हम अपने कार्यों को आसान बनाने के लिए बिजली का उपयोग कई उद्देश्यों के लिए करते हैं। उदाहरण के लिए, हम कुओं से या जमीनी स्तर से छत की टंकी तक पानी उठाने वाले पंपों को चलाने के लिए बिजली का उपयोग करते हैं। आप बिजली का उपयोग अन्य किन उद्देश्यों के लिए करते हैं? अपनी नोटबुक में उनमें से कुछ को सूचीबद्ध करें।

क्या आपकी सूची में प्रकाश व्यवस्था के लिए बिजली का उपयोग शामिल है? बिजली हमारे घरों, सड़कों, कार्यालयों, बाजारों और कारखानों को सूर्यास्त के बाद भी रोशन करना संभव बनाती है। इससे हमें रात में काम जारी रखने में मदद मिलती है। एक पावर स्टेशन हमें बिजली प्रदान करता है। हालाँकि, बिजली की आपूर्ति बाधित हो सकती है या कुछ स्थानों पर उपलब्ध नहीं हो सकती है। ऐसी स्थितियों में, कभी-कभी प्रकाश प्रदान करने के लिए टॉर्च का उपयोग किया जाता है। एक टॉर्च में एक बल्ब होता है जो स्विच ऑन करने पर जल उठता है। टॉर्च को बिजली कहाँ से मिलती है?

9.1. विद्युत सेल

टॉर्च में बल्ब को बिजली विद्युत सेल द्वारा प्रदान की जाती है। विद्युत सेल का उपयोग अलार्म घड़ियों, कलाई घड़ियों, ट्रांजिस्टर रेडियो, कैमरों और कई अन्य उपकरणों में भी किया जाता है। क्या आपने कभी किसी विद्युत सेल को ध्यान से देखा है? आपने देखा होगा कि इसके एक तरफ एक छोटी धातु की टोपी और दूसरी तरफ एक धातु की डिस्क होती है (चित्र 9.1)। क्या आपने विद्युत सेल पर अंकित धनात्मक (+) चिह्न और ऋणात्मक (-) चिह्न देखा?

चित्र 9.1 एक विद्युत सेल

धातु की टोपी विद्युत सेल का धनात्मक टर्मिनल है। धातु की डिस्क ऋणात्मक टर्मिनल है। सभी विद्युत सेलों के दो टर्मिनल होते हैं; एक धनात्मक टर्मिनल और एक ऋणात्मक टर्मिनल।

एक विद्युत सेल अपने अंदर संग्रहीत रसायनों से बिजली उत्पन्न करता है। जब विद्युत सेल में रसायन समाप्त हो जाते हैं, तो विद्युत सेल बिजली उत्पन्न करना बंद कर देता है।

आपने यहाँ दिखाया गया खतरे का चिह्न खंभों, विद्युत उप-स्टेशनों और कई अन्य स्थानों पर प्रदर्शित देखा होगा। यह लोगों को चेतावनी देने के लिए है कि बिजली का उचित तरीके से उपयोग न किया जाए तो यह खतरनाक हो सकती है। बिजली और विद्युत उपकरणों को संभालने में लापरवाही गंभीर चोटों का कारण बन सकती है और कभी-कभी मृत्यु भी हो सकती है। इसलिए, आपको कभी भी बिजली के तारों और सॉकेट्स के साथ प्रयोग करने का प्रयास नहीं करना चाहिए। यह भी याद रखें कि पोर्टेबल जनरेटर द्वारा उत्पन्न बिजली भी उतनी ही खतरनाक है। बिजली से संबंधित सभी गतिविधियों के लिए केवल विद्युत सेलों का उपयोग करें।

चित्र 9.2 (a) टॉर्च बल्ब और (b) इसका आंतरिक दृश्य

फिर विद्युत सेल को एक नए सेल से बदलना पड़ता है।
$\quad$ एक टॉर्च बल्ब में कांच का एक बाहरी आवरण होता है जो एक धातु के आधार पर लगा होता है [चित्र 9.2 (a)]। बल्ब के कांच के आवरण के अंदर क्या होता है?

क्रियाकलाप 1

एक टॉर्च लें और उसके बल्ब के अंदर देखें। आप अपने शिक्षक की सहायता से बल्ब को बाहर भी निकाल सकते हैं। आप क्या देखते हैं? क्या आपको कांच के बल्ब के बीच में एक पतला तार लगा हुआ मिलता है [चित्र 9.2 (b)]? अब टॉर्च को स्विच ऑन करें और देखें कि बल्ब का कौन सा हिस्सा चमक रहा है।

प्रकाश देने वाले पतले तार को बल्ब का फिलामेंट कहा जाता है। फिलामेंट दो मोटे तारों से जुड़ा होता है, जो इसे सहारा भी देते हैं, जैसा कि चित्र 9.2 (b) में दिखाया गया है। इनमें से एक मोटा तार बल्ब के आधार पर धातु के आवरण से जुड़ा होता है [चित्र 9.2 (b)]। दूसरा मोटा तार आधार के केंद्र में धातु की नोक से जुड़ा होता है। बल्ब का आधार और आधार की धातु की नोक बल्ब के दो टर्मिनल हैं।

सावधानी: कभी भी विद्युत सेल के दोनों टर्मिनलों को बल्ब जैसे किसी उपकरण और स्विच के माध्यम से जोड़े बिना सीधे न जोड़ें। यदि आप ऐसा करते हैं, तो विद्युत सेल में रसायन बहुत तेजी से समाप्त हो जाते हैं और सेल काम करना बंद कर देता है।

ये दोनों टर्मिनल इस तरह से लगे होते हैं कि वे एक-दूसरे को स्पर्श नहीं करते। घरों में उपयोग किए जाने वाले विद्युत बल्बों का डिज़ाइन भी इसी प्रकार का होता है।
$\quad$ इस प्रकार, विद्युत सेल और बल्ब दोनों के दो-दो टर्मिनल होते हैं। उनके ये दो टर्मिनल क्यों होते हैं?

9.2 एक बल्ब को विद्युत सेल से जोड़ना

आइए एक विद्युत सेल का उपयोग करके एक विद्युत बल्ब को जलाने का प्रयास करें। हम यह कैसे करें?

क्रियाकलाप 2

अलग-अलग रंग के प्लास्टिक आवरण वाले चार विद्युत तार लें। प्रत्येक तार के सिरों से प्लास्टिक आवरण का थोड़ा सा हिस्सा हटा दें। इससे प्रत्येक तार के सिरों पर धातु के तार खुले होंगे। दो तारों के खुले हिस्सों को सेल से और अन्य दो को बल्ब से जोड़ें जैसा कि चित्र 9.3 और चित्र 9.4 में दिखाया गया है।

चित्र 9.3 दो तारों से जुड़ा विद्युत सेल

चित्र 9.4 दो तारों से जुड़ा बल्ब

आप बल्ब से तारों को बिजली मिस्त्रियों द्वारा उपयोग किए जाने वाले टेप से चिपका सकते हैं। सेल से तारों को जोड़ने के लिए रबर बैंड या टेप का उपयोग करें।

अब, बल्ब से जुड़े तारों को सेल से जुड़े तारों से छह अलग-अलग तरीकों से जोड़ें जैसा कि चित्र 9.5 (a) से (f) में दिखाया गया है। प्रत्येक व्यवस्था के लिए, पता करें कि बल्ब जलता है या नहीं। अपनी नोटबुक में प्रत्येक व्यवस्था के लिए ‘हाँ’ या ‘नहीं’ लिखें।

अब, उन व्यवस्थाओं को ध्यान से देखें जिनमें बल्ब जलता है। इनकी तुलना उन व्यवस्थाओं से करें जिनमें बल्ब नहीं जलता। क्या आप अंतर का कारण ढूंढ सकते हैं?

चित्र 9.5 (a) में दिखाई गई व्यवस्था के लिए अपनी पेंसिल की नोक को विद्युत सेल के एक टर्मिनल के पास के तार पर रखें। पेंसिल को तार के साथ बल्ब तक ले जाएँ। अब, बल्ब के दूसरे टर्मिनल से, सेल से जुड़े दूसरे तार के साथ आगे बढ़ें। चित्र 9.5 में अन्य सभी व्यवस्थाओं के लिए इस अभ्यास को दोहराएं। क्या उन व्यवस्थाओं के लिए बल्ब जला जिनमें आप पेंसिल को एक टर्मिनल से दूसरे टर्मिनल तक नहीं ले जा सके?

चित्र 9.5 विद्युत सेल और बल्ब की विभिन्न व्यवस्थाएँ

9.3 एक विद्युत परिपथ

क्रियाकलाप 2 में आपने विद्युत सेल के एक टर्मिनल को दूसरे टर्मिनल से विद्युत बल्ब से होकर जाने और आने वाले तारों के माध्यम से जोड़ा। ध्यान दें कि चित्र 9.5 (a) और (f) में दिखाई गई व्यवस्थाओं में, विद्युत सेल के दोनों टर्मिनल बल्ब के दोनों टर्मिनलों से जुड़े थे। ऐसी व्यवस्था एक विद्युत परिपथ का उदाहरण है। विद्युत परिपथ विद्युत सेल के दोनों टर्मिनलों के बीच बिजली को गुजरने (धारा प्रवाहित होने) के लिए एक पूर्ण पथ प्रदान करता है। बल्ब केवल तभी जलता है जब परिपथ में धारा प्रवाहित होती है।

एक विद्युत परिपथ में, धारा की दिशा विद्युत सेल के धनात्मक टर्मिनल से ऋणात्मक टर्मिनल की ओर ली जाती है जैसा कि चित्र 9.6 में दिखाया गया है।

चित्र 9.6 एक विद्युत परिपथ में धारा की दिशा

जब बल्ब के टर्मिनल तारों द्वारा विद्युत सेल के टर्मिनलों से जुड़े होते हैं, तो धारा बल्ब के फिलामेंट से होकर गुजरती है। इससे बल्ब जल उठता है।

कभी-कभी एक विद्युत बल्ब सेल से जुड़ा होने पर भी नहीं जलता। ऐसा तब हो सकता है जब बल्ब फ्यूज हो गया हो। एक फ्यूज बल्ब को ध्यान से देखें। क्या उसके अंदर का फिलामेंट सही है?
$\quad$ एक विद्युत बल्ब कई कारणों से फ्यूज हो सकता है। बल्ब के फ्यूज होने का एक कारण उसके फिलामेंट में टूटन है। एक विद्युत बल्ब के फिलामेंट में टूटन का मतलब है विद्युत सेल के टर्मिनलों के बीच धारा के पथ में अवरोध। इसलिए, एक फ्यूज बल्ब नहीं जलता क्योंकि उसके फिलामेंट से कोई धारा नहीं गुजरती।

क्या आप अब समझा सकते हैं कि चित्र 9.5 (b), (c), (d) और (e) में दिखाई गई व्यवस्थाओं के साथ प्रयास करने पर बल्ब क्यों नहीं जला?

अब हम जानते हैं कि विद्युत सेल का उपयोग करके बल्ब को कैसे जलाया जाता है। क्या आप अपने लिए एक टॉर्च बनाना चाहेंगे?

क्रियाकलाप 3

एक टॉर्च बल्ब और तार का एक टुकड़ा लें। पहले की तरह तार के दोनों सिरों से प्लास्टिक आवरण हटा दें। तार के एक सिरे को एक विद्युत बल्ब के आधार के चारों ओर लपेटें जैसा कि चित्र 9.7 में दिखाया गया है। तार के दूसरे सिरे को रबर बैंड से विद्युत सेल के ऋणात्मक टर्मिनल से जोड़ दें। अब, बल्ब के आधार की नोक, यानी उसके दूसरे टर्मिनल को सेल के धनात्मक टर्मिनल के संपर्क में लाएं।

चित्र 9.7 एक घर का बना टॉर्च

पहेली के पास सेल और बल्ब की एक और व्यवस्था है। क्या टॉर्च बल्ब निम्नलिखित व्यवस्था में जलेगा?

क्या बल्ब जलता है? अब बल्ब को विद्युत सेल के टर्मिनल से दूर ले जाएं। क्या बल्ब जलता रहता है? क्या यह वैसा ही नहीं है जैसा आप तब करते हैं जब आप अपना टॉर्च ऑन या ऑफ करते हैं?

9.4 विद्युत स्विच

हमारे पास अपने घर के बने टॉर्च को बल्ब के आधार को सेल की नोक से दूर ले जाकर ऑन या ऑफ करने की एक व्यवस्था थी। यह एक सरल स्विच था, लेकिन, उपयोग करने में बहुत आसान नहीं था। हम अपने परिपथ में उपयोग करने के लिए एक और सरल और आसान स्विच बना सकते हैं।

क्रियाकलाप 4

आप दो ड्राइंग पिन, एक सेफ्टी पिन (या एक पेपर क्लिप), दो तार और थर्मोकोल की एक छोटी शीट या एक लकड़ी के बोर्ड का उपयोग करके एक स्विच बना सकते हैं।

चित्र 9.8 एक सरल स्विच

सेफ्टी पिन के एक सिरे के छल्ले में एक ड्राइंग पिन डालें और इसे थर्मोकोल शीट पर चित्र 9.8 में दिखाए अनुसार लगा दें। सुनिश्चित करें कि सेफ्टी पिन स्वतंत्र रूप से घूम सकती है। अब, दूसरी ड्राइंग पिन को थर्मोकोल शीट पर इस तरह लगाएं कि सेफ्टी पिन का मुक्त सिरा उसे छू सके। इस तरह लगाई गई सेफ्टी पिन इस क्रियाकलाप में आपका स्विच होगी।

चित्र 9.9 एक स्विच सहित विद्युत परिपथ

अब, एक विद्युत सेल और एक बल्ब को इस स्विच से जोड़कर एक परिपथ बनाएं जैसा कि चित्र 9.9 में दिखाया गया है। सेफ्टी पिन को घुमाएँ ताकि उसका मुक्त सिरा दूसरी ड्राइंग पिन को छू ले। आप क्या देखते हैं? अब, सेफ्टी पिन को दूर ले जाएँ। क्या बल्ब जलता रहता है?
$\quad$ जब आपने सेफ्टी पिन को दो ड्राइंग पिनों को छूने दिया तो उसने उनके बीच के अंतर को ढक लिया। इस स्थिति में स्विच को ‘ऑन’ कहा जाता है (चित्र 9.10)।

चित्र 9.10 ‘ऑन’ स्थिति में एक स्विच

चूंकि सेफ्टी पिन का पदार्थ धारा को अपने से गुजरने देता है, परिपथ पूरा हो गया था। इसलिए, बल्ब जल उठा।

दूसरी ओर, जब सेफ्टी पिन दूसरी ड्राइंग पिन को नहीं छू रही थी तो बल्ब नहीं जला। परिपथ पूरा नहीं था क्योंकि दो ड्राइंग पिनों के बीच एक अंतर था।

बूझो ने टॉर्च के अंदर का चित्र चित्र 9.11 के अनुसार बनाया है। जब हम स्विच बंद करते हैं, तो परिपथ पूरा हो जाता है और बल्ब जल उठता है। क्या आप पूर्ण परिपथ को दर्शाने वाली एक लाल रेखा चित्र पर खींच सकते हैं?

चित्र 9.11 एक टॉर्च का आंतरिक दृश्य

इस स्थिति में, स्विच को ‘ऑफ’ कहा जाता है जैसा कि चित्र 9.9 में है।
$\quad$ एक स्विच एक सरल उपकरण है जो या तो परिपथ को तोड़ देता है या पूरा कर देता है। घरों में विद्युत बल्बों और अन्य उपकरणों की रोशनी के लिए उपयोग किए जाने वाले स्विच एक ही सिद्धांत पर काम करते हैं, हालांकि उनके डिजाइन अधिक जटिल होते हैं।

9.5 विद्युत चालक और विद्युतरोधी

हमने अपने सभी क्रियाकलापों में परिपथ बनाने के लिए धातु के तारों का उपयोग किया है। मान लीजिए कि हम धातु के तार के बजाय सूती धागे का उपयोग करते हैं। क्या आपको लगता है कि ऐसे परिपथ में बल्ब जलेगा? विद्युत परिपथों में किन सामग्रियों का उपयोग किया जा सकता है ताकि धारा उनसे होकर गुजर सके? आइए जानें।

क्रियाकलाप 5

विद्युत परिपथ से स्विच को अलग कर दें जिसका आपने क्रियाकलाप 4 के लिए उपयोग किया था। इससे आपके पास तारों के दो मुक्त सिरे रह जाएंगे जैसा कि चित्र 9.12 (a) में दिखाया गया है। दोनों तारों के मुक्त सिरों को एक-दूसरे को छूने के लिए पास लाएं। क्या बल्ब जलता है? अब आप इस व्यवस्था का उपयोग यह परीक्षण करने के लिए कर सकते हैं कि कोई दी गई सामग्री धारा को अपने से गुजरने देती है या नहीं।

चित्र 9.12 (a) एक चालकता परीक्षक (b) यह परीक्षण करना कि जब परीक्षक एक चाबी के संपर्क में हो तो बल्ब जलता है या नहीं

विभिन्न प्रकार की सामग्रियों के नमूने एकत्र करें जैसे सिक्के, कॉर्क, रबर, कांच, चाबियाँ, पिन, प्लास्टिक स्केल, लकड़ी का ब्लॉक, एल्यूमीनियम पन्नी, मोमबत्ती, सिलाई सुई, थर्मोकोल, कागज और पेंसिल लीड। एक-एक करके अपने परीक्षक के तारों के मुक्त सिरों को आपके द्वारा एकत्र किए गए नमूनों के दोनों सिरों के संपर्क में लाएं [चित्र 9.12 (b)]। सुनिश्चित करें कि जब आप ऐसा कर रहे हों तो दोनों तार एक-दूसरे को न छूएं। क्या प्रत्येक मामले में बल्ब जलता है?

अपनी नोटबुक में तालिका 9.1 के समान एक तालिका बनाएं और अपने प्रेक्षण दर्ज करें।

तालिका 9.1 चालक और विद्युतरोधी

आप क्या पाते हैं? जब तारों के मुक्त सिरे आपके द्वारा परीक्षण की गई कुछ सामग्रियों के संपर्क में होते हैं तो बल्ब नहीं जलता है। इसका मतलब है कि ये सामग्रियाँ विद्युत धारा को अपने से गुजरने नहीं देतीं। दूसरी ओर, कुछ सामग्रियाँ विद्युत धारा को अपने से गुजरने देती हैं, जिसे जलते हुए बल्ब द्वारा दर्शाया जाता है। जो सामग्रियाँ विद्युत धारा को अपने से गुजरने देती हैं, वे विद्युत के चालक हैं।

विद्युतरोधी विद्युत धारा को अपने से गुजरने नहीं देते। तालिका 9.1 की सहायता से, उन सामग्रियों के नाम लिखें जो विद्युत के चालक हैं और उन्हें भी जो विद्युतरोधी हैं।

चालक ______, ______, _________
विद्युतरोधी ______, ______, _________

आप क्या निष्कर्ष निकालते हैं? कौन सी सामग्रियाँ चालक हैं और कौन सी विद्युतरोधी? अध्याय 2 में हमने जिन वस्तुओं को चमकदार के रूप में समूहीकृत किया था, उन्हें याद करें। क्या वे चालक हैं? अब यह समझना आसान लगता है कि तांबा, एल्यूमीनियम और अन्य धातुओं का उपयोग तार बनाने के लिए क्यों किया जाता है।

आइए हम क्रियाकलाप 4 को याद करें जिसमें हमने एक स्विच (चित्र 9.9) के साथ एक विद्युत परिपथ बनाया था। जब स्विच खुली स्थिति में था, तो क्या दोनों ड्राइंग पिन एक-दूसरे से थर्मोकोल शीट के माध्यम से जुड़े नहीं थे? लेकिन, थर्मोकोल, आपने पाया होगा, एक विद्युतरोधी है। अंतराल के बीच की हवा के बारे में क्या? चूंकि आपके स्विच में ड्राइंग पिनों के बीच के अंतराल में केवल हवा होने पर बल्ब नहीं जलता, इसका मतलब है कि हवा भी एक विद्युतरोधी है।

चालक और विद्युतरोधी दोनों हमारे लिए समान रूप से महत्वपूर्ण हैं। स्विच, विद्युत प्लग और सॉकेट चालकों से बने होते हैं। दूसरी ओर, रबर और प्लास्टिक का उपयोग विद्युत तारों, प्लग टॉप, स्विच और विद्युत उपकरणों के अन्य भागों को ढकने के लिए किया जाता है, जिन्हें लोग छू सकते हैं।

सावधानी: आपका शरीर विद्युत का एक चालक है। इसलिए, जब आप किसी विद्युत उपकरण को संभालते हैं तो सावधान रहें।

सारांश

• विद्युत सेल बिजली का एक स्रोत है।
• एक विद्युत सेल के दो टर्मिनल होते हैं; एक को धनात्मक (+ ve) कहा जाता है जबकि दूसरे को ऋणात्मक (- ve) कहा जाता है।
• एक विद्युत बल्ब में एक फिलामेंट होता है जो उसके टर्मिनलों से जुड़ा होता है।
• जब विद्युत धारा एक विद्युत बल्ब से गुजरती है तो वह जल उठता है।
• एक बंद विद्युत परिपथ में, विद्युत धारा विद्युत सेल के एक टर्मिनल से दूसरे टर्मिनल तक जाती है।
• स्विच एक सरल उपकरण है जिसका उपयोग या तो विद्युत परिपथ को तोड़ने या पूरा करने के लिए किया जाता है।
• जो सामग्रियाँ विद्युत धारा को अपने से गुजरने देती हैं उन्हें चालक कहा जाता है।
• जो सामग्रियाँ विद्युत धारा को अपने से गुजरने नहीं देतीं उन्हें विद्युतरोधी कहा जाता है।

मुख्य शब्द

$\begin{array}{ll} \text{बल्ब} & \text{फिलामेंट} \\ \text{चालक} & \text{विद्युतरोधी} \\ \text{विद्युत सेल} & \text{स्विच} \\ \text{विद्युत परिपथ} & \text{टर्मिनल} \\ \end{array}$

अभ्यास

1. रिक्त स्थान भरें:

(क) वह उपकरण जिसका उपयोग विद्युत परिपथ को तोड़ने के लिए किया जाता है, _______________ कहलाता है।
(ख) एक विद्युत सेल के _______________ टर्मिनल होते हैं।

2. निम्नलिखित कथनों के लिए ‘सही’ या ‘गलत’ चिह्नित करें:

(क) विद्युत धारा धातुओं से होकर प्रवाहित हो सकती है।
(ख) धातु के तारों के बजाय, एक जूट की डोरी का उपयोग परिपथ बनाने के लिए किया जा सकता है।
(ग) विद्युत धारा थर्मोकोल की एक शीट से होकर गुजर सकती है।

3. समझाएं कि चित्र 9.13 में दिखाई गई व्यवस्था में बल्ब क्यों नहीं जले