ਅਧਾਰ 3 ਮੌਜੂਦਾ ਵਿਦਿਆ
ਕਸਰਤਾਂ
3.1 ਕਾਰ ਦੀ ਸਟੋਰੇਜ ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਇੱਮੀਅਨ ਪ੍ਰਭਾਵ $12 \mathrm{~V}$ ਹੈ। ਜੇ ਬੈਟਰੀ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਕੋਸ਼ਤਾ $0.4 \Omega$ ਹੈ, ਤਾਂ ਬੈਟਰੀ ਤੋਂ ਕਿੰਨਾ ਅਧਿਕਤਮ ਵਾਪਸੀ ਪ੍ਰਬੰਧਿਤ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ?
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਇੱਮੀਅਨ ਪ੍ਰਭਾਵ, $E=12 \mathrm{~V}$
ਬੈਟਰੀ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਕੋਸ਼ਤਾ, $r=0.4 \Omega$
ਬੈਟਰੀ ਤੋਂ ਪ੍ਰਬੰਧਿਤ ਅਧਿਕਤਮ ਵਾਪਸੀ $=I$
ਓਮ ਦੀ ਕਾਨੂੰਨ ਅਨੁਸਾਰ,
$$ \begin{aligned} E & =I r \\ I & =\frac{E}{r} \\ & =\frac{12}{0.4}=30 \mathrm{~A} \end{aligned} $$
ਦਿੱਤੀ ਬੈਟਰੀ ਤੋਂ ਪ੍ਰਬੰਧਿਤ ਅਧਿਕਤਮ ਵਾਪਸੀ $30 \mathrm{~A}$ ਹੈ।
3.2 ਇੱਕ ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਇੱਮੀਅਨ ਪ੍ਰਭਾਵ $10 \mathrm{~V}$ ਅਤੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਕੋਸ਼ਤਾ $3 \Omega$ ਇੱਕ ਰਸਫ਼ਟੀ ਨਾਲ ਜੁੜੀ ਹੈ। ਜੇ ਸਰਕਿਟ ਵਿੱਚ ਵਾਪਸੀ $0.5 \mathrm{~A}$ ਹੈ, ਤਾਂ ਰਸਫ਼ਟੀ ਦੀ ਕੋਸ਼ਤਾ ਕੀ ਹੈ? ਸਰਕਿਟ ਬੰਦ ਹੋਣ ‘ਤੇ ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਟਰਮੀਨਲ ਪ੍ਰਭਾਵ ਕੀ ਹੈ?
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਇੱਮੀਅਨ ਪ੍ਰਭਾਵ, $E=10 \mathrm{~V}$
ਬੈਟਰੀ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਕੋਸ਼ਤਾ, $r=3 \Omega$
ਸਰਕਿਟ ਵਿੱਚ ਵਾਪਸੀ, $I=0.5 \mathrm{~A}$
ਰਸਫ਼ਟੀ ਦੀ ਕੋਸ਼ਤਾ $=R$
ਓਮ ਦੀ ਕਾਨੂੰਨ ਦੇ ਸੰਬੰਧ ਅਨੁਸਾਰ, ਵਾਪਸੀ ਦਾ ਸੰਬੰਧ ਹੈ,
$I=\frac{E}{R+r}$
$R+r=\frac{E}{I}$
$=\frac{10}{0.5}=20 \Omega$
$\therefore R=20-3=17 \Omega$
ਰਸਫ਼ਟੀ ਦਾ ਟਰਮੀਨਲ ਪ੍ਰਭਾਵ $=V$
ਓਮ ਦੀ ਕਾਨੂੰਨ ਅਨੁਸਾਰ,
$V=I R$
$=0.5 \times 17$
$=8.5 \mathrm{~V}$
ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਰਸਫ਼ਟੀ ਦੀ ਕੋਸ਼ਤਾ $17 \Omega$ ਹੈ ਅਤੇ ਟਰਮੀਨਲ ਪ੍ਰਭਾਵ ਹੈ
$8.5 \mathrm{~V}$।
3.3 ਘਰੇਲੂ ਤਾਪਮਾਨ $\left(27.0{ }^{\circ} \mathrm{C}\right)$ ਤੇ ਇੱਕ ਗਰਮੀ ਐਲੀਮੈਂਟ ਦੀ ਕੋਸ਼ਤਾ $100 \Omega$ ਹੈ। ਜੇ ਕੋਸ਼ਤਾ $117 \Omega$ ਦੇ ਪਰਿਵਰਤਿਤ ਹੋ ਗਈ ਹੈ, ਤਾਂ ਐਲੀਮੈਂਟ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਕੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕੋਸ਼ਤਾ ਦੇ ਪਦਾਰਥ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਕੋਈਐਸਰ $1.70 \times 10^{-4}{ }^{\circ} \mathrm{C}^{-1}$ ਹੈ।
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਘਰੇਲੂ ਤਾਪਮਾਨ, $T=27^{\circ} \mathrm{C}$
ਗਰਮੀ ਐਲੀਮੈਂਟ ਦੀ ਕੋਸ਼ਤਾ $T, R=100 \Omega$ ਤੇ
ਐਲੀਮੈਂਟ ਦੀ ਵਧੀਆ ਤਾਪਮਾਨ $T_{1}$ ਦਾ ਸੰਖੇਪ ਰੂਪ ਹੈ।
ਗਰਮੀ ਐਲੀਮੈਂਟ ਦੀ ਕੋਸ਼ਤਾ $T_{1}, R_{1}=117 \Omega$ ਤੇ
ਫਲਿਮੈਂਟ ਦੇ ਪਦਾਰਥ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਕੋਈਐਸਰ,
$\alpha=1.70 \times 10^{-4 \circ} \mathrm{C}^{-1}$
$\alpha$ ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ,
$\alpha=\frac{R_{1}-R}{R\left(T_{1}-T\right)}$
$T_{1}-T=\frac{R_{1}-R}{R \alpha}$
$T_{1}-27=\frac{117-100}{100\left(1.7 \times 10^{-4}\right)}$
$T_{1}-27=1000$
$T_{1}=1027^{\circ} \mathrm{C}$
ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, $1027^{\circ} \mathrm{C}$ ਤੇ ਐਲੀਮੈਂਟ ਦੀ ਕੋਸ਼ਤਾ $117 \Omega$ ਹੈ।
3.4 ਇੱਕ ਲੰਬਾ ਸਪੀਡ $15 \mathrm{~m}$ ਅਤੇ ਇੱਕ ਸਥਿਰ ਕੱਟਣ ਦੇ ਖੰਡ $6.0 \times 10^{-7} \mathrm{~m}^{2}$ ਵਿੱਚ ਨਿਊਨੀ ਵਾਪਸੀ ਪਾਸ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਕੋਸ਼ਤਾ $5.0 \Omega$ ਵੱਲ ਮਾਪੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਪਰੀਕਸ਼ਾ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਤੇ ਪਦਾਰਥ ਦੀ ਕੋਸ਼ਤਾ ਕੀ ਹੈ?
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਸਪੀਡ ਦੀ ਲੰਬਾਈ, $l=15 \mathrm{~m}$
ਸਪੀਡ ਦੇ ਕੱਟਣ ਦੇ ਖੰਡ ਦਾ ਖੰਡ, $a=6.0 \times 10^{-7} \mathrm{~m}^{2}$
ਸਪੀਡ ਦੇ ਪਦਾਰਥ ਦੀ ਕੋਸ਼ਤਾ, $R=5.0 \Omega$
ਸਪੀਡ ਦੇ ਪਦਾਰਥ ਦੀ ਕੋਸ਼ਤਾ $=\rho$
ਕੋਸ਼ਤਾ ਦੇ ਕੋਸ਼ਤਾ ਦੇ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧ ਹੈ
$$ \begin{aligned} R & =\rho \frac{l}{A} \\ \rho & =\frac{R A}{l} \\ & =\frac{5 \times 6 \times 10^{-7}}{15}=2 \times 10^{-7} \Omega \mathrm{m} \end{aligned} $$
ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਪਦਾਰਥ ਦੀ ਕੋਸ਼ਤਾ $2 \times 10^{-7} \Omega \mathrm{m}$ ਹੈ।
3.5 ਇੱਕ ਚਾਂਦੀ ਦਾ ਸਪੀਡ ਘਰੇਲੂ ਤਾਪਮਾਨ $27.5^{\circ} \mathrm{C}$ ਤੇ ਕੋਸ਼ਤਾ $2.1 \Omega$ ਹੈ, ਅਤੇ ਘਰੇਲੂ ਤਾਪਮਾਨ $100{ }^{\circ} \mathrm{C}$ ਤੇ ਕੋਸ਼ਤਾ $2.7 \Omega$ ਹੈ। ਚਾਂਦੀ ਦਾ ਕੋਸ਼ਤਾ ਦੀ ਤਾਪਮਾਨ ਕੋਈਐਸਰ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰੋ।
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਤਾਪਮਾਨ, $T_{1}=27.5^{\circ} \mathrm{C}$
ਚਾਂਦੀ ਦਾ ਸਪੀਡ ਘਰੇਲੂ ਤਾਪਮਾਨ $T_{1}, R_{1}=2.1 \Omega$ ਤੇ
ਤਾਪਮਾਨ, $T_{2}=100^{\circ} \mathrm{C}$
ਚਾਂਦੀ ਦਾ ਸਪੀਡ ਘਰੇਲੂ ਤਾਪਮਾਨ $T_{2}, R_{2}=2.7 \Omega$ ਤੇ
ਚਾਂਦੀ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਕੋਈਐਸਰ $=\alpha$
ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਕੋਸ਼ਤਾ ਦੇ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧ ਹੈ
$$ \begin{aligned} \alpha & =\frac{R_{2}-R_{1}}{R_{1}\left(T_{2}-T_{1}\right)} \\ & =\frac{2.7-2.1}{2.1(100-27.5)}=0.0039^{\circ} \mathrm{C}^{-1} \end{aligned} $$
ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਚਾਂਦੀ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਕੋਈਐਸਰ $0.0039^{\circ} \mathrm{C}^{-1}$ ਹੈ।
3.6 ਇੱਕ ਗਰਮੀ ਐਲੀਮੈਂਟ ਨਿਕਰੋਮ ਨਾਲ ਜੁੜੇ ਹੋਏ ਇੱਕ $230 \mathrm{~V}$ ਸਰਪਲਾਈ ਨਾਲ ਇੱਕ ਪਹਿਲਾਂ ਵਾਪਸੀ 3.2 A ਪ੍ਰਬੰਧਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਕੁਝ ਸਕਿੰਟਾਂ ਬਾਅਦ ਇੱਕ ਸਥਿਰ ਮੁੱਲ $2.8 \mathrm{~A}$ ਤੇ ਪਹੁੰਚ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜੇ ਘਰੇਲੂ ਤਾਪਮਾਨ $27.0 ^{\circ} \mathrm{C}$ ਹੈ ਤਾਂ ਗਰਮੀ ਐਲੀਮੈਂਟ ਦਾ ਸਥਿਰ ਤਾਪਮਾਨ ਕੀ ਹੈ? ਜੋ ਤਾਪਮਾਨ ਰੇਂਜ ਵਿੱਚ ਨਿਕਰੋਮ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਕੋਈਐਸਰ ਸਥਿਰ ਹੈ $1.70 \times 10 ^{-4}{ }^{\circ} \mathrm{C} ^{-1}$।
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਸਰਪਲਾਈ ਵੋਲਟੇਜ, $V=230 \mathrm{~V}$
ਪਹਿਲਾਂ ਵਾਪਸੀ ਪ੍ਰਬੰਧਿਤ, $I_{1}=3.2 \mathrm{~A}$
ਪਹਿਲਾਂ ਦੀ ਕੋਸ਼ਤਾ $=R_{1}$, ਜੋ ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ,
$$ \begin{aligned} R_{1} & =\frac{V}{I} \\ & =\frac{230}{3.2}=71.87 \Omega \end{aligned} $$
ਸਥਿਰ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਵਾਪਸੀ ਦਾ ਮੁੱਲ, $I_{2}=2.8 \mathrm{~A}$
ਸਥਿਰ ਸਥਿਤੀ ਤੇ ਕੋਸ਼ਤਾ $=R_{2}$, ਜੋ ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ $R_{2}=\frac{230}{2.8}=82.14 \Omega$
ਨਿਕਰੋਮ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਕੋਈਐਸਰ, $\alpha=1.70 \times 10^{-4}{ }^{\circ} \mathrm{C}^{-1}$
ਨਿਕਰੋਮ ਦਾ ਪਹਿਲਾਂ ਤਾਪਮਾਨ, $T_{1}=27.0^{\circ} \mathrm{C}$
ਨਿਕਰੋਮ ਦੀ ਸਟੂਡੀ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਪਹੁੰਚੇ ਤਾਪਮਾਨ $=T_{2}$
$T_{2}$ ਦੁਆਰਾ $\alpha$ ਦੇ ਸੰਬੰਧ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ,
$\alpha=\frac{R_{2}-R_{1}}{R_{1}\left(T_{2}-T_{1}\right)}$
$T_{2}-27^{\circ} \mathrm{C}=\frac{82.14-71.87}{71.87 \times 1.7 \times 10^{-4}}=840.5$
$T_{2}=840.5+27=867.5^{\circ} \mathrm{C}$
ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਗਰਮੀ ਐਲੀਮੈਂਟ ਦਾ ਸਥਿਰ ਤਾਪਮਾਨ $867.5^{\circ} \mathrm{C}$ ਹੈ
3.7 ਫਿਗ਼ 3.20 ਵਿੱਚ ਦਿੱਤੇ ਨੈੱਟਵਰਕ ਦੀ ਹਰੇਕ ਕਿਣਕਾਰ ਵਿੱਚ ਵਾਪਸੀ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰੋ:
FIGURE 3.20
Show Answer
# ਸਮੱਗਰੀ ਗੁੰਮ3.8 ਇੱਕ ਸਟੋਰੇਜ ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਇੱਮੀਅਨ ਪ੍ਰਭਾਵ $8.0 \mathrm{~V}$ ਅਤੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਕੋਸ਼ਤਾ $0.5 \Omega$ ਇੱਕ $120 \mathrm{~V}$ ਡੀਸੀ ਸਰਪਲਾਈ ਨਾਲ ਚਾਰਜਿੰਗ ਕਰ ਰਹੀ ਹੈ ਜਿਸ ਨਾਲ ਇੱਕ ਸਿਰਫ਼ ਰਸਫ਼ਟੀ $15.5 \Omega$ ਨਾਲ ਜੁੜੀ ਹੈ। ਚਾਰਜਿੰਗ ਦੇ ਦੌਰਾਨ ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਟਰਮੀਨਲ ਪ੍ਰਭਾਵ ਕੀ ਹੈ? ਚਾਰਜਿੰਗ ਸਰਕਿਟ ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ਼ ਰਸਫ਼ਟੀ ਦੀ ਕਿਹੜੀ ਵੇਦਨਾ ਹੈ?
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਸਟੋਰੇਜ ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਇੱਮੀਅਨ ਪ੍ਰਭਾਵ, $E=8.0 \mathrm{~V}$
ਬੈਟਰੀ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਕੋਸ਼ਤਾ, $r=0.5 \Omega$
ਡੀਸੀ ਸਰਪਲਾਈ ਵੋਲਟੇਜ, $V=120 \mathrm{~V}$
ਰਸਫ਼ਟੀ ਦੀ ਕੋਸ਼ਤਾ, $R=15.5 \Omega$
ਸਰਕਿਟ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਵੋਲਟੇਜ $=V^{1}$
$R$ ਸਟੋਰੇਜ ਬੈਟਰੀ ਨਾਲ ਸਿਰਫ਼ ਜੁੜੇ ਹੋਏ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਲਈ, ਇਸ ਨੂੰ ਲਿਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ
$V^{1}=V-E$
$V^{1}=120-8=112 \mathrm{~V}$
ਸਰਕਿਟ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਬੰਧਿਤ ਵਾਪਸੀ $=I$, ਜੋ ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ,
$$ \begin{aligned} I & =\frac{V^{1}}{R+r} \\ & =\frac{112}{15.5+5}=\frac{112}{16}=7 \mathrm{~A} \end{aligned} $$
ਰਸਫ਼ਟੀ ਦੇ ਪਾਸੇ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਵੋਲਟੇਜ ਗੁਣਾ ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, $I R=7 \times 15.5=108.5 \mathrm{~V}$
ਡੀਸੀ ਸਰਪਲਾਈ ਵੋਲਟੇਜ $=$ ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਟਰਮੀਨਲ ਪ੍ਰਭਾਵ + ਰਸਫ਼ਟੀ ਦੇ ਪਾਸੇ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਵੋਲਟੇਜ ਹੈ
ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਟਰਮੀਨਲ ਪ੍ਰਭਾਵ $=120-108.5=11.5 \mathrm{~V}$
ਚਾਰਜਿੰਗ ਸਰਕਿਟ ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ਼ ਰਸਫ਼ਟੀ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਵਾਪਸੀ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਵੱਧ ਨਹੀਂ ਕਰਦੀ। ਇਸ ਦੇ ਅਨਾਵਰਤ ਹੋਣ ‘ਤੇ ਵਾਪਸੀ ਬਹੁਤ ਵੱਧ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਸਦੀ ਵੇਦਨਾਵਾਂ ਦਾ ਸੰਦਰਭ ਹੈ।
3.9 ਉਦਾਹਰਨ 3.1 ਵਿੱਚ ਅਨੁਮਾਨਿਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਇੱਕ ਚੂਨੀ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਵਿੱਚ ਮੁਕਤ ਰਿਸ਼ਤੇਦਾਰ ਰਿਸ਼ਤੇ $8.5 \times 10^{28} \mathrm{~m}^{-3}$ ਹੈ। ਇੱਕ ਰਿਸ਼ਤਾ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਇੱਕ ਚੂਨੀ ਦਾ ਸਪੀਡ $3.0 \mathrm{~m}$ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਦੇ ਖੰਡ ਦਾ ਖੰਡ $2.0 \times 10^{-6} \mathrm{~m}^{2}$ ਹੈ ਅਤੇ ਇਹ ਇੱਕ ਵਾਪਸੀ $3.0 \mathrm{~A}$ ਪ੍ਰਬੰਧਿਤ ਕਰ ਰਿਹਾ ਹੈ।
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਚੂਨੀ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਵਿੱਚ ਮੁਕਤ ਰਿਸ਼ਤੇਦਾਰ ਰਿਸ਼ਤੇ ਦੀ ਗਿਣਤੀ, $n=8.5 \times 10^{28} \mathrm{~m}^{-3}$ ਚੂਨੀ ਦਾ ਸਪੀਡ ਦੀ ਲੰਬਾਈ, $l=3.0 \mathrm{~m}$
ਸਪੀਡ ਦੇ ਖੰਡ ਦਾ ਖੰਡ, $A=2.0 \times 10^{-6} \mathrm{~m}^{2}$
ਸਪੀਡ ਦੀ ਵਾਪਸੀ, $I=3.0 \mathrm{~A}$, ਜੋ ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ,
$I=n A \mathrm{e} V_{\mathrm{d}}$
ਜਿੱਥੋਂ,
$\mathrm{e}=$ ਵਿਦਿਆ ਦਾ ਚਾਰਜ $=1.6 \times 10^{-19} \mathrm{C}$
$V_{\mathrm{d}}=$ ਡਰਿਫਟ ਵੀਕਸ਼ਨ $=\frac{\text { Length of the wire }(l)}{\text { Time taken to cover } l(t)}$
$I=n A \mathrm{e} \frac{l}{t}$
$t=\frac{n A \mathrm{e} l}{I}$
$=\frac{3 \times 8.5 \times 10^{28} \times 2 \times 10^{-6} \times 1.6 \times 10^{-19}}{3.0}$
$=2.7 \times 10^{4} \mathrm{~s}$
ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਇੱਕ ਰਿਸ਼ਤੇਦਾਰ ਦਾ ਸਮਾਂ ਇੱਕ ਸਪੀਡ ਦੇ ਇੱਕ ਅੰਤਰ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਅੰਤਰ ਤੱਕ ਡਰਿਫਟ ਕਰਨ ਲਈ $2.7 \times 10^{4} \mathrm{~s}$ ਹੈ।