భౌతిక శాస్త్రం విద్యుత్ అయస్కాంతత్వం

కీలక అంశాలు & సూత్రాలు

10 ప్రాక్టీస్ బహుళైచ్ఛిక ప్రశ్నలు

Q1. ఒక రైల్వే సిగ్నల్ బల్బ్ 220V వద్ద పనిచేస్తుంది మరియు 0.5A కరెంట్ను తీసుకుంటుంది. దాని నిరోధం ఎంత? A) 110Ω B) 440Ω C) 1100Ω D) 220Ω

సమాధానం: B) 440Ω

పరిష్కారం: ఓం నియమాన్ని ఉపయోగించడం: R = V/I R = 220V ÷ 0.5A = 440Ω

శార్ట్కట్: గుర్తుంచుకోండి 220V ÷ 0.5 = 440 (220 రెట్టింపు)

భావన: భౌతిక శాస్త్రం విద్యుత్ అయస్కాంతత్వం - ఓం నియమం అనువర్తనం

Q2. ఒక రైలు హెడ్లైట్ 4Ω నిరోధం కలిగి ఉంటుంది మరియు 5A కరెంట్ను తీసుకుంటుంది. దానికి ఎంత వోల్టేజ్ అవసరం? A) 9V B) 20V C) 1.25V D) 0.8V

సమాధానం: B) 20V

పరిష్కారం: V = IR = 5A × 4Ω = 20V

శార్ట్కట్: V = IR (నేరుగా గుణకారం)

భావన: భౌతిక శాస్త్రం విద్యుత్ అయస్కాంతత్వం - ఓం నియమం (వోల్టేజ్ కనుగొనడం)

Q3. రెండు 10Ω రెసిస్టర్లు 20V బ్యాటరీకి సిరీస్లో కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి. కరెంట్ ఎంత? A) 1A B) 2A C) 0.5A D) 4A

సమాధానం: A) 1A

పరిష్కారం: సిరీస్ నిరోధం: R_total = 10Ω + 10Ω = 20Ω కరెంట్: I = V/R = 20V ÷ 20Ω = 1A

శార్ట్కట్: సిరీస్లో సమాన రెసిస్టర్లు: R_total = 2R, కాబట్టి I = V/2R

భావన: భౌతిక శాస్త్రం విద్యుత్ అయస్కాంతత్వం - సిరీస్ సర్క్యూట్లు

Q4. ఒక రైల్వే ట్రాన్స్ఫార్మర్ 1000 ప్రాథమిక మలుపులు మరియు 100 ద్వితీయ మలుపులు కలిగి ఉంది. ఇన్పుట్ 2200V అయితే, అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ ఎంత? A) 220V B) 22V C) 22000V D) 110V

సమాధానం: A) 220V

పరిష్కారం: ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఫార్ములా ఉపయోగించడం: V₂/V₁ = N₂/N₁ V₂ = V₁ × (N₂/N₁) = 2200V × (100/1000) = 220V

శార్ట్కట్: మలుపుల నిష్పత్తి 10:1 అంటే వోల్టేజ్ నిష్పత్తి 10:1 (10 తో స్టెప్ డౌన్)

భావన: భౌతిక శాస్త్రం విద్యుత్ అయస్కాంతత్వం - ట్రాన్స్ఫార్మర్ సూత్రం

Q5. 100W రైల్వే ప్లాట్ఫారమ్ హీటర్ 220V వద్ద పనిచేస్తుంది. అది ఎంత కరెంట్ను తీసుకుంటుంది? A) 0.45A B) 2.2A C) 4.5A D) 22A

సమాధానం: A) 0.45A

పరిష్కారం: P = VI ని ఉపయోగించడం, కాబట్టి I = P/V = 100W ÷ 220V = 0.45A

శార్ట్కట్: 220V వద్ద 100W ≈ 0.5A (కొద్దిగా తక్కువ)

భావన: భౌతిక శాస్త్రం విద్యుత్ అయస్కాంతత్వం - పవర్ లెక్కింపు

Q6. మూడు రెసిస్టర్లు (2Ω, 4Ω, 6Ω) పారలల్లో ఉన్నాయి. వాటి సమానమైన నిరోధం ఎంత? A) 12Ω B) 1.09Ω C) 0.92Ω D) 3Ω

సమాధానం: B) 1.09Ω

పరిష్కారం: 1/R = 1/2 + 1/4 + 1/6 = 6/12 + 3/12 + 2/12 = 11/12 R = 12/11 = 1.09Ω

శార్ట్కట్: 3 పారలల్ రెసిస్టర్ల కోసం: R_eq < చిన్న రెసిస్టర్ (2Ω)

భావన: భౌతిక శాస్త్రం విద్యుత్ అయస్కాంతత్వం - పారలల్ నిరోధం

Q7. ఒక రైలు మోటార్ 200V వద్ద 2kW పవర్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. సామర్థ్యం 80% అయితే, ఎంత ఇన్పుట్ పవర్ అవసరం? A) 1.6kW B) 2.5kW C) 2kW D) 1.5kW

సమాధానం: B) 2.5kW

పరిష్కారం: అవుట్పుట్ పవర్ = 2kW = 2000W సామర్థ్యం = అవుట్పుట్/ఇన్పుట్ = 0.8 ఇన్పుట్ = అవుట్పుట్/0.8 = 2000W ÷ 0.8 = 2500W = 2.5kW

శార్ట్కట్: ఇన్పుట్ = అవుట్పుట్ ÷ సామర్థ్యం (ఎల్లప్పుడూ అవుట్పుట్ కంటే ఎక్కువ)

భావన: భౌతిక శాస్త్రం విద్యుత్ అయస్కాంతత్వం - పవర్ మరియు సామర్థ్యం

Q8. 100m పొడవు మరియు 2mm² క్రాస్-సెక్షన్ కలిగిన ఒక కాపర్ వైర్ (ρ = 1.7×10⁻⁸ Ωm) నిరోధం ఎంత? A) 0.85Ω B) 8.5Ω C) 0.085Ω D) 85Ω

సమాధానం: A) 0.85Ω

పరిష్కారం: R = ρL/A ని ఉపయోగించడం A = 2mm² = 2×10⁻⁶ m² R = (1.7×10⁻⁸ × 100) ÷ (2×10⁻⁶) = 0.85Ω

శార్ట్కట్: 1.7×100÷2 = 85 లెక్కించండి, తర్వాత శక్తులను సర్దుబాటు చేయండి: 10⁻⁸÷10⁻⁶ = 10⁻²

భావన: భౌతిక శాస్త్రం విద్యుత్ అయస్కాంతత్వం - వైర్ యొక్క నిరోధం

Q9. ఒక రైల్వే ట్రాన్స్ఫార్మర్ 25kV ని 250V కి తగ్గిస్తుంది. ద్వితీయ కరెంట్ 100A అయితే, ప్రాథమిక కరెంట్ ఎంత? (100% సామర్థ్యం అనుకోండి) A) 1A B) 10A C) 0.1A D) 100A

సమాధానం: A) 1A

పరిష్కారం: ఇన్పుట్ లో పవర్ = అవుట్పుట్ లో పవర్ V₁I₁ = V₂I₂ 25000V × I₁ = 250V × 100A I₁ = (250 × 100) ÷ 25000 = 1A

శార్ట్కట్: వోల్టేజ్ నిష్పత్తి 100:1 అంటే కరెంట్ నిష్పత్తి 1:100 (విలోమం)

భావన: భౌతిక శాస్త్రం విద్యుత్ అయస్కాంతత్వం - ట్రాన్స్ఫార్మర్ కరెంట్ సంబంధం

Q10. 200-మలుపుల కాయిల్ ద్వారా 0.5Wb యొక్క అయస్కాంత ఫ్లక్స్ 0.1s లో సున్నాకి తగ్గుతుంది. ఎంత EMF ప్రేరేపించబడుతుంది? A) 1000V B) 100V C) 10V D) 10000V

సమాధానం: A) 1000V

పరిష్కారం: ఫెరడే నియమాన్ని ఉపయోగించడం: EMF = -N(ΔΦ/Δt) EMF = 200 × (0.5Wb ÷ 0.1s) = 200 × 5 = 1000V

శార్ట్కట్: N × (ΔΦ/Δt) పరిమాణాన్ని ఇస్తుంది

భావన: భౌతిక శాస్త్రం విద్యుత్ అయస్కాంతత్వం - విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ

5 మునుపటి సంవత్సర ప్రశ్నలు

PYQ 1. 40W-220V మరియు 60W-220V గుర్తించబడిన రెండు ఎలక్ట్రిక్ బల్బులు 220V మెయిన్స్ అంతటా సిరీస్లో కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి. ఏ బల్బ్ ప్రకాశంగా మెరుస్తుంది? RRB NTPC 2021 CBT-1

సమాధానం: 40W బల్బ్ ప్రకాశంగా మెరుస్తుంది

పరిష్కారం: మొదట నిరోధాలను కనుగొనండి: R = V²/P 40W బల్బ్: R₁ = 220²/40 = 1210Ω 60W బల్బ్: R₂ = 220²/60 = 807Ω

సిరీస్లో, కరెంట్ ఒకే విధంగా ఉంటుంది. పవర్ = I²R R₁ > R₂ కాబట్టి, ఒకే కరెంట్ ప్రవహించినప్పుడు P₁ > P₂

పరీక్ష చిట్కా: ఎక్కువ వాటేజ్ బల్బులకు తక్కువ నిరోధం ఉంటుంది. సిరీస్లో, ఎక్కువ నిరోధం ఎక్కువ పవర్ను పొందుతుంది.

PYQ 2. ఒక రైలు ఎలక్ట్రిక్ మోటార్ 440V వద్ద 50A తీసుకుంటుంది. విద్యుత్తు ఖర్చు యూనిట్కు ₹6 అయితే, దాన్ని 8 గంటలు నడపడానికి ఖర్చు ఎంత? RRB Group D 2022

సమాధానం: ₹1056

పరిష్కారం: పవర్ = VI = 440 × 50 = 22000W = 22kW శక్తి = పవర్ × సమయం = 22kW × 8h = 176kWh = 176 యూనిట్లు ఖర్చు = 176 × ₹6 = ₹1056

పరీక్ష చిట్కా: 1 యూనిట్ = 1kWh. ఎల్లప్పుడూ పవర్ని kW మరియు సమయాన్ని గంటలుగా మార్చండి.

PYQ 3. స్టెప్-డౌన్ ట్రాన్స్ఫార్మర్లో, ప్రాథమిక కాయిల్లోని మలుపుల సంఖ్య ద్వితీయ కాయిల్లోని మలుపుల సంఖ్య కంటే _______ ఉంటుంది. RRB ALP 2018

సమాధానం: ఎక్కువ

పరిష్కారం: స్టెప్-డౌన్ ట్రాన్స్ఫార్మర్లు వోల్టేజ్ను తగ్గిస్తాయి, కాబట్టి N₁/N₂ = V₁/V₂ > 1 అందువల్ల, N₁ > N₂

పరీక్ష చిట్కా: స్టెప్-డౌన్: ఎక్కువ ప్రాథమిక మలుపులు. స్టెప్-అప్: ఎక్కువ ద్వితీయ మలుపులు.

PYQ 4. ఒక రైల్వే కేబుల్ నిరోధం కి.మీ.కి 0.5Ω ఉంటుంది. 20కి.మీ. కేబుల్ నిరోధం ఎంత? RRB JE 2019

సమాధానం: 10Ω

పరిష్కారం: మొత్తం నిరోధం = కి.మీ.కి నిరోధం × పొడవు = 0.5Ω/km × 20km = 10Ω

పరీక్ష చిట్కా: రైల్వే సమస్యలు తరచుగా ప్రతి యూనిట్ విలువలను ఉపయోగిస్తాయి. వాస్తవ పరిమాణంతో గుణించండి.

PYQ 5. కరెంట్ మోసుకెళుతున్న పొడవైన సరళ సోలినాయిడ్ లోపల అయస్కాంత క్షేత్రం: RPF SI 2019

సమాధానం: ఏకరీతి మరియు అక్షానికి సమాంతరంగా

పరిష్కారం: పొడవైన సోలినాయిడ్ లోపల, అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలు సమాంతరంగా మరియు సమానంగా దూరంలో ఉంటాయి, ఏకరీతి క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తాయి

పరీక్ష చిట్కా: సోలినాయిడ్ క్షేత్ర నమూనాను గుర్తుంచుకోండి: లోపల ఏకరీతి, బయట బార్ మాగ్నెట్ వంటిది.

స్పీడ్ ట్రిక్స్ & శార్ట్కట్లు

తప్పులు చేయకుండా ఉండటానికి సాధారణ తప్పులు

త్వరిత రివిజన్ ఫ్లాష్ కార్డ్లు

టాపిక్ కనెక్షన్లు

• డైరెక్ట్ లింక్: ఎలక్ట్రిక్ హీటింగ్ (రైలు కోచ్లు), విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ (ట్రాక్ సర్క్యూట్లు), ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు (లోకోమోటివ్లు)
• కలిపిన ప్రశ్నలు: విద్యుత్ + చలనం (ఎలక్ట్రిక్ రైళ్లు), అయస్కాంతత్వం + బలం (మోటార్ సూత్రం), శక్తి + ఖర్చు (విద్యుత్ బిల్లులు)
• ఫౌండేషన్ ఫర్: AC సర్క్యూట్లు (అధునాతన), విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు (కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్స్), పవర్ ట్రాన్స్మిషన్ (గ్రిడ్ సిస్టమ్స్)