વિજ્ઞાન ધોરણ 7 પ્રકરણ 10 વિદ્યુતપ્રવાહ અને તેની અસર - સ્વાધ્યાય

(આ પ્રશ્નના જવાબમાં વિદ્યાર્થીઓએ પાઠ્યપુસ્તકના કોષ્ટક 10.1 માં દર્શાવ્યા મુજબ નીચે મુજબની સંજ્ઞાઓ દોરવાની રહેશે):

• જોડાણ તાર: ———
• ‘OFF’ સ્થિતિમાં કળ: —◦ ◦—
• વિદ્યુત બલ્બ: —(⎎)—
• વિદ્યુતકોષ: —| |—
• ‘ON’ સ્થિતિમાં કળ: —•—•—
• બેટરી: —| | | |—

(આ પ્રશ્નના જવાબમાં વિદ્યાર્થીઓએ આકૃતિ 10.21 માં આપેલ પરિપથને અનુરૂપ સંજ્ઞાઓનો ઉપયોગ કરીને વિદ્યુત રેખાકૃતિ દોરવાની રહેશે. તેમાં એક વિદ્યુતકોષ, એક વિદ્યુત બલ્બ અને ‘ON’ સ્થિતિમાં એક કળ (સેફ્ટીપિન) દર્શાવવી).

ચાર કોષની બેટરી બનાવવા માટે, એક વિદ્યુતકોષના ધન (+) ધ્રુવને ત્યારપછીના બીજા વિદ્યુતકોષના ઋણ (-) ધ્રુવ સાથે તાર વડે જોડવામાં આવે છે. આ ક્રમ ચારેય કોષ માટે અનુસરવામાં આવે છે.

સમસ્યા: આકૃતિમાં બેટરીનું જોડાણ ખોટું છે. એક વિદ્યુતકોષનો ધન (+) ધ્રુવ બીજા વિદ્યુતકોષના ધન (+) ધ્રુવ સાથે જોડાયેલો છે.

જરૂરી ફેરફાર: બલ્બ પ્રકાશિત કરવા માટે, એક વિદ્યુતકોષના ધન (+) ધ્રુવને બીજા વિદ્યુતકોષના ઋણ (-) ધ્રુવ સાથે જોડવો જોઈએ.

વિદ્યુતપ્રવાહની બે અસરો:

1. ઉષ્મીય અસર (Heating Effect)
2. ચુંબકીય અસર (Magnetic Effect)

જ્યારે કોઈ તારમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય છે, ત્યારે તે તાર ચુંબકની જેમ વર્તે છે. આ વિદ્યુતપ્રવાહની ચુંબકીય અસર છે. હોકાયંત્રની સોય પણ એક નાનકડું ચુંબક હોવાથી, જ્યારે તેને વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત તારના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં લાવવામાં આવે છે, ત્યારે તે આકર્ષણ કે અપાકર્ષણને કારણે તેની ઉત્તર-દક્ષિણ દિશામાંથી આવર્તન પામે છે.

ના, હોકાયંત્રની સોય આવર્તન દર્શાવશે નહીં. કારણ કે આ પરિપથમાં વિદ્યુતકોષ (બેટરી) નથી, જે વિદ્યુતપ્રવાહનો સ્ત્રોત છે. વિદ્યુતપ્રવાહની ગેરહાજરીમાં, તાર ચુંબકીય અસર ઉત્પન્ન કરશે નહીં.

(a) વિદ્યુત કોષની સંજ્ઞામાં લાંબી રેખા ધન (+) ધ્રુવ દર્શાવે છે.

(b) બે કે બેથી વધુ વિદ્યુતકોષોના જોડાણને બેટરી કહે છે.

(c) જ્યારે રૂમ હીટરમાં વિદ્યુતપ્રવાહ ચાલુ કરવામાં આવે છે ત્યારે તે લાલચોળ ગરમ થાય છે અને ઉષ્મા ઉત્પન્ન કરે છે.

(d) વિદ્યુતપ્રવાહની ઉષ્મીય અસરને આધારે વપરાતા સુરક્ષા ઉપકરણને ફ્યુઝ (Fuse) કહે છે.

(a) બે વિદ્યુતકોષની બેટરી બનાવવા માટે એક વિદ્યુતકોષનો ઋણ ધ્રુવ, બીજા વિદ્યુતકોષના ઋણ ધ્રુવ સાથે જોડવામાં આવે છે. (F)

(b) જ્યારે ફયુઝમાંથી પસાર થતો વિદ્યુતપ્રવાહ તેની અમુક મર્યાદા કરતાં વધી જાય ત્યારે ફયુઝ તાર પીગળીને તૂટી જાય છે. (T)

(c) વિદ્યુત ચુંબક લોખંડના ટુકડાઓને આકર્ષતું નથી. (F)

(d) વિદ્યુત ઘંટડીમાં વિદ્યુત ચુંબક આવેલું હોય છે. (T)

ના, વિદ્યુત ચુંબક વાપરી શકાય નહીં. કારણ કે વિદ્યુત ચુંબક માત્ર લોખંડ જેવા ચુંબકીય પદાર્થોને જ આકર્ષે છે. પ્લાસ્ટિક એ બિન-ચુંબકીય પદાર્થ હોવાથી તેના પર વિદ્યુત ચુંબકની કોઈ અસર થશે નહીં.

ના, હું તેની સાથે સહમત નથી. ફ્યુઝ એ ખાસ પ્રકારના નીચા ગલનબિંદુ ધરાવતા તારમાંથી બનેલો હોય છે, જે વિદ્યુતપ્રવાહ વધી જાય ત્યારે પીગળીને પરિપથ તોડી નાખે છે અને ઉપકરણોને બચાવે છે. કોઈ પણ સામાન્ય તારનો ટુકડો વાપરવાથી તે વધુ પ્રવાહ પસાર થવા છતાં પીગળશે નહીં, જેનાથી શોર્ટ-સર્કિટ કે ઓવરલોડિંગને કારણે આગ લાગવાનો ભય રહે છે.

બલ્બ પ્રકાશતો ન હોવા પાછળ નીચેની શક્ય ખામીઓ હોઈ શકે છે:

• બલ્બ ઊડી ગયો (fuse) હોઈ શકે.
• વિદ્યુતકોષો બરાબર રીતે ગોઠવાયેલા ન હોય (દા.ત., + ધ્રુવ સાથે + ધ્રુવ જોડાયેલો હોય).
• વિદ્યુતકોષો વપરાઈ ગયા હોય.
• સ્વિચ બરાબર કામ ન કરતી હોય.
• વાયરનું જોડાણ ઢીલું હોય.

(i) જ્યારે કળ ‘OFF’ સ્થિતિમાં હોય ત્યારે કોઈ પણ બલ્બ પ્રકાશિત થશે?
ના, કળ ‘OFF’ સ્થિતિમાં હોય ત્યારે પરિપથ ખુલ્લો હોવાથી કોઈ પણ બલ્બ પ્રકાશિત થશે નહીં.

(ii) જ્યારે પરિપથમાં કળને ‘ON’ સ્થિતિમાં ખસેડવામાં આવે ત્યારે કયા ક્રમમાં, બલ્બ A, B તથા C પ્રકાશ આપશે?
જ્યારે કળ ‘ON’ કરવામાં આવશે, ત્યારે પરિપથ પૂર્ણ થતાં જ ત્રણેય બલ્બ એકસાથે પ્રકાશિત થશે.

1. હોકાયંત્ર અને વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા:
   વિદ્યુત પરિપથ બનાવી હોકાયંત્રની સોયનું આવર્તન નોંધવું. ત્યારબાદ, બેટરીના છેડા ઉલટાવીને પ્રવાહની દિશા બદલવી અને ફરીથી સોયનું આવર્તન કઈ દિશામાં થાય છે તે તપાસીને ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા પર થતી અસરનો અભ્યાસ કરવો.
2. જાદુઈ યુક્તિનું વિજ્ઞાન:
   જાદુગરની યુક્તિ (લોખંડની પેટીનું ભારે થઈ જવું) પાછળ રહેલા વિજ્ઞાનને ઓળખવું. આ યુક્તિમાં પેટીની નીચે શક્તિશાળી વિદ્યુત ચુંબક છુપાવેલું હોઈ શકે છે, જે ચાલુ કરતાં પેટીને જકડી રાખે છે.
3. વિદ્યુત ચુંબકની પ્રબળતા:
   લોખંડની ખીલી પર અલગ-અલગ સંખ્યામાં (20, 40, 60, 80) વાહક તારના આંટા વીંટાળીને જુદા-જુદા વિદ્યુત ચુંબક બનાવવા. દરેક ચુંબક કેટલી ટાંકણીઓને આકર્ષી શકે છે તેની સંખ્યા ગણીને પ્રબળતાની સરખામણી કરવી.
4. વિદ્યુત ઉપકરણોનો અભ્યાસ:
   નજીકની વિદ્યુતના સાધનોની દુકાનની મુલાકાત લઈ, કારીગર પાસેથી જુદા-જુદા પ્રકારના ફ્યુઝ અને MCB જેવા સુરક્ષા ઉપકરણોની રચના અને કાર્યપદ્ધતિ સમજવી.