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Class 10th Science Chapter 11 – Electricity | Commercial Unit of Electrical Energy
Electricity | Commercial Unit of Electrical Energy
⚡ Electricity | Commercial Unit of Electrical Energy
विद्युत | विद्युत ऊर्जा की वाणिज्यिक इकाई
Class 10 Science | CBSE + Foundation + Competitive
⚡ Commercial Unit of Electrical Energy | विद्युत ऊर्जा की वाणिज्यिक इकाई
1. Introduction | परिचय
घरों, स्कूलों, कार्यालयों, दुकानों और उद्योगों में विद्युत ऊर्जा का उपयोग बहुत अधिक मात्रा में होता है।
इसलिए विद्युत ऊर्जा को केवल Joule में व्यक्त करना व्यावहारिक नहीं है।
बड़ी मात्रा में विद्युत ऊर्जा को मापने के लिए kilowatt-hour (kWh) नामक इकाई का प्रयोग किया जाता है।
In practical life, electrical energy consumed by homes, schools, offices and industries is measured in
kilowatt-hour (kWh).
2. What is Electrical Energy? | विद्युत ऊर्जा क्या है?
विद्युत ऊर्जा वह ऊर्जा है जो विद्युत धारा द्वारा किसी विद्युत उपकरण में कार्य करने के लिए खर्च की जाती है।
Electrical energy is the energy consumed by an electrical appliance while performing useful work.
E = Pt
E = Electrical Energy P = Electrical Power t = Time
3. SI Unit of Electrical Energy | विद्युत ऊर्जा की SI इकाई
विद्युत ऊर्जा की SI unit Joule (J) है।
यदि कोई उपकरण 1 watt की power से 1 second तक चलता है, तो वह 1 joule energy consume करता है।
1 Watt = 1 Joule/second
1 J = 1 W × 1 s
4. Commercial Unit of Electrical Energy | विद्युत ऊर्जा की वाणिज्यिक इकाई
घरेलू और औद्योगिक विद्युत खपत को Joule में लिखना बहुत बड़ा और असुविधाजनक हो सकता है।
इसलिए विद्युत ऊर्जा की practical/commercial unit के रूप में
kilowatt-hour (kWh) का प्रयोग किया जाता है।
1 kilowatt-hour (1 kWh) वह विद्युत ऊर्जा है जो 1 kilowatt के appliance द्वारा 1 hour में consume की जाती है।
1 kWh = 1 kW × 1 h
5. Conversion of kWh into Joule | kWh को Joule में बदलना
हम जानते हैं:
1 kW = 1000 W
1 hour = 3600 seconds
इसलिए:
1 kWh = 1000 W × 3600 s
1 kWh = 3,600,000 J
1 kWh = 3.6 × 106 J
Exam Point:
1 kWh = 3.6 × 106 J = 1 unit of electrical energy.
6. What is 1 Unit of Electricity? | 1 यूनिट बिजली क्या है?
Electricity bills में विद्युत ऊर्जा की खपत को सामान्यतः unit में लिखा जाता है।
1 Unit = 1 kWh
अर्थात यदि कोई 1 kW का appliance 1 घंटे तक चलता है, तो वह 1 unit electrical energy consume करता है।
7. Examples of Commercial Unit | वाणिज्यिक इकाई के उदाहरण
1 Unit
1 kW × 1 hour
2 Units
2 kW × 1 hour
3 Units
1 kW × 3 hours
5 Units
500 W × 10 hours
8. Formula for Electrical Energy Consumption
Energy (kWh) = Power (kW) × Time (h)
Units consumed = Power in kW × Operating time in hours
9. Conversion of Watt into Kilowatt
1 kW = 1000 W
Power (kW) = Power (W) ÷ 1000
Example:
2000 W = 2000 ÷ 1000 = 2 kW
10. Solved Numerical – 1 | हल किया गया उदाहरण – 1
Question:
A 1000 W heater is used for 2 hours. Find the electrical energy consumed in kWh and in joules.
Solution:
Power = 1000 W = 1 kW
Time = 2 h
E = Pt
E = 1 × 2 = 2 kWh
Therefore,
E = 2 × 3.6 × 106
E = 7.2 × 106 J
Answer: 2 kWh = 7.2 × 106 J
11. Solved Numerical – 2 | हल किया गया उदाहरण – 2
Question:
A 500 W fan operates for 10 hours. Calculate the energy consumed.
Power = 500 W = 0.5 kW
Time = 10 h
E = Pt
E = 0.5 × 10 = 5 kWh
Answer = 5 units
12. Solved Numerical – 3 | हल किया गया उदाहरण – 3
Question:
An appliance of power 200 W is used for 5 hours daily. Calculate energy consumed in 30 days.
Power = 200 W = 0.2 kW
Daily time = 5 h
Daily Energy = 0.2 × 5 = 1 kWh
For 30 days:
Total Energy = 1 × 30 = 30 kWh
Answer = 30 units
13. Electricity Bill and Energy Consumption | बिजली बिल और ऊर्जा खपत
Electricity bill में consumed electrical energy को units अर्थात kWh के आधार पर calculate किया जाता है।
Cost = Energy Consumed × Rate per Unit
उदाहरण के लिए, यदि किसी household ने 150 units consume किए और applicable energy rate ₹6 per unit है:
Cost = 150 × ₹6 = ₹900
Note:
वास्तविक electricity bill में fixed charges, taxes, duties, fuel adjustment या अन्य applicable charges भी हो सकते हैं।
इसलिए केवल energy charge को पूरे bill के बराबर नहीं मानना चाहिए।
14. Electricity Bill Example | बिजली बिल का उदाहरण
Appliance
Power
Time/day
Days
Energy
Fan
80 W
10 h
30
24 kWh
LED Bulb
10 W
6 h
30
1.8 kWh
TV
100 W
5 h
30
15 kWh
Heater
1000 W
2 h
30
60 kWh
Total Energy Consumption = 24 + 1.8 + 15 + 60 = 100.8 kWh
15. Animated Diagram – From Appliance to Electricity Bill
16. Joule vs kWh | Joule और kWh में अंतर
Point
Joule
Kilowatt-hour
Type
SI unit
Commercial/practical unit
Symbol
J
kWh
Use
Scientific calculations
Electricity consumption/billing
Conversion
1 J
1 kWh = 3.6 × 106 J
17. Important Formulae | महत्वपूर्ण सूत्र
P = E/t
E = Pt
E = VIt
E = I²Rt
E = V²t/R
Energy (kWh) = Power (kW) × Time (h)
1 kWh = 3.6 × 106 J
1 Unit = 1 kWh
18. Common Mistakes | सामान्य गलतियाँ
❌ 1 kWh = 1000 J — गलत
✅ 1 kWh = 3.6 × 106 J
❌ 1 unit = 1 kW — गलत
✅ 1 unit = 1 kWh
❌ 500 W = 500 kW — गलत
✅ 500 W = 0.5 kW
❌ Power × time in seconds gives kWh directly — गलत
✅ kWh के लिए power को kW और time को hours में रखें।
19. CBSE Golden Points | परीक्षा के लिए महत्वपूर्ण बिंदु
1 Electrical energy की SI unit Joule है।
2 Commercial unit = kilowatt-hour.
3 1 unit = 1 kWh.
4 1 kWh = 3.6 × 106 J.
5 Energy = Power × Time.
6 Power को kW में और time को hour में रखने पर energy kWh में मिलती है।
7 Electricity bills में energy consumption units में दी जाती है।
8 Actual bill में energy charge के अतिरिक्त अन्य applicable charges हो सकते हैं।
20. Memory Trick | याद रखने की आसान ट्रिक
KWH याद रखें:
K → Kilowatt W → Watt H → Hour
1 kWh = 1 Unit
“kW × hour = Unit”
21. 30 MCQs | बहुविकल्पीय प्रश्न
1. विद्युत ऊर्जा की SI unit क्या है?
A. Joule
B. Watt
C. Volt
D. Ampere
Answer: A — Joule
2. विद्युत ऊर्जा की commercial unit क्या है?
A. Joule
B. Kilowatt-hour
C. Watt
D. Volt
Answer: B — Kilowatt-hour
3. 1 kWh बराबर है:
A. 3600 J
B. 1000 J
C. 3.6 × 106 J
D. 3.6 × 103 J
Answer: C — 3.6 × 106 J
4. 1 unit electrical energy का अर्थ है:
A. 1 W
B. 1 J
C. 1 kW
D. 1 kWh
Answer: D — 1 kWh
5. Energy का सही formula कौन-सा है?
A. E = Pt
B. E = P/t
C. E = t/P
D. E = P + t
Answer: A — E = Pt
6. 2 kW appliance 3 hours चलता है। Energy होगी:
A. 2 kWh
B. 6 kWh
C. 5 kWh
D. 3 kWh
Answer: B — 6 kWh
7. 500 W बराबर है:
A. 5 kW
B. 50 kW
C. 0.5 kW
D. 0.05 kW
Answer: C — 0.5 kW
8. Electricity bill में energy सामान्यतः किसमें मापी जाती है?
A. Volt
B. Ampere
C. Watt
D. kWh
Answer: D — kWh
9. 1000 W heater 1 hour चले तो consumption होगा:
A. 1 kWh
B. 1000 kWh
C. 1000 J
D. 0.1 kWh
Answer: A — 1 kWh
10. 2 kWh में कितने joules होते हैं?
A. 3.6 × 106
B. 7.2 × 106
C. 7.2 × 103
D. 2 × 106
Answer: B — 7.2 × 106 J
11. 200 W appliance 5 hours चलता है। Energy होगी:
A. 2 kWh
B. 5 kWh
C. 1 kWh
D. 10 kWh
Answer: C — 1 kWh
12. 1 hour में कितने seconds होते हैं?
A. 60
B. 600
C. 1800
D. 3600
Answer: D — 3600
13. 3 kW appliance 2 hours चले तो कितनी units consume होंगी?
A. 6
B. 5
C. 3
D. 2
Answer: A — 6 units
14. 250 W को kW में बदलने पर:
A. 2.5 kW
B. 0.25 kW
C. 25 kW
D. 0.025 kW
Answer: B — 0.25 kW
15. Energy किस पर निर्भर करती है?
A. केवल power
B. केवल time
C. Power और time दोनों
D. केवल voltage
Answer: C — Power और time दोनों
16. 5 units का अर्थ है:
A. 5 J
B. 5 W
C. 5 kW
D. 5 kWh
Answer: D — 5 kWh
17. 1 kW = ?
A. 1000 W
B. 100 W
C. 10 W
D. 1 W
Answer: A — 1000 W
18. 4 kW appliance 30 minutes चलता है। Energy होगी:
A. 4 kWh
B. 2 kWh
C. 8 kWh
D. 1 kWh
Answer: B — 2 kWh
19. Commercial unit का उपयोग मुख्यतः क्यों किया जाता है?
A. Voltage बढ़ाने के लिए
B. Current घटाने के लिए
C. बड़ी energy consumption को conveniently measure करने के लिए
D. Resistance मापने के लिए
Answer: C
20. 1 kWh में कितने joules होते हैं?
A. 3.6 × 103
B. 36 × 106
C. 360 × 106
D. 3.6 × 106
Answer: D
21. 600 W appliance 5 hours/day और 10 days चले। Energy:
A. 30 kWh
B. 3 kWh
C. 6 kWh
D. 60 kWh
Answer: A — 30 kWh
22. 100 W bulb 10 hours चले तो energy:
A. 10 kWh
B. 1 kWh
C. 0.1 kWh
D. 100 kWh
Answer: B — 1 kWh
23. यदि power constant है, तो operating time दोगुना करने पर energy:
A. आधी
B. समान
C. दोगुनी
D. चार गुनी
Answer: C — दोगुनी
24. Electricity bill में “unit” किसका practical measure है?
A. Current
B. Voltage
C. Resistance
D. Energy
Answer: D — Energy
25. 1.5 kW heater 4 hours चले तो consumption:
A. 6 kWh
B. 4 kWh
C. 1.5 kWh
D. 5.5 kWh
Answer: A — 6 kWh
26. 10 kWh को joule में बदलने पर:
A. 3.6 × 106 J
B. 36 × 106 J
C. 3.6 × 105 J
D. 36 × 105 J
Answer: B — 36 × 106 J
27. Energy consumption कम करने का एक तरीका है:
A. Appliances को लगातार चलाना
B. Higher power appliances चुनना
C. Unnecessary appliances बंद करना
D. सभी lights दिन में जलाना
Answer: C
28. यदि 1 unit की energy rate ₹8 है और consumption 50 units है, energy charge:
A. ₹100
B. ₹200
C. ₹300
D. ₹400
Answer: D — ₹400
29. 2.5 kW appliance 4 hours चलता है। Energy:
A. 10 kWh
B. 6.5 kWh
C. 2.5 kWh
D. 1.6 kWh
Answer: A — 10 kWh
30. निम्न में कौन-सा सही है?
A. 1 unit = 1 J
B. 1 unit = 1 kWh
C. 1 unit = 1 W
D. 1 unit = 1 V
Answer: B — 1 kWh
22. 30 Subjective Questions with Answers | वर्णनात्मक प्रश्न
2 MarksQ1. विद्युत ऊर्जा की SI unit और commercial unit लिखिए।
SI unit = Joule (J)
Commercial unit = kilowatt-hour (kWh)
2 MarksQ2. 1 unit electrical energy से क्या समझते हैं?
1 unit = 1 kWh. यह वह energy है जो 1 kW appliance द्वारा 1 hour में consume होती है।
2 MarksQ3. 1 kWh को joule में बदलें।
1 kWh = 1000 × 3600 = 3.6 × 106 J
2 MarksQ4. Energy और power में संबंध लिखिए।
E = Pt
2 MarksQ5. 2 kW heater 3 घंटे चले तो energy कितनी होगी?
E = 2 × 3 = 6 kWh = 6 units
3 MarksQ6. Commercial unit की आवश्यकता क्यों पड़ती है?
घर और उद्योगों में energy consumption बहुत बड़ी होती है। Joule में लिखने पर संख्या बहुत बड़ी हो जाती है। इसलिए practical measurement और electricity billing के लिए kWh का प्रयोग किया जाता है।
3 MarksQ7. 500 W appliance 8 घंटे चलता है। Energy calculate करें।
500 W = 0.5 kW
E = 0.5 × 8 = 4 kWh = 4 units
3 MarksQ8. 1 kWh को joule में convert करने के steps लिखिए।
1 kW = 1000 W
1 h = 3600 s
Therefore, 1 kWh = 1000 × 3600 = 3.6 × 106 J
3 MarksQ9. 100 W bulb 10 घंटे प्रतिदिन 30 दिन चलता है। Energy consumption निकालिए।
100 W = 0.1 kW
Total time = 10 × 30 = 300 h
E = 0.1 × 300 = 30 kWh
3 MarksQ10. 1 unit और 1 kWh का संबंध स्पष्ट करें।
Electricity consumption में 1 unit का अर्थ 1 kWh है। अतः दोनों समान energy quantity को दर्शाते हैं।
4 MarksQ11. Joule और kWh में चार अंतर लिखिए।
Joule SI unit है, जबकि kWh commercial unit है। Joule scientific calculations में अधिक प्रयोग होता है, जबकि kWh electricity consumption में। 1 kWh = 3.6 × 106 J। Electricity bills में kWh को unit कहा जाता है।
4 MarksQ12. 1.5 kW heater 4 hours प्रतिदिन 20 days चलता है। Total energy निकालिए।
Daily energy = 1.5 × 4 = 6 kWh
20 days = 6 × 20 = 120 kWh
4 MarksQ13. Electricity bill में energy consumption कैसे calculate की जाती है?
प्रत्येक appliance की power को kW में convert किया जाता है। उसे operating time in hours से multiply किया जाता है। सभी appliances की energy जोड़कर total kWh/units प्राप्त की जाती हैं।
4 MarksQ14. 2000 W appliance 5 घंटे चलता है। Energy joule और kWh दोनों में निकालिए।
4 MarksQ15. Power rating और energy consumption में अंतर बताइए।
Power rating appliance की energy consumption की rate बताती है। Energy consumption actual operating time पर निर्भर करती है और E = Pt से calculate होती है। इसलिए अधिक power appliance कम समय में भी उतनी energy consume कर सकता है जितनी कम power appliance अधिक समय में करता है।
5 MarksQ16. एक घर में 100 W के 5 bulbs प्रत्येक 6 घंटे प्रतिदिन चलते हैं। 30 दिनों में कुल energy निकालिए।
Total power = 5 × 100 = 500 W = 0.5 kW
Total time = 6 × 30 = 180 h
E = 0.5 × 180 E = 90 kWh = 90 units
5 MarksQ17. Commercial unit को define करके उसका joule में conversion derive कीजिए।
Commercial unit = kWh.
1 kWh = 1 kW × 1 h
= 1000 W × 3600 s
= 3,600,000 J 1 kWh = 3.6 × 106 J
5 MarksQ18. 1 kW heater और 500 W heater को 4 hours चलाने पर energy consumption compare कीजिए।
1 kW heater: E = 1 × 4 = 4 kWh
500 W = 0.5 kW
500 W heater: E = 0.5 × 4 = 2 kWh
Therefore, first heater consumes twice the energy.
5 MarksQ19. यदि 250 W appliance 8 hours/day चलता है, तो 30 days में units कितनी होंगी?
250 W = 0.25 kW
Total time = 8 × 30 = 240 h
E = 0.25 × 240 = 60 kWh = 60 units
5 MarksQ20. Electricity bill में केवल units ही नहीं बल्कि अन्य charges क्यों हो सकते हैं?
Electricity bill में consumed energy के energy charges के अतिरिक्त fixed charges, taxes, duties, fuel adjustment या अन्य applicable charges हो सकते हैं। इसलिए total bill केवल units × rate से हमेशा समान नहीं होता।
6 MarksQ21. Electrical energy की SI तथा commercial unit समझाइए और दोनों के बीच conversion derive कीजिए।
SI unit = Joule.
Commercial unit = kWh.
1 kWh = 1000 W × 3600 s
= 3.6 × 106 J.
अतः 1 kWh = 3.6 × 106 J.
6 MarksQ22. किसी घर में 2 kW heater 2 h/day, 100 W TV 5 h/day और 80 W fan 10 h/day चलता है। 30 days की energy consumption निकालिए।
6 MarksQ23. Electrical energy और electrical power को उदाहरण सहित समझाइए।
Power energy consumption की rate है और इसकी SI unit watt है। Energy किसी उपकरण द्वारा consumed total energy है और इसकी SI unit joule है। Energy का relation E = Pt है। उदाहरण के लिए 1 kW appliance 2 hours चलने पर 2 kWh energy consume करता है।
6 MarksQ24. Electricity consumption calculate करने की complete method लिखिए।
1. Appliance की power note करें।
2. W को kW में बदलें।
3. Operating time hours में लें।
4. E = P × t लगाएँ।
5. सभी appliances की energy जोड़ें।
6. प्राप्त kWh को units माना जाता है।
6 MarksQ25. 750 W appliance प्रतिदिन 8 घंटे चलता है। 20 दिनों की energy और joule में value निकालिए।
750 W = 0.75 kW
Total time = 8 × 20 = 160 h
E = 0.75 × 160 = 120 kWh
Joule = 120 × 3.6 × 106 = 4.32 × 108 J
6 MarksQ26. 5 units, 25 units और 100 units को joule में convert कीजिए।
5 units = 18 × 106 J
25 units = 90 × 106 J
100 units = 360 × 106 J
6 MarksQ27. एक appliance की power 1.2 kW है और वह 5 hours चलता है। यदि energy rate ₹7/unit है, तो केवल energy charge calculate करें।
Energy = 1.2 × 5 = 6 kWh
Units = 6
Energy charge = 6 × ₹7 = ₹42
6 MarksQ28. समझाइए कि कम power वाला appliance हमेशा कम energy consume करेगा, यह कथन क्यों incomplete है?
Energy केवल power पर निर्भर नहीं करती, बल्कि operating time पर भी निर्भर करती है। E = Pt के अनुसार 500 W appliance यदि 10 hours चलता है तो 5 kWh consume करेगा, जबकि 1000 W appliance यदि केवल 2 hours चलता है तो 2 kWh consume करेगा। इसलिए time भी महत्वपूर्ण है।
6 MarksQ29. 1 kWh की परिभाषा और उसका practical importance लिखिए।
1 kWh वह energy है जो 1 kW appliance द्वारा 1 hour में consume की जाती है। यह 3.6 × 106 J के बराबर है। घरेलू तथा industrial electricity consumption और billing में इसका उपयोग किया जाता है।
6 MarksQ30. Electrical energy consumption और electricity bill के बीच संबंध समझाइए।
पहले appliances द्वारा consumed energy को kWh में calculate किया जाता है। kWh की संख्या को units कहा जाता है। Energy charge = units × applicable rate per unit. इसके अतिरिक्त bill में अन्य applicable charges भी हो सकते हैं। इसलिए final payable amount केवल energy charge तक सीमित नहीं हो सकता।
23. Assertion–Reason Questions
1. Assertion: 1 kWh is equal to 3.6 × 106 J.
Reason: 1 kW = 1000 W and 1 hour = 3600 s.
Answer: Both A and R are true, and R correctly explains A.
2. Assertion: 1 unit of electricity is equal to 1 kWh.
Reason: Electricity consumption is commonly measured in kWh.
Answer: Both A and R are true, and R correctly explains A.
3. Assertion: A 2 kW appliance running for 2 hours consumes 4 units.
Reason: Energy = Power × Time.
Answer: Both A and R are true, and R correctly explains A.
4. Assertion: 500 W is equal to 5 kW.
Reason: 1 kW = 1000 W.
Answer: Assertion is false, Reason is true.
5. Assertion: Electricity bill always equals units × energy rate only.
Reason: Actual bills may include other applicable charges.
Answer: Assertion is false, Reason is true.
24. HOTS / Application Based Questions
HOTS 1:
A 2 kW heater operates for 1 hour and a 1 kW heater operates for 3 hours. Which consumes more energy?
2 kW heater = 2 kWh
1 kW heater = 3 kWh
Therefore, the second heater consumes more energy because it operates for longer time.
HOTS 2:
Why is kWh more convenient than joule for household electricity consumption?
Household energy consumption is large. Expressing it in joules produces very large numerical values. kWh gives convenient practical numbers and is used for billing.
HOTS 3:
Two appliances have different power ratings. Can they consume equal energy?
Yes. If the product P × t is equal, their energy consumption can be equal.
HOTS 4:
An appliance of 1 kW is used for 30 minutes. Is its consumption 1 unit?
No. 30 minutes = 0.5 hour. Energy = 1 × 0.5 = 0.5 kWh = 0.5 unit.
HOTS 5:
If an appliance's power is doubled but operating time is halved, what happens to energy consumption?
E = Pt. New E = 2P × t/2 = Pt. Therefore, energy consumption remains the same.
25. Diagram / Formula Labelling
Complete the flow:
Power in kW
↓
Operating Time in hours
↓
Electrical Energy in kWh
↓
Number of Units
↓
Energy Charge
Key formula: Energy = Power × Time
26. One-Minute Revision | एक मिनट में पूरा अध्याय
⚡ Electrical Energy → SI unit = Joule
⚡ Commercial unit → kWh
⚡ 1 unit = 1 kWh
⚡ 1 kWh = 3.6 × 106 J
⚡ E = Pt
⚡ kWh में energy निकालने के लिए P को kW और t को hours में रखें।
⚡ Electricity bill में units = kWh consumed.
⚡ Energy charge = Units × applicable rate per unit.
⚡ Actual bill में अन्य applicable charges भी हो सकते हैं।
27. Concept Map | अवधारणा मानचित्र
Electrical Energy ↓ SI Unit → Joule ↓ Practical / Commercial Unit → kWh ↓ 1 kWh = 3.6 × 106 J ↓ 1 kWh = 1 Unit ↓ Energy = Power × Time ↓ Electricity Consumption ↓ Electricity Bill
28. Final Summary | अंतिम सारांश
विद्युत ऊर्जा की SI unit Joule है, लेकिन घरेलू तथा औद्योगिक विद्युत खपत के लिए
kilowatt-hour (kWh) का उपयोग किया जाता है।
1 kWh = 1 unit = 3.6 × 106 J
Electrical energy का मुख्य संबंध है:
E = Pt
जब power को kilowatt और time को hour में लिया जाता है, तो energy सीधे kWh अर्थात units में प्राप्त होती है।
इसी आधार पर electricity consumption और energy charges की गणना की जाती है।