सारांश
कक्षा 12 भौतिकी एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 7, "प्रत्यावर्ती धारा", उस धारा को समझाता है जिसका परिमाण और दिशा समय के साथ ज्यावक्रीय रूप से बदलती है — यह विद्युत शक्ति में इसलिए प्रमुख है क्योंकि ट्रांसफॉर्मर की सहायता से AC वोल्टेज को सुगमता से घटाया-बढ़ाया जा सकता है, जिससे दूर तक किफायती संचरण संभव होता है।
- AC और DC में अंतर — यह अध्याय उस धारा का परीक्षण करता है जो निरंतर दिशा बदलती रहती है और वर्ग-माध्य-मूल (rms) मान प्रस्तुत करता है ताकि समय-परिवर्ती राशियों की तुलना स्थिर DC से अर्थपूर्ण ढंग से की जा सके।
- प्रतिघात और प्रतिबाधा — प्रेरक और संधारित्र AC पर प्रतिरोधक से भिन्न प्रतिक्रिया करते हैं — आवृत्ति-निर्भर प्रतिघात उत्पन्न करते हैं और मिलकर प्रतिबाधा बनाते हैं जो LCR परिपथ में धारा को नियंत्रित करती है।
- अनुनाद और शक्ति — अनुनाद पर परिपथ की अनुक्रिया सर्वाधिक होती है, जबकि शक्ति गुणांक यह स्पष्ट करता है कि शुद्ध प्रतिघाती अवयव 'वाटहीन' धारा प्रवाहित करते हैं जो एक चक्र में कोई नेट ऊर्जा स्थानांतरित नहीं करती।
- ट्रांसफॉर्मर और संचरण — अन्योन्य प्रेरण का उपयोग करते हुए ट्रांसफॉर्मर वोल्टेज को घटाते-बढ़ाते हैं। इससे विद्युत शक्ति उच्च वोल्टेज और अल्प धारा पर लंबी दूरी तक संचारित होती है — यही कारण है कि AC ग्रिड पर प्रमुख है।
मुख्य बिंदु और सूत्र
- 01शुद्ध प्रतिरोधक में वोल्टेज और धारा समान कला में होते हैं; rms धारा I = im/√2 = 0.707 im और rms वोल्टेज V = vm/√2 = 0.707 vm।
- 02शुद्ध प्रेरक में धारा, वोल्टेज से π/2 पीछे रहती है; प्रेरकीय प्रतिघात XL = ωL (मात्रक: ओम); पूर्ण चक्र पर औसत शक्ति शून्य।
- 03शुद्ध संधारित्र में धारा, वोल्टेज से π/2 आगे रहती है; संधारित्री प्रतिघात XC = 1/ωC (मात्रक: ओम); पूर्ण चक्र पर औसत शक्ति शून्य।
- 04श्रेणी LCR परिपथ में प्रतिबाधा Z = √[R² + (XC − XL)²] और अनुनाद ω₀ = 1/√LC पर होता है, जहाँ धारा आयाम अधिकतम होता है (im = vm/R)।
- 05AC परिपथ में औसत शक्ति P = VI cos φ, जहाँ cos φ शक्ति गुणांक है; शुद्ध प्रेरकीय या संधारित्री परिपथ में cos φ = 0 अर्थात् नेट शक्ति शून्य (वाटहीन धारा)।
- 06ट्रांसफॉर्मर अन्योन्य प्रेरण द्वारा AC वोल्टेज बदलता है: Vs/Vp = Ns/Np; उच्चायी ट्रांसफॉर्मर वोल्टेज बढ़ाता और धारा घटाता है, जिससे लंबी दूरी का कुशल विद्युत संचरण संभव होता है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
01श्रेणी LCR परिपथ की अनुनादी आवृत्ति क्या है?
श्रेणी LCR परिपथ में अनुनाद तब होता है जब XC = XL, जिससे अनुनादी कोणीय आवृत्ति ω₀ = 1/√(LC) मिलती है। इस आवृत्ति पर प्रतिबाधा न्यूनतम (Z = R) और धारा आयाम अधिकतम (im = vm/R) होता है। अनुनाद के लिए L और C दोनों आवश्यक हैं; शुद्ध RL या RC परिपथ में अनुनाद नहीं होता।
02शुद्ध प्रेरक या संधारित्र AC परिपथ में औसत शक्ति शून्य क्यों क्षय करते हैं?
शुद्ध प्रेरक में धारा, वोल्टेज से π/2 पीछे रहती है और शुद्ध संधारित्र में π/2 आगे। इस 90° कलांतर के कारण शक्ति गुणांक cos φ = cos(π/2) = 0 होता है, अतः औसत शक्ति P = VI cos φ = 0। इन अवयवों में प्रवाहित धारा वाटहीन धारा कहलाती है।
03ट्रांसफॉर्मर AC वोल्टेज को कैसे घटाता-बढ़ाता है?
ट्रांसफॉर्मर में प्राथमिक (Np फेरे) और द्वितीयक (Ns फेरे) कुंडलियाँ मृदु लोहे के क्रोड पर लिपटी होती हैं और अन्योन्य प्रेरण से काम करती हैं। वोल्टेज अनुपात Vs/Vp = Ns/Np होता है। यदि Ns > Np तो वोल्टेज बढ़ता है (उच्चायी) और धारा घटती है; यदि Ns < Np तो वोल्टेज घटता है (अपचायी) और धारा बढ़ती है। आदर्श ट्रांसफॉर्मर शक्ति संरक्षित करता है: ipvp = isvs।
04क्या एनसीईआरटी कक्षा 12 भौतिकी अध्याय 7 की पीडीएफ निःशुल्क डाउनलोड की जा सकती है?
हाँ, एनसीईआरटी कक्षा 12 भौतिकी भाग-I अध्याय 7 (प्रत्यावर्ती धारा) की पीडीएफ ncerthindi.com पर पूरी तरह निःशुल्क डाउनलोड की जा सकती है।
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