विद्युत प्रवाह की मूल अवधारणाएँ। विद्युत प्रवाह की परिभाषा

जब एक व्यक्ति ने विद्युत प्रवाह बनाना और उसका उपयोग करना सीखा, तो उसके जीवन की गुणवत्ता में नाटकीय रूप से वृद्धि हुई। अब बिजली का महत्व हर साल बढ़ता ही जा रहा है। बिजली से संबंधित अधिक जटिल मुद्दों को समझने के लिए, आपको पहले यह समझना होगा कि विद्युत प्रवाह क्या है।

वर्तमान क्या है

विद्युत प्रवाह की परिभाषा चलती वाहक कणों की एक निर्देशित धारा के रूप में इसका प्रतिनिधित्व है, सकारात्मक या नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है। चार्ज वाहक हो सकते हैं:

• धातुओं में गतिमान ऋणावेशित इलेक्ट्रॉन;
• तरल पदार्थ या गैसों में आयन;
• अर्धचालकों में गतिमान इलेक्ट्रॉनों से धनावेशित छिद्र।

वर्तमान क्या है यह एक विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति से निर्धारित होता है। इसके बिना, आवेशित कणों का एक निर्देशित प्रवाह उत्पन्न नहीं होगा।

विद्युत प्रवाह की अवधारणाइसकी अभिव्यक्तियों को सूचीबद्ध किए बिना अधूरा होगा:

1. कोई भी विद्युत प्रवाह एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ होता है;
2. जैसे ही वे गुजरते हैं कंडक्टर गर्म हो जाते हैं;
3. इलेक्ट्रोलाइट्स रासायनिक संरचना को बदलते हैं।

कंडक्टर और अर्धचालक

विद्युत धारा केवल एक संवाहक माध्यम में ही मौजूद हो सकती है, लेकिन इसके प्रवाह की प्रकृति भिन्न होती है:

1. धात्विक चालकों में मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं जो विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में गति करने लगते हैं। जब तापमान बढ़ता है, तो कंडक्टरों का प्रतिरोध भी बढ़ जाता है, क्योंकि गर्मी अराजक तरीके से परमाणुओं की गति को बढ़ाती है, जो मुक्त इलेक्ट्रॉनों के साथ हस्तक्षेप करती है;
2. इलेक्ट्रोलाइट्स द्वारा गठित एक तरल माध्यम में, उभरता हुआ विद्युत क्षेत्र पृथक्करण की प्रक्रिया का कारण बनता है - धनायनों और आयनों का निर्माण, जो आवेश के संकेत के आधार पर सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुवों (इलेक्ट्रोड) की ओर बढ़ते हैं। इलेक्ट्रोलाइट को गर्म करने से अणुओं के अधिक सक्रिय अपघटन के कारण प्रतिरोध में कमी आती है;

महत्वपूर्ण!इलेक्ट्रोलाइट ठोस हो सकता है, लेकिन इसमें प्रवाह की प्रकृति तरल के समान होती है।

1. गैसीय माध्यम को गति में आने वाले आयनों की उपस्थिति की भी विशेषता है। प्लाज्मा बनता है। विकिरण निर्देशित गति में भाग लेने वाले मुक्त इलेक्ट्रॉनों को भी जन्म देता है;
2. निर्वात में विद्युत धारा बनाते समय, ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पर छोड़े गए इलेक्ट्रॉन धनात्मक की ओर बढ़ते हैं;
3. अर्धचालकों में, मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं जो गर्म होने से बंधन तोड़ते हैं। उनके स्थान पर छेद होते हैं जिन पर धन चिह्न के साथ आवेश होता है। छेद और इलेक्ट्रॉन निर्देशित गति बनाने में सक्षम हैं।

गैर-प्रवाहकीय मीडिया को ढांकता हुआ कहा जाता है।

महत्वपूर्ण!धारा की दिशा धनात्मक चिह्न के साथ आवेश-वाहक कणों की गति की दिशा से मेल खाती है।

वर्तमान का प्रकार

1. नियत। यह वर्तमान और दिशा के निरंतर मात्रात्मक मूल्य की विशेषता है;
2. चर। समय के साथ, समय-समय पर इसकी विशेषताओं को बदलता है। पैरामीटर बदलने के आधार पर इसे कई किस्मों में बांटा गया है। मुख्य रूप से, वर्तमान का मात्रात्मक मूल्य और इसकी दिशा एक साइनसॉइड के साथ भिन्न होती है;
3. एड़ी धाराएं। तब होता है जब चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन होता है। ध्रुवों के बीच गति किए बिना बंद परिपथों का निर्माण करें। एड़ी की धाराएँ तीव्र ऊष्मा उत्पन्न करती हैं, परिणामस्वरूप, हानियाँ बढ़ जाती हैं। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक कॉइल के कोर में, वे एक ठोस के बजाय अलग-अलग इंसुलेटेड प्लेटों के डिज़ाइन का उपयोग करके सीमित होते हैं।

विद्युत सर्किट के लक्षण

1. वर्तमान ताकत। यह कंडक्टरों के क्रॉस सेक्शन के ऊपर एक अस्थायी इकाई में जाने वाले चार्ज का एक मात्रात्मक माप है। आवेशों को कूलम्ब (C) में मापा जाता है, समय की इकाई दूसरी होती है। वर्तमान ताकत सी / एस है। परिणामी अनुपात को एम्पीयर (ए) कहा जाता था, जिसमें धारा का मात्रात्मक मूल्य मापा जाता है। मापने वाला उपकरण विद्युत कनेक्शन के सर्किट से श्रृंखला में जुड़ा एक एमीटर है;
2. शक्ति। कंडक्टर में विद्युत प्रवाह को माध्यम के प्रतिरोध को दूर करना चाहिए। एक निश्चित समय अवधि के दौरान इसे दूर करने के लिए खर्च किया गया कार्य शक्ति होगा। ऐसे में विद्युत का अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तन - कार्य किया जाता है। पावर करंट की ताकत, वोल्टेज पर निर्भर करता है। उनका उत्पाद सक्रिय शक्ति का निर्धारण करेगा। जब दूसरी बार गुणा किया जाता है, तो ऊर्जा की खपत प्राप्त होती है - मीटर क्या दिखाता है। शक्ति को वोल्टेम्पेयर (VA, kVA, mVA) या वाट (W, kW, mW) में मापा जा सकता है;
3. वोल्टेज। तीन सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक। करंट के प्रवाह के लिए, विद्युत कनेक्शन के बंद सर्किट के दो बिंदुओं के बीच एक संभावित अंतर बनाना आवश्यक है। एकल आवेश वाहक की गति के दौरान विद्युत क्षेत्र द्वारा उत्पादित कार्य द्वारा वोल्टेज की विशेषता होती है। सूत्र के अनुसार, वोल्टेज की इकाई J/C है, जो एक वोल्ट (V) से मेल खाती है। मापने वाला उपकरण एक वाल्टमीटर है, जो समानांतर में जुड़ा हुआ है;
4. प्रतिरोध। यह विद्युत प्रवाह को पारित करने के लिए कंडक्टरों की क्षमता की विशेषता है। यह कंडक्टर सामग्री, लंबाई और इसके खंड के क्षेत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है। माप ओम (ओम) में है।

विद्युत प्रवाह के लिए कानून

विद्युत परिपथों की गणना तीन मुख्य नियमों का उपयोग करके की जाती है:

1. ओम का नियम। 19वीं शताब्दी की शुरुआत में एक जर्मन भौतिक विज्ञानी द्वारा प्रत्यक्ष धारा के लिए इसका शोध और सूत्रीकरण किया गया था, फिर इसे प्रत्यावर्ती धारा पर भी लागू किया गया था। यह करंट, वोल्टेज और रेजिस्टेंस के बीच संबंध स्थापित करता है। ओम के नियम के आधार पर लगभग किसी भी विद्युत परिपथ की गणना की जाती है। मूल सूत्र: I \u003d U / R, या वर्तमान ताकत वोल्टेज के सीधे अनुपात में है और प्रतिरोध के विपरीत है;

1. फैराडे का नियम। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण को संदर्भित करता है। कंडक्टरों में आगमनात्मक धाराओं की उपस्थिति एक चुंबकीय प्रवाह के प्रभाव के कारण होती है जो एक बंद सर्किट में ईएमएफ (इलेक्ट्रोमोटिव बल) के शामिल होने के कारण समय के साथ बदलता है। प्रेरित ईएमएफ मापांक, वोल्ट में मापा जाता है, उस दर के समानुपाती होता है जिस पर चुंबकीय प्रवाह बदलता है। प्रेरण के कानून के लिए धन्यवाद, जनरेटर जो बिजली का काम करते हैं;
2. जूल-लेन्ज़ कानून। कंडक्टरों के हीटिंग की गणना करते समय यह महत्वपूर्ण है, जिसका उपयोग हीटिंग, प्रकाश जुड़नार और अन्य विद्युत उपकरणों के डिजाइन और निर्माण के लिए किया जाता है। कानून आपको विद्युत प्रवाह के पारित होने के दौरान जारी गर्मी की मात्रा निर्धारित करने की अनुमति देता है:

जहाँ I प्रवाहित धारा की शक्ति है, R प्रतिरोध है, t समय है।

वातावरण में बिजली

वातावरण में एक विद्युत क्षेत्र मौजूद हो सकता है, आयनीकरण प्रक्रियाएं होती हैं। यद्यपि उनकी घटना की प्रकृति पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है, विभिन्न व्याख्यात्मक परिकल्पनाएं हैं। सबसे लोकप्रिय एक संधारित्र है, जो वातावरण में बिजली का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक एनालॉग के रूप में है। इसकी प्लेटें पृथ्वी की सतह और आयनमंडल को चिह्नित कर सकती हैं, जिसके बीच एक ढांकता हुआ परिसंचारी - वायु।

वायुमंडलीय बिजली के प्रकार:

1. गरज। एक दृश्यमान चमक और गड़गड़ाहट के साथ बिजली। 500,000 ए की वर्तमान ताकत पर बिजली का वोल्टेज सैकड़ों मिलियन वोल्ट तक पहुंचता है;

1. सेंट एल्मो की आग। तारों, मस्तूलों के आसपास उत्पन्न बिजली का कोरोना डिस्चार्ज;
2. गेंद का चमकना। एक गेंद के रूप में निर्वहन, हवा के माध्यम से चलती है;
3. ध्रुवीय रोशनी। अंतरिक्ष से प्रवेश करने वाले आवेशित कणों के प्रभाव में पृथ्वी के आयनमंडल की बहुरंगी चमक।

एक व्यक्ति जीवन के सभी क्षेत्रों में विद्युत प्रवाह के लाभकारी गुणों का उपयोग करता है:

• प्रकाश;
• सिग्नल ट्रांसमिशन: टेलीफोन, रेडियो, टेलीविजन, टेलीग्राफ;
• इलेक्ट्रिक ट्रांसपोर्ट: ट्रेन, इलेक्ट्रिक कार, ट्राम, ट्रॉलीबस;
• एक आरामदायक माइक्रॉक्लाइमेट का निर्माण: हीटिंग और एयर कंडीशनिंग;
• चिकित्सकीय संसाधन;
• घरेलू उपयोग: विद्युत उपकरण;
• कंप्यूटर और मोबाइल डिवाइस;
• उद्योग: मशीन टूल्स और उपकरण;
• इलेक्ट्रोलिसिस: एल्यूमीनियम, जस्ता, मैग्नीशियम और अन्य पदार्थ प्राप्त करना।

विद्युत खतरा

सुरक्षात्मक उपकरणों के बिना विद्युत प्रवाह का सीधा संपर्क मनुष्यों के लिए घातक है। कई प्रकार के प्रभाव संभव हैं:

• थर्मल बर्न;
• इसकी संरचना में बदलाव के साथ रक्त और लसीका का इलेक्ट्रोलाइटिक विभाजन;
• ऐंठन वाली मांसपेशियों के संकुचन कार्डियक फिब्रिलेशन को उसके पूर्ण विराम तक भड़का सकते हैं, श्वसन प्रणाली के कामकाज को बाधित कर सकते हैं।

महत्वपूर्ण!एक व्यक्ति द्वारा महसूस किया गया करंट 1 mA के मान से शुरू होता है, यदि वर्तमान मान 25 mA है, तो शरीर में गंभीर नकारात्मक परिवर्तन संभव हैं।

विद्युत धारा की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि यह एक व्यक्ति के लिए उपयोगी कार्य कर सकती है: एक घर जलाना, कपड़े धोना और सुखाना, रात का खाना पकाना, घर को गर्म करना। अब सूचना के प्रसारण में इसके उपयोग का एक महत्वपूर्ण स्थान है, हालाँकि इसके लिए बिजली की बड़ी खपत की आवश्यकता नहीं होती है।

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विद्युत धारा का उपयोग अब हर भवन में होता है, जानने के लिए वर्तमान विशेषताएंघर में बिजली के नेटवर्क में, आपको हमेशा याद रखना चाहिए कि यह जीवन के लिए खतरा है।

विद्युत प्रवाह एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में विद्युत आवेशों (गैसों - आयनों और इलेक्ट्रॉनों में, धातुओं - इलेक्ट्रॉनों में) के निर्देशित आंदोलन का प्रभाव है।

क्षेत्र के साथ धनात्मक आवेशों की गति क्षेत्र के विरुद्ध ऋणात्मक आवेशों की गति के बराबर होती है।

आमतौर पर, विद्युत आवेश की दिशा को धनात्मक आवेश की दिशा के रूप में लिया जाता है।

• वर्तमान शक्ति;
• वोल्टेज;
• वर्तमान ताकत;
• वर्तमान प्रतिरोध।

वर्तमान शक्ति।

विद्युत प्रवाह की शक्तिवर्तमान द्वारा किए गए कार्य का उस समय से अनुपात है जिसके दौरान यह कार्य किया गया था।

सर्किट के एक खंड में विद्युत प्रवाह विकसित करने की शक्ति इस खंड में वर्तमान और वोल्टेज के परिमाण के सीधे आनुपातिक होती है। पावर (इलेक्ट्रिक-थ्री-चे-स्काई और मी-हा-नो-चे-स्काई) फ्रॉम-मी-रया-एट-ज़िया इन वाट्स (डब्ल्यू)।

वर्तमान शक्तिसर्किट में विद्युत-त्रि-चे-वें धारा के प्रो-द-का-निया के समय पर निर्भर नहीं करता है, लेकिन परिभाषित-दे-ला-इस-स्या को प्रो-ऑफ-वे-डे-ने के रूप में परिभाषित करता है वर्तमान ताकत के लिए वोल्टेज।

वोल्टेज।

विद्युत वोल्टेजएक मान है जो दर्शाता है कि किसी आवेश को एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर ले जाने पर विद्युत क्षेत्र ने कितना कार्य किया है। इस मामले में, सर्किट के विभिन्न हिस्सों में वोल्टेज अलग-अलग होगा।

उदाहरण के लिए: खाली तार के खंड पर वोल्टेज बहुत छोटा होगा, और किसी भी भार वाले खंड पर वोल्टेज बहुत अधिक होगा, और वोल्टेज का परिमाण वर्तमान द्वारा किए गए कार्य की मात्रा पर निर्भर करेगा। वोल्ट (1 वी) में वोल्टेज को मापें। वोल्टेज निर्धारित करने के लिए, एक सूत्र है: यू \u003d ए / क्यू, जहां

• यू - वोल्टेज,
• A, आवेश q को परिपथ के एक निश्चित भाग में ले जाने के लिए धारा द्वारा किया गया कार्य है।

वर्तमान ताकत।

वर्तमान ताकतचालक के अनुप्रस्थ काट से प्रवाहित होने वाले आवेशित कणों की संख्या कहलाती है।

परिभाषा से वर्तमान ताकतवोल्टेज के सीधे आनुपातिक और प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती।

विद्युत प्रवाह की ताकतएमीटर नामक यंत्र से मापा जाता है। विद्युत प्रवाह की मात्रा (आवेश की मात्रा) को एम्पीयर में मापा जाता है। परिवर्तन की इकाई के लिए अंकन की सीमा बढ़ाने के लिए, माइक्रो-माइक्रोएम्पियर (μA), मील - मिलीएम्प (एमए) जैसे बहुलता उपसर्ग हैं। अन्य उपसर्गों का प्रयोग दैनिक जीवन में नहीं किया जाता है। उदाहरण के लिए: वे "दस हजार एम्पीयर" कहते और लिखते हैं, लेकिन वे कभी 10 किलोएम्पियर नहीं कहते या लिखते हैं। रोजमर्रा की जिंदगी में ऐसे मूल्यों का उपयोग नहीं किया जाता है। नैनोएम्प्स के बारे में भी यही कहा जा सकता है। आमतौर पर वे 1 × 10-9 Amps कहते और लिखते हैं।

वर्तमान प्रतिरोध।

विद्युतीय प्रतिरोधएक भौतिक मात्रा कहलाती है जो कंडक्टर के गुणों को दर्शाती है जो विद्युत प्रवाह के पारित होने को रोकती है और कंडक्टर के सिरों पर वोल्टेज के अनुपात के बराबर होती है जो इसके माध्यम से बहने वाली धारा की ताकत के बराबर होती है।

एसी सर्किट और वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के प्रतिरोध को प्रतिबाधा और तरंग प्रतिरोध के संदर्भ में वर्णित किया गया है। वर्तमान प्रतिरोध(अक्सर अक्षर R या r द्वारा निरूपित) को किसी निश्चित सीमा के भीतर, किसी दिए गए कंडक्टर के लिए एक स्थिर मान, धारा का प्रतिरोध माना जाता है। नीचे विद्युतीय प्रतिरोधकंडक्टर के सिरों पर वोल्टेज के अनुपात को कंडक्टर के माध्यम से बहने वाली धारा की ताकत के अनुपात को समझें।

एक प्रवाहकीय माध्यम में विद्युत प्रवाह की घटना के लिए शर्तें:

1) मुक्त आवेशित कणों की उपस्थिति;

2) यदि कोई विद्युत क्षेत्र है (कंडक्टर के दो बिंदुओं के बीच एक संभावित अंतर है)।

एक प्रवाहकीय सामग्री पर विद्युत प्रवाह के प्रभाव के प्रकार।

1) रासायनिक - कंडक्टरों की रासायनिक संरचना में परिवर्तन (मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलाइट्स में होता है);

2) थर्मल - जिस सामग्री से करंट प्रवाहित होता है उसे गर्म किया जाता है (यह प्रभाव सुपरकंडक्टर्स में अनुपस्थित है);

3) चुंबकीय - एक चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति (सभी कंडक्टरों में होती है)।

वर्तमान की मुख्य विशेषताएं।

1. वर्तमान शक्ति को I अक्षर से निरूपित किया जाता है - यह समय t में कंडक्टर से गुजरने वाली बिजली Q की मात्रा के बराबर है।

मैं = क्यू / टी

वर्तमान ताकत एक एमीटर द्वारा निर्धारित की जाती है।

वोल्टेज एक वाल्टमीटर द्वारा निर्धारित किया जाता है।

3. प्रवाहकीय सामग्री का प्रतिरोध आर।

प्रतिरोध इस पर निर्भर करता है:

ए) कंडक्टर एस के क्रॉस सेक्शन पर, इसकी लंबाई एल और सामग्री पर (कंडक्टर ρ के विशिष्ट प्रतिरोध द्वारा चिह्नित);

आर = पीएल / एस

b) तापमान t°С (या Т) पर: R = R0 (1 + αt),

• जहाँ R, 0°С पर चालक का प्रतिरोध है,
• α - प्रतिरोध का तापमान गुणांक;

ग) विभिन्न प्रभावों को प्राप्त करने के लिए, कंडक्टरों को समानांतर और श्रृंखला दोनों में जोड़ा जा सकता है।

वर्तमान विशेषताओं की तालिका।

मिश्रण	क्रमबद्ध	समानांतर
संरक्षित मूल्य	मैं 1 \u003d मैं 2 \u003d ... \u003d मैं n मैं \u003d const	यू 1 \u003d यू 2 \u003d ... यू एन यू \u003d कॉन्स्ट
कुल मूल्य	वोल्टेज ई = अस्त/क्यू वर्तमान स्रोत सहित पूरे सर्किट के साथ एक सकारात्मक चार्ज को चार्ज करने के लिए बाहरी बलों द्वारा खर्च किए गए कार्य के बराबर मूल्य को वर्तमान स्रोत (ईएमएफ) का इलेक्ट्रोमोटिव बल कहा जाता है: ई = अस्त/क्यू विद्युत उपकरणों की मरम्मत करते समय वर्तमान विशेषताओं को जानना चाहिए।

सबसे पहले, यह पता लगाने लायक है कि विद्युत प्रवाह क्या होता है। विद्युत धारा किसी चालक में आवेशित कणों की क्रमबद्ध गति है। इसके उत्पन्न होने के लिए, पहले एक विद्युत क्षेत्र बनाया जाना चाहिए, जिसके प्रभाव में उपर्युक्त आवेशित कण गति करने लगेंगे।

बिजली के बारे में पहली जानकारी, जो कई सदियों पहले सामने आई थी, घर्षण के माध्यम से प्राप्त विद्युत "आवेशों" से संबंधित थी। पहले से ही प्राचीन काल में, लोग जानते थे कि ऊन पर पहना जाने वाला एम्बर प्रकाश वस्तुओं को आकर्षित करने की क्षमता प्राप्त करता है। लेकिन केवल 16वीं शताब्दी के अंत में, अंग्रेजी चिकित्सक गिल्बर्ट ने इस घटना का विस्तार से अध्ययन किया और पाया कि कई अन्य पदार्थों में बिल्कुल समान गुण होते हैं। एम्बर की तरह सक्षम निकायों, प्रकाश वस्तुओं को आकर्षित करने के लिए रगड़ने के बाद, उन्होंने विद्युतीकृत कहा। यह शब्द ग्रीक इलेक्ट्रॉन - "एम्बर" से लिया गया है। वर्तमान में, हम कहते हैं कि इस अवस्था में निकायों पर विद्युत आवेश होते हैं, और निकायों को स्वयं "आवेशित" कहा जाता है।

विद्युत आवेश हमेशा उत्पन्न होते हैं जब विभिन्न पदार्थ निकट संपर्क में होते हैं। यदि पिंड ठोस हैं, तो उनके निकट संपर्क को सूक्ष्म प्रोट्रूशियंस और उनकी सतह पर मौजूद अनियमितताओं से रोका जाता है। ऐसे पिंडों को निचोड़कर और उन्हें आपस में रगड़कर हम उनकी सतहों को एक साथ लाते हैं, जो बिना दबाव के केवल कुछ बिंदुओं पर ही स्पर्श करते हैं। कुछ निकायों में, विद्युत आवेश विभिन्न भागों के बीच स्वतंत्र रूप से चल सकते हैं, जबकि अन्य में यह संभव नहीं है। पहले मामले में, निकायों को "कंडक्टर" कहा जाता है, और दूसरे में - "डाइलेक्ट्रिक्स, या इंसुलेटर।" कंडक्टर सभी धातु, लवण और एसिड के जलीय घोल आदि होते हैं। इंसुलेटर के उदाहरण एम्बर, क्वार्ट्ज, एबोनाइट और सभी गैसें हैं जो सामान्य परिस्थितियों में हैं।

फिर भी, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स में निकायों का विभाजन बहुत ही मनमाना है। सभी पदार्थ कम या ज्यादा मात्रा में बिजली का संचालन करते हैं। विद्युत आवेश धनात्मक या ऋणात्मक होते हैं। इस प्रकार की धारा अधिक समय तक नहीं चलेगी, क्योंकि विद्युतीकृत निकाय का प्रभार समाप्त हो जाएगा। किसी चालक में विद्युत धारा के निरंतर अस्तित्व के लिए विद्युत क्षेत्र को बनाए रखना आवश्यक है। इन उद्देश्यों के लिए, विद्युत प्रवाह स्रोतों का उपयोग किया जाता है। विद्युत प्रवाह की घटना का सबसे सरल मामला तब होता है जब तार का एक सिरा विद्युतीकृत शरीर से जुड़ा होता है, और दूसरा जमीन से।

लाइटिंग बल्बों और इलेक्ट्रिक मोटरों को करंट की आपूर्ति करने वाले इलेक्ट्रिक सर्किट बैटरी के आविष्कार के बाद तक प्रकट नहीं हुए, जो लगभग 1800 की तारीख है। उसके बाद, बिजली के सिद्धांत का विकास इतनी तेजी से हुआ कि एक सदी से भी कम समय में यह न केवल भौतिकी का हिस्सा बन गया, बल्कि एक नई विद्युत सभ्यता का आधार बन गया।

विद्युत प्रवाह की मुख्य मात्रा

बिजली की मात्रा और वर्तमान ताकत. विद्युत प्रवाह का प्रभाव मजबूत या कमजोर हो सकता है। विद्युत धारा की शक्ति उस आवेश की मात्रा पर निर्भर करती है जो एक निश्चित इकाई समय में परिपथ से प्रवाहित होता है। जितने अधिक इलेक्ट्रॉन स्रोत के एक ध्रुव से दूसरे ध्रुव पर चले जाते हैं, इलेक्ट्रॉनों द्वारा वहन किया जाने वाला कुल आवेश उतना ही अधिक होता है। इस कुल आवेश को चालक से गुजरने वाली विद्युत की मात्रा कहते हैं।

बिजली की मात्रा निर्भर करती है, विशेष रूप से, विद्युत प्रवाह के रासायनिक प्रभाव पर, यानी, इलेक्ट्रोलाइट समाधान के माध्यम से जितना अधिक चार्ज पारित होगा, उतना ही पदार्थ कैथोड और एनोड पर बस जाएगा। इस संबंध में, इलेक्ट्रोड पर जमा पदार्थ के द्रव्यमान को तौलकर और इस पदार्थ के एक आयन के द्रव्यमान और आवेश को जानकर बिजली की मात्रा की गणना की जा सकती है।

वर्तमान ताकत एक मात्रा है जो विद्युत आवेश के अनुपात के बराबर होती है जो कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन से उसके प्रवाह के समय तक गुजरा है। आवेश की इकाई कूलम्ब (C) है, समय को सेकंड (सेकंड) में मापा जाता है। इस मामले में, वर्तमान ताकत की इकाई सी / एस में व्यक्त की जाती है। इस इकाई को एम्पीयर (ए) कहा जाता है। एक सर्किट में वर्तमान ताकत को मापने के लिए, एक एमीटर नामक विद्युत मापने वाले उपकरण का उपयोग किया जाता है। सर्किट में शामिल करने के लिए, एमीटर दो टर्मिनलों से सुसज्जित है। यह श्रृंखला में सर्किट में शामिल है।

विद्युत वोल्टेज. हम पहले से ही जानते हैं कि विद्युत धारा आवेशित कणों - इलेक्ट्रॉनों की एक क्रमबद्ध गति है। यह आंदोलन एक विद्युत क्षेत्र की मदद से बनाया गया है, जो एक निश्चित मात्रा में काम करता है। इस घटना को विद्युत प्रवाह का कार्य कहा जाता है। 1 सेकंड में विद्युत परिपथ के माध्यम से अधिक आवेश को स्थानांतरित करने के लिए, विद्युत क्षेत्र को अधिक कार्य करना चाहिए। इसके आधार पर, यह पता चलता है कि विद्युत प्रवाह का कार्य वर्तमान की ताकत पर निर्भर होना चाहिए। लेकिन एक और मूल्य है जिस पर करंट का काम निर्भर करता है। इस मान को वोल्टेज कहा जाता है।

वोल्टेज विद्युत परिपथ के एक निश्चित खंड में धारा के कार्य का अनुपात है जो परिपथ के उसी खंड से प्रवाहित होता है। वर्तमान कार्य को जूल (J) में मापा जाता है, आवेश को पेंडेंट (C) में मापा जाता है। इस संबंध में, वोल्टेज माप की इकाई 1 J/C होगी। इस इकाई को वोल्ट (V) कहते हैं।

विद्युत परिपथ में वोल्टेज प्रदर्शित होने के लिए, एक वर्तमान स्रोत की आवश्यकता होती है। एक ओपन सर्किट में, वोल्टेज केवल करंट सोर्स टर्मिनलों पर मौजूद होता है। यदि यह वर्तमान स्रोत सर्किट में शामिल है, तो सर्किट के कुछ वर्गों में वोल्टेज भी दिखाई देगा। इस संबंध में, सर्किट में एक करंट भी होगा। यही है, संक्षेप में हम निम्नलिखित कह सकते हैं: यदि सर्किट में कोई वोल्टेज नहीं है, तो कोई करंट नहीं है। वोल्टेज को मापने के लिए, वोल्टमीटर नामक एक विद्युत मापने वाले उपकरण का उपयोग किया जाता है। इसकी उपस्थिति में, यह पहले उल्लिखित एमीटर जैसा दिखता है, केवल अंतर यह है कि अक्षर वी वोल्टमीटर पैमाने पर है (एमीटर पर ए के बजाय)। वाल्टमीटर में दो टर्मिनल होते हैं, जिनकी मदद से इसे विद्युत परिपथ के समानांतर में जोड़ा जाता है।

विद्युतीय प्रतिरोध. सभी प्रकार के कंडक्टरों और एक एमीटर को विद्युत परिपथ से जोड़ने के बाद, आप देख सकते हैं कि विभिन्न कंडक्टरों का उपयोग करते समय, एमीटर अलग-अलग रीडिंग देता है, यानी इस मामले में, विद्युत सर्किट में उपलब्ध वर्तमान ताकत अलग है। इस घटना को इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि विभिन्न कंडक्टरों में अलग-अलग विद्युत प्रतिरोध होता है, जो एक भौतिक मात्रा है। जर्मन भौतिक विज्ञानी के सम्मान में उनका नाम ओम रखा गया। एक नियम के रूप में, भौतिकी में बड़ी इकाइयों का उपयोग किया जाता है: किलोहोम, मेगाहोम, आदि। कंडक्टर प्रतिरोध आमतौर पर आर अक्षर द्वारा दर्शाया जाता है, कंडक्टर की लंबाई एल होती है, क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र एस होता है। इस मामले में, प्रतिरोध हो सकता है सूत्र के रूप में लिखा गया है:

आर = आर * एल / एस

जहां गुणांक p को प्रतिरोधकता कहते हैं। यह गुणांक 1 मीटर लंबे एक कंडक्टर के प्रतिरोध को 1 एम 2 के बराबर क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के साथ व्यक्त करता है। प्रतिरोधकता ओम x मीटर में व्यक्त की जाती है। चूंकि तारों में, एक नियम के रूप में, एक छोटा क्रॉस सेक्शन होता है, उनके क्षेत्र आमतौर पर वर्ग मिलीमीटर में व्यक्त किए जाते हैं। इस स्थिति में, प्रतिरोधकता का मात्रक ओम x mm2/m होगा। नीचे दी गई तालिका में। 1 कुछ पदार्थों की प्रतिरोधकता दर्शाता है।

तालिका 1. कुछ सामग्रियों की विद्युत प्रतिरोधकता
सामग्री	पी, ओम एक्स एम2/एम	सामग्री	पी, ओम एक्स एम2/एम
ताँबा	0,017	प्लेटिनम इरिडियम मिश्र धातु	0,25
सोना	0,024	सीसा	13
पीतल	0,071	कोयला	40
टिन	0,12	चीनी मिटटी	1019
प्रमुख	0,21	आबनिट	1020
धातु या मिश्र धातु
चाँदी	0,016	मैंगनीन (मिश्र धातु)	0,43
अल्युमीनियम	0,028	कॉन्स्टेंटन (मिश्र धातु)	0,50
टंगस्टन	0,055	बुध	0,96
लोहा	0,1	निक्रोम (मिश्र धातु)	1,1
निकल (मिश्र धातु)	0,40	Fechral (मिश्र धातु)	1,3
		क्रोमेल (मिश्र धातु)	1,5

तालिका के अनुसार। 1, यह स्पष्ट हो जाता है कि तांबे में सबसे छोटी विद्युत प्रतिरोधकता होती है, और धातुओं के मिश्र धातु में सबसे बड़ा होता है। इसके अलावा, डाइलेक्ट्रिक्स (इन्सुलेटर) में उच्च प्रतिरोधकता होती है।

विद्युत समाई. हम पहले से ही जानते हैं कि एक दूसरे से पृथक दो चालक विद्युत आवेशों को संचित कर सकते हैं। इस घटना को एक भौतिक मात्रा की विशेषता है, जिसे विद्युत समाई कहा जाता है। दो कंडक्टरों की विद्युत क्षमता उनमें से एक के चार्ज के अनुपात से इस कंडक्टर और पड़ोसी के बीच संभावित अंतर के अनुपात से ज्यादा कुछ नहीं है। जब कंडक्टरों को चार्ज मिलता है तो वोल्टेज जितना कम होता है, उनकी धारिता उतनी ही अधिक होती है। फैराड (एफ) को विद्युत समाई की इकाई के रूप में लिया जाता है। व्यवहार में, इस इकाई के अंशों का उपयोग किया जाता है: माइक्रोफ़ारड (μF) और पिकोफ़ारड (pF)।

यदि आप दो कंडक्टरों को एक दूसरे से अलग करते हैं, उन्हें एक दूसरे से थोड़ी दूरी पर रखते हैं, तो आपको कैपेसिटर मिलता है। संधारित्र की धारिता इसकी प्लेटों की मोटाई और परावैद्युत की मोटाई और इसकी पारगम्यता पर निर्भर करती है। संधारित्र की प्लेटों के बीच ढांकता हुआ की मोटाई को कम करके, बाद के समाई में काफी वृद्धि करना संभव है। सभी कैपेसिटर पर, उनकी समाई के अलावा, जिस वोल्टेज के लिए इन उपकरणों को डिज़ाइन किया गया है, उसे इंगित किया जाना चाहिए।

विद्युत प्रवाह का कार्य और शक्ति. पूर्वगामी से, यह स्पष्ट है कि विद्युत प्रवाह एक निश्चित मात्रा में कार्य करता है। जब विद्युत मोटरों को जोड़ा जाता है, तो विद्युत धारा सभी प्रकार के उपकरणों को काम करती है, रेलगाड़ियों को रेल के साथ ले जाती है, सड़कों को रोशन करती है, घर को गर्म करती है, और एक रासायनिक प्रभाव भी पैदा करती है, यानी यह इलेक्ट्रोलिसिस आदि की अनुमति देता है। हम कह सकते हैं कि सर्किट के एक निश्चित खंड में करंट का कार्य उत्पाद करंट, वोल्टेज और उस समय के बराबर होता है जिसके दौरान काम किया गया था। कार्य को जूल में, वोल्टेज को वोल्ट में, करंट को एम्पीयर में और समय को सेकंड में मापा जाता है। इस संबंध में, 1 J = 1V x 1A x 1s। इससे यह पता चलता है कि विद्युत प्रवाह के कार्य को मापने के लिए, एक बार में तीन उपकरणों का उपयोग किया जाना चाहिए: एक एमीटर, एक वोल्टमीटर और एक घड़ी। लेकिन यह बोझिल और अक्षम है। इसलिए, आमतौर पर विद्युत प्रवाह का कार्य विद्युत मीटर द्वारा मापा जाता है। इस डिवाइस के डिवाइस में उपरोक्त सभी डिवाइस शामिल हैं।

एक विद्युत प्रवाह की शक्ति उस समय के वर्तमान कार्य के अनुपात के बराबर होती है जिसके दौरान इसे किया गया था। शक्ति को "P" अक्षर से निरूपित किया जाता है और वाट (W) में व्यक्त किया जाता है। व्यवहार में, किलोवाट, मेगावाट, हेक्टेयर, आदि का उपयोग किया जाता है। सर्किट की शक्ति को मापने के लिए, आपको एक वाटमीटर लेने की आवश्यकता होती है। विद्युत कार्य किलोवाट-घंटे (kWh) में व्यक्त किया जाता है।

विद्युत प्रवाह के मूल नियम

ओम का नियम. वोल्टेज और करंट को इलेक्ट्रिकल सर्किट की सबसे सुविधाजनक विशेषता माना जाता है। बिजली के उपयोग की मुख्य विशेषताओं में से एक ऊर्जा का एक स्थान से दूसरे स्थान तक तेजी से परिवहन और उपभोक्ता को वांछित रूप में इसका हस्तांतरण है। संभावित अंतर और वर्तमान ताकत का उत्पाद शक्ति देता है, यानी, प्रति यूनिट समय में सर्किट में दी गई ऊर्जा की मात्रा। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, विद्युत परिपथ में शक्ति को मापने के लिए 3 उपकरणों की आवश्यकता होगी। क्या एक के साथ ऐसा करना संभव है और इसकी रीडिंग और सर्किट की कुछ विशेषताओं, जैसे कि इसके प्रतिरोध से शक्ति की गणना करना संभव है? कई लोगों को यह विचार पसंद आया, उन्होंने इसे फलदायी माना।

तो, एक तार या एक सर्किट का समग्र रूप से प्रतिरोध क्या है? क्या वैक्यूम सिस्टम में पानी के पाइप या पाइप की तरह एक तार में एक स्थिर संपत्ति होती है जिसे प्रतिरोध कहा जा सकता है? उदाहरण के लिए, पाइपों में, प्रवाह दर से विभाजित प्रवाह बनाने वाले दबाव अंतर का अनुपात आमतौर पर पाइप की एक निरंतर विशेषता होती है। उसी तरह, एक तार में गर्मी का प्रवाह एक साधारण संबंध के अधीन होता है, जिसमें तापमान अंतर, तार का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र और इसकी लंबाई शामिल होती है। विद्युत परिपथों के लिए ऐसे संबंध की खोज एक सफल खोज का परिणाम थी।

1820 के दशक में, जर्मन स्कूली शिक्षक जॉर्ज ओम ने सबसे पहले उपरोक्त अनुपात की तलाश शुरू की थी। सबसे पहले, वह प्रसिद्धि और प्रसिद्धि की आकांक्षा रखता था, जो उसे विश्वविद्यालय में पढ़ाने की अनुमति देता था। यही एकमात्र कारण था कि उन्होंने अध्ययन के क्षेत्र को चुना जो विशेष लाभ प्रदान करता था।

ओम एक ताला बनाने वाले का बेटा था, इसलिए वह जानता था कि विभिन्न मोटाई के धातु के तार कैसे खींचे जाते हैं, जिसकी उन्हें प्रयोगों के लिए आवश्यकता होती है। चूँकि उन दिनों एक उपयुक्त तार खरीदना असंभव था, ओम ने इसे अपने हाथों से बनाया। प्रयोगों के दौरान, उन्होंने अलग-अलग लंबाई, अलग-अलग मोटाई, अलग-अलग धातु और यहां तक ​​कि अलग-अलग तापमान भी आजमाए। इन सभी कारकों में उन्होंने बारी-बारी से बदलाव किया। ओम के समय में, बैटरी अभी भी कमजोर थी, जो परिवर्तनशील परिमाण की धारा देती थी। इस संबंध में, शोधकर्ता ने जनरेटर के रूप में थर्मोकपल का उपयोग किया, जिसके गर्म जंक्शन को एक लौ में रखा गया था। इसके अलावा, उन्होंने एक कच्चे चुंबकीय एमीटर का उपयोग किया, और तापमान या थर्मल जंक्शनों की संख्या को बदलकर संभावित अंतर (ओम ने उन्हें "वोल्टेज" कहा) को मापा।

विद्युत परिपथों के सिद्धांत ने अभी-अभी अपना विकास प्राप्त किया है। 1800 के आसपास बैटरी के आविष्कार के बाद, यह बहुत तेजी से विकसित होने लगा। विभिन्न उपकरणों को डिजाइन और निर्मित किया गया था (अक्सर हाथ से), नए कानूनों की खोज की गई, अवधारणाएं और शब्द दिखाई दिए, आदि। इन सभी ने विद्युत घटनाओं और कारकों की गहरी समझ पैदा की।

बिजली के बारे में ज्ञान का नवीनीकरण, एक तरफ, भौतिकी के एक नए क्षेत्र के उद्भव का कारण बना, दूसरी ओर, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, यानी बैटरी, जनरेटर, प्रकाश व्यवस्था के लिए बिजली आपूर्ति प्रणालियों के तेजी से विकास का आधार था। इलेक्ट्रिक ड्राइव, इलेक्ट्रिक फर्नेस, इलेक्ट्रिक मोटर आदि का आविष्कार किया गया था।

बिजली के सिद्धांत के विकास और अनुप्रयुक्त विद्युत इंजीनियरिंग के विकास के लिए ओम की खोजों का बहुत महत्व था। उन्होंने दिष्ट धारा के लिए और बाद में प्रत्यावर्ती धारा के लिए विद्युत परिपथों के गुणों की भविष्यवाणी करना आसान बना दिया। 1826 में, ओम ने एक पुस्तक प्रकाशित की जिसमें उन्होंने सैद्धांतिक निष्कर्ष और प्रयोगात्मक परिणामों को रेखांकित किया। लेकिन उनकी उम्मीदें जायज नहीं थीं, किताब का मजाक उड़ाया गया। ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि रफ एक्सपेरिमेंट की पद्धति उस युग में कम आकर्षक लगती थी जब बहुत से लोग दर्शनशास्त्र के शौकीन थे।

ओमू के पास शिक्षक का पद छोड़ने के अलावा कोई चारा नहीं था। उसी कारण से उन्हें विश्वविद्यालय में नियुक्ति नहीं मिली। 6 साल तक, वैज्ञानिक गरीबी में रहा, भविष्य में विश्वास के बिना, कड़वी निराशा की भावना का अनुभव किया।

लेकिन धीरे-धीरे उनकी रचनाओं को जर्मनी के बाहर सबसे पहले प्रसिद्धि मिली। ओम का विदेश में सम्मान था, उनके शोध का उपयोग किया गया था। इस संबंध में, हमवतन उसे अपनी मातृभूमि में पहचानने के लिए मजबूर हुए। 1849 में उन्होंने म्यूनिख विश्वविद्यालय में प्रोफेसर की उपाधि प्राप्त की।

ओम ने एक सरल नियम की खोज की जो तार के एक टुकड़े (सर्किट के भाग के लिए, पूरे सर्किट के लिए) के लिए करंट और वोल्टेज के बीच संबंध स्थापित करता है। इसके अलावा, उन्होंने नियम बनाए जो आपको यह निर्धारित करने की अनुमति देते हैं कि यदि आप एक अलग आकार के तार लेते हैं तो क्या बदलेगा। ओम का नियम निम्नानुसार तैयार किया गया है: सर्किट के एक खंड में वर्तमान ताकत इस खंड में वोल्टेज के सीधे आनुपातिक है और खंड के प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती है।

जूल-लेन्ज़ कानून. परिपथ के किसी भी भाग में विद्युत धारा एक निश्चित कार्य करती है। उदाहरण के लिए, चलो सर्किट के कुछ खंड लेते हैं, जिसके सिरों के बीच एक वोल्टेज (यू) होता है। विद्युत वोल्टेज की परिभाषा के अनुसार, दो बिंदुओं के बीच आवेश की एक इकाई को घुमाने पर किया गया कार्य U के बराबर होता है। यदि सर्किट के किसी दिए गए खंड में वर्तमान ताकत i है, तो वह चार्ज समय t में गुजर जाएगा, और इसलिए इस खंड में विद्युत प्रवाह का कार्य होगा:

ए = यूआईटी

यह अभिव्यक्ति किसी भी मामले में, सर्किट के किसी भी खंड के लिए, जिसमें कंडक्टर, इलेक्ट्रिक मोटर आदि हो सकते हैं, प्रत्यक्ष वर्तमान के लिए मान्य है। वर्तमान शक्ति, यानी प्रति यूनिट समय काम, इसके बराबर है:

पी \u003d ए / टी \u003d यूआई

वोल्टेज की इकाई निर्धारित करने के लिए एसआई प्रणाली में इस सूत्र का उपयोग किया जाता है।

आइए मान लें कि सर्किट का खंड एक निश्चित कंडक्टर है। ऐसे में सारा काम हीट में बदल जाएगा, जो इस कंडक्टर में रिलीज होगा। यदि कंडक्टर सजातीय है और ओम के नियम का पालन करता है (इसमें सभी धातु और इलेक्ट्रोलाइट्स शामिल हैं), तो:

यू = आईआर

जहाँ r चालक का प्रतिरोध है। इस मामले में:

ए = आरटी 2i

यह कानून पहले अनुभवजन्य रूप से ई। लेनज़ द्वारा और, स्वतंत्र रूप से, जूल द्वारा प्राप्त किया गया था।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कंडक्टरों के ताप को इंजीनियरिंग में कई अनुप्रयोग मिलते हैं। उनमें से सबसे आम और महत्वपूर्ण गरमागरम प्रकाश लैंप हैं।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम. 19वीं शताब्दी के पूर्वार्ध में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी एम। फैराडे ने चुंबकीय प्रेरण की घटना की खोज की। इस तथ्य ने, कई शोधकर्ताओं की संपत्ति बनने के बाद, इलेक्ट्रिकल और रेडियो इंजीनियरिंग के विकास को एक शक्तिशाली प्रोत्साहन दिया।

प्रयोगों के दौरान, फैराडे ने पाया कि जब एक बंद लूप से बंधी सतह को भेदने वाली चुंबकीय प्रेरण रेखाओं की संख्या में परिवर्तन होता है, तो उसमें एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। यह शायद भौतिकी के सबसे महत्वपूर्ण नियम का आधार है - विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम। सर्किट में होने वाली धारा को आगमनात्मक कहा जाता है। इस तथ्य के कारण कि सर्किट में विद्युत प्रवाह केवल मुक्त आवेशों पर कार्य करने वाले बाहरी बलों के मामले में होता है, फिर एक बंद सर्किट की सतह से गुजरने वाले बदलते चुंबकीय प्रवाह के साथ, वही बाहरी बल इसमें दिखाई देते हैं। भौतिकी में बाहरी बलों की क्रिया को इलेक्ट्रोमोटिव बल या इंडक्शन ईएमएफ कहा जाता है।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण खुले कंडक्टरों में भी दिखाई देता है। मामले में जब कंडक्टर चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं को पार करता है, तो इसके सिरों पर एक वोल्टेज दिखाई देता है। इस तरह के वोल्टेज की उपस्थिति का कारण इंडक्शन ईएमएफ है। यदि बंद सर्किट से गुजरने वाला चुंबकीय प्रवाह नहीं बदलता है, तो आगमनात्मक धारा प्रकट नहीं होती है।

"ईएमएफ ऑफ इंडक्शन" की अवधारणा का उपयोग करते हुए, कोई भी इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन के कानून के बारे में बात कर सकता है, यानी, बंद लूप में इंडक्शन का ईएमएफ निरपेक्ष मूल्य के बराबर है, जो सतह से बंधी सतह के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के बराबर है। फंदा।

लेन्ज़ का नियम. जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, कंडक्टर में एक इंडक्टिव करंट होता है। इसकी उपस्थिति की स्थितियों के आधार पर, इसकी एक अलग दिशा है। इस अवसर पर, रूसी भौतिक विज्ञानी लेनज़ ने निम्नलिखित नियम तैयार किया: एक बंद सर्किट में होने वाली प्रेरण धारा में हमेशा ऐसी दिशा होती है कि जो चुंबकीय क्षेत्र बनाता है वह चुंबकीय प्रवाह को बदलने की अनुमति नहीं देता है। यह सब एक इंडक्शन करंट की उपस्थिति का कारण बनता है।

इंडक्शन करंट, किसी भी अन्य की तरह, ऊर्जा होती है। इसका मतलब है कि इंडक्शन करंट की स्थिति में विद्युत ऊर्जा दिखाई देती है। ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन के नियम के अनुसार, उपर्युक्त ऊर्जा किसी अन्य प्रकार की ऊर्जा की मात्रा के कारण ही उत्पन्न हो सकती है। इस प्रकार, लेन्ज़ का नियम पूरी तरह से ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन के नियम से मेल खाता है।

इंडक्शन के अलावा, कॉइल में तथाकथित सेल्फ-इंडक्शन भी दिखाई दे सकता है। इसका सार इस प्रकार है। यदि कुण्डली में कोई धारा दिखाई देती है या उसकी शक्ति बदल जाती है, तो एक परिवर्तित चुंबकीय क्षेत्र प्रकट होता है। और यदि कुंडली से गुजरने वाले चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन होता है, तो उसमें एक विद्युत वाहक बल उत्पन्न होता है, जिसे स्व-प्रेरण का EMF कहा जाता है।

लेन्ज़ के नियम के अनुसार, सर्किट बंद होने पर स्व-प्रेरण का ईएमएफ वर्तमान ताकत में हस्तक्षेप करता है और इसे बढ़ने की अनुमति नहीं देता है। जब ईएमएफ सर्किट बंद हो जाता है, तो स्व-प्रेरण वर्तमान ताकत को कम कर देता है। मामले में जब कुंडल में वर्तमान ताकत एक निश्चित मूल्य तक पहुंच जाती है, तो चुंबकीय क्षेत्र बदलना बंद हो जाता है और स्व-प्रेरण ईएमएफ शून्य हो जाता है।

बिजली के काम से जुड़ी सबसे पहली खोज ईसा पूर्व सातवीं सदी में शुरू हुई थी। प्राचीन यूनानी दार्शनिक थेल्स ऑफ मिलेटस ने खुलासा किया कि जब एम्बर को ऊन से रगड़ा जाता है, तो यह बाद में हल्की वस्तुओं को आकर्षित करने में सक्षम होता है। ग्रीक से "बिजली" का अनुवाद "एम्बर" के रूप में किया जाता है। 1820 में, आंद्रे-मैरी एम्पीयर ने प्रत्यक्ष धारा के कानून की स्थापना की। भविष्य में, वर्तमान का परिमाण, या विद्युत प्रवाह को किसमें मापा जाता है, एम्पीयर में निरूपित किया जाने लगा।

टर्म अर्थ

विद्युत प्रवाह की अवधारणा किसी भी भौतिकी पाठ्यपुस्तक में पाई जा सकती है। विद्युत प्रवाह- यह एक दिशा में विद्युत आवेशित कणों की एक क्रमबद्ध गति है। एक साधारण व्यक्ति को यह समझने के लिए कि विद्युत धारा क्या है, आपको इलेक्ट्रीशियन के शब्दकोश का उपयोग करना चाहिए। इसमें, शब्द एक कंडक्टर या आयनों के माध्यम से इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों की गति के लिए है।

कंडक्टर के अंदर इलेक्ट्रॉनों या आयनों की गति के आधार पर, निम्नलिखित को प्रतिष्ठित किया जाता है: धाराओं के प्रकार:

• लगातार;
• चर;
• रुक-रुक कर या धड़कने वाला।

बुनियादी माप

विद्युत प्रवाह की ताकत- इलेक्ट्रीशियन द्वारा अपने काम में उपयोग किया जाने वाला मुख्य संकेतक। विद्युत प्रवाह की ताकत उस आवेश के परिमाण पर निर्भर करती है जो विद्युत परिपथ से एक निश्चित अवधि के लिए प्रवाहित होता है। स्रोत की एक शुरुआत से अंत तक जितने अधिक इलेक्ट्रॉन प्रवाहित होंगे, इलेक्ट्रॉनों द्वारा स्थानांतरित किया गया चार्ज उतना ही अधिक होगा।

एक मात्रा जिसे एक कंडक्टर में कणों के क्रॉस सेक्शन से बहने वाले विद्युत आवेश के अनुपात के रूप में मापा जाता है, जो समय बीतता है। चार्ज को कूलम्ब में मापा जाता है, समय को सेकंड में मापा जाता है, और बिजली की धारा की ताकत की एक इकाई को चार्ज टू टाइम (कूलम्ब से सेकेंड) या एम्पीयर में अनुपात द्वारा निर्धारित किया जाता है। विद्युत प्रवाह (इसकी ताकत) का निर्धारण श्रृंखला में दो टर्मिनलों को विद्युत सर्किट से जोड़ने से होता है।

जब विद्युत प्रवाह कार्य कर रहा होता है, तो आवेशित कणों की गति एक विद्युत क्षेत्र की सहायता से की जाती है और यह इलेक्ट्रॉनों की गति की शक्ति पर निर्भर करती है। वह मान जिस पर विद्युत धारा का कार्य निर्भर करता है, वोल्टेज कहलाता है और यह परिपथ के किसी विशेष भाग में धारा के कार्य और उसी भाग से गुजरने वाले आवेश के अनुपात से निर्धारित होता है। जब उपकरण के दो टर्मिनलों को सर्किट के समानांतर में जोड़ा जाता है तो वोल्ट इकाई को वोल्टमीटर से मापा जाता है।

विद्युत प्रतिरोध का मान सीधे उपयोग किए गए कंडक्टर के प्रकार, उसकी लंबाई और क्रॉस सेक्शन पर निर्भर करता है। इसे ओम में मापा जाता है।

शक्ति का निर्धारण धाराओं की गति के कार्य के अनुपात से उस समय तक होता है जब यह कार्य हुआ था। वाट में शक्ति को मापें।

समाई के रूप में ऐसी भौतिक मात्रा एक कंडक्टर के चार्ज के अनुपात से उसी कंडक्टर और पड़ोसी के बीच संभावित अंतर के अनुपात से निर्धारित होती है। जब कंडक्टरों को विद्युत आवेश प्राप्त होता है तो वोल्टेज जितना कम होता है, उनकी धारिता उतनी ही अधिक होती है। इसे फैराड में मापा जाता है।

श्रृंखला के एक निश्चित अंतराल पर बिजली के काम का मूल्य वर्तमान ताकत, वोल्टेज और उस समय की अवधि के उत्पाद का उपयोग करके पाया जाता है जिस पर काम किया गया था। उत्तरार्द्ध को जूल में मापा जाता है। विद्युत प्रवाह के कार्य का निर्धारण एक मीटर की सहायता से होता है जो सभी मात्राओं, अर्थात् वोल्टेज, बल और समय के रीडिंग को जोड़ता है।

विद्युत सुरक्षा इंजीनियरिंग

विद्युत सुरक्षा के नियमों को जानने से आपात स्थिति को रोकने और मानव स्वास्थ्य और जीवन की रक्षा करने में मदद मिलेगी। चूंकि बिजली कंडक्टर को गर्म करती है, इसलिए हमेशा स्वास्थ्य और जीवन के लिए खतरनाक स्थिति की संभावना बनी रहती है। घर की सुरक्षा के लिए पालन ​​करना चाहिएसरल निम्नलिखित लेकिन महत्वपूर्ण नियम:

1. ओवरलोड या शॉर्ट सर्किट की संभावना से बचने के लिए नेटवर्क इंसुलेशन हमेशा अच्छे कार्य क्रम में होना चाहिए।
2. बिजली के उपकरणों, तारों, ढाल आदि पर नमी नहीं आनी चाहिए। साथ ही, आर्द्र वातावरण शॉर्ट सर्किट को भड़काता है।
3. सभी विद्युत उपकरणों के लिए ग्राउंडिंग बनाना सुनिश्चित करें।
4. बिजली के तारों को ओवरलोड करने से बचना आवश्यक है, क्योंकि इससे तारों के जलने का खतरा होता है।

बिजली के साथ काम करते समय सुरक्षा सावधानियों में रबरयुक्त दस्ताने, मिट्टियाँ, कालीन, डिस्चार्ज डिवाइस, कार्य क्षेत्रों के लिए ग्राउंडिंग डिवाइस, सर्किट ब्रेकर या थर्मल और करंट सुरक्षा वाले फ़्यूज़ का उपयोग शामिल है।

अनुभवी इलेक्ट्रीशियन, जब बिजली के झटके की संभावना होती है, तो एक हाथ से काम करते हैं, और दूसरा उनकी जेब में होता है। इस प्रकार, ढाल या अन्य ग्राउंडेड उपकरणों के साथ अनैच्छिक संपर्क के मामले में हैंड-टू-हैंड सर्किट बाधित होता है। नेटवर्क से जुड़े उपकरणों के प्रज्वलन के मामले में, आग को विशेष रूप से पाउडर या कार्बन डाइऑक्साइड बुझाने वाले यंत्र से बुझाएं।

विद्युत प्रवाह का अनुप्रयोग

विद्युत प्रवाह में कई गुण होते हैं जो इसे मानव गतिविधि के लगभग सभी क्षेत्रों में उपयोग करने की अनुमति देते हैं। विद्युत प्रवाह का उपयोग करने के तरीके:

बिजली आज ऊर्जा का सबसे पर्यावरण के अनुकूल रूप है। आधुनिक अर्थव्यवस्था की स्थितियों में, विद्युत ऊर्जा उद्योग का विकास ग्रहों के महत्व का है। भविष्य में, यदि कच्चे माल की कमी होती है, तो बिजली ऊर्जा के एक अटूट स्रोत के रूप में अग्रणी स्थान लेगी।

आज बिजली जैसी घटना के बिना जीवन की कल्पना करना मुश्किल है, और आखिरकार, मानव जाति ने इसे अपने उद्देश्यों के लिए उपयोग करना बहुत पहले नहीं सीखा है। इस विशेष प्रकार के पदार्थ के सार और विशेषताओं के अध्ययन में कई शताब्दियां लगीं, लेकिन अब भी निश्चित रूप से यह कहना असंभव है कि हम इसके बारे में पूरी तरह से जानते हैं।

विद्युत प्रवाह की अवधारणा और सार

विद्युत प्रवाह, जैसा कि स्कूल भौतिकी पाठ्यक्रम से जाना जाता है, किसी भी आवेशित कणों की एक क्रमबद्ध गति से अधिक कुछ नहीं है। ऋणात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉन और आयन दोनों ही बाद वाले के रूप में कार्य कर सकते हैं। ऐसा माना जाता है कि इस प्रकार का पदार्थ केवल तथाकथित संवाहकों में ही उत्पन्न हो सकता है, लेकिन ऐसा होने से कोसों दूर है। बात यह है कि जब कोई पिंड संपर्क में आता है, तो एक निश्चित संख्या में विपरीत आवेशित कण हमेशा उठते हैं, जो हिलना शुरू कर सकते हैं। डाइलेक्ट्रिक्स में, समान इलेक्ट्रॉनों का मुक्त संचलन बहुत कठिन होता है और इसके लिए बड़े बाहरी प्रयासों की आवश्यकता होती है, यही कारण है कि वे कहते हैं कि वे विद्युत प्रवाह का संचालन नहीं करते हैं।

सर्किट में करंट के अस्तित्व के लिए शर्तें

वैज्ञानिकों ने लंबे समय से देखा है कि यह भौतिक घटना उत्पन्न नहीं हो सकती है और लंबे समय तक अपने आप बनी रहती है। विद्युत प्रवाह के अस्तित्व की शर्तों में कई महत्वपूर्ण प्रावधान शामिल हैं। सबसे पहले, यह घटना मुक्त इलेक्ट्रॉनों और आयनों की उपस्थिति के बिना असंभव है, जो चार्ज ट्रांसमीटर की भूमिका निभाते हैं। दूसरे, इन प्राथमिक कणों को एक व्यवस्थित तरीके से चलना शुरू करने के लिए, एक क्षेत्र बनाना आवश्यक है, जिसकी मुख्य विशेषता एक इलेक्ट्रीशियन के किसी भी बिंदु के बीच संभावित अंतर है। अंत में, तीसरा, केवल कूलम्ब बलों के प्रभाव में एक विद्युत प्रवाह लंबे समय तक मौजूद नहीं रह सकता है, क्योंकि क्षमता धीरे-धीरे बराबर हो जाएगी। इसीलिए कुछ घटकों की आवश्यकता होती है, जो विभिन्न प्रकार की यांत्रिक और तापीय ऊर्जा के परिवर्तक होते हैं। उन्हें शक्ति स्रोत कहा जाता है।

वर्तमान स्रोतों के बारे में प्रश्न

विद्युत प्रवाह के स्रोत विशेष उपकरण हैं जो विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करते हैं। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण में गैल्वेनिक सेल, सौर पैनल, जनरेटर, बैटरी शामिल हैं। उनकी शक्ति, प्रदर्शन और काम की अवधि की विशेषता।

वर्तमान, वोल्टेज, प्रतिरोध

किसी भी अन्य भौतिक घटना की तरह, विद्युत प्रवाह में कई विशेषताएं होती हैं। इनमें से सबसे महत्वपूर्ण इसकी ताकत, सर्किट वोल्टेज और प्रतिरोध शामिल हैं। उनमें से पहला चार्ज की मात्रात्मक विशेषता है जो प्रति यूनिट समय में एक विशेष कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन से गुजरता है। वोल्टेज (जिसे इलेक्ट्रोमोटिव बल भी कहा जाता है) संभावित अंतर के परिमाण के अलावा और कुछ नहीं है, जिसके कारण पासिंग चार्ज एक निश्चित कार्य करता है। अंत में, प्रतिरोध एक कंडक्टर की आंतरिक विशेषता है, यह दर्शाता है कि एक चार्ज को इसके माध्यम से गुजरने के लिए कितना बल खर्च करना चाहिए।