Skip to content

← कक्षा ६

विद्युत् र चुम्बकत्व

एकाइ 8 · पाठ्यपुस्तकका पृष्ठ 156–170

Read in English

परीक्षाअघि दोहोर्‍याउन कथा, रोचक तथ्य, फोटो, क्रियाकलाप र अन्तरक्रियात्मक सामग्री लुकाउनुहोस्
यस एकाइमा 6 खण्ड
  1. 8.1 चुम्बक
  2. चुम्बक बनाउने विधि
  3. 8.2 विद्युत्
  4. विद्युत् परिपथ
  5. धारा विद्युत्को असर
  6. अभ्यास

फ्रिजको ढोकामा टाँसिएको चुम्बकले कागजलाई आफैँ अड्याइराख्छ। कम्पासभित्रको सानो सियो जता घुमाए पनि उत्तरतिरै फर्किन्छ। स्विच थिच्नासाथ कोठाको अर्को छेउको बल्ब बल्छ। चुम्बकत्व र विद्युत् दुवै आँखाले देखिँदैनन्। तर हाम्रो वरिपरिका हरेक पङ्खा, मोबाइल, मोटर र स्पिकर यिनकै सहायताले चल्छन्।

कस्तो वस्तुलाई चुम्बक भनिन्छ? कुनै वस्तु चुम्बक हो वा होइन भनेर कसरी पत्ता लगाउन सकिन्छ? कक्षामा छलफल गरौँ। चुम्बकले के के तान्छ, चुम्बकको कुन भागमा तान्ने शक्ति धेरै हुन्छ र विद्युत्बाट समेत चुम्बक कसरी बनाइन्छ भन्ने कुरा यस एकाइमा पढिन्छ। त्यसपछि कागतीबाट विद्युत् निकाल्ने, परिपथ बनाउने र साङ्केतिक चिह्नले परिपथको चित्र कोर्ने काम गरिन्छ। एउटा मसिनो तारले घरलाई आगलागीबाट कसरी जोगाउँछ भन्ने कुरा पनि बुझिन्छ।

8.1 चुम्बक

फलामको धुलो, किला र पिनजस्ता फलामका वस्तुलाई आफूतिर तान्ने (आकर्षण गर्ने) वस्तुलाई चुम्बक भनिन्छ। चुम्बकमा वस्तुलाई तान्ने एक प्रकारको शक्ति हुन्छ। यसलाई चुम्बकीय शक्ति (चुम्बकीय बल) भनिन्छ। यही शक्तिका कारण चुम्बकले कतिपय वस्तुलाई आफूतिर तान्छ। चुम्बकले आकर्षण गर्ने वस्तुलाई चुम्बकीय वस्तु भनिन्छ।

सबै धातु चुम्बकीय हुँदैनन्। चुम्बकले फलाम, निकेल, कोबाल्ट र तिनबाट बनेका मिश्रित धातुलाई मात्र तान्छ, जस्तै: इस्पात (स्टिल)। तामा, आल्मोनियम, पित्तल, सुन र चाँदी पनि धातु हुन्, तर चुम्बकले तिनलाई तान्दैन। काठ, प्लास्टिक, सिसा, कागज र रबरलाई पनि चुम्बकले तान्दैन। चुम्बकले आकर्षण नगर्ने वस्तुलाई अचुम्बकीय वस्तु भनिन्छ।

रेडियो, टेलिफोन, विद्युत् मोटर, माइक्रोफोन, पङ्खा, स्पिकर, जेनरेटर र अन्य धेरै उपकरणमा चुम्बकको प्रयोग हुन्छ।

SNछड चुम्बकSNU आकारको चुम्बकNSरिङ चुम्बक(माथि N, तल S)NSकम्पासको सियो
चित्र 8.1 चुम्बक विभिन्न आकारका हुन्छन्: छड चुम्बक, U आकारको चुम्बक, रिङ चुम्बक र कम्पासभित्रको चुम्बक बनाइएको सियो। हरेक चुम्बकमा एउटा उत्तरी ध्रुव (N) र एउटा दक्षिणी ध्रुव (S) हुन्छ।

गरेर हेर्नुहोस्

चुम्बकले के के तान्छ?

पहिले अनुमान गर्नुहोस्: चुम्बकले यसलाई तान्छ कि तान्दैन? त्यसपछि हरेक वस्तुमा थिचेर चुम्बकले परीक्षण गर्नुहोस्।

फलामको किलापित्तलको साँचोप्लास्टिकको रुलरपेपर क्लिपतामाको तारसिसाकलमसेफ्टी पिनआल्मोनियमको पन्नीरबरफलामको धुलोसिसाको गुच्चाबोतलको बिर्को
परीक्षण गरिएका वस्तु
12 मध्ये 0
चुम्बकले तानेका
0

कुनै वस्तुमा थिच्नुहोस्: चुम्बक त्यसमाथि झर्छ।

तानियो! यो फलाम वा इस्पातबाट बनेको चुम्बकीय वस्तु हो।

धातु भए पनि तानिएन। फलाम, निकेल, कोबाल्ट र इस्पात मात्र चुम्बकीय हुन्छन्।

तानिएन। यो अचुम्बकीय वस्तु हो।

सबै वस्तुको परीक्षण भयो: फलाम वा इस्पातबाट बनेका वस्तु मात्र तानिए।

साना फलामे किला टाँसिएको, कालो र खस्रो लोडस्टोनको डल्लो
चित्र 8.2 फलामका किला टाँसिएको लोडस्टोन। यो प्राकृतिक चुम्बक हो। फोटो: Fred Anzley Annet, Public domain

चुम्बकले तलकामध्ये कुन वस्तुलाई तान्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

चुम्बकीय क्षेत्र

छड चुम्बकमाथि राखिएको कागजमा घुमाउरा रेखा बनाएर बसेको फलामको धुलो, चुम्बकका दुवै छेउमा बाक्लो
चित्र 8.3 छड चुम्बकमाथि राखिएको कागजमा छरिएको फलामको धुलो। धुलो चुम्बकको एक छेउबाट घुमेर अर्को छेउसम्म पुग्ने घुमाउरा रेखामा मिलेर बस्छ। चुम्बकका दुवै छेउमा धुलो सबैभन्दा बाक्लो गरी थुप्रिन्छ। फोटो: Benjamin Crowell, CC BY-SA 2.0

हरेक चुम्बकले निश्चित दुरीसम्मका चुम्बकीय वस्तुलाई मात्र आकर्षण गर्न सक्छ। त्यसभन्दा टाढा यसको तान्ने शक्ति थाहै नपाइने गरी कमजोर हुन्छ। चुम्बकको वरिपरि जति क्षेत्रसम्म यसको तान्ने शक्ति (चुम्बकीय असर) अनुभव गर्न सकिन्छ, त्यहाँसम्मको क्षेत्रलाई चुम्बकीय क्षेत्र भनिन्छ।

बलियो चुम्बकको चुम्बकीय क्षेत्र टाढासम्म पुग्छ भने कमजोर चुम्बकको चुम्बकीय क्षेत्र नजिकसम्म मात्र हुन्छ।

चुम्बकीय ध्रुव

क्रियाकलाप 8.1 लाई फेरि हेरौँ। चुम्बकको तान्ने शक्ति सबैतिर एकनास हुँदैन। फलामको धुलो चुम्बकका दुवै छेउमा थुप्रिन्छ र बिच भागमा निकै थोरै टाँसिन्छ। त्यसैले चुम्बकको तान्ने शक्ति यसका दुवै छेउमा सबैभन्दा धेरै हुन्छ। यी छेउलाई चुम्बकका ध्रुव भनिन्छ। हरेक चुम्बकमा दुईओटा ध्रुव हुन्छन्: उत्तरी ध्रुव (N) र दक्षिणी ध्रुव (S)।

NSउत्तरी ध्रुव (N)तान्ने शक्ति सबैभन्दा धेरैदक्षिणी ध्रुव (S)तान्ने शक्ति सबैभन्दा धेरैबिचमा: पिन लगभग छैनन्
चित्र 8.4 पिनको थुप्रोमा डुबाएर निकालिएको छड चुम्बक। यसका दुवै छेउमा, अर्थात् ध्रुवमा, पिनका झुप्पा टाँसिएका छन्। यहीँ यसको तान्ने शक्ति सबैभन्दा धेरै हुन्छ। बिच भागमा पिन लगभग टाँसिँदैनन्।

ध्रुवबारे अरू दुई कुरा:

  • छड चुम्बकलाई धागोमा झुन्ड्याएर स्वतन्त्र रूपमा घुम्न दिँदा यो उत्तर-दक्षिण फर्केर अडिन्छ। उत्तरतिर फर्कने छेउ यसको उत्तरी ध्रुव हो। कम्पास यही सिद्धान्तमा काम गर्छ।
  • दुईओटा चुम्बकलाई नजिक ल्याउँदा एउटाको उत्तरी ध्रुव र अर्कोको दक्षिणी ध्रुव एकअर्कातिर तानिन्छन् (आकर्षण हुन्छ)। दुवै उत्तरी ध्रुव वा दुवै दक्षिणी ध्रुव भने एकअर्काबाट टाढा धकेलिन्छन् (विकर्षण हुन्छ)। समान ध्रुवबिच विकर्षण र असमान ध्रुवबिच आकर्षण हुन्छ।

छड चुम्बकको तान्ने शक्ति कहाँ सबैभन्दा धेरै हुन्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

दुईओटा चुम्बकका उत्तरी ध्रुवलाई नजिक ल्याउँदा के हुन्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

चुम्बक बनाउने विधि

चुम्बक बनाउने धेरै विधि छन्। चुम्बकीय वस्तुलाई मात्र चुम्बक बनाउन सकिन्छ। तामा वा काठजस्ता अचुम्बकीय वस्तु कहिल्यै चुम्बक बन्दैनन्। प्रायः फलाम र इस्पातबाट चुम्बक बनाइन्छ। मानिसले यसरी बनाएको चुम्बकलाई कृत्रिम चुम्बक भनिन्छ। (लोडस्टोनजस्तै प्रकृतिमा पाइने चुम्बकलाई प्राकृतिक चुम्बक भनिन्छ।) चुम्बक बनाउने दुई विधि यस्ता छन्:

  • क.रगड्ने विधि
  • ख.विद्युतीय विधि

रगड्ने विधि

चुम्बकीय वस्तुलाई चुम्बकले रगडेर चुम्बक बनाउन सकिन्छ। यसरी रगड्ने पनि धेरै तरिका छन्। तीमध्ये सबैभन्दा सजिलो तरिका तल दिइएको छ: चुम्बकको एउटा ध्रुवले सधैँ एकोहोरो दिशामा रगड्ने।

30 देखि 40 पटक रगड्नेSNमाथि उचालेरहावैहावा फर्काउनेकिलामा एकोहोरो घिसार्नेABउत्तरी ध्रुवछोएरअब चुम्बक बन्योNSA: उत्तरी ध्रुवB: दक्षिणी ध्रुवचुम्बक उचालिएकोछेउमा विपरीतध्रुव बन्छ
चित्र 8.5 रगडेर चुम्बक बनाउने तरिका। बायाँ: छड चुम्बकको उत्तरी ध्रुवलाई इस्पातको किलाको A छेउबाट B छेउसम्म घिसारिन्छ। अनि यसलाई माथि उचालेर हावैहावा A मा फर्काइन्छ। सधैँ उही दिशामा यसरी धेरै पटक दोहोर्‍याइन्छ। दायाँ: अब किला चुम्बक बनेको छ। चुम्बक उचालिएको B छेउ दक्षिणी ध्रुव र A छेउ उत्तरी ध्रुव बनेको छ। यसमा पिन टाँसिन्छन्।

यसरी स्थायी चुम्बकले चुम्बकीय वस्तुलाई सधैँ एकोहोरो दिशामा रगडेर चुम्बक बनाउन सकिन्छ।

विद्युतीय विधि

−+1.5 Vफलामको किलाकुचालकले ढाकेकोतामाको तार(क्वाइल)किलामा टाँसिएकापिनस्विच (अन)सेलकुचालकले ढाकेको तामाको तार
चित्र 8.6 फलामको किलाबाट बनाइएको विद्युत् चुम्बक। किलामा कुचालकले ढाकेको तामाको तार बेरिएको छ। तारका दुई टुप्पा स्विच हुँदै सेलसँग जोडिएका छन्। विद्युत् प्रवाह भइरहुन्जेल किलामा पिन टाँसिइरहन्छन्।

क्रियाकलाप 8.4 बाट विद्युत्को सहायताले पनि चुम्बक बनाउन सकिन्छ भन्ने थाहा हुन्छ। तारको क्वाइलबाट विद्युत् प्रवाह गराएर बनाइएको चुम्बकलाई विद्युत् चुम्बक भनिन्छ।

विद्युत् चुम्बक अस्थायी चुम्बक हो। विद्युत् प्रवाह भइरहुन्जेल मात्र यो चुम्बक रहन्छ। विद्युत् प्रवाह गर्दा यो चुम्बक बन्छ र प्रवाह रोक्दा यसको चुम्बकत्व हराउँछ। यही गुणका कारण विद्युत् चुम्बक धेरै काममा आउँछ: चाहेको बेला यसबाट वस्तु उठाउन र फेरि खसाल्न सकिन्छ।

विद्युत् चुम्बकको क्षमता परिवर्तन

विद्युत् चुम्बकको क्षमता आवश्यकताअनुसार घटबढ गर्न सकिन्छ:

  • तारका फन्का बढाउँदा यो बलियो हुन्छ। फन्का घटाउँदा कमजोर हुन्छ।
  • सेल बढाउँदा (धेरै विद्युत् प्रवाह हुँदा) यो बलियो हुन्छ। सेल घटाउँदा कमजोर हुन्छ।

गरेर हेर्नुहोस्

किलालाई अझ बलियो चुम्बक बनाऔँ

फन्का र सेलको सङ्ख्या बदलेर स्विच अन गर्नुहोस्। किलामा कतिओटा क्लिप टाँसिन्छन्? (यहाँ देखाइएको क्लिपको सङ्ख्या कुरा बुझाउन मात्र हो। साँच्चैको किलामा कति क्लिप टाँसिन्छन् भन्ने कुरा किला, तार र सेलमा भर पर्छ।)

स्विच1 सेलफलामको किलाविद्युत् प्रवाह छैन: चुम्बक होइन
सेल
फन्का
60
सेल
1
टाँसिएका क्लिप
0

फन्का र सेलको सङ्ख्या छानेर स्विच अन गर्नुहोस्।

स्विच अफ भयो: क्लिप झरे। विद्युत् प्रवाह भइरहुन्जेल मात्र विद्युत् चुम्बकमा चुम्बकत्व रहन्छ।

कमजोर चुम्बक: थोरै क्लिप मात्र टाँसिए। फन्का वा सेल बढाउनुहोस्।

अझ बलियो भयो। फन्का वा सेल अझ बढाए यो झन् बलियो हुन्छ।

बलियो विद्युत् चुम्बक: धेरै फन्का र धेरै विद्युत् प्रवाह।

विद्युत् चुम्बकलाई कसरी अझ बलियो बनाउन सकिन्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

विद्युत् चुम्बकको उपयोग

विद्युत् पङ्खा, विद्युत् मोटर, विद्युत् घन्टी र स्पिकरमा विद्युत् चुम्बकको प्रयोग हुन्छ। क्रेनमा झुन्ड्याइएका ठुला विद्युत् चुम्बकबाट फलाम र इस्पातका कबाडका थुप्रा उठाइन्छ। विद्युत् प्रवाह बन्द गर्नासाथ ती कबाड तल झर्छन्। अस्पतालमा शरीरभित्रको तस्बिर खिच्ने MRI मेसिनमा अत्यन्त शक्तिशाली विद्युत् चुम्बक प्रयोग गरिन्छ।

तल्लो भागमा फलामे कबाड टाँसिएको, क्रेनको हुकमा झुन्डिएको ठुलो गोलो विद्युत् चुम्बक
चित्र 8.7 क्रेनमा झुन्ड्याइएको, सामान उठाउने विद्युत् चुम्बक। विद्युत् प्रवाह भइरहुन्जेल यसमा टनौँ फलामे कबाड टाँसिइरहन्छ। विद्युत् प्रवाह बन्द गर्नासाथ फलाम झर्छ। फोटो: Cyril Methodius Jansky, Public domain

8.2 विद्युत्

विद्युत् के के काममा चाहिन्छ? विद्युत्बाट चल्ने कस्ता कस्ता उपकरण हामीले देखेका छौँ? कक्षामा छलफल गरौँ।

हामीलाई दिनहुँ विद्युत् चाहिन्छ: खाना पकाउन, लुगा इस्त्री गर्न, लुगा धुन र कोठा उज्यालो पार्न। टेलिफोन, टेलिभिजन, रेडियो, कम्प्युटर, हिटर, इस्त्री, विद्युत् मोटर र एयर कन्डिसनर सबै विद्युत्बाटै चल्छन्। आजभोलि धेरैजसो उद्योग र कलकारखाना पनि विद्युत्बाटै चल्छन्। त्यसैले आधुनिक युगमा विद्युत्लाई ऊर्जाको अति महत्त्वपूर्ण स्रोत मानिन्छ।

विद्युत्का स्रोत

विद्युत् विभिन्न तरिकाले उत्पादन गर्न सकिन्छ। सेल, फोटोसेल (सोलार सेल), डाइनामो र जेनरेटर विद्युत् उत्पादन गर्ने मुख्य उपकरण हुन्। विद्युत् उत्पादन गर्ने उपकरणलाई विद्युत्का स्रोत भनिन्छ।

  • सेलभित्रका रसायनबाट विद्युत् उत्पादन हुन्छ (टर्चको सेल, मोबाइलको ब्याट्री)।
  • फोटोसेल वा सोलार सेलमा प्रकाशबाट विद्युत् उत्पादन हुन्छ (सोलार क्याल्कुलेटर, छानामा राखिएका सोलार प्यानेल)।
  • डाइनामो घुमाउँदा विद्युत् उत्पादन हुन्छ। जस्तै: साइकलको पाङ्ग्रासँगै डाइनामो घुम्दा साइकलको बत्ती बल्छ।
  • जेनरेटर ठुलो डाइनामो हो। यसलाई इन्जिनले (डिजेल जेनरेटरमा) वा बगिरहेको पानीले (जलविद्युत् गृहमा) घुमाइन्छ।
नेपालको हिमाली क्षेत्रको एउटा घरको रातो टिनको छानामा काठको फ्रेममा राखिएका दुईओटा साना सोलार प्यानेल। तिनबाट एउटा तार निस्केको छ र छानाको छेउमा दाउरा थुपारिएको छ।
चित्र 8.8 नेपालको खुम्बु क्षेत्रको मोङ्लामा रहेको एउटा लजको टिनको छानामा राखिएका दुईओटा साना सोलार प्यानेल। यिनमा भएका सोलार सेलले घामको प्रकाशलाई विद्युत्मा बदल्छ। हरेक प्यानेलमा सेलका लहर देख्न सकिन्छ। फोटो: Gerd Eichmann, CC BY-SA 4.0
साइकलको टायरको छेउमा जडान गरिएको बोतल आकारको सानो डाइनामो र त्यसबाट अगाडिको बत्तीसम्म गएको तार
चित्र 8.9 साइकलको डाइनामो। यसको सानो पाङ्ग्रो टायरमा थिचिएको हुन्छ। पाङ्ग्रो घुम्दा डाइनामोबाट बत्तीका लागि विद्युत् उत्पादन हुन्छ। फोटो: Santeri Viinamäki, CC BY-SA 4.0

सेल

टर्चलाइट, रेडियो र भित्ते घडीमा सेल प्रयोग गरिएको हामीले देखेकै छौँ। सेलले कसरी काम गर्छ होला? छलफल गरौँ।

सेलले रासायनिक ऊर्जालाई विद्युत् ऊर्जामा बदल्छ। त्यसपछि विद्युत् उपकरणमा त्यो विद्युत् ऊर्जा प्रकाश, ताप, ध्वनि र अन्य ऊर्जामा बदलिन्छ। टर्च र घडीमा प्रयोग गरिने सेल ड्राइसेल हुन्। यिनमा रसायन तरल नभई लेदो (पेस्ट) हुने भएकाले पोखिँदैन।

साधारण सेल

साधारण सेल कस्तो हुन्छ? यो कसरी बनाइन्छ? यसबाट विद्युत् कसरी उत्पादन हुन्छ? पत्ता लगाऔँ।

स्विच (अन)तामाको पाता (+)फिका सल्फ्युरिक अम्लजस्ताको पाता (−)हाइड्रोजनकाफोकाबल्ब बल्छ
चित्र 8.10 साधारण सेल। बिकरमा राखिएको फिका सल्फ्युरिक अम्लमा तामाको पाता र जस्ताको पाता एकअर्काबाट अलग गरी राखिएका छन्। तिनलाई तारले स्विच हुँदै सानो बल्बसँग जोडिएको छ र बल्ब बलेको छ। तामाको पाता धनात्मक (+) छेउ र जस्ताको पाता ऋणात्मक (−) छेउ हो। तामाको पातामा हाइड्रोजनका फोका जम्मा हुन्छन्।

तामाको पाता र जस्ताको पातालाई फिका सल्फ्युरिक अम्लमा डुबाएर बनाइएको सेललाई साधारण सेल भनिन्छ। यसले रासायनिक ऊर्जालाई विद्युत् ऊर्जामा बदलेर विद्युत् उत्पादन गर्छ। यसबाट करिब 1 भोल्ट पाइन्छ।

तर दैनिक जीवनमा साधारण सेल त्यति उपयोगी हुँदैन:

  • यसमा अम्ल हुने भएकाले यसलाई बोकेर हिँड्न गाह्रो र खतरनाक हुन्छ;
  • यसबाट धेरै विद्युत् उत्पादन गर्न सकिँदैन;
  • केही समयपछि यसले राम्ररी काम गर्न छोड्छ।
काठको आधारमा चारओटा डन्डीबिच थुपारिएका धातुका गोला चक्कीको अग्लो थुप्रो, सङ्ग्रहालयको सिसाको दराजभित्र
चित्र 8.11 इटालीको कोमोस्थित टेम्पियो भोल्टियानो सङ्ग्रहालयमा राखिएको भोल्टाको थुप्रो। फोटो: GuidoB, CC BY-SA 3.0
जस्ताको पातातामाको पाताकागतीGग्याल्भानोमिटर

Lemon: H. A. Köhler, Medizinal-Pflanzen (1887), public domain

चित्र 8.12 कागतीको सेल। कागतीमा जस्ताको पाता र तामाको पाता एकअर्काबाट केही दुरीमा गाडिएका छन्। तिनलाई तारले ग्याल्भानोमिटरसँग जोडिएको छ। मिटरको सुई सरेको छ: सानो विद्युत् प्रवाह भइरहेको छ।

सेलले …

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

साधारण सेलमा कुन दुईओटा पाता प्रयोग गरिन्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

विद्युत् परिपथ

−+1.5 Vस्रोत: सेल− ध्रुव+ ध्रुवस्विच (अन)लोड:बल्बतार(इलेक्ट्रोन− बाट + तिर)
चित्र 8.13 साधारण परिपथ: ड्राइसेल (स्रोत), तामाका तार, स्विच र बल्ब (लोड)। स्विच अन हुँदा विद्युत् पूरै घुमेर बग्छ र बल्ब बल्छ।

विद्युत् एक प्रकारको ऊर्जा हो। यसलाई प्रकाश, ताप, ध्वनि र चुम्बकीय ऊर्जामा बदल्न सकिन्छ। बल्ब बाल्न र हिटर, पङ्खा, रेडियो, टेलिभिजन तथा कम्प्युटर चलाउन विद्युत् ऊर्जाको प्रयोग गरिन्छ।

विद्युत् प्रवाह हुने बाटोलाई विद्युत् परिपथ भनिन्छ। विद्युत् परिपथमा यी कुरा हुनुपर्छ:

  1. विद्युत्को स्रोत (सेल);
  2. विद्युत् बोक्ने सुचालक तार;
  3. विद्युत् प्रयोग गर्ने उपकरण, अर्थात् लोड (बल्ब)।

विद्युत् प्रवाह सुरु गर्न र रोक्न प्रायः एउटा स्विच पनि जोडिन्छ।

यसरी विद्युत् प्रवाह हुने गरी विद्युत्को स्रोत, सुचालक तार र लोड जोडेर बनाइएको निरन्तर बाटोलाई विद्युत् परिपथ भनिन्छ।

ड्राइसेल, फोटोसेल, डाइनामो र जेनरेटरजस्ता विद्युत् उत्पादन गर्ने उपकरणलाई विद्युत्का स्रोत भनिन्छ। विद्युत्बाट चल्ने उपकरणलाई लोड भनिन्छ। बल्ब, हिटर, पङ्खा, रेडियो र टेलिभिजन लोड हुन्।

बन्द र खुला परिपथ

क्रियाकलाप 8.8 लाई फेरि सम्झौँ। स्विच अन गर्दा बल्ब बल्छ। यस्तो परिपथलाई बन्द परिपथ भनिन्छ। स्विच अफ हुँदा वा कतै तार छुटेको बेला बल्ब बल्दैन। यस्तो परिपथलाई खुला परिपथ भनिन्छ।

विद्युत् प्रवाह भइरहेको र लोडले काम गरिरहेको परिपथलाई बन्द परिपथ भनिन्छ। बाटोमा खाली ठाउँ भएको र लोडले काम नगर्ने परिपथलाई खुला परिपथ भनिन्छ।

गरेर हेर्नुहोस्

बन्द कि खुला?

स्विचमा थिचेर त्यसलाई अन र अफ गर्नुहोस्। त्यसपछि एउटा तार खुकुलो पार्नुहोस्। बल्ब कहिले बल्छ? उही परिपथलाई साङ्केतिक चिह्नमा हेर्न “परिपथको रेखाचित्र” मा थिच्नुहोस्।

1.5 V+सेलबल्बस्विचतार
परिपथ
बन्द
बल्ब
बलेको छ

बन्द परिपथ: बाटो पूरा भएकाले विद्युत् प्रवाह हुन्छ र बल्ब बल्छ।

खुला परिपथ: स्विच अफ भएकाले बाटोमा खाली ठाउँ पर्छ र विद्युत् प्रवाह हुँदैन।

खुला परिपथ: स्विच अन छ, तर खुकुलो तारले गर्दा बाटोमा खाली ठाउँ परेको छ। बल्ब बल्दैन।

खुला परिपथ: स्विच र खुकुलो तार गरी दुई ठाउँमा खाली ठाउँ परेको छ।

टर्चको स्विच अन छ, तर भित्रको एउटा तार छुटेकाले बल्ब बलेको छैन। यो परिपथ …

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

विद्युत् उपकरणका साङ्केतिक चिह्न

क्रियाकलाप 8.8 मा जस्तै हरेक सेल, तार, स्विच र बल्बलाई जस्ताको तस्तै कोर्दा झन्झटिलो र गाह्रो हुन्छ। समय पनि धेरै लाग्छ। त्यसैले परिपथको चित्र सजिला साङ्केतिक चिह्न प्रयोग गरेर कोरिन्छ। केही महत्त्वपूर्ण उपकरणका साङ्केतिक चिह्न तल दिइएका छन्।

सुचालक तारनजोडिएका तार(एकमाथि अर्को नाघेका)जोडिएका तारस्विच (अफ)स्विच (अन)+−विद्युत् सेल+−ब्याट्री(दुई वा बढी सेल)अवरोध (लोड)बत्ती वा बल्बफ्युज
चित्र 8.14 परिपथको रेखाचित्रमा प्रयोग गरिने साङ्केतिक चिह्न। सेलको चिह्नमा लामो पातलो रेखा धनात्मक (+) छेउ र छोटो मोटो रेखा ऋणात्मक (−) छेउ हो। दुई वा दुईभन्दा बढी सेल जोडिएको समूहलाई ब्याट्री भनिन्छ।
+−सेलस्विचबल्बतार
चित्र 8.15 साङ्केतिक चिह्नमा कोरिएको क्रियाकलाप 8.8 को परिपथ: सेल, स्विच र बल्बलाई सिधा रेखाका तारले जोडिएको छ।

सेलको साङ्केतिक चिह्नमा लामो पातलो रेखाले के जनाउँछ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

धारा विद्युत्को असर

विद्युत् ऊर्जालाई अरू ऊर्जामा बदलेर विभिन्न काम गर्न सकिन्छ। यसलाई धारा विद्युत्को असर भनिन्छ:

  • प्रकाश असर: बल्बबाट प्रकाश निस्कन्छ;
  • ताप असर: हिटर, इस्त्री वा कित्ली तात्छ;
  • चुम्बकीय असर: विद्युत् चुम्बक, पङ्खाको मोटर;
  • रासायनिक असर: ब्याट्री चार्ज गर्नु, चम्चामा चाँदीको जलप लगाउनु।

यहाँ ताप असरबारे छलफल गरिन्छ।

धारा विद्युत्को ताप असर

1.5 V+−ड्राइसेलस्विच (अन)तामाको तार (चिसै रहन्छ)नाइक्रोम तार तात्छटायल
चित्र 8.16 क्रियाकलाप 8.10। टायलमाथि राखिएको नाइक्रोम तारको छोटो क्वाइललाई सेल, स्विच र तामाका तारसँग जोडिएको छ। स्विच अन हुँदा नाइक्रोम तार तात्छ, तर तामाका तार चिसै रहन्छन्।

केही धातुका क्वाइलबाट विद्युत् प्रवाह गर्दा क्वाइल धेरै तात्छ। यसरी ताप उत्पन्न हुने प्रक्रियालाई धारा विद्युत्को ताप असर भनिन्छ। कोठा तताउने हिटर, विद्युत् कित्ली, इमर्सन रड (पानी तताउने रड), राइस कुकर र इस्त्रीमा यसको उपयोग गरिन्छ। यी उपकरणमा तात्ने क्वाइललाई हिटिङ इलेमेन्ट भनिन्छ। यो प्रायः निकेल र क्रोमियमको मिश्रित धातु नाइक्रोमबाट बनाइन्छ। नाइक्रोम धेरै वर्षसम्म रातो हुने गरी तात्दा पनि पग्लँदैन र जलेर सकिँदैन।

प्लास्टिकको समाउने भाग, तार र प्लगसँग जोडिएको लामो घुमाउरो धातुको इमर्सन रड
चित्र 8.17 बाल्टीको पानी तताउने इमर्सन रड। यसको घुमाउरो धातुको नलीभित्र हिटिङ इलेमेन्ट हुन्छ। यसलाई पानीबाहिर कहिल्यै अन गर्नुहुँदैन र अन भइरहेको बेला पानी छुनुहुँदैन। फोटो: Suyash Dwivedi, CC BY-SA 4.0

तलकामध्ये कुन उपकरणमा विद्युत्को ताप असर प्रयोग हुँदैन?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

फ्युज

कहिलेकाहीँ परिपथमा त्यसको क्षमताभन्दा बढी विद्युत् प्रवाह हुन सक्छ। धेरै हिटर र इस्त्री एकैसाथ अन गर्दा वा दुईओटा नाङ्गा तार छोइँदा यस्तो हुन्छ। यस्तो बेला तार धेरै तात्छन्। उपकरण बिग्रन सक्छन् र तारमा आगो लाग्न सक्छ। यस्ता दुर्घटनाबाट बच्न परिपथमा फ्युज जोडिन्छ।

फ्युज कम तापक्रममा पग्लिने मसिनो तारको छोटो टुक्रा हो। यसलाई परिपथमा जोडिन्छ। परिपथमा धेरै विद्युत् प्रवाह भएमा फ्युजको तार तातेर सबैभन्दा पहिले पग्लिन्छ। परिपथ खुला हुन्छ। घरका तार आगो लाग्ने गरी तात्नुअघि नै विद्युत् प्रवाह रोकिन्छ।

फ्युजको तारलाई एउटा होल्डरमा राखिन्छ। यो होल्डर (फ्युजको बट्टा) सकेटमा अड्किन्छ। फ्युजको तार पग्लिएमा पहिले गडबडी मिलाइन्छ। अनि होल्डरमा मिल्दो नापको नयाँ फ्युज तार हालिन्छ।

सेतो चिनीमाटोका दुईओटा फ्युजका बट्टा, हरेकमा धातुका दुई टुप्पाबिच मसिनो फ्युज तार
चित्र 8.18 चिनीमाटोका दुईओटा फ्युजका बट्टा। हरेकमा धातुका दुई टुप्पाबिच मसिनो फ्युज तार राखिएको छ। धेरै विद्युत् प्रवाह भएमा तार पग्लिन्छ र परिपथ टुट्छ। फोटो: Anihl, Public domain
ताप फलाम हुँदै सर्छयहाँ समात्नेफलामको तारफलामको तारनाइलनको डोरीपहिले पग्लिएर टुट्छमैनबत्ती
चित्र 8.19 क्रियाकलाप 8.11। फलामका दुईओटा तार नाइलनको छोटो डोरीले जोडिएका छन्। एउटा तारको टाढाको छेउलाई मैनबत्तीले तताइएको छ। ताप फलाम हुँदै सर्छ र फ्युजजस्तै नाइलनको डोरी सबैभन्दा पहिले पग्लिएर टुट्छ।

गरेर हेर्नुहोस्

एकैसाथ धेरै उपकरण

घरका उपकरण एक एक गरी अन गर्नुहोस् र विद्युत् प्रवाह हेर्नुहोस्। फ्युज हुँदा, एम्.सी.बी. हुँदा र फ्युजको ठाउँमा मोटो तामाको तार राख्दा के के हुन्छ? (नेपालको 230 V को लाइनमा कुनै उपकरणले प्रायः जति विद्युत् प्रवाह लिन्छ, यहाँ पनि त्यति नै लिन्छ: 10 W को LED बल्बले करिब 0.04 A र 2,000 W को हिटरले करिब 8.7 A। यहाँको तारले सुरक्षित रूपमा 15 A सम्म बोक्न सक्छ।)

फ्युजबल्बपङ्खाटिभीइस्त्रीकित्लीहिटरप्रवाहसुरक्षित सीमा 15 A0.0 A
विद्युत् प्रवाह
0.0 A
सुरक्षित सीमा
15 A
बिजुली
अन

उपकरण अन गर्नुहोस्। हरेक उपकरण अन गर्दा तारमा विद्युत् प्रवाह बढ्छ।

ठिक छ: विद्युत् प्रवाह तारले सुरक्षित रूपमा बोक्न सक्ने 15 A भन्दा कम छ।

धेरै विद्युत् प्रवाह भयो! फ्युजको तार पग्लियो र बिजुली काटियो। कुनै उपकरण अफ गरेर नयाँ फ्युज तार हाल्नुहोस्।

धेरै विद्युत् प्रवाह भयो! एम्.सी.बी. आफैँ अफ भयो। कुनै उपकरण अफ गरेर यसलाई फेरि माथि उठाउनुहोस्।

खतरा! मोटो तामाको तार पग्लँदैन, त्यसैले बिजुली काटिँदैन। तार धेरै तातिरहेको छ र आगो लाग्न सक्छ।

फ्युजको ठाउँमा राखिएको मोटो तामाको तारबाट विद्युत् प्रवाह त हुन्छ, तर यसले विद्युत् प्रवाह कहिल्यै रोक्दैन।

तुरुन्तै फेरि अफ भयो: विद्युत् प्रवाह अझै धेरै छ। पहिले कुनै उपकरण अफ गर्नुहोस्।

एम्.सी.बी. (मिनिएचर सर्किट ब्रेकर)

फ्युजको तार पग्लिएपछि त्यसलाई फेर्नुपर्छ। यो काम झन्झटिलो हुन्छ र सबैका लागि सजिलो वा सुरक्षित हुँदैन। त्यसैले एम्.सी.बी. बनाइएको हो। एम्.सी.बी. फ्युजको विकसित रूप हो। परिपथको क्षमताभन्दा बढी विद्युत् प्रवाह भएमा यो आफैँ स्विच अफ हुन्छ र दुर्घटना हुनबाट जोगाउँछ। गडबडी मिलाएपछि यसलाई माथि उठाएर फेरि अन गरिन्छ।

धातुको पट्टीमा अड्काइएको, C16 लेखिएको सेतो सर्किट ब्रेकर। यसमा पहेँला दुईओटा स्विच छन्।
चित्र 8.20 एउटा एम्.सी.बी.। धेरै विद्युत् प्रवाह हुँदा यसको स्विच आफैँ तल झर्छ र परिपथ काटिन्छ। स्विचलाई फेरि माथि उठाउँदा परिपथ अन हुन्छ। फोटो: Kae, CC BY-SA 3.0

फ्युजको तार केका लागि बनाइएको हुन्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

शब्दार्थ

सुचालक: विद्युत् प्रवाह हुन दिने पदार्थ (तामा, फलाम, आल्मोनियम)।
कुचालक: विद्युत् प्रवाह हुन नदिने पदार्थ (प्लास्टिक, रबर, सुक्खा काठ)।
कन्स्टेन्ट्यान: तामा र निकेलबाट बनेको मिश्रित धातु।
नाइक्रोम: निकेल र क्रोमियमबाट बनेको मिश्रित धातु।
हिटिङ इलेमेन्ट: विद्युत् प्रवाह हुँदा तात्ने तारको क्वाइल।

अभ्यास

1. खाली ठाउँमा मिल्ने शब्द भर्नुहोस्

चुम्बकीय क्षेत्र, विद्युत् चुम्बक, चुम्बकीय वस्तु, चुम्बकीय विद्युत्, फिका सल्फ्युरिक अम्ल

क.

चुम्बकले आकर्षण गर्ने वस्तुलाई ……… भनिन्छ।

उत्तर
ख.

साधारण सेलमा ……… को प्रयोग गरिन्छ।

उत्तर
ग.

चुम्बकले आकर्षण वा विकर्षण गर्ने वरिपरिको क्षेत्रलाई ……… भनिन्छ।

उत्तर

2. सही विकल्प छान्नुहोस्

क. यीमध्ये कुनलाई चुम्बकले आफूतिर तान्दैन?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

ख. तलकामध्ये विद्युत् उत्पादन नगर्ने उपकरण कुन हो?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

+−+−i.ii.iii.iv.
चित्र 8.21 प्रश्न 2 ग का लागि चारओटा चित्र।

ग. चित्र 8.21 का चित्रमध्ये सेलको साङ्केतिक चिह्न कुन हो?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

घ. सेलको कार्य के हो?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

ङ. फ्युजको प्रयोग किन गरिन्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

3. ठिक वा बेठिक छुट्याउनुहोस्

क.

चुम्बकको वरिपरिको आकर्षण वा विकर्षण गर्ने क्षेत्रलाई चुम्बकीय ध्रुव भनिन्छ।

उत्तर
ख.

साधारण सेल बनाउँदा फिका सल्फ्युरिक अम्लको प्रयोग गरिन्छ।

उत्तर
ग.

फ्युज तार कम तापक्रममा पग्लिन्छ।

उत्तर
घ.

एम्.सी.बी. फ्युजको विकसित रूप हो।

उत्तर

4. फरक लेख्नुहोस्

क.

बन्द परिपथ र खुला परिपथ

उत्तर
ख.

फ्युज तार र एम्.सी.बी.

उत्तर

5. कारण दिनुहोस्

क.

फ्युजभन्दा एम्.सी.बी. को प्रयोग सजिलो हुन्छ।

उत्तर
ख.

फ्युजलाई सुरक्षात्मक तार भनिन्छ।

उत्तर

6. तलका प्रश्नको उत्तर लेख्नुहोस्

क.

चुम्बकीय क्षेत्र भनेको के हो?

उत्तर
ख.

विद्युत् चुम्बकको परिभाषा दिनुहोस्। फलामको किलालाई विद्युत् चुम्बक कसरी बनाइन्छ? चित्रसहित वर्णन गर्नुहोस्।

उत्तर
ग.

विद्युत् परिपथ भनेको के हो? विद्युत् परिपथ बनाउनका लागि न्यूनतम उपकरणहरू के के चाहिन्छन्?

उत्तर
घ.

हिटिङ इलेमेन्ट भनेको के हो? यसका कुनै दुई उदाहरण दिनुहोस्।

उत्तर
ङ.

साधारण सेल भनेको के हो? आलुबाट साधारण सेल बनाउने विधिको चित्रसहित वर्णन गर्नुहोस्।

उत्तर
च.

सेल, बल्ब, तार र स्विचका साङ्केतिक चिह्न प्रयोग गरी विद्युत् परिपथ बनाउनुहोस्।

उत्तर
छ.

तपाईँ एक्लै भएका बेला घरको फ्युज गयो भने के गर्नुहुन्छ? आफ्नो विचार लेख्नुहोस्।

उत्तर
ज.

रोनिसको घरको विद्युत् परिपथमा भएको फ्युज बेलाबेला जलेर फेर्नुपर्ने भयो। उनका छिमेकीहरूले रोनिसका बुबालाई फ्युजको सट्टा अलि मोटो तामाको तार राख्ने सल्लाह दिन्छन्। यसो गर्दा बेलाबेला फ्युज फेर्नु नपर्ने र ढुक्क भएर बिजुली प्रयोग गर्न पाइने उनीहरूको भनाइ छ। यस विचारप्रति तपाईँको प्रतिक्रिया कारणसहित लेख्नुहोस्।

उत्तर
झ.

कुनै घरको एम्.सी.बी. बेलाबेला तल झर्छ र विद्युत् प्रवाह बन्द हुन्छ। एम्.सी.बी. तल झर्न नपाओस् भनेर घरधनीले काठको छेस्काले अड्याएर बिजुली प्रयोग गरिरहे भने के होला? तपाईँको सुझाव पनि लेख्नुहोस्।

उत्तर
ञ.

वर्तमान समयमा विद्युत् मानिसका लागि एक अत्यावश्यक वस्तु भइसकेको छ। यस भनाइलाई आफ्नो तर्कसहित पुष्टि गर्नुहोस्।

उत्तर

यो पाठ्यपुस्तकको सहायक सामग्री हो, पाठ्यपुस्तकको सट्टा होइन। विद्यालयमा पढाइने पुस्तक नै पढ्नुहोस् र कुनै कुरा फरक परे शिक्षकको कुरा मान्नुहोस्। गल्ती भेटे हामीलाई भन्नुहोस्।