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General SciencePhysics: Electricity

एक इलेक्ट्रिक हीटर 240 V की आपूर्ति से जुड़ा है। यदि इससे प्रवाहित होने वाली धारा 2.5 A है, तो हीटर द्वारा खपत की गई शक्ति क्या है?

600 W

500 W

480 W

96 W

Correct Answer

⚙️ TE • Technical अवधारणा और सिद्धांतGeneral SciencePhysics: Electricity

600 W

Quick Summary:

किसी विद्युत उपकरण द्वारा खपत की गई शक्ति उसके सिरों के बीच विभवांतर (वोल्टेज) और उसमें प्रवाहित धारा का गुणनफल होती है। दिए गए मानों $V = 240\ \text{V}$ और $I = 2.5\ \text{A}$ का उपयोग करते हुए, शक्ति की गणना इस प्रकार की जाती है: $P = V \times I = 240 \times 2.5 = 600\ \text{W}$ ।

🔬SCScience Solutionअवधारणा और सिद्धांत

💡 Explanation

💡 Everyday Analogy (Real-World Intuition)

विद्युत शक्ति के बारे में पानी के नली (hose) की तरह सोचें: वोल्टेज पानी का दबाव है, धारा प्रवाहित होने वाले पानी की मात्रा है, और शक्ति वह कुल बल है जिस पर पानी लक्ष्य से टकराता है।

🧠 Memory Mnemonic / Shortcut Aid

शक्ति, धारा और वोल्टेज को तुरंत जोड़ने के लिए 'Piv' (P = IV) याद रखें।

🔢 Key Formulas

$P = V \times I$ — शक्ति, वोल्टेज और धारा के बीच संबंध

$P = I^{2}R$ — धारा और प्रतिरोध के संदर्भ में शक्ति

$P = \frac{V^{2}}{R}$ — वोल्टेज और प्रतिरोध के संदर्भ में शक्ति

⚙️ Working Principle

विद्युत शक्ति को उस दर के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर एक परिपथ में विद्युत ऊर्जा का अपव्यय या खपत होती है। जूल के तापन नियम और विद्युत परिपथ में शक्ति की परिभाषा के अनुसार, $P = VI$ है। यह सूत्र यह मानता है कि सभी विद्युत ऊर्जा अन्य रूपों में परिवर्तित हो रही है, जैसे कि हीटर के मामले में ऊष्मीय ऊर्जा।

📌 Key Points

▸
विद्युत शक्ति की SI इकाई वाट (W) है, जो $1\ \text{जूल/सेकंड}$ के बराबर है।
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240 V की आपूर्ति भारत सहित कई देशों में मानक घरेलू वोल्टेज है।
▸
बिजली की खपत वोल्टेज और धारा दोनों के सीधे आनुपातिक होती है।

✅ Advantages

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बिलिंग उद्देश्यों के लिए ऊर्जा खपत की गणना में दक्षता।

❌ Disadvantages / Limitations

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इंडक्टर या कैपेसिटर वाले AC परिपथों में प्रतिक्रियाशील शक्ति (reactive power) को ध्यान में नहीं रखता है।

🛠️ Applications / Uses

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बल्ब, हीटर और गीजर जैसे विद्युत उपकरणों की रेटिंग।
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घरेलू विद्युत वायरिंग और सुरक्षा फ़्यूज़ को डिज़ाइन करना।

📄 Additional Information

▸
गणना के लिए स्थिरांक $P = 600\ \text{W}$ है।
▸
विकल्प B (500 W) गलत गुणा के कारण है। विकल्प C (480 W) $240 \times 2$ है। विकल्प D (96 W) गुणा के बजाय भाग करने के कारण प्राप्त होता है।

📊 Diagram / Illustration

✅

A सही है — हीटर द्वारा खपत की गई विद्युत शक्ति आपूर्ति वोल्टेज और धारा के गुणनफल द्वारा निर्धारित की जाती है, जो $600\ \text{W}$ देती है।

Core Concepts Used

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विद्युत शक्ति ओम का नियम जूल का तापन नियम

💡 EXAM TIP

शक्ति की गणना करने से पहले हमेशा सुनिश्चित करें कि इकाइयां SI (वोल्ट और एम्पीयर) में हैं; यदि ऊर्जा kWh में आवश्यक है, तो कुल शक्ति को वाट में 1000 से विभाजित करना और समय को घंटों में गुणा करना याद रखें।

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