नीचे दो कथन दिए गए हैं, जिनमें से एक को अभिकथन (A) तथा दूसरे को कारण (R) कहा गया है । अभिकथन (A) : सामान्यत: सीसा तथा टिन की मिश्र धातु का प्रयोग फ्यूज तार के पदार्थ के रूप में किया जाता है । कारण (R) : सीसा व टिन की मिश्र धातु का गलनांक ताँबे व एल्यूमिनियम के गलनांक से अधिक होता है । नीचे दिए गए कूट से सही उत्तर चुनिए : कूट :
- (a)(A) और (R) दोनों सही हैं, किन्तु (R), (A) की सही व्याख्या नहीं करता है
- (b)(A) सही है, किन्तु (R) गलत है
- (c)(A) गलत है, किन्तु (R) सही है
- (d)(A) और (R) दोनों सही हैं और (R), (A) की सही व्याख्या करता है
सही उत्तर — (b), (A) सही है, किन्तु (R) गलत है। अभिकथन मानक पाठ्यपुस्तक कथन है और यह सही है: सामान्य पुनः-तार वाले फ्यूज़ में तार सीसा और टिन की मिश्र धातु का होता है। कारण भौतिकी को उल्टा बयान करता है। सीसा-टिन मिश्र धातु बहुत कम तापमान पर पिघलती है, ऊँचे तापमान पर नहीं — टिन लगभग 232 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है, सीसा लगभग 328 डिग्री सेल्सियस पर, और इनकी सामान्य मिश्र धातुएँ लगभग 180 से 250 डिग्री के बीच कहीं। तांबा लगभग 1,085 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है और एल्यूमिनियम लगभग 660 डिग्री पर। अतः फ्यूज़ मिश्र धातु तांबे और एल्यूमिनियम से बहुत नीचे पिघलती है, उनसे ऊपर नहीं। यही निम्न गलनांक ही वह पूरा कारण है जिसके लिए यह मिश्र धातु चुनी जाती है: फ्यूज़ का उद्देश्य ही परिपथ की जान-बूझकर बनाई गई कमज़ोर कड़ी होना है, वह अकेला भाग जो धारा के निर्धारित मान से अधिक बढ़ने पर सबसे पहले टूट जाता है, ताकि तांबे या एल्यूमिनियम की घरेलू तारें कभी इतनी गर्म न हों कि क्षतिग्रस्त हो जाएँ। चूँकि (A) खड़ा रहता है और (R) गिर जाता है, कूट (b) है।
- (a)(A) और (R) दोनों सही हैं, किन्तु (R), (A) की सही व्याख्या नहीं करता है — इसके लिए (R) का सही होना आवश्यक है, और यह सही नहीं है। यह दावा कि सीसा-टिन मिश्र धातु तांबे और एल्यूमिनियम से अधिक तापमान पर पिघलती है, तांबे के मामले में लगभग 800 डिग्री सेल्सियस से तथ्यात्मक रूप से गलत है। कोई कथन तब गैर-व्याख्यात्मक सत्य नहीं हो सकता जब वह सिरे से सत्य ही न हो।
- (c)(A) गलत है, किन्तु (R) सही है — यह स्थिति को ठीक उलट देता है। अभिकथन ही सही आधा है — सीसा-टिन मिश्र धातु वास्तव में सामान्य फ्यूज़-तार सामग्री है — और कारण गलत आधा है। जो कोई यह विकल्प चिह्नित करता है उसने दोनों कथनों को उलटे क्रम में पढ़ा है।
- (d)(A) और (R) दोनों सही हैं और (R), (A) की सही व्याख्या करता है — सबसे लुभावना विकल्प, क्योंकि एक ही शब्द अंतर पैदा करता है। यदि (R) 'तांबे और एल्यूमिनियम से निम्न गलनांक' पढ़ता, तो यह दोनों सही और (A) की सही व्याख्या होता, और (d) उत्तर होता। जैसा छपा है, (R) कहता है 'उच्च', जो उस गुण को उलट देता है जो मिश्र धातु को उपयोगी बनाता है, अतः (d) व्याख्या के प्रश्न से पहले ही (R) की सत्यता पर विफल हो जाता है।
फ्यूज़ एक सुरक्षा युक्ति है जिसे जान-बूझकर परिपथ का सबसे कमज़ोर बिंदु बनाया जाता है। यह जीवित तार में श्रेणीक्रम में जुड़ा एक छोटा, पतला तार का टुकड़ा है, जो ऐसी धातु या मिश्र धातु से बना होता है जो निम्न तापमान पर पिघलती है। जब धारा प्रवाहित होती है, तो जूल के नियम, H = I वर्ग × R × t, के अनुसार ऊष्मा उत्पन्न होती है, अतः ऊष्मन धारा के वर्ग के साथ बढ़ता है। यदि कोई शॉर्ट सर्किट या अधिभार धारा को फ्यूज़ के निर्धारित मान से आगे धकेल देता है, तो पतला निम्न-गलनांक अवयव संस्थापन के मोटे तांबे या एल्यूमिनियम चालकों से बहुत पहले अपने गलनांक तक पहुँच जाता है; फ्यूज़ पिघल जाता है, परिपथ टूट जाता है, और तार व उपकरण बच जाते हैं। सीसा-टिन मिश्र धातु इस कार्य के लिए उपयुक्त है क्योंकि यह निम्न गलनांक को इतने पतले तार में पर्याप्त प्रतिरोधकता के साथ जोड़ती है कि वह तेज़ी से गर्म हो सके।
भौतिकी के अभिकथन-कारण प्रश्न सामान्यतः कारण पर निर्णीत होते हैं, और परीक्षक की पसंदीदा युक्ति है किसी वास्तविक गुण को उसकी दिशा उलट कर बताना। (R) को संख्याओं के दावे के रूप में पढ़ें और उन्हें उन मानों से जाँचें जो आपको पहले से याद होने चाहिए: तांबा लगभग 1,085 डिग्री सेल्सियस, एल्यूमिनियम लगभग 660, टिन लगभग 232, सीसा लगभग 328। एक बार जब आप देख लेते हैं कि यह मिश्र धातु नामित दोनों धातुओं से सैकड़ों डिग्री नीचे पिघलती है, (R) ढह जाता है और केवल विकल्प (b) बचता है। यह भी ध्यान दें कि यह पुस्तिका अभिकथन-कारण कूट को एक अमानक क्रम में छापती है — (a) है 'दोनों सही, R व्याख्या नहीं करता' और (d) है 'दोनों सही, R व्याख्या करता है' — परन्तु यहाँ यह क्रम परिणाम नहीं बदलता, क्योंकि उत्तर इस पर टिका है कि (R) गलत है।
- फ्यूज़ तार सामान्यतः सीसा और टिन की मिश्र धातु होता है; शुद्ध टिन लगभग 232 डिग्री सेल्सियस पर और शुद्ध सीसा लगभग 328 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है, और इनकी सामान्य मिश्र धातुएँ लगभग 180 से 250 डिग्री के परास में पिघलती हैं
- तांबा लगभग 1,085 डिग्री सेल्सियस पर और एल्यूमिनियम लगभग 660 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है, अतः दोनों किसी भी सीसा-टिन मिश्र धातु से बहुत ऊपर पिघलते हैं — ठीक वही जो कारण (R) दावा करता है उसका उल्टा
- फ्यूज़ हमेशा जीवित तार में श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है, ताकि उसका पिघलना परिपथ को तोड़ दे; इसे समानांतर क्रम में जोड़ना उद्देश्य को विफल कर देता
- किसी चालक में उत्पन्न ऊष्मा जूल के नियम, H = I वर्ग R t, का पालन करती है, अतः धारा दोगुनी होने पर ऊष्मन की दर चौगुनी हो जाती है और कोई अधिभार पतले फ्यूज़ अवयव को बहुत तेज़ी से पिघला देता है
- आधुनिक घरेलू संस्थापन पुनः-तार वाले फ्यूज़ को तेज़ी से लघु परिपथ वियोजक (MCB) से बदल रहे हैं, जो अधिभार पर यांत्रिक रूप से ट्रिप होता है और इसे बदलने के बजाय पुनः-सेट किया जा सकता है
कारण (R) दावा करता है कि सीसा-टिन मिश्र धातु तांबे और एल्यूमिनियम से अधिक तापमान पर पिघलती है। यह सैकड़ों डिग्री कम पर पिघलती है — जो ठीक वही कारण है कि इसे फ्यूज़ तार के रूप में प्रयोग किया जाता है — अतः (R) गलत है और उत्तर (b) है।
- कारण में उलटे हुए एक ही शब्द को नज़रअंदाज़ करके पढ़ जाना; 'निम्न गलनांक' के बजाय 'उच्च गलनांक' एक सही व्याख्या को एक झूठे कथन में बदल देता है
- यह मान लेना कि फ्यूज़ बहुत उच्च प्रतिरोध रखने से काम करता है; इसे निम्न गलनांक चाहिए और किसी पतले अवयव में केवल पर्याप्त प्रतिरोध
- यह सोचना कि फ्यूज़ को समानांतर क्रम में या उदासीन तार में रखा जा सकता है; यह जीवित तार में श्रेणीक्रम में ही आता है
UPPSC इसे एक अभिकथन-कारण युग्म या फ्यूज़ सामग्री के बारे में एक-पंक्ति गुण-प्रश्न के रूप में बताता है, हमेशा निम्न गलनांक पर टिकते हुए; UPSC ने वही विचार सीधे पूछा है — फ्यूज़ के बारे में कौन-सा कथन सही है, और सोल्डर किससे बनता है — अतः टिन-सीसा जोड़ी को उसकी अनुमानित गलनांक-परास सहित याद रखना उपयोगी है।
मुख्य विद्युत आपूर्ति में सुरक्षा युक्ति के रूप में फ्यूज़ का प्रयोग किया जाता है। फ्यूज़ के बारे में निम्नलिखित में से कौन-सा कथन सही है?
- (a) यह मुख्य स्विच के समानांतर जुड़ा होता है
- (b) यह मुख्यतः चाँदी की मिश्र धातुओं से बना होता है
- (c) इसका गलनांक निम्न होना चाहिए
- (d) इसका प्रतिरोध बहुत उच्च होना चाहिए
उत्तर(c) इसका गलनांक निम्न होना चाहिए
वही तथ्य किसी अभिकथन-कारण युग्म के बजाय सीधे पूछा गया, और यह इस प्रश्न को निपटाता है: फ्यूज़ की परिभाषित आवश्यकता है निम्न गलनांक। UPPSC 2025 केवल इस आवश्यकता को कारण (R) के भीतर उलट देता है यह देखने के लिए कि क्या उम्मीदवार पहचानता है।
इलेक्ट्रॉनिक्स में सोल्डरिंग कार्य में सामान्यतः किन सामग्रियों को सोल्डर के रूप में प्रयोग किया जाता है?
- (a) लोहा और टिन
- (b) सीसा और टिन
- (c) एल्यूमिनियम और सीसा
- (d) एल्यूमिनियम और लोहा
उत्तर(b) सीसा और टिन
अभिकथन (A) का दूसरा आधा। सीसा और टिन ठीक उसी कारण से सोल्डर के लिए प्रयुक्त मानक निम्न-गलनांक जोड़ी हैं जिस कारण वे फ्यूज़ तार के लिए प्रयुक्त होते हैं — यह मिश्र धातु उस तांबे से सैकड़ों डिग्री सेल्सियस नीचे तरल हो जाती है जिसे यह जोड़ या सुरक्षित कर रही होती है।
सूची-I को सूची-II से सुमेलित कीजिए और सूचियों के नीचे दिए गए कूट से सही उत्तर चुनिए: सूची-I (धातु) A. सोडियम B. पारा (मरकरी) C. चाँदी D. सीसा सूची-II (गुण) 1. विद्युत का सुचालक 2. कक्ष तापमान पर द्रव 3. ऊष्मा का कुचालक 4. चाकू से आसानी से काटा जा सकता है
- (a) A-2, B-3, C-1, D-4
- (b) A-1, B-4, C-3, D-2
- (c) A-4, B-2, C-1, D-3
- (d) A-4, B-1, C-2, D-3
उत्तर(c) A-4, B-2, C-1, D-3
सोडियम, पारा, चाँदी और सीसा पर लागू वही तर्क-अभ्यास — किसी धातु को उस भौतिक गुण से सुमेलित करना जो निर्धारित करता है कि उसका उपयोग कैसे होता है। जो उम्मीदवार वहाँ सीसे को उसके गुणों से रख सकता है, वह यहाँ यह दावा स्वीकार नहीं करेगा कि सीसा-टिन मिश्र धातु तांबे से अधिक तापमान पर पिघलती है।
- अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
किसी घरेलू विद्युत परिपथ में, फ्यूज़ को कैसे जोड़ा जाना चाहिए
- (a)उपकरण के समानांतर में
- (b)जीवित तार में श्रेणीक्रम में
- (c)केवल उदासीन तार में श्रेणीक्रम में
- (d)उदासीन और भू तार के बीच
उत्तर(b) जीवित तार में श्रेणीक्रम में — फ्यूज़ का पिघलना तब परिपथ को तोड़ देता है और उपकरण को जीवित आपूर्ति से अलग कर देता है।
- अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
जूल के नियम के अनुसार, प्रतिरोध R वाले किसी चालक में I धारा द्वारा t समय में उत्पन्न ऊष्मा किसके समानुपाती होती है?
- (a)I R t
- (b)I² R t
- (c)I R² t
- (d)I² R² t
उत्तर(b) I² R t — क्योंकि ऊष्मन धारा के वर्ग के साथ बढ़ता है, थोड़ा-सा भी अधिभार किसी पतले फ्यूज़ अवयव को तेज़ी से पिघला देता है।