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General SciencePhysics: Electricity

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एक हीटर 5 A की धारा और 220 V के वोल्टेज पर काम करता है। 10 मिनट में खपत की गई विद्युत ऊर्जा क्या है?

66,000 जूल

11,000 जूल

660,000 जूल

1,100 जूल

Correct Answer

⚙️ TE • Technical अवधारणा और सिद्धांतGeneral SciencePhysics: Electricity

660,000 जूल

Quick Summary:

विद्युत ऊर्जा, शक्ति और समय का गुणनफल होती है। चूंकि शक्ति, वोल्टेज और धारा का गुणनफल है, इसलिए कुल खपत ऊर्जा की गणना $E = V \times I \times t$ द्वारा की जाती है।

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🔬SCScience Solutionअवधारणा और सिद्धांत

💡 Explanation

💡 Everyday Analogy (Real-World Intuition)

विद्युत ऊर्जा को एक टैंक भरने जैसा समझें: वोल्टेज पानी का दबाव है, धारा प्रवाह की दर है, और समय वह अवधि है जिसके लिए आप नल खुला छोड़ते हैं; टैंक में कुल पानी ही कुल उपयोग की गई ऊर्जा है।

🧠 Memory Mnemonic / Shortcut Aid

VIT: ऊर्जा $E = V \times I \times t$

🔢 Key Formulas

$P = V \times I$ — विद्युत शक्ति का सूत्र

$E = P \times t$ — विद्युत ऊर्जा का सूत्र

$E = V \times I \times t$ — संयुक्त ऊर्जा का सूत्र

⚙️ Working Principle

विद्युत तापन का सिद्धांत जूल के तापन नियम पर आधारित है। जब धारा $I$ , विभवान्तर $V$ के तहत $R$ प्रतिरोध वाले उपकरण से होकर बहती है, तो अन्य रूपों (मुख्य रूप से ऊष्मा) में परिवर्तित विद्युत ऊर्जा, धारा के प्रवाह की अवधि $t$ द्वारा निर्धारित होती है। यहाँ, $E = P \times t = (V \times I) \times t$ है।

📌 Key Points

▸
ऊर्जा की SI इकाई जूल ( $J$ ) है, जो $1 \text{ Watt} \times 1 \text{ second}$ के बराबर होती है।
▸
समय को मिनट से सेकंड में बदलना आवश्यक है: $10 \text{ min} = 10 \times 60 \text{ s} = 600 \text{ s}$ ।
▸
गणना इस प्रकार है: $E = 220 \text{ V} \times 5 \text{ A} \times 600 \text{ s} = 660,000 \text{ J}$ ।

✅ Advantages

▸
बिलिंग के लिए बिजली की खपत की सटीक गणना करने की अनुमति देता है।
▸
विद्युत उपकरणों के लिए उपयुक्त फ्यूज और वायरिंग चुनने में मदद करता है।

🛠️ Applications / Uses

▸
घरों में बिजली के बिलों की गणना।
▸
रसोई के उपकरणों के लिए हीटिंग तत्वों को डिजाइन करना।

📄 Additional Information

▸
DC सर्किट में शक्ति के लिए आनुपातिकता स्थिरांक $1$ होता है।
▸
विकल्प A मिनट को सेकंड में बदलना भूलने के कारण आता है ( $220 \times 5 \times 10 = 11,000$ , फिर गलत तरीके से 6 से गुणा करना या गलत इकाइयों का उपयोग करना)।
▸
विकल्प B मिनट को सेकंड में न बदलने के कारण आता है ( $220 \times 5 \times 10 = 11,000$ J)।

📊 Diagram / Illustration

✅

C सही है — कुल खपत की गई ऊर्जा $660,000$ जूल है, जिसे $220 \text{ V}$ , $5 \text{ A}$ , और $600 \text{ s}$ का गुणा करके प्राप्त किया जाता है।

Core Concepts Used

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विद्युत शक्ति विद्युत ऊर्जा समय रूपांतरण

💡 EXAM TIP

जूल में ऊर्जा की गणना करते समय हमेशा सुनिश्चित करें कि समय सेकंड में हो, क्योंकि वाट को जूल प्रति सेकंड के रूप में परिभाषित किया गया है।

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