12 அமைப்புள்ள கேள்வி — அலகு 8-இன் ஒவ்வொரு பகுதியிலிருந்தும், முழுச் செயல்படுத்தப்பட்ட விடைகளுடன். ஒவ்வொரு கேள்வியின் "காட்டு விடை"-ஐ அழுத்தி விடையை வெளிப்படுத்துங்கள்.
கட்டமைப்பு வினா U8-S1
8 புள்ளி
ஒரு நிக்ரோம் கம்பியின் நீளம் 2.0 m, குறுக்குவெட்டுப் பரப்பு 5.0×10⁻⁷ m², மின்தடைத்திறன் ρ = 1.1×10⁻⁶ Ω m. இது 6.0 V மின்கலத்துடன் இணைக்கப்படுகிறது.
(a) கம்பியின் மின்தடையைக் கணக்கிடுக.
விடை
R = ρL/A
R = (1.1×10⁻⁶ × 2.0) / (5.0×10⁻⁷)
R = 2.2×10⁻⁶ / 5.0×10⁻⁷ = 4.4 Ω
(b) கம்பி வழியே பாயும் மின்னோட்டத்தைக் கணக்கிடுக.
விடை
I = V/R = 6.0 / 4.4 = 1.36 A
(c) கம்பியில் வீணாகும் வலுவைக் கணக்கிடுக.
விடை
P = VI = 6.0 × 1.36 = 8.2 W
(சரிபார்ப்பு: P = V²/R = 36/4.4 = 8.2 W)
கட்டமைப்பு வினா U8-S2
7 புள்ளி
ஒரு வீட்டில் 240 V மின்வழங்கலில் 60 W விளக்கு ஐந்தும், 2000 W இஸ்திரிப் பெட்டியும் உள்ளன.
(a) இஸ்திரிப் பெட்டி வழியே பாயும் மின்னோட்டம்?
விடை
I = P/V = 2000/240 = 8.33 A
(b) ஐந்து விளக்குகளும் இஸ்திரியும் ஒரே நேரத்தில் 3 மணி நேரம் இயங்கினால் மொத்த ஆற்றல் (kWh-இல்)?
விடை
மொத்த வலு P = 5×60 + 2000 = 300 + 2000 = 2300 W = 2.3 kW
E = Pt = 2.3 kW × 3 h = 6.9 kWh
(c) அலகு ஒன்றுக்கு ரூ.50 எனில் மின்கட்டணம்?
விடை
செலவு = 6.9 × 50 = ரூ.345
கட்டமைப்பு வினா U8-S3
6 புள்ளி
கீழே 12 V மின்கலம் 4 Ω மற்றும் 6 Ω தடைகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
(a) இரு தடைகளும் தொடரில் இணைந்தால் மொத்த மின்னோட்டம்?
விடை
R = 4 + 6 = 10 Ω
I = V/R = 12/10 = 1.2 A
(b) இரு தடைகளும் இணையில் இணைந்தால் மொத்த மின்னோட்டம்?
விடை
1/R = 1/4 + 1/6 = 3/12 + 2/12 = 5/12 → R = 2.4 Ω
I = V/R = 12/2.4 = 5.0 A
கட்டமைப்பு வினா U8-S4
8 புள்ளி
ஒரு 24 V மின்கலத்துடன் 4 Ω தொடரில், பின் (6 Ω ∥ 3 Ω) இணைக்கப்பட்டுள்ளது (உள் தடை புறக்கணி).
(a) மொத்த மின்தடையைக் கணக்கிடுக.
விடை
6∥3 = (6×3)/(6+3) = 18/9 = 2 Ω
R = 4 + 2 = 6 Ω
(b) மொத்த மின்னோட்டம் I-ஐக் கணக்கிடுக.
விடை
I = V/R = 24/6 = 4 A
(c) சமாந்தரப் பகுதியின் குறுக்கே மின்னழுத்தம் & ஒவ்வொரு கிளை மின்னோட்டம்?
விடை
V_par = I × 2 = 4×2 = 8 V
I₆ = 8/6 = 1.33 A; I₃ = 8/3 = 2.67 A (கூட்டு = 4 A ✓)
கட்டமைப்பு வினா U8-S5
6 புள்ளி
ஒரு மின்னழுத்தப் பிரிப்பான்: 9 V வழங்கல், R₁ = 2 kΩ, R₂ = 4 kΩ தொடரில்.
(a) R₂ குறுக்கே வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தைக் கணக்கிடுக.
விடை
V₂ = V·R₂/(R₁+R₂) = 9×4/(2+4) = 9×4/6 = 6 V
(b) R₂-ஐ 4 kΩ-இலிருந்து 8 kΩ ஆக மாற்றினால் V₂?
விடை
V₂ = 9×8/(2+8) = 72/10 = 7.2 V
கட்டமைப்பு வினா U8-S6
5 புள்ளி
கிர்க்கொஃப் விதிகள்.
(a) இரு விதிகளையும் கூறி, அவை எந்தக் காப்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டவை எனக் கூறுக.
விடை
1வது (சந்தி): ஒரு சந்தியில் உள் மின்னோட்டம் = வெளி மின்னோட்டம் — மின்னூட்டம் காப்பு. 2வது (சுற்று): மூடிய சுற்றில் ΣEMF = ΣIR — ஆற்றல் காப்பு.
(b) ஒரு சந்தியில் 6 A, 2 A உள்வந்து, 3 A வெளியேறினால் நான்காவது கம்பியில் மின்னோட்டம் & திசை?
விடை
உள் = வெளி: 6+2 = 3 + I → I = 5 A வெளியேறும்
கட்டமைப்பு வினா U8-S7
8 புள்ளி
ஒரு மின்கலம் EMF 1.5 V, உள் தடை r = 0.5 Ω, ஒரு 2.5 Ω மின்தடைக்கு இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
(a) சுற்று மின்னோட்டத்தைக் கணக்கிடுக.
விடை
I = ε/(R+r) = 1.5/(2.5+0.5) = 1.5/3 = 0.5 A
(b) முனை மின்னழுத்தத்தைக் கணக்கிடுக.
விடை
V = ε − Ir = 1.5 − (0.5×0.5) = 1.5 − 0.25 = 1.25 V
(c) பளுவில் அழிக்கப்படும் திறனைக் கணக்கிடுக.
விடை
P = I²R = 0.5²×2.5 = 0.25×2.5 = 0.625 W
கட்டமைப்பு வினா U8-S8
6 புள்ளி
வீட்டில் ஒரு "2000 W, 230 V" மின் சூடாக்கி தினமும் 2.5 மணி நேரம் இயங்குகிறது (யூனிட் LKR 50).
(a) வேலை மின்னோட்டம் & மின்தடையைக் கணக்கிடுக.
விடை
I = P/V = 2000/230 ≈ 8.7 A
R = V²/P = 230²/2000 ≈ 26.5 Ω
(b) 30 நாட்களுக்கான மின் கட்டணத்தைக் கணக்கிடுக.
விடை
தினசரி E = 2 kW × 2.5 h = 5 kWh; 30 நாள் = 150 kWh
கட்டணம் = 150 × 50 = LKR 7500
கட்டமைப்பு வினா U8-S9
5 புள்ளி
EMF & உள் தடை.
(a) EMF-ஐயும் முனை மின்னழுத்தத்தையும் வேறுபடுத்துக.
விடை
EMF (ε) = மூலம் ஒவ்வொரு கூலூம்புக்கும் தரும் மொத்த ஆற்றல் (I=0-இல் அளவிடப்படும்). முனை மின்னழுத்தம் V = ε−Ir = வெளி சுற்றுக்குக் கிடைக்கும் மின்னழுத்தம்; எப்போதும் EMF-ஐ விடச் சிறிது (மின்னோட்டம் பாயும்போது).
(b) r-ஐ எவ்வாறு சோதனை மூலம் காணலாம் எனக் கூறுக.
விடை
V-ஐ பல்வேறு I மதிப்புகளுக்கு அளந்து V vs I வரைபடம் வரைக; V = ε − Ir எனவே சாய்வு = −r, y-வெட்டு = ε.
கட்டமைப்பு வினா U8-S10
8 புள்ளி
ஒரு கால்வனோமீட்டர்: தடை G = 40 Ω, முழு-விலகல் மின்னோட்டம் I_g = 2 mA.
(a) இதை 0–2 A அம்மீட்டராக மாற்ற தேவையான shunt தடையைக் கணக்கிடுக.
விடை
shunt மின்னோட்டம் I_s = 2 − 0.002 = 1.998 A
I_g·G = I_s·S → S = (0.002×40)/1.998 ≈ 0.04 Ω
(b) இதை 0–10 V வோல்ட்மீட்டராக மாற்ற தேவையான தொடர் (multiplier) தடை?
விடை
V = I_g(G + R) → 10 = 0.002(40 + R)
40 + R = 5000 → R = 4960 Ω
கட்டமைப்பு வினா U8-S11
6 புள்ளி
ஒரு மீட்டர் பாலத்தில் தெரியாத R_x இடப்பக்கம், அறியப்பட்ட R = 4 Ω வலப்பக்கம்; சமநிலை இடப்பக்கம் இருந்து 36 cm.
(a) R_x-ஐக் கணக்கிடுக.
விடை
l₁ = 36 cm, l₂ = 100−36 = 64 cm
R_x/R = l₁/l₂ → R_x = 4 × 36/64 = 2.25 Ω
(b) இம்முறை எந்தக் கொள்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது?
விடை
வீட்ஸ்டோன் பாலம் — சமநிலையில் கால்வனோமீட்டர் மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியம், எதிரெதிர் கைகள் சமவிகிதம்.
கட்டமைப்பு வினா U8-S12
5 புள்ளி
அளவுக் கருவிகள்.
(a) அம்மீட்டர் & வோல்ட்மீட்டர் எவ்வாறு இணைக்கப்படுகின்றன, அவற்றின் இலட்சியத் தடைகள் என்ன எனக் கூறுக.
விடை
அம்மீட்டர்: தொடரில், இலட்சியத் தடை = 0. வோல்ட்மீட்டர்: சமாந்தரமாக (குறுக்கே), இலட்சியத் தடை = ∞. இவை சுற்றைச் சிதைக்காமல் இருக்க இவ்வாறு.
(b) ஒரு உண்மை வோல்ட்மீட்டர் ஏன் EMF-ஐ விடச் சற்றுக் குறைவாக அளக்கிறது?
விடை
அது சிறிது மின்னோட்டம் எடுப்பதால் சுற்றில் Ir வீழ்ச்சி ஏற்படுகிறது → V = ε − Ir < ε.