विद्युत (Electricity) CET,GPSTR,PST,CTET..

Table of Contents

विद्युत (Electricity)

KARTET, CTET आणि GPSTR परीक्षेसाठी संपूर्ण मार्गदर्शक व नोट्स

1. प्रस्तावना

नमस्कार विद्यार्थी मित्रांनो! KARTET, CTET, GPSTR, HSTR आणि PST यांसारख्या शिक्षक भरती परीक्षांमध्ये ‘विज्ञान’ (Science) हा एक अत्यंत निर्णायक विषय आहे. भौतिकशास्त्र (Physics) विभागातील सर्वात महत्त्वाचा आणि सर्वाधिक गुण मिळवून देणारा घटक म्हणजे ‘विद्युत’ (Electricity).

आधुनिक युगात Electricity (विद्युत) शिवाय आपण जीवनाची कल्पनाही करू शकत नाही. मोबाइल चार्ज करण्यापासून ते मोठ्या कारखान्यांपर्यंत सर्वच ठिकाणी याचा वापर होतो. परीक्षेच्या दृष्टिकोनातून, या घटकावर Application-based (उपयोजनात्मक) आणि Numerical (गणिती) प्रश्न हमखास विचारले जातात. या ब्लॉगपोस्टमध्ये आपण अगदी Basic (मूलभूत) संकल्पनांपासून ते Degree (पदवी) पातळीपर्यंतच्या सर्व महत्त्वाच्या मुद्द्यांचा सविस्तर अभ्यास करणार आहोत.

2. हा विषय परीक्षेसाठी का महत्त्वाचा आहे?

Weightage (भारांश): CTET Paper 2 आणि KARTET मध्ये यावर किमान 2 ते 3 प्रश्न हमखास असतात.
Numerical Value: Ohm’s Law (ओहमचा नियम) आणि Resistance (प्रतिरोध) यांच्या जोडणीवर आधारित गणिते GPSTR आणि HSTR मध्ये हमखास विचारली जातात.
Core Concept: हा विषय Magnetism (चुंबकत्व) आणि Electronics (इलेक्ट्रॉनिक्स) यापुढील प्रकरणांचा पाया आहे.

3. विषयाची पार्श्वभूमी व कालक्रम (Timeline)

Thales of Miletus (थेल्स) – 600 BC: अंबर (Amber) या पदार्थाला रेशमी कापडावर घासले असता, तो हलक्या वस्तूंना आकर्षित करतो, याचा शोध लावला. यातूनच Static Electricity (स्थितिक विद्युत) ची संकल्पना पुढे आली.
Benjamin Franklin (बेंजामिन फ्रँकलिन) – 1752: प्रसिद्ध ‘Kite Experiment’ (पतंग प्रयोग) करून वीज (Lightning) आणि Electricity हे एकच असल्याचे सिद्ध केले. Positive आणि Negative Charge ची नावे दिली.
Alessandro Volta (अलेस्सांद्रो व्होल्टा) – 1800: जगातील पहिली Electric Battery (विद्युत घट) ‘Voltaic Pile’ तयार केली.
Georg Simon Ohm (जॉर्ज सायमन ओहम) – 1827: Current आणि Voltage मधील संबंध स्पष्ट करणारा ‘Ohm’s Law’ (ओहमचा नियम) मांडला.
Thomas Edison (थॉमस एडिसन) – 1879: व्यावहारिक वापरासाठी योग्य असा Incandescent Light Bulb (विजेचा बल्ब) शोधला.

4. सविस्तर माहिती (Detailed Information)

4.1 Electric Charge (विद्युत प्रभार)

Definition (व्याख्या): Electric Charge हा द्रव्याचा असा मूलभूत गुणधर्म आहे, ज्यामुळे तो विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रात बल (Force) अनुभवतो.
Types (प्रकार):
1. Positive Charge (धन प्रभार) – प्रोटॉनवर असतो.
2. Negative Charge (ऋण प्रभार) – इलेक्ट्रॉनवर असतो.
Characteristics (वैशिष्ट्ये): सजातीय प्रभार (Like charges) एकमेकांना दूर ढकलतात (Repel). विजातीय प्रभार (Unlike charges) एकमेकांना आकर्षित करतात (Attract).
SI Unit: Coulomb (कुलंब) – C.
Formula: Q = n × e
(येथे Q = Total Charge, n = Number of electrons, e = Charge on one electron म्हणजे 1.6 × 10^-19 C)

4.2 Electric Current (विद्युत धारा)

Definition (व्याख्या): वाहकामधून वाहणाऱ्या विद्युत प्रभाराच्या प्रवाहाला (Rate of flow of electric charges) Electric Current म्हणतात.
SI Unit: Ampere (अँपिअर) – A.
Measurement Instrument: Ammeter (अॅमीटर). हे नेहमी Circuit मध्ये Series (एकसर) जोडणीत जोडले जाते.

4.3 Electric Potential & Potential Difference (विद्युत विभव आणि विभवांतर)

Definition (विभवांतर): विद्युत क्षेत्रातील एका बिंदूपासून दुसऱ्या बिंदूपर्यंत 1 Coulomb प्रभार नेण्यासाठी करावे लागणारे कार्य (Work done) म्हणजे Potential Difference होय.
SI Unit: Volt (व्होल्ट) – V.
Measurement Instrument: Voltmeter (व्होल्टमीटर). हे नेहमी Parallel (समांतर) जोडणीत जोडले जाते.

4.4 Ohm’s Law (ओहमचा नियम)

महत्त्वाची व्याख्या (Important Definition Box):
वाहकाची भौतिक अवस्था (तापमान, लांबी, क्षेत्रफळ) कायम असताना, त्यातून वाहणारा Electric Current (I) हा त्याच्या दोन टोकांमधील Potential Difference (V) च्या समप्रमाणात (Directly proportional) असतो.

Formula: V = I × R

4.5 Resistance (प्रतिरोध)

Definition: वाहकामधून वाहणाऱ्या विद्युत धारेला (Current) विरोध करणाऱ्या वाहकाच्या गुणधर्माला Resistance म्हणतात.
SI Unit: Ohm (ओहम) – Ω.
Factors affecting Resistance:
1. Length (l): R ∝ l (लांबी वाढल्यास प्रतिरोध वाढतो).
2. Area of Cross-section (A): R ∝ 1/A (जाडी वाढल्यास प्रतिरोध कमी होतो).
3. Nature of Material: वेगवेगळ्या धातूंचा प्रतिरोध वेगळा असतो.
4. Temperature: तापमान वाढल्यास धातूंचा प्रतिरोध वाढतो.
Resistivity (ρ): R = ρ × (l / A)
(SI Unit: Ω·m / Ohm-meter)

4.6 Heating Effect of Electric Current

जेव्हा उच्च प्रतिरोध असलेल्या वाहकामधून Current वाहतो, तेव्हा तो वाहक गरम होतो आणि उष्णता निर्माण करतो. याला Joule’s Heating म्हणतात.

Joule’s Law Formula: H = I² × R × t

4.7 Electric Power (विद्युत शक्ती)

Definition: विद्युत ऊर्जा वापरल्या जाण्याच्या दराला Electric Power म्हणतात.
SI Unit: Watt (वॅट) – W.
Commercial Unit: Kilowatt-hour (kWh). यालाच आपण ‘Unit’ म्हणतो. (1 kWh = 3.6 × 10⁶ J)

5. आवश्यक ठिकाणी तक्ते (Tables)

तक्ता 1: Series आणि Parallel जोडणीमधील फरक

मुद्दा	Series (एकसर जोडणी)	Parallel (समांतर जोडणी)
Current (I)	सर्व रोधांमधून समान Current वाहतो.	Current प्रत्येक शाखेत विभागला जातो.
Voltage (V)	Voltage प्रत्येक रोधानुसार विभागले जाते.	सर्व रोधांच्या टोकांवर समान Voltage असते.
Total Resistance	R_s = R₁ + R₂ + R₃	1/R_p = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃
परिणाम	एकूण प्रतिरोध वाढतो.	एकूण प्रतिरोध कमी होतो.
वापर	सजावटीच्या माळा (Fairy lights).	घरातील वायरिंग (House wiring).

तक्ता 2: वाहक आणि दुर्वाहक

प्रकार	वैशिष्ट्य	उदाहरणे
Conductors (सुवाहक)	ज्यातून Current सहज वाहतो.	Copper, Silver, Aluminium.
Insulators (दुर्वाहक)	ज्यातून Current वाहत नाही.	Wood, Rubber, Plastic.
Semiconductors (अर्धवाहक)	वाहक आणि दुर्वाहक यांच्या मधील गुणधर्म.	Silicon, Germanium.

6. आवश्यक सूत्रे (Formula Box)

💡 Physics Formula Box : Electricity

1. Charge: Q = I × t
2. Current: I = Q / t
3. Potential Difference: V = W / Q
4. Ohm’s Law: V = I × R
5. Resistance: R = ρ (l / A)
6. Equivalent Resistance (Series): R_s = R₁ + R₂ + R₃
7. Equivalent Resistance (Parallel): 1/R_p = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃
8. Electric Power: P = V × I OR P = I² × R OR P = V² / R
9. Electrical Energy (Heat): H = I² × R × t = V × I × t

7. आवश्यक आकृत्या (Diagram Suggestions)

Electric Circuit Diagram: Battery, Switch, Ammeter (Series), Voltmeter (Parallel) आणि Resistor.
Ohm’s Law Graph: V आणि I यांचा आलेख नेहमी उगमबिंदू (Origin) मधून जाणारी सरळ रेषा (Straight Line) असतो.

14. Expected MCQs उत्तरांसह (Interactive)

1. Electric Current (विद्युत धारा) चे SI एकक काय आहे?
A) Volt
B) Ampere
C) Ohm
D) Watt

उत्तर: B) Ampere

2. वाहकाचा प्रतिरोध (Resistance) कोणत्या घटकावर अवलंबून नसतो?
A) लांबी
B) क्षेत्रफळ
C) तापमान
D) वाहकाचा आकार (Shape)

उत्तर: D) वाहकाचा आकार

3. Voltmeter परिपथामध्ये कसा जोडला जातो?
A) Series (एकसर)
B) Parallel (समांतर)
C) Mixed
D) यापैकी नाही

उत्तर: B) Parallel (समांतर)

4. 1 kWh म्हणजे किती Joules?
A) 3.6 × 10⁵ J
B) 3.6 × 10⁶ J
C) 36 × 10⁶ J
D) 3.6 × 10³ J

उत्तर: B) 3.6 × 10⁶ J

5. Electric Bulb च्या Filament मध्ये कोणता धातू वापरतात?
A) Copper
B) Nichrome
C) Tungsten
D) Iron

उत्तर: C) Tungsten

6. ओहमचा नियम (Ohm’s Law) खालीलपैकी काय दर्शवतो?
A) V = I/R
B) V = I × R
C) I = V × R
D) R = V × I

उत्तर: B) V = I × R

7. विजेच्या फ्युजची (Electric Fuse) तार कशापासून बनलेली असते?
A) Lead व Tin चे संमिश्र
B) शुद्ध तांबे
C) टंगस्टन
D) अल्युमिनियम

उत्तर: A) Lead व Tin चे संमिश्र

8. एका वाहकाची लांबी दुप्पट केल्यास त्याचा प्रतिरोध (Resistance) काय होईल?
A) अर्धा होईल
B) दुप्पट होईल
C) चौपट होईल
D) बदलणार नाही

उत्तर: B) दुप्पट होईल

9. घरातील विद्युत जोडणी (House wiring) कोणत्या प्रकारची असते?
A) Series (एकसर)
B) Parallel (समांतर)
C) दोन्ही
D) यापैकी नाही

उत्तर: B) Parallel (समांतर)

10. विद्युत शक्ती (Electric Power) चे सूत्र कोणते नाही?
A) P = VI
B) P = I²R
C) P = V²/R
D) P = V²I

उत्तर: D) P = V²I

15. एक गुणांचे प्रश्न (One Liners)

1. Charge (Q) मोजण्याचे सूत्र काय?

उत्तर: Q = I × t

2. 1 Ampere म्हणजे किती?

उत्तर: 1 Coulomb/Second

3. Resistance चे SI एकक काय?

उत्तर: Ohm (Ω)

4. Resistivity (रोधकता) कशावर अवलंबून असते?

उत्तर: पदार्थाचे स्वरूप (Nature of material) आणि तापमान

5. सर्वात उत्तम विद्युत सुवाहक कोणता?

उत्तर: चांदी (Silver)

6. फ्युजची तार कोणत्या जोडणीत लावतात?

उत्तर: Series (एकसर)

16. True / False प्रश्न

1. घरातील वायरिंग Series मध्ये असते.

उत्तर: False (चूक)

2. Ammeter नेहमी Series मध्ये जोडतात.

उत्तर: True (बरोबर)

3. तापमान वाढल्यास धातूंचा प्रतिरोध कमी होतो.

उत्तर: False (चूक)

18. Fill in the Blanks

1. Resistance मोजण्याचे SI एकक ________ आहे.

उत्तर: Ohm (Ω)

2. एका सेकंदात वाहणाऱ्या 1 Coulomb प्रभाराला ________ म्हणतात.

उत्तर: 1 Ampere

3. विद्युत बल्बचा Filament ________ धातूचा बनलेला असतो.

उत्तर: Tungsten

25. 📌 Quick Revision Notes

Q = It, V = W/Q, V = IR हे तीन मास्टर फॉर्म्युले आहेत.
Series Combination: R = R₁ + R₂ + R₃. एकूण प्रतिरोध वाढतो.
Parallel Combination: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃. एकूण प्रतिरोध कमी होतो.
Ammeter: नेहमी Series मध्ये जोडा.
Voltmeter: नेहमी Parallel मध्ये जोडा.
Fuse wire: High Resistance (उच्च रोध) आणि Low Melting Point (कमी वितळण बिंदू).
1 Unit वीज = 1 kWh = 3.6 × 10⁶ Joules.
चांदी (Silver) > तांबे (Copper) > अल्युमिनियम → सुवाहकतेचा क्रम.

Join WhatsApp Channel Join Now

Telegram Group Join Now