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title: "बिजलीघर से घर तक: प्रत्यावर्तित्र"
book: "प्राथमिक और माध्यमिक विद्यालय भौतिकी"
subject: physics
language: hi
chapter: 69
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/69-from-power-plant-to-home-the-alternator
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# अध्याय 69 — बिजलीघर से घर तक: प्रत्यावर्तित्र

पूरे साल भर के किलोवाट-घंटे तुम्हारे लेखों में से बहकर गुज़र चुके हैं — पर आए कहाँ से? घर से निकलती केबल के पीछे-पीछे चलो, सड़क के नीचे, मीनारों के पार, और वह किसी विशाल हॉल में घूमती एक मशीन पर जाकर ख़त्म होती है: [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator)। उसका भेद इस पुस्तक की बिजली का सबसे प्यारा अचरज है: पिछले साल वाली धारा-से-चुंबकत्व वाली खोज, उलटी चलाई हुई।

## 69.1 प्रेरण: वही प्रभाव, उलटा

**प्रतिज्ञप्ति 69.1 (विद्युतचुंबकीय प्रेरण).**

किसी [बंद परिपथ](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/16-a-first-electric-circuit#def-g3-first-electric-circuit-circuit) के पास [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) हिलाओ — या [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) के पास परिपथ हिलाओ — और जब तक वह हरकत चलती है, एक [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) उभर आता है और धारा चला देता है: यानी बदलते चुंबकत्व से *प्रेरित* हुई बिजली। मेज़ पर मिले नियम:

1. प्रेरण सिर्फ़ *बदलाव* करता है: कुंडली के बग़ल ठहरा हुआ [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) , तो कुछ नहीं — [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) चाहे कितना ही तगड़ा हो;
2. ज़्यादा तेज़ हरकत, ज़्यादा तगड़ा [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) , कुंडली के ज़्यादा फेरे: तो ज़्यादा बड़ा प्रेरित [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) ;
3. हरकत उलटो, प्रेरित धारा उलट जाती है — पास आना और दूर हटना उलटी क़तारें चलाते हैं।

पिछले साल धारा ने चुंबकत्व बनाया था; इस साल हिलता हुआ चुंबकत्व धारा बनाता है। ये दोनों प्रभाव एक ही सिक्का हैं, जिसके दो पहलू पढ़े जा रहे हैं — और दूसरा पहलू सभ्यता को चलाता है।

**विधि 69.2 (मेज़ पर प्रेरण).**

कई फेरों वाली एक कुंडली, एक छड़-चुंबक, और बीच में शून्य वाला एक संवेदनशील उपकरण:

1. उपकरण को कुंडली पर जोड़ो; और [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) को उसके भीतर ठहरा हुआ पकड़े रहो: सुई शून्य पर सोती रहती है — अकेली ताक़त कुछ भी प्रेरित नहीं करती;
2. [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) भीतर ठूँसो: सुई एक ओर झटका खाती है — और हरकत रुकते ही उसी पल शून्य पर लौट आती है;
3. उसे बाहर खींचो: उतना ही झटका, दूसरी ओर;
4. ज़्यादा तेज़ ठूँसो: तो ज़्यादा बड़ा झटका। [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) को लय में भीतर और बाहर हिलाते रहो, और सुई बाएँ, दाएँ, बाएँ झूलने लगती है — तुम हाथ से एक [प्रत्यावर्ती धारा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/67-alternating-current#def-g9-alternating-current-dcac) चला रहे हो।

![मेज़ पर प्रेरण: कुंडली को सिर्फ़ हिलता हुआ चुंबक ही जगाता है — और सुई का झटका हरकत के साथ ही उलट जाता है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g9-alternator/fig-f761f296ed34.svg)

*मेज़ पर प्रेरण: कुंडली को सिर्फ़ *हिलता हुआ* [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) ही जगाता है — और सुई का झटका हरकत के साथ ही उलट जाता है।*

## 69.2 प्रत्यावर्तित्र

**परिभाषा 69.3 (प्रत्यावर्तित्र).**

*प्रत्यावर्तित्र* प्रेरण को अथक बना देना है: किसी ठहरी हुई कुंडली के बग़ल टिककर घुमाया गया [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) (या किसी चुंबकीय क्षेत्र में घुमाई गई कुंडली)। हर आधा चक्कर एक ध्रुव को कुंडली की ओर लाता है और फिर उसे दूर ले जाता है — यानी बदलाव, बिना रुके नया होता हुआ — इसलिए प्रेरित [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) धन, ऋण, धन झूलता रहता है: यानी बनावट से ही *प्रत्यावर्ती*, और वह ठीक वही मुलायम ज्यावक्र खींचता है जो [दोलनदर्शी](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/67-alternating-current#met-g9-alternating-current-scope) वाले अध्याय में था। हर सेकंड पचास चक्कर पर घुमाओ और निर्गम $50\,\mathrm{Hz}$ पर प्रत्यावर्तन करता है: जाल की [आवृत्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) दरअसल एक घूर्णन-चाल *है*, जिसे जाल का हर बिजलीघर एक ही क़दम पर बनाए रखता है।

**उदाहरण 69.4 (तुम्हारे पहिये पर बैठा डाइनेमो).**

साइकिल का डाइनेमो जेब में समाता [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator) है: पहिया किसी ठहरी हुई कुंडली के भीतर एक नन्हा [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) घुमाता है, और लैंप जल उठता है — और जितना ज़ोर से पैडल मारो, उतना ही चमकीला तथा उतनी ही ऊँची [आवृत्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) पर, ठीक जैसा मेज़ वाले नियम वादा करते हैं (और रेंगती रफ़्तार पर टिमटिमाता हुआ, जैसा प्रत्यावर्ती वाले अध्याय ने दर्ज किया था)। और उसका दाम भी ईमानदार है: डाइनेमो खिंचाव डालता है — लैंप जलाने की क़ीमत तुम्हारी टाँगों की असली मेहनत है। प्रेरण कोई [ऊर्जा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) देता नहीं; वह गति को बिजली में *बदलता* है, [जूल](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/66-kinetic-energy-and-road-safety#def-g9-kinetic-energy-safety-joule) दर [जूल](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/66-kinetic-energy-and-road-safety#def-g9-kinetic-energy-safety-joule), और उसमें से घर्षण की चुंगी घटाकर।

![एक जलविद्युत संयंत्र: ऊपर उठा हुआ पानी नीचे झपटता है, टरबाइनें घुमाता है, और प्रत्यावर्तित्र उस ऊर्जा को तारों के साथ-साथ दूर भेज देते हैं।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g9-alternator/img-8443687dded2.jpg)

*एक जलविद्युत संयंत्र: ऊपर उठा हुआ पानी नीचे झपटता है, टरबाइनें घुमाता है, और [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator) उस [ऊर्जा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) को तारों के साथ-साथ दूर भेज देते हैं।*

## 69.3 हर बिजलीघर एक ही मशीन है

**प्रतिज्ञप्ति 69.5 (साझा केंद्रक).**

दुनिया की लगभग सारी बिजली, उसका इश्तिहार चाहे जो हो, एक ही तरीक़े से बनती है: कोई चीज़ किसी *टरबाइन* को घुमाती है — पंखुड़ियों वाली एक मज़बूत पवनचक्की — और टरबाइन [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator) को घुमाती है। बिजलीघरों में फ़र्क़ सिर्फ़ इसका है कि *पंखुड़ियों को धकेलता कौन है*:

1. तापीय संयंत्र जलते कोयले या [गैस](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/14-solids-liquids-gases#def-g3-solids-liquids-gases-gas) से पानी उबालते हैं — और भाप की धाराएँ टरबाइन चला देती हैं;
2. नाभिकीय संयंत्र वही पानी परमाणु तोड़ने की [ऊष्मा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/34-heat-and-insulation#def-g5-heat-and-insulation-heat) से उबालते हैं — यानी फिर भाप;
3. जलविद्युत बाँध किसी पहाड़ी झील को पंखुड़ियों में से गिरने देते हैं — बचपन वाली बाँध की शृंखला, पूरी हुई;
4. और [पवन](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-wind) टरबाइनें बिचौलिया ही हटा देती हैं: पंखुड़ियों का धक्का ख़ुद [हवा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) है, और हर छत्ते में एक [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator) ।

एक अपवाद इस नियम पर मुहर लगा देता है: सौर पट्टिकाएँ बिना किसी घुमाव के बिजली बनाती हैं — यानी [प्रकाश](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/3-light-and-shadows#def-g1-light-and-shadows-source) के उस प्रभाव से, जो विश्वविद्यालय वाले सालों का है।

![हर संयंत्र, एक ही शृंखला: कोई चीज़ टरबाइन घुमाती है, टरबाइन प्रत्यावर्तित्र घुमाती है, और बाक़ी काम प्रेरण कर देता है। संयंत्र दर संयंत्र सिर्फ़ पहला डिब्बा बदलता है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g9-alternator/fig-87164813de7c.svg)

*हर संयंत्र, एक ही शृंखला: कोई चीज़ टरबाइन घुमाती है, टरबाइन [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator) घुमाती है, और बाक़ी काम प्रेरण कर देता है। संयंत्र दर संयंत्र सिर्फ़ पहला डिब्बा बदलता है।*

**उदाहरण 69.6 (शृंखलाओं का लेखा).**

हर संयंत्र को बचपन वाली ऊर्जा-शृंखला की तरह लिखो, पर अब पेशेवर शब्दों के साथ। बाँध: जमा की हुई ऊँचाई $\to$ गिरते पानी की गति $\to$ घूर्णन $\to$ बिजली — और याद रखो कि उस झील को सूर्य ने वाष्पीकरण से उठाया था: जलविद्युत दरअसल बारिश में टली हुई धूप है। कोयले का संयंत्र: रासायनिक भंडार $\to$ [ऊष्मा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/34-heat-and-insulation#def-g5-heat-and-insulation-heat) $\to$ भाप की गति $\to$ घूर्णन $\to$ बिजली — और हर तीर पर गरमाहट रिसती हुई, जैसा ठंडा करने वाली मीनारों के गुबार क़बूल कर लेते हैं। [हवा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air): चलती हुई [हवा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) (जिसे सूर्य ने हिलाया) सीधे घूर्णन तक। जिन स्रोतों को क़ुदरत दोबारा भर देती है — पानी, [हवा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air), धूप — उन्हें *नवीकरणीय* कहते हैं; जबकि जलाए और तोड़े गए भंडार इंसानी पैमानों पर हमेशा के लिए ख़र्च हो जाते हैं।

**टिप्पणी 69.7 (मीनारें चार लाख वोल्ट पर क्यों गुनगुनाती हैं).**

प्रत्यावर्ती वाले अध्याय का आख़िरी वादा चुकता होता है। मान लो किसी क़स्बे को दस करोड़ [वाट](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) चाहिए। $P = U I$ के हिसाब से वह [शक्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) सधे हुए [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) पर विशाल धारा बनकर सफ़र कर सकती है — या विशाल [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) पर सधी हुई धारा बनकर। पर तार *धारा* से गरम होते हैं (यानी वही पुराना [ऊष्मीय प्रभाव](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/54-electric-current-and-its-effects#prop-g8-electric-current-effects-three)), और मीनारों के गरम होने का हर अंश चुकाई हुई [ऊर्जा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) है जो कौवों के हवाले हो जाती है। इसलिए जाल साँस रोक देने वाले विभवांतरों पर ढोता है — लाखों [वोल्ट](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage), नन्ही धाराएँ, और कम से कम नुक़सान — और फिर मोहल्ले दर मोहल्ले [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) उतारकर तुम्हारी दीवार की सधी हुई $230\,\mathrm{V}$ तक ले आता है। उतारने वाली वह मशीन, यानी *ट्रांसफ़ॉर्मर*, दो कुंडलियाँ और एक बार फिर वही प्रेरण है — और वह सिर्फ़ प्रत्यावर्तन करती धारा पर ही काम करती है: पूरा जाल AC इसलिए बोलता है कि ट्रांसफ़ॉर्मर वही बोलता है।

## 69.4 अभ्यास

**अभ्यास 69.1 ★.**

प्रेरण के तीनों मेज़ वाले नियम बताओ। *ठहरा हुआ* तगड़ा [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) क्या प्रेरित करता है?

**हल — अभ्यास 69.1.**

प्रेरण सिर्फ़ बदलाव करता है; ज़्यादा तेज़ हरकत, ज़्यादा तगड़ा [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) और ज़्यादा फेरे बड़ा [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) देते हैं; और उलटी हरकत धारा उलट देती है। ठहरा हुआ [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet), चाहे कितना ही तगड़ा हो, ठीक-ठीक कुछ भी प्रेरित नहीं करता।

**अभ्यास 69.2 ★.**

[प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator) का निर्गम प्रत्यावर्तन क्यों करता है? चिह्न के बदलावों को घूर्णन से जोड़ो।

**हल — अभ्यास 69.2.**

घूर्णक का हर आधा चक्कर एक ध्रुव को कुंडली की ओर लाता है (एक ओर प्रेरण), और फिर उसे दूर ले जाता है (दूसरी ओर): इसलिए [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) को हर आधे घूर्णन पर अपना चिह्न बदलना ही पड़ता है — प्रत्यावर्तन उस घुमाव में ही बना हुआ है।

**अभ्यास 69.3 ★.**

कोई [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator) किस घूर्णन-चाल पर $50\,\mathrm{Hz}$ वाले जाल को खिलाता है? और इसलिए जाल के हर बिजलीघर को किस बात पर सहमत होना ही पड़ता है?

**हल — अभ्यास 69.3.**

हर सेकंड पचास चक्कर (सादी दो-ध्रुव वाली मशीन के लिए)। और हर बिजलीघर को ठीक वही घूर्णन-लय थामे रखनी पड़ती है — पूरा जाल एक क़दम पर घूमता है और एक ही [आवृत्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) बाँटता है।

**अभ्यास 69.4 ★.**

हर बिजलीघर के दोनों सार्वत्रिक डिब्बों के नाम बताओ, और वह अकेला डिब्बा भी जो कोयले, परमाणु, बाँध और [हवा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) के बीच बदलता है।

**हल — अभ्यास 69.4.**

टरबाइन और [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator)। बदलता सिर्फ़ पंखुड़ियों को धकेलने वाला है: लपट की भाप, परमाणु की भाप, गिरती झील, या [हवा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air)।

**अभ्यास 69.5 ★.**

पहाड़ी झील से तुम्हारे लैंप तक जलविद्युत की शृंखला लिखो — और उस आकाशीय मशीन का नाम भी बताओ जिसने वह झील भरी।

**हल — अभ्यास 69.5.**

झील की जमा ऊँचाई $\to$ गिरते पानी की गति $\to$ टरबाइन का घूर्णन $\to$ [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator) की बिजली $\to$ ट्रांसफ़ॉर्मर और जाल $\to$ लैंप। और वह झील सूर्य ने भरी: वाष्पीकरण ने समुद्र उठाया, और बारिश ने उसे पहाड़ों तक पहुँचा दिया।

**अभ्यास 69.6 ★.**

डाइनेमो का लैंप चालू होते ही पैडल मारना उसी पल भारी क्यों हो जाता है? कौन-सा सिद्धांत इसे और किसी तरह होने से मना कर देता है?

**हल — अभ्यास 69.6.**

लैंप की [ऊर्जा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) कहीं से तो आनी ही है, और साइकिल पर अकेला भंडार सवार ही है: डाइनेमो टाँगों की मेहनत को [प्रकाश](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/3-light-and-shadows#def-g1-light-and-shadows-source) में बदल देता है, इसलिए लैंप के [जूल](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/66-kinetic-energy-and-road-safety#def-g9-kinetic-energy-safety-joule) फ़ालतू खिंचाव बनकर सामने आते हैं। [ऊर्जा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) बदली जाती है, जादू से पैदा कभी नहीं की जाती — पाठ्यक्रम का सबसे पुराना नियम।

**अभ्यास 69.7 ★.**

[नवीकरणीय](#ex-g9-alternator-chains) और ग़ैर-नवीकरणीय में छाँटो: [हवा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air); कोयला; बाँध की झील; यूरेनियम; धूप। यह छँटाई किस बात से तय होती है?

**हल — अभ्यास 69.7.**

[नवीकरणीय](#ex-g9-alternator-chains): [हवा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air), झील (बारिश उसे दोबारा भर देती है), धूप। नहीं: कोयला, यूरेनियम — जो इंसानी पैमानों पर हमेशा के लिए ख़र्च हो जाते हैं। छँटाई यही पूछती है: जितना हम निकालते हैं, क्या क़ुदरत उतना भर देती है?

**अभ्यास 69.8 ★.**

जाल अपनी [शक्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) लाखों [वोल्ट](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) पर क्यों ढोता है? वह सूत्र बताओ जो यह चुनाव देता है, और वह प्रभाव भी जो फ़ैसला करता है।

**हल — अभ्यास 69.8.**

$P = U I$ एक ही [शक्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) को ऊँचे [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) पर छोटी धारा बनकर सफ़र करने देता है; और [ऊष्मीय प्रभाव](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/54-electric-current-and-its-effects#prop-g8-electric-current-effects-three) तारों का नुक़सान धारा के साथ बढ़ा देता है। छोटी धारा, ठंडे तार, बची हुई [ऊर्जा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) — इसलिए जाल ऊँचे पर ढोता है और देहरी पर उतार देता है।

**अभ्यास 69.9 ★★.**

प्रदर्शन वाला [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator) धीरे-धीरे हाथ से घुमाने पर अपना लैंप मद्धम और साफ़ टिमटिमाहट के साथ जलाता है; और तेज़ घुमाने पर चमकीला तथा टिका हुआ। दोनों बदलाव मेज़ वाले नियमों और [आवृत्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) वाले अध्याय से समझाओ।

**हल — अभ्यास 69.9.**

धीमा घुमाव: छोटा प्रेरित [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) (दूसरा नियम) — मद्धम लैंप — और हर सेकंड चंद चक्र: यानी आँख के मिलाने की दर से नीचे, साफ़ टिमटिमाहट। तेज़ घुमाव: बड़ा [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) — चमकीला — और ऐसी [आवृत्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) जिसे आँख चिकनाकर मिला देती है। दो घुंडियाँ, एक ही हत्था।

**अभ्यास 69.10 ★★.**

कोई संयंत्र $1 \times 10^{8}\,\mathrm{W}$ पहुँचाता है। $230\,\mathrm{V}$ पर और $400\,000\,\mathrm{V}$ पर ज़रूरी धाराओं की तुलना करो (वैज्ञानिक संकेतन में)। इनमें से कौन-सी धारा असली केबल ढो सकती थीं?

**हल — अभ्यास 69.10.**

$230\,\mathrm{V}$ पर: $I = 1 \times 10^{8} \div 230 \approx 4.3 \times 10^{5}\,\mathrm{A}$ — यानी चार लाख [ऐम्पियर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/55-current-intensity-and-the-ammeter#def-g8-intensity-ammeter-intensity): पृथ्वी पर ऐसी कोई केबल नहीं। और $400\,000\,\mathrm{V}$ पर: $I = 1 \times 10^{8} \div 4 \times 10^{5} = 250\,\mathrm{A}$ — यानी आम संचरण केबल। ट्रांसफ़ॉर्मर का मुक़दमा बंद।

**अभ्यास 69.11 ★★.**

तापीय और नाभिकीय संयंत्र, दिल से, विस्तृत केतलियाँ ही हैं। इस नारे का बचाव उनकी शृंखलाओं से करो — और वह अकेली कड़ी ढूँढ़ो जहाँ दोनों अलग होती हैं।

**हल — अभ्यास 69.11.**

दोनों शृंखलाएँ यूँ पढ़ी जाती हैं: भंडार $\to$ [ऊष्मा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/34-heat-and-insulation#def-g5-heat-and-insulation-heat) $\to$ उबलता पानी $\to$ भाप की गति $\to$ घूर्णन $\to$ बिजली — टरबाइनों को खिलाती विस्तृत केतलियाँ। और वे ठीक एक ही कड़ी पर अलग होती हैं: [ऊष्मा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/34-heat-and-insulation#def-g5-heat-and-insulation-heat) बनाता कौन है — जलते कोयले का रसायन, या टूटते यूरेनियम के नाभिक।

**अभ्यास 69.12 ★★★.**

वह भव्य सैर, उलटी चलाई हुई: आज रात तुम्हारा लैंप $230\,\mathrm{V}$ पर दमक रहा है। उसकी [ऊर्जा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) को हर डिब्बे से होते हुए उलटी दिशा में खींचो — ट्रांसफ़ॉर्मर, मीनारें, [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator), टरबाइन, और अपनी पसंद का एक प्राथमिक भंडार — और हर पड़ाव पर [ऊर्जा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) का रूप तथा रास्ते के रिसाव भी बताओ। फिर बचपन वाले सवाल का जवाब नौवीं [कक्षा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/43-the-sunearthmoon-system#def-g6-sun-earth-moon-axisorbit) के एक वाक्य में दो: तुम्हारे कमरे का [प्रकाश](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/3-light-and-shadows#def-g1-light-and-shadows-source) आख़िरकार आता कहाँ से है?

**हल — अभ्यास 69.12.**

उलटी दिशा में: दीवार की $230\,\mathrm{V}$ मोहल्ले के ट्रांसफ़ॉर्मर से आई ([विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) उतारा हुआ), वह मीनारों पर लाखों [वोल्ट](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) पर चली (ढोने का रूप: ऊँचे [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) वाली AC, जो थोड़ी गरमाहट रिसाती है), और वह किसी [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator) से आई (प्रेरण से घूर्णन को बिजली में बदलते हुए), जिसे किसी टरबाइन ने घुमाया (भाप या पानी की गति से), और जिसे किसी भंडार ने खिलाया — मान लो बाँध की उठाई हुई झील ने, जिसे सूर्य के वाष्पीकरण ने उठाया था। तो नौवीं [कक्षा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/43-the-sunearthmoon-system#def-g6-sun-earth-moon-axisorbit) वाला वाक्य: तुम्हारे कमरे का [प्रकाश](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/3-light-and-shadows#def-g1-light-and-shadows-source) धूप ही है — जमा की हुई, गिराई हुई, घुमाई हुई और ढोकर लाई हुई।

## 69.5 समस्या: बिजलीघर में रात की पाली

**समस्या 69.1.**

सप्ताहांत समस्या — जलविद्युत बिजलीघर में रात की पाली; प्रेरण, एक क़दम पर चलना और तूफ़ान; अभियंता की बही

तुम घाटी के बाँध पर रात के अभियंता के साथ-साथ चल रहे हो — ऊपर झील, नीचे क़स्बा, और बीच में गुनगुनाते [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator)।

**भाग I — मशीन-हॉल।**

1. अभियंता एक फाटक खोलती हैं: पानी तीसरी टरबाइन में से गरजता है, और उसके [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator) के उपकरण जाग उठते हैं। झील से बसबार तक की ऊर्जा-शृंखला लिखो।
2. [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator) के भीतर क्या हिलता है और क्या ठहरा रहता है — और कुछ हिलना ज़रूरी ही क्यों है?
3. जाल $50\,\mathrm{Hz}$ पर चलता है। अभियंता एक सुई-पट्टी पर नज़र रखती हैं जो तीसरी टरबाइन को ठीक मेल खाते घूर्णन पर बनाए रखती है। ग़लत [चाल](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/52-motion-graphs-and-average-speed#def-g7-motion-average-speed-formula) पर क्या बिगड़ जाता है? (उसके [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) की [आवृत्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) क्या करती?)
4. एक प्रशिक्षु पूछता है कि क्या घूर्णक में ज़्यादा तगड़ा [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) “मुफ़्त” फ़ालतू [शक्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) दे देगा। डाइनेमो की ईमानदार क़ीमत से उस सपने को सुधारो।

**भाग II — क़स्बे की माँग।**

5. 03:00 पर क़स्बा $2 \times 10^{7}\,\mathrm{W}$ खींच रहा है। ढोने वाली लाइन के $200\,000\,\mathrm{V}$ पर बिजलीघर से कितनी धारा निकलती है?
6. वही [शक्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) $230\,\mathrm{V}$ पर कितनी धारा माँगती — और यह तुलना ट्रांसफ़ॉर्मर के काम के बारे में क्या कहती है?
7. 07:00 पर केतलियाँ और हीटर जागते हैं: माँग दोगुनी हो जाती है। अभियंता को टरबाइनों को किस चीज़ का ज़्यादा खिलाना पड़ेगा, और कम खिलाने पर जाल की [आवृत्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) का क्या होता? (बोझ पड़ने पर मशीनें धीमी पड़ती हैं, ठीक चढ़ाई पर चढ़ते साइकिल सवार की तरह।)
8. बिजलीघर की बहन इकाई — पहाड़ी पर लगा पवन-खेत — [हवा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) थमते ही बाहर हो जाती है। उसकी शृंखला का कौन-सा डिब्बा नाकाम हुआ, और कौन-से डिब्बे पूरी तरह भले-चंगे खड़े रहे?

**भाग III — तूफ़ान।**

9. बिजली गिरने से एक ढोने वाली लाइन कट जाती है; विच्छेदक चल पड़ते हैं। अभियंता [शक्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) को पड़ोसी लाइनों से घुमा देती हैं। जाल का कौन-सा गुण — एक विशाल समांतर जाल होना — यह घुमाव मुमकिन बनाता है?
10. इस भागदौड़ में किसी गोदाम की बत्तियाँ एक मिनट के लिए भूरी-सी मंद पड़ जाती हैं। इसका मतलब निकालो: क्या ढल गया, और गोदाम की मोटरें तथा लैंप थोड़ी देर के लिए किस चीज़ के भूखे रह गए?
11. भोर: बही में प्रशिक्षुओं को यह समझाना है कि पूरी रात की बिजली अपने उद्गम पर धूप ही थी। दो पंक्तियों वाली वह व्याख्या लिखो (झील, वाष्पीकरण, बारिश)।
12. बही की आख़िरी पंक्ति, रिवाज के मुताबिक़: रात की भौतिकी एक वाक्य में — और उसमें गति, चुंबकत्व तथा क़स्बे की सुबह वाली केतली, तीनों।

**हल — समस्या 69.1.**

**1.** झील की ऊँचाई $\to$ पानी की झपटती गति $\to$ टरबाइन का घूर्णन $\to$ [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator) का प्रेरित प्रत्यावर्ती [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) $\to$ बिजलीघर का बसबार। **2.** घूर्णक वाला [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) घूमता है; और कुंडलियाँ ठहरी रहती हैं। हरकत के बिना कुंडलियों में से गुज़रते चुंबकत्व में कोई बदलाव ही नहीं होगा — और बिना बदलाव के प्रेरण कुछ भी नहीं देता। **3.** [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) की [आवृत्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) घूर्णन की नक़ल करती है: ग़लत [चाल](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/52-motion-graphs-and-average-speed#def-g7-motion-average-speed-formula), ग़लत [आवृत्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) — और जाल की $50\,\mathrm{Hz}$ से क़दम-बेक़दम हुई मशीन जाल के बाक़ी हर [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator) की मदद करने के बजाय उनसे लड़ने लगती है। **4.** घूर्णक का ज़्यादा तगड़ा [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) सचमुच ज़्यादा प्रेरित करता है — और उसी पल टरबाइन को उस कड़े चुंबकीय खिंचाव के ख़िलाफ़ उसे घुमाते रहने के लिए ज़्यादा मेहनत करनी पड़ती है: ज़्यादा बिजली बाहर ज़्यादा पानी भीतर माँगती है, [जूल](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/66-kinetic-energy-and-road-safety#def-g9-kinetic-energy-safety-joule) दर [जूल](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/66-kinetic-energy-and-road-safety#def-g9-kinetic-energy-safety-joule)। दाम झील चुकाती है, [चुंबक](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) नहीं। **5.** $I = 2 \times 10^{7} \div 2 \times 10^{5} = 100\,\mathrm{A}$. **6.** $I = 2 \times 10^{7} \div 230 \approx 8.7 \times 10^{4}\,\mathrm{A}$ — यानी सत्तासी हज़ार [ऐम्पियर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/55-current-intensity-and-the-ammeter#def-g8-intensity-ammeter-intensity): नामुमकिन केबल। ट्रांसफ़ॉर्मर का काम ठीक यही अदला-बदली है — [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) ऊपर, धारा नीचे, और [शक्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) जस की तस। **7.** फाटकों से ज़्यादा पानी। कम खिलाने पर बोझ तले दबी मशीनें चढ़ाई पर चढ़ते साइकिल सवार की तरह धीमी पड़ जाती हैं — और जाल की [आवृत्ति](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) पचास से नीचे ढल जाती है: जाल की भूख उसकी हर घड़ी और हर मशीन महसूस करती है। **8.** सिर्फ़ पहला डिब्बा — यानी [हवा](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air), पंखुड़ियों का धक्का। टरबाइन, [प्रत्यावर्तित्र](#def-g9-alternator-alternator) और ट्रांसफ़ॉर्मर पूरी तरह भले-चंगे खड़े रहे, बस बेदम। **9.** जाल एक विशाल समांतर जाल है: हर बिजलीघर को हर क़स्बे से कई सड़कें जोड़ती हैं, इसलिए कटी हुई लाइन का हिस्सा बची हुई [शाखाओं](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/30-series-and-parallel-circuits#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) से बह सकता है — समांतर की स्वतंत्रता, राष्ट्रीय पैमाने पर। **10.** घुमाई गई, अतिभारित लाइनों ने एक मिनट के लिए पहुँचाया गया [विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) नामिक से नीचे ढलने दिया: गोदाम के लैंप मंद पड़ गए और उसकी मोटरें आलस से घूमीं — यानी भूखी, जैसा अपने [नामिक विभवांतर](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-nominal) से नीचे रखे हर उपकरण को होना ही है। **11.** “आज रात का हर [वाट](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) गिरती झील के पानी से आया; और समुद्र को सूर्य ने वाष्प बनाया तथा बारिश ने उसे हमारे पहाड़ों तक पहुँचाया। हम यहाँ धूप ही घुमाते हैं — जो आकाश के रास्ते एक झील में जमा हुई थी।” **12.** जैसे: “चुंबकों के पास से गुज़रती गति ने रात का हर [वोल्ट](https://one-course.com/books/physics/1/hi/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) बनाया — और सात बजे दस हज़ार केतलियों ने झील से ज़रा और तेज़ गिरने को कह दिया।”