इयत्ता 8 वी विज्ञान: विद्युतः चुंबकीय आणि औष्णिक परिणाम
पाठातील महत्त्वाचे मुद्दे (Important Points)
- विद्युत धारेचा औष्णिक परिणाम: जेव्हा वाहक तारेतून विद्युत धारा वाहते, तेव्हा ती तार गरम होते. याला विद्युत धारेचा उष्णतेचा किंवा औष्णिक परिणाम म्हणतात. उदा. इलेक्ट्रिक इस्त्री, हिटर.
- विद्युत फ्यूज (Electric Fuse): हा एक सुरक्षा उपाय आहे. जेव्हा परिपथात प्रमाणापेक्षा जास्त विद्युत धारा वाहते, तेव्हा फ्यूजची तार वितळते आणि परिपथ खंडित होतो, ज्यामुळे आग लागणे किंवा उपकरणे खराब होणे टळते.
- विद्युत धारेचा चुंबकीय परिणाम: तारेतून विद्युत धारा वाहताना ती तार चुंबकासारखी कार्य करते. याचा शोध हान्स ख्रिश्चन ओर्स्टेड यांनी लावला.
- विद्युत चुंबक (Electromagnet): मऊ लोखंडाच्या तुकड्यावर गुंडाळलेल्या तारेतून विद्युत धारा सोडल्यास तो तुकडा तात्पुरता चुंबक बनतो, याला विद्युत चुंबक म्हणतात.
- विद्युत घंटा (Electric Bell): विद्युत घंटेमध्ये विद्युत चुंबकाचा वापर केलेला असतो, जो टोल (Hammer) खेचून घंटा वाजवण्यास मदत करतो.
स्वाध्याय प्रश्नोत्तरे (Textbook Questions)
प्रश्न 1: विद्युत परिपथात बल्ब का प्रकाशतो? त्याचे कारण स्पष्ट करा.
जेव्हा विद्युत परिपथातून विद्युत धारा वाहते, तेव्हा बल्बच्या आतील टंगस्टन धातूची तार (फिलामेंट) विद्युत धारेच्या औष्णिक परिणामामुळे प्रचंड गरम होते. ही तार खूप जास्त तापल्यामुळे ती प्रकाश देऊ लागते आणि बल्ब प्रकाशतो.
प्रश्न 2: विद्युत फ्यूजचा वापर का केला जातो?
विद्युत फ्यूज हे एक सुरक्षा उपकरण आहे. जर अचानक विद्युत परिपथात प्रमाणापेक्षा जास्त विद्युत धारा वाहू लागली, तर फ्यूजची तार तिच्या कमी वितळण बिंदूमुळे लगेच वितळते. यामुळे परिपथ खंडित होतो आणि घरातील इतर मौल्यवान विद्युत उपकरणे जळण्यापासून किंवा शॉर्ट सर्किटमुळे आग लागण्यापासून सुरक्षित राहतात.
प्रश्न 3: विद्युत चुंबक (Electromagnet) म्हणजे काय? त्याचे दोन उपयोग सांगा.
मऊ लोखंडाच्या सळईवर तांब्याची तार गुंडाळून त्यातून विद्युत धारा प्रवाहित केली असता, तो लोखंडाचा तुकडा चुंबकासारखे काम करू लागतो. याला विद्युत चुंबक म्हणतात. विद्युत धारा बंद केल्यास त्याचे चुंबकत्व नष्ट होते.
उपयोग:
1. विद्युत घंटेमध्ये (Electric Bell) वापरतात.
2. कचऱ्यातील लोखंडी वस्तू वेगळ्या करण्यासाठी क्रेनमध्ये वापरतात.
उपयोग:
1. विद्युत घंटेमध्ये (Electric Bell) वापरतात.
2. कचऱ्यातील लोखंडी वस्तू वेगळ्या करण्यासाठी क्रेनमध्ये वापरतात.
प्रश्न 4: बंद परिपथामध्ये होकायंत्राची सुई ठेवली असता ती का वळते?
जेव्हा परिपथातून (तारेतून) विद्युत धारा वाहते, तेव्हा त्या तारेभोवती चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते (विद्युत धारेचा चुंबकीय परिणाम). होकायंत्राची सुई ही स्वतः एक लहान चुंबक असते. तारेभोवती निर्माण झालेल्या चुंबकीय क्षेत्रामुळे होकायंत्राच्या सुईवर बल कार्य करते आणि ती वळते (विचलन दाखवते).
बहुपर्यायी प्रश्न (MCQ Type Questions)
1. इलेक्ट्रिक इस्त्रीमध्ये विद्युत धारेच्या कोणत्या परिणामाचा वापर केला जातो?
उत्तर: C. औष्णिक परिणाम
2. विद्युत बल्बच्या फिलामेंटसाठी खालीलपैकी कोणता धातू वापरला जातो?
उत्तर: D. टंगस्टन
3. विद्युत धारेच्या चुंबकीय परिणामाचा शोध कोणत्या शास्त्रज्ञाने लावला?
उत्तर: B. हान्स ख्रिश्चन ओर्स्टेड
4. खालीलपैकी कोणत्या उपकरणात विद्युत चुंबकाचा वापर केलेला असतो?
उत्तर: A. विद्युत घंटा
5. जेव्हा विद्युत धारा बंद केली जाते, तेव्हा विद्युत चुंबकाचे काय होते?
उत्तर: B. त्याचे चुंबकत्व नष्ट होते
6. विद्युत फ्यूजची तार कोणत्या वैशिष्ट्यामुळे लवकर वितळते?
उत्तर: B. कमी वितळण बिंदू
7. एमसीबी (MCB) चे पूर्ण रूप काय आहे?
उत्तर: A. मिनिएचर सर्किट ब्रेकर
8. जेव्हा तारेतून विद्युत धारा वाहते, तेव्हा जवळ ठेवलेली होकायंत्राची सुई का वळते?
उत्तर: B. तारेभोवती निर्माण होणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्रामुळे
9. खालीलपैकी कशामध्ये कायमस्वरूपी चुंबकाचा वापर न करता विद्युत चुंबकाचा वापर करतात?
उत्तर: A. क्रेन
10. परिपथात विद्युत धारा वाहण्यासाठी परिपथ कसा असणे आवश्यक आहे?
उत्तर: C. बंद आणि अखंड (Closed and continuous)
रिकाम्या जागा भरा (Fill in the blanks)
1. तारेतून विद्युत धारा वाहताना ती तार एका ………. प्रमाणे कार्य करते.
उत्तर: चुंबका
2. विद्युत उपकरणांचे नुकसान टाळण्यासाठी सुरक्षितता म्हणून ………. चा वापर करतात.
उत्तर: विद्युत फ्यूज
3. विद्युत धारेच्या ………. परिणामावर इलेक्ट्रिक हिटर काम करतो.
उत्तर: औष्णिक (किंवा उष्णतेच्या)
4. मऊ लोखंडावर गुंडाळलेल्या तारेतून विद्युत धारा सोडल्यास तो तात्पुरता चुंबक बनतो, त्याला ………. म्हणतात.
उत्तर: विद्युत चुंबक (Electromagnet)
5. फ्यूजच्या जागी सध्या घरांमध्ये स्वयंचलित सुरक्षा स्विच म्हणून ………. वापरले जातात.
उत्तर: MCB (मिनिएचर सर्किट ब्रेकर)
एका वाक्यात उत्तरे द्या (1 Mark Questions)
1. विद्युत धारेचा औष्णिक परिणाम म्हणजे काय?
उत्तर: जेव्हा वाहक तारेतून विद्युत धारा वाहते, तेव्हा ती तार गरम होते आणि उष्णता निर्माण करते, याला विद्युत धारेचा औष्णिक परिणाम म्हणतात.
2. विद्युत घंटेचे कार्य कोणत्या तत्त्वावर चालते?
उत्तर: विद्युत घंटेचे कार्य विद्युत धारेच्या चुंबकीय परिणामावर (विद्युत चुंबक) चालते.
3. ओर्स्टेड यांचा प्रयोग काय सिद्ध करतो?
उत्तर: ओर्स्टेड यांचा प्रयोग हे सिद्ध करतो की, वाहक तारेतून विद्युत धारा वाहताना तिच्याभोवती चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते.
4. बल्बमध्ये प्रकाश कशामुळे निर्माण होतो?
उत्तर: बल्बमधील टंगस्टन फिलामेंट विद्युत धारेमुळे प्रचंड तापतो आणि त्यामुळे प्रकाश निर्माण होतो.
5. विद्युत चुंबकाचे चुंबकत्व कसे नष्ट करता येते?
उत्तर: तारेतून वाहणारी विद्युत धारा खंडित केली (बंद केली) की विद्युत चुंबकाचे चुंबकत्व नष्ट होते.
इयत्ता 8 वी विज्ञान: विद्युतः चुंबकीय आणि उष्णतेचा परिणाम – जिज्ञासा जागृत ठेवणे
1. रिकाम्या जागा भरा.
(i) व्होल्टेईक घट (सेल) मध्ये वापरलेल्या द्रावणाला असे म्हणतात.
(ii) विद्युत प्रवाह वाहून नेणारी कॉईल (वेटोळे) …… प्रमाणे कार्य करते.
(i) व्होल्टेईक घट (सेल) मध्ये वापरलेल्या द्रावणाला असे म्हणतात.
(ii) विद्युत प्रवाह वाहून नेणारी कॉईल (वेटोळे) …… प्रमाणे कार्य करते.
(i) व्होल्टेईक घट (सेल) मध्ये वापरलेल्या द्रावणाला विद्युत अपघटनी (Electrolyte) असे म्हणतात.
(ii) विद्युत प्रवाह वाहून नेणारी कॉईल (वेटोळे) चुंबका (Magnet) प्रमाणे कार्य करते.
(ii) विद्युत प्रवाह वाहून नेणारी कॉईल (वेटोळे) चुंबका (Magnet) प्रमाणे कार्य करते.
2. योग्य पर्याय निवडा.
(i) कोरडे घट हे व्होल्टेईक गटा पेक्षा आकाराने लहान आहेत (चूक/बरोबर)
(ii) जेव्हा कॉईलमधून विद्युत प्रवाह वाहतो तेव्हा ती विद्युत चुंबकाप्रमाणे कार्य करते (चूक/बरोबर)
(iii) एक सेल वापरून बनविलेले विद्युत चुंबक हे 2 सेलची बॅटरी वापरून बनविलेल्या विद्युत चुंबकापेक्षा जास्त लोखंडी टाचण्याना आकर्षण घेते. (चूक/बरोबर)
(i) कोरडे घट हे व्होल्टेईक गटा पेक्षा आकाराने लहान आहेत (चूक/बरोबर)
(ii) जेव्हा कॉईलमधून विद्युत प्रवाह वाहतो तेव्हा ती विद्युत चुंबकाप्रमाणे कार्य करते (चूक/बरोबर)
(iii) एक सेल वापरून बनविलेले विद्युत चुंबक हे 2 सेलची बॅटरी वापरून बनविलेल्या विद्युत चुंबकापेक्षा जास्त लोखंडी टाचण्याना आकर्षण घेते. (चूक/बरोबर)
(i) बरोबर
(ii) बरोबर
(iii) चूक (कारण 2 सेल वापरल्यास विद्युत प्रवाह वाढतो आणि चुंबकत्व अधिक शक्तिशाली होते, त्यामुळे जास्त टाचण्या आकर्षित होतील).
(ii) बरोबर
(iii) चूक (कारण 2 सेल वापरल्यास विद्युत प्रवाह वाढतो आणि चुंबकत्व अधिक शक्तिशाली होते, त्यामुळे जास्त टाचण्या आकर्षित होतील).
3. निक्रोम तारेमधून थोड्या वेळासाठी विद्युत प्रवाह जाऊ दिला असता.
(i) तार गरम होते.
(ii) तारेच्या खाली ठेवलेले चुंबकीय होकायंत्र विचलन दर्शविते
योग्य पर्यायाची निवड करा:
(a) फक्त (i) हे बरोबर आहे.
(b) फक्त (ii) हे बरोबर आहे.
(c) (i) आणि (ii) हे दोन्ही बरोबर आहेत.
(d) (i) आणि (ii) हे दोन्ही चुकीचे आहेत.
(i) तार गरम होते.
(ii) तारेच्या खाली ठेवलेले चुंबकीय होकायंत्र विचलन दर्शविते
योग्य पर्यायाची निवड करा:
(a) फक्त (i) हे बरोबर आहे.
(b) फक्त (ii) हे बरोबर आहे.
(c) (i) आणि (ii) हे दोन्ही बरोबर आहेत.
(d) (i) आणि (ii) हे दोन्ही चुकीचे आहेत.
योग्य पर्याय: (c) (i) आणि (ii) हे दोन्ही बरोबर आहेत.
(विद्युत प्रवाहामुळे उष्णतेचा आणि चुंबकीय असे दोन्ही परिणाम दिसून येतात.)
(विद्युत प्रवाहामुळे उष्णतेचा आणि चुंबकीय असे दोन्ही परिणाम दिसून येतात.)
4. स्तंभ ‘A’ मधील वस्तूंची स्तंभ ‘B’ शी जोडी जुळवा.
| स्तंभ A | स्तंभ B |
|---|---|
| (i) व्होल्टेईक सेल (घट) | (a) विद्युत हिटरसाठी सोयीस्कर आहे. |
| (ii) विद्युत इस्त्री | (b) विद्युत प्रवाहाच्या चुंबकीय परिणामावर कार्य करते. |
| (iii) निक्रोमची तार | (c) विद्युत प्रवाहाच्या उष्णतेच्या परिणामावर कार्य करते |
| (iv) विद्युत चुंबक | (d) रासायनिक अभिक्रियेपासून विद्युतची निर्मिती करते. |
| स्तंभ A | योग्य उत्तर (स्तंभ B) |
|---|---|
| (i) व्होल्टेईक सेल (घट) | (d) रासायनिक अभिक्रियेपासून विद्युतची निर्मिती करते. |
| (ii) विद्युत इस्त्री | (c) विद्युत प्रवाहाच्या उष्णतेच्या परिणामावर कार्य करते. |
| (iii) निक्रोमची तार | (a) विद्युत हिटरसाठी सोयीस्कर आहे. |
| (iv) विद्युत चुंबक | (b) विद्युत प्रवाहाच्या चुंबकीय परिणामावर कार्य करते. |
5. निक्रोमच्या तारा सामान्यतः विद्युत उष्णतेच्या उपकरणांमध्ये वापरल्या जातात कारण ते
(i) विद्युतचे चांगले वाहक आहेत.
(ii) दिलेल्या प्रवाहासाठी जास्तीतजास्त उष्णता निर्माण करतात.
(iii) ते तांब्यापेक्षा स्वस्त आहेत.
(iv) ते विद्युतचे अर्धवाहक आहेत.
(i) विद्युतचे चांगले वाहक आहेत.
(ii) दिलेल्या प्रवाहासाठी जास्तीतजास्त उष्णता निर्माण करतात.
(iii) ते तांब्यापेक्षा स्वस्त आहेत.
(iv) ते विद्युतचे अर्धवाहक आहेत.
योग्य उत्तर: (ii) दिलेल्या प्रवाहासाठी जास्तीतजास्त उष्णता निर्माण करतात.
(निक्रोमचा रोध जास्त असतो, त्यामुळे विद्युत प्रवाह वाहताना भरपूर उष्णता निर्माण होते.)
(निक्रोमचा रोध जास्त असतो, त्यामुळे विद्युत प्रवाह वाहताना भरपूर उष्णता निर्माण होते.)
6. पारंपारिक उष्णता पद्धती पेक्षा (जसे की, लाकूड, कोळसा यांचे ज्वलन) विद्युत उष्णता उपकरणे (जसे की, विद्युत हिटर, स्टोव्ह इ.) हे अधिक सोयीस्कर मानले जातात. सामाजिक परिणाम लक्षात घेऊन विधानाला समर्थन करणारी कारणे लिहा.
1. विद्युत उपकरणांमुळे धूर आणि हानिकारक वायू निर्माण होत नाहीत, त्यामुळे प्रदूषण कमी होते आणि आरोग्य चांगले राहते.
2. लाकूड जाळण्याची गरज नसल्यामुळे जंगलतोड थांबते, जे पर्यावरणासाठी फायदेशीर आहे.
3. ही उपकरणे वापरण्यास सुरक्षित, सोपी आणि स्वच्छ असतात. राख किंवा कचरा निर्माण होत नाही.
2. लाकूड जाळण्याची गरज नसल्यामुळे जंगलतोड थांबते, जे पर्यावरणासाठी फायदेशीर आहे.
3. ही उपकरणे वापरण्यास सुरक्षित, सोपी आणि स्वच्छ असतात. राख किंवा कचरा निर्माण होत नाही.
7. आकृती 4.4a पहा. जर कॉईल (वेटोळे) जवळ ठेवलेल्या होकायंत्रात विचलन होते.
(i) विद्युत प्रवाहाची दिशा दर्शविणारे बाण काढा.
(ii) जेव्हा विद्युत प्रवाह वाहतो, तेव्हा होकायंत्राच्या सुईमध्ये विचलन का होते याचे वर्णन करा.
(iii) जर बॅटरीचे ध्रुव उलट केले तर विचलनामध्ये काय घडून येते याचा अंदाज करा.
(i) विद्युत प्रवाहाची दिशा दर्शविणारे बाण काढा.
(ii) जेव्हा विद्युत प्रवाह वाहतो, तेव्हा होकायंत्राच्या सुईमध्ये विचलन का होते याचे वर्णन करा.
(iii) जर बॅटरीचे ध्रुव उलट केले तर विचलनामध्ये काय घडून येते याचा अंदाज करा.
(i) (बाण आकृतीत काढायचे आहेत: विद्युत प्रवाह धन (+) ध्रुवाकडून ऋण (-) ध्रुवाकडे वाहतो.)
(ii) जेव्हा तारेतून विद्युत प्रवाह वाहतो, तेव्हा तारेभोवती चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते. त्यामुळे जवळ ठेवलेल्या होकायंत्राची सुई विचलित होते.
(iii) बॅटरीचे ध्रुव उलट केल्यास विद्युत प्रवाहाची दिशा बदलेल, त्यामुळे होकायंत्राच्या सुईच्या विचलनाची दिशाही उलट होईल.
(ii) जेव्हा तारेतून विद्युत प्रवाह वाहतो, तेव्हा तारेभोवती चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते. त्यामुळे जवळ ठेवलेल्या होकायंत्राची सुई विचलित होते.
(iii) बॅटरीचे ध्रुव उलट केल्यास विद्युत प्रवाहाची दिशा बदलेल, त्यामुळे होकायंत्राच्या सुईच्या विचलनाची दिशाही उलट होईल.
8. समजा की सुमना ही आपल्या उचलणारे विद्युत चुंबक नमुन्यातील प्रयोगामध्ये विद्युत बटण बंद (ON) करण्यास विसरली. काही वेळानंतर लोखंडी खिळा कागदाचे लोखंडी टाचण्या उचलत नाही. परंतु लोखंडी खिळ्याभोवती गुंडाळलेली तार अजूनही गरम असते. उचलणारे विद्युत चुंबक लोखंडी टाचण्या उचलण्याचे का थांबविते? संभाव्य कारणे लिहा.
बटण चालूच राहिल्यामुळे बॅटरीतील ऊर्जा खर्च झाली असेल, ज्यामुळे विद्युत प्रवाह कमकुवत झाला असेल. तसेच, तार सतत गरम राहिल्याने तिचा रोध (Resistance) वाढला असेल. रोध वाढल्याने विद्युत प्रवाह कमी होतो आणि चुंबकीय शक्ती नष्ट होते, त्यामुळे खिळा टाचण्या उचलत नाही.
9. आकृती 4.11 मधील कोणत्या घटनेमध्ये जेव्हा विद्युत बटण बंद (चालू/Closed Circuit) केले जाते तेव्हा LED दिवा पेटतो?
(a) लिंबूचा रस
(b) शुद्ध पाणी
(a) लिंबूचा रस
(b) शुद्ध पाणी
योग्य उत्तर: (a) लिंबूचा रस.
कारण लिंबाचा रस हे विद्युतचे सुवाहक (Good Conductor/Electrolyte) आहे, त्यामुळे त्यातून विद्युत प्रवाह वाहतो आणि LED दिवा पेटतो. शुद्ध पाणी हे दुर्वाहक असते.
कारण लिंबाचा रस हे विद्युतचे सुवाहक (Good Conductor/Electrolyte) आहे, त्यामुळे त्यातून विद्युत प्रवाह वाहतो आणि LED दिवा पेटतो. शुद्ध पाणी हे दुर्वाहक असते.
10. नेहाने कृती 4.4 प्रमाणेच कॉईल ठेवली, परंतु लोखंडी खिळ्याला बाहेर सरकविते फक्त वेटोळे केलेली तार राहते. तरीसुद्धा कॉईल ही होकायंत्राच्या सुईला विचलित करते का? जर होय, असेल तर हे विचलन पूर्वीपेक्षा जास्त असते की कमी.
होय, कॉईल होकायंत्राच्या सुईला विचलित करेल. कारण विद्युत प्रवाह वाहणाऱ्या तारेभोवती चुंबकीय क्षेत्र असतेच.
परंतु, हे विचलन पूर्वीपेक्षा (लोखंडी खिळा असतानाच्या तुलनेत) कमी असेल. कारण लोखंडी खिळा (गाभा) चुंबकीय क्षेत्राची शक्ती वाढवतो.
परंतु, हे विचलन पूर्वीपेक्षा (लोखंडी खिळा असतानाच्या तुलनेत) कमी असेल. कारण लोखंडी खिळा (गाभा) चुंबकीय क्षेत्राची शक्ती वाढवतो.
11. आकृती 4.12 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे आपल्याकडे लोखंड, तांबे, ॲल्युमिनियम आणि निक्रोम पासून बनविलेल्या चार कॉईल आहेत जे आकार आणि आकारमानाने सारख्याच आहेत. जेव्हा कॉईलमधून विद्युत प्रवाह वाहतो, तेव्हा कॉईलजवळ ठेवलेल्या होकायंत्राची सुई विचलन दर्शविते.
(i) फक्त (a) या विद्युत मंडळामध्ये,
(ii) फक्त विद्युत मंडळ (a) आणि (b) मध्ये,
(iii) फक्त विद्युत मंडळ (a), (b) आणि (c) मध्ये,
(iv) सर्व चारही विद्युत मंडळामध्ये,
(i) फक्त (a) या विद्युत मंडळामध्ये,
(ii) फक्त विद्युत मंडळ (a) आणि (b) मध्ये,
(iii) फक्त विद्युत मंडळ (a), (b) आणि (c) मध्ये,
(iv) सर्व चारही विद्युत मंडळामध्ये,
योग्य उत्तर: (iv) सर्व चारही विद्युत मंडळामध्ये.
(कारण कोणत्याही सुवाहक धातूच्या तारेतून विद्युत प्रवाह वाहताना त्याच्या भोवती चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होतेच.)
(कारण कोणत्याही सुवाहक धातूच्या तारेतून विद्युत प्रवाह वाहताना त्याच्या भोवती चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होतेच.)



