Resistivity of Various Materials MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Resistivity of Various Materials - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही उत्तर - (C), (A), (D), (B) है। 

Key Points

• प्रतिरोधकता क्रम
  • कम प्रतिरोधकता वाले पदार्थ बेहतर चालक होते हैं।
  • दिए गए पदार्थों में प्रतिरोधकता के बढ़ते क्रम में क्रम है: चाँदी (C), तांबा (A), एल्यूमीनियम (D), प्लेटिनम (B)।
• प्रतिरोधकता मान
  • चाँदी की प्रतिरोधकता लगभग 1.59 x 10^-8 ओम मीटर सबसे कम होती है।
  • ताँबे की प्रतिरोधकता लगभग 1.68 x 10^-8 ओम मीटर होती है।
  • एल्यूमीनियम की प्रतिरोधकता लगभग 2.65 x 10^-8 ओम मीटर होती है।
  • प्लेटिनम की दिए गए विकल्पों में सबसे अधिक प्रतिरोधकता होती है, लगभग 10.6 x 10^-8 ओम मीटर।

Additional Information

• चालकता और प्रतिरोधकता
  • चालकता प्रतिरोधकता का व्युत्क्रम है। उच्च चालकता वाले पदार्थों की प्रतिरोधकता कम होती है और इसके विपरीत।
  • चांदी, सबसे अच्छा चालक होने के कारण, सबसे कम प्रतिरोधकता रखती है, उसके बाद तांबा आता है।
• अनुप्रयोग
  • चाँदी: इसकी उत्कृष्ट चालकता के कारण उच्च-स्तरीय विद्युत संपर्कों और चालकों में उपयोग की जाती है।
  • ताँबा: इसकी अच्छी चालकता, लागत और स्थायित्व के संतुलन के कारण विद्युत तारों और इलेक्ट्रॉनिक्स में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
  • एल्यूमीनियम: इसके कम घनत्व और अच्छी चालकता के कारण बिजली लाइनों और हल्के इलेक्ट्रॉनिक घटकों में उपयोग किया जाता है।
  • प्लेटिनम: इलेक्ट्रोड और उच्च-तापमान वाले वातावरण जैसे विशिष्ट अनुप्रयोगों में इसकी स्थिरता और जंग के प्रतिरोध के कारण उपयोग किया जाता है।

व्याख्या:

पदार्थों की प्रतिरोधकता सामान्यतः परमाणु संख्या बढ़ने के साथ बढ़ती है और यह पदार्थ की प्रकृति पर भी निर्भर करती है।

दिए गए पदार्थों के लिए उच्चतम से निम्नतम प्रतिरोधकता का क्रम है:

• टंगस्टन (D) - उच्चतम प्रतिरोधकता
• एल्यूमीनियम (A) - मध्यम प्रतिरोधकता
• ताँबा (B) - निम्न प्रतिरोधकता
• चाँदी (C) - निम्नतम प्रतिरोधकता

इस प्रकार, विकल्प '4' सही है।

संकल्पना:

प्रतिरोधकता (ρ): चालक का एक गुण जो उनके माध्यम से विद्युत धारा के प्रवाह का विरोध करता है और पदार्थ की आकृति और आकार से स्वतंत्र होता है लेकिन पदार्थ की प्रकृति और ताप पर निर्भर करता है, उसे प्रतिरोधकता कहा जाता है।
प्रतिरोधकता की इकाई ओम-मीटर (Q-m) होती है।
→ किसी पदार्थ की प्रतिरोधकता उसकी प्रकृति और चालक के ताप पर निर्भर करती है।
→ किसी पदार्थ की प्रतिरोधकता उसकी आकृति और आकार (लंबाई और क्षेत्रफल) पर निर्भर नहीं करती है।
प्रतिरोधकता नीचे दिए गए अनुसार दी जाती है:

\(ρ=\frac{m}{ne^2\tau}\) -----(1)

जहाँ, ρ पदार्थ की प्रतिरोधकता है, m आवेश वाहक का द्रव्यमान है, 𝜏 विश्रांति काल है, n और e क्रमशः इलेक्ट्रॉनों की संख्या और इलेक्ट्रॉनिक आवेश हैं।

व्याख्या:

किसी पदार्थ की प्रतिरोधकता समीकरण (1) द्वारा दी गई है।

→जैसे-जैसे ताप बढ़ता है, इलेक्ट्रॉनों (जो धारा वाहक होते हैं) की औसत गति बढ़ जाती है। गति में वृद्धि के कारण संघट्टों की संख्या बढ़ जाती है। इसलिए, ताप (T) में वृद्धि के साथ संघट्टों का औसत समय घट जाता है।

→ धातु में, n ताप से स्वतंत्र होता है, इसलिए ताप में वृद्धि के साथ 𝜏 के मान में कमी के कारण ρ में वृद्धि होती है।

→ कुचालकों और अर्धचालकों के लिए, हालांकि, ताप में वृद्धि के साथ n बढ़ता है। यह वृद्धि 𝜏 में किसी भी कमी की भरपाई की तुलना में अधिक है इस प्रकार ρ ताप के साथ घट जाती है। 

द्रव्यमान नियत भौतिक राशि है और ताप में परिवर्तन से अप्रभावित है और कम ताप परिवर्तन के लिए, ठोस का तापीय विस्तार नगण्य होता है।
अतः विकल्प (1) और (2) सही उत्तर हैं।

स्पष्टीकरण:

अर्धचालक पदार्थ के लिए प्रतिरोधकता और तापमान के बीच का संबंध निम्नलिखित समीकरण द्वारा दिया गया है:

s = \(s_0e^{\frac{E_g}{2KT}} \)

जहाँ s0 पूर्ण शून्य तापमान पर प्रतिरोधकता है, उदाहरण के लिए अर्धचालक पदार्थ की ऊर्जा बैंड ऊर्जा है, k बोल्टज़मैन का स्थिरांक है, और T केल्विन में तापमान है।

• इस समीकरण को अर्रेनिअस समीकरण के नाम में जाना जाता है और यह अर्धचालकों की प्रतिरोधकता की तापमान निर्भरता का वर्णन करता है।
• जैसे-जैसे तापमान में वृद्धि होती है, तापीय रूप से उत्तेजित आवेश वाहकों (इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों) की बढ़ती संख्या के कारण अर्धचालक की प्रतिरोधकता तेजी से कम हो जाती है।
• चूँकि, क्षय घातीय है, तापमान वृद्धि के साथ प्रतिरोधकता कम हो जाती है।
• तो, प्रतिरोधकता बनाम तापमान का प्रतिनिधित्व करने वाला ग्राफ तेजी से क्षय होगा और इसे दर्शाया जाएगा,

सही उत्तर विकल्प (3) है।

संकल्पना:

प्रतिरोधकता (ρ): चालक का एक गुण जो उनके माध्यम से विद्युत धारा के प्रवाह का विरोध करता है और पदार्थ की आकृति और आकार से स्वतंत्र होता है लेकिन पदार्थ की प्रकृति और ताप पर निर्भर करता है, उसे प्रतिरोधकता कहा जाता है।
प्रतिरोधकता की इकाई ओम-मीटर (Q-m) होती है।
→ किसी पदार्थ की प्रतिरोधकता उसकी प्रकृति और चालक के ताप पर निर्भर करती है।
→ किसी पदार्थ की प्रतिरोधकता उसकी आकृति और आकार (लंबाई और क्षेत्रफल) पर निर्भर नहीं करती है।
प्रतिरोधकता नीचे दिए गए अनुसार दी जाती है:

\(ρ=\frac{m}{ne^2\tau}\)   -----(1)

जहाँ, ρ पदार्थ की प्रतिरोधकता है, m आवेश वाहक का द्रव्यमान है, 𝜏 विश्रांति काल है, n और e क्रमशः इलेक्ट्रॉनों की संख्या और इलेक्ट्रॉनिक आवेश हैं।

व्याख्या:

किसी पदार्थ की प्रतिरोधकता समीकरण (1) द्वारा दी गई है।

→जैसे-जैसे ताप बढ़ता है, इलेक्ट्रॉनों (जो धारा वाहक होते हैं) की औसत गति बढ़ जाती है। गति में वृद्धि के कारण संघट्टों की संख्या बढ़ जाती है। इसलिए, ताप (T) में वृद्धि के साथ संघट्टों का औसत समय घट जाता है।

→ धातु में, n ताप से स्वतंत्र होता है, इसलिए ताप में वृद्धि के साथ 𝜏 के मान में कमी के कारण ρ में वृद्धि होती है।

→ कुचालकों और अर्धचालकों के लिए, हालांकि, ताप में वृद्धि के साथ n बढ़ता है। यह वृद्धि 𝜏 में किसी भी कमी की भरपाई की तुलना में अधिक है इस प्रकार ρ ताप के साथ घट जाती है। 

द्रव्यमान नियत भौतिक राशि है और ताप में परिवर्तन से अप्रभावित है और कम ताप परिवर्तन के लिए, ठोस का तापीय विस्तार नगण्य होता है।
अतः विकल्प (1) और (2) सही उत्तर हैं।

अवधारणा

• विद्युत बल्ब: यह एक विद्युत उपकरण है जो विद्युत ऊर्जा को ऊष्मा और प्रकाशीय ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
  • इसमें आम तौर निष्क्रिय गैसों (नाइट्रोजन और आर्गन) के साथ भरा हुआ कांच से बना होता है।
  • तन्तु टंगस्टन से बना है जिसका गलनांक बहुत उच्च होता है।

व्याख्या:

• विद्युत बल्ब के संवृत कांच के चैंबर में एक निष्क्रिय (अक्रिय) गैस, आर्गन होती है।
• कांच के कक्ष को हवा से नहीं भरा जा सकता है क्योंकि ऑक्सीजन की उपस्थिति के कारण फिलामेंट जल जाएगा, अर्थात ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया करेगा। इसलिए विकल्प 1 सही है।
• कांच चैंबर को निर्वात नहीं बनाया जा सकता है क्योंकि निर्वात स्थितियों, तन्तु बहुत अधिक तापमान के कारण वाष्पित हो जाएगा, जिससे बल्ब अनुपयोगी हो जाएगा।
• बल्ब के भीतर निष्क्रिय गैस एक विशेष दबाव बनाए रखेगी, जिससे तन्तु को वाष्पीकरण से रोका जा सकेगा।
• विद्युत बल्ब के ग्लास बल्ब को सील कर दिया जाता है ताकि बल्ब के अंदर के तापमान को बनाए रखा जा सके और इसे नमी से बचाया जा सके। इसलिए विकल्प 2 और 3 सही हैं।
• नाइट्रोजन का उपयोग भी आर्गन की तरह किया जाता है। इसलिए विकल्प 2 सही है।

विकल्प 1 सही उत्तर है अर्थात चाँदी 

• दिए गए विकल्पों में, चाँदी में सबसे कम प्रतिरोधकता होती है।
• प्रतिरोधकता विद्युत चालकता के लिए एक विशिष्ट सामग्री के दिए गए आकार के प्रतिरोध का माप होता है। 
  • ऐसी सामग्री जो विद्युत धारा को आसानी से चालित करती है उसे चालक कहा जाता है और इसकी प्रतिरोधकता कम होती है।
  • ऐसी सामग्री जो आसानी से विद्युत का संचालन नहीं करती हैं उन्हें विद्युतरोधी कहा जाता है और इन सामग्रियों में उच्च प्रतिरोधकता होती है।
  • प्रतिरोधकता को आम तौर पर ओम मीटर (Ω·m) में मापा जाता है।

सही उत्तर ओम मीटर है।

Key Points 

• प्रतिरोधकता का SI मात्रक ohm⋅meter (Ω-m) है।
  • किसी सामग्री की विद्युत प्रतिरोधकता इस बात का माप है कि सामग्री कितनी दृढ़ता से धारा के प्रवाह का विरोध करती है।
  • यह आमतौर पर ग्रीक अक्षर ρ, rho द्वारा दर्शाया जाता है।
  • ऐसे पदार्थ जो आसानी से धारा का संचालन करते हैं, सुचालक के रूप में जाने जाते हैं और इनकी प्रतिरोधकता कम होती है।
  • जो बिजली का संचालन नहीं करते हैं उन्हें कुचलक के रूप में जाना जाता है और उनमें उच्च प्रतिरोधकता होती है।
  • प्रतिरोधकता को इसके पार विद्युत क्षेत्र के परिमाण के रूप में परिभाषित किया गया है जो एक निश्चित वर्तमान घनत्व देता है।
  • सूत्र के लिए विद्युत प्रतिरोधकता है \(ρ=E/J\)
    • कहा प,
    • ρ है प्रतिरोधकता Ω.m में सामग्री के
    • ई है परिमाण के बिजली के क्षेत्र Vm -1 में
    • J Am-2 . में धारा घनत्व का परिमाण है

अवधारणा

• विद्युत बल्ब: यह एक विद्युत उपकरण है जो विद्युत ऊर्जा को ऊष्मा और प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
• यह आम तौर पर कांच में भरी गैसों से बना होता है (नाइट्रोजन और आर्गन)।
• तन्तु टंगस्टन से बना होता है जिसका गलनांक बहुत अधिक होता है।

व्याख्या

• टंगस्टन एक संक्रमण धातु है।
• इसका परमाणु क्रमांक 74 है जिसे 'W द्वारा टंगस्टन या वालफर्म के रूप में दर्शाया जाता है
• इस तत्व का गलनांक बहुत अधिक होता है लेकिन यह उच्च तापमान पर ऑक्सीकृत हो जाता है।
• तो, इस तत्व को ऑक्सीकृत होने से बचाने के लिए इसे निष्क्रिय गैसों से भरे पात्र में रखा जाता है।

Ti - टाइटेनियम, परमाणु संख्या - 22

Sn -सीसा या स्टेनम, परमाणु संख्या - 50

Te - टेलरियम, परमाणु संख्या -52

⇒ विकल्प 3 सही है।

अवधारणा:

• विद्युत बल्ब: यह एक विद्युत उपकरण है जो विद्युत ऊर्जा को ऊष्मा और प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
  • यह आमतौर पर कांच से बना होता है जिसमें अक्रिय गैसें (नाइट्रोजन और आर्गन) भरी होती हैं।
  • फिलामेंट टंगस्टन से बना होता है जिसका गलनांक बहुत अधिक होता है।

स्पष्टीकरण:

• विद्युत बल्ब के बंद कांच के कक्ष में एक निष्क्रिय (अक्रिय) गैस, आर्गन होती है।
• कांच के कक्ष को हवा से नहीं भरा जा सकता क्योंकि ऑक्सीजन की उपस्थिति से फिलामेंट जल जाएगा, अर्थात ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करेगा।
• कांच के कक्ष को निर्वात नहीं बनाया जा सकता है। क्योंकि निर्वात स्थितियों में, बहुत अधिक तापमान के कारण फिलामेंट वाष्पित हो जाएगा, जिससे बल्ब अनुपयोगी हो जाएगा।
• बल्ब के भीतर अक्रिय गैस एक विशेष दाब बनाए रखेगी, और फिलामेंट को वाष्पित होने से रोकेगी। 
• आर्गन की तरह नाइट्रोजन का उपयोग भी किया जाता है।

इसलिए, एक फिलामेंट लैंप के अंदर भरने के लिए प्रयुक्त की जाने वाली गैसें आर्गन, नाइट्रोजन हैं।

संकल्पना:

• विद्युत प्रतिरोधकता (ρ) किसी भी सामग्री का एक मौलिक और आंतरिक गुण है जो मापता है कि वह सामग्री कितनी दृढ़ता से विद्युत धारा के प्रवाह का विरोध कर सकती है।
  • का SI मात्रक ओम-मीटर (Ω m) है
  • यह विद्युत चालकता का पारस्परिक है।

व्याख्या:

• तालिका से यह स्पष्ट है कि कांच की प्रतिरोधकता निक्रोम और सिल्वर की तुलना में बहुत अधिक है ।
• इन दोनों के बीच नाइक्रोम में सिल्वर की तुलना में अधिक प्रतिरोधकता होती है। 
• अत: सिल्वर < नाइक्रोम < काँच सही क्रम है।

एक विशिष्ट चालक पदार्थ की विद्युतीय प्रतिरोधकता इस तथ्य का माप होता है कि कितनी मजबूती से पदार्थ इसके माध्यम से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा के प्रवाह का विरोध करता है।

दिए गए चालक का प्रतिरोध निम्न है:

\(R = \rho \frac{l}{A}\)

ρ = चालक का प्रतिरोधकता 

l = चालक की लम्बाई 

A = अनुप्रस्थ-काट का क्षेत्रफल 

प्लैटिनम की प्रतिरोधकता सामान्यतौर पर बहुत निम्न होती है और यह 10.5 μ ohm-cm की क्रम में होती है।

यह नीचे दी गयी तालिका में देखा जा सकता है जो सामान्यतौर पर प्रयोग किये जाने वाले कुछ चालकों को प्रतिरोधकता प्रदान करती है।

अवधारणा

• विद्युत बल्ब: यह एक विद्युत उपकरण है जो विद्युत ऊर्जा को ऊष्मा और प्रकाशीय ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
  • इसमें आम तौर निष्क्रिय गैसों (नाइट्रोजन और आर्गन) के साथ भरा हुआ कांच से बना होता है।
  • तन्तु टंगस्टन से बना है जिसका गलनांक बहुत उच्च होता है।

व्याख्या:

• विद्युत बल्ब के संवृत कांच के चैंबर में एक निष्क्रिय (अक्रिय) गैस, आर्गन होती है।
• कांच के कक्ष को हवा से नहीं भरा जा सकता है क्योंकि ऑक्सीजन की उपस्थिति के कारण फिलामेंट जल जाएगा, अर्थात ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया करेगा।
• कांच चैंबर को निर्वात नहीं बनाया जा सकता है क्योंकि निर्वात स्थितियों, तन्तु बहुत अधिक तापमान के कारण वाष्पित हो जाएगा, जिससे बल्ब अनुपयोगी हो जाएगा।
• बल्ब के भीतर निष्क्रिय गैस एक विशेष दबाव बनाए रखेगी, जिससे तन्तु को वाष्पीकरण से रोका जा सकेगा।
• नाइट्रोजन का उपयोग आर्गन की तरह भी किया जाता है। इसलिए विकल्प 2 सही है।

अवधारणा -

• विद्युत प्रतिरोधकता (जिसे विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध के रूप में भी जाना जाता है) एक भौतिक गुण है जो यह निर्धारित करती है कि यह धारा के प्रवाह का कितनी दृढ़ता से विरोध कर रही है।
• प्रतिरोध (rho) को दर्शाने के लिए ग्रीक अक्षर 'ρ' का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
• ओम-मीटर, विद्युत प्रतिरोधकता के लिए SI इकाई है।
• विद्युत प्रतिरोधकता की गणना इस सूत्र की सहायता से की जा सकती है - 

\(\rho =\frac{R L}{A}\)

जहां,

• R = पदार्थ का विद्युत प्रतिरोध
• l = पदार्थ की लंबाई
• A = दिए गए पदार्थ का अनुप्रस्थ काट

व्याख्या -

• चांदी विद्युत का सबसे अच्छा चालक है जिसका मतलब है कि इसकी विद्युत प्रतिरोधकता बहुत निम्न लेकिन मापने योग्य होगी

Important Points

• विद्युत प्रतिरोधकता हमें यह जानने में मदद करती है कि कोई पदार्थ कितनी अच्छी तरह से धारा को प्रवाहित होने देगी।
• यदि पदार्थ की विद्युत प्रतिरोधकता अधिक है तो यह उसके भीतर धारा के प्रवाह का विरोध करेगी जिसका अर्थ है कि यह विद्युत का सुचालक नहीं है।
• यदि पदार्थ की विद्युत प्रतिरोधकता कम है तो धारा के प्रवाह का विरोध कम होगा, इसलिए पदार्थ विद्युत का सुचालक होगा।

संकल्पना:

प्रतिरोधकता: प्रतिरोधकता को उस सामग्री के गुण के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसका उपयोग विद्युत का प्रतिरोध करने के लिए किया जाता है जिसे प्रतिरोधकता के रूप में जाना जाता है। इसे निम्न के रूप में लिखा जाता है;

\(\rho = \frac{{m}}{n{e^2}\tau}\)

\(\tau\) विश्रांति काल है, \(\rho \) प्रतिरोधकता है, m द्रव्यमान है।

व्याख्या:

जैसा कि हमारे पास प्रतिरोधकता है, \(\rho = \frac{{m}}{n{e^2}\tau}\)

जब तापमान बढ़ता है तो विश्रांति काल कम हो जाएगा, इसलिए प्रतिरोधकता बढ़ जाएगी। तो, प्रतिरोधकता और तापमान की भिन्नता परवलयिक है।

अत: विकल्प 1) सही उत्तर है।