जाडोको सुक्खा रातमा अँध्यारो कोठामा उनको स्विटर टाउकोतिरबाट फुकाल्दा चिटचिट आवाज आउँछ र ससाना निला झिल्का देखिन्छन्। सुक्खा कपाल प्लास्टिकको काँगियोले कोरेपछि त्यसमा कागजका टुक्रा टाँसिन्छन्। बर्खामा हावाहुरी चल्दा बिजुली चम्केर पूरै उपत्यका उज्यालो हुन्छ र केही सेकेन्डपछि गड्याङगुडुङ गर्दा झ्याल नै हल्लिन्छन्। यी सबै विद्युत् हुन्। बत्ती बाल्ने र मोबाइल चार्ज गर्ने विद्युत् पनि यही हो।
विद्युत् चार्ज कहाँबाट आउँछ, रगड्दा किन झिल्का निस्कन्छन्, बादलबाट चट्याङ कसरी पर्छ र धातुको एउटा सामान्य डन्डीले भवनलाई चट्याङबाट कसरी जोगाउँछ भन्ने कुरा यस एकाइमा पढिन्छ। त्यसपछि सेलहरू जोडेर विद्युत् परिपथ बनाइन्छ र टर्चमा सेलहरू किन एकपछि अर्को गरी लहरै राखिन्छन् भन्ने पनि बुझिन्छ।
हाम्रो वरिपरि विद्युत् र चुम्बक
हामी दिनभरि नै विद्युत् प्रयोग गर्छौँ: बत्ती बाल्न, पङ्खा र फ्रिज चलाउन, मोबाइल चार्ज गर्न तथा कम्प्युटर, प्रोजेक्टर र टेलिभिजन चलाउन। नेपालमा धेरैजसो विद्युत् जलविद्युत् गृहमा उत्पादन गरिन्छ। त्यहाँ बगिरहेको पानीले जेनरेटर भन्ने यन्त्र घुमाउँछ। जेनरेटरभित्र तारका क्वाइलको छेउबाट चुम्बक घुम्छन् र यसैबाट विद्युत् धारा उत्पन्न हुन्छ। यी चुम्बक प्रायः विद्युत्कै सहायताले बनाइएका विद्युत् चुम्बक हुन्छन्। विद्युत् र चुम्बकत्व सधैँ सँगसँगै हुन्छन्।
फलामको धुलो र पिनजस्ता फलामका वस्तुलाई आफूतिर आकर्षण गर्ने (तान्ने) पदार्थलाई चुम्बक भनिन्छ। फलामको टुक्रामा कुचालक खोल भएको (इन्सुलेटेड) तार बेरेर त्यसबाट विद्युत् धारा पठाउँदा विद्युत् चुम्बक बन्छ। तारमा धारा बगुन्जेल फलाम चुम्बक बनिरहन्छ।
विद्युत् गृह वा सेलजस्ता स्रोतबाट तार हुँदै प्रयोग हुने ठाउँसम्म बग्ने विद्युत्लाई धारा विद्युत् भनिन्छ। विद्युत् गृहबाट यस्तो विद्युत् तारको सहायताले देशभरिका घर र उद्योगसम्म पुर्याइन्छ।
विद्युत्को अर्को प्रकार पनि हुन्छ। आकाशमा बिजुली चम्केको हामीले देखेकै छौँ। अँध्यारोमा उन वा नाइलनको स्विटर फुकाल्दा चिटचिट आवाजसँगै झिल्का पनि देखिन्छन्। यो पनि विद्युत् नै हो, तर यो तार हुँदै बग्दैन। यो कुनै वस्तुमा जम्मा हुन्छ र झिल्कोका रूपमा उफ्रेर अन्तै नजाँदासम्म त्यहीँ रहिरहन्छ। यसलाई स्थिर विद्युत् भनिन्छ (स्थिरको अर्थ “नचल्ने” हो)।
8.1 स्थिर विद्युत्को परिचय
पोलिस्टर, नाइलन, एक्रेलिक वा उनका कपडा फुकाल्दा पनि यस्तै हुन्छ। कपडा शरीर र कपालसँग घर्षण हुँदा चार्ज जम्मा हुन्छ। त्यो चार्ज ससाना झिल्काका रूपमा उफ्रन्छ। अँध्यारोमा ती झिल्का देखिन्छन् र चिटचिट आवाज पनि सुनिन्छ। यस्तो किन हुन्छ भन्ने बुझ्न पदार्थभित्र हेर्नुपर्छ।
परमाणुभित्र
सबै पदार्थ परमाणु भनिने अति ससाना कणबाट बनेका हुन्छन्। केही परमाणु मिलेर अणु बन्छन्। परमाणु आँखाले देख्न नसकिने गरी सानो हुन्छ, तर यसभित्र के के हुन्छ भन्ने कुरा वैज्ञानिकहरूलाई थाहा छ:
- परमाणुको बिचमा न्युक्लियस हुन्छ। यसमा धनात्मक (+) चार्ज भएका प्रोटोन र कुनै चार्ज नभएका न्युट्रोन हुन्छन्।
- न्युक्लियसको वरिपरि ऋणात्मक (−) चार्ज भएका इलेक्ट्रोन घुम्छन्।
साधारण परमाणुमा प्रोटोन र इलेक्ट्रोनको सङ्ख्या बराबर हुन्छ। त्यसैले धनात्मक र ऋणात्मक चार्ज पनि बराबर हुन्छन् र परमाणु तटस्थ हुन्छ। वरिपरिका धेरैजसो वस्तु तटस्थ परमाणुबाट बनेका हुने भएकाले तिनमा कुनै चार्ज हुँदैन।
प्रोटोन न्युक्लियसमा कसिलो गरी बाँधिएका हुन्छन्। रगड्दा ती कहिल्यै एउटा वस्तुबाट अर्को वस्तुमा सर्दैनन्। तर परमाणुको बाहिरी भागका केही इलेक्ट्रोन भने रगड्दा एउटा पदार्थबाट छुटेर अर्को पदार्थमा पुग्न सक्छन्।
रगड्दा इलेक्ट्रोन सर्छन्
दुई फरक पदार्थ आपसमा रगड्दा इलेक्ट्रोन एउटाबाट अर्कोमा सर्छन्:
- इलेक्ट्रोन पाउने पदार्थमा प्रोटोनभन्दा इलेक्ट्रोन बढी हुन्छन्। यो ऋणात्मक चार्जयुक्त (−) हुन्छ।
- इलेक्ट्रोन गुमाउने पदार्थमा प्रोटोनभन्दा इलेक्ट्रोन कम हुन्छन्। यो धनात्मक चार्जयुक्त (+) हुन्छ।
बेलुनलाई उनमा रगड्दा इलेक्ट्रोन उनबाट बेलुनमा सर्छन्: बेलुन ऋणात्मक र उन धनात्मक हुन्छ। कपाल कोर्दा इलेक्ट्रोन कपालबाट काँगियोमा सर्छन्: काँगियो ऋणात्मक र कपाल धनात्मक हुन्छ।
यस्तो चार्ज कुचालक पदार्थमा उत्पन्न हुन्छ। आफूभित्रबाट विद्युत् सजिलै बग्न नदिने पदार्थलाई कुचालक भनिन्छ, जस्तै: प्लास्टिक, रबर, उन, नाइलन, पोलिस्टर, एक्रेलिक, सिसा र सुक्खा कपाल। कुचालक हुँदै चार्ज बगेर जान नसक्ने भएकाले यो उत्पन्न भएकै ठाउँमा रहन्छ। कुचालक पदार्थमा घर्षणका कारण इलेक्ट्रोन पाउँदा वा गुमाउँदा उत्पन्न हुने र तिनैमा रहिरहने विद्युत्लाई स्थिर विद्युत् भनिन्छ।
सुक्खा कपडाले रगडेपछि प्लास्टिकको रुलर ऋणात्मक चार्जयुक्त भयो। के भएको हो?
किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।
काँगियोले कागज किन टिप्छ
सुरुमा कागजको टुक्रामा कुनै चार्ज हुँदैन। त्यसो भए यो चार्ज भएको काँगियोतिर किन उफ्रन्छ?
ऋणात्मक चार्ज भएको काँगियो नजिक ल्याउँदा त्यसको ऋणात्मक चार्जले कागजभित्रका इलेक्ट्रोनलाई अलिकति पर धकेल्छ (समान चार्जबिच विकर्षण हुन्छ)। यसले गर्दा काँगियोतिरको कागजको भाग अलिकति धनात्मक र पल्लो भाग अलिकति ऋणात्मक हुन्छ। नजिकको धनात्मक भाग ऋणात्मक काँगियोको बढी नजिक हुने भएकाले यसमा लाग्ने आकर्षण पल्लो भागमा लाग्ने धक्काभन्दा बलियो हुन्छ। त्यसैले कागज काँगियोतिर तानिन्छ।
चार्ज भएका वस्तु एकअर्कातिर तानिन्छन् वा एकअर्काबाट धकेलिन्छन्:
- विपरीत चार्जबिच आकर्षण हुन्छ (+ र − एकअर्कातिर तानिन्छन्)।
- समान चार्जबिच विकर्षण हुन्छ (+ र +, वा − र − एकअर्काबाट टाढा धकेलिन्छन्)।
चार्ज भएका वस्तुबिच हुने आकर्षण वा विकर्षणको बललाई स्थिर विद्युतीय बल भनिन्छ। दुईओटा बेलुनलाई उनमा रगडेर धागोमा छेउछेउमै झुन्ड्याउँदा दुवैमा उही (ऋणात्मक) चार्ज हुने भएकाले ती एकअर्काबाट टाढा हुन्छन्।
दुईओटा बेलुनलाई एउटै उनको स्विटरमा रगडेर धागोमा नजिक नजिक झुन्ड्याइयो। के हुन्छ?
किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।
8.2 स्थिर विद्युत्का असरहरू
स्थिर विद्युत्का कारण कहिलेकाहीँ असजिलो हुन्छ र यो खतरनाक पनि हुन सक्छ। दैनिक जीवनमा यसका हानिकारक असर यस्ता छन्:
- चट्याङ र गड्याङगुडुङ: स्थिर विद्युत्को विशाल झिल्को (खण्ड 8.3)।
- इन्धन बोक्ने ट्याङ्करमा आगलागी: पाइपमा बग्दा र ट्याङ्कीभित्र छचल्किँदा पेट्रोलमा स्थिर चार्ज जम्मा हुन्छ। पेट्रोलको बाफनजिक झिल्को निस्केमा आगलागी हुन सक्छ।
- कम्प्युटरका चिप बिग्रनु: औँलाबाट निस्कने स्थिर विद्युत्को झिल्को थाहै नपाउने गरी सानो भए पनि त्यसबाट कम्प्युटरको चिपका अति ससाना भाग नष्ट हुन सक्छन्। त्यसैले मर्मत गर्ने मानिसहरू चार्जलाई सुरक्षित रूपमा जमिनमा पुर्याउने पट्टा नाडीमा लगाउँछन्।
- धुलो र रौँ टाँसिनु: चार्ज भएका टिभी, कम्प्युटर तथा मोबाइलका स्क्रिनमा धुलो टाँसिन्छ; लुगामा भुत्ला र रौँ टाँसिन्छन्।
तर स्थिर विद्युत् उपयोगी पनि छ:
- फोटोकपी मेसिन र लेजर प्रिन्टर: मेसिनभित्रको एउटा ड्रममा पानामा भएकै आकारमा चार्ज दिइन्छ। धुलो मसी (टोनर) चार्ज भएको ठाउँमा मात्र टाँसिन्छ। त्यसपछि टोनरलाई कागजमा थिचेर तताइन्छ र त्यो पग्लेर कागजमै टाँसिन्छ।
- रङ छर्ने उपकरण (पेन्ट स्प्रेयर): रङका थोपालाई एउटा चार्ज र रङ लगाउनुपर्ने वस्तुलाई (गाडीको जिउ, साइकलको फ्रेम) विपरीत चार्ज दिइन्छ। यसले गर्दा रङ वस्तुतिर तानिएर पछाडिपट्टिसम्म एकनासले लाग्छ र कम खेर जान्छ।
- हावा छान्ने उपकरण (एयर फिल्टर): हावा सफा गर्ने कतिपय उपकरणमा तथा कलकारखानाका चिम्नीमा धुवाँ र धुलोलाई चार्ज दिइन्छ। त्यसपछि ती विपरीत चार्ज भएका पातामा टाँसिन्छन् र सफा हावा बाहिर निस्कन्छ।
- धुलो हटाउने उपकरण: कुनै कुनै डस्टर पुछ्दा चार्ज हुने पदार्थबाट बनेका हुन्छन्। त्यसैले धुलो तिनतिर तानिन्छ।
तलका मध्ये स्थिर विद्युत्को उपयोग कुन हो?
किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।
8.3 चट्याङको परिचय
बादलमा चार्ज कसरी उत्पन्न हुन्छ
गर्मी र उकुसमुकुस भएको दिनमा तातो र ओसिलो हावा छिटो माथि उठ्छ। माथि पुग्दै जाँदा यो सेलाउँछ र यसमा भएको पानीको बाफ पानीका अति ससाना थोपामा बदलिन्छ। यसरी बादल बन्छ। हावाहुरी ल्याउने अग्लो बादलमा हावा यति माथिसम्म (प्रायः 10 km भन्दा माथि) पुग्छ कि थोपाहरू जमेर बरफका ससाना क्रिस्टल र बरफका नरम डल्ला बन्छन्। यी नरम डल्लालाई नरम असिना भनिन्छ। बादलभित्र जोडले माथितिर बहने हावालाई माथि उठ्ने हावा भनिन्छ। यसले बरफका साना क्रिस्टललाई माथि लैजान्छ भने गह्रौँ नरम असिना तिनका बिचबाट तल झर्छ।
बरफका क्रिस्टल र नरम असिना लाखौँ पटक एकअर्कामा ठोकिन्छन्। बेलुनलाई उनमा रगडेझैँ हरेक ठक्करमा अलिकति चार्ज सर्छ। हलुका बरफका क्रिस्टल धनात्मक भएर बादलको माथिल्लो भागमा पुग्छन्। गह्रौँ नरम असिना ऋणात्मक भएर बादलको तल्लो भागमा जम्मा हुन्छ। त्यसैले यस्तो बादलको माथिल्लो भाग धनात्मक र तल्लो भाग ऋणात्मक हुन्छ।
चार्ज अत्यन्त धेरै भएपछि हावाले पनि त्यसलाई थाम्न सक्दैन। त्यसपछि इलेक्ट्रोनहरू विशाल झिल्कोका रूपमा हावा हुँदै हुर्रिन्छन्। हावा हुँदै एक्कासि हुने चार्जको यस प्रवाहलाई इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज भनिन्छ। यो यसरी हुन सक्छ:
- एउटै बादलभित्र, त्यसको ऋणात्मक भागबाट धनात्मक भागतिर, वा दुई बादलबिच (धेरैजसो बिजुली यस्तै हुन्छ);
- बादलबाट जमिनतिर। बादलको ऋणात्मक तल्लो भागले जमिनका इलेक्ट्रोनलाई पर धकेल्छ र बादलमुनिको जमिन धनात्मक हुन्छ। झिल्को प्रायः नजिकैको सबैभन्दा अग्लो ठाउँमा पर्छ: रुख, टावर, अग्लो भवन वा खुला खेतमा उभिएको मानिस।
बादलबाट घर, रुख वा जमिनमा हुने विशाल इलेक्ट्रिक डिस्चार्जलाई चट्याङ भनिन्छ। बादलभित्र वा दुई बादलबिच डिस्चार्ज हुँदा बिजुली मात्र चम्किन्छ। दुवैबाट अत्यन्त धेरै प्रकाश, ताप र ध्वनि उत्पन्न हुन्छ। यसको बाटोको हावा एक सेकेन्डको दस लाख भागमध्ये केही भागमै करिब 30,000 °C सम्म तात्छ। यो तापक्रम सूर्यको सतहभन्दा पाँच गुणा बढी हो। तातेको हावा यति एक्कासि फुक्छ कि ठुलो पड्काइको आवाज आउँछ: यही गड्याङगुडुङ हो। चट्याङ पर्दा रुखमा आगो लाग्न सक्छ, रुख चिरिन सक्छ, भवनमा क्षति पुग्न सक्छ र मानिस तथा जनावरको ज्यान जान सक्छ।
लाइटेनिङ रड
भवनलाई चट्याङबाट कसरी जोगाउन सकिन्छ? यसका लागि लाइटेनिङ रड (लाइटेनिङ कन्डक्टर पनि भनिन्छ) प्रयोग गरिन्छ। भवनको सबैभन्दा अग्लो ठाउँमा टुप्पो चुच्चो परेको तामाको डन्डी राखिन्छ। यसबाट तामाको बाक्लो पाता वा तार भवनको बाहिरी भित्ता हुँदै जमिनमुनिसम्म पुर्याइन्छ। त्यहाँ यसलाई खाल्डोमा गाडिएको तामाको प्लेट वा डन्डीसँग जोडिन्छ। जमिनसँग यसरी जोड्ने कामलाई अर्थिङ भनिन्छ।
चट्याङ परेमा यो सबैभन्दा अग्लो ठाउँमा भएको डन्डीमा पर्छ। अत्यन्त ठुलो करेन्ट भवनभित्र नपसी तामाको पाता हुँदै जमिनमा जान्छ। तामा विद्युत्को धेरै राम्रो सुचालक भएकाले यसको प्रयोग गरिन्छ। खाल्डोमा कोइला र नुन राखिन्छ। यिनमा पानी अडिने भएकाले गाडिएको प्लेटवरिपरिको माटो ओसिलो रहन्छ र चार्ज सजिलै जमिनमा फैलिन्छ।
नेपालमा भूकम्प प्रतिरोधी विद्यालय, अपार्टमेन्ट, व्यापारिक भवन र सिनेमा हलजस्ता धेरै नयाँ भवनमा लाइटेनिङ रड जडान गरिएको हुन्छ।
लाइटेनिङ रडको पाता तामाको किन बनाइन्छ र जमिनको खाल्डोसँग किन जोडिन्छ?
किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।
8.4 धारा विद्युत्को परिचय
घर र विद्यालयमा प्रयोग हुने विद्युत् कहाँबाट आउँछ? टर्चमा भएको विद्युत् पनि त्यस्तै प्रकारको हो कि फरक?
घरको विद्युत् विद्युत् गृहबाट, धेरैजसो जलविद्युत् गृहबाट तार हुँदै आउँछ। टर्च, घडी वा टिभीको रिमोटले भने सेलबाट विद्युत् पाउँछ। दुवै धारा विद्युत् हुन्: बग्ने विद्युत्।
विद्युत् प्रवाह हुन चारओटा कुरा चाहिन्छन्:
- विद्युत्को स्रोत, जस्तै: सेल, ब्याट्री वा घरमा आउने लाइन;
- विद्युत् बोक्ने सुचालक तार (प्लास्टिकले ढाकिएको तामाको तार);
- प्रवाह सुरु गर्ने र रोक्ने स्विच;
- विद्युत् प्रयोग गर्ने उपकरण, अर्थात् लोड, जस्तै: बल्ब, पङ्खा वा रेडियो।
स्रोतको एउटा छेउबाट लोड हुँदै स्रोतको अर्को छेउसम्म कतै नटुटेको पूरा बाटो बन्ने गरी यिनलाई जोड्दा विद्युत् बग्छ। विद्युत् धारा बग्ने यस पूरा बाटोलाई विद्युत् परिपथ भनिन्छ। बाटो कतै टुटेमा (स्विच अफ हुँदा वा कुनै तार खुस्किँदा) प्रवाह रोकिन्छ।
धातुको तारमा विद्युत्को प्रवाह भनेको इलेक्ट्रोनको प्रवाह हो। सुचालकमा एक छेउबाट अर्को छेउसम्म इलेक्ट्रोन निरन्तर बग्ने विद्युत्लाई धारा विद्युत् भनिन्छ। इलेक्ट्रोन सेलको ऋणात्मक ध्रुवबाट निस्कन्छन्, परिपथ घुम्छन् र धनात्मक ध्रुवमा फर्कन्छन्।
विद्युतीय उपकरणले विद्युत् ऊर्जालाई अन्य ऊर्जामा बदल्छ: बल्बले प्रकाशमा (र तापमा), हिटर वा इस्त्रीले तापमा, रेडियो वा स्पिकरले ध्वनिमा, पङ्खा वा पानी तान्ने पम्पले गतिमा (आफ्नो मोटरमा करेन्टको चुम्बकीय असर प्रयोग गरेर)।
सेलहरूको समूहीकरण
सेल विद्युत्को एउटा स्रोत हो। यसले रसायनमा सञ्चित ऊर्जालाई विद्युत् ऊर्जामा बदल्छ। हरेक सेलका दुई छेउ, अर्थात् ध्रुव हुन्छन्। सानो धातुको टोपी भएको छेउ प्रायः धनात्मक ध्रुव (+) हुन्छ भने चेप्टो छेउ ऋणात्मक ध्रुव (−) हुन्छ। सेल विभिन्न प्रकार, आकार र नापका हुन्छन्: प्रयोगशालामा बनाइने साधारण सेल, टर्च र रिमोटमा राखिने ड्राइसेल, गाडी र इन्भर्टरको ब्याट्रीमा हुने लिड एसिड सेल तथा घडीमा राखिने चेप्टा बटन सेल।
एकआपसमा जोडिएका सेलहरूको समूहलाई ब्याट्री भनिन्छ। (दैनिक बोलचालमा एउटा मात्र ड्राइसेललाई पनि “ब्याट्री” भनिन्छ।) साधारण ड्राइसेलले 1.5 भोल्ट (V) दिन्छ। सेलले परिपथमा विद्युत्लाई कति जोडले धकेल्छ भन्ने कुरा भोल्टमा नापिन्छ।
दुई वा दुईभन्दा बढी सेललाई एकैसाथ प्रयोग गर्ने तरिकालाई सेलको समूहीकरण भनिन्छ। सेललाई दुई तरिकाले जोड्न सकिन्छ: श्रेणीक्रम समूहीकरण र समानान्तर समूहीकरण।
श्रेणीक्रम समूहीकरण
श्रेणीक्रम समूहीकरणमा सेलहरूलाई एउटापछि अर्को गरी लहरै जोडिन्छ: पहिलो सेलको ऋणात्मक ध्रुवलाई दोस्रो सेलको धनात्मक ध्रुवसँग, दोस्रोको ऋणात्मक ध्रुवलाई तेस्रोको धनात्मक ध्रुवसँग, यसै गरी क्रमशः जोडिन्छ। एक छेउमा बाँकी रहेको + र अर्को छेउमा बाँकी रहेको − लाई परिपथसँग जोडिन्छ।
श्रेणीक्रम समूहीकरणको उपयोग:
- थप सेल जोडेर बढी भोल्टेज पाउन र यसरी बल्बलाई बढी उज्यालो बनाउन वा करेन्ट बढाउन;
- टर्च, रेडियो, रिमोट, घडी, खेलौना र अन्य धेरै उपकरणमा।
तर बल्ब बढी उज्यालो हुँदा सेल पनि छिटो सकिन्छन्।
समानान्तर समूहीकरण
समानान्तर समूहीकरणमा सबै सेलका धनात्मक ध्रुव एउटा बिन्दुमा र सबै ऋणात्मक ध्रुव अर्को बिन्दुमा जोडिन्छन्। यी दुई बिन्दुलाई परिपथसँग जोडिन्छ।
समानान्तर समूहीकरणको उपयोग:
- सेललाई धेरै समयसम्म टिकाउन;
- धेरै समयसम्म थोरै करेन्ट एकनासले दिइराख्न।
एउटा टर्चलाई 3 V चाहिन्छ। तपाईँसँग 1.5 V का दुईओटा सेल छन्। तिनलाई कसरी जोड्नुपर्छ?
किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।
अभ्यास
1. सही विकल्प छान्नुहोस्
क. घर्षणबाट (रगड्दा) उत्पन्न हुने विद्युत्लाई के भनिन्छ?
किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।
ख. विद्युत् लोड कुन हो?
किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।
ग. स्थिर विद्युत्को असर कुन हो?
किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।
घ. श्रेणीक्रम जडानमा सेलको सङ्ख्या बढाउँदा बल्बको उज्यालोपनामा के हुन्छ?
किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।
ङ. चित्र 8.7 मा देखाइएको उपकरणले घरलाई केबाट जोगाउँछ?
किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।
च. दिइएका कथन र तर्क पढेर सही विकल्प छान्नुहोस्।
कथन: घर्षणबाट उत्पन्न हुने तर नबग्ने विद्युत्लाई स्थिर विद्युत् भनिन्छ।
तर्क 1: स्थिर विद्युत्मा इलेक्ट्रोन गुमाउने वस्तु ऋणात्मक चार्जयुक्त हुन्छ।
तर्क 2: स्थिर विद्युत्मा प्रोटोन पाउने वस्तु धनात्मक चार्जयुक्त हुन्छ।
किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।
छ. तलका मध्ये कुन भनाइ ठिक छ?
किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।
ज. तलका मध्ये कुन भनाइ ठिक छ?
किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।
झ. तलका मध्ये कुन भनाइ ठिक छैन?
किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।
ञ. तलका मध्ये कुन भनाइ ठिक छ?
किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।
2. फरक लेख्नुहोस्
धारा विद्युत् र स्थिर विद्युत्
उत्तर
| धारा विद्युत् | स्थिर विद्युत् |
|---|---|
| इलेक्ट्रोन सुचालक हुँदै निरन्तर बग्छन्। | चार्ज वस्तुमा जम्मा भएर त्यहीँ रहन्छ। |
| सेल, ब्याट्री, जेनरेटर र सोलार प्यानलबाट उत्पन्न हुन्छ। | रगडेर (घर्षणबाट) उत्पन्न हुन्छ। |
| धातुका तारजस्ता सुचालक हुँदै बग्छ। | प्लास्टिक, उन र नाइलनजस्ता कुचालकमा उत्पन्न हुन्छ। |
| परिपथ पूरा भएसम्म सधैँ बग्छ। | झिल्कोका रूपमा नउफ्रेसम्म बग्दैन। |
| उदाहरण: टर्च, घरको विद्युत्। | उदाहरण: रगडेको काँगियो, चट्याङ। |
सेलको श्रेणीक्रम समूहीकरण र समानान्तर समूहीकरण
उत्तर
| श्रेणीक्रम समूहीकरण | समानान्तर समूहीकरण |
|---|---|
| एउटा सेलको + अर्को सेलको − सँग लहरै जोडिन्छ। | सबै + ध्रुव एकै ठाउँमा र सबै − ध्रुव एकै ठाउँमा जोडिन्छन्। |
| जम्मा भोल्टेज सबै सेलको भोल्टेजको योगफल हुन्छ। | जम्मा भोल्टेज एउटा सेलको जति नै हुन्छ। |
| सेल थप्दै जाँदा बल्ब बढी उज्यालो हुन्छ। | सेल थप्दै जाँदा पनि बल्बको उज्यालोपना उत्तिकै रहन्छ। |
| सेल छिटो सकिन्छन्। | सेल धेरै समय टिक्छन्। |
| टर्च, रिमोट र रेडियोमा प्रयोग गरिन्छ। | धेरै समयसम्म थोरै करेन्ट चाहिने ठाउँमा प्रयोग गरिन्छ। |
3. कारण दिनुहोस्
चट्याङ पर्दा अग्लो रुख वा अग्लो भवनको छेउमा बस्नु खतरनाक हुन्छ।
उत्तर
चट्याङ प्रायः वरिपरिको सबैभन्दा अग्लो ठाउँमा, जस्तै: अग्लो रुख वा भवनमा पर्छ। अत्यन्त ठुलो करेन्ट त्यस हुँदै जमिनमा झर्छ। यो छेउमा उभिएको मानिसमा उफ्रेर पुग्न सक्छ वा मुनिको जमिनमा फैलिन सक्छ। त्यसैले त्यहाँ ओत लाग्ने मानिसलाई चट्याङ पर्न वा गम्भीर चोट लाग्न सक्छ।
सुक्खा कपाल कोरेपछि काँगियोमा कागजका टुक्रा टाँसिन्छन्।
उत्तर
कपाल कोर्दा काँगियो कपालसँग रगडिन्छ र इलेक्ट्रोन कपालबाट काँगियोमा सर्छन्। यसले गर्दा काँगियो ऋणात्मक चार्जयुक्त हुन्छ। यसलाई तटस्थ कागजनजिक ल्याउँदा यसको ऋणात्मक चार्जले कागजका इलेक्ट्रोनलाई अलिकति पर धकेल्छ र कागजको नजिकको भाग धनात्मक हुन्छ। विपरीत चार्जबिच आकर्षण हुने भएकाले कागज काँगियोतिर तानिन्छ।
अँध्यारोमा उनका कपडा फुकाल्दा चिटचिट आवाज आउँछ।
उत्तर
उनका कपडा फुकाल्दा तिनको शरीर र कपालसँग घर्षण हुन्छ र इलेक्ट्रोन एउटाबाट अर्कोमा सर्छन्। यसरी कपडामा स्थिर चार्ज जम्मा हुन्छ। धेरै चार्ज जम्मा भएपछि त्यो ससाना झिल्काका रूपमा हावा हुँदै उफ्रन्छ। अँध्यारोमा यी झिल्का उज्यालो भएर देखिन्छन्। हरेक झिल्कोले हावालाई एक्कासि तताउने भएकाले चिटचिट आवाज आउँछ।
चिम्नीको टुप्पामा तामाको रड राखिन्छ।
उत्तर
कलकारखाना र भट्टाका चिम्नी वरिपरिको सबैभन्दा अग्लो ठाउँ हुने भएकाले तिनमा चट्याङ पर्ने सम्भावना धेरै हुन्छ। टुप्पामा राखिएको तामाको रड लाइटेनिङ रड हो। चट्याङ पर्दा यो रडमा पर्छ। तामा विद्युत्को धेरै राम्रो सुचालक भएकाले अत्यन्त ठुलो करेन्ट चिम्नीको इँटा हुँदै नगई रडसँग जोडिएको तामाको पाता हुँदै जमिनमा (अर्थिङमा) जान्छ र चिम्नी जोगिन्छ।
इन्धन बोक्ने ट्रकमा जमिनसम्म लत्रिने गरी सिक्री राखिएको हुन्छ।
उत्तर
ट्रक चल्दा ट्याङ्कीभित्रको इन्धन छचल्किन्छ र गाडीको जिउमा हावाको घर्षण हुन्छ। यसले गर्दा ट्रकमा स्थिर चार्ज जम्मा हुन सक्छ। धातुको सिक्री विद्युत्को सुचालक हो र यो सधैँ जमिन छोएर लत्रिइरहन्छ। त्यसैले चार्ज जम्मा हुन नपाई सिक्री हुँदै जमिनमा जान्छ (एक प्रकारको अर्थिङ)। यसरी इन्धनको बाफनजिक झिल्को निस्कँदैन र आगलागी हुँदैन। (आजकल ट्याङ्करमा इन्धन भर्दा वा खाली गर्दा चित्र 8.4 मा जस्तै क्ल्याम्प भएको तारले पनि अर्थिङ गरिन्छ।)
4. दिइएका प्रश्नको उत्तर दिनुहोस्
स्थिर विद्युतीय बल भनेको के हो? यो कसरी उत्पन्न हुन्छ, व्याख्या गर्नुहोस्।
उत्तर
चार्ज भएका वस्तुबिच हुने आकर्षण वा विकर्षणको बललाई स्थिर विद्युतीय बल भनिन्छ। विपरीत चार्जबिच आकर्षण र समान चार्जबिच विकर्षण हुन्छ।
वस्तु चार्जयुक्त हुँदा यो बल उत्पन्न हुन्छ। उदाहरणका लागि, सुक्खा कपालमा काँगियो रगड्दा इलेक्ट्रोन कपालबाट काँगियोमा सर्छन् र काँगियो ऋणात्मक हुन्छ। यसलाई कागजका ससाना टुक्रानजिक ल्याउँदा तिनको नजिकको भाग धनात्मक हुन्छ र स्थिर विद्युतीय आकर्षण बलले कागजलाई काँगियोतिर तान्छ।
स्थिर विद्युत् भनेको के हो? यसका कुनै तीनओटा असर लेख्नुहोस्।
उत्तर
कुचालक पदार्थमा घर्षणका कारण इलेक्ट्रोन पाउँदा वा गुमाउँदा उत्पन्न हुने र नबगी तिनैमा रहिरहने विद्युत्लाई स्थिर विद्युत् भनिन्छ।
असर (कुनै तीनओटा):
- चट्याङ र गड्याङगुडुङ।
- इन्धनको बाफनजिक झिल्को निस्केर इन्धन ट्याङ्कर र पेट्रोल पम्पमा आगलागी।
- कम्प्युटरका चिप बिग्रनु।
- स्क्रिनमा धुलो र लुगामा रौँ तथा भुत्ला टाँसिनु।
चट्याङ भनेको के हो? यो कसरी पर्छ, व्याख्या गर्नुहोस्।
उत्तर
चार्ज भएको बादलबाट घर, रुख वा जमिनमा प्रकाश, ताप र ध्वनिको ठुलो पड्काइसहित हुने विशाल इलेक्ट्रिक डिस्चार्जलाई (झिल्कोलाई) चट्याङ भनिन्छ। बादलभित्र वा दुई बादलबिच यस्तो डिस्चार्ज हुँदा बिजुली मात्र चम्किन्छ।
यो कसरी पर्छ: हावाहुरी ल्याउने अग्लो बादलमा जोडले माथि उठ्ने हावाले पानीका थोपालाई जम्ने ठाउँसम्म माथि पुर्याउँछ। बरफका ससाना क्रिस्टल र गह्रौँ नरम असिना लाखौँ पटक एकअर्कामा ठोकिन्छन् र रगड्दा जस्तै तिनका बिच चार्ज सर्छ। हलुका बरफका क्रिस्टल धनात्मक भएर बादलको माथिल्लो भागमा पुग्छन्; गह्रौँ असिना ऋणात्मक भएर तल्लो भागमा जम्मा हुन्छ। बादलको ऋणात्मक तल्लो भागले गर्दा मुनिको जमिन धनात्मक हुन्छ। चार्ज अत्यन्त धेरै भएपछि इलेक्ट्रोनहरू बादलका चार्ज भएका भागका बिच वा बादलबाट जमिनतिर हावा हुँदै हुर्रिन्छन्। बादलबाट जमिनमा एक्कासि हुने यही डिस्चार्ज चट्याङ हो; यसले तताएको हावा पड्केझैँ फैलिँदा गड्याङगुडुङ हुन्छ।
घर तथा भवनलाई चट्याङबाट कसरी बचाउन सकिन्छ?
उत्तर
भवनमा लाइटेनिङ रड जडान गरी त्यसको अर्थिङ गरेर घर तथा भवनलाई चट्याङबाट बचाउन सकिन्छ। भवनको सबैभन्दा अग्लो ठाउँमा टुप्पो चुच्चो परेको तामाको डन्डी राखिन्छ। तामाको बाक्लो पाता वा तारले यसलाई बाहिरी भित्ता हुँदै जमिनको खाल्डोमा गाडिएको तामाको प्लेट वा डन्डीसँग जोडिन्छ। माटो ओसिलो राख्न खाल्डोमा कोइला र नुन राखिन्छ। चट्याङ परेमा करेन्ट भवनभित्र नपसी रडबाट तामाको पाता हुँदै जमिनमा जान्छ। (हावाहुरीका बेला उपकरणका प्लग निकाल्नुपर्छ र झ्याल तथा धाराबाट टाढा बस्नुपर्छ।)
सेलको समूहीकरण भनेको के हो? यो किन गरिन्छ?
उत्तर
परिपथमा दुई वा दुईभन्दा बढी सेललाई एकैसाथ प्रयोग गर्ने तरिकालाई सेलको समूहीकरण भनिन्छ।
उपकरणलाई चाहिने भोल्टेज वा प्रयोग गर्ने समय पुर्याउन यो गरिन्छ: बढी भोल्टेज पाउन सेल श्रेणीक्रममा जोडिन्छन् (जस्तै: 1.5 V का दुईओटा सेल जोड्दा टर्चलाई 3 V पुग्छ) र धेरै समय टिकाउन समानान्तर क्रममा जोडिन्छन्।
बल्बको उज्यालोपना बढाउन सेलको कुन समूहीकरण प्रयोग गरिन्छ? चित्रसहित व्याख्या गर्नुहोस्।
उत्तर
श्रेणीक्रम समूहीकरण। चित्र 8.11 को बायाँ भागमा जस्तै सेलहरूलाई एउटाको + ध्रुव अर्कोको − ध्रुवसँग गरी लहरै जोडिन्छ। सेलहरूको भोल्टेज जोडिन्छ (1.5 V + 1.5 V + 1.5 V = 4.5 V)। त्यसैले बल्ब हुँदै बढी करेन्ट बग्छ र बल्ब बढी उज्यालो हुन्छ। श्रेणीक्रममा जति धेरै सेल, बल्ब त्यति नै उज्यालो हुन्छ (बल्बले सहन सक्नेसम्म)।
दुईओटा सेलको श्रेणीक्रम समूहीकरण र समानान्तर समूहीकरण देखाउने चित्र बनाउनुहोस्।
उत्तर
एउटा टर्चलाई 3 V चाहिन्छ। 1.5 V का दुईओटा सेललाई तपाईँ कसरी जोड्नुहुन्छ? यस्तो समूहीकरणका फाइदा के के हुन्?
उत्तर
सेललाई श्रेणीक्रममा जोड्नुपर्छ: एउटा सेलको + ध्रुव अर्को सेलको − ध्रुवसँग (टर्चमा सेलहरू ढुङ्ग्रोभित्र लहरै बस्छन्)। भोल्टेज जोडिन्छ: 1.5 V + 1.5 V = 3 V।
फाइदा: टर्चलाई चाहिने बढी भोल्टेज पाइन्छ र बल्ब राम्ररी उज्यालो हुन्छ। साँघुरो ढुङ्ग्रोमा सेलहरू लहरै मिलेर अटाउँछन्।
एउटा रेडियोलाई 3 V चाहिन्छ। दुईओटा सेलबाट यसलाई कसरी चलाउनुहुन्छ? समूहीकरणको चित्र पनि बनाउनुहोस्।
उत्तर
हरेक सेलले 1.5 V दिने भएकाले 1.5 V + 1.5 V = 3 V पाउन तिनलाई श्रेणीक्रममा, + देखि − गरी जोड्नुपर्छ। यसको चित्र प्रश्न छ को उत्तरको बायाँपट्टिको श्रेणीक्रम परिपथजस्तै हुन्छ; त्यसमा बल्बको ठाउँमा रेडियो हुन्छ।
चित्र 8.13 अध्ययन गरेर प्रश्नको उत्तर दिनुहोस्।
- i.यो सेलको कुन प्रकारको समूहीकरण हो?
- ii.सेलको सङ्ख्या बढाउँदै जाँदा बल्बको उज्यालोपनामा के फरक पर्छ? कारण दिनुहोस्।
- iii.यस प्रकारको समूहीकरणको उपयोग लेख्नुहोस्।
उत्तर
- i.श्रेणीक्रम समूहीकरण: हरेक सेलको + ध्रुव अर्को सेलको − ध्रुवसँग जोडिएको छ।
- ii.बल्ब बढी उज्यालो हुन्छ। श्रेणीक्रममा सेलहरूको भोल्टेज जोडिने भएकाले बल्ब हुँदै बढी करेन्ट बग्छ।
- iii.एउटा सेलले दिनेभन्दा बढी भोल्टेज चाहिने टर्च, रेडियो, टिभीको रिमोट, घडी र खेलौनामा श्रेणीक्रम समूहीकरण प्रयोग गरिन्छ।
चित्र हेरेर प्रश्नको उत्तर दिनुहोस्।
- i.चित्रमा के देखाइएको छ?
- ii.यसलाई के कामका लागि प्रयोग गरिन्छ?
- iii.ऋणात्मक चार्ज भएको बादल घरको ठिक माथि आउँदा घरमा चट्याङ कसरी पर्छ? चित्रसहित स्पष्ट पार्नुहोस्।
उत्तर
- i.लाइटेनिङ रड (लाइटेनिङ कन्डक्टर)।
- ii.यसले भवनलाई चट्याङबाट जोगाउँछ: चट्याङ रडमा पर्छ र त्यसको करेन्ट भवनभित्र नपसी तामाको पाता हुँदै जमिनमा जान्छ।
- iii.ऋणात्मक चार्ज भएको बादल घरमाथि आउँदा त्यसको ऋणात्मक चार्जले जमिन र घरका इलेक्ट्रोनलाई पर धकेल्छ। यसले गर्दा घरको माथिल्लो भाग (र चुच्चो रड) धनात्मक चार्जयुक्त हुन्छ। चार्ज पर्याप्त ठुलो भएपछि इलेक्ट्रोनहरू विशाल झिल्कोका रूपमा बादलबाट सबैभन्दा अग्लो ठाउँ, अर्थात् रडसम्म हावा हुँदै हुर्रिन्छन्: यही चट्याङ हो। त्यसपछि करेन्ट तामाको पाता हुँदै जमिनमा जान्छ। चित्र 8.6 र चित्र 8.7 हेर्नुहोस्।
पुस्तकका सबै प्रश्नको अभ्यास गर्नुहोस्; नमिलेका प्रश्न छुट्टै देखिन्छन् →