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

अवधारणा:

तार में विभव प्रवणता:

• विभव प्रवणता ΔV/Δx सूत्र द्वारा दी जाती है:
• ΔV/Δx  = I × ρ / A, जहाँ:
  • I = तार से गुजरने वाली धारा (A)
  • ρ = तार की प्रतिरोधकता (Ω·m)
  • A = तार का अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल (m²)
• विभव प्रवणता दर्शाती है कि तार के अनुदिश प्रति इकाई लंबाई में विभव कितना बदलता है।

गणना:

दिया गया है:

• धारा I = 0.5 A
• प्रतिरोधकता ρ = 4 × 10⁻⁷ Ω·m
• क्षेत्रफल A = 8 × 10⁻⁶ m²

हम निम्न सूत्र का उपयोग करके विभव प्रवणता की गणना कर सकते हैं:

ΔV/Δx = (0.5 A × 4 × 10⁻⁷ Ω·m) / (8 × 10⁻⁶ m²)

ΔV/Δx  = 25 × 10⁻³ V/m = 25 mV/m

∴ तार में विभव प्रवणता 25 mV/meter है, जो विकल्प 1 से मेल खाता है।

परिणाम:

परिपथ को इस प्रकार माना जा सकता है

∴ R_eq = 0.5 +

=

∴ i =

परिकलन:

इसलिए,

सही उत्तर : विकल्प 1) 2.5 V है। 

अवधारणा:

एक विभवमापी एक ऐसी युक्ति है जिसका उपयोग किसी ज्ञात संदर्भ EMF के साथ तुलना करके किसी सेल के EMF या परिपथ में दो बिंदुओं के बीच विभवांतर को मापने के लिए किया जाता है।

विभवमापी में संतुलन बिंदु मापा जा रहा सेल के EMF के समानुपाती होता है।

संतुलन बिंदु और EMF को जोड़ने वाला समीकरण है:

(E₁ / L₁) = (E₂ / L₂)

जहाँ:

E₁ = पहले सेल का EMF

L₁ = पहले सेल के लिए संतुलन बिंदु लंबाई

E₂ = दूसरे सेल का EMF

L₂ = दूसरे सेल के लिए संतुलन बिंदु लंबाई

गणना:

दिया गया है:

E₁ = 1.5 V (पहले सेल का EMF)

L₁ = 45.0 cm (पहले सेल के लिए संतुलन बिंदु)

L₂ = 75.0 cm (दूसरे सेल के लिए संतुलन बिंदु)

विभवमापी समीकरण का उपयोग करने पर:

(1.5 / 45) = (E₂ / 75)

E₂ के लिए हल करने पर:

E₂ = (1.5 × 75) / 45 = 2.5 V

गणना:

12 – 3 × (–8) – I × 12 = 0

∴ I = 3

संकल्पना:

जैसा कि हम जानते हैं कि एक विभवमापी में EMF में दो सेल होते हैं जिनमें   और    शून्य बिंदु हैं और  और  EMFs हैं, इसलिए हम इसे इस प्रकार लिख सकते हैं,

गणना:

 दिया है:

   का उपयोग करके हम प्राप्त करते है; 

 ⇒  

 ⇒ 

 ⇒ 

इसलिए, विकल्प B) सही उत्तर है।

दिया गया है:

और

अवधारणा:

विभवमापी का मूल सिद्धांत यह है कि तार के किसी भी खंड में विभवपात (या EMF) तार की लंबाई के सीधे अनुक्रमानुपाती होगी, बशर्ते तार एकसमान अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल वाला हो और तार के माध्यम से एकसमान धारा प्रवाहित होती है।

स्पष्टीकरण:

इसलिए, दोनों सेलों के लिए, 

स्थिति-I -जब EMF,  ,

स्थिति-II -जब EMF, 

इसलिए, सही उत्तर है। 

अवधारणा:

विभवमापी:

• एक विभवमापी एक उपकरण है जिसका उपयोग मुख्य रूप से किसी दिए गए सेल के emf को मापने और सेल के emf की तुलना करने के लिए किया जाता है।
• इसका उपयोग किसी दिए गए सेल के आंतरिक प्रतिरोध को मापने के लिए भी किया जाता है।

व्याख्या:

• एक विभवमापी का उपयोग दो सेल के emfs की तुलना करने के लिए किया जाता है। इसलिए विकल्प 2 सही है।
• विभवमापी का सिद्धांत है: जब समान अनुप्रस्थ-काट क्षेत्र के एक तार के माध्यम से एक स्थिर धारा प्रवाहित होती है तो तार की किसी भी लंबाई के पार विभव पात उस लंबाई के सीधे अनुपात में होता है यानी

V ∝ l

V = kl

Where k = विभव प्रवणता

संकल्पना :

• एक विभवमापी एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है, जो सेल के EMF (विद्युत वाहक बल) के साथ-साथ सेल के आंतरिक प्रतिरोध को मापता है।
• विभवमापी का अशक्त बिंदु स्लाइड तार पर वह बिंदु होता है जब गैल्वेनोमीटर शून्य विक्षेपण दिखाता है।

विभवमापी का कार्य सिद्धांत

• विभवमापी तार की लंबाई में संभावित अंतर सीधे इसकी लंबाई के समानुपाती होता है
• जब एक समान तार के माध्यम से एक स्थिर धारा पारित की जाती है, तो प्रति इकाई लंबाई या विभव प्रवणता में विभव पात स्थिर है।
  • ϵ ∝ L
  • ε = ϕL --- (1)
  • ϕ = विभव प्रवणता, ϵ = तार के साथ सेल/वोल्टेज का emf
• श्रेणीक्रम संयोजनों में समतुल्य प्रतिरोध के लिए,
  • R_eq = R₁ + R₂ + - - -
• जहाँ, I = धारा, V = वोल्टता, R = प्रतिरोध 

गणना:

दिया गया है, V = 10 V, विभवमापी में प्रतिरोध R₁ = 30 Ω, R₂ = 20 Ω (श्रेणीक्रम में जुड़े)

प्रतिरोध श्रेणीक्रम में जुड़ा हुआ है,

इसलिए, R = R₁ + R₂ = 30 + 20 = 50 Ω 

विभवमापी के तार से प्रवाहित होने वाली धारा,

 = 0.2 A

विभवमापी तार के सिरों पर विभवांतर (R = 30Ω)

V = IR = 0.2 × 30 = 6 V

तार की लंबाई, l = 100 cm

समीकरण 1 से,

 = 0.06

emf 2.4 V तार की लंबाई L के साथ संतुलित है,

फिर, 2.4 = ϕL

 = 40 cm

संकल्पना:

विभवमापी:

यह अज्ञात वोल्टेज की तुलना ज्ञात वोल्टेज या मानक वोल्टेज के साथ करके इसके मापन के लिए डिज़ाइन किया गया एक उपकरण है। इसका प्रयोग दो सेल के e.m.f की तुलना के लिए भी किया जाता है।

विभवमापी की विशेषताएं:

• चूँकि यह अज्ञात वोल्टेज की तुलना संकेतक के वास्तविक विक्षेपण से करने के बजाय मानक वोल्टेज के साथ करके इसे मापता है। यह सटीकता की उच्च डिग्री सुनिश्चित करता है। 
• विभवमापी शून्य या संतुलन स्थितियों का प्रयोग करके अज्ञात वोल्टेज को मापता है, इसलिए मापन के लिए किसी भी शक्ति की आवश्यकता नहीं होती है। 
• विभवमापी का प्रयोग करके वोल्टेज का निर्धारण स्रोत प्रतिरोध से काफी स्वतंत्र होता है। 

वर्णन:

• विभवमापी में तुलना के लिए ज्ञात वोल्टेज का प्रयोग एक मानक सेल या तार का उपयोग करके किसी अन्य ज्ञात वोल्टेज संदर्भ स्रोत द्वारा किया जाता है।

• यह एक संतुलन या शून्य स्थिति का प्रयोग करता है, इसलिए यहाँ कोई धारा प्रवाहित नहीं होती है और अतः परिपथ में किसी भी शक्ति नुकसान का खपत नहीं होता है।
• ऐसी तुलनात्मक विधियों द्वारा मापन सटीकता की उच्च डिग्री का परिणाम प्रदान करता है क्योंकि प्राप्त परिणाम संकेतक के वास्तविक विक्षेपण पर निर्भर नहीं करता है। 
• चूँकि विभवमापी तुलना द्वारा वोल्टेज को मापता है। 

• नीचे दी गयी आकृति मानक विभवमापी के प्रतीक को दर्शाती है।

विभवमापी में प्रयुक्त तार की अवधारणा:

• एक प्रतिरोधक परिपथ में प्रतिरोधक के आर-पार विभव कम हो जाता है, न कि चालक के आर-पार, क्योंकि कंडक्टर/संवाहक आसानी से धारा चालन की अनुमति देता है।
• कॉपर/तांबा एक अच्छा चालक है, यह अपनी पूरी लंबाई में एक नियमित विभव गिरावट नहीं दिखाएगा।
• विभवमापी तार के रूप में तांबे के तार का उपयोग करना उपयुक्त नहीं होगा। क्योंकि तांबे के तार में प्रतिरोध और कम प्रतिरोधकता का उच्च तापमान गुणांक होता है।
• यह तापमान में मामूली बदलाव के साथ प्रतिरोध में बदलाव का कारण बनता है जो विभवमापी द्वारा संचालित प्रयोग को और प्रभावित करता है।

Additional Informationविभवमापी:

यह एक ज्ञात वोल्टेज या मानक वोल्टेज के साथ तुलना करके एक अज्ञात वोल्टेज को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया एक उपकरण है। इसका उपयोग दो सेल के emf की तुलना करने के लिए भी किया जाता है।

विभवमापी की विशेषताएं:

• चूंकि यह अज्ञात वोल्टेज को सूचक के वास्तविक विक्षेपण के बजाय मानक वोल्टेज के साथ तुलना करके मापता है। यह उच्च स्तर की सटीकता सुनिश्चित करता है।
• विभवमापी शून्य या संतुलन स्थितियों का उपयोग करके अज्ञात वोल्टेज को मापता है, इसलिए माप के लिए किसी शक्ति की आवश्यकता नहीं होती है।
• एक विभवमापी का उपयोग करके वोल्टेज का निर्धारण स्रोत प्रतिरोध से काफी स्वतंत्र है।

प्रयुक्त सूत्र:

अनुप्रयोग:

दिया है,

E₁ = 3 V (आपूर्ति वोल्टेज या सेल टर्मिनल वोल्टेज)

E₂ = 1.08 V (संतुलन के लिए तार के आर-पार वोल्टेज में गिरावट)

l₂ = 216 सेमी (तार की लंबाई जिस पर वोल्टेज की गिरावट होती है)

l₁ = तार की कुल लंबाई

उपरोक्त सूत्र से,

l1 = 

अवधारणा:

विभवमापी​:

• एक विभवमापी एक उपकरण है जिसका उपयोग मुख्य रूप से किसी दिए गए सेल के emf को मापने और सेल के emf की तुलना करने के लिए किया जाता है।
  • इसका उपयोग किसी दिए गए सेल के आंतरिक प्रतिरोध को मापने के लिए भी किया जाता है।
• विभवमापी में मैंगनीन या कॉन्स्टैन से बना लंबाई L (लगभग 6 मी से 10 m लंबा) का एक लंबा प्रतिरोधक तार AB और आपूर्तिकर्ता वोल्टेज या चालक सेल नामक ज्ञात वोल्टेज e और आंतरिक प्रतिरोध  r की एक बैटरी होती है। इन दोनों का संयोजन एक प्राथमिक परिपथ बनाता है।
• एक अन्य सेल का एक टर्मिनल (जिसका emf E मापा जाना है) गैल्वेनोमीटर G के माध्यम से प्रतिरोधक तार पर किसी भी बिंदु पर मुख्य परिपथ के एक छोर पर और दूसरे टर्मिनल से जुड़ा हुआ है। यह द्वितीयक परिपथ बनाता है।

विभव प्रवणता (x):

• तार की प्रति इकाई लंबाई में विभवांतर (या विभव में गिरावट) को विभव प्रवणता कहा जाता है।
• यह इस प्रकार दिया गया है,

जहां e = प्राथमिक सेल का emf, R = विभवमापी तार का प्रतिरोध, Rh = रिओस्टेट का प्रतिरोध, और r = प्राथमिक सेल का आंतरिक प्रतिरोध।

गणना:

दिया गया है कि x = 3 mV/cm = 0.3 V/m, R = 20 Ω और l = 60 cm = 0.6 m

माना कि धारा में 20 Ω प्रतिरोध I है।

• तो 20 Ω प्रतिरोध में विभवांतर इस प्रकार दिया गया है,

⇒ V = IR     -----(1)

• यदि विभव प्रवणता x है और शून्य बिंदु लंबाई l पर आता है, तो,

⇒ V = xl        -----(2)

समीकरण 1 और समीकरण 2 से,

⇒ I = 9 × 10-3 A

⇒ I = 9 mA

• इसलिए, विकल्प 2 सही है।

अवधारणा:

• एक विभवमापी मुख्य रूप से किसी दिए गए सेल के emf को मापने और सेल के emf की तुलना करने के लिए उपयोग किया जाने वाला उपकरण है।
• इसका उपयोग किसी दिए गए सेल के आंतरिक प्रतिरोध को मापने के लिए भी किया जाता है।
• यदि AJ के अनुरूप विभव (V) emf E के बराबर है तो गैल्वेनोमीटर परिपथ में कोई धारा प्रवाहित नहीं होगी, इस स्थिति को शून्य विक्षेपण स्थिति के रूप में जाना जाता है, लंबाई AJ (x) को संतुलन लंबाई के रूप में जाना जाता है।

विभव प्रवणता (k):

• तार की प्रति इकाई लंबाई में विभव अंतर (या विभव में गिरावट) को विभव प्रवणता कहा जाता है अर्थात

जहां V = विभव अंतर और l= तार की लंबाई

व्याख्या:

• जैसा कि हम जानते हैं कि K विभवमापी तार की विभव प्रवणता है, तो विभव अंतर होगा

जहां e = बैटरी का emf, Rh = प्रतिरोधक का प्रतिरोध, R= तार का प्रतिरोध, r= बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध, और L= तार की लंबाई

• ऊपर से, यह स्पष्ट है कि विभवमापी का उपयोग विभव अंतर और बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को मापने के लिए किया जाता है। इसलिए विकल्प 1 और 4 सही हैं।
• विद्युत प्रवाह को एक विभवमापी का उपयोग करके भी मापा जा सकता है। इसलिए विकल्प 3 सही है।
• एक विभवमापी का उपयोग करके संधारित्र की धारिता को मापा नहीं जा सकता है। इसलिए विकल्प 2 गलत है।

अवधारणा -

विभवमापी:

• विभवमापी मुख्य रूप से किसी दिए गए सेल के emf को मापने और सेल के emf की तुलना करने के लिए उपयोग किया जाने वाला उपकरण है।
• इसका उपयोग किसी दिए गए सेल के आंतरिक प्रतिरोध को मापने के लिए भी किया जाता है।

• यदि V = E तब कोई भी धारा गैल्वेनोमीटर परिपथ में प्रवाहित नहीं होगी, तो इस स्थिति को शून्य विक्षेपण स्थिति के रूप में जाना जाता है, लंबाई l को संतुलन लंबाई के रूप में जाना जाता है।

संतुलित स्थिति में E = kl या

जहाँ R_h = चर प्रतिरोध जो तार AB के माध्यम से धारा को नियंत्रित करता है, E = सेल का emf, L = विभवमापी तार की लंबाई, l = संतुलन लंबाई और R = विभवमापी तार का प्रतिरोध।

व्याख्या:

• संतुलन स्थिति में बैटरी का emf, विभवमापी वायर पर विभव पात के बराबर है।
• ऊपर से यह स्पष्ट है कि बैटरी का emf विभवमापी तार के प्रतिरोध पर निर्भर करता है।
• यदि विभवमापी तार की त्रिज्या दोगुनी हो जाती है, तो विभवमापी तार का प्रतिरोध कम हो जाएगा क्योंकि प्रतिरोध तार के क्षेत्र के विपरीत आनुपातिक है।
• यदि विभवमापी तार की त्रिज्या दोगुनी होती है तो शून्य बिंदु अपरिवर्तित रहेगा I