तुम्ही कदाचित सहावीच्या धडा ९ मध्ये सुचवलेला ‘तुमचा हात किती स्थिर आहे?’ हा खेळ आजमावला असेल. नसेल तर, तो आता आजमावून पाहा. पहेली आणि बुजो यांनीही सहावीत सुचवल्याप्रमाणे विद्युत परिपथ जोडून हा खेळ तयार केला होता. त्यांनी त्यांच्या कुटुंबियांसोबत आणि मित्रांसोबत तो आजमावून खूप मजा केली. त्यांना तो इतका आवडला की त्यांनी त्यांच्या एका चुलत भावाला/बहिणीला तो सुचवण्याचा निर्णय घेतला, जो दुसऱ्या शहरात राहत होता. म्हणून पहेलीने विविध विद्युत घटक कसे जोडायचे ते दाखवणारी एक स्वच्छ रेखाटण केली (आकृती १०.१).

आकृती १०.१ तुमचा हात किती स्थिर आहे ते तपासण्यासाठीची व्यवस्था

तुम्ही हे परिपथ सोयीस्करपणे काढू शकता का? यामुळे बुजोच्या मनात विचार आला की या विद्युत घटकांचे प्रतिनिधित्व करण्याचा काही सोपा मार्ग आहे का?

१०.१ विद्युत घटकांची चिन्हे

काही सामान्य विद्युत घटकांचे प्रतिनिधित्व चिन्हांद्वारे केले जाऊ शकते. सारणी १०.१ मध्ये, काही विद्युत घटक आणि त्यांची चिन्हे दाखवली आहेत. वेगवेगळ्या पुस्तकांमध्ये तुम्हाला या घटकांसाठी वेगवेगळी चिन्हे आढळू शकतात. तथापि, या पुस्तकात आपण येथे दाखवलेली चिन्हे वापरणार आहोत.

चिन्हे काळजीपूर्वक पहा. विद्युत सेलच्या चिन्हात, लक्षात घ्या की एक लांब रेषा आणि एक लहान पण जाड समांतर रेषा आहे. तुम्हाला आठवते का की विद्युत सेलचा एक धन टर्मिनल आणि एक ऋण टर्मिनल असतो? विद्युत सेलच्या चिन्हात, लांब रेषा धन टर्मिनलचे प्रतिनिधित्व करते आणि जाड, लहान रेषा ऋण टर्मिनलचे प्रतिनिधित्व करते.

स्विचसाठी ‘चालू’ स्थिती आणि ‘बंद’ स्थिती दाखवल्याप्रमाणे चिन्हांद्वारे दर्शविली जाते. परिपथातील विविध घटक जोडण्यासाठी वापरलेल्या तारा रेषांद्वारे दर्शविल्या जातात.

सारणी १०.१ मध्ये, एक बॅटरी आणि तिचे चिन्हही दाखवले आहे. बॅटरी म्हणजे काय हे तुम्हाला माहिती आहे का? बॅटरीचे चिन्ह पहा. बॅटरी काय असू शकते हे तुम्ही ओळखू शकता का? काही क्रियाकलापांसाठी आपल्याला एकापेक्षा जास्त सेलची आवश्यकता पडू शकते. म्हणून, आकृती १०.२ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे आपण दोन किंवा अधिक सेल एकत्र जोडतो. लक्षात घ्या

सारणी १०.१ काही विद्युत परिपथ घटकांची चिन्हे

एका सेलचा धन टर्मिनल पुढच्या सेलच्या ऋण टर्मिनलशी जोडलेला असतो. अशा दोन किंवा अधिक सेलच्या संयोगास बॅटरी म्हणतात. टॉर्च, ट्रान्झिस्टर, खेळणी, टीव्ही रिमोट कंट्रोल यासारखी अनेक साधने बॅटरी वापरतात. तथापि, यापैकी काही साधनांमध्ये विद्युत सेल नेहमीच आकृती १०.२ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे एकामागून एक ठेवलेले नसतात. कधीकधी सेल एकमेकांच्या शेजारी ठेवलेली असतात. मग सेलचे टर्मिनल कसे जोडलेले असतात? कोणत्याही साधनाच्या बॅटरी कंपार्टमेंटमध्ये काळजीपूर्वक पहा. सहसा एक जाड तार किंवा धातूची पट्टी एका सेलच्या धन टर्मिनलला पुढच्या सेलच्या ऋण टर्मिनलशी जोडते (आकृती १०.३). बॅटरी कंपार्टमेंटमध्ये सेल योग्य प्रकारे ठेवण्यात तुम्हाला मदत करण्यासाठी, तेथे सहसा ‘+’ आणि ‘-’ चिन्हे छापलेली असतात.

आमच्या क्रियाकलापांसाठी बॅटरी तयार करण्यासाठी आपण सेल कसे जोडू शकतो? तुम्ही लाकडी ब्लॉक, दोन लोखंडी पट्ट्या आणि रबर बँड वापरून आकृती १०.४ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे सेल होल्डर बनवू शकता. हे आवश्यक आहे

आकृती १०.२ (अ) दोन सेलची बॅटरी (ब) चार सेलची बॅटरी

आकृती १०.३ बॅटरी बनवण्यासाठी दोन सेल एकत्र जोडणे

आकृती १०.४ एक सेल होल्डर

आकृती १०.५ दुसऱ्या प्रकारचे सेल होल्डर

रबर बँड धातूच्या पट्ट्या घट्ट धरून ठेवतात.

तुम्ही दोन किंवा अधिक विद्युत सेलची बॅटरी बनवण्यासाठी बाजारातून सेल होल्डर देखील खरेदी करू शकता. त्यामध्ये सेल योग्य प्रकारे ठेवा, जेणेकरून एका सेलचा धन

पहेली आणि बुजो यांना आश्चर्य वाटते की ट्रॅक्टर, ट्रक आणि इन्व्हर्टरमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या बॅटरी देखील सेलपासून बनवलेल्या असतात का? मग त्याला बॅटरी का म्हणतात? या प्रश्नाचे उत्तर शोधण्यात तुम्ही त्यांना मदत करू शकता का?

आकृती १०.६ ट्रक बॅटरी आणि तिचा कटआउट

टर्मिनल पुढच्या सेलच्या ऋण टर्मिनलशी जोडलेला असेल. आकृती १०.५ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे सेल होल्डरवरील दोन धातूच्या क्लिपमध्ये प्रत्येकी एक तार जोडा. तुमची बॅटरी वापरण्यासाठी तयार आहे.

बॅटरीचे प्रतिनिधित्व करण्यासाठी वापरलेले चिन्ह सारणी १०.१ मध्ये दाखवले आहे.

चला आता सारणी १०.१ मध्ये दाखवलेली चिन्हे वापरून विद्युत परिपथाचे परिपथ आकृती काढूया.

क्रियाकलाप १०.१

आकृती १०.७ मध्ये दाखवलेला विद्युत परिपथ बनवा. तुम्ही विद्युत बल्ब प्रकाशित करण्यासाठी सहावीत असाच परिपथ वापरला होता. स्विच ‘चालू’ स्थितीत असतानाच बल्ब प्रकाशित होतो हे तुम्हाला आठवते का? स्विच ‘चालू’ स्थितीत आणताच बल्ब प्रकाशित होतो.

हा विद्युत परिपथ तुमच्या वहीत कॉपी करा. विविध विद्युत घटकांसाठी चिन्हे वापरून या परिपथाचे परिपथ आकृतीही बनवा.

तुमचे आकृती आकृती १०.८ मध्ये दाखवलेल्या आकृतीसारखे आहे का?

चिन्हे वापरून परिपथ आकृती काढणे खूप सोपे आहे. म्हणून, आपण सामान्यतः विद्युत परिपथाचे प्रतिनिधित्व त्याच्या परिपथ आकृतीद्वारे करतो.

आकृती १०.९ दुसरे परिपथ आकृती दाखवते. हे आकृती १०.८ मध्ये दाखवलेल्या परिपथ आकृतीसारखेच आहे का? ते कोणत्या मार्गाने वेगळे आहे?

या विद्युत परिपथात बल्ब प्रकाशित होईल का? आठवा की स्विच ‘चालू’ स्थितीत असतानाच आणि विद्युत परिपथ बंद असतानाच बल्ब प्रकाशित होतो.

आकृती १०.७ एक विद्युत परिपथ

आकृती १०.८ आकृती १०.७ मध्ये दाखवलेल्या विद्युत परिपथाचे परिपथ आकृती

• लक्षात घ्या की की किंवा स्विच परिपथात कोठेही ठेवता येते.
• जेव्हा स्विच ‘चालू’ स्थितीत असतो, तेव्हा बॅटरीच्या धन टर्मिनलपासून ऋण टर्मिनलपर्यंतचा परिपथ पूर्ण होतो. त्यानंतर परिपथ बंद आहे असे म्हटले जाते आणि विद्युतप्रवाह तत्क्षणी संपूर्ण परिपथात वाहतो.
• जेव्हा स्विच ‘बंद’ स्थितीत असतो, तेव्हा परिपथ अपूर्ण असतो. त्यास खुला असे म्हटले जाते. परिपथाच्या कोणत्याही भागातून विद्युतप्रवाह वाहत नाही.

बल्बमध्ये एक पातळ तार असते, जिला फिलामेंट म्हणतात, जेव्हा त्यातून

आकृती १०.९ दुसरे परिपथ आकृती

विद्युतप्रवाह जातो तेव्हा ती प्रकाशित होते. जेव्हा बल्ब फ्यूज होते, तेव्हा त्याचे फिलामेंट तुटलेले असते.

सावधानता

मेन्सशी जोडलेला प्रकाशित विद्युत बल्ब कधीही स्पर्श करू नका. ते खूप गरम असू शकते आणि तुमचा हात जोरदार जळू शकतो. मेन्स किंवा जनरेटर किंवा इन्व्हर्टरकडून येणाऱ्या विद्युत पुरवठ्यावर प्रयोग करू नका. तुम्हाला विद्युतझटका लागू शकतो, जो धोकादायक असू शकतो. येथे सुचवलेल्या सर्व क्रियाकलापांसाठी फक्त विद्युत सेल वापरा.

जर बल्बचे फिलामेंट तुटले असेल, तर परिपथ पूर्ण होईल का? बल्ब तरीही प्रकाशित होईल का?

तुम्ही लक्षात घेतले असेल की एक प्रकाशित विद्युत बल्ब गरम होते. हे का होते हे तुम्हाला माहिती आहे का?

१०.२ विद्युतप्रवाहाचा ताप प्रभाव

क्रियाकलाप १०.२

एक विद्युत सेल, एक बल्ब, एक स्विच आणि जोडणार्या तारा घ्या. आकृती १०.९ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे एक विद्युत परिपथ बनवा. हा क्रियाकलाप फक्त एक सेल वापरून करावा लागेल. स्विच ‘बंद’ स्थितीत ठेवा. बल्ब प्रकाशित होतो का? बल्बला स्पर्श करा. आता विद्युत स्विच ‘चालू’ स्थितीत आणा आणि बल्ब एक मिनिट किंवा तसा प्रकाशित होऊ द्या. पुन्हा बल्बला स्पर्श करा. तुम्हाला काही फरक जाणवतो का? स्विच परत ‘बंद’ स्थितीत आणल्यानंतर, पुन्हा बल्बला स्पर्श करा.

क्रियाकलाप १०.३

आकृती १०.१० मध्ये दाखवल्याप्रमाणे एक परिपथ बनवा. सुमारे $10 \mathrm{~cm}$ लांबीचा निक्रोम तारेचा तुकडा घ्या आणि खिळ्यांमध्ये बांधा. (तुम्ही विद्युत दुरुस्तीच्या दुकानातून निक्रोम तार मिळवू शकता किंवा तुम्ही विद्युत हीटरच्या टाकलेल्या कॉइलचा तुकडा वापरू शकता.) तारेला स्पर्श करा. आता स्विच ‘चालू’ स्थितीत आणून परिपथातील विद्युतप्रवाह चालू करा. काही

आकृती १०.१०

सावधानता

स्विच ‘चालू’ स्थितीत बराच वेळ ठेवू नका, अन्यथा सेल खूप लवकर कमकुवत होऊ शकते.

सेकंदांनंतर तारेला स्पर्श करा. (ते बराच वेळ धरून ठेवू नका.) विद्युतप्रवाह बंद करा. काही मिनिटांनंतर पुन्हा तारेला स्पर्श करा. जेव्हा विद्युतप्रवाह तारेतून जातो तेव्हा तार गरम होते. हा विद्युतप्रवाहाचा ताप प्रभाव आहे. विद्युतप्रवाहाचा ताप प्रभाव वापरला जाणारा कोणताही विद्युत उपकरण तुम्हाला सुचते का? अशा उपकरणांची यादी बनवा.

तुम्ही विद्युत रूम हीटर किंवा स्वयंपाकासाठी वापरलेला विद्युत हीटर पाहिला असेल. या सर्वांमध्ये तारेची एक कुंडली असते. या तारेच्या कुंडलीला एलिमेंट म्हणतात. तुम्ही लक्षात घेतले असेल की जेव्हा ही उपकरणे विद्युत पुरवठ्याशी जोडल्यानंतर चालू केली जातात, तेव्हा त्यांची एलिमेंट लाल गरम होतात आणि उष्णता देतात.

तारेत निर्माण होणाऱ्या उष्णतेचे प्रमाण त्याच्या सामग्री, लांबी आणि जाडीवर अवलंबून असते. अशाप्रकारे, वेगवेगळ्या गरजांसाठी, वेगवेगळ्या सामग्रीच्या आणि वेगवेगळ्या लांबी आणि जाडीच्या तारा वापरल्या जातात.

विद्युत परिपथ बनवण्यासाठी वापरलेल्या तारा सामान्यतः गरम होत नाहीत. दुसरीकडे, काही विद्युत उपकरणांची एलिमेंट इतकी गरम होतात की ती सहज दिसतात.

इन्कॅन्डेसेंट विद्युत बल्ब (आकृती १०.१२) बहुतेक वेळा प्रकाशासाठी वापरले जातात पण ते उष्णता देखील देतात. याचा अर्थ असा की वापरल्या जाणाऱ्या वीजपैकी एक भाग उष्णता निर्माण करण्यासाठी वापरला जातो. हे वांछनीय नाही कारण यामुळे वीजेचा अपव्यय होतो. फ्लोरोसेंट ट्यूब-लाइट्स आणि कॉम्पॅक्ट फ्लोरोसेंट लॅम्प्स (सीएफएल्स) चांगले वीज कार्यक्षम प्रकाश स्रोत आहेत. आजकाल, लाइट एमिटिंग डायोड (एलईडी) बल्बचा वापर वाढत आहे. प्रकाशाची दिलेली तीव्रता निर्माण करण्यासाठी, इन्कॅन्डेसेंट बल्ब किंवा फ्लोरोसेंट ट्यूब किंवा सीएफएलच्या तुलनेत एलईडी बल्ब कमी वीज वापरतात. अशाप्रकारे एलईडी बल्ब खूप वीज कार्यक्षम आहेत आणि म्हणून त्यांना प्राधान्य दिले जात आहे.

आकृती १०.१३ विद्युत बल्ब, ट्यूब-लाइट, सीएफएल आणि एलईडी

विद्युत उपकरणे आणि गॅजेट्स वापरण्याचा सल्ला दिला जातो, जी वीज कार्यक्षम आहेत. भारतीय मानक ब्युरो, नवी दिल्ली उत्पादनांवर एक मानक चिन्ह नियुक्त करते, ज्याला आयएसआय चिन्ह म्हणतात, जे उत्पादनांवर दिलेल्या तपशीलांशी सुसंगततेची हमी आहे. म्हणून आयएसआय चिन्ह असलेली उत्पादने वापरण्याचा सल्ला दिला जातो.

टीप: फ्लोरोसेंट ट्यूब आणि सीएफएलमध्ये पाराची वाफ असते, जी स्वभावाने विषारी असते. म्हणून, खराब झालेल्या फ्लोरोसेंट ट्यूब किंवा सीएफएलची सुरक्षितपणे विल्हेवाट लावणे आवश्यक आहे.

आकृती १०.१४ इमारतींमध्ये वापरलेली फ्यूज विद्युत बल्बचे फिलामेंट इतके उच्च तापमानापर्यंत गरम होते की ते प्रकाशित होऊ लागते.

जर तारेतून मोठा विद्युतप्रवाह जात असेल, तर तार इतकी गरम होऊ शकते की ती वितळूनही तुटू शकते. पण तार वितळून तुटणे शक्य आहे का? चला ते तपासूया.

क्रियाकलाप १०.४

आपण क्रियाकलाप १०.३ साठी वापरलेला परिपथ पुन्हा बनवा. तथापि, सेलच्या जागी चार सेलची बॅटरी वापरा. तसेच, निक्रोम तारेच्या जागी, स्टील वूलचा एक पातला स्ट्रँड बांधा. (स्टील वूल सामान्यतः भांडी स्वच्छ करण्यासाठी वापरले जाते आणि किराणा दुकानांमध्ये उपलब्ध असते.) जर खोलीत काही पंखे असतील तर ते बंद करा. आता काही काळासाठी परिपथातून विद्युतप्रवाह जाऊ द्या. स्टील वूलच्या स्ट्रँडचे काळजीपूर्वक निरीक्षण करा. काय होते ते लक्षात घ्या. स्टील वूलचा स्ट्रँड वितळून तुटतो का?

काही विशेष सामग्रीपासून बनवलेल्या तारा मोठा विद्युतप्रवाह जाताच त्वरीत वितळतात आणि तुटतात. या तारा विद्युत फ्यूज बनवण्यासाठी वापरल्या जातात (आकृती १०.१४). सर्व

आकृती १०.१५ विद्युत उपकरणांमध्ये वापरलेली फ्यूज

इमारतींमध्ये सर्व विद्युत परिपथांमध्ये फ्यूज घातलेले असतात. एका परिपथातून सुरक्षितपणे वाहू शकणाऱ्या विद्युतप्रवाहावर कमाल मर्यादा असते. अपघाताने जर विद्युतप्रवाह ही सुरक्षित मर्यादा ओलांडला, तर तारा

सावधानता

मेन्स परिपथशी जोडलेली विद्युत फ्यूज स्वत: तपासण्याचा कधीही प्रयत्न करू नका. तथापि, तुम्ही विद्युत दुरुस्तीच्या दुकानाला भेट देऊन जळलेल्या फ्यूजची नवीन फ्यूजशी तुलना करू शकता.

विद्युत परिपथांमध्ये अतिरिक्त विद्युतप्रवाहाचे एक कारण म्हणजे तारांचा थेट स्पर्श. जर तारांवरील इन्सुलेशन घासल्यामुळे किंवा फाटल्यामुळे उतरले असेल तर असे होऊ शकते. यामुळे शॉर्ट सर्किट होऊ शकते. अतिरिक्त विद्युतप्रवाहाचे दुसरे कारण म्हणजे एकाच सॉकेटमध्ये अनेक उपकरणे जोडणे. यामुळे परिपथात ओव्हरलोड होऊ शकतो. तुम्ही वर्तमानपत्रांमध्ये शॉर्ट सर्किट आणि ओव्हरलोडमुळे झालेल्या आगीबद्दलच्या बातम्या वाचल्या असतील.

जर तारा जास्त गरम झाल्या तर आग लागू शकते. जर परिपथात योग्य फ्यूज असेल, तर ती फुंकून जाईल आणि परिपथ तोडेल. अशाप्रकारे फ्यूज हे एक सुरक्षा उपकरण आहे जे

आजकाल फ्यूजच्या जागी लहान परिपथ ब्रेकर (एमसीबी) वाढत्या प्रमाणात वापरले जात आहेत. हे असे स्विच आहेत जे परिपथातील विद्युतप्रवाह सुरक्षित मर्यादेपेक्षा जास्त झाल्यावर आपोआप बंद होतात. तुम्ही त्यांना चालू करता आणि परिपथ पुन्हा एकदा पूर्ण होतो. एमसीबीवर देखील आयएसआय चिन्ह शोधा.

आकृती १०.१६ लहान परिपथ ब्रेकर ( $M C B$ )

आकृती १०.१७ कंपास सुईवर विद्युतप्रवाहाचा परिणाम

सावधानता

नेहमीच योग्य फ्यूज वापरा जी विशिष्ट उपयोगांसाठी निर्दिष्ट केलेली असतात, ज्यावर आयएसआय चिन्ह असते. फ्यूजच्या जागी कधीही कोणतीही तार किंवा धातूची पट्टी वापरू नका.

विद्युत परिपथ आणि संभाव्य आगीपासून होणारे नुकसान टाळते.

वेगवेगळ्या हेतूंसाठी वेगवेगळ्या प्रकारच्या फ्यूज वापरल्या जातात. आकृती १०.१४ आपल्या घरांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या फ्यूज दाखवते. आकृती १०.१५ मध्ये दाखवलेली फ्यूज सामान्यतः विद्युत उपकरणांमध्ये वापरली जातात.

आम्ही विद्युतप्रवाहाचा ताप प्रभाव पाहिला आणि आपण त्याचा फायदा कसा घेतो ते शिकलो. विद्युतप्रवाहाचे इतर परिणाम देखील आहेत का?

१०.३ विद्युतप्रवाहाचा चुंबकीय प्रभाव

क्रियाकलाप १०.५

एक टाकलेल्या मॅचबॉक्सच्या आतून कार्डबोर्ड ट्रे घ्या. कार्डबोर्ड ट्रेभोवती विद्युत तार काही वेळा गुंडाळा. त्यात एक लहान कंपास सुई ठेवा. आता या तारेच्या मोकळ्या टोकांना आकृती १०.१७ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे स्विचद्वारे विद्युत सेलशी जोडा.

कंपास सुई कोणत्या दिशेने दाखवत आहे ते लक्षात घ्या. कंपास सुईजवळ एक बार चुंबक आणा. काय होते ते पहा. आता, कंपास सुईकडे काळजीपूर्वक पाहत असताना, स्विच ‘चालू’ स्थितीत आणा.

आकृती १०.१८ हान्स क्रिश्चन ओर्स्टेड
(इ.स. १७७७-१८५१)

तुम्ही काय पाहता? कंपास सुई वळते का? स्विच परत ‘बंद’ स्थितीत आणा. कंपास सुई तिच्या सुरुवातीच्या स्थितीत परत येते का?

प्रयोग काही वेळा पुन्हा करा. हा प्रयोग काय सूचित करतो?

आपल्याला माहित आहे की कंपासची सुई एक लहान चुंबक असते, जी उत्तर-दक्षिण दिशेने दाखवते. जेव्हा आपण त्याजवळ चुंबक आणतो, तेव्हा सुई वळते. जेव्हा जवळच्या तारेत विद्युतप्रवाह वाहतो तेव्हा कंपास सुई वळते हे देखील आपण पाहिले आहे. तुम्ही ही दोन निरीक्षणे जोडू शकता का? जेव्हा तारेतून विद्युतप्रवाह वाहतो, तेव्हा तार चुंबकासारखे वागते का?

हान्स क्रिश्चन ओर्स्टेड (आकृती १०.१८) नावाच्या एका शास्त्रज्ञालाही हेच आश्चर्य वाटले. प्रत्येक वेळी तारेतून विद्युतप्रवाह जाताना कंपास सुईचे वळण पाह