ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ವಿದ್ಯುತ್
ಪ್ರಮುಖ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳು ಮತ್ತು ಸೂತ್ರಗಳು
| # | ಪರಿಕಲ್ಪನೆ | ತ್ವರಿತ ವಿವರಣೆ |
|---|---|---|
| 1 | ಓಮ್ನ ನಿಯಮ | V = I × R (ವೋಲ್ಟೇಜ್ = ಕರೆಂಟ್ × ರೆಸಿಸ್ಟೆನ್ಸ್) – ಇದು ಸ್ಥಿರ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಓಮಿಕ್ ವಾಹಕಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. |
| 2 | ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ರೆಸಿಸ್ಟೆನ್ಸ್ | R_total = R₁ + R₂ + … (ಕರೆಂಟ್ ಒಂದೇ, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತದೆ) |
| 3 | ಸಮಾನಾಂತರದಲ್ಲಿ ರೆಸಿಸ್ಟೆನ್ಸ್ | 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + … (ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಒಂದೇ, ಕರೆಂಟ್ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತದೆ) |
| 4 | ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿ | P = V I = I² R = V²/R (ಘಟಕ: ವ್ಯಾಟ್) |
| 5 | ಜೌಲ್ನ ತಾಪನ ನಿಯಮ | H = I² R t (ತಾಪ ∝ ಕರೆಂಟ್ನ ವರ್ಗ) |
| 6 | ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರೋಧ | ρ = R A / l (ವಸ್ತುವಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣ, ಘಟಕ Ω-m) |
| 7 | ವಾಹಕತ್ವ | G = 1/R (ಘಟಕ: ಸೀಮೆನ್ಸ್, S) |
10 ಅಭ್ಯಾಸ ಬಹು ಆಯ್ಕೆ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು
- ಒಂದು 220 V, 100 W ಬಲ್ಬ್ ಅನ್ನು 110 V ಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ. ಬಳಸುವ ಶಕ್ತಿ ಇಷ್ಟಿರುತ್ತದೆ –
A) 100 W
B) 75 W
C) 50 W
D) 25 W
ಉತ್ತರ: D
ಪರಿಹಾರ: ಬಲ್ಬ್ನ ರೋಧ R = V²/P = 220²/100 = 484 Ω. ಹೊಸ ಶಕ್ತಿ P′ = V′²/R = 110²/484 = 25 W.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: P ∝ V²; ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅರ್ಧಕ್ಕೆ ಇಳಿಸಿದರೆ → ಶಕ್ತಿ ಮೂಲದ (½)² = ¼ ಆಗುತ್ತದೆ.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಟ್ಯಾಗ್: ವೋಲ್ಟೇಜ್ನೊಂದಿಗೆ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಮಾಣ.
- ಮೂರು 6 Ω ರೆಸಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಿದಾಗ ಒಟ್ಟು ರೋಧ –
A) 18 Ω
B) 6 Ω
C) 2 Ω
D) 0.5 Ω
ಉತ್ತರ: C
ಪರಿಹಾರ: 1/R = 1/6 + 1/6 + 1/6 = 3/6 ⇒ R = 2 Ω.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: n ಸಮಾನ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ಗಳು R ಸಮಾನಾಂತರದಲ್ಲಿ → R_total = R/n.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಟ್ಯಾಗ್: ಸಮಾನಾಂತರ ಗುಂಪು.
- ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರೋಧದ ಘಟಕ –
A) Ω
B) Ω-m
C) Ω/m
D) mho-m
ಉತ್ತರ: B
ಪರಿಹಾರ: ρ = R A / l → Ω × m² / m = Ω-m.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: “rho-unit = ohm-metre” ಎಂದು ನೆನಪಿಡಿ.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಟ್ಯಾಗ್: ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರೋಧದ ಘಟಕ.
- 5 Ω ರೆಸಿಸ್ಟರ್ ಮೂಲಕ 2 A ಕರೆಂಟ್ 10 ಸೆಕೆಂಡುಗಳ ಕಾಲ ಹರಿಯುತ್ತದೆ. ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ ಉಷ್ಣ –
A) 50 J
B) 100 J
C) 200 J
D) 500 J
ಉತ್ತರ: C
ಪರಿಹಾರ: H = I² R t = 2² × 5 × 10 = 200 J.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: ಮೊದಲು ಕರೆಂಟ್ ವರ್ಗ ಮಾಡಿ (2² = 4) ನಂತರ ಗುಣಿಸಿ.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಟ್ಯಾಗ್: ಜೌಲ್ ತಾಪನ.
- ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಎರಡನೇ ನಿಯಮ ಯಾವ ಸಂರಕ್ಷಣೆಯ ಮೇಲೆ ಆಧಾರಿತವಾಗಿದೆ –
A) ಚಾರ್ಜ್
B) ಶಕ್ತಿ
C) ಆವೇಗ
D) ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ
ಉತ್ತರ: B
ಪರಿಹಾರ: ΣIR = ΣEMF → ಮುಚ್ಚಿದ ಲೂಪ್ನಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ/ಶಕ್ತಿ ಸಮತೋಲನ.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: “K-2 = Energy”.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಟ್ಯಾಗ್: ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ನಿಯಮಗಳು.
- ಒಂದು 1 kW ಹೀಟರ್ 220 V ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಎಳೆಯುವ ಕರೆಂಟ್ ಸರಿಸುಮಾರು –
A) 0.22 A
B) 2.2 A
C) 4.5 A
D) 22 A
ಉತ್ತರ: C
ಪರಿಹಾರ: I = P/V = 1000/220 ≈ 4.5 A.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: 1000 ÷ 220 ≈ 100 ÷ 22 ≈ 4.5.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಟ್ಯಾಗ್: ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಕರೆಂಟ್.
- ಒಂದು ತಂತಿಯ ರೋಧ 10 Ω ಆಗಿದೆ. ಅದರ ಉದ್ದವನ್ನು ದ್ವಿಗುಣಗೊಳಿಸಿ ಮತ್ತು ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಅರ್ಧಕ್ಕೆ ಇಳಿಸಿದರೆ, ಹೊಸ ರೋಧ –
A) 5 Ω
B) 10 Ω
C) 20 Ω
D) 40 Ω
ಉತ್ತರ: D
ಪರಿಹಾರ: R ∝ l/A; l → 2l, A → A/2 ⇒ R_new = 10 × (2/0.5) = 10 × 4 = 40 Ω.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: “ಉದ್ದ ದ್ವಿಗುಣ ಮತ್ತು ಪ್ರದೇಶ ಅರ್ಧ → 4× ರೋಧ”.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಟ್ಯಾಗ್: ರೋಧ ಜ್ಯಾಮಿತಿ.
- 47 kΩ ±10% ರೆಸಿಸ್ಟರ್ನ ಬಣ್ಣದ ಕೋಡ್ –
A) ಹಳದಿ-ನೇರಳೆ-ನಾರಂಗಿ-ಬೆಳ್ಳಿ
B) ಹಳದಿ-ನೇರಳೆ-ಹಳದಿ-ಬೆಳ್ಳಿ
C) ಹಳದಿ-ನೇರಳೆ-ಕೆಂಪು-ಬೆಳ್ಳಿ
D) ಹಳದಿ-ನೇರಳೆ-ಕಪ್ಪು-ಚಿನ್ನ
ಉತ್ತರ: B
ಪರಿಹಾರ: 47 × 10³ Ω → 4-7-4 (ಹಳದಿ-ನೇರಳೆ-ಹಳದಿ) & ಬೆಳ್ಳಿ = ±10%.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: “4-7-0000” → 4,7,4 ಬ್ಯಾಂಡ್ಗಳು.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಟ್ಯಾಗ್: ರೆಸಿಸ್ಟರ್ ಬಣ್ಣದ ಕೋಡ್.
- 1.5 V emf ನ ಒಂದು ಸೆಲ್ 4 Ω ಬಾಹ್ಯ ರೋಧದ ಮೂಲಕ 0.3 A ಸರಬರಾಜು ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅದರ ಆಂತರಿಕ ರೋಧ –
A) 0.5 Ω
B) 1 Ω
C) 1.5 Ω
D) 2 Ω
ಉತ್ತರ: B
ಪರಿಹಾರ: V = I(R+r) ⇒ 1.5 = 0.3(4+r) ⇒ 5 = 4+r ⇒ r = 1 Ω.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: 0.3 A × 4 Ω = 1.2 V R ಮೂಲಕ ಡ್ರಾಪ್; ಉಳಿದ 0.3 V r ಮೂಲಕ → r = 0.3 V/0.3 A = 1 Ω.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಟ್ಯಾಗ್: ಆಂತರಿಕ ರೋಧ.
- ಯಾವ ವಸ್ತುವಿನ ರೋಧದ ತಾಪಮಾನ ಗುಣಾಂಕ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿದೆ?
A) ತಾಮ್ರ
B) ನಿಕ್ರೋಮ್
C) ಜರ್ಮೇನಿಯಂ
D) ಟಂಗ್ಸ್ಟನ್
ಉತ್ತರ: C
ಪರಿಹಾರ: ಅರೆವಾಹಕಗಳು (Ge) ತಾಪಮಾನ ↑ ನೊಂದಿಗೆ ರೋಧ ↓ ತೋರಿಸುತ್ತವೆ.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: “NTC = Semiconductor”.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಟ್ಯಾಗ್: ತಾಪಮಾನ ಗುಣಾಂಕ.
5 ಹಿಂದಿನ ವರ್ಷದ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು
- ಎರಡು 2 Ω ರೆಸಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಅಂತಹ ಎರಡು ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಸಮಾನಾಂತರದಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ರೋಧ – [RRB NTPC 2021]
A) 1 Ω
B) 2 Ω
C) 4 Ω
D) 8 Ω
ಉತ್ತರ: B
ಪರಿಹಾರ: ಪ್ರತಿ ಸರಣಿ ಶಾಖೆ = 2+2 = 4 Ω; ಎರಡು 4 Ω ಸಮಾನಾಂತರದಲ್ಲಿ → 2 Ω.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: ಸಮ್ಮಿತಿ → ಸರಾಸರಿ ಮೌಲ್ಯ.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಟ್ಯಾಗ್: ಸರಣಿ-ಸಮಾನಾಂತರ ಸಂಯೋಜನೆ.
- 60 W ಬಲ್ಬ್ 2 ನಿಮಿಷಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಶಕ್ತಿ – [RRB Group-D 2019]
A) 120 J
B) 720 J
C) 7200 J
D) 1200 J
ಉತ್ತರ: C
ಪರಿಹಾರ: E = P t = 60 W × 120 s = 7200 J.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: 60 × 120 = 7200.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಟ್ಯಾಗ್: ಶಕ್ತಿ = P × t.
- ಒಂದು 200 V, 5 A ಮೋಟಾರ್ 20 ಸೆಕೆಂಡುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಲೋಡ್ ಅನ್ನು ಎತ್ತುತ್ತದೆ. ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ – [RRB JE 2015]
A) 20 kJ
B) 2 kJ
C) 10 kJ
D) 200 kJ
ಉತ್ತರ: A
ಪರಿಹಾರ: W = V I t = 200 × 5 × 20 = 20 000 J = 20 kJ.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: 200 × 5 = 1000; ×20 = 20 kJ.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಟ್ಯಾಗ್: ವಿದ್ಯುತ್ ಕೆಲಸ.
- ಫ್ಯೂಸ್ ತಂತಿಯು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ – [RRB NTPC 2016]
A) ಹೆಚ್ಚಿನ ರೋಧ, ಹೆಚ್ಚಿನ ದ್ರವೀಕರಣ ಬಿಂದು
B) ಕಡಿಮೆ ರೋಧ, ಕಡಿಮೆ ದ್ರವೀಕರಣ ಬಿಂದು
C) ಹೆಚ್ಚಿನ ರೋಧ, ಕಡಿಮೆ ದ್ರವೀಕರಣ ಬಿಂದು
D) ಕಡಿಮೆ ರೋಧ, ಹೆಚ್ಚಿನ ದ್ರವೀಕರಣ ಬಿಂದು
ಉತ್ತರ: C
ಪರಿಹಾರ: ಅದು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಕರಗಬೇಕು → ಕಡಿಮೆ mp; ಕರೆಂಟ್ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು → ಹೆಚ್ಚಿನ ರೋಧ.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: “ಫ್ಯೂಸ್ = ಹೆಚ್ಚಿನ R, ಕಡಿಮೆ mp”.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಟ್ಯಾಗ್: ಫ್ಯೂಸ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು.
- ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯ ವಾಣಿಜ್ಯ ಘಟಕ – [RRB ALP 2018]
A) ವ್ಯಾಟ್
B) ಜೌಲ್
C) ಕಿಲೋವ್ಯಾಟ್-ಗಂಟೆ
D) ಕಿಲೋವ್ಯಾಟ್
ಉತ್ತರ: C
ಪರಿಹಾರ: 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: “ಬಿಲ್ ಘಟಕ = kWh”.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಟ್ಯಾಗ್: ಶಕ್ತಿಯ ಘಟಕಗಳು.
ವೇಗದ ತಂತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್ಗಳು
| ಪರಿಸ್ಥಿತಿ | ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್ | ಉದಾಹರಣೆ |
|---|---|---|
| ಸಮಾನ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ಗಳು ಸಮಾನಾಂತರದಲ್ಲಿ | R_total = R / n | 4 × 10 Ω ಸಮಾನಾಂತರದಲ್ಲಿ → 2.5 Ω |
| ವಿಭಿನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ | P_new = P_old × (V_new/V_old)² | 100 W ಬಲ್ಬ್ 110 V ನಲ್ಲಿ → 25 W |
| ಕ್ಯಾಲೊರಿಗಳಲ್ಲಿ ತ್ವರಿತ ಉಷ್ಣ | H(cal) ≈ 0.24 I² R t | 2 A, 5 Ω, 10 s → 0.24×200 ≈ 48 cal |
| ಆಂತರಿಕ ರೋಧ | r = (E – V)/I | E = 1.5 V, V = 1.2 V, I = 0.3 A → r = 1 Ω |
| ಬಣ್ಣದ-ಕೋಡ್ 3ನೇ ಬ್ಯಾಂಡ್ | ಬ್ಯಾಂಡ್ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮಾನ ಸೊನ್ನೆಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿ | ಹಳದಿ (4) → 0000 → 10⁴ |
ತಪ್ಪು ಮಾಡಬಾರದ ಸಾಮಾನ್ಯ ತಪ್ಪುಗಳು
| ತಪ್ಪು | ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳು ಇದನ್ನು ಏಕೆ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ | ಸರಿಯಾದ ವಿಧಾನ |
|---|---|---|
| ಜೌಲ್ನ ನಿಯಮದಲ್ಲಿ ಕರೆಂಟ್ ವರ್ಗ ಮಾಡಲು ಮರೆತುಹೋಗುವುದು | P = VI ಮತ್ತು H = I²Rt ಗಳನ್ನು ಗೊಂದಲಗೊಳಿಸುವುದು | ಯಾವ ಸೂತ್ರ ಕೇಳಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ಯಾವಾಗಲೂ ಪರಿಶೀಲಿಸಿ; ಉಷ್ಣಕ್ಕೆ I² ಬಳಸಿ |
| ಸಮಾನಾಂತರ ಬಲ್ಬ್ಗಳಿಗೆ ತಪ್ಪು ಸೂತ್ರ ಬಳಸುವುದು | ಶಕ್ತಿಗಳು ನೇರವಾಗಿ ಸೇರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸುವುದು | ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಒಂದೇ ಇದ್ದಾಗ ಮಾತ್ರ ಶಕ್ತಿಗಳು ಸೇರುತ್ತವೆ; ಮೊದಲು ಕರೆಂಟ್ ಮರುಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಿ |
| ಸೆಲ್ಗಳಲ್ಲಿ ಆಂತರಿಕ ರೋಧವನ್ನು ನಿರ್ಲಕ್ಷಿಸುವುದು | ಟರ್ಮಿನಲ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ = emf ಎಂದು ಭಾವಿಸುವುದು | Ir ಡ್ರಾಪ್ ಕಳೆಯಿರಿ: V = E – Ir |
| kWh ಅನ್ನು ಜೌಲ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡುವುದು | kWh 3.6 × 10⁶ J, 1000 J ಅಲ್ಲ | SI ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ ಕೇಳಿದಾಗ ಮಾತ್ರ ಜೌಲ್ಗಳಿಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಿ |
ತ್ವರಿತ ಪುನರಾವರ್ತನೆ ಫ್ಲ್ಯಾಶ್ ಕಾರ್ಡ್ಗಳು
| ಮುಂಭಾಗ | ಹಿಂಭಾಗ |
|---|---|
| ಓಮ್ನ ನಿಯಮದ ಹೇಳಿಕೆ | V = IR ಸ್ಥಿರ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ |
| ರೆಸಿಸ್ಟಿವಿಟಿಯ SI ಘಟಕ | ಓಮ್-ಮೀಟರ್ (Ω-m) |
| ವಾಹಕತ್ವ ಸೂತ್ರ | G = 1/R (ಸೀಮೆನ್ಸ್) |
| V & R ಪರಿಭಾಷೆಯಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ | P = V²/R |
| kWh ನಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಜೌಲ್ಗಳಿಗೆ | 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J |
| ಫ್ಯೂಸ್ ತಂತಿಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣ | ಹೆಚ್ಚಿನ R, ಕಡಿಮೆ ದ್ರವೀಕರಣ ಬಿಂದು |
| ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ 1ನೇ ನಿಯಮ | ΣI_in = ΣI_out (ಜಂಕ್ಷನ್ ನಿಯಮ) |
| ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ 2ನೇ ನಿಯಮ | ΣIR = ΣEMF (ಲೂಪ್ ನಿಯಮ) |
| ಅರೆವಾಹಕದ ತಾಪಮಾನ ಗುಣಾಂಕ | ಋಣಾತ್ಮಕ |
| ಶಕ್ತಿಯ ವಾಣಿಜ್ಯ ಘಟಕ | ಕಿಲೋವ್ಯಾಟ್-ಗಂಟೆ |
BETA
