విద్యుత్ వలయాలు – సమస్యలు మరియు పరిష్కారాలు

విద్యుత్ వలయాలు – సమస్యలు మరియు పరిష్కారాలు

1. R ₁ , = 6 Ω, R ₂ = R ₃ = 2 Ω, మరియు వోల్టేజ్ = 14 వోల్టులు అయితే, క్రింది పటంలో చూపిన సర్క్యూట్‌లో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని కనుగొనండి.

తెలిసినది :

రెసిస్టర్ 1 (R ₁ ) = 6 Ω

రెసిస్టర్ 2 (R ₂ ) = 2 Ω

రెసిస్టర్ 3 (R ₃ ) = 2 Ω

వోల్టేజ్ (V) = 14 వోల్టులు

కావలసినది: విద్యుత్ ప్రవాహం (I)

పరిష్కారం:

తుల్య నిరోధకం (R):

R ₂ మరియు R ₃ సమాంతరంగా అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం:

1/R ₂₃ = 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/2 + 1/2 = 2/2

R ₂₃ = 2/2 = 1 Ω

R ₁ మరియు R ₂₃ శ్రేణిలో అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం:

R = R ₁ + R ₂₃ = 6 Ω + 1 Ω

R = 7 Ω

విద్యుత్ ప్రవాహం (I) :

I = V / R = 14 / 7 = 2 ఆంపియర్

2. క్రింద చూపిన విద్యుత్ వలయాలలో దేనిలో ఎక్కువ విద్యుత్ ప్రవాహం ఉంది?

పరిష్కారం:

రెసిస్టర్ యొక్క నిరోధం R మరియు విద్యుత్ వోల్టేజ్ V.

సమాధానం ఎ.

R ₁ , R ₂ మరియు R ₃ శ్రేణిలో అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం:

R _A = R ₁ + R ₂ + R ₃ = R + R + R = 3R

విద్యుత్ ప్రవాహం (I) :

సమాధానం బి.

R ₁ , R ₂ మరియు R ₃ లు సమాంతరంగా అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం:

1/R = 1/R ₁ + 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/R + 1/R + 1/R = 3/R

R _B = R/3

విద్యుత్ ప్రవాహం (I) :

సమాధానం సి.

R ₂ మరియు R ₃ సమాంతరంగా అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం:

1/R ₂₃ = 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/R + 1/R = 2/R

R ₂₃ = R/2

R ₁ మరియు R ₂₃ శ్రేణిలో అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం:

R _C = R ₁ + R ₂₃ = R + R/2 = 2R/2 + R/2 = 3R/2

విద్యుత్ ప్రవాహం (I) :

సమాధానం D.

R ₁ మరియు R ₂ సమాంతరంగా అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం:

1/R ₁₂ = 1/R ₁ + 1/R ₂ = 1/R + 1/R = 2/R

R ₁₂ = R/2

R ₁₂ మరియు R ₃ శ్రేణిలో అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం:

R _D = R ₁₂ + R ₃ = R/2 + R = R/2 + 2R/2 = 3R/2

విద్యుత్ ప్రవాహం (I) :

3. R _​​1 = 4 ఓంలు, R ₂ = 6 ఓంలు, R ₃ = 2 ఓంలు, మరియు V = 24 వోల్టులు. క్రింద పటంలో చూపిన సర్క్యూట్‌లో విద్యుత్ ప్రవాహం ఎంత?

తెలిసినది :

రెసిస్టర్ 1 (R ₁ ) = 4 ఓం

రెసిస్టర్ 2 (R ₂ ) = 6 ఓం

రెసిస్టర్ 3 (R ₃ ) = 2 ఓం

వోల్టేజ్ (V) = 24 వోల్టులు

కావలసినది : సర్క్యూట్‌లో విద్యుత్ ప్రవాహం

పరిష్కారం:

R ₁ , R ₂ మరియు R ₃ శ్రేణిలో అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం:

R = R ₁ + R ₂ + R ₃ = 4 + 6 + 2

R = 12 ఓం

విద్యుత్ ప్రవాహం:

I = V / R = 24 / 12 = 2 ఆంపియర్

4. క్రింద చూపిన విద్యుత్ వలయాలలో దేనిలో ఎక్కువ విద్యుత్ ప్రవాహం ఉంది?

సొల్యూషన్

సర్క్యూట్ A లో విద్యుత్ ప్రవాహం.

సమానమైన నిరోధకం:

R ₁ = 3 Ω, R ₂ = 4 Ω, R ₃ = 4 Ω, V = 12 వోల్టులు

R ₂ మరియు R ₃ సమాంతరంగా అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం:

1/R ₂₃ = 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/4 + 1/4 = 2/4 = 1/2

R ₂₃ = 2/1 = 2 Ω

R ₁ మరియు R ₂₃ శ్రేణిలో అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం:

R = R ₁ + R ₂₃ = 3 Ω + 2 Ω = 5 Ω

విద్యుత్ ప్రవాహం (I) :

I = V / R = 12 / 5 = 2.4 ఆంపియర్

సర్క్యూట్ B లో విద్యుత్ ప్రవాహం.

సమానమైన నిరోధకం:

R ₁ = 8 Ω, R ₂ = 2 Ω, R ₃ = 2 Ω, V = 36 వోల్టులు

R ₁ , R ₂ మరియు R ₃ శ్రేణిలో అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం:

R = R ₁ + R ₂ + R ₃ = 8 + 2 + 2 = 12 Ω

విద్యుత్ ప్రవాహం (I) :

I = V / R = 36 / 12 = 3 ఆంపియర్

సర్క్యూట్ C లో విద్యుత్ ప్రవాహం.

సమానమైన నిరోధకం:

R ₁ = 4 Ω, R ₂ = 4 Ω, R ₃ = 6 Ω, V = 12 వోల్టులు

R ₂ మరియు R ₃ సమాంతరంగా అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం:

1/R ₂₃ = 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/4 + 1/4 + 1/6 = 3/12 + 3/12 + 2/12 = 8/12

R ₂₃ = 12/8 = 1.5 Ω

విద్యుత్ ప్రవాహం (I) :

I = V / R = 12 / 1.5 = 8 ఆంపియర్

సర్క్యూట్ D లో విద్యుత్ ప్రవాహం.

సమానమైన నిరోధకం:

R ₁ = 3 Ω, R ₂ = 3 Ω, R ₃ = 3 Ω, R ₄ = 3 Ω, R ₅ = 6 Ω, V = 24 వోల్టులు

R ₂ , R ₃ మరియు R ₄ లు సమాంతరంగా అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం:

1/R ₂₃₄ = 1/R ₂ + 1/R ₃ + 1/R ₄ = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3

R ₂₃₄ = 3/3 = 1 Ω

R ₁ , R ₂₃₄ మరియు R ₅ శ్రేణిలో కలుపబడి ఉన్నాయి తుల్య నిరోధకం :

R = R ₁ + R ₂₃₄ + R ₅ = 3 + 1 + 6 = 9 Ω

విద్యుత్ ప్రవాహం (I) :

I = V / R = 24 / 9 = 2.6 ఆంపియర్

5. క్రింద చూపిన పటం ప్రకారం, కనుగొనండి:

ఎ. మొత్తం నిరోధకత

బి. సర్క్యూట్‌లో విద్యుత్ ప్రవాహం

సి. కరెంట్ I ₁

D. ప్రస్తుత I ₂

తెలిసినది :

రెసిస్టర్ 1 (R ₁ ) = 4 Ω

రెసిస్టర్ 2 (R ₂ ) = 4 Ω

రెసిస్టర్ 3 (R ₃ ) = 2 Ω

రెసిస్టర్ 4 (R ₄ ) = 3 Ω

విద్యుత్ వోల్టేజ్ (V) = 12 వోల్టులు

పరిష్కారం:

A. మొత్తం నిరోధకత (R)

రెసిస్టర్ R ₂ మరియు రెసిస్టర్ R ₃ శ్రేణిలో అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య రెసిస్టర్:

R ₂₃ = R ₂ + R ₃ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

రెసిస్టర్ R ₂₃ మరియు రెసిస్టర్ R ₄ సమాంతరంగా అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య రెసిస్టర్:

1/R ₂₃₄ = 1/R ₂₃ + 1/R ₄ = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6

R ₂₃₄ = 6/3 = 2 Ω

రెసిస్టర్ R ₁ మరియు రెసిస్టర్ R ₂₃₄ శ్రేణిలో అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య రెసిస్టర్:

R = R ₁ + R ₂₃₄ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

మొత్తం నిరోధం 6 ఓమ్‌లు.

బి. సర్క్యూట్‌లో విద్యుత్ ప్రవాహం (I)

V = IR

V = విద్యుత్ వోల్టేజ్, I = విద్యుత్ ప్రవాహం, R = విద్యుత్ నిరోధం

విద్యుత్ ప్రవాహం:

I = V / R = 12 వోల్టులు / 6 ఓములు = 2 ఆంపియర్లు

C. విద్యుత్ ప్రవాహం I ₁

రెసిస్టర్ R ₁ లో విద్యుత్ ప్రవాహం = సర్క్యూట్‌లో విద్యుత్ ప్రవాహం = 2 ఆంపియర్.

D. ప్రస్తుత I ₂

రెసిస్టర్ R₂₃ మరియు రెసిస్టర్ R₄ సమాంతరంగా అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం R₂₃₄ = 2 ఓమ్‌లు.

రెసిస్టర్ R _{234 లో విద్యుత్ ప్రవాహం = రెసిస్టర్ R 1} లో విద్యుత్ ప్రవాహం = 2 ఆంపియర్.

_{R 234} రెసిస్టర్‌లో వోల్టేజ్ :

V = IR ₂₃₄ = (2 A)(2 ఓం) = 4 వోల్టులు

రెసిస్టర్ R ₂₃₄ లో వోల్టేజ్ = రెసిస్టర్ R _{4 లో వోల్టేజ్ = రెసిస్టర్ R 23} లో వోల్టేజ్ = 4 వోల్టులు.

తుల్య నిరోధకం R ₂₃ 6 ఓం.

రెసిస్టర్ R ₂₃ లో విద్యుత్ ప్రవాహం :

I = V / R = 4 వోల్టులు / 6 ఓములు = 2/3 ఆంపియర్

_{రెసిస్టర్ R 23} లో విద్యుత్ ప్రవాహం = రెసిస్టర్ R _{2 లో విద్యుత్ ప్రవాహం = రెసిస్టర్ R 3} లో విద్యుత్ ప్రవాహం = 2/3 ఆంపియర్.

6. R ₁ = R ₂ = 10 Ω మరియు R ₃ = R ₄ = 8 Ω. క్రింది పటంలో చూపిన సర్క్యూట్‌లో విద్యుత్ ప్రవాహం ఎంత?

తెలిసినది :

రెసిస్టర్ R ₁ = రెసిస్టర్ R ₂ = 10 Ω

రెసిస్టర్ R ₃ = రెసిస్టర్ R ₄ = 8 Ω

విద్యుత్ వోల్టేజ్ (V) = 12 వోల్టులు

కావలసినది: విద్యుత్ ప్రవాహం (I)

పరిష్కారం:

సమానమైన నిరోధకం

రెసిస్టర్ R ₃ మరియు రెసిస్టర్ R ₄ సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి, తత్సమాన రెసిస్టర్:

1/R ₃₄ = 1/R ₃ + 1/R ₄ = 1/8 + 1/8 = 2/8

R ₃₄ = 8/2 = 4 Ω

R ₁ , R ₂ మరియు R ₃₄ నిరోధకాలు శ్రేణిలో కలుపబడి ఉన్నాయి, తత్సమాన నిరోధకం :

R = R ₁ + R ₂ + R ₃₄ = 10 Ω + 10 Ω + 4 Ω = 24 Ω

విద్యుత్ ప్రవాహం:

I = V / R = 12 వోల్టులు / 24 ఓములు = 0,5 వోల్టులు/ఓములు = 0.5 ఆంపియర్లు

7. బ్యాటరీ యొక్క అంతర్గత నిరోధాన్ని విస్మరిస్తే, క్రింది చిత్రంలో చూపిన సర్క్యూట్‌లో విద్యుత్ ప్రవాహం ఎంత?

తెలిసినది :

రెసిస్టర్ R ₁ = 3 ఓం

రెసిస్టర్ R ₂ = 3 ఓం

రెసిస్టర్ R ₃ = 6 ఓం

విద్యుత్ వోల్టేజ్ (V) = 6 వోల్టులు

కావలసినది: విద్యుత్ ప్రవాహం (I)

పరిష్కారం:

సమానమైన నిరోధకం

R ₁ మరియు R ₂ నిరోధకాలు శ్రేణిలో అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య నిరోధకం:

R ₁₂ = R ₁ + R ₂ = 3 ఓమ్స్ + 3 ఓమ్స్ = 6 ఓమ్స్

రెసిస్టర్ R ₁₂ మరియు రెసిస్టర్ 3 సమాంతరంగా అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య రెసిస్టర్:

1/R = 1/R ₁₂ + 1/R ₃ = 1/6 + 1/6 = 2/6

R = 6/2 = 3 ఓమ్‌లు

విద్యుత్ ప్రవాహం:

I = V / R = 6 / 3 = 2 ఆంపియర్

8. క్రింద పటంలో చూపిన సర్క్యూట్‌లో మొత్తం విద్యుత్ ప్రవాహం ఎంత?

తెలిసినది :

రెసిస్టర్ R ₁ = 6 ఓం

రెసిస్టర్ R ₂ = 4 ఓం

విద్యుత్ ప్రవాహం (V) = 6 వోల్టులు

అంతర్గత నిరోధం (r) = 0.6 ఓం

కావలసినది: విద్యుత్ ప్రవాహం

పరిష్కారం:

రెసిస్టర్ R ₁ మరియు రెసిస్టర్ R ₂ సమాంతరంగా అనుసంధానించబడ్డాయి. తుల్య రెసిస్టర్:

1/R _P = 1/R ₁ + 1/R ₂ = 1/6 + 1/4 = 4/24 + 6/24 = 10/24

R _P = 24/10 = 2.4 ఓం

రెసిస్టర్ R _P మరియు అంతర్గత నిరోధం (r) శ్రేణిలో అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి. తత్సమాన రెసిస్టర్:

R = R _P + r = 2.4 ఓం + 0.6 ఓం = 3.0 ఓం

సర్క్యూట్‌లో విద్యుత్ ప్రవాహం:

I = V / R = 6 వోల్టులు / 3 ఓములు = 2 ఆంపియర్లు

1. విద్యుత్ వలయం అంటే ఏమిటి?
   • జవాబువిద్యుత్ వలయం అనేది ఒక మూసి ఉన్న మార్గం లేదా లూప్, దీనిలో విద్యుత్ ప్రవాహం నిరంతరాయంగా ప్రవహించగలదు. ఇది సాధారణంగా వోల్టేజ్ మూలాలు (బ్యాటరీల వంటివి), లోడ్‌లు (రెసిస్టర్‌లు, LEDలు, మోటార్ల వంటివి) మరియు వాటిని అనుసంధానించే వాహకాలను కలిగి ఉంటుంది.
2. శ్రేణి వలయాన్ని సమాంతర వలయం నుండి వేరుచేసేది ఏమిటి?
   • జవాబుశ్రేణి వలయంలో, భాగాలు ఒకదానికొకటి చివర నుండి చివరకు అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, కాబట్టి విద్యుత్ ప్రవాహానికి ఒకే మార్గం ఉంటుంది. సమాంతర వలయంలో, భాగాలు ఉమ్మడి బిందువులు లేదా కూడళ్ల వద్ద అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, ఇది విద్యుత్ ప్రవాహానికి బహుళ మార్గాలను అందిస్తుంది.
3. ఓమ్ నియమం ఒక సర్క్యూట్‌లో వోల్టేజ్, కరెంట్ మరియు నిరోధాన్ని ఎలా అనుసంధానిస్తుంది?
   • జవాబుఓమ్ నియమం ప్రకారం విద్యుత్ ప్రవాహం ($I$రెండు బిందువుల మధ్య ఒక వాహకం గుండా ప్రవహించే విద్యుత్ వోల్టేజ్‌కు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.$V$) రెండు బిందువుల మీదుగా మరియు నిరోధానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది ($R$దీనిని ఈ విధంగా సూచిస్తారు I=V/R​.
4. విద్యుత్ వలయంలో స్విచ్ పాత్ర ఏమిటి?
   • జవాబుస్విచ్ అనేది సర్క్యూట్‌లో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నియంత్రిస్తుంది. మూసి ఉన్నప్పుడు, అది విద్యుత్ ప్రవహించడానికి అనుమతిస్తుంది; తెరిచి ఉన్నప్పుడు, అది విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని అంతరాయం కలిగిస్తుంది లేదా ఆపివేస్తుంది.
5. షార్ట్ సర్క్యూట్ ఎందుకు ప్రమాదకరమైనదిగా పరిగణించబడుతుంది?
   • జవాబుషార్ట్ సర్క్యూట్‌లో, నిరోధం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, దీనివల్ల చాలా అధిక కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది. ఇది పరికరాలు వేడెక్కడానికి, మంటలకు, లేదా భాగాలకు నష్టం కలిగించడానికి దారితీయవచ్చు, కాబట్టి ఫ్యూజులు లేదా సర్క్యూట్ బ్రేకర్లతో దీని నుండి రక్షణ కల్పించాలి.
6. సర్క్యూట్‌లో ఫ్యూజ్ లేదా సర్క్యూట్ బ్రేకర్ యొక్క పని ఏమిటి?
   • జవాబు: ఫ్యూజులు మరియు సర్క్యూట్ బ్రేకర్లు రెండూ, కరెంట్ ముందుగా నిర్ధారించిన సురక్షిత స్థాయిని మించినప్పుడు సర్క్యూట్‌ను అంతరాయం కలిగించడానికి రూపొందించబడిన రక్షణ పరికరాలు. ఫ్యూజులు "కాలిపోవడం" లేదా "వేడెక్కడం" ద్వారా సర్క్యూట్‌ను విచ్ఛిన్నం చేయగా, సర్క్యూట్ బ్రేకర్లు "ట్రిప్" అవుతాయి మరియు సర్క్యూట్‌కు అంతరాయం కలిగించిన తర్వాత వాటిని రీసెట్ చేయవచ్చు.
7. సర్క్యూట్‌లోని జంక్షన్ వద్ద ప్రవాహాలను కిర్కాఫ్ ప్రవాహ నియమం (KCL) ఎలా వివరిస్తుంది?
   • జవాబుకిర్కాఫ్ విద్యుత్ ప్రవాహ నియమం ప్రకారం, ఒక జంక్షన్‌లోకి ప్రవేశించే విద్యుత్ ప్రవాహాల మొత్తం, ఆ జంక్షన్ నుండి బయటకు వెళ్లే విద్యుత్ ప్రవాహాల మొత్తానికి సమానంగా ఉంటుంది. ఇది ప్రాథమికంగా విద్యుత్ ఆవేశ నిత్యత్వానికి సంబంధించిన ఒక ప్రకటన.
8. AC (ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్) మరియు DC (డైరెక్ట్ కరెంట్) మధ్య తేడా ఏమిటి?
   • జవాబు: DC అనేది విద్యుత్ ఆవేశం యొక్క ఏకదిశ ప్రవాహాన్ని సూచిస్తుంది, ఇది సాధారణంగా బ్యాటరీ లేదా DC పవర్ సప్లై నుండి వస్తుంది. మరోవైపు, AC అనేది ఆవర్తనంగా దిశను మార్చుకునే విద్యుత్ ఆవేశం, ఇది అనేక దేశాలలో పవర్ గ్రిడ్ నుండి సరఫరా చేయబడిన దానిలా ఉంటుంది.
9. విద్యుత్ సర్క్యూట్లలో "గ్రౌండ్" అనే పదం దేనిని సూచిస్తుంది?
   • జవాబు"గ్రౌండ్" అనగా విద్యుత్ వలయంలో ఇతర వోల్టేజ్‌లను కొలిచే ఒక సూచన బిందువు, లేదా విద్యుత్ ప్రవాహానికి ఒక సాధారణ తిరోగమన మార్గం, లేదా భూమికి ప్రత్యక్ష భౌతిక అనుసంధానం.
10. విద్యుత్ వలయాలలో కెపాసిటర్లను ఎందుకు ఉపయోగిస్తారు?

• జవాబుకెపాసిటర్లు విద్యుత్ శక్తిని నిల్వ చేసి విడుదల చేస్తాయి. వీటిని సర్క్యూట్లలో ఫిల్టరింగ్, వోల్టేజ్ హెచ్చుతగ్గులను సున్నితంగా చేయడం, AC సిగ్నల్స్‌ను కప్లింగ్ మరియు డీకప్లింగ్ చేయడం, మరియు ఆసిలేటర్లలో టైమింగ్ ఎలిమెంట్స్‌గా వంటి వివిధ ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగిస్తారు.