V_M = V_N = 1 / (4πε₀) * Q / r

इस प्रकार, दो बिंदुओं के बीच विभव में अंतर है:

V_M - V_N = 0

बिंदु M और N के बीच आवेश को गतिमान करने में किया गया कार्य निम्न द्वारा दिया गया है:

W = (V_M - V_N) * q = 0

∴ आवेश को गतिमान करने में किया गया कार्य 0 J है।

हल:

आइए पहले गोले पर गिरने वाले फोटॉनों की संख्या ज्ञात करें।

E = n ×  (hC / λ)

n = (E × λ) / (hC)

n = (10^-7 × 200 × 10^-9) / (2 × 10^-25)

n = 10¹¹

दिया गया है कि दस हजार में से एक इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित करता है।

इसलिए, उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या = (10¹¹ / 10⁴) = 10⁷

गोले पर कुल आवेश = 10⁷ × 1.6 × 10^-19 = 1.6 × 10^-12 C

विभव = (K × Q) / R

विभव = (9 × 10⁹ × 1.6 × 10^-12) / (4.8 × 10^-2)

विभव = 3 × 10^-1 V

गणना:
\(\vec{E_{inside}}= \left(\frac{1}{4\pi \epsilon_0}\frac{Q}{R^3}\right)\vec{r}\)

\(\vec{E_{outside}}= \left(\frac{1}{4\pi \epsilon_0}\frac{Q}{r^3}\right)\vec{r}\)

इसलिए, विकल्प C सही उत्तर है।

अवधारणा:

भवान्तर:

• एक विद्युत परिपथ में दो बिंदुओं के बीच विद्युत विभवान्तर एक इकाई आवेश को एक बिंदु से दूसरे स्थान पर ले जाने के लिए किया जाने वाला कार्य है।
• विद्युत विभवांतर पर मानक मीट्रिक इकाई वोल्ट, संक्षिप्त V है।
• विभवांतर प्रति इकाई आवेश किया जाने वाला कार्य है।

Mathematically, it is defined as:

\(V={W\over Q}\)

V = विभवांतर

W = किया गया कार्य

Q = विद्युत् आवेश हैं

कार्य की S.I इकाई जूल है और आवेश की कूलम्ब है।

विद्युतीय विभव (V):

किसी कार्य को करने के लिए एक आवेशित निकाय की क्षमता को इसका विद्युत विभव कहा जाता है।

किसी कार्य को करने के लिए एक आवेशित निकाय की क्षमता जितनी अधिक होती है, उतना ही अधिक इसका विद्युत विभव है।

स्पष्ट रूप से 1 कूलम्ब तक निकाय को आवेशित करने में किया गया कार्य इसके विद्युत विभव को मापेगा। 

अर्थात्

\( V = \frac{W}{Q}\)

जहाँ, 

W जूल में किया गया कार्य है, 

Q कूलम्ब में आवेश है। 

∴ विद्युत विभव की इकाई जूल/कूलम्ब या वोल्ट होगा। 

यदि W = 1 जूल, Q = 1 कूलम्ब है, तो V = 1/1 = 1 वोल्ट है।

इसलिए निकाय को 1 वोल्ट का विद्युत विभव वाला तब कहा जाता है यदि 1 जूल कार्य इसे 1 कूलम्ब आवेश प्रदान करने के लिए किया जाता है। 

गणना:

दिया गया है:

2 C आवेश में 20 J स्थितिज ऊर्जा है। 

\( V = \frac{W}{Q}\)

∴ V = 20 / 2 = 10 V

सही उत्तर विकल्प 3 है। :(-240 × 10-19 J और 240 × 10-19 J)

संकल्पना:

किसी परिवर्तन को एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक ले जाने में बाह्य बल द्वारा किये गए कार्य को निम्न के द्वारा दिया गया है-

W = q ΔV

जहाँ 

इलेक्ट्रॉनों पर आवेश 

q = −1.6×10 ⁻¹⁹  C 

ΔV विभव में परिवर्तन 

स्थिर-वैद्युत स्थितिज ऊर्जा का मान है-

U = - W

गणना:

q = −1.6×10 −19  C 

A पर विभव 60 V है। 

B पर विभव - 90 V है। 

W = −1.6×10 −19( 60+ 90)

= - 240 ×10 −19 J

स्थिर-वैद्युत स्थितिज ऊर्जा का मान है

U = 240 ×10 −19 J

यदि एक आवेश Q को विद्युत विभव V₁ के साथ एक बिंदु से विद्युत विभव V₂ के साथ दूसरे बिंदु पर ले जाया जाता है, तो किया गया कार्य W, निम्न सूत्र द्वारा दिया जाता है:

W = Q (V₂ - V₁) या

W = qV

जहाँ q प्रवाहित आवेश है, W किया गया कार्य और V विभवान्तर है।

गणना:

जैसा कि दिया गया है, 5 वोल्ट के विभवान्तर वाले दो बिंदुओं पर 2 कूलाम के आवेश को स्थानांतरित करने में कार्य किया जाता है। 
q = 2 कूलाम

V = 5 वोल्ट

W = qV

W = 2 × 5

W = 10 जूल

विभवान्तर:

• किसी सर्किट में विभवान्तर दो बिन्दुओं में विद्युत विभव का अंतर होता है।
• एक विद्युत परिपथ में दो बिंदुओं के बीच विद्युत विभवान्तर एक इकाई आवेश को एक बिंदु से दूसरे स्थान पर ले जाने के लिए किया जाने वाला कार्य है।
• विद्युत विभवांतर पर मानक मीट्रिक इकाई वोल्ट, संक्षिप्त V है।

विभवांतर प्रति इकाई आवेश किया जाने वाला कार्य है।

\(V={W\over Q}\)

जहाँ V विभवांतर, W किया गया कार्य, Q विद्युत् आवेश हैं

कार्य की S.I इकाई जूल है और आवेश की कूलम्ब है।

Additional Information

• विभवांतर वोल्टमीटर से मापा जाता है।
• अमीटर विद्युत प्रवाह को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।

• जब एक चालक समतुल्यता पर होता है, तो इसके अंदर विद्युतीय क्षेत्र सदैव शून्य होता है।
• चूँकि विद्युत क्षेत्र विभव के परिवर्तन की दर के बराबर होता है, तो समतुल्यता पर एक चालक के अंदर वोल्टेज (विभव) स्थिर होता है जिस मान पर यह चालक के सतह पर पहुँचता है।
• हम एक आवेशित संवाही गोले को लेते हैं जैसा इसे समझने के लिए दर्शाया गया है:
  

​          

सही उत्तर विद्युत धारिता है।

Key Points

• विद्युत धारिता को शक्यता अंतर के लिए आवेश के अनुपात के रूप में व्यक्त किया जाता है और इसकी एसआई इकाईफैरड है।
•  धारिता को प्रत्येक चालक पर विद्युत आवेश के अनुपात के रूप में उनके बीच शक्यता अंतर के रूप में व्यक्त किया जाता है।
• एक संधारित्र की धारिता मूल्य को फैरड के तहत मापा जाता है। फैरड धारिता की एक बड़ी मात्रा है। 
• चालक की धारिता 1 फैरड होगी यदि 1 कूलम्ब का आवेश 1 वोल्ट से शक्यता बढ़ाता है।

Important Points

विद्युत धारिता सूत्र:

q = CV

q = charge

C = capacitance

V = voltage

Additional Information

अवधारणा:

एक दूरी r पर विभव बिंदु आवेश को उस आवेश को अनंत से उस बिंदु तक ले जाने में किए गए कार्य की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है जहां से इसकी गणना की गई है।

\(V = \frac{W}{Q}\)

W = किया गया कार्य

Q = आवेश

और W = F.d

F = बल

d = बिंदु और आवेश = r के बीच की दूरी

\(F = \frac{1}{{4\pi {\epsilon_0}}}\frac{{{Q_1}{Q_2}}}{{{r^2}}}\)

\( \Rightarrow W = \frac{1}{{4\pi {\epsilon_0}}}\frac{{{Q_1}{Q_2}}}{r}\)

\( \Rightarrow V = \frac{1}{{4\pi {\epsilon_0}}}\frac{Q}{r}\)

गणना:

    \(V = {9 * 10^9 *5*10^{-6} \over 2}\)

        = 22.5 KV

सही उत्तर समान, विपरीत है। Key Points

• दोनों ही मामलों में, प्रेरित विभवांतर समान परिमाण के हैं।
• मामले (a) में, प्रेरित विभवांतर का चुंबक के उत्तरी ध्रुव के समान चिह्न है अर्थात, यह धनात्मक है।
• मामले (b) में, प्रेरित विभवांतर में विपरीत चिह्न होता है, जो चुंबक के दक्षिणी ध्रुव के समान होता है, अर्थात, यह ऋणात्मक है। 
• प्रेरित विभवांतर का परिमाण कुंडली के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर पर निर्भर करता है, जो बदले में चुंबक की गति और अभिविन्यास पर निर्भर करता है।
• प्रेरित विभवांतर निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है: V = -N du/dt, जहाँ V प्रेरित विभवांतर है, N कुंडली में घुमावों की संख्या है, और du/dt कुंडली के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर है।

Additional Information

• प्रेरित विभवांतर एक चालक में उत्पन्न वोल्टता को संदर्भित करता है जब यह परिवर्तनीय चुंबकीय क्षेत्र के अधीन होता है।
• कुंडली में विद्युत विभवांतर का निर्माण उस गति से होता है जिस गति से लूप से जुड़ी चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की संख्या बदलती है जबकि चुंबक और लूप एक दूसरे के सापेक्ष घूम रहे होते हैं या पास के चालक में विद्युत धारा में परिवर्तन से होता है।
• परिपथ प्रतिरोध प्रेरित धारा के व्युत्क्रमानुपाती होता है, और यह प्रेरित विद्युत वाहक बल के सानुपातिक होता है।
• हालाँकि जब परिपथ खुला होता है तब कोई विद्युत धारा नहीं होती है, तब वहाँ प्रेरित विद्युत वाहक बल हो सकता है।

व्याख्या:

विद्युत विभवांतर

परिभाषा: विद्युत क्षेत्र में दो बिंदुओं के बीच विद्युत विभवांतर को एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक एक इकाई धनात्मक आवेश को ले जाने के लिए किए गए कार्य के रूप में परिभाषित किया जाता है। यह क्षेत्र में एक विशिष्ट स्थान पर प्रति इकाई आवेश की स्थितिज ऊर्जा का माप है।

सूत्र: दो बिंदुओं के बीच विद्युत विभवांतर (V) इस प्रकार दिया जाता है:

\( V = \frac{W}{Q} \)

जहाँ V विद्युत विभवांतर है, W किया गया कार्य है, और Q आवेश है।

व्याख्या:

जब कोई आवेश विद्युत क्षेत्र में गति करता है, तो विद्युत क्षेत्र द्वारा या विद्युत क्षेत्र के विरुद्ध कार्य किया जाता है। प्रति इकाई आवेश पर किए गए कार्य की मात्रा को विद्युत विभवांतर कहा जाता है। यह अवधारणा गुरुत्वाकर्षण विभवांतर के समान है, जहाँ गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में द्रव्यमान को स्थानांतरित करने के लिए कार्य किया जाता है।

इकाइयाँ: विद्युत विभवांतर की SI इकाई वोल्ट (V) है। एक वोल्ट एक जूल प्रति कूलम्ब के बराबर होता है (1 V = 1 J/C)।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 1: किया गया कार्य / आवेश

यह विकल्प विद्युत विभवांतर का सही वर्णन करता है। एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक आवेश को ले जाने के लिए किए गए कार्य को आवेश की मात्रा से विभाजित करने पर विद्युत विभवांतर प्राप्त होता है। गणितीय रूप से, इसे इस प्रकार दर्शाया जाता है:

\( V = \frac{W}{Q} \)

जहाँ V विद्युत विभवांतर है, W किया गया कार्य है, और Q आवेश है।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 2: विद्युत आवेश / समय

यह विकल्प विद्युत धारा की अवधारणा का वर्णन करता है, न कि विद्युत विभवांतर का। विद्युत धारा (I) को प्रति इकाई समय (t) में एक चालक के माध्यम से विद्युत आवेश (Q) के प्रवाह की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है। गणितीय रूप से, इसे इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

\( I = \frac{Q}{t} \)

विद्युत धारा की इकाई एम्पीयर (A) है।

विकल्प 3: आवेश × किया गया कार्य

यह विकल्प किसी भी मानक विद्युत राशि का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। आवेश (Q) को किए गए कार्य (W) से गुणा करने पर विद्युत विभवांतर या किसी अन्य सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले विद्युत पैरामीटर का उत्पादन नहीं होता है।

विकल्प 4: किया गया कार्य / समय

यह विकल्प शक्ति की अवधारणा का वर्णन करता है, न कि विद्युत विभवांतर का। शक्ति (P) को उस दर के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर कार्य (W) किया जाता है या प्रति इकाई समय (t) ऊर्जा का स्थानांतरण होता है। गणितीय रूप से, इसे इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

\( P = \frac{W}{t} \)

शक्ति की इकाई वाट (W) है।

निष्कर्ष:

विभिन्न विद्युत अवधारणाओं के बीच अंतर को समझना महत्वपूर्ण है। विद्युत विभवांतर विशेष रूप से विद्युत क्षेत्र में दो बिंदुओं के बीच एक इकाई आवेश को ले जाने के लिए किए गए कार्य को संदर्भित करता है, और इसे सूत्र \( V = \frac{W}{Q} \) द्वारा सटीक रूप से दर्शाया गया है। अन्य विकल्प विद्युत धारा और शक्ति जैसी विभिन्न विद्युत राशियों का वर्णन करते हैं, लेकिन विद्युत विभवांतर से संबंधित नहीं हैं।