GSEB Class 10 Science Notes Chapter 12 વિદ્યુત

This GSEB Class 10 Science Notes Chapter 12 વિદ્યુત covers all the important topics and concepts as mentioned in the chapter.

વિદ્યુત Class 10 GSEB Notes

→ વિધુતભાર (Electric charge) : વિદ્યુતભાર એ ઇલેક્ટ્રૉન, પ્રોટીન અને બીજા ઘણા કણોનો અંતર્ગત ગુણધર્મ છે. વિદ્યુતભાર બે પ્રકારના હોય છેઃ

• ધન વિદ્યુતભાર અને
• કણ વિદ્યુતભાર.

→ વિદ્યુતપ્રવાહ (Electric current) : વાહકના કોઈ પણ આડછેદમાંથી એકમ સમયમાં પસાર થતા વિદ્યુતભારના ચોખા જથ્થાને વિદ્યુતપ્રવાહ કહે છે. (I = \(\frac{Q}{t}\)) તેનો SI એકમ કુલંબ / સેકન્ડ (C/s) અથવા એમ્પિયર (A) છે. રેવાજિક (રૂઢિગત) વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ઇલેક્ટ્રૉનના વહનની દિશા કરતાં વિરુદ્ધ હોય છે.

એમ્પિયર: જો વાહકના કોઈ આડછેદમાંથી 1 સેકન્ડમાં 1 કુલંબ વિદ્યુતભારનો જથ્થો પસાર થતો હોય, તો તે વાહકમાંથી 1 ઍમ્પિયર (1 A) વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય છે તેમ કહેવાય. 1A = \(\) = 1Cs^-1 વિદ્યુતપ્રવાહના નાના એકમો mA અને µA છે.
1 mA = 10^-3 A, 1 µA = 10^-6A

→ વિદ્યુતસ્થિતિમાન અને વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત (Electric potential and potential difference) : 24-id zidiell એકમ ધન વિદ્યુતભારને વિદ્યુતક્ષેત્રના કોઈ બિંદુ સુધી લાવવા માટે વિદ્યુતક્ષેત્રના સ્થિત વિદ્યુત બળ વિરુદ્ધ કરવા પડતા કાર્યને તે બિંદુ આગળનું વિદ્યુતસ્થિતિમાન કહે છે. (વિદ્યુતભારને સમતોલનમાં રાખવામાં આવે છે.) એકમ ધન વિદ્યુતભાર (+1 C) ને વિદ્યુતક્ષેત્રના કોઈ એક બિંદુ Aથી બીજા બિંદુ B સુધી લઈ જવા માટે વિદ્યુતક્ષેત્ર વડે લાગતા વિદ્યુત બળ વિરુદ્ધ કરવા પડતા કાર્યને તે બે બિંદુઓ A અને B વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત (p.d.) કહે છે.
અથવા
કોઈ વિદ્યુતપ્રવાહધારિત વિદ્યુત પરિપથનાં કોઈ બે બિંદુ વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત એટલે એકમ ધન વિદ્યુતભારને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી જઈ જવા માટે કરવું પડતું કાર્ય. વિદ્યુતસ્થિતિમાન અને વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવતનો SI એકમ જુલ / કુલંબ (UTC) અથવા વૉલ્ટ (V) છે.

→ વૉલ્ટ (volt): 1 c ધન વિદ્યુતભારને વિદ્યુતક્ષેત્રના કોઈ એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી લઈ જવા માટે જો 15 કાર્ય કરવું પડે, તો તે બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત 1 વૉલ્ટ (V) કહેવાય.
અથવા
વિદ્યુતપ્રવાહધારિત વાહકમાં જો એક કુલંબ વિદ્યુતભારને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી લઈ જવા માટે કરવું પડતું કાર્ય 1 જૂલ હોય, તો તે બે બિંદુઓ વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત 1 વૉલ્ટ (V) કહેવાય. 1v = \(\frac{1 \mathrm{~J}}{1 \mathrm{C}}\) = 1JC^-1

→ ઓહ્મનો નિયમ (Ohm’s law) અચળ તાપમાને વાહક તારમાંથી પસાર થતો વિદ્યુતપ્રવાહ તે વાહક તારના બે છેડા વચ્ચેના વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવતના સમપ્રમાણમાં હોય છે.

→ અવરોધ (Resistance): જ્યારે વાહકમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય ત્યારે તેમાંના મુક્ત ઇલેક્ટ્રૉન કોઈ એક દિશામાં ગતિ કરતાં કરતાં વાહકના આયનો કે પરમાણુઓ કે અણુઓ સાથે અથડાય છે.

પરિણામે ઇલેક્ટ્રૉનની ગતિ અવરોધાય છે. વાહકના ઇલેક્ટ્રૉનની ગતિ અવરોધવાના આ ગુણધર્મને વાહકનો અવરોધ કહે છે.
અવરોધ R = \(\frac{V}{I}\)
જ્યાં, v = વાહકના બે છેડાઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત
I = વાહકમાંથી વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ એકમ અવરોધનો SI એકમ વૉલ્ટ / ચૅમ્પિયર અથવા ઓહ્મ છે. તેને (ઓમેગા)થી દર્શાવાય છે.
ઓહમઃ જો વાહકના બે છેડા વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત 1v હોય અને તેમાંથી પસાર થતો વિદ્યુતપ્રવાહ 1 A હોય, તો તે વાહકનો અવરોધ (R) 1Ω છે તેમ કહેવાય.

→ વિદ્યુત અવરોધકતા (Resistivity): એકમ લંબાઈ અને એકમ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતા વાહકના અવરોધને વાહકના દ્રવ્યની વિદ્યુત અવરોધકતા (ρ) કહે છે. તેનો SI એકમ 2m છે.

→ અવરોધકોનું શ્રેણી-જોડાણ (Resistors in series) : જો બે (કે તેથી વધુ) અવરોધોને ક્રમશઃ એવી રીતે જોડવામાં આવે કે જેથી એકના છેડા સાથે બીજાનો છેડો (અર્થાત્ એક પૂરો થાય ત્યાંથી બીજો શરૂ થાય તેમ) અને તેની સાથે વિદ્યુત ઉદ્ગમ જોડી, બંધ માર્ગ રચાય તો તેઓ એકબીજા સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલા છે તેમ કહેવાય.
અથવા
જો પરિપથના બે બિંદુઓ વચ્ચે બે કે તેથી વધુ અવરોધોને એવી રીતે જોડવામાં આવે કે જેથી દરેક અવરોધમાંથી પસાર થતો વિદ્યુતપ્રવાહ સમાન હોય અને તેને વહેવા માટે ફક્ત એક જ માર્ગ ઉપલબ્ધ હોય, તો અવરોધોના તેવા જોડાણને અવરોધોનું શ્રેણી-જોડાણ કહે છે. અવરોધોના શ્રેણી-જોડાણમાં પરિપથનો સમતુલ્ય (કુલ) અવરોધ વધતો હોવાથી પરિપથમાં વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ ઘટે છે.

→ અવરોધકોનું સમાંતર જોડાણ (Resistors in parallel): જો બે કે તેથી વધુ) અવરોધો અને એક વિદ્યુત ઉદ્ગમને બે બિંદુઓ વચ્ચે જોડવામાં આવે, તો તેઓ એકબીજા સાથે સમાંતરમાં જોડાયેલા છે તેમ કહેવાય.
અથવા
જો બે કે તેથી વધુ અવરોધોને પરિપથના બે બિંદુઓ વચ્ચે એવી રીતે જોડવામાં આવે કે જેથી પ્રવાહને વહેવા માટે એક કરતાં વધુ માર્ગ ઉપલબ્ધ હોય અને દરેક અવરોધના બે છેડાઓ વચ્ચે વૉલ્ટેજ ડ્રૉપ સમાન હોય, તો તે બે બિંદુઓ વચ્ચે અવરોધો સમાંતરમાં જોડાયેલા છે તેમ કહેવાય અને અવરોધોનું આવું જોડાણ સમાંતર જોડાણ કહેવાય છે. અવરોધોના સમાંતર જોડાણમાં પરિપથનો સમતુલ્ય (કુલ) અવરોધ ઘટતો હોવાથી પરિપથમાં વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ વધે છે.

→ વિદ્યુતપ્રવાહની તાપીય અસર (Heating effect of electric current) : માત્ર શુદ્ધ અવરોધીય પરિપથમાં, પ્રાપ્તિસ્થાનની (બેટરીની) સંપૂર્ણ ઊર્જા સતત ઉષ્મારૂપે વ્યય પામે છે. આને વિદ્યુતપ્રવાહની તાપીય અસર કહે છે. વિદ્યુતપ્રવાહ વહેવાના કારણે ઉદ્ભવતી ઉષ્મા નીચેનાં પરિબળો પર આધાર રાખે છે:

• પસાર થતો વિદ્યુતપ્રવાહ,
• વાહકનો અવરોધ અને
• વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરવાનો સમયગાળો. વાહકમાંથી t સમયગાળા દરમિયાન વિદ્યુતપ્રવાહ વહેવડાવતાં ખર્ચાતી વિદ્યુત-ઊર્જા (અથવા ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા-ઊર્જા),
  H = I²Rt = \(\frac{V^{2}}{R}\)t = \(\frac{V}{R}\) × Vt = IVt (જૂલ)
  વિદ્યુત-ઊર્જાનો SI એકમ જૂલ (4) છે.

→ વિદ્યુતપાવર (Electric power) એકમ સમયમાં ખર્ચાતી વિદ્યુત-ઊર્જા(અથવા ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા-ઊર્જા)ને વિદ્યુતપાવર કહે છે.
અથવા
વિદ્યુત-ઊર્જા ખર્ચાવાના સમયદરને વિદ્યુતપાવર કહે છે. તેનો SI એકમ વૉટ (W) છે. વૉટ (watt): જો 1 sમાં 15 વિદ્યુત-ઊર્જા ખર્ચાતી હોય, તો વિદ્યુતપાવર 1W કહેવાય.
અથવા
1 vવિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવત હેઠળ, જો એક ઉપકરણ (સાધન) 1 A વિદ્યુતપ્રવાહ ખેંચે, તો તે ઉપકરણ (સાધન) વડે વપરાતો (ખર્ચાતો) વિદ્યુતપાવર 1 W છે તેમ કહેવાય.
1 વૉટ = 1 વૉલ્ટ × 1 ઍમ્પિયર

→ વિદ્યુતપ્રવાહ I = \(\frac{Q}{t}\) અથવા I = \(\frac{ne}{t}\) જ્યાં,
Q = વાહકના કોઈ પણ આડછેદમાંથી પસાર થતો વિદ્યુતભાર
n = t સમયમાં વાહકના કોઈ પણ આડછેદમાંથી પસાર થતા ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા e = ઇલેક્ટ્રૉનનો વિદ્યુતભાર = 1.6 × 10^-19c

→ વિદ્યુતસ્થિતિમાન અથવા વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત
V = \(\frac{\text { કરેલું કાર્ય }}{\text { વિદ્યુત્માર }}\)
V = \(\frac{W}{Q}\)

→ ઓહ્મનો નિયમઃ R = \(\frac{V}{I}\) ; અથવા I = \(\frac{V}{R}\) અથવા V = IR
જ્યાં, R = વાહકનો અવરોધ
I = વાહકમાંથી વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ
V = વાહકના બે છેડાઓ વચ્ચે લાગુ પાડેલ વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત

→ અવરોધકતા ρ = \(\frac{RA}{l}\) જ્યાં, R = વાહકનો અવરોધ
A = વાહકના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ
l = વાહકની લંબાઈ

→ R₁, R₂, …, R_n, અવરોધોના શ્રેણી-જોડાણનો સમતુલ્ય
અવરોધ R_s = R₁ + R₂ + ..+ R₆.

R₁, R₂, …, R_n, અવરોધોના સમાંતર જોડાણનો સમતુલ્ય અવરોધ R હોય, \(\frac{1}{R_{\mathrm{p}}}=\frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}}+\ldots+\frac{1}{R_{\mathrm{n}}}\)

→ વિદ્યુત-ઊર્જા (W) અથવા ઉષ્મા-ઊર્જા (H):
H = W = I²Rt = VIt = \(\frac{V^{2}}{R}\)t

→ વિધુતપાવર: P =VI = I²R = \(\frac{V^{2}}{R}\)

→ 1 unit (વિદ્યુત-ઊર્જાનો વ્યાપારિક એકમ)
1 unit = 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J