आज हम ओम के नियम यानी के बारे में जानेंगे। कौन थे वह व्यक्ति जिन्होंने ohm law दिया? क्या है ओम के नियम की परिभाषा (Ohm’s law Definition in Hindi), ओम के नियम का सत्यापन कैसे करें? इन सभी सवालों के जवाब आज आपको मिलेंगे।
यह नियम, भौतिक वैज्ञानिक प्रोफेसर जार्ज साइमन ओम द्वारा, सन 1827 में दिया गया था.
प्रोफेसर जार्ज साइमन के अनुसार, “यदि सभी physical quantity (जैसे- ताप (Temperature), दाब (Pressure), लम्बाई (Length), चौड़ाई (Breadth) आदि) नियत (constant) हो, तो किसी विघुत परिपथ (Electric Circuit) में बहने वाली धारा (current), apply की गई voltage के अनुक्रमानुपाती (proportional) होती है और प्रतिरोध (resistance) के व्यत्क्रमानुपाती (inversely proportional) होता है.”
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Table of Contents
ओम के नियम का सूत्र क्या है? | What is the law of Ohm in Hindi?
ओम का नियम विभवांतर (Voltage) और धारा (Current) के बीच सम्बन्ध को बताता है,
V α I
V = R I
जहाँ, R = प्रतिरोध (Resistance) एक constant है, V = वोल्टेज (Voltage), I = धारा (Current),
इस formula की मदद से आप वोल्टेज, current और resistance ज्ञात कर सकते हैं.
Voltage (V) = R I,
Current (I) = V /R,
Resistance (R) = V /I
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वोल्टेज, धारा और प्रतिरोध S.I. मात्रक क्या है? | What are the S.I. Unit of Voltage, Current and Resistance?
वोल्टेज (Voltage) का मात्रक (unit) = वोल्ट (Volt) = V (Symbol)
धारा (Current) का मात्रक = एम्पेयर (Ampere) = I और i (Symbol)
प्रतिरोध (Resistance) का मात्रक = ओम (Ohm) = Ω (Symbol)
प्रतिरोध (Resistance) का मान किन-किन चीजों पर निर्भर करता है?
R = ρ.l /A,
जहाँ ρ = Resistivity, l = लम्बाई (length), A = अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल (Cross-sectional Area)
ऊपर दिए गए सूत्र से हमे पता चलता है की किसी भी तार (wire) का resistance उस तार के material, तार की लम्बाई और चौड़ाई पर निर्भर करता है.
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तापमान (Temperature) बढ़ने पर resistance का मान बढ़ता है.
ओम के नियम का सत्यापन कैसे करें? | Derivation of Ohm Law in Hindi
माना किसी चालक (conductor) में वोल्टेज (Voltage) V apply करने पर इलेक्ट्रानस (n), धारा (current) I के विपरीत दिशा में अनुगमन वेग (drift Velocity) Vd से गति करने लगता है.
हम जानते हैं की,
Vd = – e E τ/m ——————-समीकरण 1 (Equation 1)
जहाँ, e = Electron Charge, E = विघुत क्षेत्र (Electric Field), τ = Collision या Relaxation Time, m = इलेक्ट्रान का द्रव्यमान (Mass of Electron)
धारा (Current) I और अनुगमन वेग (drift Velocity) Vd के बीच में सम्बन्ध,
I = n e A Vd ————————-समीकरण 2
जहाँ, n = इलेक्ट्रॉनों की संख्या (number of electron), A = अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल(Cross-Sectional Area)
समीकरण 1 से Vd की value को समीकरण 2 में रखने पर,
I = n e A [-e E τ/m]
I= -n E τ A e2/m —————समीकरण 3
विघुत क्षेत्र (Electric Field) E और applied voltage V के बीच में सम्बन्ध,
E = – V/l ————————समीकरण 4
समीकरण 4 से E की value को समीकरण 3 में रखने पर,
I = -n [-V/l] E τ A e2/ m
I = n V E τ A e2/m l
I = [n E τ A e2/m l] . V
यहाँ वोल्टेज(Voltage) V और Current I के अलावा सभी quantities का मान नियत(constant) हैं तो,
V = [m . l /n E τ A e2] . I
जहाँ, R = m . l /n E τ A e2
V = R . I
V α I
ओम के नियम का ग्राफ बनायें | Design Ohm’s Law Graph in Hindi
ऊपर लिखी गई समीकरण V α I से सिद्ध होता है की voltage (V) बढ़ने पर धारा (Current) I का मान भी समान रूप से बढ़ेगा। यदि किसी चालक का तापमान और resistance नियत रहता है तो वह चालक ओम के नियम को follow करेगा और उसका graph linear आएगा (जैसा की चित्र में दर्शाया गया है)
ओम के नियम का उपयोग | Uses of Ohm Law in Hindi
(1) Ohm law का उपयोग किसी linear circuit में विभवांतर (Voltage), धारा (Current) और प्रतिरोध (Resistance) को ज्ञात करने के लिए किया जाता है.
(2) घरेलु उपकरण जैसे पंखे में ओम के नियम का उपयोग किया जाता है.
(3) Dc ammeter में current को divert करने के लिए ohm ke niyam का उपयोग किया जाता है.
ओम के नियम की सीमायें क्या है? | What are the Limitations of Ohm Law in Hindi?
वैसे तो सभी metals और चालक (conductor) ohm ka niyam का पालन करते हैं. पर फिर भी ohm law in Hindi के साथ कुछ सीमाएं हैं
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(1) यदि किसी चालक (conductor) का तापमान (temperature) बढ़ता है तो उसके प्रतिरोध (resistance) में परिवर्तन होने लगता है. फलस्वरूप वे ओम के नियम का पालन करना बंद कर देते हैं.
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(2) Non-Linear device (जैसे- thyristor, Chopper आदि) और Unilateral-Device (जैसे- Diode, Transistor, Amplifier आदि) ओम के नियम का पालन नहीं करते हैं.
(3) कुछ अर्द्ध-चालक (semi-conductor) जैसे- GaAs (Gallium Arsenide) आदि भी Ohm’s law follow नहीं करते हैं.
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Q1: Ohm का मात्रक क्या है?
Ans: ओम का कोई मात्रक नहीं है. ओम खुद में एक मात्रक है. प्रतिरोध (Resistance) का मात्रक ओम होता है.
Q2: प्रतिरोध (Resistance) और प्रतिरोधकता (Resistivity) में क्या अंतर है?
1. जब किसी परिपथ में धारा प्रवाहित होती है तो चालक (Conductor) द्वारा मार्ग में उत्पन्न किये जाने वाले अवरोध (oppose) को प्रतिरोध (Resistance) कहते हैं.
किसी भी पदार्थ (conductor, semi-conductor and Insulator) की प्रतिरोध की क्षमता को प्रतिरोधकता (Resistivity) कहते हैं. Resistivity यानी प्रतिरोधकता पदार्थ (material) के गुण (quality) पर निर्भर (depend) करती है. जैसे- चालक पदार्थों (conductor) की प्रतिरोधकता (resistivity) कम होती है.
2. प्रतिरोध (Resistance) तापमान (Temperature) पर निर्भर करता है. प्रतिरोधकता (Resistivity) भी तापमान(temperature) पर निर्भर करता है. R = ρ. l/A के अनुसार, यदि l और A constant हैं तो R, ρ के proportional होगा यानी temperature बढ़ने से प्रतिरोध और प्रतरोधकता दोनों पर प्रभाव पड़ेगा।
3. प्रतिरोध (Resistance) की S.I. Unit Ohm (Ω) है जबकि प्रतिरोधकता (Resistivity) की S.I. Unit ओम-मीटर (Ω-m) है.
Q3: यदि किसी तार का प्रतिरोध (resistance) 20Ω है और उसमे 10V की बैटरी (battery) लगाई जाती है तो उसमे कितने एम्पेयर (ampere) की धारा (current) प्रवाहित (Flow) होगी। मान बतायें।
Ans: प्राप्त मान- Resistance (R)= 20Ω, Voltage (V)= 10V
ज्ञात करना है- Current (I) = ?
Ohm’s Law के अनुसार, V = I . R
I = V/R
ऊपर दी गए सूत्र में V और R का मान रखने पर,
I = 10/20
I = 0.5 एम्पेयर(amp)
यदि किसी तार का प्रतिरोध 20Ω है और 10V की बैटरी लगाने पर परिपथ में ०.5 एम्पेयर की धारा प्रवाहित होगी।
Q3: किसी लैम्प के सिरों के बीच विभवांतर(Potential Difference) 210V है. यदि इनमे से प्रवाहित current की मात्रा 10 एम्पेयर (ampere) है तो लैम्प का प्रतिरोध (Resistance) बताएं।
Ans: प्राप्त मान- Voltage (V) = 210V, धारा (Current) = 10एम्पेयर
ज्ञात करना है- प्रतिरोध (R) = ?
ohm ke niyam के अनुसार, R = V/I
प्रतिरोध (R) = 210/10 = 21Ω
लैंप का प्रतिरोध 21Ω है.
Q4: यदि किसी विघुत परिपथ में 50 Ω का प्रतिरोध लगा हुआ है और उसमे 110V की supply दी जा रही है तो उस परिपथ में विघुत धारा क्या होगी?
Ans: दिया गया मान- प्रतिरोध (Resistance) = 50Ω, वोल्टेज (Voltage ) = 110 V
ज्ञात करना है- विघुत धारा (Current) = ?
ओम के नियम के अनुसार, I = V /R
I = 110/50 = 2.2 A
उस परिपथ में 2.2 A की धारा प्रवाहित होगी।
Q5: यदि किसी मीटर का प्रतिरोध 30 Ω है. तो 0.8 A की धारा प्राप्त करने लिए कितनी वोल्टेज अप्लाई की जाएगी।
Ans: प्राप्त मान- प्रतिरोध(Resistance) = 30Ω, धारा(Current) = 0.8 A
ज्ञात करना है- Voltage (V) = ?
According to Ohm’s law, V = IR
ऊपर लिखी गई समीकरण में I और R का मान रखें,
V = 0.8 × 30 = 24V
0.8 A की धारा प्राप्त करने के लिए 24V की वोल्टेज apply की जाएगी।
Q6: किसी relay के coil का resistance 100 Ω है. यदि वोल्टेज 110 V है तो current ज्ञात करें।
Ans: दिया गया मान- Resistance (R) = 100 Ω, Voltage (V) = 110V
ज्ञात करना है- Current (I) = ?
Om ke niyam ke anusaar, I = V/R
I = 110/100 = 1.1 A
Q7: यदि किसी हीटर में तीन प्रतिरोध R1, R2 और R3 श्रंखला (series) और समान्तर (Parallel ) क्रम में जुड़े हुए हैं. और उनका वोल्टेज 15 V है तो उसमे बहने वाली धारा कितनी होगी। यदि R1 = 10, R2 = 5Ω, R3 =3Ω है.
Ans: दिया गया मान- R1= 10Ω, R2 = 5Ω, R3=3Ω, Voltage (V) = 15V
ज्ञात करना है- Current (I) = ?
(i) Series में जुड़े resistance का मान (R) = R1+R2+R3
R = 10 +5 + 3
R = 18 Ω
Ohm Law के अनुसार, I = V/R
V और R का मान रखने पर,
I = 15/18 =0.833A
(ii) Parallel म ें जुड़े resistance का मान (1/R) = 1/R1+1/R2+1/R3
R1, R2 और R3 का मान ऊपर लिखी गई समीकरण में रखें,
1/R = 1/10+1/5+1/3
1/R = 0.633
R = 1/0.633 = 1.579 Ω
Ohm Law के अनुसार, I = V/R
धारा (I) = 15/1.579 = 9.499 A
Q8: कोई 50 वाट का बल्ब 110 V की supply से जुड़ा हुआ है. बल्ब का प्रतिरोध, और उसमे बहने वाली धारा का मान ज्ञात करें।
Ans: Method-1
दिया गया मान- Power (P) = 50 W, Voltage (V) = 110 V
ज्ञात करना है- Resistance (R) = ?, Current (I) = ?
R = V2/ P
V और P का मान रखेँ
R = 110 × 110/50 = 242Ω
According to Ohm’s Law, I = V/R
I = 110/242 = 0.454A
Method – 2
We know that P = V. I
धारा (I) = P/V
I = 50/110 = 0.454A
According to ohm’s law, V = IR
R = V/I समीकरण में V और I का मान रखने पर,
प्रतिरोध (R) = 110 / 0.454 = 242.290Ω
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