ఫిజిక్స్ ఎలక్ట్రిసిటీ

కీలక భావనలు & సూత్రాలు

# భావన త్వరిత వివరణ
1 ఓమ్ నియమం V = I × R (వోల్టేజ్ = కరెంట్ × రెసిస్టెన్స్) – స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద మరియు ఓమిక్ కండక్టర్లకు మాత్రమే పనిచేస్తుంది.
2 సిరీస్లో రెసిస్టెన్స్ R_total = R₁ + R₂ + … (కరెంట్ ఒకేలా ఉంటుంది, వోల్టేజ్ విభజించబడుతుంది)
3 పారలల్లో రెసిస్టెన్స్ 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + … (వోల్టేజ్ ఒకేలా ఉంటుంది, కరెంట్ విభజించబడుతుంది)
4 ఎలక్ట్రిక్ పవర్ P = V I = I² R = V²/R (యూనిట్లు: వాట్)
5 జౌల్ యొక్క వేడి నియమం H = I² R t (వేడి ∝ కరెంట్ యొక్క వర్గం)
6 స్పెసిఫిక్ రెసిస్టెన్స్ ρ = R A / l (మెటీరియల్ ప్రాపర్టీ, యూనిట్ Ω-m)
7 కండక్టెన్స్ G = 1/R (యూనిట్: సీమెన్, S)

10 ప్రాక్టీస్ MCQలు

  1. ఒక 220 V, 100 W బల్బ్ 110 Vకి కనెక్ట్ చేయబడింది. వినియోగించబడే పవర్ ఇలా ఉంటుంది – A) 100 W
    B) 75 W
    C) 50 W
    D) 25 W

సమాధానం: D
సాధన: బల్బ్ యొక్క రెసిస్టెన్స్ R = V²/P = 220²/100 = 484 Ω. కొత్త పవర్ P′ = V′²/R = 110²/484 = 25 W.
శార్ట్కట్: P ∝ V²; వోల్టేజ్ సగం చేయబడింది → పవర్ (½)² = ¼ అవుతుంది.
కాన్సెప్ట్ ట్యాగ్: వోల్టేజ్తో పవర్ స్కేలింగ్.

  1. పారలల్లో మూడు 6 Ω రెసిస్టర్లు మొత్తం రెసిస్టెన్స్ ఇస్తాయి – A) 18 Ω
    B) 6 Ω
    C) 2 Ω
    D) 0.5 Ω

సమాధానం: C
సాధన: 1/R = 1/6 + 1/6 + 1/6 = 3/6 ⇒ R = 2 Ω.
శార్ట్కట్: పారలల్లో n సమాన రెసిస్టర్లు R → R_total = R/n.
కాన్సెప్ట్ ట్యాగ్: పారలల్ గ్రూపింగ్.

  1. స్పెసిఫిక్ రెసిస్టెన్స్ యూనిట్ – A) Ω
    B) Ω-m
    C) Ω/m
    D) mho-m

సమాధానం: B
సాధన: ρ = R A / l → Ω × m² / m = Ω-m.
శార్ట్కట్: “rho-unit = ohm-metre” గుర్తుంచుకోండి.
కాన్సెప్ట్ ట్యాగ్: స్పెసిఫిక్ రెసిస్టెన్స్ యూనిట్.

  1. 10 s పాటు 5 Ω రెసిస్టర్ ద్వారా 2 A కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది. ఉత్పత్తి అయిన వేడి – A) 50 J
    B) 100 J
    C) 200 J
    D) 500 J

సమాధానం: C
సాధన: H = I² R t = 2² × 5 × 10 = 200 J.
శార్ట్కట్: ముందుగా కరెంట్ను వర్గీకరించండి (2² = 4) తర్వాత గుణించండి.
కాన్సెప్ట్ ట్యాగ్: జౌల్ హీటింగ్.

  1. కిర్చోఫ్ యొక్క రెండవ నియమం ఈ సంరక్షణపై ఆధారపడి ఉంటుంది – A) ఛార్జ్
    B) ఎనర్జీ
    C) మొమెంటం
    D) ద్రవ్యరాశి

సమాధానం: B
సాధన: ΣIR = ΣEMF → క్లోజ్డ్ లూప్లో పని/శక్తి బ్యాలెన్స్.
శార్ట్కట్: “K-2 = ఎనర్జీ”.
కాన్సెప్ట్ ట్యాగ్: కిర్చోఫ్ యొక్క నియమాలు.

  1. ఒక 1 kW హీటర్ 220 V పై పనిచేస్తుంది. తీసుకున్న కరెంట్ సుమారుగా – A) 0.22 A
    B) 2.2 A
    C) 4.5 A
    D) 22 A

సమాధానం: C
సాధన: I = P/V = 1000/220 ≈ 4.5 A.
శార్ట్కట్: 1000 ÷ 220 ≈ 100 ÷ 22 ≈ 4.5.
కాన్సెప్ట్ ట్యాగ్: పవర్ నుండి కరెంట్.

  1. ఒక వైర్ యొక్క రెసిస్టెన్స్ 10 Ω. దాని పొడవును రెట్టింపు చేసి, ప్రాంతాన్ని సగం చేస్తే, కొత్త రెసిస్టెన్స్ – A) 5 Ω
    B) 10 Ω
    C) 20 Ω
    D) 40 Ω

సమాధానం: D
సాధన: R ∝ l/A; l → 2l, A → A/2 ⇒ R_new = 10 × (2/0.5) = 10 × 4 = 40 Ω.
శార్ట్కట్: “పొడవును రెట్టింపు చేయండి & ప్రాంతాన్ని సగం చేయండి → 4× రెసిస్టెన్స్”.
కాన్సెప్ట్ ట్యాగ్: రెసిస్టెన్స్ జ్యామితి.

  1. 47 kΩ ±10% రెసిస్టర్ యొక్క కలర్ కోడ్ – A) పసుపు-ఊదా-నారింజ-వెండి
    B) పసుపు-ఊదా-పసుపు-వెండి
    C) పసుపు-ఊదా-ఎరుపు-వెండి
    D) పసుపు-ఊదా-నలుపు-బంగారం

సమాధానం: B
సాధన: 47 × 10³ Ω → 4-7-4 (పసుపు-ఊదా-పసుపు) & వెండి = ±10%.
శార్ట్కట్: “4-7-0000” → 4,7,4 బ్యాండ్లు.
కాన్సెప్ట్ ట్యాగ్: రెసిస్టర్ కలర్ కోడ్.

  1. 1.5 V emf యొక్క సెల్ బాహ్య 4 Ω రెసిస్టెన్స్ ద్వారా 0.3 A సరఫరా చేస్తుంది. దాని అంతర్గత రెసిస్టెన్స్ – A) 0.5 Ω
    B) 1 Ω
    C) 1.5 Ω
    D) 2 Ω

సమాధానం: B
సాధన: V = I(R+r) ⇒ 1.5 = 0.3(4+r) ⇒ 5 = 4+r ⇒ r = 1 Ω.
శార్ట్కట్: 0.3 A × 4 Ω = R అంతటా 1.2 V డ్రాప్; r అంతటా మిగిలిన 0.3 V → r = 0.3 V/0.3 A = 1 Ω.
కాన్సెప్ట్ ట్యాగ్: అంతర్గత రెసిస్టెన్స్.

  1. ఏ పదార్థానికి రెసిస్టెన్స్ యొక్క నెగటివ్ టెంపరేచర్ కోఎఫీషియంట్ ఉంటుంది? A) రాగి
    B) నిక్రోమ్
    C) జెర్మేనియం
    D) టంగ్స్టన్

సమాధానం: C
సాధన: సెమీకండక్టర్లు (Ge) ఉష్ణోగ్రత ↑ తో రెసిస్టెన్స్ ↓ చూపిస్తాయి.
శార్ట్కట్: “NTC = సెమీకండక్టర్”.
కాన్సెప్ట్ ట్యాగ్: టెంపరేచర్ కోఎఫీషియంట్.

5 మునుపటి సంవత్సర ప్రశ్నలు

  1. సిరీస్లో రెండు 2 Ω రెసిస్టర్లు మరియు పారలల్లో రెండు అటువంటి కలయికలు. ఎఫెక్టివ్ రెసిస్టెన్స్ – [RRB NTPC 2021] A) 1 Ω
    B) 2 Ω
    C) 4 Ω
    D) 8 Ω

సమాధానం: B
సాధన: ప్రతి సిరీస్ బ్రాంచ్ = 2+2 = 4 Ω; పారలల్లో రెండు 4 Ω → 2 Ω.
శార్ట్కట్: సమరూపత → సగటు విలువ.
కాన్సెప్ట్ ట్యాగ్: సిరీస్-పారలల్ కాంబో.

  1. 2 నిమిషాల్లో 60 W బల్బ్ ద్వారా వినియోగించబడిన శక్తి – [RRB Group-D 2019] A) 120 J
    B) 720 J
    C) 7200 J
    D) 1200 J

సమాధానం: C
సాధన: E = P t = 60 W × 120 s = 7200 J.
శార్ట్కట్: 60 × 120 = 7200.
కాన్సెప్ట్ ట్యాగ్: శక్తి = P × t.

  1. ఒక 200 V, 5 A మోటార్ 20 sలో లోడ్ను లిఫ్ట్ చేస్తుంది. చేసిన పని – [RRB JE 2015] A) 20 kJ
    B) 2 kJ
    C) 10 kJ
    D) 200 kJ

సమాధానం: A
సాధన: W = V I t = 200 × 5 × 20 = 20 000 J = 20 kJ.
శార్ట్కట్: 200 × 5 = 1000; ×20 = 20 kJ.
కాన్సెప్ట్ ట్యాగ్: ఎలక్ట్రికల్ పని.

  1. ఫ్యూజ్ వైర్కు ఉంటుంది – [RRB NTPC 2016] A) అధిక రెసిస్టెన్స్, అధిక మెల్టింగ్ పాయింట్
    B) తక్కువ రెసిస్టెన్స్, తక్కువ మెల్టింగ్ పాయింట్
    C) అధిక రెసిస్టెన్స్, తక్కువ మెల్టింగ్ పాయింట్
    D) తక్కువ రెసిస్టెన్స్, అధిక మెల్టింగ్ పాయింట్

సమాధానం: C
సాధన: ఇది త్వరగా కరగాలి → తక్కువ mp; కరెంట్ను పరిమితం చేయండి → అధిక రెసిస్టెన్స్.
శార్ట్కట్: “ఫ్యూజ్ = అధిక R, తక్కువ mp”.
కాన్సెప్ట్ ట్యాగ్: ఫ్యూజ్ ప్రాపర్టీస్.

  1. ఎలక్ట్రికల్ ఎనర్జీ యొక్క కామర్షియల్ యూనిట్ – [RRB ALP 2018] A) వాట్
    B) జౌల్
    C) కిలోవాట్-గంట
    D) కిలోవాట్

సమాధానం: C
సాధన: 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J.
శార్ట్కట్: “బిల్ యూనిట్ = kWh”.
కాన్సెప్ట్ ట్యాగ్: ఎనర్జీ యూనిట్లు.

స్పీడ్ ట్రిక్స్ & శార్ట్కట్లు

పరిస్థితి శార్ట్కట్ ఉదాహరణ
పారలల్లో సమాన రెసిస్టర్లు R_total = R / n పారలల్లో 4 × 10 Ω → 2.5 Ω
వేరే వోల్టేజ్ వద్ద పవర్ P_new = P_old × (V_new/V_old)² 110 V పై 100 W బల్బ్ → 25 W
కేలరీలలో త్వరిత వేడి H(cal) ≈ 0.24 I² R t 2 A, 5 Ω, 10 s → 0.24×200 ≈ 48 cal
అంతర్గత రెసిస్టెన్స్ r = (E – V)/I E = 1.5 V, V = 1.2 V, I = 0.3 A → r = 1 Ω
కలర్-కోడ్ 3వ బ్యాండ్ బ్యాండ్ విలువకు సమానమైన సున్నాలను జోడించండి పసుపు (4) → 0000 → 10⁴

తప్పించుకోవాల్సిన సాధారణ తప్పులు

తప్పు విద్యార్థులు ఎందుకు చేస్తారు సరైన విధానం
జౌల్ నియమంలో కరెంట్ను వర్గీకరించడం మర్చిపోవడం P = VI తో H = I²Rt గందరగోళం చేయడం ఏ సూత్రం అడిగారో ఎల్లప్పుడూ తనిఖీ చేయండి; వేడి I² ని ఉపయోగిస్తుంది
పారలల్ బల్బ్లకు తప్పు సూత్రాన్ని ఉపయోగించడం పవర్లు నేరుగా జోడించబడతాయని ఊహించడం వోల్టేజ్లు ఒకేలా ఉన్నప్పుడు మాత్రమే పవర్లు జోడించబడతాయి; ముందుగా కరెంట్ను తిరిగి లెక్కించండి
సెల్లలో అంతర్గత రెసిస్టెన్స్ను విస్మరించడం టెర్మినల్ వోల్టేజ్ = emf గా భావించడం Ir డ్రాప్ను తీసివేయండి: V = E – Ir
kWh ని జౌల్లతో కలపడం kWh 3.6 × 10⁶ J, 1000 J కాదు SI యూనిట్లలో అడిగినప్పుడు మాత్రమే జౌల్లకు మార్చండి

త్వరిత రివిజన్ ఫ్లాష్కార్డ్లు

ఫ్రంట్ బ్యాక్
ఓమ్ నియమం స్టేట్మెంట్ స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద V = IR
రెసిస్టివిటీ యొక్క SI యూనిట్ ఓమ్-మీటర్ (Ω-m)
కండక్టెన్స్ సూత్రం G = 1/R (సీమెన్)
V & R పరంగా పవర్ P = V²/R
జౌల్లలో kWh నుండి శక్తి 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J
ఫ్యూజ్ వైర్ ప్రాపర్టీ అధిక R, తక్కువ మెల్టింగ్ పాయింట్
కిర్చోఫ్ యొక్క 1వ నియమం ΣI_in = ΣI_out (జంక్షన్ రూల్)
కిర్చోఫ్ యొక్క 2వ నియమం ΣIR = ΣEMF (లూప్ రూల్)
సెమీకండక్టర్ యొక్క టెంపరేచర్ కోఎఫీషియంట్ నెగటివ్
శక్తి యొక్క కామర్షియల్ యూనిట్ కిలోవాట్-గంట