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

सही उत्तर विकल्प 1 है। 

संकल्पना:

• किसी बैटरी या सेल का आउटपुट वोल्टता तब कम हो जाती है जब उसके आंतरिक प्रतिरोध के कारण उसमें से धारा को खींचा जाता है। जब धारा प्रवाहित होती है, तब आंतरिक प्रतिरोध की में वोल्टेज में गिरावट होती है, जिससे आउटपुट टर्मिनलों पर उपलब्ध वोल्टता कम हो जाती है।
• हालाँकि भार प्रतिरोधक, प्रेरण और गहराई सभी एक परिपथ में सेल के व्यवहार को प्रभावित कर सकते हैं, जिससे जब धारा को खींचा जाता है तो वोल्टता में तत्काल गिरावट सीधे सेल के आंतरिक प्रतिरोध के कारण होती है।

सही उत्तर एक के बाद एक यानी श्रेणी है।

Key Points

• श्रृंखला संयोजन:

  • आउटपुट वोल्टेज बढ़ाता है।
  • क्षमता वही रहती (एम्पीयर-घंटे में मापा जाता है) है।

  समानांतर संयोजन:

  • क्षमता बढ़ाता (एम्पीयर-घंटा) है।
  • आउटपुट वोल्टेज समान रहता है।

•  

सही विकल्प 4 है

अवधारणा:

शुष्क सेल (जिंक-कार्बन):

• एक शुष्क सेल में विद्युत अपघट्य को पेस्ट के रूप में निश्चल किया जाता है, जिसमें केवल इतनी नमी होती है कि धारा प्रवाहित हो सके। गीले सेल के विपरीत, शुष्क सेल बिना गिरे किसी भी दिशा में काम कर सकता है, क्योंकि इसमें कोई मुक्त तरल नहीं होता है। यह बहुमुखी प्रतिभा इसे पोर्टेबल उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाती है।
• शुष्क सेल में एक धातु पात्र होता है जिसमें कम नमी वाला विद्युत अपघट्य पेस्ट ग्रेफाइट छड़ या धातु इलेक्ट्रोड को कवर करता है। आम तौर पर, धातु पात्र जिंक होगा जिसका आधार ऋणात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) के रूप में कार्य करता है और कार्बन रोड धनात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) के रूप में कार्य करता है। यह मैंगनीज डाइऑक्साइड और अमोनियम क्लोराइड पेस्ट जैसे कम नमी वाले इलेक्ट्रोलाइट्स से घिरा हुआ है, जो अधिकतम 1.5V वोल्टेज का उत्पादन करेगा, और वे प्रतिवर्ती नहीं हैं।
• ये आजकल लैपटॉप, आईपॉड और सेलफोन पर उपयोग की जाने वाली लोकप्रिय बैटरियां हैं।
• सेल के इलेक्ट्रोड हल्के कार्बन और लिथियम से बने होते हैं। वे कम रखरखाव वाली बैटरियां हैं और बैटरी जीवन को बढ़ाने के लिए किसी मेमोरी की आवश्यकता नहीं होती है। डिस्पोज़ करने के बाद भी ये कम हानिकारक होते हैं और स्व-निर्वहन NiCd सेल के आधे से भी कम होता है।
• एक सामान्य शुष्क सेल एक जिंक-कार्बन सेल होता है, जिसे कभी-कभी ड्राई लेकलेंच सेल भी कहा जाता है, जिसका नाममात्र वोल्टेज 1.5 वोल्ट होता है, जो क्षारीय सेल के समान होता है (क्योंकि दोनों समान जिंक-मैंगनीज डाइऑक्साइड संयोजन का उपयोग करते हैं)।

सही उत्तर एक के बाद एक यानी श्रेणी है।

Key Points

• श्रेणी संयोजन:

  • आउटपुट वोल्टेज बढ़ाता है।
  • क्षमता वही रहती (एम्पीयर-घंटे में मापा जाता है) है।

श्रेणी में कई सेलों को जोड़कर एक सौर सेल से एक उच्च वोल्टेज प्राप्त किया जाता है।

सेलों का संयोजन

1.) श्रेणी संयोजन

धारा समान रहती है और संयोजन में कुल धारा प्रत्येक सेल के माध्यम से धारा के बराबर होती है।

संयोजन में कुल वोल्टेज प्रत्येक सेल में वोल्टेज का योग है, इसलिए वोल्टेज बढ़ता है।

2.)समानांतर संयोजन

वोल्टेज समान रहता है और संयोजन में कुल वोल्टेज प्रत्येक सेल में वोल्टेज के बराबर होता है।

संयोजन में कुल धारा प्रत्येक सेल में धारा का योग है, इसलिए धारा बढ़ती है।

एक बैटरी की क्षमता एम्पियर-घंटा में मापी जाती है।

एम्पियर-घंटा क्षमता, एम्पियर में धारा और घंटे में समय, जिसके दौरान बैटरी धारा की आपूर्ति करती है, के गुणनफल के बराबर होती है।

एम्पियर-घंटा निर्वाहित विद्युत धारा के व्युत्क्रमानुपाती होती है। सेल का आकार सामान्यतौर पर इसके एम्पियर-घंटा क्षमता द्वारा निर्धारित किया जाता है।

एक सेल की क्षमता निम्न कारकों पर निर्भर करती है:

• विद्युत-अपघट्य के साथ संपर्क में प्लेटों का क्षेत्रफल
• विद्युत-अपघट्य की मात्रा और विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण
• विभाजक का प्रकार
• बैटरी की सामान्य स्थिति (सल्फेटिंग की डिग्री, बकल किए गए प्लेट, विकुंचित विभाजक, सेल के नीचे तलछट इत्यादि)
• अंतिम सीमित वोल्टेज

निकेल-कैडमियम (NiCd or NiCad) बैटरी एक रिचार्जेबल बैटरी है जिसका उपयोग पोर्टेबल कम्प्यूटर, कॅमकार्डर और अन्य छोटी बैटरी संचालित उपकरणों में किया जाता है जिसमें एकसमान विद्युत निस्सरण की आवश्यकता होती है।

NiCd बैटरी में निकेल ऑक्साइड हाइड्राक्साइड, धात्विक कैडमियम और पोटेशियम हाइड्रोक्साइड और विआयनीकृत पानी वाले क्षारीय विद्युत अपघट्य का उपयोग किया जाता है।

अभिक्रिया:

निस्सरण के दौरान कैडमियम विद्युत अपघट्य पर होने वाली रासायनिक अभिक्रिया:

Cd + 2OH^- → Cd(OH)₂ + 2e^-

निकेल ऑक्साइड विद्युत अपघट्य पर होने वाली अभिक्रिया:

2NiO(OH) + 2H₂O + 2e^- → 2Ni(OH)₂ + 2OH^-

निस्सरण के दौरान शुद्ध अभिक्रिया होगी

2NiO(OH) + Cd + 2H₂O → 2Ni(OH)₂ + Cd(OH)₂

लाभ:

• उच्च निस्सरण और निम्न तापमान के अनुप्रयोगों पर अच्छा प्रदर्शन
• लंबी निधानी और उपयोगी आयु

दोष:

• लेड अम्ल बैटरी से लागत अधिक है
• इन बैटरी में कम विद्युत घनत्व होता है

अवधारणा:

श्रृंखला से जुड़े परिपथ के लिए, श्रृंखला में सभी शाखा तत्वों के माध्यम से एक ही प्रवाह होता है, अर्थात

एक समानांतर-जुड़े परिपथ के लिए, जैसा कि दिखाया गया है, सभी समानांतर शाखाओं में धारा अलग-अलग होगी और प्रत्येक शाखा में प्रतिरोधों पर निर्भर करेगी, अर्थात

गणना:

दिया गया है, चार 1.5 V सेल 1 एम्पीयर प्रवाहित होने वाली धारा के साथ श्रृंखला में जुड़े हुए है जैसा कि चित्र में दिखाया गया है:

आरेख

चूंकि स्रोत श्रृंखला में जुड़े हुए हैं, प्रत्येक सेल के माध्यम से बहने वाली धारा समान होगी, अर्थात 1A

लेक्लान्ची सेल:

प्रयोगात्मक संरचना को नीचे दर्शाया गया है:

अवधारणा:

श्रेणी समूहन: 

श्रेणी में एक सेल के एनोड को दूसरे सेल के कैथोड से जोड़ा जाता है।

यदि n सदृश सेल श्रेणी में जुड़े है

संयोजन का समकक्ष emf, Eeq = nE

समकक्ष आंतरिक प्रतिरोध req = nr

समानांतर समूहन: 

समानांतर समूहन में, सभी एनोड एक बिंदु पर जुड़े होते हैं और अन्य बिंदुओं पर सभी कैथोड एक साथ जुड़े होते हैं।

यदि n सदृश सेल समानांतर में जुड़े हुए हैं

संयोजन का समकक्ष emf, Eeq = E

समकक्ष आंतरिक प्रतिरोध req = r/n

विश्लेषण:

बैटरियों या वोल्टेज स्रोतों को श्रृंखला में जोड़ने पर emf जोड़ना और समानांतर धारा में वृद्धि लेकिन उसी emf में।

10 V और 10 V श्रेणी में हैं जो कुल 20 V हैं।

6 V और 6 V समानांतर में कुल 6 V दे रहे हैं (emf नहीं बदलेगा)।

दिए गए परिपथ को निम्न प्रकार से सरलीकृत किया जा सकता है,

अतः A और B के बीच परिणामी विभव अंतर 14V है।

विस्तृत कॉन्सेप्ट एवं विडियो समाधान

अवधारणा:

श्रृंखला समूहन: श्रृंखला समूहन में एक सेल के एनोड को अन्य सेल के कैथोड से जोड़ा जाता है एवं इसी प्रकार आगे यह चलता रहता है। 

यदि n समान सेल श्रृंखला में जुड़े हैं-

1. संयोजन का समतुल्य emf Eeq = nE

2. समतुल्य आंतरिक प्रतिरोध req = nr

समानांतर समूहन: समानांतर समूहन में, सभी एनोड एक बिंदु पर जुड़े हुए हैं और सभी कैथोड अन्य बिंदुओं पर एक साथ जुड़े हुए हैं।

यदि n समान सेल समानांतर रूप से जुड़े है

1. संयोजन का समतुल्य emf Eeq= E

2. समतुल्य आंतरिक प्रतिरोध req = r/n

गणना:

यहां सभी पांच (E = 2 V) समानांतर संयोजन में जुड़े हुए हैं:

तो समतुल्य वोल्टेज= V = 5E = 10 V

समतुल्य प्रतिरोध = 5r = 5 × 0.5 = 2.5 Ω 

समानांतर संयोजन:

एक बैटरी की एम्पियर-घंटा रेटिंग को बढ़ाने के लिए सेल को समानांतर में जोड़ा जाना चाहिए।

इसे नीचे दिए गए आरेख द्वारा समझाया है:

• सभी बैटरियों के धनात्मक टर्मिनलों को एक साथ जोड़ा जाता है, या सामान्य चालक से जोड़ा जाता है, और सभी ऋणात्मक टर्मिनलों को उसी क्रम में जोड़ा जाता है।
• अंतिम वोल्टेज अपरिवर्तित रहता है जबकि असेंबली की क्षमता इस संयोजन के अलग-अलग बैटरी की क्षमताओं का योग होता है।​

श्रेणी संयोजन:

• आउटपुट वोल्टेज बढ़ाता है।
• क्षमता समान रहती है (जो एम्पीयर-घंटे में मापी गई है)।

संकल्पना:

बैटरी की क्षमता को एम्पियर-घंटा के संदर्भ में दर्शाया गया है। 

बैटरी की क्षमता = प्रदान की गयी धारा × समयावधि 

बैटरी क्षमता की इकाई mAh का अर्थ है कि जब किसी बैटरी से 1 mA धारा खींची जाती है, तो यह निर्वहन होने में 1 घंटे का समय लेती है।

गणना:

बैटरी की क्षमता = 4000 mAh

प्रदान की गयी धारा = 4 A

T = 60 मिनट

एक निकेल-कैडमियम बैटरी (NiCd या NiCad) एक पुनःआवेशनीय बैटरी है जिसका उपयोग सुबाह्य कंप्यूटर, ड्रिल, कैमकोर्डर और अन्य छोटे बैटरी चालित उपकरणों के लिए किया जाता है, जिन्हें एक समान शक्ति के विसर्जन की आवश्यकता होती है।

NiCd बैटरी में निकल ऑक्साइड हाइड्रॉक्साइड, मेटालिक कैडमियम से निर्मित इलेक्ट्रोड और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के एक क्षारीय विद्युत-अपघट्य और विआयनित जल (पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड का जलीय विलयन) का उपयोग किया जाता है। 

अभिक्रियाएँ:

विसर्जन के दौरान कैडमियम इलेक्ट्रोड पर होने वाली रासायनिक अभिक्रियाएं हैं:

Cd + 2OH- → Cd(OH)2 + 2e-

निकल ऑक्साइड इलेक्ट्रोड पर होने वाली अभिक्रियाएं हैं:

2NiO(OH) + 2H2O + 2e- → 2Ni(OH)2 + 2OH-

विसर्जन के दौरान शुद्ध अभिक्रिया है

2NiO(OH) + Cd + 2H2O → 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2

निकेल-कैडमियम बैटरी के लाभ इस प्रकार हैं:

• उच्च-विसर्जन और निम्न-तापमान अनुप्रयोगों में अच्छा प्रदर्शन
• लंबी शेल्फ और जीवन का उपयोग करें

निकेल-कैडमियम बैटरी की हानियाँ इस प्रकार हैं:

• लागत लेड-अम्ल बैटरी से अधिक है
• इन बैटरियों में शक्ति घनत्व कम होता है

सेल 

एक सेल उपकरण की एक एकल इकाई है जो रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती है।

यह 2 प्रकार का होता है:

1.)प्राथमिक सेल 

• प्राथमिक सेल वे होते हैं जिन्हें जीवनकाल की समाप्ति के बाद न तो रिचार्ज किया जा सकता है और न ही पुन: उपयोग किया जा सकता है।
• प्राथमिक सेल का घनत्व अधिक होता है और ये धीरे-धीरे विसर्जित(डिस्चार्ज) होती हैं।
• चूँकि इन सेल के अंदर कोई द्रव नहीं होता है इसलिए इन्हें शुष्क सेल भी कहा जाता है।
• आंतरिक प्रतिरोध अधिक है और रासायनिक अभिक्रिया अपरिवर्तनीय है। इसकी शुरुआती कीमत सस्ती है और प्राथमिक सेलों का इस्तेमाल करना भी आसान है।

2.) द्वितीयक सेल

• आवेश(चार्ज) खत्म होने पर द्वितीयक सेल को रिचार्ज करने की जरूरत होती है।
• द्वितीयक सेल में कम ऊर्जा घनत्व होता है और ये पिघले हुए लवण और गीले सेल से बने होते हैं।
• आंतरिक प्रतिरोध कम होता है और रासायनिक अभिक्रिया उत्क्रमणीय है।
• इसकी प्रारंभिक लागत अधिक है और प्राथमिक सेल की तुलना में इसका उपयोग करना थोड़ा जटिल है।