सारांश
कक्षा 12 भौतिकी एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 3, "विद्युत धारा", चालकों में विद्युत आवेश के प्रवाह, ओम का नियम (V = RI), प्रतिरोधकता, इलेक्ट्रॉनों का अपवाह वेग, किरखहोफ के नियम तथा व्हीटस्टोन सेतु जैसे परिपथ-विश्लेषण उपकरणों को समझाता है।
- विद्युत धारा वास्तव में क्या है — अध्याय स्थिर आवेश से गतिमान आवेश की ओर बढ़ता है — धारा को प्रति एकांक समय प्रवाहित आवेश के रूप में परिभाषित करता है और तारों में सामान्य प्रवाह को आरोपित क्षेत्र के अंतर्गत मुक्त इलेक्ट्रॉनों के अपवाह से जोड़ता है।
- ओम का नियम और प्रतिरोध — अध्याय ओम का नियम सूक्ष्म चित्र से व्युत्पन्न करता है — दर्शाता है कि प्रतिरोध किसी पदार्थ की प्रतिरोधकता और ज्यामिति से उत्पन्न होता है, और ताप के साथ प्रतिरोधकता धातुओं और अर्धचालकों में अलग-अलग प्रकार से बदलती है।
- वास्तविक सेल और शक्ति — स्रोतों को विद्युत वाहक बल (EMF) और आंतरिक प्रतिरोध के माध्यम से यथार्थवादी रूप में देखा जाता है — टर्मिनल वोल्टता की व्याख्या होती है और यह बताया जाता है कि परिपथ में विद्युतीय ऊर्जा कैसे ऊष्मा में परिवर्तित होती है।
- जटिल परिपथों का विश्लेषण — किरखहोफ के संधि नियम और पाश नियम उन नेटवर्कों के लिए एक व्यवस्थित विधि देते हैं जिन्हें अकेला ओम का नियम हल नहीं कर सकता — अज्ञात प्रतिरोधों के मापन के लिए व्हीटस्टोन सेतु जैसे उपकरणों में इनका उपयोग होता है।
मुख्य बिंदु और सूत्र
- 01विद्युत धारा को अनुप्रस्थ-काट से प्रति एकांक समय में प्रवाहित कुल आवेश के रूप में परिभाषित किया जाता है: स्थिर धारा के लिए I = Q/t और तात्क्षणिक I = lim(ΔQ/Δt) जब Δt→0।
- 02ओम का नियम: V = RI, जहाँ प्रतिरोध R = ρl/A; प्रतिरोधकता ρ पदार्थ और ताप पर निर्भर करती है, न कि चालक के आयामों पर।
- 03वैद्युत क्षेत्र E के अंतर्गत इलेक्ट्रॉनों का अपवाह वेग vd = –eEτ/m होता है, जहाँ τ श्रांति (औसत संघट्ट) काल है, जिससे चालकता σ = ne²τ/m प्राप्त होती है।
- 04धातुओं की प्रतिरोधकता ताप के साथ बढ़ती है (ρT = ρ0[1 + α(T – T0)]), जबकि अर्धचालकों की प्रतिरोधकता ताप बढ़ने पर घटती है।
- 05EMF ε और आंतरिक प्रतिरोध r वाले सेल को बाहरी प्रतिरोध R से जोड़ने पर धारा I = ε/(R + r) और टर्मिनल वोल्टता V = ε – Ir होती है।
- 06किरखहोफ के नियम — संधि नियम (संधि में प्रवेश करने वाली धाराओं का योग बाहर जाने वाली धाराओं के बराबर) और पाश नियम (किसी भी बंद पाश में विभव-परिवर्तनों का बीजीय योग शून्य) — जटिल परिपथों के विश्लेषण को सक्षम बनाते हैं; व्हीटस्टोन सेतु की संतुलन शर्त R1/R2 = R3/R4 है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
01इलेक्ट्रॉनों का अपवाह वेग क्या है और यह इतना कम होने पर भी धाराएँ इतनी बड़ी क्यों होती हैं?
अपवाह वेग वह छोटा औसत निवल वेग है (vd = eEτ/m) जो इलेक्ट्रॉन वैद्युत क्षेत्र के विपरीत दिशा में प्राप्त करते हैं, जो उनके बड़े यादृच्छिक ऊष्मीय वेगों पर अध्यारोपित होता है। यह सामान्य धाराओं के लिए ~10⁻³ m/s होता है, फिर भी धाराएँ बड़ी हो सकती हैं क्योंकि धातुओं में मुक्त इलेक्ट्रॉन संख्या घनत्व (~10²⁸–10²⁹ प्रति m³) अत्यंत अधिक है — इसलिए अत्यल्प अपवाह से भी प्रति सेकंड बहुत अधिक आवेश प्रवाहित होता है।
02सेल के EMF और टर्मिनल वोल्टता में क्या अंतर है?
EMF (ε) किसी सेल के धनात्मक और ऋणात्मक सिरों के बीच विभवांतर है जब कोई धारा नहीं बहती (खुला परिपथ)। टर्मिनल वोल्टता V = ε – Ir वह वास्तविक वोल्टता है जो सिरों पर उपलब्ध होती है जब I धारा बहती है — यह सेल के आंतरिक प्रतिरोध r पर वोल्टेज-पतन Ir के कारण कम हो जाती है।
03ओम का नियम किन परिस्थितियों में लागू नहीं होता?
ओम का नियम विफल होता है जब (a) V, I के समानुपाती नहीं होता (जैसे धारा के साथ प्रतिरोध बढ़ता हो), (b) V-I संबंध V के चिह्न पर निर्भर हो, जैसे डायोड (दिष्टकारी) में, या (c) V और I के बीच संबंध अद्वितीय न हो, जैसा GaAs में देखा जाता है जहाँ एक ही धारा के लिए एकाधिक वोल्टेज मान संभव हैं।
04क्या एनसीईआरटी कक्षा 12 भौतिकी अध्याय 3 की पीडीएफ निःशुल्क डाउनलोड होती है?
हाँ, एनसीईआरटी कक्षा 12 भौतिकी भाग I अध्याय 3 की पीडीएफ ncerthindi.com पर बिल्कुल निःशुल्क डाउनलोड की जा सकती है।
More chapters in भौतिकी
भौतिकी — कक्षा 12 भौतिक विज्ञान की NCERT पाठ्यपुस्तक (2026-27 संस्करण) — का अध्याय 3 ऑनलाइन मुफ़्त पढ़ें: NCERT द्वारा प्रकाशित पूरा अध्याय, हर चित्र, हल किए गए उदाहरण और अभ्यास के साथ, चरण-दर-चरण समाधान, उत्तर और रिवीजन नोट्स के साथ। ऊपर दी गई NCERT PDF खोलें, या सभी NCERT कक्षा 12 पाठ्यपुस्तकें देखें।