ഫിസിക്സ് വൈദ്യുതി
പ്രധാന ആശയങ്ങളും സൂത്രവാക്യങ്ങളും
| # | ആശയം | ചുരുക്ക വിശദീകരണം |
|---|---|---|
| 1 | ഓമിന്റെ നിയമം | V = I × R (വോൾട്ടേജ് = കറന്റ് × പ്രതിരോധം) – സ്ഥിര താപനിലയിലും ഓമിക് ചാലകങ്ങൾക്കും മാത്രം പ്രവർത്തിക്കുന്നു. |
| 2 | ശ്രേണിയിലുള്ള പ്രതിരോധം | R_total = R₁ + R₂ + … (കറന്റ് സമാനം, വോൾട്ടേജ് വിഭജിക്കുന്നു) |
| 3 | സമാന്തരമായ പ്രതിരോധം | 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + … (വോൾട്ടേജ് സമാനം, കറന്റ് വിഭജിക്കുന്നു) |
| 4 | വൈദ്യുത പവർ | P = V I = I² R = V²/R (യൂണിറ്റ്: വാട്ട്) |
| 5 | ജൂളിന്റെ താപനിയമം | H = I² R t (താപം ∝ കറന്റിന്റെ വർഗ്ഗം) |
| 6 | പ്രത്യേക പ്രതിരോധം | ρ = R A / l (പദാർത്ഥ ഗുണം, യൂണിറ്റ് Ω-m) |
| 7 | കണ്ടക്റ്റൻസ് | G = 1/R (യൂണിറ്റ്: സീമെൻസ്, S) |
10 പരിശീലന എംസിക്യൂകൾ
- ഒരു 220 V, 100 W ബൾബ് 110 V-ലേക്ക് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഉപഭോഗിക്കുന്ന പവർ ആയിരിക്കും –
A) 100 W
B) 75 W
C) 50 W
D) 25 W
ഉത്തരം: D
പരിഹാരം: ബൾബിന്റെ പ്രതിരോധം R = V²/P = 220²/100 = 484 Ω. പുതിയ പവർ P′ = V′²/R = 110²/484 = 25 W.
ഷോർട്ട്കട്ട്: P ∝ V²; വോൾട്ടേജ് പകുതിയായാൽ → പവർ (½)² = ¼ ആയി മാറുന്നു.
ആശയ ടാഗ്: വോൾട്ടേജുമായുള്ള പവർ സ്കെയിലിംഗ്.
- സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന മൂന്ന് 6 Ω പ്രതിരോധകങ്ങൾ നൽകുന്ന മൊത്തം പ്രതിരോധം –
A) 18 Ω
B) 6 Ω
C) 2 Ω
D) 0.5 Ω
ഉത്തരം: C
പരിഹാരം: 1/R = 1/6 + 1/6 + 1/6 = 3/6 ⇒ R = 2 Ω.
ഷോർട്ട്കട്ട്: സമാന്തരമായ n തുല്യ പ്രതിരോധകങ്ങൾ R → R_total = R/n.
ആശയ ടാഗ്: സമാന്തര ഗ്രൂപ്പിംഗ്.
- പ്രത്യേക പ്രതിരോധത്തിന്റെ യൂണിറ്റ് –
A) Ω
B) Ω-m
C) Ω/m
D) mho-m
ഉത്തരം: B
പരിഹാരം: ρ = R A / l → Ω × m² / m = Ω-m.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “റോ-യൂണിറ്റ് = ഓം-മീറ്റർ” എന്ന് ഓർക്കുക.
ആശയ ടാഗ്: പ്രത്യേക പ്രതിരോധ യൂണിറ്റ്.
- 10 സെക്കൻഡ് നേരം 5 Ω പ്രതിരോധത്തിലൂടെ 2 A കറന്റ് ഒഴുകുന്നു. ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന താപം –
A) 50 J
B) 100 J
C) 200 J
D) 500 J
ഉത്തരം: C
പരിഹാരം: H = I² R t = 2² × 5 × 10 = 200 J.
ഷോർട്ട്കട്ട്: ആദ്യം കറന്റ് വർഗ്ഗീകരിക്കുക (2² = 4) പിന്നെ ഗുണിക്കുക.
ആശയ ടാഗ്: ജൂൾ ഹീറ്റിംഗ്.
- കിർച്ചോഫിന്റെ രണ്ടാം നിയമം സംരക്ഷണത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് –
A) ചാർജ്
B) ഊർജ്ജം
C) ആക്കം
D) പിണ്ഡം
ഉത്തരം: B
പരിഹാരം: ΣIR = ΣEMF → ഒരു അടഞ്ഞ ലൂപ്പിലെ പ്രവൃത്തി/ഊർജ്ജ ബാലൻസ്.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “കെ-2 = ഊർജ്ജം”.
ആശയ ടാഗ്: കിർച്ചോഫിന്റെ നിയമങ്ങൾ.
- ഒരു 1 kW ഹീറ്റർ 220 V-ൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. വലിച്ചെടുക്കുന്ന കറന്റ് ഏകദേശം –
A) 0.22 A
B) 2.2 A
C) 4.5 A
D) 22 A
ഉത്തരം: C
പരിഹാരം: I = P/V = 1000/220 ≈ 4.5 A.
ഷോർട്ട്കട്ട്: 1000 ÷ 220 ≈ 100 ÷ 22 ≈ 4.5.
ആശയ ടാഗ്: പവറിൽ നിന്നുള്ള കറന്റ്.
- ഒരു വയറിന്റെ പ്രതിരോധം 10 Ω ആണ്. അതിന്റെ നീളം ഇരട്ടിയാക്കുകയും വിസ്തീർണ്ണം പകുതിയാക്കുകയും ചെയ്താൽ, പുതിയ പ്രതിരോധം ആയിരിക്കും –
A) 5 Ω
B) 10 Ω
C) 20 Ω
D) 40 Ω
ഉത്തരം: D
പരിഹാരം: R ∝ l/A; l → 2l, A → A/2 ⇒ R_new = 10 × (2/0.5) = 10 × 4 = 40 Ω.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “നീളം ഇരട്ടിയാക്കുക, വിസ്തീർണ്ണം പകുതിയാക്കുക → 4× പ്രതിരോധം”.
ആശയ ടാഗ്: പ്രതിരോധ ജ്യാമിതി.
- 47 kΩ ±10% പ്രതിരോധകത്തിന്റെ കളർ കോഡ് ആണ് –
A) മഞ്ഞ-ഊത-ഓറഞ്ച്-വെള്ളി
B) മഞ്ഞ-ഊത-മഞ്ഞ-വെള്ളി
C) മഞ്ഞ-ഊത-ചുവപ്പ്-വെള്ളി
D) മഞ്ഞ-ഊത-കറുപ്പ്-സ്വർണ്ണം
ഉത്തരം: B
പരിഹാരം: 47 × 10³ Ω → 4-7-4 (മഞ്ഞ-ഊത-മഞ്ഞ) & വെള്ളി = ±10%.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “4-7-0000” → 4,7,4 ബാൻഡുകൾ.
ആശയ ടാഗ്: പ്രതിരോധക കളർ കോഡ്.
- 1.5 V emf ഉള്ള ഒരു സെൽ 4 Ω ബാഹ്യ പ്രതിരോധത്തിലൂടെ 0.3 A വിതരണം ചെയ്യുന്നു. അതിന്റെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം ആണ് –
A) 0.5 Ω
B) 1 Ω
C) 1.5 Ω
D) 2 Ω
ഉത്തരം: B
പരിഹാരം: V = I(R+r) ⇒ 1.5 = 0.3(4+r) ⇒ 5 = 4+r ⇒ r = 1 Ω.
ഷോർട്ട്കട്ട്: 0.3 A × 4 Ω = 1.2 V R-ൽ ഡ്രോപ്പ്; ശേഷിക്കുന്ന 0.3 V r-ൽ → r = 0.3 V/0.3 A = 1 Ω.
ആശയ ടാഗ്: ആന്തരിക പ്രതിരോധം.
- ഏത് പദാർത്ഥത്തിനാണ് പ്രതിരോധത്തിന്റെ നെഗറ്റീവ് താപനില ഗുണകം ഉള്ളത്?
A) ചെമ്പ്
B) നിക്രോം
C) ജെർമേനിയം
D) ടങ്സ്റ്റൺ
ഉത്തരം: C
പരിഹാരം: അർദ്ധചാലകങ്ങൾക്ക് (Ge) താപനില ↑ ആകുമ്പോൾ പ്രതിരോധം ↓ കാണിക്കുന്നു.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “NTC = അർദ്ധചാലകം”.
ആശയ ടാഗ്: താപനില ഗുണകം.
5 മുൻ വർഷ ചോദ്യങ്ങൾ
- ശ്രേണിയിൽ രണ്ട് 2 Ω പ്രതിരോധകങ്ങളും അത്തരം രണ്ട് കോമ്പിനേഷനുകൾ സമാന്തരമായും. ഫലപ്രദമായ പ്രതിരോധം ആണ് – [RRB NTPC 2021]
A) 1 Ω
B) 2 Ω
C) 4 Ω
D) 8 Ω
ഉത്തരം: B
പരിഹാരം: ഓരോ ശ്രേണി ശാഖയും = 2+2 = 4 Ω; സമാന്തരമായി രണ്ട് 4 Ω → 2 Ω.
ഷോർട്ട്കട്ട്: സമമിതി → ശരാശരി മൂല്യം.
ആശയ ടാഗ്: ശ്രേണി-സമാന്തര കോമ്പോ.
- 2 മിനിറ്റിൽ ഒരു 60 W ബൾബ് ഉപഭോഗിക്കുന്ന ഊർജ്ജം ആണ് – [RRB Group-D 2019]
A) 120 J
B) 720 J
C) 7200 J
D) 1200 J
ഉത്തരം: C
പരിഹാരം: E = P t = 60 W × 120 s = 7200 J.
ഷോർട്ട്കട്ട്: 60 × 120 = 7200.
ആശയ ടാഗ്: ഊർജ്ജം = P × t.
- ഒരു 200 V, 5 A മോട്ടോർ 20 സെക്കൻഡിൽ ഒരു ലോഡ് ഉയർത്തുന്നു. ചെയ്ത പ്രവൃത്തി ആണ് – [RRB JE 2015]
A) 20 kJ
B) 2 kJ
C) 10 kJ
D) 200 kJ
ഉത്തരം: A
പരിഹാരം: W = V I t = 200 × 5 × 20 = 20 000 J = 20 kJ.
ഷോർട്ട്കട്ട്: 200 × 5 = 1000; ×20 = 20 kJ.
ആശയ ടാഗ്: വൈദ്യുത പ്രവൃത്തി.
- ഒരു ഫ്യൂസ് വയറിന് ഉണ്ട് – [RRB NTPC 2016]
A) ഉയർന്ന പ്രതിരോധം, ഉയർന്ന ദ്രവണാങ്കം
B) കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധം, കുറഞ്ഞ ദ്രവണാങ്കം
C) ഉയർന്ന പ്രതിരോധം, കുറഞ്ഞ ദ്രവണാങ്കം
D) കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധം, ഉയർന്ന ദ്രവണാങ്കം
ഉത്തരം: C
പരിഹാരം: അത് വേഗത്തിൽ ഉരുകണം → കുറഞ്ഞ ദ്രവണാങ്കം; കറന്റ് പരിമിതപ്പെടുത്തണം → ഉയർന്ന പ്രതിരോധം.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “ഫ്യൂസ് = ഉയർന്ന R, കുറഞ്ഞ ദ്രവണാങ്കം”.
ആശയ ടാഗ്: ഫ്യൂസ് ഗുണങ്ങൾ.
- വൈദ്യുതോർജ്ജത്തിന്റെ വാണിജ്യ യൂണിറ്റ് ആണ് – [RRB ALP 2018]
A) വാട്ട്
B) ജൂൾ
C) കിലോവാട്ട്-മണിക്കൂർ
D) കിലോവാട്ട്
ഉത്തരം: C
പരിഹാരം: 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “ബിൽ യൂണിറ്റ് = kWh”.
ആശയ ടാഗ്: ഊർജ്ജ യൂണിറ്റുകൾ.
സ്പീഡ് ട്രിക്കുകളും ഷോർട്ട്കട്ടുകളും
| സാഹചര്യം | ഷോർട്ട്കട്ട് | ഉദാഹരണം |
|---|---|---|
| സമാന്തരമായ തുല്യ പ്രതിരോധകങ്ങൾ | R_total = R / n | സമാന്തരമായ 4 × 10 Ω → 2.5 Ω |
| വ്യത്യസ്ത വോൾട്ടേജിൽ പവർ | P_new = P_old × (V_new/V_old)² | 110 V-ൽ 100 W ബൾബ് → 25 W |
| കലോറിയിൽ ദ്രുത താപം | H(cal) ≈ 0.24 I² R t | 2 A, 5 Ω, 10 s → 0.24×200 ≈ 48 cal |
| ആന്തരിക പ്രതിരോധം | r = (E – V)/I | E = 1.5 V, V = 1.2 V, I = 0.3 A → r = 1 Ω |
| കളർ-കോഡ് 3-ആം ബാൻഡ് | ബാൻഡ് മൂല്യത്തിന് തുല്യമായ പൂജ്യങ്ങൾ ചേർക്കുക | മഞ്ഞ (4) → 0000 → 10⁴ |
ഒഴിവാക്കേണ്ട സാധാരണ തെറ്റുകൾ
| തെറ്റ് | വിദ്യാർത്ഥികൾ ഇത് എന്തുകൊണ്ട് ചെയ്യുന്നു | ശരിയായ സമീപനം |
|---|---|---|
| ജൂളിന്റെ നിയമത്തിൽ കറന്റ് വർഗ്ഗീകരിക്കാൻ മറക്കുക | P = VI ഉം H = I²Rt ഉം ആശയക്കുഴപ്പത്തിലാക്കുന്നു | ഏത് ഫോർമുല ആവശ്യമാണെന്ന് എല്ലായ്പ്പോഴും പരിശോധിക്കുക; താപത്തിന് I² ഉപയോഗിക്കുന്നു |
| സമാന്തര ബൾബുകൾക്ക് തെറ്റായ ഫോർമുല ഉപയോഗിക്കുക | പവറുകൾ നേരിട്ട് കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നുവെന്ന് കരുതുന്നു | വോൾട്ടേജുകൾ സമാനമാകുമ്പോൾ മാത്രമേ പവറുകൾ കൂട്ടിച്ചേർക്കാനാകൂ; ആദ്യം കറന്റ് വീണ്ടും കണക്കാക്കുക |
| സെല്ലുകളിലെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം അവഗണിക്കുക | ടെർമിനൽ വോൾട്ടേജ് = emf എന്ന് കരുതുന്നു | Ir ഡ്രോപ്പ് കുറയ്ക്കുക: V = E – Ir |
| ജൂളുകളുമായി kWh മിക്സ് ചെയ്യുക | kWh എന്നത് 3.6 × 10⁶ J ആണ്, 1000 J അല്ല | SI യൂണിറ്റുകളിൽ ആവശ്യപ്പെടുമ്പോൾ മാത്രം ജൂളുകളിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുക |
ദ്രുത പുനരവലോകന ഫ്ലാഷ്കാർഡുകൾ
| മുൻവശം | പിൻവശം |
|---|---|
| ഓമിന്റെ നിയമ പ്രസ്താവന | സ്ഥിര താപനിലയിൽ V = IR |
| റെസിസ്റ്റിവിറ്റിയുടെ SI യൂണിറ്റ് | ഓം-മീറ്റർ (Ω-m) |
| കണ്ടക്റ്റൻസ് ഫോർമുല | G = 1/R (സീമെൻസ്) |
| V & R പരിഭാഷയിലുള്ള പവർ | P = V²/R |
| kWh-ൽ നിന്ന് ജൂളിലേക്കുള്ള ഊർജ്ജം | 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J |
| ഫ്യൂസ് വയർ ഗുണം | ഉയർന്ന R, കുറഞ്ഞ ദ്രവണാങ്കം |
| കിർച്ചോഫിന്റെ 1-ആം നിയമം | ΣI_in = ΣI_out (ജംഗ്ഷൻ റൂൾ) |
| കിർച്ചോഫിന്റെ 2-ആം നിയമം | ΣIR = ΣEMF (ലൂപ്പ് റൂൾ) |
| അർദ്ധചാലകത്തിന്റെ താപനില ഗുണകം | നെഗറ്റീവ് |
| ഊർജ്ജത്തിന്റെ വാണിജ്യ യൂണിറ്റ് | കിലോവാട്ട്-മണിക്കൂർ |