प्रतिरोधकों में, यदि तापमान बढ़ाया जाता है, तो मिश्र धातुओं (alloys) का प्रतिरोध _____ होगा।

Question

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The correct answer is B: बढ़ेगा. तापमान बढ़ाने पर मिश्र धातुओं का प्रतिरोध बढ़ जाता है, हालाँकि शुद्ध धातुओं की तुलना में यह वृद्धि अपेक्षाकृत कम होती है। यह व्यवहार प्रतिरोध के धनात्मक, यद्यपि कम, तापमान गुणांक द्वारा अभिलक्षित होता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
तापमान बढ़ाने पर मिश्र धातुओं का प्रतिरोध बढ़ जाता है, हालाँकि शुद्ध धातुओं की तुलना में यह वृद्धि अपेक्षाकृत कम होती है। यह व्यवहार प्रतिरोध के धनात्मक, यद्यपि कम, तापमान गुणांक द्वारा अभिलक्षित होता है।

Working Principle: जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, मिश्र धातु की क्रिस्टल जाली (lattice) में परमाणु कंपन (phonons) बढ़ जाते हैं। इससे आवेश वाहकों (इलेक्ट्रॉनों) और जाली के आयनों के बीच बार-बार टकराव होता है, जो प्रभावी रूप से विद्युत धारा के प्रवाह में बाधा डालता है। परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉनों का अनुगमन वेग (drift velocity) कम हो जाता है, जो विद्युत प्रतिरोध में वृद्धि के रूप में प्रकट होता है।

Key Formulas: $R_t = R_0(1 + \alpha \Delta T)$ — जहाँ $R_t$ तापमान $t$ पर प्रतिरोध है, $R_0$ संदर्भ तापमान पर प्रतिरोध है, $\alpha$ तापमान गुणांक है, और $\Delta T$ तापमान में परिवर्तन है।

Key Points: मैंगनीन, कॉन्स्टेंटन और नाइक्रोम जैसी मिश्र धातुओं को उनके $\alpha$ के बहुत कम मान के कारण सटीक प्रतिरोधकों के लिए प्राथमिकता दी जाती है।; धातुएं धनात्मक तापमान गुणांक प्रदर्शित करती हैं, अर्धचालक ऋणात्मक तापमान गुणांक प्रदर्शित करते हैं, और विद्युत रोधी भी ऋणात्मक तापमान गुणांक दर्शाते हैं।; शुद्ध धातुओं की तुलना में बहुत उच्च तापमान पर मिश्र धातुओं का प्रतिरोध रैखिक रूप से नहीं बढ़ता है।

Advantages: परिचालन तापमान की सीमा में प्रतिरोध की स्थिरता।; शुद्ध धातुओं की तुलना में उच्च प्रतिरोधकता, जो कॉम्पैक्ट प्रतिरोधी डिजाइनों की अनुमति देती है।

Disadvantages: बुनियादी धातुओं की तुलना में उच्च लागत।; अत्यधिक उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण के प्रति संवेदनशीलता।

Applications: प्रयोगशाला उपकरणों में मानक प्रतिरोधक।; विद्युत उपकरणों में हीटिंग तत्व।; स्ट्रेन गेज और पोटेंशियोमीटर।

Additional Info: मिश्र धातुओं को विशेष रूप से कम $\alpha$ रखने के लिए तैयार किया जाता है ताकि परिपथ की स्थिरता सुनिश्चित हो सके।. विकल्प C (घटेगा) गलत है क्योंकि यह अर्धचालकों या विद्युत रोधियों के व्यवहार का वर्णन करता है, मिश्र धातुओं का नहीं।. विकल्प A (शून्य) सामान्य परिचालन सीमाओं में मानक मिश्र धातुओं के लिए भौतिक रूप से असंभव है।

Answer: B सही है — इलेक्ट्रॉनों के जाली प्रकीर्णन (lattice scattering) में वृद्धि के कारण तापमान में वृद्धि के साथ मिश्र धातुओं का प्रतिरोध बढ़ जाता है।

Exam Tip: याद रखें कि जहाँ धातुओं का धनात्मक $\alpha$ उच्च होता है, वहीं मिश्र धातुओं का धनात्मक $\alpha$ बहुत कम होता है, जो उन्हें स्थिर प्रतिरोध मानकों के लिए आदर्श बनाता है।

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Option A: शून्य हो जाएगा

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Option C: घटेगा

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Option D: समान रहेगा

Correct Answer

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