Power MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Power - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

गणना:

हीटर में खपत शक्ति, P = V²/R

P_A/ P_B = R_B/ R_A

श्रेणीक्रम संयोजन के लिए P_S = V ²/3 R _B

समानांतर संयोजन के लिए P_P = 3 V²/ 2 R_B

PS/ PP =2/9

∴ सही विकल्प 2) है

सही उत्तर 746 वाट है।

Key Points

• एक अश्वशक्ति (HP) को 746 वाट (W) के रूप में परिभाषित किया गया है।
• "अश्वशक्ति" शब्द भाप इंजन के आविष्कारक जेम्स वाट द्वारा गढ़ा गया था, ताकि भाप इंजनों के उत्पादन की तुलना ड्राफ्ट घोड़ों की शक्ति से की जा सके।
• अश्वशक्ति शक्ति की माप की एक इकाई है, या जिस दर से काम किया जाता है, आमतौर पर इंजनों और मोटरों के उत्पादन के संदर्भ में उपयोग किया जाता है।
• 1 HP एक सेकंड में 550 पाउंड (lb) को एक फुट (ft) ऊपर उठाने के बराबर है।

Additional Information

• वाट:
  • वाट अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली (SI) में शक्ति की एक इकाई है जो एक जूल प्रति सेकंड के बराबर है।
  • इसका उपयोग ऊर्जा स्थानांतरण की दर को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
• जेम्स वाट:
  • जेम्स वाट एक स्कॉटिश आविष्कारक और यांत्रिक इंजीनियर थे, जिनके भाप इंजन में सुधार औद्योगिक क्रांति द्वारा लाए गए परिवर्तनों के लिए मौलिक थे।
  • शक्ति की इकाई "वाट" उनके सम्मान में नामित की गई थी।
• शक्ति मापन:
  • शक्ति वह दर है जिस पर काम किया जाता है या समय के साथ ऊर्जा का स्थानांतरण होता है।
  • शक्ति की अन्य सामान्य इकाइयों में किलोवाट (kW), मेगावाट (MW), और प्रति घंटे ब्रिटिश थर्मल इकाइयाँ (BTU/h) शामिल हैं।
• इंजन और मोटर रेटिंग:
  • अश्वशक्ति का उपयोग आमतौर पर इंजनों के बिजली उत्पादन को रेट करने के लिए किया जाता है, खासकर स्वचालित और औद्योगिक संदर्भों में।
  • विद्युत मोटरों को अक्सर अश्वशक्ति और वाट या किलोवाट दोनों में दर्जा दिया जाता है।

गणना:

\(\text { शक्ति }=\vec{\mathrm{F}} \cdot \vec{\mathrm{V}} \)

\(\mathrm{F}=\frac{\mathrm{dp}}{\mathrm{dt}}[\mathrm{p}=\mathrm{mv}] \)

\(\mathrm{F}=\left(\frac{\mathrm{dm}}{\mathrm{dt}}\right) \mathrm{v}=\mathrm{C}(\sqrt{\mathrm{v}}) \mathrm{v} \)

\(\mathrm{F}=\mathrm{Cv}^{\frac{3}{2}} \)

शक्ति = C(v^3/2)v = Cv^5/2

P2 ∝ v5

इसलिए, सही उत्तर विकल्प (4) है।

तात्क्षणिक शक्ति: p(t) = V(t) × I(t) = V₀ sin(ωt) × I₀ sin(ωt − π/2)

sin(ωt − π/2) = −cos(ωt) का उपयोग करने पर:

p(t) = −V₀ I₀ sin(ωt) cos(ωt) = −(V₀ I₀ / 2) × sin(2ωt)

औसत शक्ति: P_avg = (1/T) ∫ p(t) dt = 0

∴ प्रति चक्र में उपभोग की गई शक्ति शून्य है। विकल्प 1 सही है।

अवधारणा:

गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा (GPE) को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है। GPE का सूत्र है:

GPE = mgh

उत्पन्न विद्युत शक्ति को GPE को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करके और फिर समय से विभाजित करके ज्ञात किया जा सकता है। चूँकि GPE का केवल 50% परिवर्तित होता है, इसलिए निम्न सूत्र बन जाता है:

विद्युत शक्ति = 0.5 x (mgh / t)

गणना:

हमारे पास है,

⇒ m = 9 x 10⁴ kg/hour

⇒ h = 40 m

⇒ g = 10 m/s2

⇒ समय (t) = 3600 सेकंड (चूँकि 1 घंटा = 3600 सेकंड)

गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा की गणना करें:

⇒ GPE = mgh

⇒ GPE = 9 × 104 kg × 10 m/s2 × 40 m

⇒ GPE = 36 × 106 J

चूँकि केवल GPE का 50% विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित होता है:

⇒ विद्युत ऊर्जा = 0.5 x 36 x 10⁶ J

⇒ विद्युत ऊर्जा = 18 x 10⁶ J

अब, उत्पन्न विद्युत शक्ति की गणना करें:

⇒ विद्युत शक्ति = विद्युत ऊर्जा / t

⇒ विद्युत शक्ति = 18 × 106 J / 3600 s

⇒ विद्युत शक्ति = 5 × 103 W

प्रत्येक लैंप 100 वाट का है, इसलिए 100 वाट के लैंपों की संख्या जिन्हें जलाया जा सकता है:

⇒ लैंपों की संख्या = कुल शक्ति / प्रति लैंप शक्ति

⇒ लैंपों की संख्या = 5 × 103 W / 100 W

⇒ लैंपों की संख्या = 50

∴ सही उत्तर विकल्प 2 (50) है।

संकल्पना:

शक्ति:

• कार्य को करने की दर शक्ति कहलाती है। 
• शक्ति की SI इकाई वाट है। 

\(⇒ P=\frac{W}{t}\)

.जहाँ P = शक्ति, W = किया गया कार्य और t = समय

गणना:

दिया गया है m = 20 kg, h = 5 m, t = 20 सेकेंड और g = 10 m/sec²

• हम जानते हैं कि वजन m वाले एक निकाय को ऊंचाई h तक उठाने में किये गए कार्य को निम्न रूप में ज्ञात किया गया है,

⇒  W = mgh    -----(1)

समीकरण 1 से,

⇒  W = 20 × 10 × 5 = 1000 J 

• इसलिए आवश्यक शक्ति,

\(⇒ P=\frac{W}{t}\)

\(⇒ P=\frac{1000}{20}\)

\(⇒ P=50\,watt\)

• अतः विकल्प 1 सही है। 

धारणा:

• शक्ति को कार्य करने की दर के रूप में परिभाषित किया गया है।
• यह एक अदिश राशि है जिसमें केवल परिमाण है लेकिन कोई दिशा नहीं है।
• शक्ति की SI इकाई वाट है।
• शक्ति की एक और इकाई अर्थात् अश्वशक्ति होती है। 
• 1 अश्वशक्ति = 746 वाट या 0.75 kW
• जब कार्य किया जाता है, तो उतनी ही मात्रा में ऊर्जा की खपत होती है।
• 1 वाट उस उपकरण की शक्ति है जो 1 जूल प्रति सेकंड की दर से ऊर्जा की खपत करता है।
  • 1 वाट = 1 जूल प्रति सेकंड

स्पष्टीकरण:

एक विद्युत उपकरण की शक्ति हमें बताती है कि किस दर से विद्युत ऊर्जा की खपत होती है

• शक्ति की एक और इकाई अर्थात् अश्वशक्ति होती है। 
• 1 अश्वशक्ति = 746 वाट या 0.75 kW
• 1 अश्वशक्ति 746 किलोवाट के बराबर नहीं है। अतः, कथन 3 गलत है।
  तब विकल्प 3 सही है।

• 'वाट' का नाम स्कॉटिश आविष्कारक, इंजीनियर और डिजाइनर जेम्स वाट के नाम पर रखा गया है जो भाप इंजन के डिजाइन में सुधार के लिए प्रसिद्ध हुए।

अवधारणा

किया गया कार्य = mgh

जहाँ, m = निकाय का द्रव्यमान; g = गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण; h = गिरने की ऊंचाई

शक्ति = \(\frac{W}{t}\)

गणना

दिया है

द्रव्यमान (m) = 80 kg

g = 10 m/sec2

h = 4 मीटर

t = 10 सेकंड

किया गया कार्य \(=mgh=80\times10\times4=3200J\)

प्रयुक्त शक्ति, \(P= \frac {W}{t}=\frac {3200}{10}=320 W\)

व्यक्ति द्वारा खर्च की गई शक्ति 320 वाट है।

अवधारणा :

• किया गया कार्य (W): जब किसी बल को किसी निकाय पर लगाया जाता है और बल की दिशा में निकाय का विस्थापन होता है तो कहा जाता है कि कार्य बल द्वारा किया गया है। कार्य की SI इकाई जूल है।

कार्य (W) = बल (F) × विस्थापन (S)

• स्थितिज ऊर्जा (PE) : किसी निकाय की ऊर्जा को उसकी स्थिति के कारण स्थितिज ऊर्जा कहा जाता है।

PE = m g h

जहाँ m द्रव्यमान है, g गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण है और h ऊँचाई है।

• शक्ति (P) : किए गए कार्य की दर को शक्ति कहा जाता है।
  • शक्ति की SI इकाई वाट (W) है।

शक्ति (P) = किया गया कार्य (W) / समय (t) (P = W / t = J / s)

गणना :

दिया हुआ है कि:

द्रव्यमान (m) = 40 kg

सीढ़ियों की संख्या (N) = 50

प्रत्येक सीढ़ी की ऊंचाई = 20 cm

कुल ऊंचाई (h) = सीढ़ियों की संख्या × प्रत्येक सीढ़ियों की ऊंचाई = 50 × 20 = 1000 cm = 10 m

लड़की द्वारा प्राप्त स्थितिज ऊर्जा = PE = m g h = 40 × 10 × 10 = 4000 J

किया गया कार्य = PE = 4000 J

शक्ति (P) = किया गया कार्य / लिया गया समय = 4000/50 = 80 वाट

इसलिए विकल्प 3 सही है।

अवधारणा :

किया गया कार्य (W): जब किसी बल को किसी निकाय पर लगाया जाता है और बल की दिशा में निकाय का विस्थापन होता है तो बल द्वारा कार्य का किया जाना कहते हैं।

• कार्य की SI इकाई जूल है ।
• 1 जूल (J) = 1 Nm

कार्य (W) = बल (F) × विस्थापन (S)

शक्ति (P) : किए गए कार्य की दर को शक्ति कहा जाता है।

• शक्ति की SI इकाई वाट (W) है।

शक्ति (P) = किया गया कार्य (W) / समय (t)

P = W / t = J / s

गणना :

दिया हुआ है कि:

कार्य (W) = 120 जूल

समय (t) = 3 सेकंड

शक्ति का सूत्र,

P = W/t = 120/3 = 40 वाट

इंजन की शक्ति = 40 वाट

विकल्प 2 सही है।

अवधारणा:

• शक्ति (P): किए गए कार्य की दर को शक्ति कहा जाता है।
  • शक्ति की SI इकाई वाट (W) है।

शक्ति (P) = किया गया कार्य (W)/लिया गया समय (t)  (P = W / t = J / s)

• स्थितिज ऊर्जा (PE): किसी निकाय द्वारा अपनी स्थिति या विन्यास के आधार पर रखी गई ऊर्जा को स्थितिज ऊर्जा कहा जाता है।

\(PE = mgh\)

जहाँ, m = निकाय का द्रव्यमान, g = गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण और h = निकाय की ऊँचाई

गणना :

दिया हुआ है कि:

वस्तु का द्रव्यमान (m) = 5 kg

ऊंचाई (h) = 4 m

समय लिया (t) = 2 सेकंड

स्थितिज ऊर्जा (PE) = mgh = 5 × 10 × 4 = 200 J

• चूंकि गुरुत्वाकर्षण द्वारा किया गया कार्य वस्तु द्वारा अधिग्रहित स्थितिज ऊर्जा के बराबर होगा।

किया गया कार्य (W) = PE = 200 J

तब शक्ति को निम्न द्वारा दिया जाता है:

शक्ति (P) = किया गया कार्य (W)/लिया गया समय (t) = 200/2 = 100 W।

तो विकल्प 2 सही है।

धारणा:

• कार्य: जब किसी निकाय पर बल लगाया जाता है और बल की दिशा में उस निकाय का विस्थापन होता है तो यह बल द्वारा किया गया कार्य कहलाता है।
• • कार्य की SI इकाई जूल है। 1 Joule (J) = 1 Nm

कार्य (W) = बल (F) × विस्थापन (S)

• शक्ति: कार्य करने की दर को शक्ति कहा जाता है।

शक्ति = कार्य/समय (P = W / t = J / s)

गणना:

दिया गया है कि

एक इंजन का शक्ति निर्गम = 40 kW

लिया गया समय = 20 सेकंड

शक्ति = किया गया कार्य/ लिया गया समय

किया गया कार्य (W) = P × t = 40 × 20

⇒ W = 800 kJ (चूँकि शक्ति किलोवाट में है)

सही उत्तर शक्ति है।

Key Points 

• शक्ति - शक्ति को उस दर के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर समय के साथ कार्य किया जाता है या ऊर्जा स्थानांतरित की जाती है। इसे अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली (SI) में वाट (W) में मापा जाता है, जहाँ एक वाट एक जूल प्रति सेकंड के बराबर होता है।

Additional Information 

• शक्ति उस गति को मापती है जिस पर कार्य पूरा होता है या ऊर्जा रूपान्तरित होती है।
• जूल : यह SI प्रणाली में कार्य या ऊर्जा की इकाई है, दर नहीं। एक जूल वह ऊर्जा है जो किसी वस्तु को तब हस्तांतरित होती है जब उस पर एक मीटर की दूरी तक एक न्यूटन का बल कार्य करता है। 
• बल : बल एक भौतिक कारण है जो किसी वस्तु की विश्राम अवस्था या गति को बदलता है या बदलने की प्रवृत्ति रखता है। इसे SI प्रणाली में न्यूटन (N) में मापा जाता है। बल स्वयं एक दर नहीं है बल्कि त्वरण उत्पन्न करने वाली एक सदिश राशि है।
• गति : गति एक अदिश राशि है जो यह बताती है कि कोई वस्तु कितनी तेजी से घूम रही है। यह समय के सापेक्ष दूरी में परिवर्तन की दर है, लेकिन यह सीधे तौर पर कार्य या ऊर्जा हस्तांतरण की अवधारणाओं से संबंधित नहीं है।

विकल्प 3 सही है।

अवधारणा:

• शक्ति (P): किए गए कार्य की दर को शक्ति कहा जाता है।
  शक्ति की SI इकाई वाट (W) है।
• बल: यह एक वस्तु का धक्का या खींचाव है। वस्तुओं की अंतक्रिया के कारण धक्का या खींचाव आते हैं।
• ऊर्जा: किसी कार्य को करने की क्षमता रखने वाली वस्तु को ऊर्जा कहा जाता है।
  • ऊर्जा की एक ही इकाई है जो कार्य की है।
  • ऊर्जा प्रकृति में कई रूपों में मौजूद है जैसे गतिज ऊर्जा, स्थितिज ऊर्जा, ऊष्मा ऊर्जा, रासायनिक ऊर्जा, आदि। किसी वस्तु के गतिज और स्थितिज ऊर्जा के योग को यांत्रिक ऊर्जा कहा जाता है।
  • ऊर्जा कार्य करने या ऊष्मा उत्पन्न करने की क्षमता है।

व्याख्या:

• कार्य करने की दर को शक्ति कहा जाता है। तो विकल्प 3 सही है।

अवधारणा:

• शक्ति: किए गए कार्य की दर को शक्ति कहा जाता है।
  • इसे P से दर्शाया जाता है।
  • गणितीय रूप से इसे लिखा जाता है

\(Power\;\left( P \right) = \frac{{\;W}}{{t}}\)

गणना :

दिया गया है कि - शक्ति (P) = 2 HP = 1492 J/sec और समय (t) = 10 मिनट = 600 sec

• इसके द्वारा उपभोग की जाने वाली विद्युत ऊर्जा है

⇒ W = Pt = 1492 × 600 = 895200 J = 8.952 × 105 J