एक इलेक्ट्रिक पंखा लंबे समय तक लगातार उपयोग किए जाने पर गर्म हो जाता है। यह निम्न के कारण होता है:

Question

Examoogle · Accepted Answer

The correct answer is C: पंखे में प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा का ऊष्मीय प्रभाव. एक इलेक्ट्रिक पंखा जूल के ऊष्मीय प्रभाव (Joule heating effect) के कारण गर्म हो जाता है। जैसे ही विद्युत धारा पंखे की मोटर की तांबे की वाइंडिंग (कुंडली) से होकर बहती है, उसे प्रतिरोध का सामना करना पड़ता है, जिससे विद्युत ऊर्जा ऊष्मीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
एक इलेक्ट्रिक पंखा जूल के ऊष्मीय प्रभाव (Joule heating effect) के कारण गर्म हो जाता है। जैसे ही विद्युत धारा पंखे की मोटर की तांबे की वाइंडिंग (कुंडली) से होकर बहती है, उसे प्रतिरोध का सामना करना पड़ता है, जिससे विद्युत ऊर्जा ऊष्मीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।

Working Principle: जूल के तापन नियम के अनुसार, एक चालक में उत्पन्न ऊष्मा, धारा के वर्ग ($I^2$), प्रतिरोध ($R$), और उस समय ($t$) के सीधे आनुपातिक होती है जिसके लिए धारा प्रवाहित होती है। जैसे-जैसे पंखा चलता है, आंतरिक मोटर की कुंडली का विद्युत प्रतिरोध ऊर्जा को ऊष्मा के रूप में समाप्त करता है, जो लगातार उपयोग के दौरान जमा होती रहती है।

Key Formulas: $H = I^2Rt$ — जहाँ $H$ ऊष्मीय ऊर्जा है, $I$ विद्युत धारा है, $R$ प्रतिरोध है, और $t$ समय है।

Key Points: विद्युत प्रतिरोध वह अंतर्निहित गुण है जो ऊष्मा पैदा करता है।; मोटर की कुंडली में तांबे के तार का उपयोग किया जाता है क्योंकि इसका प्रतिरोध कम होता है, लेकिन यह शून्य नहीं होता।; प्रतिरोधी सर्किट में ऊर्जा रूपांतरण के दौरान ऊष्मा का ह्रास एक अपरिहार्य उप-उत्पाद है।

Disadvantages: अवांछित ऊष्मा के रूप में ऊर्जा की हानि।; लंबे समय तक थर्मल तनाव के कारण इंसुलेशन सामग्री पर संभावित टूट-फूट।

Applications: इलेक्ट्रिक मोटर; इलेक्ट्रिक हीटर; तापदीप्त बल्ब (Incandescent bulbs)

Additional Info: प्रतिरोध ($R$) तार की सामग्री, लंबाई और अनुप्रस्थ काट के क्षेत्रफल पर निर्भर करता है।. विकल्प A और B गलत हैं क्योंकि पंखे की घूर्णन गति यांत्रिक आउटपुट और वायु विस्थापन को प्रभावित करती है, लेकिन यह विद्युत प्रतिरोध की तुलना में ऊष्मा उत्पादन का प्राथमिक कारण नहीं है।. विकल्प D गलत है क्योंकि परिवेश का तापमान ऊष्मा के क्षय को प्रभावित कर सकता है, लेकिन यह पंखे की आंतरिक ऊष्मा उत्पादन का मूल कारण नहीं है।

Answer: C सही है — जूल के नियम के अनुसार, एक इलेक्ट्रिक मोटर के लगातार संचालन के परिणामस्वरूप आंतरिक वायरिंग के प्रतिरोध के कारण ऊष्मा उत्पन्न होती है।

Exam Tip: प्रतियोगी परीक्षाओं में, 'तापन प्रभाव' (heating effect) के प्रश्नों को हमेशा सीधे $I^2R$ हानि से जोड़ें, जो फ्यूज, इलेक्ट्रिक टोस्टर और आयरन (इस्त्री) के पीछे का एक सामान्य सिद्धांत है।

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