ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ ବିଦ୍ୟୁତ୍

ମୁଖ୍ୟ ଧାରଣା ଏବଂ ସୂତ୍ରଗୁଡ଼ିକ

# ଧାରଣା ସଂକ୍ଷିପ୍ତ ବ୍ୟାଖ୍ୟା
1 ଓମ୍ଙ୍କ ନିୟମ V = I × R (ଭୋଲ୍ଟେଜ୍ = କରେଣ୍ଟ୍ × ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍) – କେବଳ ସ୍ଥିର ତାପମାତ୍ରା ଏବଂ ଓମିକ୍ ଚାଳକଙ୍କ ପାଇଁ କାମ କରେ।
2 ଶ୍ରେଣୀ ସଂଯୋଗରେ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ R_total = R₁ + R₂ + … (କରେଣ୍ଟ୍ ସମାନ, ଭୋଲ୍ଟେଜ୍ ବିଭକ୍ତ ହୁଏ)
3 ସମାନ୍ତରାଳ ସଂଯୋଗରେ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + … (ଭୋଲ୍ଟେଜ୍ ସମାନ, କରେଣ୍ଟ୍ ବିଭକ୍ତ ହୁଏ)
4 ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଶକ୍ତି P = V I = I² R = V²/R (ଏକକ: ୱାଟ୍)
5 ଜୁଲ୍ଙ୍କ ତାପନ ନିୟମ H = I² R t (ତାପ ∝ କରେଣ୍ଟ୍ର ବର୍ଗ)
6 ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ ρ = R A / l (ପଦାର୍ଥ ଗୁଣ, ଏକକ Ω-m)
7 ଚାଳକତା G = 1/R (ଏକକ: ସିମେନ୍, S)

୧୦ଟି ଅଭ୍ୟାସ ବହୁବିକଳ୍ପୀୟ ପ୍ରଶ୍ନ

  1. ଏକ 220 V, 100 W ବଲ୍ବକୁ 110 V ସହିତ ସଂଯୋଗ କରାଯାଇଛି। ବ୍ୟବହୃତ ଶକ୍ତି ହେବ – A) 100 W
    B) 75 W
    C) 50 W
    D) 25 W

ଉତ୍ତର: D
ସମାଧାନ: ବଲ୍ବର ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ R = V²/P = 220²/100 = 484 Ω. ନୂତନ ଶକ୍ତି P′ = V′²/R = 110²/484 = 25 W.
ଶର୍ଟକଟ୍: P ∝ V²; ଭୋଲ୍ଟେଜ୍ ଅଧା ହେଲା → ଶକ୍ତି (½)² = ¼ ହେବ।
ଧାରଣା ଟ୍ୟାଗ୍: ଭୋଲ୍ଟେଜ୍ ସହିତ ଶକ୍ତିର ସ୍କେଲିଂ।

  1. ସମାନ୍ତରାଳରେ ସଂଯୁକ୍ତ ତିନୋଟି 6 Ω ରେଜିଷ୍ଟରର ସମୁଦାୟ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ ହେବ – A) 18 Ω
    B) 6 Ω
    C) 2 Ω
    D) 0.5 Ω

ଉତ୍ତର: C
ସମାଧାନ: 1/R = 1/6 + 1/6 + 1/6 = 3/6 ⇒ R = 2 Ω.
ଶର୍ଟକଟ୍: ସମାନ୍ତରାଳରେ n ସମାନ ରେଜିଷ୍ଟର R → R_total = R/n.
ଧାରଣା ଟ୍ୟାଗ୍: ସମାନ୍ତରାଳ ଗ୍ରୁପିଂ।

  1. ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ର ଏକକ ହେଉଛି – A) Ω
    B) Ω-m
    C) Ω/m
    D) mho-m

ଉତ୍ତର: B
ସମାଧାନ: ρ = R A / l → Ω × m² / m = Ω-m.
ଶର୍ଟକଟ୍: “rho-unit = ohm-metre” ମନେରଖନ୍ତୁ।
ଧାରଣା ଟ୍ୟାଗ୍: ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ ଏକକ।

  1. 10 s ପାଇଁ ଏକ 5 Ω ରେଜିଷ୍ଟର ମାଧ୍ୟମରେ 2 A କରେଣ୍ଟ୍ ପ୍ରବାହିତ ହୁଏ। ଉତ୍ପନ୍ନ ତାପ ହେବ – A) 50 J
    B) 100 J
    C) 200 J
    D) 500 J

ଉତ୍ତର: C
ସମାଧାନ: H = I² R t = 2² × 5 × 10 = 200 J.
ଶର୍ଟକଟ୍: ପ୍ରଥମେ କରେଣ୍ଟ୍ ବର୍ଗ କରନ୍ତୁ (2² = 4) ତା’ପରେ ଗୁଣନ କରନ୍ତୁ।
ଧାରଣା ଟ୍ୟାଗ୍: ଜୁଲ୍ ତାପନ।

  1. କିର୍ଚଫ୍ଙ୍କ ଦ୍ୱିତୀୟ ନିୟମ କେଉଁ ସଂରକ୍ଷଣ ନିୟମ ଉପରେ ଆଧାରିତ? A) ଚାର୍ଜ
    B) ଶକ୍ତି
    C) ମୋମେଣ୍ଟମ
    D) ବସ୍ତୁତ୍ଵ

ଉତ୍ତର: B
ସମାଧାନ: ΣIR = ΣEMF → ବନ୍ଦ ଲୁପ୍ ରେ କାର୍ଯ୍ୟ/ଶକ୍ତି ସନ୍ତୁଳନ।
ଶର୍ଟକଟ୍: “K-2 = Energy”.
ଧାରଣା ଟ୍ୟାଗ୍: କିର୍ଚଫ୍ଙ୍କ ନିୟମ।

  1. ଏକ 1 kW ହିଟର 220 V ରେ କାମ କରେ। ଟାଣିଥିବା କରେଣ୍ଟ୍ ପ୍ରାୟ – A) 0.22 A
    B) 2.2 A
    C) 4.5 A
    D) 22 A

ଉତ୍ତର: C
ସମାଧାନ: I = P/V = 1000/220 ≈ 4.5 A.
ଶର୍ଟକଟ୍: 1000 ÷ 220 ≈ 100 ÷ 22 ≈ 4.5.
ଧାରଣା ଟ୍ୟାଗ୍: ଶକ୍ତିରୁ କରେଣ୍ଟ୍।

  1. ଏକ ତାରର ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ 10 Ω ଅଟେ। ଯଦି ଏହାର ଦୈର୍ଘ୍ୟ ଦୁଇଗୁଣ ଏବଂ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ ଅଧା କରାଯାଏ, ତେବେ ନୂତନ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ ହେବ – A) 5 Ω
    B) 10 Ω
    C) 20 Ω
    D) 40 Ω

ଉତ୍ତର: D
ସମାଧାନ: R ∝ l/A; l → 2l, A → A/2 ⇒ R_new = 10 × (2/0.5) = 10 × 4 = 40 Ω.
ଶର୍ଟକଟ୍: “ଦୈର୍ଘ୍ୟ ଦୁଇଗୁଣ ଏବଂ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ ଅଧା → 4× ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍”।
ଧାରଣା ଟ୍ୟାଗ୍: ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ ଜ୍ୟାମିତି।

  1. 47 kΩ ±10% ରେଜିଷ୍ଟରର ରଙ୍ଗ ସଂକେତ ହେଉଛି – A) ହଳଦିଆ-ବାଇଗଣୀ-କମଳା-ରୂପା
    B) ହଳଦିଆ-ବାଇଗଣୀ-ହଳଦିଆ-ରୂପା
    C) ହଳଦିଆ-ବାଇଗଣୀ-ନାଲି-ରୂପା
    D) ହଳଦିଆ-ବାଇଗଣୀ-କଳା-ସୁନା

ଉତ୍ତର: B
ସମାଧାନ: 47 × 10³ Ω → 4-7-4 (ହଳଦିଆ-ବାଇଗଣୀ-ହଳଦିଆ) ଏବଂ ରୂପା = ±10%.
ଶର୍ଟକଟ୍: “4-7-0000” → 4,7,4 ବ୍ୟାଣ୍ଡ।
ଧାରଣା ଟ୍ୟାଗ୍: ରେଜିଷ୍ଟର ରଙ୍ଗ ସଂକେତ।

  1. 1.5 V emf ର ଏକ ସେଲ୍ 4 Ω ବାହ୍ୟ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ ମାଧ୍ୟମରେ 0.3 A ଯୋଗାଏ। ଏହାର ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ ହେବ – A) 0.5 Ω
    B) 1 Ω
    C) 1.5 Ω
    D) 2 Ω

ଉତ୍ତର: B
ସମାଧାନ: V = I(R+r) ⇒ 1.5 = 0.3(4+r) ⇒ 5 = 4+r ⇒ r = 1 Ω.
ଶର୍ଟକଟ୍: 0.3 A × 4 Ω = 1.2 V ଡ୍ରପ୍ R ରେ; ବାକି 0.3 V r ରେ → r = 0.3 V/0.3 A = 1 Ω.
ଧାରଣା ଟ୍ୟାଗ୍: ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍।

  1. କେଉଁ ପଦାର୍ଥର ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ ର ନକାରାତ୍ମକ ତାପମାତ୍ରା ଗୁଣାଙ୍କ ଅଛି? A) ତମ୍ବା
    B) ନିକ୍ରୋମ୍
    C) ଜର୍ମାନିୟମ୍
    D) ଟଙ୍ଗଷ୍ଟେନ୍

ଉତ୍ତର: C
ସମାଧାନ: ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର (Ge) ତାପମାତ୍ରା ବଢ଼ିଲେ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ ↓ ଦେଖାଏ।
ଶର୍ଟକଟ୍: “NTC = Semiconductor”.
ଧାରଣା ଟ୍ୟାଗ୍: ତାପମାତ୍ରା ଗୁଣାଙ୍କ।

୫ଟି ପୂର୍ବତନ ବର୍ଷର ପ୍ରଶ୍ନ

  1. ଶ୍ରେଣୀ ସଂଯୋଗରେ ଦୁଇଟି 2 Ω ରେଜିଷ୍ଟର ଏବଂ ସେହିପରି ଦୁଇଟି ସଂଯୋଗ ସମାନ୍ତରାଳରେ। ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ ହେବ – [RRB NTPC 2021] A) 1 Ω
    B) 2 Ω
    C) 4 Ω
    D) 8 Ω

ଉତ୍ତର: B
ସମାଧାନ: ପ୍ରତ୍ୟେକ ଶ୍ରେଣୀ ଶାଖା = 2+2 = 4 Ω; ସମାନ୍ତରାଳରେ ଦୁଇଟି 4 Ω → 2 Ω.
ଶର୍ଟକଟ୍: ସମମିତି → ହାରାହାରି ମୂଲ୍ୟ।
ଧାରଣା ଟ୍ୟାଗ୍: ଶ୍ରେଣୀ-ସମାନ୍ତରାଳ କମ୍ବୋ।

  1. 2 ମିନିଟ୍ ରେ ଏକ 60 W ବଲ୍ବ ଦ୍ୱାରା ବ୍ୟବହୃତ ଶକ୍ତି ହେବ – [RRB Group-D 2019] A) 120 J
    B) 720 J
    C) 7200 J
    D) 1200 J

ଉତ୍ତର: C
ସମାଧାନ: E = P t = 60 W × 120 s = 7200 J.
ଶର୍ଟକଟ୍: 60 × 120 = 7200.
ଧାରଣା ଟ୍ୟାଗ୍: ଶକ୍ତି = P × t.

  1. ଏକ 200 V, 5 A ମୋଟର 20 s ରେ ଏକ ଭାର ଉଠାଏ। କରାଯାଇଥିବା କାର୍ଯ୍ୟ ହେବ – [RRB JE 2015] A) 20 kJ
    B) 2 kJ
    C) 10 kJ
    D) 200 kJ

ଉତ୍ତର: A
ସମାଧାନ: W = V I t = 200 × 5 × 20 = 20 000 J = 20 kJ.
ଶର୍ଟକଟ୍: 200 × 5 = 1000; ×20 = 20 kJ.
ଧାରଣା ଟ୍ୟାଗ୍: ବିଦ୍ୟୁତ କାର୍ଯ୍ୟ।

  1. ଏକ ଫ୍ୟୁଜ୍ ତାରର ଅଛି – [RRB NTPC 2016] A) ଉଚ୍ଚ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍, ଉଚ୍ଚ ତରଳାଙ୍କ
    B) ନିମ୍ନ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍, ନିମ୍ନ ତରଳାଙ୍କ
    C) ଉଚ୍ଚ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍, ନିମ୍ନ ତରଳାଙ୍କ
    D) ନିମ୍ନ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍, ଉଚ୍ଚ ତରଳାଙ୍କ

ଉତ୍ତର: C
ସମାଧାନ: ଏହା ଶୀଘ୍ର ତରଳିବା ଉଚିତ୍ → ନିମ୍ନ ତରଳାଙ୍କ; କରେଣ୍ଟ୍ ସୀମିତ କରିବା → ଉଚ୍ଚ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍।
ଶର୍ଟକଟ୍: “ଫ୍ୟୁଜ୍ = ଉଚ୍ଚ R, ନିମ୍ନ mp”.
ଧାରଣା ଟ୍ୟାଗ୍: ଫ୍ୟୁଜ୍ ଗୁଣ।

  1. ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଶକ୍ତିର ବାଣିଜ୍ୟିକ ଏକକ ହେଉଛି – [RRB ALP 2018] A) ୱାଟ୍
    B) ଜୁଲ୍
    C) କିଲୋୱାଟ୍-ଘଣ୍ଟା
    D) କିଲୋୱାଟ୍

ଉତ୍ତର: C
ସମାଧାନ: 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J.
ଶର୍ଟକଟ୍: “ବିଲ୍ ଏକକ = kWh”.
ଧାରଣା ଟ୍ୟାଗ୍: ଶକ୍ତି ଏକକ।

ଦ୍ରୁତ ଟ୍ରିକ୍ ଏବଂ ଶର୍ଟକଟ୍

ପରିସ୍ଥିତି ଶର୍ଟକଟ୍ ଉଦାହରଣ
ସମାନ୍ତରାଳରେ ସମାନ ରେଜିଷ୍ଟର R_total = R / n ସମାନ୍ତରାଳରେ 4 × 10 Ω → 2.5 Ω
ଭିନ୍ନ ଭୋଲ୍ଟେଜ୍ରେ ଶକ୍ତି P_new = P_old × (V_new/V_old)² 110 V ରେ 100 W ବଲ୍ବ → 25 W
କ୍ୟାଲୋରିରେ ଦ୍ରୁତ ତାପ H(cal) ≈ 0.24 I² R t 2 A, 5 Ω, 10 s → 0.24×200 ≈ 48 cal
ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ r = (E – V)/I E = 1.5 V, V = 1.2 V, I = 0.3 A → r = 1 Ω
ରଙ୍ଗ-ସଂକେତ 3ୟ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ମୂଲ୍ୟ ସହିତ ସମାନ ସଂଖ୍ୟକ ଶୂନ୍ୟ ଯୋଡନ୍ତୁ ହଳଦିଆ (4) → 0000 → 10⁴

ଏଡ଼େଇବା ପାଇଁ ସାଧାରଣ ଭୁଲଗୁଡ଼ିକ

ଭୁଲ ଛାତ୍ରମାନେ କାହିଁକି ଏହା କରନ୍ତି ସଠିକ୍ ପଦ୍ଧତି
ଜୁଲ୍ଙ୍କ ନିୟମରେ କରେଣ୍ଟ୍ ବର୍ଗ କରିବା ଭୁଲିଯିବା P = VI ସହିତ H = I²Rt କୁ ଗୋଳମାଳ କରନ୍ତି ସର୍ବଦା ଯାଞ୍ଚ କରନ୍ତୁ କେଉଁ ସୂତ୍ର ପଚରାଯାଇଛି; ତାପ ପାଇଁ I² ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତୁ
ସମାନ୍ତରାଳ ବଲ୍ବ ପାଇଁ ଭୁଲ ସୂତ୍ର ବ୍ୟବହାର ଶକ୍ତିଗୁଡ଼ିକ ସିଧାସଳଖ ଯୋଗ ହୁଏ ବୋଲି ଧାରଣା କରନ୍ତି ଶକ୍ତିଗୁଡ଼ିକ କେବଳ ଯେତେବେଳେ ଭୋଲ୍ଟେଜ୍ ସମାନ ହୁଏ ସେତେବେଳେ ଯୋଗ ହୁଏ; ପ୍ରଥମେ କରେଣ୍ଟ୍ ପୁନଃ ଗଣନା କରନ୍ତୁ
ସେଲ୍ରେ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ୍ ଅଗ୍ରାହ୍ୟ କରିବା ଟର୍ମିନାଲ୍ ଭୋଲ୍ଟେଜ୍ = emf ବୋଲି ଧରନ୍ତି Ir ଡ୍ରପ୍ ବାଦ ଦିଅନ୍ତୁ: V = E – Ir
kWh କୁ ଜୁଲ୍ ସହିତ ମିଶାଇବା kWh ହେଉଛି 3.6 × 10⁶ J, 1000 J ନୁହେଁ SI ଏକକରେ ପଚରାଗଲେ କେବଳ ଜୁଲ୍ରେ ରୂପାନ୍ତରିତ କରନ୍ତୁ

ଦ୍ରୁତ ସମୀକ୍ଷା ଫ୍ଲାସ୍ କାର୍ଡଗୁଡ଼ିକ

ଆଗ ପଛ
ଓମ୍ଙ୍କ ନିୟମ ବିବୃତି V = IR ସ୍ଥିର ତାପମାତ୍ରାରେ
ରେଜିଷ୍ଟିଭିଟିର SI ଏକକ ଓମ୍-ମିଟର (Ω-m)
ଚାଳକତା ସୂତ୍ର G = 1/R (ସିମେନ୍)
V ଏବଂ R ରେ ଶକ୍ତି P = V²/R
kWh ରେ ଶକ୍ତି ଜୁଲ୍ରେ 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J
ଫ୍ୟୁଜ୍ ତାର ଗୁଣ ଉଚ୍ଚ R, ନିମ୍ନ ତରଳାଙ୍କ
କିର୍ଚଫ୍ଙ୍କ 1ମ ନିୟମ ΣI_in = ΣI_out (ଜଙ୍କସନ୍ ନିୟମ)
କିର୍ଚଫ୍ଙ୍କ 2ୟ ନିୟମ ΣIR = ΣEMF (ଲୁପ୍ ନିୟମ)
ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟରର ତାପମାତ୍ରା ଗୁଣାଙ୍କ ନକାରାତ୍ମକ
ଶକ୍ତିର ବାଣିଜ୍ୟିକ ଏକକ କିଲୋୱାଟ୍-ଘଣ୍ଟା