विद्युत प्रवाह की घटना। विद्युत प्रवाह: इसके अस्तित्व के लिए मुख्य विशेषताएं और शर्तें

करंट स्ट्रेंथ किसे कहते हैं? विभिन्न मुद्दों पर चर्चा की प्रक्रिया में एक या दो बार से अधिक यह प्रश्न उठा। इसलिए, हमने इसके साथ और अधिक विस्तार से निपटने का फैसला किया, और हम इसे बड़ी संख्या में सूत्रों और समझ से बाहर की शर्तों के बिना जितना संभव हो उतना सुलभ बनाने की कोशिश करेंगे।

तो विद्युत धारा किसे कहते हैं? यह आवेशित कणों की एक निर्देशित धारा है। लेकिन ये कण क्या हैं, ये अचानक क्यों घूम रहे हैं और कहां? यह बहुत स्पष्ट नहीं है। तो आइए इस मुद्दे को और विस्तार से देखें।

• आइए आवेशित कणों के प्रश्न से शुरू करें, जो वास्तव में विद्युत प्रवाह के वाहक हैं. भिन्न-भिन्न पदार्थों में भिन्न-भिन्न हैं। उदाहरण के लिए, धातुओं में विद्युत प्रवाह क्या है? ये इलेक्ट्रॉन हैं। गैसों, इलेक्ट्रॉनों और आयनों में; अर्धचालकों में - छेद; और इलेक्ट्रोलाइट्स में, ये कटियन और आयन हैं।

• इन कणों का एक निश्चित आवेश होता है।यह सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है। धनात्मक और ऋणात्मक आवेश की परिभाषा सशर्त रूप से दी गई है। समान आवेश वाले कण एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, जबकि विपरीत आवेश वाले कण आकर्षित करते हैं।

• इसके आधार पर, यह तर्कसंगत हो जाता है कि आंदोलन सकारात्मक ध्रुव से नकारात्मक तक होगा। और जितने अधिक आवेशित कण एक आवेशित ध्रुव पर होंगे, उनमें से उतने ही भिन्न चिन्ह के साथ ध्रुव पर चले जाएँगे।
• लेकिन यह सब गहरा सिद्धांत है, तो चलिए एक ठोस उदाहरण लेते हैं।मान लीजिए कि हमारे पास एक आउटलेट है जिससे कोई डिवाइस कनेक्ट नहीं है। क्या वहां करंट है?
• इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, हमें यह जानना होगा कि वोल्टेज और करंट क्या हैं।इसे और स्पष्ट करने के लिए, आइए इसे पानी के पाइप के उदाहरण से देखें। सीधे शब्दों में कहें तो पाइप हमारा तार है। इस पाइप का क्रॉस सेक्शन विद्युत नेटवर्क का वोल्टेज है, और प्रवाह दर हमारा विद्युत प्रवाह है।
• हम अपने आउटलेट पर लौटते हैं।यदि हम एक पाइप के साथ एक सादृश्य बनाते हैं, तो इससे जुड़े विद्युत उपकरणों के बिना आउटलेट एक वाल्व द्वारा बंद पाइप है। यानी बिजली नहीं है।

• लेकिन वहां तनाव है।और यदि पाइप में, प्रवाह प्रकट होने के लिए, वाल्व खोलना आवश्यक है, तो कंडक्टर में विद्युत प्रवाह बनाने के लिए, लोड को कनेक्ट करना आवश्यक है। यह प्लग को आउटलेट में प्लग करके किया जा सकता है।
• बेशक, यह प्रश्न की एक बहुत ही सरलीकृत प्रस्तुति है, और कुछ पेशेवर मुझमें दोष ढूंढेंगे और अशुद्धियों को इंगित करेंगे। लेकिन यह एक अंदाजा देता है कि विद्युत धारा किसे कहते हैं।

प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा

अगला प्रश्न जिसे हम समझने का प्रस्ताव करते हैं वह है: प्रत्यावर्ती धारा और प्रत्यक्ष धारा क्या है। आखिरकार, बहुत से लोग इन अवधारणाओं को सही ढंग से नहीं समझते हैं।

एक स्थिर धारा एक ऐसी धारा है जो समय के साथ अपने परिमाण और दिशा को नहीं बदलती है। अक्सर, एक स्पंदनशील धारा को एक स्थिरांक भी कहा जाता है, लेकिन आइए क्रम में सब कुछ के बारे में बात करें।

• प्रत्यक्ष धारा की विशेषता इस तथ्य से है कि समान संख्या में विद्युत आवेश एक ही दिशा में लगातार एक दूसरे को प्रतिस्थापित करते हैं।दिशा एक ध्रुव से दूसरे ध्रुव की ओर है।
• यह पता चला है कि कंडक्टर के पास हमेशा सकारात्मक या नकारात्मक चार्ज होता है।और समय के साथ यह अपरिवर्तित है।

टिप्पणी! डीसी करंट की दिशा निर्धारित करते समय विसंगतियां हो सकती हैं। यदि धनात्मक आवेशित कणों की गति से धारा बनती है, तो इसकी दिशा कणों की गति से मेल खाती है। यदि धारा ऋणावेशित कणों की गति से बनती है, तो इसकी दिशा कणों की गति के विपरीत मानी जाती है।

• लेकिन किस प्रत्यक्ष धारा की अवधारणा के तहत अक्सर तथाकथित स्पंदित धारा के रूप में संदर्भित किया जाता है।यह स्थिरांक से केवल इस बात में भिन्न है कि इसका मान समय के साथ बदलता है, लेकिन साथ ही यह अपना चिन्ह नहीं बदलता है।
• मान लीजिए कि हमारे पास 5A का करंट है।दिष्टधारा के लिए, यह मान पूरी अवधि के दौरान अपरिवर्तित रहेगा। एक स्पंदित धारा के लिए, एक समय में यह 5, दूसरे में 4 और तीसरी में 4.5 होगी। लेकिन एक ही समय में, यह किसी भी स्थिति में शून्य से नीचे नहीं गिरता है, और न ही इसका संकेत बदलता है।

• AC को DC में परिवर्तित करते समय यह तरंग धारा बहुत सामान्य है।यह स्पंदित धारा है जो इलेक्ट्रॉनिक्स में आपका इन्वर्टर या डायोड ब्रिज पैदा करता है।
• डायरेक्ट करंट का एक मुख्य लाभ यह है कि इसे स्टोर किया जा सकता है।आप बैटरी या कैपेसिटर का उपयोग करके इसे अपने हाथों से कर सकते हैं।

प्रत्यावर्ती धारा

यह समझने के लिए कि एक प्रत्यावर्ती धारा क्या है, हमें एक साइनसॉइड की कल्पना करने की आवश्यकता है। यह सपाट वक्र है जो दिष्टधारा में परिवर्तन की सबसे अच्छी विशेषता है, और यह मानक है।

	साइन वेव की तरह, प्रत्यावर्ती धारा एक स्थिर आवृत्ति पर अपनी ध्रुवीयता को बदलती है। एक समय में यह सकारात्मक होता है, और दूसरे समय में यह नकारात्मक होता है।
	इसलिए, सीधे संचलन के संवाहक में, कोई आवेश वाहक नहीं होते हैं, जैसे। इसे समझने के लिए, एक लहर के किनारे से टकराने की कल्पना करें। यह एक दिशा में और फिर विपरीत दिशा में चलता है। नतीजतन, पानी हिलता हुआ प्रतीत होता है, लेकिन जगह पर बना रहता है।
	इसके आधार पर, प्रत्यावर्ती धारा के लिए, इसकी ध्रुवता के परिवर्तन की दर एक बहुत ही महत्वपूर्ण कारक बन जाती है। इस कारक को आवृत्ति कहा जाता है। यह आवृत्ति जितनी अधिक होती है, उतनी बार प्रत्यावर्ती धारा की ध्रुवता प्रति सेकंड बदलती है। हमारे देश में इस मूल्य के लिए एक मानक है - यह 50 हर्ट्ज है। अर्थात्, प्रत्यावर्ती धारा अपने मान को अत्यधिक धनात्मक से अत्यधिक ऋणात्मक प्रति सेकंड 50 बार बदलती है।
	लेकिन 50 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ न केवल प्रत्यावर्ती धारा है। कई उपकरण विभिन्न आवृत्तियों के प्रत्यावर्ती धारा पर काम करते हैं। आखिरकार, प्रत्यावर्ती धारा की आवृत्ति को बदलकर, आप मोटर्स के रोटेशन की गति को बदल सकते हैं। आप उच्च डेटा प्रोसेसिंग दर भी प्राप्त कर सकते हैं - जैसे आपके कंप्यूटर चिपसेट में, और भी बहुत कुछ।

टिप्पणी! एक साधारण प्रकाश बल्ब के उदाहरण का उपयोग करके आप स्पष्ट रूप से देख सकते हैं कि प्रत्यावर्ती और प्रत्यक्ष धारा क्या हैं। यह कम-गुणवत्ता वाले डायोड लैंप पर विशेष रूप से स्पष्ट है, लेकिन यदि आप बारीकी से देखते हैं, तो आप इसे साधारण गरमागरम दीपक पर भी देख सकते हैं। प्रत्यक्ष धारा पर काम करते समय, वे एक स्थिर प्रकाश से जलते हैं, और जब प्रत्यावर्ती धारा पर काम करते हैं, तो वे थोड़ा टिमटिमाते हैं।

शक्ति और वर्तमान घनत्व क्या है?

खैर, हमें पता चला कि प्रत्यक्ष धारा क्या है और प्रत्यावर्ती धारा क्या है। लेकिन आपके पास शायद अभी भी बहुत सारे सवाल हैं। हम अपने लेख के इस भाग में उन पर विचार करने का प्रयास करेंगे।

इस वीडियो से आप जान सकते हैं कि शक्ति क्या है।

• और इनमें से पहला प्रश्न होगा: विद्युत प्रवाह का वोल्टेज क्या है? वोल्टेज दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर है।

• प्रश्न तुरंत उठता है, क्षमता क्या है? अब पेशेवर फिर से मुझमें दोष निकालेंगे, लेकिन आइए इसे इस तरह से रखें: यह आवेशित कणों की अधिकता है। यानी एक बिंदु ऐसा है जिस पर आवेशित कणों की अधिकता है - और एक दूसरा बिंदु है जहां ये आवेशित कण अधिक या कम हैं। इस अंतर को वोल्टेज कहा जाता है। इसे वोल्ट (V) में मापा जाता है।

• आइए एक उदाहरण के रूप में एक साधारण सॉकेट लें। आप सभी को शायद पता होगा की इसका वोल्टेज 220V होता है. हमारे पास सॉकेट में दो तार हैं, और 220V के वोल्टेज का मतलब है कि इन 220V के लिए एक तार की क्षमता दूसरे तार की क्षमता से अधिक है।
• विद्युत प्रवाह की शक्ति क्या है, यह समझने के लिए हमें वोल्टेज की अवधारणा को समझने की आवश्यकता है। हालांकि पेशेवर दृष्टिकोण से, यह कथन पूरी तरह सच नहीं है। विद्युत धारा में शक्ति नहीं होती, बल्कि यह उसकी व्युत्पत्ति होती है।

• इस बिंदु को समझने के लिए, आइए अपने पानी के पाइप सादृश्य पर वापस जाएं। जैसा कि आपको याद है, इस पाइप का क्रॉस सेक्शन वोल्टेज है, और पाइप में प्रवाह दर करंट है। अतः: शक्ति इस पाइप से बहने वाले पानी की मात्रा है।
• यह मान लेना तर्कसंगत है कि समान क्रॉस सेक्शन के साथ, यानी वोल्टेज, प्रवाह जितना मजबूत होता है, यानी विद्युत प्रवाह, पाइप के माध्यम से पानी का प्रवाह उतना ही अधिक होता है। तदनुसार, अधिक शक्ति उपभोक्ता को हस्तांतरित की जाएगी।
• लेकिन अगर, पानी के अनुरूप, हम एक निश्चित खंड के पाइप के माध्यम से पानी की एक निश्चित मात्रा में स्थानांतरित कर सकते हैं, क्योंकि पानी संपीड़ित नहीं होता है, तो विद्युत प्रवाह के साथ सब कुछ ऐसा नहीं है। किसी भी कंडक्टर के माध्यम से, हम सैद्धांतिक रूप से किसी भी करंट को संचारित कर सकते हैं। लेकिन व्यवहार में, एक उच्च वर्तमान घनत्व पर एक छोटे क्रॉस सेक्शन का कंडक्टर बस जल जाएगा।

• इस संबंध में, हमें यह समझने की आवश्यकता है कि वर्तमान घनत्व क्या है। मोटे तौर पर, यह उन इलेक्ट्रॉनों की संख्या है जो प्रति इकाई समय में कंडक्टर के एक निश्चित खंड से गुजरते हैं।
• यह संख्या इष्टतम होनी चाहिए। आखिरकार, यदि हम बड़े क्रॉस सेक्शन का एक कंडक्टर लेते हैं, और हम इसके माध्यम से एक छोटा करंट संचारित करते हैं, तो ऐसे विद्युत अधिष्ठापन की कीमत अधिक होगी। उसी समय, यदि हम एक छोटे क्रॉस सेक्शन का कंडक्टर लेते हैं, तो उच्च वर्तमान घनत्व के कारण यह ज़्यादा गरम हो जाएगा और जल्दी से जल जाएगा।
• इस संबंध में, PUE का एक संबंधित खंड है जो आपको आर्थिक वर्तमान घनत्व के आधार पर कंडक्टरों का चयन करने की अनुमति देता है।

• लेकिन वापस वर्तमान शक्ति क्या है की अवधारणा पर? जैसा कि हम अपनी सादृश्यता से समझते हैं, समान पाइप अनुभाग के साथ, संचरित शक्ति केवल वर्तमान शक्ति पर निर्भर करती है। लेकिन अगर हमारे पाइप का क्रॉस सेक्शन बढ़ जाता है, यानी वोल्टेज बढ़ जाता है, तो इस मामले में, प्रवाह वेग के समान मूल्यों पर, पूरी तरह से अलग-अलग मात्रा में पानी का संचार होगा। इलेक्ट्रिकल में भी यही सच है।

• उच्च वोल्टेज, समान शक्ति को स्थानांतरित करने के लिए कम वर्तमान की आवश्यकता होती है। यही कारण है कि उच्च-वोल्टेज विद्युत लाइनों का उपयोग लंबी दूरी पर उच्च शक्ति संचारित करने के लिए किया जाता है।

आखिरकार, 330 केवी के वोल्टेज के लिए 120 मिमी 2 के वायर क्रॉस सेक्शन वाली एक लाइन उसी क्रॉस सेक्शन की लाइन की तुलना में कई गुना अधिक बिजली संचारित करने में सक्षम है, लेकिन 35 केवी के वोल्टेज के साथ। यद्यपि जिसे वर्तमान शक्ति कहा जाता है, वे समान होंगी।

विद्युत प्रवाह संचारित करने के तरीके

हमने पता लगाया कि करंट और वोल्टेज क्या है। यह पता लगाने का समय है कि विद्युत प्रवाह को कैसे वितरित किया जाए। यह आपको भविष्य में बिजली के उपकरणों से निपटने में अधिक आत्मविश्वास महसूस करने की अनुमति देगा।

जैसा कि हमने पहले ही कहा है, करंट परिवर्तनशील और स्थिर हो सकता है। उद्योग में, और आपके सॉकेट में, प्रत्यावर्ती धारा का उपयोग किया जाता है। यह अधिक सामान्य है क्योंकि इसे तार करना आसान है। तथ्य यह है कि डीसी वोल्टेज को बदलना काफी कठिन और महंगा है, और आप साधारण ट्रांसफार्मर का उपयोग करके एसी वोल्टेज को बदल सकते हैं।

टिप्पणी! डीसी पर कोई एसी ट्रांसफॉर्मर नहीं चलेगा। चूँकि इसके द्वारा उपयोग किए जाने वाले गुण केवल प्रत्यावर्ती धारा में निहित हैं।

• लेकिन इसका मतलब यह बिल्कुल भी नहीं है कि कहीं भी डायरेक्ट करंट का इस्तेमाल नहीं किया जाता है। इसकी एक और उपयोगी संपत्ति है जो एक चर में अंतर्निहित नहीं है। इसे संचित और संग्रहित किया जा सकता है।
• इस संबंध में, सभी पोर्टेबल बिजली के उपकरणों में, रेलवे परिवहन में, साथ ही साथ कुछ औद्योगिक सुविधाओं में, जहां पूर्ण बिजली आउटेज के बाद भी संचालन को बनाए रखना आवश्यक है, प्रत्यक्ष धारा का उपयोग किया जाता है।

• बैटरी विद्युत ऊर्जा को स्टोर करने का सबसे आम तरीका है। उनके पास विशेष रासायनिक गुण होते हैं जो उन्हें जमा करने की अनुमति देते हैं और फिर, यदि आवश्यक हो, तो प्रत्यक्ष धारा का उत्सर्जन करते हैं।
• प्रत्येक बैटरी में संग्रहित ऊर्जा की एक सीमित मात्रा होती है। इसे बैटरी की क्षमता कहा जाता है, और आंशिक रूप से यह बैटरी की शुरुआती धारा से निर्धारित होता है।
• बैटरी का स्टार्टिंग करंट क्या होता है? यह ऊर्जा की वह मात्रा है जो बैटरी लोड जोड़ने के शुरुआती क्षण में देने में सक्षम है। तथ्य यह है कि, भौतिक और रासायनिक गुणों के आधार पर, बैटरी संचित ऊर्जा को छोड़ने के तरीके में भिन्न होती है।

• कुछ तुरंत और बहुत कुछ दे सकते हैं। इस वजह से, वे, ज़ाहिर है, जल्दी से छुट्टी दे दी जाती है। और दूसरा लंबा समय देता है, लेकिन थोड़ा सा। इसके अलावा, बैटरी का एक महत्वपूर्ण पहलू वोल्टेज बनाए रखने की क्षमता है।
• तथ्य यह है कि, जैसा कि निर्देश कहते हैं, कुछ बैटरी के लिए, जैसे ही क्षमता वापस आती है, उनका वोल्टेज भी धीरे-धीरे कम हो जाता है। और अन्य बैटरी समान वोल्टेज के साथ लगभग पूरी क्षमता देने में सक्षम हैं। इन बुनियादी गुणों के आधार पर, इन भंडारण सुविधाओं को बिजली के लिए चुना जाता है।
• प्रत्यक्ष वर्तमान संचरण के लिए, सभी मामलों में दो तारों का उपयोग किया जाता है। यह एक सकारात्मक और नकारात्मक तार है। लाल और नीला।

प्रत्यावर्ती धारा

लेकिन प्रत्यावर्ती धारा के साथ, सब कुछ बहुत अधिक जटिल है। इसे एक, दो, तीन या चार तारों पर प्रेषित किया जा सकता है। इसे समझाने के लिए, हमें इस प्रश्न से निपटने की आवश्यकता है: तीन चरण का करंट क्या है?

• प्रत्यावर्ती धारा एक जनरेटर द्वारा उत्पन्न होती है। आमतौर पर उनमें से लगभग सभी में तीन चरण की संरचना होती है। इसका मतलब है कि जनरेटर के तीन आउटपुट हैं, और इनमें से प्रत्येक आउटपुट एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न करता है जो पिछले वाले से 120⁰ के कोण से भिन्न होता है।

• इसे समझने के लिए, आइए अपने साइनसॉइड को याद करें, जो प्रत्यावर्ती धारा का वर्णन करने के लिए एक मॉडल है, और इसके नियमों के अनुसार यह बदलता है। चलो तीन चरण लेते हैं - "ए", "बी" और "सी", और समय में एक निश्चित बिंदु लेते हैं। इस बिंदु पर, "ए" चरण साइन लहर शून्य बिंदु पर है, "बी" चरण साइन लहर चरम सकारात्मक बिंदु पर है, और "सी" चरण साइन लहर चरम नकारात्मक बिंदु पर है।
• समय की प्रत्येक बाद की इकाई, इन चरणों में प्रत्यावर्ती धारा बदल जाएगी, लेकिन समकालिक रूप से। अर्थात्, एक निश्चित समय के बाद, चरण "ए" में एक नकारात्मक अधिकतम होगा। चरण "बी" में शून्य होगा, और चरण "सी" में - एक सकारात्मक अधिकतम। और कुछ समय बाद वे फिर से बदल जाएंगे।

• नतीजतन, यह पता चला है कि इनमें से प्रत्येक चरण की अपनी क्षमता है, जो पड़ोसी चरण की क्षमता से अलग है। इसलिए, उनके बीच कुछ ऐसा होना चाहिए जो बिजली का संचालन न करे।
• दो चरणों के बीच इस संभावित अंतर को लाइन वोल्टेज कहा जाता है। इसके अलावा, उनके पास जमीन के सापेक्ष एक संभावित अंतर होता है - इस वोल्टेज को चरण कहा जाता है।
• और इसलिए, यदि इन चरणों के बीच लाइन वोल्टेज 380V है, तो चरण वोल्टेज 220V है। यह √3 के मान से भिन्न है। यह नियम हमेशा किसी भी वोल्टेज के लिए मान्य होता है।

• इसके आधार पर, अगर हमें 220V के वोल्टेज की आवश्यकता है, तो हम एक चरण तार ले सकते हैं, और एक तार जो जमीन से मजबूती से जुड़ा हुआ है। और हमें सिंगल-फेज 220V नेटवर्क मिलता है। यदि हमें 380V नेटवर्क की आवश्यकता है, तो हम केवल कोई भी 2 चरण ले सकते हैं और किसी प्रकार के हीटिंग डिवाइस को कनेक्ट कर सकते हैं जैसा कि वीडियो में है।

लेकिन ज्यादातर मामलों में, तीनों चरणों का उपयोग किया जाता है। सभी शक्तिशाली उपभोक्ता तीन-चरण नेटवर्क से जुड़े हैं।

निष्कर्ष

इंडक्शन करंट क्या है, कैपेसिटिव करंट, स्टार्टिंग करंट, नो-लोड करंट, नेगेटिव सीक्वेंस करंट, आवारा करंट और बहुत कुछ, हम बस एक लेख में विचार नहीं कर सकते।

आखिरकार, विद्युत प्रवाह का मुद्दा काफी बड़ा है, और इस पर विचार करने के लिए इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का एक संपूर्ण विज्ञान बनाया गया है। लेकिन हम वास्तव में आशा करते हैं कि हम इस मुद्दे के मुख्य पहलुओं को सुलभ भाषा में समझाने में सक्षम थे, और अब विद्युत प्रवाह आपके लिए कुछ भयानक और समझ से बाहर नहीं होगा।

विद्युत धारा क्या है

के प्रभाव में विद्युत आवेशित कणों की दिशात्मक गति। ऐसे कण हो सकते हैं: कंडक्टरों में - इलेक्ट्रॉनों, इलेक्ट्रोलाइट्स में - आयनों (उद्धरण और आयनों), अर्धचालकों में - इलेक्ट्रॉनों और तथाकथित "छेद" ("इलेक्ट्रॉन-छेद चालकता")। एक "बायस करंट" भी है, जिसका प्रवाह कैपेसिटेंस को चार्ज करने की प्रक्रिया के कारण होता है, अर्थात। प्लेटों के बीच संभावित अंतर में परिवर्तन। प्लेटों के बीच, कणों की कोई गति नहीं होती है, लेकिन संधारित्र के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है।

विद्युत परिपथों के सिद्धांत में, धारा को विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत एक संवाहक माध्यम में आवेश वाहकों की निर्देशित गति माना जाता है।

विद्युत परिपथों के सिद्धांत में प्रवाहकत्त्व धारा (सिर्फ करंट) कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन के माध्यम से प्रति यूनिट समय प्रवाहित होने वाली बिजली की मात्रा है: i \u003d q / t, जहां मैं करंट है। ए; क्यू \u003d 1.6 10 9 - इलेक्ट्रॉन चार्ज, सी; टी - समय, एस।

यह अभिव्यक्ति डीसी सर्किट के लिए मान्य है। प्रत्यावर्ती धारा सर्किट के लिए, तथाकथित तात्कालिक वर्तमान मूल्य का उपयोग किया जाता है, जो समय के साथ आवेश परिवर्तन की दर के बराबर होता है: i (t) \u003d dq / dt।

एक विद्युत प्रवाह तब होता है जब एक विद्युत क्षेत्र विद्युत सर्किट के एक खंड में प्रकट होता है, या एक कंडक्टर के दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर होता है। दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर को वोल्टेज या कहा जाता है सर्किट के इस हिस्से में वोल्टेज ड्रॉप.

"वर्तमान" ("वर्तमान मूल्य") शब्द के बजाय, "वर्तमान ताकत" शब्द का प्रयोग अक्सर किया जाता है। हालाँकि, बाद को सफल नहीं कहा जा सकता है, क्योंकि वर्तमान ताकत शब्द के शाब्दिक अर्थों में कोई बल नहीं है, बल्कि कंडक्टर में विद्युत आवेशों की गति की तीव्रता है, क्रॉस के माध्यम से प्रति यूनिट समय से गुजरने वाली बिजली की मात्रा -कंडक्टर का अनुभागीय क्षेत्र।
वर्तमान की विशेषता है, जिसे एसआई प्रणाली में एम्पीयर (ए) और वर्तमान घनत्व में मापा जाता है, जिसे एसआई प्रणाली में एम्पीयर प्रति वर्ग मीटर में मापा जाता है।
एक एम्पीयर एक लटकन (सी) के बिजली के चार्ज के एक सेकंड (एस) के लिए कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन के माध्यम से आंदोलन से मेल खाता है:

1ए = 1सी/एस।

सामान्य स्थिति में, अक्षर i के साथ धारा और q के साथ आवेश को निरूपित करते हुए, हम प्राप्त करते हैं:

मैं = डीक्यू / डीटी।

करंट की इकाई को एम्पीयर (ए) कहा जाता है। कंडक्टर में वर्तमान 1 ए है यदि 1 लटकन के बराबर विद्युत आवेश 1 सेकंड में कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन से होकर गुजरता है।

यदि कंडक्टर के साथ वोल्टेज कार्य करता है, तो कंडक्टर के अंदर एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है। जब क्षेत्र शक्ति E, आवेश e वाले इलेक्ट्रॉन बल f = Ee से प्रभावित होते हैं। मान f और E वेक्टर हैं। मुक्त पथ समय के दौरान, इलेक्ट्रॉन अराजक गति के साथ-साथ एक निर्देशित गति प्राप्त करते हैं। प्रत्येक इलेक्ट्रॉन का एक ऋणात्मक आवेश होता है और वेक्टर E (चित्र 1) के विपरीत निर्देशित वेग घटक प्राप्त करता है। आदेशित गति, कुछ औसत इलेक्ट्रॉन वेग vcp की विशेषता, विद्युत प्रवाह के प्रवाह को निर्धारित करती है।

दुर्लभ गैसों में भी इलेक्ट्रॉनों की गति निर्देशित हो सकती है। इलेक्ट्रोलाइट्स और आयनित गैसों में, करंट का प्रवाह मुख्य रूप से आयनों की गति के कारण होता है। इस तथ्य के अनुसार कि इलेक्ट्रोलाइट्स में सकारात्मक रूप से आवेशित आयन धनात्मक से ऋणात्मक ध्रुव की ओर बढ़ते हैं, ऐतिहासिक रूप से धारा की दिशा को इलेक्ट्रॉन गति की दिशा के विपरीत माना जाता था।

वर्तमान दिशा को वह दिशा माना जाता है जिसमें सकारात्मक रूप से आवेशित कण गति करते हैं, अर्थात इलेक्ट्रॉनों की गति के विपरीत दिशा।
विद्युत परिपथों के सिद्धांत में, सकारात्मक रूप से आवेशित कणों की उच्च क्षमता से निम्नतर की गति की दिशा को एक निष्क्रिय सर्किट (ऊर्जा स्रोतों के बाहर) में धारा की दिशा के रूप में लिया जाता है। यह दिशा इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के विकास की शुरुआत में ली गई थी और चार्ज वाहकों के संचलन की सही दिशा का खंडन करती है - मीडिया को माइनस से प्लस तक ले जाने वाले इलेक्ट्रॉन।

क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र एस के वर्तमान अनुपात के बराबर मूल्य को वर्तमान घनत्व कहा जाता है (निरूपित δ): δ= है

यह माना जाता है कि कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन में समान रूप से करंट वितरित किया जाता है। तारों में वर्तमान घनत्व आमतौर पर A/mm2 में मापा जाता है।

विद्युत आवेशों के वाहक के प्रकार और उनके संचलन के माध्यम के अनुसार, उन्हें प्रतिष्ठित किया जाता है चालन धाराएँऔर विस्थापन धाराएँ। चालकता को इलेक्ट्रॉनिक और आयनिक में विभाजित किया गया है। स्थिर मोड के लिए, दो प्रकार की धाराएँ प्रतिष्ठित हैं: प्रत्यक्ष और वैकल्पिक।

विद्युत प्रवाह स्थानांतरणआवेशित कणों या मुक्त स्थान में गतिमान पिंडों द्वारा विद्युत आवेशों के स्थानांतरण की घटना को कहा जाता है। विद्युत प्रवाह का मुख्य प्रकार एक आवेश (इलेक्ट्रॉन ट्यूबों में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की गति), गैस-डिस्चार्ज उपकरणों में मुक्त आयनों की गति के साथ प्राथमिक कणों के शून्य में गति है।

विद्युत विस्थापन धारा (ध्रुवीकरण धारा)विद्युत आवेशों के परिबद्ध वाहकों की क्रमबद्ध गति कहलाती है। डाइलेक्ट्रिक्स में इस तरह की धारा देखी जा सकती है।
पूर्ण विद्युत प्रवाहमाना सतह के माध्यम से विद्युत चालन धारा, विद्युत अंतरण धारा और विद्युत विस्थापन धारा के योग के बराबर एक अदिश मान है।

एक स्थिर धारा एक ऐसी धारा है जो परिमाण में भिन्न हो सकती है, लेकिन मनमाने ढंग से लंबे समय तक अपना संकेत नहीं बदलती। इसके बारे में यहाँ और पढ़ें:

एक प्रत्यावर्ती धारा एक ऐसी धारा है जो समय-समय पर परिमाण और संकेत दोनों में बदलती है।प्रत्यावर्ती धारा की विशेषता वाली मात्रा आवृत्ति है (SI प्रणाली में इसे हर्ट्ज़ में मापा जाता है), उस स्थिति में जब इसकी ताकत समय-समय पर बदलती रहती है। उच्च आवृत्ति प्रत्यावर्ती धाराकंडक्टर की सतह पर धकेल दिया। धातुओं को पिघलाने के लिए धातु विज्ञान में भागों और वेल्डिंग की सतहों के ताप उपचार के लिए मैकेनिकल इंजीनियरिंग में उच्च-आवृत्ति धाराओं का उपयोग किया जाता है।वैकल्पिक धाराओं को साइनसॉइडल और में विभाजित किया गया है गैर sinusoidal. एक साइनसोइडल करंट एक करंट है जो एक हार्मोनिक कानून के अनुसार बदलता है:

मैं = मैं पाप ωt,

प्रत्यावर्ती धारा के परिवर्तन की दर इसकी विशेषता है, जिसे प्रति यूनिट समय में पूर्ण दोहराव वाले दोलनों की संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है। फ़्रीक्वेंसी को f अक्षर से निरूपित किया जाता है और इसे हर्ट्ज़ (Hz) में मापा जाता है। तो, नेटवर्क में वर्तमान की आवृत्ति 50 हर्ट्ज प्रति सेकंड 50 पूर्ण दोलनों से मेल खाती है। कोणीय आवृत्ति ω प्रति सेकंड रेडियन में धारा के परिवर्तन की दर है और एक साधारण संबंध द्वारा आवृत्ति से संबंधित है:

ω = 2πf

प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धाराओं के स्थिर (स्थिर) मानएक बड़े अक्षर I अस्थिर (तात्कालिक) मानों के साथ नामित करें - अक्षर i के साथ। वर्तमान की सशर्त रूप से सकारात्मक दिशा को सकारात्मक आवेशों की गति की दिशा माना जाता है।

यह एक ऐसी धारा है जो समय के साथ ज्या के नियम के अनुसार बदलती रहती है।

प्रत्यावर्ती धारा का अर्थ पारंपरिक सिंगल- और थ्री-फेज नेटवर्क में करंट भी है। इस मामले में, प्रत्यावर्ती धारा के पैरामीटर हार्मोनिक कानून के अनुसार बदलते हैं।

चूंकि प्रत्यावर्ती धारा समय के साथ बदलती रहती है, इसलिए दिष्ट धारा परिपथों के लिए उपयुक्त सरल समस्या समाधान विधियां यहां सीधे लागू नहीं होती हैं। बहुत उच्च आवृत्तियों पर, आवेश दोलन कर सकते हैं - सर्किट में एक स्थान से दूसरे स्थान पर और वापस प्रवाहित हो सकते हैं। इस मामले में, डीसी सर्किट के विपरीत, श्रृंखला से जुड़े कंडक्टरों में धाराएं समान नहीं हो सकती हैं। एसी सर्किट में मौजूद कैपेसिटेंस इस प्रभाव को बढ़ाते हैं। इसके अलावा, जब वर्तमान में परिवर्तन होता है, तो स्व-प्रेरण प्रभाव खेल में आते हैं, जो कम आवृत्तियों पर भी महत्वपूर्ण हो जाते हैं, यदि बड़े अधिष्ठापन वाले कॉइल का उपयोग किया जाता है। अपेक्षाकृत कम आवृत्तियों पर, एसी सर्किट की गणना अभी भी की जा सकती है, हालांकि, तदनुसार संशोधित किया जाना चाहिए।

एक सर्किट जिसमें विभिन्न प्रतिरोधक, इंडक्टर्स और कैपेसिटर शामिल हैं, पर विचार किया जा सकता है जैसे कि इसमें श्रृंखला में जुड़े सामान्यीकृत प्रतिरोधी, कैपेसिटर और प्रारंभ करनेवाला शामिल है।

साइनसोइडल अल्टरनेटर से जुड़े ऐसे सर्किट के गुणों पर विचार करें। एसी सर्किट डिजाइन करने के लिए नियम तैयार करने के लिए, ऐसे सर्किट के प्रत्येक घटक के लिए वोल्टेज ड्रॉप और करंट के बीच संबंध का पता लगाना आवश्यक है।

यह एसी और डीसी सर्किट में पूरी तरह से अलग भूमिका निभाता है। यदि, उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रोकेमिकल तत्व सर्किट से जुड़ा हुआ है, तो कैपेसिटर तब तक चार्ज करना शुरू कर देगा जब तक कि उस पर वोल्टेज तत्व के ईएमएफ के बराबर न हो जाए। फिर चार्जिंग बंद हो जाएगी और करंट शून्य हो जाएगा। यदि सर्किट एक अल्टरनेटर से जुड़ा है, तो एक आधे चक्र में इलेक्ट्रॉन संधारित्र के बाईं ओर से प्रवाहित होंगे और दाईं ओर जमा होंगे, और इसके विपरीत दूसरे में। ये गतिमान इलेक्ट्रॉन एक प्रत्यावर्ती धारा हैं, जिसकी शक्ति संधारित्र के दोनों ओर समान होती है। जब तक प्रत्यावर्ती धारा की आवृत्ति बहुत अधिक नहीं होती है, तब तक प्रतिरोधक और प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से धारा भी समान होती है।

एसी उपभोग करने वाले उपकरणों में, डीसी का उत्पादन करने के लिए एसी को अक्सर रेक्टीफायर्स द्वारा संशोधित किया जाता है।

विद्युत कंडक्टर

वह पदार्थ जिसमें धारा प्रवाहित होती है कहलाती है। कुछ पदार्थ कम तापमान पर अतिचालक हो जाते हैं। इस अवस्था में, वे करंट को लगभग कोई प्रतिरोध नहीं देते हैं, उनका प्रतिरोध शून्य हो जाता है। अन्य सभी मामलों में, कंडक्टर वर्तमान के प्रवाह का विरोध करता है और, परिणामस्वरूप, विद्युत कणों की ऊर्जा का हिस्सा गर्मी में परिवर्तित हो जाता है। वर्तमान शक्ति की गणना सर्किट के एक खंड और पूर्ण सर्किट के लिए ओम के नियम का उपयोग करके की जा सकती है।

कंडक्टरों में कणों की गति कंडक्टर की सामग्री, कण के द्रव्यमान और आवेश, परिवेश के तापमान, लागू संभावित अंतर पर निर्भर करती है और प्रकाश की गति से बहुत कम होती है। इसके बावजूद, वास्तविक विद्युत प्रवाह के प्रसार की गति किसी दिए गए माध्यम में प्रकाश की गति के बराबर होती है, अर्थात विद्युत चुम्बकीय तरंग के अग्र भाग के प्रसार की गति।

करंट मानव शरीर को कैसे प्रभावित करता है

मानव या पशु शरीर के माध्यम से प्रवाहित विद्युतीय जलन, कंपकंपी, या मृत्यु का कारण बन सकता है। दूसरी ओर, मानसिक बीमारी, विशेष रूप से अवसाद के इलाज के लिए गहन देखभाल में विद्युत प्रवाह का उपयोग किया जाता है, मस्तिष्क के कुछ क्षेत्रों की विद्युत उत्तेजना का उपयोग पार्किंसंस रोग और मिर्गी जैसे रोगों के इलाज के लिए किया जाता है, एक पेसमेकर जो हृदय की मांसपेशियों को उत्तेजित करता है ब्रैडीकार्डिया के लिए एक स्पंदित धारा के साथ प्रयोग किया जाता है। मनुष्यों और जानवरों में, तंत्रिका आवेगों को प्रसारित करने के लिए करंट का उपयोग किया जाता है।

सुरक्षा सावधानियों के अनुसार, न्यूनतम बोधगम्य धारा 1 mA है। लगभग 0.01 ए की ताकत से शुरू होने वाला करंट मानव जीवन के लिए खतरनाक हो जाता है। लगभग 0.1 ए की ताकत से शुरू होने वाला करंट किसी व्यक्ति के लिए घातक हो जाता है। 42 वी से कम का वोल्टेज सुरक्षित माना जाता है।

बिजली के बिना आधुनिक व्यक्ति के जीवन की कल्पना करना असंभव है। वोल्ट, एम्प्स, वाट्स - ये शब्द बिजली से चलने वाले उपकरणों के बारे में बातचीत में सुने जाते हैं। लेकिन यह विद्युत धारा क्या है और इसके अस्तित्व की शर्तें क्या हैं? हम इस बारे में आगे बात करेंगे, नौसिखिए इलेक्ट्रीशियन के लिए एक संक्षिप्त विवरण प्रदान करेंगे।

परिभाषा

एक विद्युत प्रवाह आवेश वाहकों की एक निर्देशित गति है - यह भौतिकी की पाठ्यपुस्तक से एक मानक सूत्रीकरण है। बदले में, पदार्थ के कुछ कण आवेश वाहक कहलाते हैं। शायद वो:

• इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक आवेश वाहक होते हैं।
• आयन धनात्मक आवेश वाहक होते हैं।

लेकिन आवेश वाहक कहाँ से आते हैं? इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, आपको पदार्थ की संरचना के बारे में बुनियादी ज्ञान को याद रखना होगा। हमारे चारों ओर जो कुछ भी है वह पदार्थ है, इसमें अणु होते हैं, इसके सबसे छोटे कण होते हैं। अणु परमाणुओं से बने होते हैं। एक परमाणु में एक नाभिक होता है जिसके चारों ओर इलेक्ट्रॉन दी गई कक्षाओं में घूमते हैं। अणु भी बेतरतीब ढंग से चलते हैं। इन कणों में से प्रत्येक की गति और संरचना स्वयं पदार्थ और उस पर पर्यावरण के प्रभाव, जैसे तापमान, तनाव आदि पर निर्भर करती है।

आयन एक परमाणु है जिसमें इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन का अनुपात बदल गया है। यदि परमाणु प्रारंभ में तटस्थ है, तो बदले में आयनों को विभाजित किया जाता है:

• आयन एक परमाणु का धनात्मक आयन है जिसने इलेक्ट्रॉनों को खो दिया है।
• धनायन परमाणु से जुड़े "अतिरिक्त" इलेक्ट्रॉनों वाला एक परमाणु है।

करंट की इकाई एम्पीयर है, इसके अनुसार सूत्र द्वारा गणना की जाती है:

जहां यू वोल्टेज [वी] है और आर प्रतिरोध [ओम] है।

या समय की प्रति यूनिट स्थानांतरित किए गए चार्ज की मात्रा के सीधे आनुपातिक:

जहां क्यू चार्ज है, [सी], टी समय है, [एस]।

विद्युत प्रवाह के अस्तित्व के लिए शर्तें

हमने पता लगाया कि विद्युत प्रवाह क्या है, अब बात करते हैं कि इसका प्रवाह कैसे सुनिश्चित किया जाए। विद्युत प्रवाह के प्रवाह के लिए, दो शर्तों को पूरा करना होगा:

1. निःशुल्क शुल्क वाहकों की उपस्थिति।
2. विद्युत क्षेत्र।

बिजली के अस्तित्व और प्रवाह के लिए पहली शर्त उस पदार्थ पर निर्भर करती है जिसमें करंट प्रवाहित होता है (या नहीं बहता है), साथ ही साथ इसकी स्थिति भी। दूसरी स्थिति भी संभव है: एक विद्युत क्षेत्र के अस्तित्व के लिए, विभिन्न विभवों की उपस्थिति आवश्यक है, जिसके बीच एक माध्यम है जिसमें आवेश वाहक प्रवाहित होंगे।

याद करना:वोल्टेज, ईएमएफ एक संभावित अंतर है। यह इस प्रकार है कि वर्तमान के अस्तित्व के लिए शर्तों को पूरा करने के लिए - विद्युत क्षेत्र और विद्युत प्रवाह की उपस्थिति, वोल्टेज की आवश्यकता होती है। ये एक आवेशित संधारित्र, एक गैल्वेनिक सेल, एक EMF की प्लेटें हो सकती हैं जो एक चुंबकीय क्षेत्र (जनरेटर) के प्रभाव में उत्पन्न हुई हैं।

हमें पता चला कि यह कैसे उत्पन्न होता है, आइए बात करते हैं कि इसे कहाँ निर्देशित किया जाता है। वर्तमान, मूल रूप से, हमारे सामान्य उपयोग में, कंडक्टरों (एक अपार्टमेंट में बिजली के तारों, तापदीप्त बल्बों) या अर्धचालकों (एलईडी, आपके स्मार्टफोन के प्रोसेसर और अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स) में चलता है, अक्सर गैसों (फ्लोरोसेंट लैंप) में कम होता है।

इसलिए, ज्यादातर मामलों में, मुख्य आवेश वाहक इलेक्ट्रॉन होते हैं, वे माइनस (नकारात्मक क्षमता वाला बिंदु) से प्लस (सकारात्मक क्षमता वाला बिंदु) से आगे बढ़ते हैं, आप इसके बारे में नीचे और जानेंगे।

लेकिन एक दिलचस्प तथ्य यह है कि वर्तमान गति की दिशा को धनात्मक आवेशों की गति के रूप में लिया गया - प्लस से माइनस तक। हालांकि वास्तव में इसके विपरीत हो रहा है। तथ्य यह है कि वर्तमान की दिशा पर निर्णय इसकी प्रकृति का अध्ययन करने से पहले किया गया था, और यह निर्धारित करने से पहले भी कि वर्तमान प्रवाह और मौजूद है।

विभिन्न वातावरणों में विद्युत प्रवाह

हम पहले ही उल्लेख कर चुके हैं कि विभिन्न माध्यमों में विद्युत धारा आवेश वाहकों के प्रकार में भिन्न हो सकती है। मीडिया को चालकता की प्रकृति के अनुसार विभाजित किया जा सकता है (चालकता के अवरोही क्रम में):

1. कंडक्टर (धातु)।
2. सेमीकंडक्टर (सिलिकॉन, जर्मेनियम, गैलियम आर्सेनाइड, आदि)।
3. ढांकता हुआ (वैक्यूम, वायु, आसुत जल)।

धातुओं में

धातुओं में मुक्त आवेश वाहक होते हैं और कभी-कभी इन्हें "विद्युत गैस" कहा जाता है। फ्री चार्ज वाहक कहां से आते हैं? तथ्य यह है कि किसी भी पदार्थ की तरह धातु में भी परमाणु होते हैं। परमाणु किसी तरह गति या दोलन करते हैं। धातु का तापमान जितना अधिक होगा, यह आंदोलन उतना ही मजबूत होगा। इसी समय, परमाणु स्वयं आमतौर पर अपने स्थान पर रहते हैं, वास्तव में धातु की संरचना बनाते हैं।

एक परमाणु के इलेक्ट्रॉन गोले में, आमतौर पर कई इलेक्ट्रॉन होते हैं जिनका नाभिक के साथ कमजोर बंधन होता है। तापमान, रासायनिक प्रतिक्रियाओं और अशुद्धियों के संपर्क के प्रभाव में, जो किसी भी स्थिति में धातु में होते हैं, इलेक्ट्रॉनों को उनके परमाणुओं से अलग कर दिया जाता है, सकारात्मक रूप से आवेशित आयन बनते हैं। अलग किए गए इलेक्ट्रॉनों को मुक्त कहा जाता है और बेतरतीब ढंग से चलते हैं।

यदि कोई विद्युत क्षेत्र उन पर कार्य करता है, उदाहरण के लिए, यदि आप बैटरी को धातु के टुकड़े से जोड़ते हैं, तो इलेक्ट्रॉनों की अराजक गति व्यवस्थित हो जाएगी। जिस बिंदु से ऋणात्मक क्षमता जुड़ी हुई है (उदाहरण के लिए गैल्वेनिक सेल का कैथोड) से इलेक्ट्रॉन एक सकारात्मक क्षमता वाले बिंदु की ओर बढ़ना शुरू कर देंगे।

अर्धचालकों में

अर्धचालक वे पदार्थ होते हैं जिनमें सामान्य अवस्था में मुक्त आवेश वाहक नहीं होते। वे तथाकथित वर्जित क्षेत्र में हैं। लेकिन अगर बाहरी ताकतों को लागू किया जाता है, जैसे कि एक विद्युत क्षेत्र, गर्मी, विभिन्न विकिरण (प्रकाश, विकिरण, आदि), तो वे बैंड गैप पर काबू पा लेते हैं और फ्री बैंड या कंडक्शन बैंड में चले जाते हैं। इलेक्ट्रॉन अपने परमाणुओं से अलग हो जाते हैं और मुक्त हो जाते हैं, जिससे आयन बनते हैं - धनात्मक आवेश वाहक।

अर्धचालकों में सकारात्मक वाहकों को छिद्र कहा जाता है।

यदि आप केवल एक अर्धचालक को ऊर्जा स्थानांतरित करते हैं, उदाहरण के लिए, इसे गर्म करें, आवेश वाहकों की एक अराजक गति शुरू हो जाएगी। लेकिन अगर हम डायोड या ट्रांजिस्टर जैसे अर्धचालक तत्वों के बारे में बात कर रहे हैं, तो क्रिस्टल के विपरीत सिरों पर (एक धातुयुक्त परत उन पर लगाई जाती है और लीड को मिलाप किया जाता है), एक EMF दिखाई देगा, लेकिन यह लागू नहीं होता है आज के लेख के विषय पर।

यदि आप एक अर्धचालक के लिए एक ईएमएफ स्रोत लागू करते हैं, तो चार्ज वाहक भी प्रवाहकत्त्व बैंड में चले जाएंगे, और उनका निर्देशित आंदोलन भी शुरू हो जाएगा - छेद कम विद्युत क्षमता के साथ पक्ष में जाएंगे, और इलेक्ट्रॉनों - एक तरफ बड़ा वाला।

वैक्यूम और गैस में

निर्वात एक ऐसा माध्यम है जिसमें गैसों की पूर्ण (आदर्श स्थिति) अनुपस्थिति होती है या इसकी मात्रा न्यूनतम (वास्तव में) होती है। चूँकि निर्वात में कोई पदार्थ नहीं होता है, आवेश वाहकों के लिए कोई स्रोत नहीं होता है। हालाँकि, एक निर्वात में धारा के प्रवाह ने इलेक्ट्रॉनिक्स की शुरुआत और इलेक्ट्रॉनिक तत्वों के एक पूरे युग - वैक्यूम ट्यूबों को चिह्नित किया। पिछली शताब्दी के पहले भाग में उनका उपयोग किया गया था, और 50 के दशक में वे धीरे-धीरे ट्रांजिस्टर (इलेक्ट्रॉनिक्स के विशिष्ट क्षेत्र के आधार पर) को रास्ता देने लगे।

मान लेते हैं कि हमारे पास एक बर्तन है जिससे सारी गैस बाहर निकाल दी गई है, यानी। यह एक पूर्ण निर्वात है। बर्तन में दो इलेक्ट्रोड रखे गए हैं, चलो उन्हें एनोड और कैथोड कहते हैं। यदि हम ईएमएफ स्रोत की नकारात्मक क्षमता को कैथोड से जोड़ते हैं, और सकारात्मक को एनोड से जोड़ते हैं, तो कुछ नहीं होगा और कोई प्रवाह नहीं होगा। लेकिन अगर हम कैथोड को गर्म करना शुरू करते हैं, तो करंट प्रवाहित होने लगेगा। इस प्रक्रिया को थर्मिओनिक उत्सर्जन कहा जाता है - एक इलेक्ट्रॉन की गर्म सतह से इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन।

आंकड़ा एक वैक्यूम लैंप में वर्तमान प्रवाह की प्रक्रिया को दर्शाता है। वैक्यूम ट्यूबों में, कैथोड को पास के फिलामेंट द्वारा चित्र (एच) में गर्म किया जाता है, जैसे कि एक प्रकाश दीपक में पाया जाता है।

उसी समय, यदि आप आपूर्ति की ध्रुवीयता को बदलते हैं - एनोड पर माइनस लगाते हैं, और कैथोड पर प्लस लगाते हैं - करंट प्रवाहित नहीं होगा। इससे सिद्ध होगा कि निर्वात में धारा कैथोड से एनोड की ओर इलेक्ट्रॉनों की गति के कारण प्रवाहित होती है।

एक गैस, किसी भी पदार्थ की तरह, अणुओं और परमाणुओं से बनी होती है, जिसका अर्थ है कि यदि गैस एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में है, तो एक निश्चित शक्ति (आयनीकरण वोल्टेज) पर इलेक्ट्रॉन परमाणु से अलग हो जाएंगे, फिर दोनों स्थितियाँ विद्युत प्रवाह के प्रवाह के लिए पूरा किया जाएगा - क्षेत्र और मुक्त मीडिया।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, इस प्रक्रिया को आयनीकरण कहा जाता है। यह न केवल लागू वोल्टेज से हो सकता है, बल्कि जब गैस गर्म हो जाती है, एक्स-रे, पराबैंगनी और अन्य चीजों के प्रभाव में।

करंट हवा के माध्यम से बहेगा, भले ही इलेक्ट्रोड के बीच बर्नर स्थापित हो।

अक्रिय गैसों में करंट का प्रवाह गैस ल्यूमिनेंस के साथ होता है, इस घटना का सक्रिय रूप से फ्लोरोसेंट लैंप में उपयोग किया जाता है। गैसीय माध्यम में विद्युत धारा के प्रवाह को गैसीय निस्सरण कहते हैं।

तरल में

मान लीजिए कि हमारे पास पानी के साथ एक बर्तन है जिसमें दो इलेक्ट्रोड रखे गए हैं, जिससे एक शक्ति स्रोत जुड़ा हुआ है। यदि पानी आसुत है, यानी शुद्ध है और इसमें अशुद्धियाँ नहीं हैं, तो यह एक ढांकता हुआ है। लेकिन अगर हम पानी में थोड़ा नमक, सल्फ्यूरिक एसिड, या कोई अन्य पदार्थ मिलाते हैं, तो एक इलेक्ट्रोलाइट बनता है और उसमें करंट प्रवाहित होने लगता है।

एक इलेक्ट्रोलाइट एक पदार्थ है जो आयनों में विघटित होकर बिजली का संचालन करता है।

यदि कॉपर सल्फेट को पानी में मिलाया जाता है, तो तांबे की एक परत इलेक्ट्रोड (कैथोड) में से एक पर बस जाएगी - इसे इलेक्ट्रोलिसिस कहा जाता है, जो यह साबित करता है कि आयनों की गति के कारण तरल में विद्युत प्रवाह होता है - सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज वाहक।

इलेक्ट्रोलिसिस एक भौतिक और रासायनिक प्रक्रिया है, जिसमें इलेक्ट्रोड पर इलेक्ट्रोलाइट बनाने वाले घटकों को अलग करना शामिल है।

इस प्रकार, तांबा चढ़ाना, गिल्डिंग और अन्य धातुओं के साथ कोटिंग होती है।

निष्कर्ष

संक्षेप में, विद्युत प्रवाह के प्रवाह के लिए, मुक्त आवेश वाहकों की आवश्यकता होती है:

• कंडक्टर (धातु) और वैक्यूम में इलेक्ट्रॉन;
• अर्धचालकों में इलेक्ट्रॉन और छिद्र;
• तरल पदार्थ और गैसों में आयन (ऋण और धनायन)।

इन वाहकों की आवाजाही को व्यवस्थित करने के लिए एक विद्युत क्षेत्र की आवश्यकता होती है। सरल शब्दों में, शरीर के सिरों पर एक वोल्टेज लागू करें या ऐसे वातावरण में दो इलेक्ट्रोड स्थापित करें जहां विद्युत प्रवाह प्रवाहित होने की उम्मीद हो।

यह भी ध्यान देने योग्य है कि वर्तमान एक निश्चित तरीके से पदार्थ को प्रभावित करता है, तीन प्रकार के जोखिम होते हैं:

• थर्मल;
• रासायनिक;
• भौतिक।

उपयोगी

यह कुछ आवेशित कणों की क्रमबद्ध गति है। बिजली की पूरी क्षमता का सक्षम उपयोग करने के लिए, डिवाइस के सभी सिद्धांतों और विद्युत प्रवाह के संचालन को स्पष्ट रूप से समझना आवश्यक है। तो, आइए जानें कि कार्य और वर्तमान शक्ति क्या हैं।

विद्युत धारा कहाँ से आती है?

प्रश्न की स्पष्ट सरलता के बावजूद, कुछ ही इसका स्पष्ट उत्तर देने में सक्षम हैं। बेशक, आजकल, जब प्रौद्योगिकी एक अविश्वसनीय गति से विकसित हो रही है, तो एक व्यक्ति विशेष रूप से ऐसी प्राथमिक चीजों के बारे में नहीं सोचता है जो विद्युत प्रवाह के संचालन का सिद्धांत है। बिजली कहाँ से आती है? निश्चित रूप से कई जवाब देंगे "ठीक है, सॉकेट से, बिल्कुल" या बस अपने कंधों को सिकोड़ें। इस बीच, यह समझना बहुत महत्वपूर्ण है कि करंट कैसे काम करता है। यह न केवल वैज्ञानिकों के लिए, बल्कि उन लोगों के लिए भी जाना जाना चाहिए जो किसी भी तरह से विज्ञान की दुनिया से जुड़े नहीं हैं, उनके सामान्य बहुमुखी विकास के लिए। लेकिन वर्तमान संचालन के सिद्धांत का सही ढंग से उपयोग करने में सक्षम होना हर किसी के लिए नहीं है।

तो, शुरुआत करने वालों के लिए, आपको यह समझना चाहिए कि बिजली कहीं से उत्पन्न नहीं होती है: यह विशेष जेनरेटर द्वारा उत्पादित की जाती है जो विभिन्न बिजली संयंत्रों में स्थित होती है। टर्बाइन के ब्लेड को घुमाने के काम के लिए धन्यवाद, कोयले या तेल के साथ पानी को गर्म करने के परिणामस्वरूप प्राप्त भाप से ऊर्जा उत्पन्न होती है, जिसे बाद में एक जनरेटर की मदद से बिजली में परिवर्तित किया जाता है। जनरेटर बहुत सरल है: डिवाइस के केंद्र में एक विशाल और बहुत मजबूत चुंबक है, जो विद्युत आवेशों को तांबे के तारों के साथ स्थानांतरित करने का कारण बनता है।

हमारे घरों में बिजली कैसे पहुँचती है?

ऊर्जा (थर्मल या न्यूक्लियर) की मदद से एक निश्चित मात्रा में विद्युत प्रवाह प्राप्त करने के बाद, इसे लोगों को आपूर्ति की जा सकती है। बिजली की ऐसी आपूर्ति निम्नानुसार काम करती है: बिजली के लिए सभी अपार्टमेंट और उद्यमों तक सफलतापूर्वक पहुंचने के लिए, इसे "धक्का" दिया जाना चाहिए। और इसके लिए आपको उस बल को बढ़ाने की जरूरत है जो इसे करेगा। इसे विद्युत धारा का वोल्टेज कहते हैं। ऑपरेशन का सिद्धांत इस प्रकार है: करंट ट्रांसफॉर्मर से होकर गुजरता है, जिससे इसका वोल्टेज बढ़ जाता है। इसके अलावा, विद्युत प्रवाह गहरे भूमिगत या ऊंचाई पर स्थापित केबलों के माध्यम से बहता है (क्योंकि वोल्टेज कभी-कभी 10,000 वोल्ट तक पहुंच जाता है, जो मनुष्यों के लिए घातक है)। जब करंट अपने गंतव्य तक पहुंचता है, तो उसे फिर से ट्रांसफार्मर से गुजरना पड़ता है, जो अब उसके वोल्टेज को कम कर देगा। फिर यह तारों के माध्यम से अपार्टमेंट इमारतों या अन्य इमारतों में स्थापित ढालों से गुजरता है।

तारों के माध्यम से ले जाने वाली बिजली का उपयोग सॉकेट्स की प्रणाली के लिए किया जा सकता है, जो घरेलू उपकरणों को उनसे जोड़ती है। अतिरिक्त तारों को दीवारों में ले जाया जाता है, जिसके माध्यम से विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है, और इसके लिए धन्यवाद, प्रकाश व्यवस्था और घर के सभी उपकरण काम करते हैं।

वर्तमान कार्य क्या है?

वह ऊर्जा जो एक विद्युत धारा अपने आप में ले जाती है, समय के साथ प्रकाश या ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है। उदाहरण के लिए, जब हम दीपक जलाते हैं, तो ऊर्जा का विद्युत रूप प्रकाश में परिवर्तित हो जाता है।

सुलभ भाषा में कहें तो धारा का कार्य वह क्रिया है जो स्वयं बिजली उत्पन्न करती है। इसके अलावा, यह सूत्र द्वारा बहुत आसानी से गणना की जा सकती है। ऊर्जा के संरक्षण के नियम के आधार पर, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि विद्युत ऊर्जा गायब नहीं हुई है, यह एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा देते हुए पूरी तरह या आंशिक रूप से दूसरे रूप में बदल गई है। यह ऊष्मा धारा का कार्य है जब यह कंडक्टर से होकर गुजरती है और इसे गर्म करती है (हीट एक्सचेंज होता है)। जूल-लेनज़ फॉर्मूला इस तरह दिखता है: ए \u003d क्यू \u003d यू * आई * टी (काम गर्मी की मात्रा या वर्तमान शक्ति के उत्पाद के बराबर है और जिस समय के दौरान यह कंडक्टर के माध्यम से बहता है)।

प्रत्यक्ष धारा का क्या अर्थ है?

विद्युत धारा दो प्रकार की होती है: प्रत्यावर्ती और प्रत्यक्ष। वे इस बात में भिन्न हैं कि उत्तरार्द्ध अपनी दिशा नहीं बदलता है, इसमें दो क्लैंप (सकारात्मक "+" और नकारात्मक "-") होते हैं और हमेशा "+" से अपना आंदोलन शुरू करते हैं। और प्रत्यावर्ती धारा के दो टर्मिनल होते हैं - चरण और शून्य। यह कंडक्टर के अंत में एक चरण की उपस्थिति के कारण है कि इसे सिंगल-फेज भी कहा जाता है।

एकल-चरण प्रत्यावर्ती और प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह के उपकरण के सिद्धांत पूरी तरह से अलग हैं: प्रत्यक्ष के विपरीत, प्रत्यावर्ती धारा अपनी दिशा दोनों को बदल देती है (चरण से शून्य की ओर और शून्य से चरण की ओर दोनों का प्रवाह), और इसका परिमाण . इसलिए, उदाहरण के लिए, प्रत्यावर्ती धारा समय-समय पर अपने आवेश के मूल्य को बदलती रहती है। यह पता चला है कि 50 हर्ट्ज (50 दोलन प्रति सेकंड) की आवृत्ति पर, इलेक्ट्रॉन अपने आंदोलन की दिशा को ठीक 100 बार बदलते हैं।

डायरेक्ट करंट का उपयोग कहाँ किया जाता है?

डायरेक्ट इलेक्ट्रिक करंट में कुछ विशेषताएं हैं। इस तथ्य के कारण कि यह एक दिशा में सख्ती से बहती है, इसे बदलना अधिक कठिन होता है। निम्नलिखित तत्वों को प्रत्यक्ष धारा के स्रोत के रूप में माना जा सकता है:

• बैटरी (क्षारीय और एसिड दोनों);
• छोटे उपकरणों में प्रयुक्त पारंपरिक बैटरी;
• साथ ही कन्वर्टर्स जैसे विभिन्न डिवाइस।

डीसी ऑपरेशन

इसकी मुख्य विशेषताएं क्या हैं? ये कार्य और वर्तमान शक्ति हैं, और ये दोनों अवधारणाएँ एक-दूसरे से बहुत निकट से संबंधित हैं। शक्ति का अर्थ है प्रति इकाई समय (प्रति 1 s) में कार्य की गति। जूल-लेनज़ कानून के अनुसार, हम पाते हैं कि एक प्रत्यक्ष विद्युत धारा का कार्य वर्तमान की शक्ति, वोल्टेज और उस समय के गुणनफल के बराबर होता है, जिसके दौरान विद्युत क्षेत्र का कार्य आवेशों को स्थानांतरित करने के लिए पूरा किया गया था। कंडक्टर।

कंडक्टरों में प्रतिरोध के ओम के नियम को ध्यान में रखते हुए, वर्तमान के कार्य को खोजने का सूत्र इस प्रकार दिखता है: A \u003d I 2 * R * t (कार्य वर्तमान शक्ति के वर्ग के बराबर होता है जो मूल्य से गुणा होता है कंडक्टर के प्रतिरोध का और एक बार फिर उस समय के मूल्य से गुणा किया जाता है जिसके लिए काम किया गया था)।

कंडक्टरों में, कुछ शर्तों के तहत, मुक्त विद्युत आवेश वाहकों का एक निरंतर क्रमबद्ध संचलन हो सकता है। ऐसा आंदोलन कहा जाता है विद्युत का झटका. सकारात्मक मुक्त आवेशों की गति की दिशा को विद्युत प्रवाह की दिशा के रूप में लिया जाता है, हालांकि ज्यादातर मामलों में इलेक्ट्रॉन चलते हैं - नकारात्मक रूप से आवेशित कण।

विद्युत प्रवाह का मात्रात्मक माप वर्तमान की ताकत है मैंआवेश अनुपात के बराबर एक अदिश भौतिक मात्रा है क्यू, एक समय अंतराल के लिए कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन के माध्यम से स्थानांतरित किया गया टी, इस समय अंतराल के लिए:

यदि करंट स्थिर नहीं है, तो कंडक्टर के माध्यम से पारित चार्ज की मात्रा का पता लगाने के लिए, समय पर वर्तमान ताकत की निर्भरता के ग्राफ के तहत आकृति के क्षेत्र की गणना की जाती है।

यदि धारा की प्रबलता और उसकी दिशा समय के साथ नहीं बदलती है, तो ऐसी धारा कहलाती है स्थायी. वर्तमान शक्ति को एक एमीटर द्वारा मापा जाता है, जो श्रृंखला में सर्किट से जुड़ा होता है। इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ़ यूनिट्स SI में, करंट को एम्पीयर [A] में मापा जाता है। 1 ए = 1 सी/एस।

यह कुल चार्ज के कुल समय के अनुपात के रूप में पाया जाता है (यानी, औसत गति या भौतिकी में किसी अन्य औसत मूल्य के समान सिद्धांत के अनुसार):

यदि वर्तमान मूल्य से समय के साथ समान रूप से बदलता है मैं 1 मूल्य के लिए मैं 2, तब औसत धारा का मान चरम मानों के अंकगणितीय माध्य के रूप में पाया जा सकता है:

वर्तमान घनत्व- कंडक्टर के प्रति यूनिट क्रॉस-सेक्शन की वर्तमान ताकत की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

जब एक कंडक्टर के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है, तो करंट कंडक्टर से प्रतिरोध का अनुभव करता है। प्रतिरोध का कारण कंडक्टर के पदार्थ के परमाणुओं और एक दूसरे के साथ आवेशों की परस्पर क्रिया है। प्रतिरोध की इकाई 1 ओम है। कंडक्टर प्रतिरोध आरसूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

कहाँ: एल- कंडक्टर की लंबाई, एसइसका पार-अनुभागीय क्षेत्र है, ρ - कंडक्टर सामग्री की प्रतिरोधकता (पदार्थ के घनत्व के साथ बाद के मूल्य को भ्रमित न करने के लिए सावधान रहें), जो वर्तमान के पारित होने का विरोध करने के लिए कंडक्टर सामग्री की क्षमता की विशेषता है। अर्थात्, यह एक पदार्थ की वही विशेषता है जो कई अन्य हैं: विशिष्ट ताप क्षमता, घनत्व, गलनांक, आदि। प्रतिरोधकता के मापन की इकाई 1 ओम मीटर है। किसी पदार्थ का विशिष्ट प्रतिरोध एक सारणीबद्ध मान है।

किसी चालक का प्रतिरोध उसके तापमान पर भी निर्भर करता है:

कहाँ: आर 0 - 0 डिग्री सेल्सियस पर कंडक्टर प्रतिरोध, टीडिग्री सेल्सियस में व्यक्त तापमान है, α प्रतिरोध का तापमान गुणांक है। यह प्रतिरोध में सापेक्ष परिवर्तन के बराबर है क्योंकि तापमान में 1 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि होती है। धातुओं के लिए, यह हमेशा शून्य से अधिक होता है, इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए, इसके विपरीत, यह हमेशा शून्य से कम होता है।

डीसी सर्किट में डायोड

डायोड- यह एक गैर-रैखिक सर्किट तत्व है, जिसका प्रतिरोध वर्तमान प्रवाह की दिशा पर निर्भर करता है। डायोड को निम्नानुसार नामित किया गया है:

डायोड के योजनाबद्ध प्रतीक में तीर दिखाता है कि यह किस दिशा में करंट पास करता है। इस मामले में, इसका प्रतिरोध शून्य है, और डायोड को केवल शून्य प्रतिरोध वाले कंडक्टर से बदला जा सकता है। यदि करंट डायोड से विपरीत दिशा में बहता है, तो डायोड में असीम रूप से बड़ा प्रतिरोध होता है, अर्थात यह बिल्कुल भी करंट पास नहीं करता है, और सर्किट में ब्रेक होता है। तब डायोड के साथ सर्किट के खंड को आसानी से पार किया जा सकता है, क्योंकि वर्तमान इसके माध्यम से प्रवाहित नहीं होता है।

ओम कानून। कंडक्टरों की श्रृंखला और समानांतर कनेक्शन

1826 में जर्मन भौतिक विज्ञानी जी ओम ने प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया कि वर्तमान ताकत मैं, प्रतिरोध के साथ एक सजातीय धातु कंडक्टर (यानी एक कंडक्टर जिसमें बाहरी बल कार्य नहीं करते हैं) के माध्यम से बह रहा है आर, वोल्टेज के आनुपातिक यूकंडक्टर के सिरों पर:

मूल्य आरबुलाया विद्युतीय प्रतिरोध. विद्युत प्रतिरोध वाले कंडक्टर को कहा जाता है अवरोध. यह अनुपात व्यक्त करता है सर्किट के एक सजातीय खंड के लिए ओम का नियम: एक कंडक्टर में करंट की ताकत लागू वोल्टेज के सीधे आनुपातिक होती है और कंडक्टर के प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

ओम के नियम का पालन करने वाले चालक कहलाते हैं रेखीय. वर्तमान ताकत की ग्राफिक निर्भरता मैंवोल्टेज से यू(इस तरह के रेखांकन को वर्तमान-वोल्टेज विशेषताएँ कहा जाता है, संक्षिप्त VAC) मूल से गुजरने वाली एक सीधी रेखा द्वारा दर्शाया गया है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ऐसी कई सामग्रियां और उपकरण हैं जो ओम के नियम का पालन नहीं करते हैं, जैसे अर्धचालक डायोड या गैस डिस्चार्ज लैंप। पर्याप्त रूप से उच्च धाराओं पर धातु कंडक्टरों के लिए भी, ओम के रैखिक कानून से विचलन देखा जाता है, क्योंकि बढ़ते तापमान के साथ धातु कंडक्टरों का विद्युत प्रतिरोध बढ़ता है।

विद्युत परिपथों में चालकों को दो प्रकार से जोड़ा जा सकता है: श्रृंखला और समानांतर. प्रत्येक विधि के अपने पैटर्न होते हैं।

1. सीरियल कनेक्शन के पैटर्न:

श्रृंखला से जुड़े प्रतिरोधों के कुल प्रतिरोध का सूत्र किसी भी संख्या में कंडक्टरों के लिए मान्य है। यदि सर्किट श्रृंखला में जुड़ा हुआ है एनसमान प्रतिरोध आर, फिर कुल प्रतिरोध आर 0 सूत्र द्वारा पाया जाता है:

2. समानांतर कनेक्शन के पैटर्न:

समानांतर में जुड़े प्रतिरोधों के कुल प्रतिरोध का सूत्र किसी भी कंडक्टर के लिए मान्य है। यदि सर्किट समानांतर में जुड़ा हुआ है एनसमान प्रतिरोध आर, फिर कुल प्रतिरोध आर 0 सूत्र द्वारा पाया जाता है:

विद्युत मापने के उपकरण

DC विद्युत परिपथों में वोल्टता तथा धारा मापने के लिए विशेष उपकरणों का प्रयोग किया जाता है - वोल्टमीटरऔर एमीटर.

वाल्टमीटरइसके टर्मिनलों पर लागू संभावित अंतर को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया। यह सर्किट के उस खंड के साथ समानांतर में जुड़ा हुआ है जिस पर संभावित अंतर मापा जाता है। किसी भी वाल्टमीटर में कुछ आंतरिक प्रतिरोध होता है। आरबी। वाल्टमीटर के लिए मापा सर्किट से कनेक्ट होने पर धाराओं का ध्यान देने योग्य पुनर्वितरण शुरू नहीं करने के लिए, इसका आंतरिक प्रतिरोध सर्किट के अनुभाग के प्रतिरोध की तुलना में बड़ा होना चाहिए जिससे यह जुड़ा हुआ है।

एम्मिटरसर्किट में करंट को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया। एमीटर को विद्युत परिपथ में ब्रेक के साथ श्रृंखला में जोड़ा जाता है ताकि संपूर्ण मापी गई धारा इससे होकर गुजरे। एमीटर में कुछ आंतरिक प्रतिरोध भी होता है। आरएक। वाल्टमीटर के विपरीत, पूरे सर्किट के कुल प्रतिरोध की तुलना में एक एमीटर का आंतरिक प्रतिरोध पर्याप्त रूप से छोटा होना चाहिए।

ईएमएफ। पूर्ण परिपथ के लिए ओम का नियम

प्रत्यक्ष धारा के अस्तित्व के लिए, गैर-इलेक्ट्रोस्टैटिक मूल के बलों के काम के कारण सर्किट के वर्गों में संभावित अंतर बनाने और बनाए रखने में सक्षम विद्युत बंद सर्किट में एक उपकरण होना आवश्यक है। ऐसे उपकरण कहलाते हैं प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत. वर्तमान स्रोतों से मुक्त आवेश वाहकों पर कार्य करने वाले गैर-इलेक्ट्रोस्टैटिक मूल के बल कहलाते हैं बाहरी ताकतें.

बाहरी शक्तियों की प्रकृति भिन्न हो सकती है। गैल्वेनिक कोशिकाओं या बैटरियों में, वे विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं, डीसी जनरेटर में, बाहरी बल तब उत्पन्न होते हैं जब कंडक्टर चुंबकीय क्षेत्र में चलते हैं। बाहरी बलों की कार्रवाई के तहत, विद्युत आवेश इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की शक्तियों के विरुद्ध वर्तमान स्रोत के अंदर चले जाते हैं, जिसके कारण एक बंद सर्किट में एक निरंतर विद्युत प्रवाह बनाए रखा जा सकता है।

जब विद्युत आवेश एक डीसी सर्किट के साथ चलते हैं, तो वर्तमान स्रोतों के अंदर काम करने वाली बाहरी शक्तियाँ काम करती हैं। कार्य के अनुपात के बराबर भौतिक मात्रा एचार्ज चलते समय सेंट बाहरी बल क्यूवर्तमान स्रोत के ऋणात्मक ध्रुव से धनात्मक से इस आवेश के मान को कहा जाता है स्रोत इलेक्ट्रोमोटिव बल (EMF):

इस प्रकार, ईएमएफ एक सकारात्मक चार्ज को स्थानांतरित करते समय बाहरी शक्तियों द्वारा किए गए कार्य से निर्धारित होता है। इलेक्ट्रोमोटिव बल, संभावित अंतर की तरह, वोल्ट (V) में मापा जाता है।

पूर्ण (बंद) सर्किट के लिए ओम का नियम:एक बंद सर्किट में वर्तमान ताकत सर्किट के कुल (आंतरिक + बाहरी) प्रतिरोध द्वारा विभाजित स्रोत के इलेक्ट्रोमोटिव बल के बराबर है:

प्रतिरोध आर- वर्तमान स्रोत का आंतरिक (आंतरिक) प्रतिरोध (स्रोत की आंतरिक संरचना पर निर्भर करता है)। प्रतिरोध आर- भार प्रतिरोध (बाहरी सर्किट प्रतिरोध)।

बाहरी सर्किट में वोल्टेज ड्रॉपजबकि बराबर (इसे भी कहा जाता है स्रोत टर्मिनलों पर वोल्टेज):

यह समझना और याद रखना महत्वपूर्ण है: ईएमएफ और वर्तमान स्रोत का आंतरिक प्रतिरोध तब नहीं बदलता है जब विभिन्न भार जुड़े होते हैं।

यदि लोड प्रतिरोध शून्य है (स्रोत अपने आप बंद हो जाता है) या स्रोत प्रतिरोध से बहुत कम है, तो सर्किट प्रवाहित होगा शॉर्ट सर्किट करेंट:

शॉर्ट सर्किट करंट - अधिकतम करंट जो किसी दिए गए स्रोत से इलेक्ट्रोमोटिव बल के साथ प्राप्त किया जा सकता है ε और आंतरिक प्रतिरोध आर. कम आंतरिक प्रतिरोध वाले स्रोतों के लिए, शॉर्ट-सर्किट करंट बहुत बड़ा हो सकता है, और विद्युत सर्किट या स्रोत के विनाश का कारण बन सकता है। उदाहरण के लिए, ऑटोमोबाइल में उपयोग की जाने वाली लेड-एसिड बैटरी में कई सौ एम्पीयर का शॉर्ट सर्किट करंट हो सकता है। विशेष रूप से खतरनाक सबस्टेशनों (हजारों एम्पीयर) द्वारा संचालित प्रकाश नेटवर्क में शॉर्ट सर्किट हैं। ऐसी उच्च धाराओं के विनाशकारी प्रभाव से बचने के लिए, फ़्यूज़ या विशेष सर्किट ब्रेकर को सर्किट में शामिल किया जाता है।

एक सर्किट में एकाधिक ईएमएफ स्रोत

अगर सर्किट शामिल है कई ईएमएफ श्रृंखला में जुड़े हुए हैं, वह:

1. स्रोतों के सही (एक स्रोत का सकारात्मक ध्रुव दूसरे के नकारात्मक से जुड़ा हुआ है) के साथ, सभी स्रोतों का कुल ईएमएफ और उनका आंतरिक प्रतिरोध सूत्रों द्वारा पाया जा सकता है:

उदाहरण के लिए, स्रोतों का ऐसा कनेक्शन रिमोट कंट्रोल, कैमरे और अन्य घरेलू उपकरणों में किया जाता है जो कई बैटरी पर काम करते हैं।

2. यदि स्रोत गलत तरीके से जुड़े हुए हैं (स्रोत समान ध्रुवों से जुड़े हुए हैं), तो उनके कुल ईएमएफ और प्रतिरोध की गणना सूत्रों द्वारा की जाती है:

दोनों ही मामलों में, स्रोतों का कुल प्रतिरोध बढ़ जाता है।

पर समानांतर कनेक्शनयह केवल एक ही ईएमएफ के साथ स्रोतों को जोड़ने के लिए समझ में आता है, अन्यथा स्रोत एक दूसरे में विसर्जित हो जाएंगे। इस प्रकार, कुल EMF प्रत्येक स्रोत के EMF के समान होगा, अर्थात समानांतर कनेक्शन के साथ, हमें बड़ी EMF वाली बैटरी नहीं मिलेगी। यह स्रोतों की बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को कम करता है, जिससे आप सर्किट में अधिक करंट और पावर प्राप्त कर सकते हैं:

यह स्रोतों के समानांतर संबंध का अर्थ है। किसी भी स्थिति में, समस्याओं को हल करते समय, आपको पहले कुल ईएमएफ और परिणामी स्रोत के कुल आंतरिक प्रतिरोध का पता लगाना होगा, और फिर पूरे सर्किट के लिए ओम का नियम लिखना होगा।

कार्य और वर्तमान शक्ति। जूल-लेनज़ कानून

काम एविद्युत प्रवाह मैंप्रतिरोध के साथ एक निश्चित कंडक्टर के माध्यम से बह रहा है आर, गर्मी में परिवर्तित क्यू, जो कंडक्टर पर खड़ा है। इस कार्य की गणना किसी एक सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है (ओम के नियम को ध्यान में रखते हुए, वे सभी एक दूसरे से अनुसरण करते हैं):

धारा के कार्य को उष्मा में परिवर्तित करने का नियम स्वतंत्र रूप से जे. जूल और ई. लेन्ज़ द्वारा स्थापित किया गया था और इसे कहा जाता है जूल-लेनज़ कानून. विद्युत प्रवाह शक्तिवर्तमान के काम के अनुपात के बराबर एसमय अंतराल के लिए Δ टी, जिसके लिए यह काम किया गया था, इसलिए इसकी गणना निम्न सूत्रों का उपयोग करके की जा सकती है:

SI में विद्युत प्रवाह का कार्य, हमेशा की तरह, जूल (J), शक्ति - वाट (W) में व्यक्त किया जाता है।

बंद सर्किट ऊर्जा संतुलन

अब एक पूर्ण डीसी सर्किट पर विचार करें जिसमें इलेक्ट्रोमोटिव बल वाला स्रोत शामिल है ε और आंतरिक प्रतिरोध आरऔर प्रतिरोध के साथ एक बाहरी सजातीय क्षेत्र आर. इस मामले में, बाहरी सर्किट में जारी उपयोगी शक्ति या शक्ति है:

स्रोत की अधिकतम संभव उपयोगी शक्ति प्राप्त की जाती है यदि आर = आरऔर इसके बराबर है:

यदि, विभिन्न प्रतिरोधों के एक ही वर्तमान स्रोत से जुड़े होने पर आर 1 और आरउन्हें 2 समान शक्तियाँ आवंटित की जाती हैं, तो इस वर्तमान स्रोत का आंतरिक प्रतिरोध सूत्र द्वारा पाया जा सकता है:

बिजली की हानि या वर्तमान स्रोत के अंदर बिजली:

वर्तमान स्रोत द्वारा विकसित कुल शक्ति:

वर्तमान स्रोत दक्षता:

इलेक्ट्रोलीज़

इलेक्ट्रोलाइट्सइसे प्रवाहकीय मीडिया कहने की प्रथा है जिसमें विद्युत प्रवाह का प्रवाह पदार्थ के हस्तांतरण के साथ होता है। इलेक्ट्रोलाइट्स में मुक्त आवेशों के वाहक धनात्मक और ऋणात्मक रूप से आवेशित आयन होते हैं। इलेक्ट्रोलाइट्स में पिघली हुई अवस्था में मेटलॉइड्स के साथ-साथ कुछ ठोस पदार्थों के साथ धातुओं के कई यौगिक शामिल हैं। हालांकि, प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रोलाइट्स के मुख्य प्रतिनिधि अकार्बनिक एसिड, लवण और क्षार के जलीय घोल हैं।

इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से विद्युत प्रवाह का मार्ग इलेक्ट्रोड पर पदार्थ की रिहाई के साथ होता है। इस घटना को नाम दिया गया है इलेक्ट्रोलीज़.

इलेक्ट्रोलाइट्स में विद्युत प्रवाह विपरीत दिशाओं में दोनों चिह्नों के आयनों की गति है। सकारात्मक आयन नकारात्मक इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ते हैं ( कैथोड), नकारात्मक आयन - सकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए ( एनोड). कुछ तटस्थ अणुओं के टूटने के परिणामस्वरूप लवण, अम्ल और क्षार के जलीय घोल में दोनों संकेतों के आयन दिखाई देते हैं। इस घटना को कहा जाता है इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण.

इलेक्ट्रोलिसिस का नियम 1833 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी एम। फैराडे द्वारा प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया था। फैराडे का नियमइलेक्ट्रोलिसिस के दौरान इलेक्ट्रोड पर जारी प्राथमिक उत्पादों की मात्रा निर्धारित करता है। अतः द्रव्यमान एमइलेक्ट्रोड पर छोड़ा गया पदार्थ आवेश के सीधे आनुपातिक होता है क्यूइलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से पारित:

मूल्य कबुलाया विद्युत रासायनिक समकक्ष. इसकी गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

कहाँ: एनपदार्थ की वैलेंस है, एनए अवोगाद्रो स्थिरांक है, एमपदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान है, इप्राथमिक शुल्क है। कभी-कभी फैराडे स्थिरांक के लिए निम्नलिखित अंकन भी प्रस्तुत किया जाता है:

गैसों और निर्वात में विद्युत प्रवाह

गैसों में विद्युत प्रवाह

सामान्य परिस्थितियों में, गैसें बिजली का संचालन नहीं करती हैं। यह गैस अणुओं की विद्युत तटस्थता और इसके परिणामस्वरूप विद्युत आवेश वाहकों की अनुपस्थिति के कारण है। गैस को कंडक्टर बनने के लिए, अणुओं से एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों को अलग करना होगा। फिर मुक्त आवेश वाहक होंगे - इलेक्ट्रॉन और धनात्मक आयन। यह प्रक्रिया कहलाती है गैस आयनीकरण.

गैस के अणुओं को बाहरी प्रभाव से आयनित करना संभव है - ionizer. Ionizers हो सकते हैं: प्रकाश की एक धारा, एक्स-रे, एक इलेक्ट्रॉन धारा या α -कण। उच्च तापमान पर गैस के अणु भी आयनित होते हैं। Ionization गैसों में मुक्त आवेश वाहकों की उपस्थिति की ओर जाता है - इलेक्ट्रॉन, धनात्मक आयन, ऋणात्मक आयन (एक इलेक्ट्रॉन एक तटस्थ अणु के साथ संयुक्त)।

यदि आयनित गैस के कब्जे वाले स्थान में एक विद्युत क्षेत्र बनाया जाता है, तो विद्युत आवेशों के वाहक एक व्यवस्थित तरीके से चलना शुरू कर देंगे - इस प्रकार गैसों में विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। यदि आयनकार काम करना बंद कर देता है, तो गैस फिर से तटस्थ हो जाती है, क्योंकि पुनर्संयोजन- आयनों और इलेक्ट्रॉनों द्वारा तटस्थ परमाणुओं का निर्माण।

निर्वात में विद्युत धारा

निर्वात एक गैस की दुर्लभता की एक ऐसी डिग्री है जिस पर कोई अपने अणुओं के बीच टकराव की उपेक्षा कर सकता है और यह मान सकता है कि जिस बर्तन में गैस स्थित है, उसके रैखिक आयामों से अधिक मुक्त पथ है।

निर्वात में विद्युत प्रवाह को निर्वात अवस्था में इंटरइलेक्ट्रोड गैप की चालकता कहा जाता है। इस मामले में, गैस के अणु इतने कम होते हैं कि उनके आयनीकरण की प्रक्रिया इतनी संख्या में इलेक्ट्रॉनों और आयनों को प्रदान नहीं कर सकती है जो आयनीकरण के लिए आवश्यक हैं। निर्वात में इंटरइलेक्ट्रोड गैप की चालकता केवल आवेशित कणों की मदद से सुनिश्चित की जा सकती है जो इलेक्ट्रोड पर उत्सर्जन घटना के कारण उत्पन्न हुए हैं।

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भौतिकी और गणित में सीटी की सफलतापूर्वक तैयारी कैसे करें?

भौतिकी और गणित में CT की सफलतापूर्वक तैयारी करने के लिए, अन्य बातों के अलावा, तीन महत्वपूर्ण शर्तों को पूरा करना होगा:

1. सभी विषयों का अध्ययन करें और इस साइट पर अध्ययन सामग्री में दिए गए सभी परीक्षणों और कार्यों को पूरा करें। ऐसा करने के लिए, आपको कुछ भी नहीं चाहिए, अर्थात्: भौतिकी और गणित में सीटी की तैयारी के लिए हर दिन तीन से चार घंटे समर्पित करना, सिद्धांत का अध्ययन करना और समस्याओं को हल करना। तथ्य यह है कि सीटी एक ऐसी परीक्षा है जहां केवल भौतिकी या गणित को जानना ही काफी नहीं है, आपको विभिन्न विषयों और बदलती जटिलता पर बड़ी संख्या में समस्याओं को जल्दी और बिना असफलता के हल करने में सक्षम होने की भी आवश्यकता है। उत्तरार्द्ध को केवल हजारों समस्याओं को हल करके ही सीखा जा सकता है।
2. भौतिकी में सभी सूत्र और कानून और गणित में सूत्र और विधियाँ सीखें। वास्तव में, ऐसा करना भी बहुत सरल है, भौतिकी में लगभग 200 आवश्यक सूत्र हैं, और गणित में थोड़ा कम भी। इनमें से प्रत्येक विषय में बुनियादी स्तर की जटिलता की समस्याओं को हल करने के लिए लगभग एक दर्जन मानक तरीके हैं, जिन्हें सीखा भी जा सकता है, और इस प्रकार, पूरी तरह से स्वचालित रूप से और बिना किसी कठिनाई के, अधिकांश डिजिटल परिवर्तन को सही समय पर हल किया जा सकता है। उसके बाद आपको केवल सबसे कठिन कार्यों के बारे में सोचना होगा।
3. भौतिकी और गणित में पूर्वाभ्यास परीक्षण के सभी तीन चरणों में भाग लें। दोनों विकल्पों को हल करने के लिए प्रत्येक RT पर दो बार जाया जा सकता है। फिर से, सीटी पर, समस्याओं को जल्दी और कुशलता से हल करने की क्षमता और सूत्रों और विधियों के ज्ञान के अलावा, समय की सही योजना बनाने, बलों को वितरित करने और सबसे महत्वपूर्ण रूप से उत्तर फॉर्म को सही ढंग से भरने में सक्षम होना भी आवश्यक है। , बिना उत्तर और कार्यों की संख्या, या अपने स्वयं के नाम को भ्रमित किए बिना। इसके अलावा, आरटी के दौरान, कार्यों में प्रश्नों को प्रस्तुत करने की शैली के लिए अभ्यस्त होना महत्वपूर्ण है, जो डीटी पर एक अप्रस्तुत व्यक्ति के लिए बहुत ही असामान्य लग सकता है।

इन तीन बिंदुओं का सफल, मेहनती और जिम्मेदार कार्यान्वयन आपको सीटी पर एक उत्कृष्ट परिणाम दिखाने की अनुमति देगा, जितना आप कर सकते हैं उतना अधिकतम।

त्रुटि मिली?

यदि आप, जैसा कि आपको लगता है, प्रशिक्षण सामग्री में कोई त्रुटि पाई गई है, तो कृपया इसके बारे में मेल द्वारा लिखें। आप सोशल नेटवर्क () पर त्रुटि के बारे में भी लिख सकते हैं। पत्र में, विषय (भौतिकी या गणित), विषय या परीक्षण का नाम या संख्या, कार्य की संख्या, या पाठ (पृष्ठ) में वह स्थान इंगित करें जहाँ, आपकी राय में, कोई त्रुटि है। यह भी बताएं कि कथित त्रुटि क्या है। आपके पत्र पर किसी का ध्यान नहीं जाएगा, त्रुटि को या तो ठीक कर लिया जाएगा, या आपको समझाया जाएगा कि यह गलती क्यों नहीं है।