12.4-Domestic Electric Circuits

12.4-Domestic Electric Circuits Important Formulae

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Domestic electric circuits are the network of electrical connections that supply power to homes. Understanding these circuits is essential for safety, efficient usage of electrical appliances, and troubleshooting electrical issues.

Components of Domestic Circuits

A typical domestic electric circuit consists of several key components:

  • Power Source: The main power source for domestic circuits is usually the electrical supply from the grid, which is typically at a voltage of 230 V in India.
  • Wiring: Copper wires are commonly used to connect various components. The wires must be insulated to prevent short circuits and ensure safety.
  • Switches: Switches are used to control the flow of electricity to appliances. They can be single-pole or double-pole, depending on the application.
  • Fuses: Fuses protect circuits from overload by breaking the circuit when the current exceeds a certain limit. They are essential for safety.
  • Electrical Appliances: Devices such as lights, fans, and heaters that use electricity to perform specific functions.
Types of Domestic Circuits

There are two primary types of circuits used in domestic settings:

  • Series Circuit: In a series circuit, all components are connected in a single loop. The same current flows through all components. If one component fails, the entire circuit is interrupted.
  • Parallel Circuit: In parallel circuits, components are connected across common voltage points. Each component has its own path for current flow, allowing them to operate independently. If one component fails, the others remain functional.
Wiring System in Domestic Circuits

The wiring system in domestic circuits is designed to ensure safety and efficiency:

  • Three-Wire System: This system includes three wires: live (red or brown), neutral (black or blue), and earth (green or yellow). The live wire carries current to the appliance, the neutral wire returns the current, and the earth wire provides safety against electric shocks.
  • Earthing: Earthing is crucial for safety. It prevents electric shock by providing a safe path for excess current to flow into the ground. All metal appliances should be earthed.
Importance of Fuses and Circuit Breakers

Fuses and circuit breakers are vital components of domestic circuits:

  • Fuses: They are designed to melt and break the circuit in case of excessive current, preventing damage to appliances and reducing fire risk.
  • Circuit Breakers: These devices automatically cut off the electrical supply when a fault is detected, offering a reusable alternative to fuses. They can be reset after the fault is cleared.
Common Safety Practices

To ensure safety while using domestic electric circuits, several practices should be followed:

  • Regular Inspection: Electrical installations should be regularly checked for wear and tear, ensuring all components function properly.
  • Avoid Overloading: Do not connect too many appliances to a single circuit, as it can lead to overheating and fire hazards.
  • Use of Quality Components: Always use high-quality wires, switches, and appliances to minimize risks.
  • Unplug Appliances: Unplug appliances when not in use, especially high-wattage devices, to prevent accidental fires.


Anselm Schüler, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

12.4-घरेलू विद्युत सर्किट

घरेलू विद्युत सर्किट वह प्रणाली है, जिसके द्वारा विद्युत ऊर्जा को घर के विभिन्न उपकरणों तक पहुँचाया जाता है। इसमें मुख्य रूप से विद्युत ऊर्जा के स्रोत (जैसे कि विद्युत आपूर्ति), कनेक्शन तार, स्विच, और विद्युत उपकरण शामिल होते हैं। इन सर्किटों का उद्देश्य विद्युत ऊर्जा को सुरक्षित और व्यवस्थित तरीके से विभिन्न उपकरणों में परिवर्तित करना है।

विद्युत सर्किट में निम्नलिखित घटक होते हैं:

  • वैक्यूम स्विच (Switch): यह विद्युत सर्किट को चालू और बंद करने का कार्य करता है।
  • सीरिज कनेक्शन (Series connection): इस कनेक्शन में सभी उपकरण एक के बाद एक जुड़े होते हैं। इसमें किसी एक उपकरण का खराब होना पूरे सर्किट को प्रभावित कर सकता है।
  • पैरेलल कनेक्शन (Parallel connection): इस कनेक्शन में सभी उपकरण एक साथ जुड़े होते हैं, जिससे एक उपकरण के खराब होने पर अन्य उपकरणों पर कोई असर नहीं पड़ता।

घरेलू सर्किट में बिजली का प्रवाह नियंत्रित करने के लिए मुख्य रूप से मापक यंत्र (Fuses) और मुक्तिव उपकरण (Circuit Breakers) का उपयोग किया जाता है। ये उपकरण सर्किट में अधिक करंट या शॉर्ट सर्किट की स्थिति में सुरक्षा प्रदान करते हैं।

विद्युत शक्ति का गणना

विद्युत सर्किट में ऊर्जा के प्रयोग को मापने के लिए शक्ति का उपयोग किया जाता है। शक्ति (Power) का सूत्र निम्नलिखित है:

$P = VI$

यहाँ, P = शक्ति (वाट में), V = वोल्टेज (वोल्ट में), I = विद्युत धारा (एम्पियर में)।

विद्युत शक्ति की इकाइयाँ

विद्युत शक्ति की मुख्य इकाई 'वाट' है। एक किलोवाट (kW) = 1000 वाट और एक किलोवाट-घंटा (kWh) = 1 यूनिट (बिजली की खपत) होता है।

घरेलू सर्किट में उपयोग की जाने वाली विधियाँ
  • वोल्टेज स्रोत: विद्युत ऊर्जा का स्रोत, जैसे कि विद्युत आपूर्ति, घरेलू सर्किट में विद्युत धारा को संचालित करता है।
  • करंट (Current): यह विद्युत धारा है, जो तारों के माध्यम से प्रवाहित होती है। यह आमतौर पर एंपियर (A) में मापी जाती है।
  • रिजिस्टेंस (Resistance): यह वह गुण है, जो विद्युत धारा के प्रवाह को रोकता है। इसका माप ओम (Ω) में होता है। ओम का नियम कहता है:

$V = IR$

यहाँ, V = वोल्टेज (वोल्ट में), I = धारा (एम्पियर में), R = प्रतिरोध (ओम में)।

सुरक्षा उपाय
  • घरेलू सर्किट में सुरक्षा के लिए सामान्यत: फ्यूज का उपयोग किया जाता है। यह अधिक करंट के कारण तारों के जलने से बचाता है।
  • सर्किट ब्रेकर भी एक सुरक्षा यंत्र है जो अधिक करंट के कारण सर्किट को अपने आप बंद कर देता है।
  • घर में सभी सर्किटों को पैरेलल कनेक्शन के रूप में जोड़ा जाता है, ताकि एक उपकरण के खराब होने पर अन्य उपकरण प्रभावित न हों।

यह सभी घटक मिलकर घरेलू सर्किट की कार्यप्रणाली को सुचारू रूप से संचालित करते हैं। इस प्रकार, घरों में बिजली के उपयोग को सुरक्षित और प्रभावी तरीके से नियंत्रित किया जा सकता है।

Name two safety measures commonly used in electric circuits and appliances.

Solution:

Safety Measures in Electric Circuits and Appliances

Two common safety measures used in electric circuits and appliances are fuses and circuit breakers. A fuse is a safety device that melts and breaks the circuit when excessive current flows, preventing damage or fire. A circuit breaker is an automatic switch that disconnects the circuit when it detects a fault, such as a short circuit or overload, thus protecting the circuit from damage. Both devices are essential for ensuring safety in electrical systems by preventing overheating and electrical fires.

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An electric oven of 2 kW power rating is operated in a domestic electric circuit (220 V) that has a current rating of 5 A. What result do you expect? Explain.

Solution:

Expected Result of Operating a 2 kW Electric Oven in a 5 A Circuit

An electric oven with a power rating of 2 kW (2000 W) requires a current of approximately 9.09 A when operating at 220 V, calculated using the formula P = VI (Power = Voltage x Current). However, the domestic circuit has a current rating of only 5 A. This means that the circuit cannot safely handle the required current for the oven. As a result, the circuit may overload, potentially tripping the circuit breaker or blowing a fuse to prevent overheating and electrical hazards.

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What precaution should be taken to avoid the overloading of domestic electric circuits?

Solution:

Precautions to Avoid Overloading Domestic Electric Circuits

To prevent overloading domestic electric circuits, several precautions should be taken. First, avoid connecting too many appliances to a single circuit, especially high-wattage devices. Second, use appliances with appropriate power ratings that match the circuit's capacity. Third, ensure that circuit breakers or fuses are correctly rated and functioning to disconnect power during overloads. Fourth, regularly check the wiring for any signs of wear or damage, and replace old or faulty wiring. Lastly, use extension cords sparingly and never exceed their load capacity to maintain safety in the electrical system.

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