इस्त्री (iron) का हीटिंग एलिमेंट किससे बना होता है?

Question

Accepted Answer

B: नाइक्रोम का तार

Explanation & Concepts:
इलेक्ट्रिक आयरन का हीटिंग एलिमेंट नाइक्रोम के तार से बना होता है, जो मुख्य रूप से निकल (लगभग 80%) और क्रोमियम (लगभग 20%) से बनी एक मिश्र धातु है। इसे इसकी उच्च विद्युत प्रतिरोधकता और ऑक्सीकरण या पिघले बिना उच्च तापमान का सामना करने की क्षमता के कारण चुना जाता है।

Working Principle: कार्य सिद्धांत जूल हीटिंग (या प्रतिरोधक हीटिंग) है। जब एक विद्युत धारा $I$ प्रतिरोध $R$ वाले चालक से गुजरती है, तो विद्युत ऊर्जा ऊष्मीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। उत्पन्न ऊष्मा की मात्रा $H = I^2Rt$ द्वारा दी जाती है। नाइक्रोम की उच्च प्रतिरोधकता यह सुनिश्चित करती है कि तार की अपेक्षाकृत छोटी लंबाई के साथ भी महत्वपूर्ण ऊष्मा उत्पन्न हो।

Key Formulas: $H = I^2Rt$ — जूल में उत्पन्न ऊष्मा, जहाँ $I$ धारा (A) है, $R$ प्रतिरोध ($\Omega$) है, और $t$ समय (s) है।; $R = \rho \frac{L}{A}$ — प्रतिरोधकता ($\rho$), लंबाई ($L$), और अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल ($A$) से संबंधित प्रतिरोध का सूत्र।

Key Points: नाइक्रोम का गलनांक लगभग 1400°C होता है।; यह अपनी सतह पर क्रोमियम ऑक्साइड की एक सुरक्षात्मक परत बनाता है, जो आगे के ऑक्सीकरण को रोकता है।; उच्च प्रतिरोधकता कॉम्पैक्ट हीटिंग एलिमेंट डिजाइन की अनुमति देती है।; नाइक्रोम का तार उच्च तापमान पर आसानी से संक्षारित नहीं होता है।

Advantages: शुद्ध धातुओं की तुलना में उच्च विद्युत प्रतिरोध।; ऑक्सीकरण और ऊष्मा क्षरण के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध।

Disadvantages: लोहे या तांबे की मिश्र धातुओं की तुलना में अपेक्षाकृत महंगा।; इसे सोल्डरिंग के लिए इस्तेमाल नहीं किया जा सकता क्योंकि यह आसानी से गीला नहीं होता है।

Applications: इलेक्ट्रिक आयरन; टोस्टर; इलेक्ट्रिक केतली; स्पेस हीटर

Additional Info: नाइक्रोम का गलनांक तांबे (1085°C) की तुलना में काफी अधिक होता है।. टंगस्टन का उपयोग आमतौर पर तापदीप्त बल्बों (incandescent bulbs) में किया जाता है क्योंकि यह उच्च तापमान पर प्रकाश उत्पन्न करता है, जबकि नाइक्रोम को निरंतर ऊष्मा उत्सर्जन के लिए अनुकूलित किया गया है।

Answer: B सही है — नाइक्रोम के तार का उपयोग इसलिए किया जाता है क्योंकि इसमें उच्च विद्युत प्रतिरोधकता होती है और उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण का उच्च प्रतिरोध होता है।

Exam Tip: प्रतियोगी परीक्षाओं में, याद रखें कि टंगस्टन जैसी सामग्रियों का गलनांक उच्च होता है लेकिन उनका उपयोग प्रकाश उत्सर्जन के लिए किया जाता है, जबकि नाइक्रोम का उपयोग विशेष रूप से ऊष्मीय ऊर्जा रूपांतरण अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।

Answer

Option A: टंगस्टन का तार

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Option C: तांबे का तार

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Option D: लोहे का तार

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