कुतूहल अध्याय 4 खोजें, अभिकल्पित करें एवं चर्चा करें

अद्यतन2026-09-05

प्र1.
25, 50, 75 और 100 फेरों वाली कुंडलियाँ बनाइए। उन्हें एक-एक करके सेल से संयोजित कीजिए। सभी प्रकरणों में उनके सापेक्ष एक ही स्थिति में रखिए चुंबकीय दिक्सूचक में सुई का विक्षेपण नोट कीजिए। अपने अवलोकनों का अभिलेखन कीजिए। विद्युत-चुंबक की प्रबलता पर कुंडली के फेरों की संख्या के प्रभाव के संबंध में निष्कर्ष निकालिए।
उत्तर

निष्पक्ष परीक्षण कैसे करें। प्रत्येक प्रकरण में केवल एक ही बात बदलनी चाहिए — फेरों की संख्या।

  • हर बार वही सेल, वही विद्युतरोधी तार और वही कागज का बेलन प्रयोग कीजिए।
  • दिक्सूचक की स्थिति मेज पर चॉक से अंकित कर लीजिए और उसे कभी न हिलाइए; कुंडली के सिरे से दूरी भी वही रखिए।
  • पहले सुई की स्थिर दिशा नोट कीजिए, फिर विक्षेपित दिशा, और घूमा हुआ कोण अभिलेखित कीजिए।
  • प्रत्येक बार केवल कुछ सेकंड के लिए ही संयोजित कीजिए, जिससे प्रयोग के दौरान सेल दुर्बल न हो जाए।
फेरों की संख्यादिक्सूचक सुई का विक्षेपणथमी हुई क्लिपों की संख्या
25सबसे कमसबसे कम
50अधिकअधिक
75और अधिकऔर अधिक
100सर्वाधिकसर्वाधिक

निष्कर्ष। धारा समान रखने पर विद्युत-चुंबक की प्रबलता कुंडली के फेरों की संख्या बढ़ने के साथ बढ़ती है

ऐसा क्यों होता है: प्रत्येक फेरे में वही धारा प्रवाहित होती है और प्रत्येक अपना चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। सभी फेरे एक ही दिशा में लपेटे होने के कारण ये सभी क्षेत्र कुंडली के भीतर एक ही दिशा में जुड़ जाते हैं। अधिक फेरों का अर्थ है उसी क्षेत्र में अधिक योगदानों का जुड़ना, अतः कुल क्षेत्र प्रबल हो जाता है।
संकेत: निष्पक्ष परीक्षण के लिए फेरे बढ़ाते समय कुंडली की लंबाई वही रहनी चाहिए — अतिरिक्त फेरों को बेलन पर लंबाई में फैलाने के स्थान पर परतों में लपेटिए।
प्र2.
समान लंबाई एवं भिन्न-भिन्न मोटाई के दो पतले निक्रोम के तार लीजिए (जिनमें एक तार की मोटाई दूसरी तार की मोटाई की लगभग दोगुनी हो, जैसे — 0.3 मिलीमीटर और 0.6 मिलीमीटर)। उन्हें एक-एक करके एक ऐसे परिपथ में संयोजित कीजिए जिसमें एक स्विच और एक सेल हो तथा प्रत्येक स्थिति में 30 सेकंड के लिए विद्युत धारा प्रवाहित कराइए। इन तारों को क्षण भर के लिए स्पर्श कीजिए। कौन-सा तार अधिक गरम होता है? अब इसी क्रियाकलाप को समान व्यास परंतु भिन्न-भिन्न लंबाई के दो निक्रोम के तारों के साथ दोहराइए। अपने क्रियाकलाप का एक प्रतिवेदन तैयार कीजिए।
उत्तर

यह क्रियाकलाप केवल अपने शिक्षक के निर्देशन में ही कीजिए। प्रत्येक तार को क्षण भर के लिए ही स्पर्श कीजिए, कभी पकड़िए नहीं, और 30 सेकंड पूरे होते ही स्विच ऑफ कर दीजिए।

भाग 1 — समान लंबाई, भिन्न मोटाई। पतला (0.3 mm) तार अधिक गरम होता है।

भाग 2 — समान मोटाई, भिन्न लंबाई। समान 30 सेकंड की तुलना में लंबा तार अधिक गरम होता है।

प्रकरणक्या बदला गयाकौन-सा अधिक गरम लगा
10.3 mm और 0.6 mm, लंबाई समान0.3 mm वाला (पतला) तार
2छोटा और लंबा, मोटाई समानलंबा तार
कारण: अध्याय बताता है कि किसी तार में उत्पन्न ऊष्मा तार के पदार्थ, मोटाई, लंबाई एवं धारा प्रवाह की समय अवधि पर निर्भर करती है। समान पदार्थ एवं लंबाई के मोटे तार की तुलना में पतला तार धारा प्रवाह में अधिक प्रतिरोध उत्पन्न करता है, अतः उसमें विद्युत ऊर्जा का अधिक भाग ऊष्मा में बदलता है। इसी प्रकार समान मोटाई के छोटे तार की तुलना में लंबा तार अधिक प्रतिरोध उत्पन्न करता है। यही कारण है कि हीटर का तापन अवयव छोटी मोटी छड़ के स्थान पर लंबे, पतले निक्रोम तार की कुंडली का बनाया जाता है।

प्रतिवेदन कैसे लिखें। उद्देश्य लिखिए; तारों के सही माप सहित सामग्री की सूची दीजिए; विधि लिखिए; प्रेक्षणों की सारणी दीजिए; फिर प्रत्येक भाग का निष्कर्ष एक-एक वाक्य में लिखिए और अंत में बरती गई सावधानी लिखिए।

सुरक्षा सर्वोपरि: धारा को निर्धारित 30 सेकंड से अधिक प्रवाहित न कीजिए, और किसी भी प्रकार की क्षति से बचने के लिए तार को अधिक समय तक स्पर्श न कीजिए।
प्र3.
विभिन्न फलों एवं सब्जियों का उपयोग करके विद्युत सेल बनाने का प्रयास कीजिए। विभिन्न धातुओं के इलेक्ट्रोडों का उपयोग करके विद्युत सेल बनाने का प्रयास कीजिए। अपने प्रेक्षणों के आधार पर एक संक्षिप्त प्रतिवेदन तैयार कीजिए।
उत्तर

विधि। क्रियाकलाप 4.6 का नींबू सेल पुनः बनाइए, परंतु एक बार में केवल एक ही बात बदलिए।

  • फल अथवा सब्जी बदलना: इलेक्ट्रोड वही (ताँबे का तार और लोहे की कील) रखते हुए नींबू, संतरा, टमाटर, आलू, कच्चा आम और लवण के विलयन का प्याला आज़माइए।
  • धातुएँ बदलना: नींबू वही रखते हुए अध्याय में बताए युग्म आज़माइए — जस्ता या ताँबा, जस्ता या चाँदी, ऐलुमिनियम या ताँबा, लोहा या ताँबा, मैग्नीशियम या ताँबा और सीसा या ताँबा।
  • प्रत्येक प्रकरण को एल.ई.डी. की चमक से आँकिए। वही एल.ई.डी., शृंखला में उतने ही सेल और इलेक्ट्रोडों के बीच वही दूरी रखिए, अन्यथा तुलना निरर्थक हो जाएगी।
आप क्या आज़माते हैंक्या अपेक्षित हैकारण
रसीले, खट्टे फल — नींबू, कच्चा आम, संतराएल.ई.डी. अच्छी तरह दीप्त होती हैइनका रस अपेक्षाकृत प्रबल दुर्बल अम्ल है, अतः अच्छा विद्युत-अपघट्य है
आलू, टमाटरएल.ई.डी. दीप्त तो होती है, पर प्रायः मंदइनका रस दुर्बल विद्युत-अपघट्य है, अतः उत्पन्न प्रेरण कम होता है
एक ही धातु के दो इलेक्ट्रोडएल.ई.डी. दीप्त नहीं होतीसेल के लिए दो भिन्न धातुएँ आवश्यक हैं; एक जैसी छड़ें एक जैसी अभिक्रिया करती हैं और कोई प्रेरण उत्पन्न नहीं होता
जस्ता-ताँबा, मैग्नीशियम-ताँबाप्रायः सबसे अधिक चमकताँबा धनात्मक इलेक्ट्रोड की भाँति और जस्ता ऋणात्मक इलेक्ट्रोड की भाँति कार्य करता है, जो उनके रासायनिक गुणधर्मों के कारण है
जिस विचार की जाँच हो रही है: इनमें से प्रत्येक वही वोल्टीय सेल है — दो भिन्न इलेक्ट्रोड और एक विद्युत-अपघट्य। केवल विद्युत-अपघट्य बदलकर, अथवा केवल धातुएँ बदलकर, आप यह पता लगाते हैं कि सेल कितनी विद्युत उत्पन्न करेगा, यह किस भाग से तय होता है।

प्रतिवेदन हेतु नमूना निष्कर्ष: “किसी भी रसीले फल अथवा सब्जी से सेल बनाया जा सकता है, बशर्ते दोनों इलेक्ट्रोड भिन्न धातुओं के हों। खट्टे रस फीके रसों की तुलना में बेहतर कार्य करते हैं, और जस्ता-ताँबा युग्म से एल.ई.डी. सबसे अधिक चमकी। एक ही धातु के दो इलेक्ट्रोडों से कभी कोई धारा प्राप्त नहीं हुई।”

संकेत: एल.ई.डी. दीप्त न हो तो पहले उसे उलटकर देखिए, फिर शृंखला में एक और फल जोड़िए। जिस फल में धातु के इलेक्ट्रोड लगाए गए हों उसे खाइए नहीं।
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