ओम का नियम क्या बताता है?
जब बंद परिपथ में किसी प्रतिरोधक के सिरों पर विभवांतर लगाया जाता है, तो धारा बहती है। स्थिर तापमान पर आदर्श ओमिक प्रतिरोधक के लिए धारा विभवांतर के समानुपाती होती है। इसे ओम के नियम के रूप में लिखते हैं।
वोल्टता, धारा और प्रतिरोध
वोल्टता V ऊर्जा प्रति इकाई आवेश है; धारा I प्रति सेकंड प्रवाहित आवेश है; प्रतिरोध R का मात्रक ओम (Ω) है।
यदि ग्राफ में ऊर्ध्वाधर अक्ष पर V तथा क्षैतिज अक्ष पर I है, तो सीधी रेखा की ढाल R होगी। अक्षों को उलटने पर ढाल 1/R होती है।
विद्युत शक्ति और ऊर्जा
शक्ति ऊर्जा स्थानांतरण की दर है। वास्तविक उपकरण गर्म होकर अपना प्रतिरोध बदल सकते हैं; यहाँ स्थिर तापमान वाला आदर्श मॉडल लिया गया है।
हल किया हुआ उदाहरण
V = 6 V, R = 12 Ω रखें। I = 6/12 = 0.50 A तथा P = 3.0 W। यदि प्रतिरोध स्थिर रखकर वोल्टता 12 V कर दें, तो I = 1.00 A और P = 12 W होगा। धारा दो गुनी और शक्ति चार गुनी हुई। फिर V = 6 V और R = 6 Ω लेने पर I = 1 A तथा P = 6 W है।
निर्देशित प्रयोग
- ओम का नियम परिपथ खोलें। V = 6 V और R = 12 Ω रखें।
- मीटर देखने से पहले I की गणना करें।
- प्रतिरोध स्थिर रखकर वोल्टता बदलें और V–I तालिका बनाएँ।
- वोल्टता स्थिर रखकर R आधा करें; धारा और शक्ति का परिवर्तन देखें।
- अलग-अलग वोल्टता पर V/I की गणना करके उसकी स्थिरता जाँचें।
वास्तविक सीमाएँ
फिलामेंट बल्ब गरम होने पर अपना प्रतिरोध बदलता है। डायोड का V–I संबंध भी रैखिक नहीं होता। ओम का नियम हर सामग्री के लिए स्थिर प्रतिरोध की गारंटी नहीं देता। यह शिक्षण सॉफ्टवेयर है, वास्तविक विद्युत तारों या मुख्य आपूर्ति के लिए सुरक्षा निर्देश नहीं है।
सामान्य गलतफहमियाँ
- प्रतिरोधक धारा को “खर्च” नहीं करता; स्थिर परिपथ में आवेश संरक्षित रहता है।
- शक्ति P = VI है, V × R नहीं।
- वास्तविक बैटरी का भी आंतरिक प्रतिरोध और सीमाएँ होती हैं।
- हर पदार्थ ओमिक नहीं होता।
प्रश्न और उत्तर
- 12 V तथा 6 Ω पर I? उत्तर: 2 A।
- I = 2 A तथा R = 5 Ω पर V? उत्तर: 10 V।
- स्थिर R पर V दोगुनी हो तो P? उत्तर: चार गुनी।
- P = 4 W पर 30 s में ऊर्जा? उत्तर: 120 J।
- V–I ग्राफ पर (I = 0.5 A, V = 5 V) होने पर R? उत्तर: 10 Ω।
आगे का अध्ययन
इस प्रयोग के बाद श्रेणी और समांतर संयोजन, तुल्य प्रतिरोध और शक्ति वितरण सीखें। नीचे दिए इंटरैक्टिव लैब से स्वयं अनुपात जाँचें और कार्यपत्रक हल करें।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
क्या V = IR का अर्थ R हमेशा स्थिर है?
नहीं। स्थिर प्रतिरोध आदर्श ओमिक पदार्थ की अतिरिक्त शर्त है।
V दोगुनी और R स्थिर हो तो शक्ति?
चार गुनी, क्योंकि P = V²/R।
क्या प्रतिरोधक धारा खर्च करता है?
नहीं। आवेश संरक्षित रहता है; विद्युत ऊर्जा ऊष्मा में बदल सकती है।
V–I ग्राफ से R कैसे निकालें?
यदि V ऊर्ध्वाधर और I क्षैतिज अक्ष पर हैं तो ढाल ΔV/ΔI = R।
आगे पढ़ें और संदर्भ
संदर्भ स्वतंत्र अध्ययन के लिए हैं; इस पृष्ठ की व्याख्या और उदाहरण NANDAX के लिए तैयार किए गए हैं।