ओम के नियम

सामग्री मानक

इस पाठ में, शिक्षार्थी एक विद्युत परिपथ में वोल्टेज, धारा और प्रतिरोध के बीच संबंध, विभवांतर की अवधारणा और एक आभासी प्रयोगशाला का उपयोग करके ओम के नियम के ग्राफिक सत्यापन की समझ प्रदर्शित करते हैं।

प्रदर्शन मानकों

छात्र निम्नलिखित कार्य करने में सक्षम होंगे:

  • विद्युत धारा, वोल्टेज और प्रतिरोध को परिभाषित करें। 
  • आभासी उपकरणों का उपयोग करके धारा और वोल्टेज को मापें। 
  • वोल्टेज बनाम धारा (VI) ग्राफ बनाएं और उसकी व्याख्या करें। 
  • प्रयोग के माध्यम से ओम के नियम को सत्यापित करें। 
  • विश्लेषण करें कि प्रतिरोध सर्किट में धारा को कैसे प्रभावित करता है।

संरेखण मानक

संदर्भ: एनसीईआरटी कक्षा 10 विज्ञान  

यह पाठ एनसीईआरटी कक्षा 10 विज्ञान पुस्तक-अध्याय 11: विद्युत, अनुभाग: 4- ओम का नियम के अनुरूप है।

पूर्वापेक्षाएँ (पूर्व ज्ञान)

  • विद्युत धारा और सर्किट की बुनियादी समझ।
  • सरल विद्युत घटकों (बैटरी, बल्ब, तार) का ज्ञान। 
  • वोल्टमीटर और एमीटर के कार्य को समझना। 
  • रेखीय रेखांकन की अवधारणा से परिचित होना।

सीखने के उद्देश्य

पाठ के अंत तक, छात्र निम्नलिखित कार्य करने में सक्षम होंगे:

  • ओम के नियम में व्यक्त संबंध को परिभाषित करें और समझाएं: V = I × R.
  • डेटा रिकॉर्ड करने और ओम के नियम को सत्यापित करने के लिए वास्तविक समय आभासी सिमुलेशन का उपयोग करें।
  • VI ग्राफ का आरेखण और व्याख्या करें। 
  • ग्राफ (ढलान) से प्रतिरोध की गणना करें। 
  • वोल्टेज या प्रतिरोध बदलते समय परिणामों की भविष्यवाणी करें।

परिचय

इस सत्र में, छात्र यह अध्ययन करेंगे कि विद्युत परिपथ में धारा और वोल्टेज कैसे संबंधित हैं। वे एक आभासी प्रयोगशाला का उपयोग करके विभिन्न वोल्टेज सेटिंग्स के साथ प्रयोग करेंगे और देखेंगे कि धारा कैसे बदलती है। इसके माध्यम से, वे ओम के नियम की पुष्टि करेंगे और सीखेंगे कि प्रतिरोध किसी चालक में विद्युत प्रवाह को कैसे प्रभावित करता है।

समयरेखा (40 मिनट)

शीर्षकअनुमानित अवधिप्रक्रियासंदर्भ सामग्री
संलग्न करें5

पूछें: “आप चित्र में क्या देखते हैं?”

स्लाइड्स

अन्वेषण करें10

पूछें: “यदि आप बल्ब सर्किट में वोल्टेज बढ़ाते हैं तो क्या होता है?”

इंटरैक्टिव सिमुलेशन: एक बैटरी, रेसिस्टर, वोल्टमीटर और एमीटर को जोड़ें। वोल्टेज (1V से 5V) बदलें, धारा का निरीक्षण करें।

स्लाइड्स

व्याख्या करें10

ओम के नियम को परिभाषित करें: V = I × R. 

प्रतिरोध और इकाइयों की व्याख्या करें। 

वास्तविक समय ग्राफ़िंग (Y-अक्ष पर V, X-अक्ष पर I) का परिचय दें। ढलान = प्रतिरोध की व्याख्या करें।

स्लाइड्स + वर्चुअल लैब

मूल्यांकन करें10

छात्र एलएमएस पर स्व-मूल्यांकन कार्य का प्रयास करेंगे |

वर्चुअल लैब

विस्तरित करें5

परिदृश्य चर्चा: अवि एक इलेक्ट्रीशियन है और उसे अपनी एक दोस्त भव्या का फ़ोन आता है, जो बताती है कि उसके घर पर हीटिंग तारों में कुछ समस्या आ रही है। अवि, भव्या के घर समस्या ठीक करने गया। अवि ने देखा कि जैसे ही वह तार की लंबाई कम करती है, हीटिंग की समस्या दूर हो जाती है और जैसे ही वह तार की लंबाई बढ़ाती है, समस्या फिर से आ जाती है। विस्तृत विवरण के साथ समाधान बताकर अवि को भव्या की बिजली की समस्या ठीक करने में मदद करें।

स्लाइड्स

ओम के नियम

परिचय

क्या आपने कभी सोचा है कि वोल्टेज बढ़ाने पर बल्ब अधिक चमकने लगता है या बिजली से जोड़ने पर कुछ उपकरण गर्म क्यों हो जाते हैं?

ये दैनिक अवलोकन विद्युत के एक सरल किन्तु शक्तिशाली नियम द्वारा नियंत्रित होते हैं: ओम का नियम 

इस सत्र में, शिक्षार्थी यह पता लगाएंगे कि वोल्टेज, धारा और प्रतिरोध किस प्रकार संबंधित हैं, तथा विद्युत परिपथ में वास्तविक समय ग्राफ का उपयोग करके उन्हें कैसे मापा और विश्लेषित किया जा सकता है।

लिखित

  • विद्युत धारा क्या है?

          विद्युत धारा किसी चालक से होकर विद्युत आवेशों (इलेक्ट्रॉनों) का प्रवाह है। इसे एम्पीयर (A) में मापा जाता है और यह बाहरी परिपथ में धनात्मक टर्मिनल से ऋणात्मक टर्मिनल की ओर प्रवाहित होती है।

          सूत्र: I = Q / t

  • विभवांतर (वोल्टेज) क्या है?

           यह किसी परिपथ में दो बिंदुओं के बीच एक इकाई आवेश को गति देने के लिए आवश्यक ऊर्जा है। वोल्ट (V) में मापी जाने वाली यह वह ‘धक्का’ है जो धारा को गति प्रदान करता है।इसे एक पाइप में पानी के दबाव के रूप            मे सोचें – दबाव जितना अधिक होगा, पानी उतनी ही तेजी से बहेगा।

  • प्रतिरोध क्या है?

           प्रतिरोध किसी पदार्थ द्वारा विद्युत धारा के प्रवाह के प्रति दिया जाने वाला प्रतिरोध है। इसे ओम (Ω) में मापा जाता है जैसे एक संकरी पाइप पानी को धीमा कर देती है, वैसे ही प्रतिरोध धारा को धीमा कर देता है।

  • ओम का नियम – मूल सिद्धांत
    ओम का नियम कहता है: स्थिर तापमान पर, किसी चालक से प्रवाहित धारा (I) उसके पार वोल्टेज (V) के समानुपाती होती है।
    गणितीय रूप से: V = I × R
    जहाँ: V = वोल्टेज (वोल्ट), I = धारा (एम्पीयर), R = प्रतिरोध (ओम)
  • ओम का नियम क्यों महत्वपूर्ण है?

          जब आप वोल्टेज (V) को Y-अक्ष पर तथा धारा (I) को X-अक्ष पर प्लॉट करते हैं:

  • आपको मूल बिंदु से होकर एक सीधी रेखा प्राप्त होती है। 
  • रेखा का ढलान = प्रतिरोध (R). 
  • रेखा जितनी अधिक खड़ी होगी, प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा।

          यह रैखिक संबंध आभासी सिमुलेशन के दौरान वास्तविक समय में ओम के नियम को सत्यापित करता है।

  • यह विद्युत सर्किट डिजाइन करने और सुरक्षित धारा सीमा की गणना करने में मदद करता है।
  • यह हमें बताता है कि उपकरण वोल्टेज में परिवर्तन के प्रति कैसी प्रतिक्रिया देते हैं।
  • इसका उपयोग घरेलू वायरिंग से लेकर माइक्रोचिप्स तक लगभग सभी विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में किया जाता है।

 

  • क्या ओम का नियम हमेशा सत्य होता है?
    केवल ओमिक चालक (जैसे धातु के तार) ही इस नियम का पालन करते हैं।
    गैर-ओमिक उपकरण जैसे: फिलामेंट बल्ब (जो गर्म होते हैं), डायोड और एल.ई.डी. सीधी रेखा VI ग्राफ नहीं दिखाते हैं 

शब्दावली

यह पूरे पाठ में प्रयुक्त शब्दावली शब्दों की सूची है।

  • विद्युत धारा – चालक में प्रति सेकंड प्रवाहित होने वाले विद्युत आवेश को विद्युत धारा कहते हैं।

  • वोल्टेज (विभवांतर) – दो बिंदुओं के बीच एक इकाई आवेश को ले जाने में किया गया कार्य विभवांतर कहलाता है।

  • प्रतिरोध – किसी पदार्थ द्वारा विद्युत धारा के प्रवाह का विरोध प्रतिरोध कहलाता है।

  • ओम का नियम – स्थिर तापमान पर धारा, विभवांतर के समानुपाती होती है।

  • अमीटर – परिपथ में विद्युत धारा मापने वाला उपकरण।

  • वोल्टमीटर – दो बिंदुओं के बीच विभवांतर मापने वाला उपकरण।

  • चालक – वह पदार्थ जिसमें विद्युत धारा आसानी से प्रवाहित होती है।

  • ओमिक चालक – वह चालक जो ओम के नियम का पालन करता है।

  • गैर-ओमिक उपकरण – वह उपकरण जो ओम के नियम का पालन नहीं करता।

  • वी-आई ग्राफ – वोल्टेज और धारा के संबंध को दर्शाने वाला ग्राफ।

  • समानुपाती – जब दो राशियाँ निश्चित अनुपात में बदलती हैं।

  • ढाल – वी-आई ग्राफ में वोल्टेज और धारा के परिवर्तन का अनुपात।

  • परिपथ – विद्युत धारा के प्रवाह के लिए बना बंद मार्ग।

  • प्रतिरोधक – परिपथ में प्रतिरोध प्रदान करने वाला उपकरण।

  • रैखिक संबंध – ऐसा संबंध जो ग्राफ पर सीधी रेखा बनाता है।

ओम के नियम

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परिचय

ओम के नियम वर्चुअल लैब में आपका स्वागत है!

इस इंटरैक्टिव सिमुलेशन में, आप वोल्टेज (V), धारा (I), और प्रतिरोध (R) के बीच के संबंध का पता लगाएँगे। वोल्टेज और प्रतिरोध के अलग-अलग मान निर्धारित करके, आप देखेंगे कि विद्युत परिपथ में धारा कैसे बदलती है। सिमुलेशन ओम के नियम (I = V/R) का उपयोग करके स्वचालित रूप से धारा की गणना करेगा और इस संबंध को समझने में आपकी मदद करने के लिए एक वास्तविक समय VI ग्राफ़ तैयार करेगा। आप यह भी विश्लेषण करेंगे कि ग्राफ़ का ढलान प्रतिरोध को कैसे दर्शाता है, और यह निष्कर्ष निकालेंगे कि क्या चालक ओम के नियम का पालन करता है।

प्रमुख विशेषताऐं

  • घटकों (बैटरी, प्रतिरोधक, वोल्टमीटर, अमीटर, रिओस्टेट, तार) पर क्लिक करें
  • वोल्टेज या प्रतिरोध के लिए संपादन योग्य इनपुट फ़ील्ड
  • VI ग्राफ़ की गणना और प्लॉटिंग
  • ढलान = प्रतिरोध (R) की स्वचालित गणना
  • प्रत्येक मॉड्यूल के अंत में सहभागिता के लिए MCQ को एकीकृत किया गया है

वीआर अनुभव के लिए चरण-दर-चरण प्रक्रिया

चरण 1: सर्किट का विश्लेषण करें

  • निम्नलिखित घटकों का विश्लेषण करें:
    • बैटरी (बिजली आपूर्ति)
    • वोल्टमीटर (प्रतिरोधक के समानांतर)
    • एमीटर (श्रृंखला में)
    • वोल्टेज बदलने के लिए रिओस्टेट या स्लाइडर
    • सर्किट को पूरा करने के लिए तार

 चरण 2: इनपुट वोल्टेज और प्रतिरोध

  • एक प्रॉम्प्ट उपयोगकर्ता से पूछता है: “वोल्टेज (वोल्ट में) दर्ज करें जिसे आप प्रतिरोधक पर लागू करना चाहते हैं:”
  • उपयोगकर्ता मान दर्ज करता है या समायोजन के लिए स्लाइडर का उपयोग करता है
  • प्रतिरोध का चयन करने के लिए स्लाइडर का उपयोग करें: रेंज 1 से 10 तक

चरण 3: धारा का निरीक्षण करें

  • उपयोगकर्ता इनपुट के आधार पर: धारा (I) की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जाती है : I= V​ /R
  • धारा का मान एमीटर सिमुलेशन में दिखाया गया है

चरण 4: ग्राफ़ देखें

  • ग्राफ़ प्लॉट किया गया है:
    • X-अक्ष: धारा (I एम्पीयर में)
    • Y-अक्ष: वोल्टेज (वोल्ट में V)
  • रेखा का ढलान = प्रतिरोध (R )

चरण 5: ग्राफ़ का विश्लेषण करें

  • एक टेक्स्टबॉक्स में बताया गया है: “मूल बिंदु से गुजरने वाला एक सीधी रेखा वाला ग्राफ़ ओम के नियम की पुष्टि करता है। रेखा का ढलान चालक का प्रतिरोध दर्शाता है।”

 चरण 6: मूल्यांकन

  • बातचीत के बाद, छात्र प्रश्नोत्तरी की ओर बढ़ते हैं:
    • 2 बहुविकल्पीय प्रश्न
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