Why is heat generated in a wire when an electric current is passed through it? यदि किसी चालक (जैसे-धातु के एक तार) के दोनों सिरों को सेल या बैटरी से जोड़ा जाता है, तो चालक के सिरों के बीच एक विवावंतर (potential difference)स्थापित हो जाता है। चालक के मुक्त इलेक्ट्रान (free electron) चालक के उच्च-विभव के सिरे की ओर त्वरित (accelerated) होते हैं।परन्तु ,इन एलेक्ट्रॉनों की चाल लगातार बढ़ नहीं पाती ,क्योंकि वे अपने मार्ग पड़नेवाले चालक के धनायनों (positive ions) से बारंबार
(frequently)टकराते रहते हैं। इससे उनकी चाल मंद पड़ जाती है। इस प्रकार विभवांतर के कारण इलेक्ट्रान जो गतिज ऊर्जा प्राप्त करते हैं ,उसका कुछ भाग वे चालक के आयनों को दे देते हैं। इससे चालक की आंतरिक ऊर्जा (internal energy) बढ़ जाती है ,इसके फलस्वरूप चालक का ताप (temperature) बढ़ जाता है। तप्त चालक (heated conductor) इस प्रकार से प्राप्त ऊर्जा को अपने अगल-बगल की वस्तुओं (परिवेश आदि) में ऊष्मा-अंतरण (heat transfer) द्वारा वितरित करता है। इसका अर्थ यह हुआ कि विद्युत धारा से उत्पन्न ऊष्मा परिणाम माना कि किसी चालक PQ,जिसका प्रतिरोध R है ,के सिरों बीच विवावंतर V स्थापित किया गया है ,यदि चालक PQ में विद्युत-धारा I समय t तक प्रवाहित होती है तो चालक के एक सिरे से दूसरे सिरे तक प्रवाहित होनेवाले आवेश का परिमाण Q = It ... (i ) [I =Q/t] परन्तु ,चालक के एक सिरे से दूसरे सिरे तक Q आवेश को विवावंतर V के अधीन ले जाने में किया गया कार्य W = VQ [V=W/Q] समीकरण (i) से Q का मान रखने पर , W=(It)V या W=VIt .... (ii ) परन्तु ,ओम के नियम से , V =IR V का मान समीकरण (ii )में रखने पर , W=(IR)It या W=I(square)Rt ..... (iii) अतः ,t समय में प्रतिरोध R को पार करने में विद्युत-धारा I द्वारा चालक में संचित आंतरिक ऊर्जा U =I(square)Rt यही संचित ऊर्जा चालक के अगल-बगल की वस्तुओं को उष्मा के रूप में वितरित होती है। कार्य ,आंतरिक ऊर्जा या ऊष्मा का SI मात्रक जूल (J) है। ऊष्मा का cgs मात्रक कैलोरी (cal) है ,जहाँ 1 cal =4.186 J ≈ 4.2 J आंतरिक ऊर्जा से निम्नलिखित तीन नियम प्राप्त होते हैं।
1841 में ब्रिटिश वैज्ञानिक जूल(joule) ने प्रयोगिक अध्ययन के आधार पर चालकों में विद्युत-धारा के कारण उत्पन्न ऊष्मा के सबंध में उपर्युक्त तीन नियम दिए गए थे ,इसीलिए इन नियमों को जूल के उष्मीय नियम भी कहते हैं। चूँकि ओम के नियम से , I =V /R अतः समीकरण (iii) से W =(V/R)(square) Rt W={V(square)/R}t अतः चालक में संचित आंतरिक ऊर्जा और उसके अगल -बगल की वस्तुओं को प्राप्त ऊष्मा का परिणाम U={V(square)/R}t स्पष्ट है कि दिए गए विवावंतर V तथा समय t के लिए उत्पन्न ऊष्मा का परिणाम चालक के प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती (inversely proportional) होता है। अतः , यदि एक ही विभवांतर को दो प्रतिरोधकों पर आरोपित किया जाए ,तो कम प्रतिरोधवाले प्रतिरोधक में अधिक ऊष्मा उत्पन्न होगी। किसी तार में विद्युत धारा प्रवाहित होने पर उसमें ऊष्मा क्यों?Solution : जब किसी चालक से विद्युत-धारा प्रवाहित की जाती है तब वह चालक गर्म हो जाता है, अर्थात विद्युत ऊर्जा का ऊष्मा में रूपांतरण होता है। किसी चालक (जैसे-धातु के एक तार) के दोनों सिरों को सेल या बैटरी से जोड़ा जाता है, तो चालक के सिरों के बीच एक विभवांतर स्थापित हो जाता है।
21 किसी तार में विद्युत धारा प्रवाहित होने पर उसमें ऊष्मा क्यों उत्पन्न होती है?यदि किसी चालक के दोनों सिरों के बीच विभवांतर 1 V है तथा उससे 1 A विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तब उस चालक का प्रतिरोध R, 1Q होता है । समीकरण (12.7) से स्पष्ट है कि किसी प्रतिरोधक से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा उसके प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
जब किसी तार में विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है तो उसके पास रखी चुंबकीय सुई पर क्या प्रभाव पड़ता है?हम देखते हैं कि सुई विक्षेपित हो जाती है। इसका क्या तात्पर्य है? इसका यह अर्थ है कि ताँबे के तार से प्रवाहित विद्युत धारा ने एक चुंबकीय प्रभाव उत्पन्न किया है। इस प्रकार हम यह कह सकते हैं कि विद्युत और चुंबकत्व एक-दूसरे से संबंधित हैं।
किसी विलयन में विद्युत धारा प्रवाहित होने पर क्या उत्पन्न होता है?Solution. किसी विलयन से विद्युत धारा प्रवाहित होने पर रासायनिक प्रभाव उत्पन्न होता है।
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किसी तार में विद्युत धारा प्रवाहित होने पर उसमें ऊष्मा क्यों उत्पन्न होती है - kisee taar mein vidyut dhaara pravaahit hone par usamen ooshma kyon utpann hotee hai
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