1 विद्युत धारा क्या है. विद्युत धारा क्या है और इसके अस्तित्व की शर्तें क्या हैं?

आज की बैठक में हम बिजली के बारे में बात करेंगे, जो आधुनिक सभ्यता का अभिन्न अंग बन गई है। बिजली उद्योग ने हमारे जीवन के हर क्षेत्र पर आक्रमण किया है। और हर घर में विद्युत प्रवाह का उपयोग करने वाले घरेलू उपकरणों की उपस्थिति इतनी स्वाभाविक और जीवन का अभिन्न अंग है कि हम इसे हल्के में लेते हैं।

इसलिए, हमारे पाठकों का ध्यान विद्युत धारा के बारे में बुनियादी जानकारी की ओर आकर्षित किया गया है।

विद्युत धारा क्या है

विद्युत धारा से तात्पर्य है आवेशित कणों की निर्देशित गति।वे पदार्थ जिनमें पर्याप्त मात्रा में मुक्त आवेश होते हैं, चालक कहलाते हैं। और तारों के माध्यम से आपस में जुड़े सभी उपकरणों की समग्रता को विद्युत परिपथ कहा जाता है।

रोजमर्रा की जिंदगी में हम धातु के कंडक्टरों से गुजरने वाली बिजली का उपयोग करते हैं।उनमें आवेश वाहक मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं।

आमतौर पर वे परमाणुओं के बीच बेतरतीब ढंग से दौड़ते हैं, लेकिन विद्युत क्षेत्र उन्हें एक निश्चित दिशा में जाने के लिए मजबूर करता है।

ये कैसे होता है

किसी परिपथ में इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह की तुलना उच्च स्तर से निम्न स्तर तक गिरने वाले पानी के प्रवाह से की जा सकती है। विद्युत परिपथों में स्तर की भूमिका क्षमता द्वारा निभाई जाती है।

सर्किट में धारा प्रवाहित करने के लिए, इसके सिरों पर एक निरंतर संभावित अंतर बनाए रखा जाना चाहिए, अर्थात। वोल्टेज।

इसे आमतौर पर यू अक्षर से दर्शाया जाता है और वोल्ट (बी) में मापा जाता है।

लागू वोल्टेज के कारण, सर्किट में एक विद्युत क्षेत्र स्थापित होता है, जो इलेक्ट्रॉनों को एक निर्देशित गति देता है। वोल्टेज जितना अधिक होगा, विद्युत क्षेत्र उतना ही मजबूत होगा, और इसलिए दिशात्मक रूप से चलने वाले इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह की तीव्रता होगी।

विद्युत धारा के प्रसार की गति उस गति के बराबर होती है जिस पर सर्किट में विद्युत क्षेत्र स्थापित होता है, यानी, 300,000 किमी/सेकेंड, लेकिन इलेक्ट्रॉनों की गति मुश्किल से केवल कुछ मिमी प्रति सेकंड तक पहुंचती है।

यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि धारा एक बड़ी क्षमता वाले बिंदु से, यानी (+) से कम क्षमता वाले बिंदु तक, यानी (-) तक प्रवाहित होती है। सर्किट में वोल्टेज को बैटरी जैसे वर्तमान स्रोत द्वारा बनाए रखा जाता है। इसके अंत में चिह्न (+) का अर्थ इलेक्ट्रॉनों की कमी है, चिह्न (-) उनकी अधिकता है, क्योंकि इलेक्ट्रॉन बिल्कुल ऋणात्मक आवेश के वाहक होते हैं। जैसे ही धारा स्रोत वाला सर्किट बंद हो जाता है, इलेक्ट्रॉन उस स्थान से जहां उनकी अधिकता होती है, धारा स्रोत के धनात्मक ध्रुव की ओर दौड़ पड़ते हैं। उनका मार्ग तारों, उपभोक्ताओं, माप उपकरणों और अन्य सर्किट तत्वों से होकर गुजरता है।

ध्यान दें कि धारा की दिशा इलेक्ट्रॉनों की दिशा के विपरीत है।

वैज्ञानिकों की सहमति से, धातुओं में धारा की प्रकृति स्थापित होने से पहले ही धारा की दिशा निर्धारित कर दी गई थी।

विद्युत धारा को दर्शाने वाली कुछ मात्राएँ

वर्तमान ताकत. 1 सेकंड में कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन से गुजरने वाले विद्युत आवेश को वर्तमान शक्ति कहा जाता है। इसके पदनाम के लिए, अक्षर I का उपयोग किया जाता है, जिसे एम्पीयर (ए) में मापा जाता है।

प्रतिरोध।जागरूक होने वाला अगला मूल्य प्रतिरोध है। यह क्रिस्टल जाली के आयनों के साथ दिशा में गतिमान इलेक्ट्रॉनों के टकराव के कारण उत्पन्न होता है। ऐसे टकरावों के परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉन अपनी गतिज ऊर्जा का कुछ हिस्सा आयनों में स्थानांतरित कर देते हैं। परिणामस्वरूप, कंडक्टर गर्म हो जाता है और करंट कम हो जाता है। प्रतिरोध को आर अक्षर से दर्शाया जाता है और इसे ओम (ओम) में मापा जाता है।

धातु के कंडक्टर का प्रतिरोध जितना अधिक होता है, कंडक्टर उतना ही लंबा होता है और उसका क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र उतना ही छोटा होता है। तार की समान लंबाई और व्यास के साथ, चांदी, तांबा, सोना और एल्यूमीनियम से बने कंडक्टरों का प्रतिरोध सबसे कम होता है। स्पष्ट कारणों से, एल्यूमीनियम और तांबे के तारों का उपयोग व्यवहार में किया जाता है।

शक्ति।विद्युत परिपथों के लिए गणना करते समय, कभी-कभी बिजली की खपत (पी) निर्धारित करना आवश्यक होता है।

ऐसा करने के लिए, सर्किट के माध्यम से बहने वाली धारा को वोल्टेज से गुणा किया जाना चाहिए।

शक्ति मापने की इकाई वाट (W) है।

प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा

विभिन्न प्रकार की बैटरियों और संचायकों द्वारा दी जाने वाली धारा स्थिर होती है। इसका मतलब यह है कि ऐसे सर्किट में करंट की ताकत को केवल इसके प्रतिरोध को विभिन्न तरीकों से बदलकर परिमाण में बदला जा सकता है, जबकि इसकी दिशा अपरिवर्तित रहती है।

लेकिन अधिकांश घरेलू उपकरण प्रत्यावर्ती धारा की खपत करते हैं,यानी, धारा, जिसका परिमाण और दिशा एक निश्चित नियम के अनुसार लगातार बदलती रहती है।

इसका उत्पादन बिजली संयंत्रों में किया जाता है और फिर उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनों के माध्यम से हमारे घरों और व्यवसायों तक पहुंचाया जाता है।

अधिकांश देशों में, धारा उत्क्रमण की आवृत्ति 50 हर्ट्ज़ है, अर्थात प्रति सेकंड 50 बार होती है। इस मामले में, हर बार धारा की ताकत धीरे-धीरे बढ़ती है, अधिकतम तक पहुंचती है, फिर घटकर 0 हो जाती है। फिर यह प्रक्रिया दोहराई जाती है, लेकिन धारा की विपरीत दिशा के साथ।

अमेरिका में, सभी उपकरण 60 हर्ट्ज़ पर काम करते हैं। जापान में एक दिलचस्प स्थिति पैदा हो गई है. वहां, देश का एक तिहाई हिस्सा 60 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ प्रत्यावर्ती धारा का उपयोग करता है, और बाकी - 50 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ।

सावधानी - बिजली

बिजली के झटके बिजली के उपकरणों के उपयोग से और बिजली गिरने से हो सकते हैं क्योंकि मानव शरीर विद्युत धारा का अच्छा संवाहक है।अक्सर जमीन पर पड़े किसी तार पर पैर रख देने या झूलते हुए बिजली के तारों को अपने हाथों से धकेलने से बिजली से चोट लग जाती है।

36 V से अधिक का वोल्टेज इंसानों के लिए खतरनाक माना जाता है। यदि केवल 0.05 ए का करंट मानव शरीर से होकर गुजरता है, तो यह अनैच्छिक मांसपेशी संकुचन का कारण बन सकता है, जो व्यक्ति को क्षति के स्रोत से स्वतंत्र रूप से अलग होने की अनुमति नहीं देगा। 0.1 ए की धारा घातक है।

प्रत्यावर्ती धारा और भी खतरनाक है, क्योंकि इसका व्यक्ति पर अधिक प्रभाव पड़ता है। कई मामलों में हमारा यह मित्र और सहायक एक निर्दयी शत्रु में बदल जाता है, जिससे श्वास और हृदय की कार्यप्रणाली में व्यवधान उत्पन्न होता है, यहाँ तक कि यह पूरी तरह से रुक भी जाता है। यह शरीर पर गंभीर जलन के रूप में भयानक निशान छोड़ देता है।

पीड़ित की मदद कैसे करें? सबसे पहले, क्षति के स्रोत को बंद करें. और फिर प्राथमिक उपचार का ध्यान रखें.

बिजली से हमारा परिचय ख़त्म होता जा रहा है. आइए "इलेक्ट्रिक हथियारों" के साथ समुद्री जीवन के बारे में कुछ शब्द जोड़ें। ये कुछ प्रकार की मछलियाँ हैं, समुद्री मछली और स्टिंगरे। इनमें से सबसे खतरनाक समुद्री मछली है।

3 मीटर से कम दूरी पर उसके पास न तैरें। उसका झटका घातक नहीं है, लेकिन चेतना खो सकती है।

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जब किसी व्यक्ति ने विद्युत धारा बनाना और उसका उपयोग करना सीखा, तो उसके जीवन की गुणवत्ता में नाटकीय रूप से वृद्धि हुई। अब हर साल बिजली का महत्व 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 धारा की परिभाषा धनात्मक या ऋणात्मक रूप से आवेशित गतिमान वाहक कणों की एक निर्देशित धारा के रूप में इसका प्रतिनिधित्व है। चार्ज वाहक हो सकते हैं:

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

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

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

1. कोई भी विद्युत धारा एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ होती है;
2. गुजरते समय कंडक्टर गर्म हो जाते हैं;
3. इलेक्ट्रोलाइट्स रासायनिक संरचना को बदलते हैं।

कंडक्टर और अर्धचालक

विद्युत धारा केवल प्रवाहकीय माध्यम में ही विद्यमान हो सकती है, लेकिन इसके प्रवाह की प्रकृति भिन्न होती है:

1. धात्विक कंडक्टरों में, मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं जो विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में चलना शुरू करते हैं। जब तापमान बढ़ता है, तो कंडक्टरों का प्रतिरोध भी बढ़ जाता है, क्योंकि गर्मी अव्यवस्थित तरीके से परमाणुओं की गति को बढ़ा देती है, जो मुक्त इलेक्ट्रॉनों के साथ हस्तक्षेप करती है;
2. इलेक्ट्रोलाइट्स द्वारा निर्मित 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 धारा प्रवाह की प्रकृति तरल के समान होती है।

1. गैसीय माध्यम की विशेषता आयनों की उपस्थिति भी है जो गति में आते हैं। प्लाज्मा बनता है. विकिरण निर्देशित गति में भाग लेने वाले मुक्त इलेक्ट्रॉनों को भी जन्म देता है;
2. निर्वात में विद्युत धारा बनाते समय, नकारात्मक इलेक्ट्रोड पर छोड़े गए इलेक्ट्रॉन सकारात्मक की ओर बढ़ते हैं;
3. अर्धचालकों में, मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं जो गर्म होने से बंधन तोड़ देते हैं। उनके स्थान पर ऐसे छेद होते हैं जिन पर धन चिह्न के साथ चार्ज होता है। छिद्र और इलेक्ट्रॉन निर्देशित गति उत्पन्न करने में सक्षम हैं।

गैर-प्रवाहकीय मीडिया को ढांकता हुआ कहा जाता है।

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

करंट का प्रकार

1. स्थिर। यह वर्तमान और दिशा के निरंतर मात्रात्मक मूल्य की विशेषता है;
2. चर। समय के साथ, समय-समय पर इसकी विशेषताएं बदलती रहती हैं। बदले गए पैरामीटर के आधार पर इसे कई किस्मों में विभाजित किया गया है। मुख्यतः, धारा का मात्रात्मक मूल्य और उसकी दिशा एक साइनसॉइड के साथ भिन्न होती है;
3. एड़ी धाराएं। तब होता है जब चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन होता है। ध्रुवों के बीच घूमे बिना बंद सर्किट बनाएं। एड़ी धाराओं के कारण तीव्र ताप उत्पन्न होता है, जिसके परिणामस्वरूप हानि बढ़ जाती है। विद्युत चुम्बकीय कॉइल के कोर में, उन्हें ठोस के बजाय अलग-अलग इंसुलेटेड प्लेटों के डिज़ाइन का उपयोग करके सीमित किया जाता है।

विद्युत परिपथ के लक्षण

1. वर्तमान ताकत. यह कंडक्टरों के क्रॉस सेक्शन पर समय इकाई में गुजरने वाले चार्ज का एक मात्रात्मक माप है। आवेशों को कूलम्ब (C) में मापा जाता है, समय इकाई दूसरी है। वर्तमान ताकत सी/एस है। परिणामी अनुपात को एम्पीयर (ए) कहा जाता था, जिसमें धारा का मात्रात्मक मान मापा जाता है। मापने वाला उपकरण विद्युत कनेक्शन के सर्किट से श्रृंखला में जुड़ा एक एमीटर है;
2. शक्ति। चालक में विद्युत धारा को माध्यम के प्रतिरोध पर काबू पाना होगा। एक निश्चित समय अवधि के दौरान इसे दूर करने के लिए किया गया कार्य शक्ति होगा। इस मामले में, बिजली का अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तन - कार्य किया जाता है। शक्ति धारा, वोल्टेज की शक्ति पर निर्भर करती है। उनका उत्पाद सक्रिय शक्ति का निर्धारण करेगा. जब किसी अन्य समय से गुणा किया जाता है, तो ऊर्जा खपत प्राप्त होती है - जो मीटर दिखाता है। बिजली को वोल्टैम्पेयर (वीए, केवीए, एमवीए) या वाट (डब्ल्यू, किलोवाट, एमडब्ल्यू) में मापा जा सकता है;
3. वोल्टेज। तीन सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक. धारा प्रवाहित करने के लिए, विद्युत कनेक्शन के बंद सर्किट के दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर पैदा करना आवश्यक है। वोल्टेज की विशेषता एकल आवेश वाहक की गति के दौरान विद्युत क्षेत्र द्वारा उत्पन्न कार्य से होती है। सूत्र के अनुसार, वोल्टेज की इकाई J/C है, जो वोल्ट (V) से मेल खाती है। मापने वाला उपकरण एक वोल्टमीटर है, जो समानांतर में जुड़ा हुआ है;
4. प्रतिरोध। यह कंडक्टरों की विद्युत धारा प्रवाहित करने की क्षमता को दर्शाता है। यह कंडक्टर सामग्री, लंबाई और उसके अनुभाग के क्षेत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है। माप ओम (ओम) में है।

विद्युत धारा के नियम

विद्युत सर्किट की गणना तीन मुख्य कानूनों का उपयोग करके की जाती है:

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

1. फैराडे का नियम. विद्युत चुम्बकीय प्रेरण को संदर्भित करता है। कंडक्टरों में आगमनात्मक धाराओं की उपस्थिति चुंबकीय प्रवाह के प्रभाव के कारण होती है जो एक बंद सर्किट में ईएमएफ (इलेक्ट्रोमोटिव बल) के प्रेरण के कारण समय के साथ बदलती है। प्रेरित ईएमएफ मापांक, वोल्ट में मापा जाता है, उस दर के समानुपाती होता है जिस पर चुंबकीय प्रवाह बदलता है। प्रेरण के नियम के लिए धन्यवाद, बिजली पैदा करने वाले जनरेटर 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 धारा के पारित होने के दौरान निकलने वाली गर्मी की मात्रा निर्धारित करने की अनुमति देता है:

जहां I प्रवाहित धारा की ताकत है, R प्रतिरोध है, t समय है।

वातावरण में बिजली

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

वायुमंडलीय विद्युत के प्रकार:

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

1. सेंट एल्मो की आग. तारों, खंभों के आसपास उत्पन्न बिजली का कोरोना डिस्चार्ज;
2. गेंद का चमकना। एक गेंद के रूप में निर्वहन, हवा के माध्यम से घूम रहा 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;
• विद्युत परिवहन: ट्रेन, इलेक्ट्रिक कार, ट्राम, ट्रॉलीबस;
• एक आरामदायक माइक्रॉक्लाइमेट का निर्माण: हीटिंग और एयर कंडीशनिंग;
• चिकित्सकीय संसाधन;
• घरेलू उपयोग: विद्युत उपकरण;
• कंप्यूटर और मोबाइल उपकरण;
• 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 परिवर्तन के साथ रक्त और लसीका का इलेक्ट्रोलाइटिक विभाजन;
• आक्षेपकारी मांसपेशी संकुचन हृदय की तंतुमयता को उसके पूर्ण विराम तक भड़का सकता है, श्वसन प्रणाली के कामकाज को बाधित कर सकता है।

महत्वपूर्ण!किसी व्यक्ति द्वारा महसूस किया जाने वाला करंट 1 mA के मान से शुरू होता है, यदि करंट का मान 25 mA है, तो शरीर में गंभीर नकारात्मक परिवर्तन संभव हैं।

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

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करंट और वोल्टेज विद्युत सर्किट में उपयोग किए जाने वाले मात्रात्मक पैरामीटर हैं। अक्सर, ये मान समय के साथ बदलते हैं, अन्यथा विद्युत सर्किट के संचालन का कोई मतलब नहीं होता।

वोल्टेज

परंपरागत रूप से, वोल्टेज को अक्षर द्वारा दर्शाया जाता है यू. आवेश की एक इकाई को कम क्षमता वाले बिंदु से उच्च क्षमता वाले बिंदु तक ले जाने के लिए किया गया कार्य इन दो बिंदुओं के बीच का वोल्टेज है। दूसरे शब्दों में, यह आवेश की एक इकाई के उच्च क्षमता से छोटी क्षमता में संक्रमण के बाद निकलने वाली ऊर्जा है।

वोल्टेज को संभावित अंतर के साथ-साथ इलेक्ट्रोमोटिव बल भी कहा जा सकता है। यह पैरामीटर वोल्ट में मापा जाता है। 1 वोल्ट वोल्टेज वाले दो बिंदुओं के बीच 1 कूलम्ब चार्ज को स्थानांतरित करने के लिए, आपको 1 जूल कार्य करने की आवश्यकता है। कूलॉम्स विद्युत आवेश को मापते हैं। 1 पेंडेंट 6x10 18 इलेक्ट्रॉनों के चार्ज के बराबर है।

करंट के प्रकार के आधार पर वोल्टेज को कई प्रकारों में विभाजित किया जाता है।

• स्थिर तापमान . यह इलेक्ट्रोस्टैटिक सर्किट और डीसी सर्किट में मौजूद होता है।
• एसी वोल्टेज . इस प्रकार का वोल्टेज साइनसॉइडल और प्रत्यावर्ती धाराओं वाले सर्किट में उपलब्ध होता है। साइनसॉइडल धारा के मामले में, वोल्टेज विशेषताएँ जैसे:
  वोल्टेज उतार-चढ़ाव का आयाम x-अक्ष से इसका अधिकतम विचलन है;
  तत्काल वोल्टेज, जो एक निश्चित समय पर व्यक्त होता है;
  ऑपरेटिंग वोल्टेज, पहले आधे चक्र के सक्रिय कार्य द्वारा निर्धारित किया जाता है;
  मध्यम सुधारित वोल्टेज, एक हार्मोनिक अवधि के लिए सुधारित वोल्टेज के मापांक द्वारा निर्धारित किया जाता है।

ओवरहेड लाइनों के माध्यम से बिजली संचारित करते समय, समर्थन की व्यवस्था और उनके आयाम लागू वोल्टेज के परिमाण पर निर्भर करते हैं। चरणों के बीच के वोल्टेज को कहा जाता है लाइन वोल्टेज , और जमीन और प्रत्येक चरण के बीच वोल्टेज है चरण वोल्टेज . यह नियम सभी प्रकार की ओवरहेड लाइनों पर लागू होता है। रूस में, घरेलू विद्युत नेटवर्क में, मानक 380 वोल्ट के रैखिक वोल्टेज और 220 वोल्ट के चरण वोल्टेज मान के साथ तीन-चरण वोल्टेज है।

बिजली

विद्युत परिपथ में धारा एक निश्चित बिंदु पर इलेक्ट्रॉनों की गति है, जिसे एम्पीयर में मापा जाता है, और आरेख पर अक्षर द्वारा दर्शाया जाता है " मैं". एम्पीयर की व्युत्पन्न इकाइयों का उपयोग उपयुक्त उपसर्ग मिलि-, माइक्रो-, नैनो आदि के साथ भी किया जाता है। 1 कूलम्ब आवेश की एक इकाई को 1 सेकंड में घुमाने पर 1 एम्पीयर की धारा उत्पन्न होती है।

परंपरागत रूप से, यह माना जाता है कि धारा सकारात्मक क्षमता से नकारात्मक क्षमता की दिशा में बहती है। हालाँकि, भौतिकी के पाठ्यक्रम से यह ज्ञात होता है कि इलेक्ट्रॉन विपरीत दिशा में चलता है।

आपको यह जानना होगा कि वोल्टेज को सर्किट पर 2 बिंदुओं के बीच मापा जाता है, और करंट सर्किट के एक विशिष्ट बिंदु या उसके तत्व के माध्यम से प्रवाहित होता है। इसलिए, यदि कोई "प्रतिरोध में वोल्टेज" अभिव्यक्ति का उपयोग करता है, तो यह गलत और अनपढ़ है। लेकिन अक्सर हम सर्किट में एक निश्चित बिंदु पर वोल्टेज के बारे में बात कर रहे हैं। यह जमीन और इस बिंदु के बीच वोल्टेज को संदर्भित करता है।

जनरेटर और अन्य उपकरणों में विद्युत आवेशों पर प्रभाव से वोल्टेज बनता है। सर्किट में दो बिंदुओं पर वोल्टेज लगाने से करंट उत्पन्न होता है।

यह समझने के लिए कि करंट और वोल्टेज क्या हैं, इसका उपयोग करना अधिक सही होगा। इस पर आप करंट और वोल्टेज देख सकते हैं, जो समय के साथ अपना मान बदलते हैं। व्यवहार में, विद्युत परिपथ के तत्व कंडक्टरों द्वारा जुड़े होते हैं। कुछ बिंदुओं पर, सर्किट तत्वों का अपना वोल्टेज मान होता है।

करंट और वोल्टेज नियमों का पालन करते हैं:

• बिंदु में प्रवेश करने वाली धाराओं का योग बिंदु से निकलने वाली धाराओं के योग के बराबर होता है (आवेश संरक्षण नियम)। ऐसा नियम वर्तमान के लिए किरचॉफ का नियम है। इस मामले में धारा के प्रवेश और निकास बिंदु को नोड कहा जाता है। इस नियम का एक परिणाम निम्नलिखित कथन है: तत्वों के एक समूह के श्रृंखला विद्युत परिपथ में, सभी बिंदुओं के लिए धारा समान होती है।
• तत्वों के समानांतर सर्किट में, सभी तत्वों पर वोल्टेज समान होता है। दूसरे शब्दों में, एक बंद सर्किट में वोल्टेज ड्रॉप का योग शून्य है। किरचॉफ का यह नियम तनावों पर लागू होता है।
• परिपथ (शक्ति) द्वारा प्रति इकाई समय में किया गया कार्य इस प्रकार व्यक्त किया जाता है: पी \u003d यू * आई. शक्ति को वाट में मापा जाता है। 1 सेकंड में किया गया 1 जूल कार्य 1 वाट के बराबर होता है। बिजली को ऊष्मा के रूप में वितरित किया जाता है, यांत्रिक कार्यों (इलेक्ट्रिक मोटरों में) पर खर्च किया जाता है, विभिन्न प्रकार के विकिरण में परिवर्तित किया जाता है, टैंकों या बैटरियों में जमा किया जाता है। जटिल विद्युत प्रणालियों को डिजाइन करते समय, चुनौतियों में से एक सिस्टम का थर्मल लोड है।

विद्युत धारा विशेषता

विद्युत परिपथ में धारा के अस्तित्व के लिए एक शर्त एक बंद परिपथ है। यदि सर्किट टूट जाए तो करंट रुक जाता है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में सब कुछ इसी सिद्धांत पर काम करता है। वे चलते हुए यांत्रिक संपर्कों से विद्युत सर्किट को तोड़ देते हैं, और इससे करंट का प्रवाह रुक जाता है, जिससे उपकरण बंद हो जाता है।

ऊर्जा उद्योग में, विद्युत प्रवाह वर्तमान कंडक्टरों के अंदर होता है, जो टायर और अन्य भागों के रूप में बने होते हैं जो वर्तमान का संचालन करते हैं।

आंतरिक धारा उत्पन्न करने के अन्य तरीके भी हैं:

• आवेशित आयनों की गति के कारण तरल पदार्थ और गैसें।
• थर्मिओनिक उत्सर्जन का उपयोग करके वैक्यूम, गैस और वायु।
• आवेश वाहकों की गति के कारण।

विद्युत प्रवाह की घटना के लिए शर्तें

• हीटिंग कंडक्टर (सुपरकंडक्टर्स नहीं)।
• संभावित अंतर के वाहकों को चार्ज करने के लिए आवेदन।
• नए पदार्थों की रिहाई के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया।
• किसी चालक पर चुंबकीय क्षेत्र का प्रभाव.

वर्तमान तरंगरूप

• सरल रेखा।
• परिवर्तनीय हार्मोनिक साइन तरंग.
• एक विसर्प जो साइन लहर की तरह दिखता है, लेकिन इसके कोने नुकीले होते हैं (कभी-कभी कोनों को चिकना किया जा सकता है)।
• एक दिशा का एक स्पंदित रूप, जिसका आयाम एक निश्चित नियम के अनुसार शून्य से सबसे बड़े मान तक उतार-चढ़ाव करता है।

विद्युत धारा के कार्य के प्रकार

• प्रकाश उपकरणों द्वारा उत्सर्जित प्रकाश।
• हीटिंग तत्वों के साथ गर्मी उत्पन्न करना।
• यांत्रिक कार्य (विद्युत मोटरों का घूमना, अन्य विद्युत उपकरणों की क्रिया)।
• विद्युत चुम्बकीय विकिरण का निर्माण.

विद्युत धारा के कारण होने वाली नकारात्मक घटनाएँ

• संपर्कों और करंट ले जाने वाले हिस्सों का अधिक गर्म होना।
• विद्युत उपकरणों के कोर में भंवर धाराओं की घटना।
• बाहरी वातावरण में विद्युत चुम्बकीय विकिरण।

विद्युत उपकरणों और विभिन्न सर्किटों के रचनाकारों को डिजाइन करते समय अपने डिजाइनों में विद्युत धारा के उपरोक्त गुणों को ध्यान में रखना चाहिए। उदाहरण के लिए, विद्युत मोटरों, ट्रांसफार्मरों और जनरेटरों में एड़ी धाराओं के हानिकारक प्रभाव को चुंबकीय प्रवाह को संचारित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले कोर के मिश्रण से कम किया जाता है। कोर ब्लेंडिंग का निर्माण धातु के एक टुकड़े से नहीं, बल्कि विशेष विद्युत स्टील की अलग-अलग पतली प्लेटों के एक सेट से किया जाता है।

लेकिन, दूसरी ओर, चुंबकीय प्रेरण के सिद्धांत पर काम करने वाले माइक्रोवेव ओवन, ओवन को संचालित करने के लिए एड़ी धाराओं का उपयोग किया जाता है। अत: हम कह सकते हैं कि भँवर धाराएँ न केवल हानिकारक हैं, बल्कि लाभदायक भी हैं।

साइनसॉइड के रूप में सिग्नल के साथ एक प्रत्यावर्ती धारा समय की प्रति इकाई दोलन की आवृत्ति में भिन्न हो सकती है। हमारे देश में, विद्युत उपकरणों की औद्योगिक धारा आवृत्ति मानक है, और 50 हर्ट्ज़ के बराबर है। कुछ देशों में, वर्तमान आवृत्ति 60 हर्ट्ज़ है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और रेडियो इंजीनियरिंग में विभिन्न उद्देश्यों के लिए, अन्य आवृत्ति मूल्यों का उपयोग किया जाता है:

• कम वर्तमान आवृत्ति के साथ कम आवृत्ति संकेत।
• उच्च आवृत्ति सिग्नल, जो औद्योगिक उपयोग की वर्तमान आवृत्ति से बहुत अधिक हैं।

ऐसा माना जाता है कि विद्युत धारा तब उत्पन्न होती है जब इलेक्ट्रॉन किसी चालक के अंदर गति करते हैं, इसलिए इसे चालन धारा कहा जाता है। लेकिन विद्युत धारा का एक और प्रकार भी होता है, जिसे संवहन कहते हैं। यह तब होता है जब आवेशित मैक्रोबॉडीज़ गति करती हैं, उदाहरण के लिए, वर्षा की बूंदें।

धातुओं में विद्युत धारा

उन पर निरंतर बल के प्रभाव में इलेक्ट्रॉनों की गति की तुलना एक पैराशूटिस्ट से की जाती है जो जमीन पर उतरता है। इन दो मामलों में, एकसमान गति होती है। गुरुत्वाकर्षण बल स्काईडाइवर पर कार्य करता है, और वायु प्रतिरोध बल इसका विरोध करता है। विद्युत क्षेत्र बल इलेक्ट्रॉनों की गति पर कार्य करता है, और क्रिस्टल जाली के आयन इस गति का विरोध करते हैं। इलेक्ट्रॉनों की औसत गति एक स्थिर मान तक पहुँचती है, जैसे कि स्काईडाइवर की गति।

एक धातु चालक में एक इलेक्ट्रॉन की गति 0.1 मिमी प्रति सेकंड होती है, और विद्युत धारा की गति लगभग 300,000 किमी प्रति सेकंड होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि विद्युत धारा केवल वहीं प्रवाहित होती है जहां आवेशित कणों पर वोल्टेज लगाया जाता है। इसलिए, एक उच्च धारा प्रवाह दर प्राप्त की जाती है।

क्रिस्टल जाली में इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करते समय, निम्नलिखित नियमितता होती है। इलेक्ट्रॉन सभी आने वाले आयनों से नहीं टकराते, बल्कि उनमें से हर दसवें हिस्से से ही टकराते हैं। इसे क्वांटम यांत्रिकी के नियमों द्वारा समझाया गया है, जिसे निम्नानुसार सरल बनाया जा सकता है।

इलेक्ट्रॉनों की गति प्रतिरोध करने वाले बड़े आयनों द्वारा बाधित होती है। यह विशेष रूप से ध्यान देने योग्य है जब धातुओं को गर्म किया जाता है, जब भारी आयन "स्विंग" करते हैं, आकार में वृद्धि करते हैं और कंडक्टर के क्रिस्टल जाली की विद्युत चालकता को कम करते हैं। इसलिए, जब धातुओं को गर्म किया जाता है, तो उनका प्रतिरोध हमेशा बढ़ जाता है। जैसे-जैसे तापमान घटता है, विद्युत चालकता बढ़ती है। धातु के तापमान को पूर्ण शून्य तक कम करके, अतिचालकता का प्रभाव प्राप्त किया जा सकता है।

विद्युत धारा क्या है

के प्रभाव में विद्युत आवेशित कणों की दिशात्मक गति। ऐसे कण हो सकते हैं: कंडक्टरों में - इलेक्ट्रॉन, इलेक्ट्रोलाइट्स में - आयन (धनायन और आयन), अर्धचालक में - इलेक्ट्रॉन और तथाकथित "छेद" ("इलेक्ट्रॉन-छेद चालकता")। एक "बायस करंट" भी है, जिसका प्रवाह कैपेसिटेंस को चार्ज करने की प्रक्रिया के कारण होता है, यानी। 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 सर्किट के सिद्धांत में, विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत प्रवाहकीय माध्यम में आवेश वाहकों की निर्देशित गति को धारा माना जाता है।

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

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

विद्युत धारा तब उत्पन्न होती है जब किसी विद्युत परिपथ के एक खंड में विद्युत क्षेत्र या किसी चालक के दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर दिखाई देता है। दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर को वोल्टेज या कहा जाता है सर्किट के इस खंड में वोल्टेज ड्रॉप.

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

1ए = 1सी/एस.

सामान्य स्थिति में, धारा को i अक्षर से और आवेश को q से निरूपित करने पर, हमें मिलता है:

मैं = डीक्यू/डीटी.

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

यदि कोई वोल्टेज कंडक्टर के साथ कार्य करता है, तो कंडक्टर के अंदर एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है। जब क्षेत्र की ताकत E होती है, तो चार्ज e वाले इलेक्ट्रॉन बल f = Ee से प्रभावित होते हैं। मान f और E सदिश हैं। मुक्त पथ समय के दौरान, इलेक्ट्रॉन अराजक गति के साथ-साथ निर्देशित गति भी प्राप्त कर लेते हैं। प्रत्येक इलेक्ट्रॉन पर एक ऋणात्मक आवेश होता है और वह वेक्टर E के विपरीत निर्देशित एक वेग घटक प्राप्त करता है (चित्र 1)। कुछ औसत इलेक्ट्रॉन वेग वीसीपी की विशेषता वाली क्रमबद्ध गति, विद्युत प्रवाह के प्रवाह को निर्धारित करती है।

दुर्लभ गैसों में इलेक्ट्रॉनों की दिशात्मक गति भी हो सकती है। इलेक्ट्रोलाइट्स और आयनित गैसों में, धारा का प्रवाह मुख्य रूप से आयनों की गति के कारण होता है। इस तथ्य के अनुसार कि इलेक्ट्रोलाइट्स में सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन सकारात्मक से नकारात्मक ध्रुव की ओर बढ़ते हैं, ऐतिहासिक रूप से वर्तमान की दिशा इलेक्ट्रॉन आंदोलन की दिशा के विपरीत मानी जाती थी।

वर्तमान दिशा को वह दिशा माना जाता है जिसमें धनावेशित कण चलते हैं, अर्थात। इलेक्ट्रॉनों की गति के विपरीत दिशा।
विद्युत परिपथों के सिद्धांत में, उच्च विभव से निम्न विभव की ओर धनात्मक आवेशित कणों की गति की दिशा को निष्क्रिय परिपथ (ऊर्जा स्रोतों के बाहर) में धारा की दिशा के रूप में लिया जाता है। यह दिशा इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के विकास की शुरुआत में ही अपनाई गई थी और चार्ज वाहकों की गति की सही दिशा का खंडन करती है - मीडिया को माइनस से प्लस की ओर ले जाने वाले इलेक्ट्रॉन।

धारा और क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र S के अनुपात के बराबर मान को धारा घनत्व कहा जाता है (δ दर्शाया गया है): δ= है

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

विद्युत आवेशों के वाहकों के प्रकार और उनकी गति 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 प्रत्यावर्ती।

विद्युत धारा स्थानांतरणमुक्त स्थान में घूम रहे आवेशित कणों या पिंडों द्वारा विद्युत आवेशों के स्थानांतरण की घटना कहलाती है। विद्युत धारा स्थानांतरण का मुख्य प्रकार चार्ज के साथ प्राथमिक कणों के शून्य में गति (इलेक्ट्रॉन ट्यूबों में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की गति), गैस-डिस्चार्ज उपकरणों में मुक्त आयनों की गति है।

विद्युत विस्थापन धारा (ध्रुवीकरण धारा)इसे विद्युत आवेशों के बाध्य वाहकों की क्रमबद्ध गति कहा जाता है। इस प्रकार का करंट डाइइलेक्ट्रिक्स में देखा जा सकता है।
पूर्ण विद्युत धाराविद्युत चालन धारा, विद्युत स्थानांतरण धारा और विचारित सतह के माध्यम से विद्युत विस्थापन धारा के योग के बराबर एक अदिश मान है।

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

प्रत्यावर्ती धारा वह धारा है जो समय-समय पर परिमाण और संकेत दोनों में बदलती रहती है।प्रत्यावर्ती धारा को दर्शाने वाली मात्रा आवृत्ति है (एसआई 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 गया। उच्च आवृत्ति धाराओं का उपयोग मैकेनिकल इंजीनियरिंग में भागों की सतहों के ताप उपचार और वेल्डिंग के लिए, धातु विज्ञान में धातुओं को पिघलाने के लिए किया जाता है।प्रत्यावर्ती धाराओं को साइनसॉइडल और में विभाजित किया गया है गैर sinusoidal. साइनसॉइडल धारा वह धारा है जो हार्मोनिक नियम के अनुसार बदलती है:

मैं = मैं पाप हूँ,

प्रत्यावर्ती धारा के परिवर्तन की दर को प्रति इकाई समय में पूर्ण दोहराव वाले दोलनों की संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है। आवृत्ति को अक्षर f द्वारा दर्शाया जाता है और हर्ट्ज़ (Hz) में मापा जाता है। तो, नेटवर्क में धारा 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 यह एक साधारण संबंध द्वारा आवृत्ति से संबंधित है:

ω = 2πf

प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धाराओं के स्थिर (निश्चित) मानबड़े अक्षर I से नामित करें, अस्थिर (तात्कालिक) मान - अक्षर i से। धारा की सशर्त सकारात्मक दिशा को सकारात्मक आवेशों की गति की दिशा माना जाता है।

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

प्रत्यावर्ती धारा का अर्थ पारंपरिक एकल- और तीन-चरण नेटवर्क में धारा भी है। इस मामले में, प्रत्यावर्ती धारा पैरामीटर हार्मोनिक कानून के अनुसार बदलते हैं।

चूंकि प्रत्यावर्ती धारा समय के साथ बदलती रहती है, इसलिए प्रत्यक्ष धारा सर्किट के लिए उपयुक्त सरल समस्या निवारण विधियां यहां सीधे लागू नहीं होती हैं। बहुत उच्च आवृत्तियों पर, आवेश दोलन कर सकते हैं - सर्किट में एक स्थान से दूसरे स्थान तक और वापस प्रवाहित होते 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 करंट बदलता है, तो स्व-प्रेरकत्व प्रभाव काम में आते हैं, जो उच्च प्रेरण कॉइल का उपयोग करने पर कम आवृत्तियों पर भी महत्वपूर्ण हो जाते हैं। अपेक्षाकृत कम आवृत्तियों पर, एसी सर्किट की गणना अभी भी का उपयोग करके की जा सकती है, जिसे, हालांकि, तदनुसार संशोधित किया जाना चाहिए।

एक सर्किट जिसमें विभिन्न प्रतिरोधक, इंडक्टर्स और कैपेसिटर शामिल होते हैं, ऐसा माना जा सकता है जैसे कि इसमें श्रृंखला में जुड़े सामान्यीकृत प्रतिरोधी, कैपेसिटर और प्रारंभ करनेवाला शामिल हो।

साइनसॉइडल अल्टरनेटर से जुड़े ऐसे सर्किट के गुणों पर विचार करें। एसी सर्किट को डिजाइन करने के लिए नियम बनाने के लिए, ऐसे सर्किट के प्रत्येक घटक के लिए वोल्टेज ड्रॉप और करंट के बीच संबंध खोजना आवश्यक है।

यह AC और DC सर्किट में पूरी तरह से अलग भूमिका निभाता है। यदि, उदाहरण के लिए, एक विद्युत रासायनिक तत्व सर्किट से जुड़ा है, तो संधारित्र तब तक चार्ज होना शुरू हो जाएगा 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 अल्टरनेटर से जुड़ा है, तो एक आधे चक्र में इलेक्ट्रॉन संधारित्र के बाईं ओर से प्रवाहित होंगे और दाईं ओर जमा होंगे, और दूसरे में इसके विपरीत। 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, तब तक अवरोधक और प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से धारा भी समान होती है।

एसी उपभोग करने वाले उपकरणों में, डीसी उत्पन्न करने के लिए एसी को अक्सर रेक्टिफायर द्वारा ठीक किया जाता है।

विद्युत चालक

वह पदार्थ जिसमें विद्युत धारा प्रवाहित होती है, कहलाता है। कुछ सामग्रियाँ कम तापमान पर अतिचालक हो जाती हैं। इस अवस्था में, वे धारा के प्रति लगभग कोई प्रतिरोध नहीं करते हैं, उनका प्रतिरोध शून्य हो जाता है। अन्य सभी मामलों में, कंडक्टर धारा के प्रवाह का विरोध करता है और परिणामस्वरूप, विद्युत कणों की ऊर्जा का कुछ हिस्सा गर्मी में परिवर्तित हो जाता है। वर्तमान ताकत की गणना सर्किट के एक खंड और संपूर्ण 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 धारा 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 जानवर के शरीर से गुजरने वाला करंट बिजली से जलने, कंपन या मृत्यु का कारण बन सकता है। दूसरी ओर, विद्युत प्रवाह का उपयोग गहन देखभाल में किया जाता है, मानसिक बीमारी, विशेष रूप से अवसाद के इलाज के लिए, मस्तिष्क के कुछ क्षेत्रों की विद्युत उत्तेजना का उपयोग पार्किंसंस रोग और मिर्गी जैसी बीमारियों के इलाज के लिए किया जाता है, एक पेसमेकर जो हृदय की मांसपेशियों को उत्तेजित करता है स्पंदित धारा के साथ ब्रैडीकार्डिया के लिए उपयोग किया जाता है। मनुष्यों और जानवरों में, तंत्रिका आवेगों को संचारित करने के लिए करंट का उपयोग किया जाता है।

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

बिजली

सबसे पहले, यह पता लगाना उचित है कि विद्युत प्रवाह क्या होता है। विद्युत धारा किसी चालक में आवेशित कणों की क्रमबद्ध गति है। इसके उत्पन्न होने के लिए सबसे पहले एक विद्युत क्षेत्र बनाना होगा, जिसके प्रभाव में उपर्युक्त आवेशित कण गति करना शुरू कर देंगे।

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

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

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

प्रकाश बल्बों और विद्युत मोटरों को विद्युत धारा की आपूर्ति करने वाले विद्युत सर्किट बैटरी के आविष्कार के बाद तक प्रकट नहीं हुए थे, जो लगभग 1800 में हुआ था। 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 बना।

विद्युत धारा की मुख्य मात्राएँ

बिजली की मात्रा और वर्तमान शक्ति. विद्युत धारा का प्रभाव प्रबल या कमजोर हो सकता है। विद्युत धारा की ताकत एक निश्चित इकाई समय में सर्किट से प्रवाहित होने वाले आवेश की मात्रा पर निर्भर करती है। जितने अधिक इलेक्ट्रॉन स्रोत के एक ध्रुव से दूसरे ध्रुव तक चले गए, इलेक्ट्रॉनों द्वारा वहन किया गया कुल आवेश उतना ही अधिक होगा। इस कुल आवेश को चालक से गुजरने वाली बिजली की मात्रा कहा जाता है।

विशेष रूप से, विद्युत धारा का रासायनिक प्रभाव बिजली की मात्रा पर निर्भर करता है, यानी, इलेक्ट्रोलाइट समाधान के माध्यम से जितना अधिक चार्ज पारित किया जाएगा, उतना अधिक पदार्थ कैथोड और एनोड पर जमा होगा। 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 कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन से गुजरने वाले विद्युत आवेश और उसके प्रवाह के समय के अनुपात के बराबर है। आवेश की इकाई कूलम्ब (C) है, समय सेकंड में मापा जाता है। इस मामले में, धारा शक्ति की इकाई C/s में व्यक्त की जाती है। इस इकाई को एम्पीयर (ए) कहा जाता है। किसी सर्किट में करंट की तीव्रता को मापने के लिए, एक विद्युत मापने वाले उपकरण जिसे एमीटर कहा जाता है, का उपयोग किया जाता है। सर्किट में शामिल करने के लिए, एमीटर दो टर्मिनलों से सुसज्जित है। इसे श्रृंखला में सर्किट में शामिल किया गया है।

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

वोल्टेज विद्युत परिपथ के एक निश्चित खंड में धारा के कार्य और परिपथ के उसी खंड से प्रवाहित होने वाले आवेश का अनुपात है। वर्तमान कार्य को जूल (J) में मापा जाता है, चार्ज को पेंडेंट (C) में मापा जाता है। इस संबंध में, वोल्टेज माप की इकाई 1 जे/सी होगी। इस इकाई को वोल्ट (V) कहा जाता है।

किसी विद्युत परिपथ में वोल्टेज प्रकट होने के लिए, एक धारा स्रोत की आवश्यकता होती है। एक खुले सर्किट में, वोल्टेज केवल वर्तमान स्रोत टर्मिनलों पर मौजूद होता है। यदि इस वर्तमान स्रोत को सर्किट में शामिल किया जाता है, तो सर्किट के कुछ खंडों में वोल्टेज भी दिखाई देगा। इस संबंध में, सर्किट में एक करंट भी होगा। यानी 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। अपनी उपस्थिति में, यह पहले बताए गए एमीटर जैसा दिखता है, एकमात्र अंतर यह है कि अक्षर V वोल्टमीटर स्केल पर है (एमीटर पर A के बजाय)। वोल्टमीटर में दो टर्मिनल होते हैं, जिनकी सहायता से इसे विद्युत परिपथ के समानांतर 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-अलग होती 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: किलोओम, मेगाओम, आदि। कंडक्टर प्रतिरोध को आमतौर पर अक्षर आर द्वारा दर्शाया जाता है, कंडक्टर की लंबाई एल है, क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र एस है। इस मामले में, प्रतिरोध हो सकता है सूत्र के रूप में लिखा गया है:

जहाँ गुणांक p को प्रतिरोधकता कहा जाता है। यह गुणांक 1 m2 के बराबर क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के साथ 1 m लंबे कंडक्टर के प्रतिरोध को 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 की इकाई ओम x मिमी2/मीटर होगी। नीचे दी गई तालिका में. 1 कुछ सामग्रियों की प्रतिरोधकता को दर्शाता है।

तालिका के अनुसार. 1, यह स्पष्ट हो जाता है कि तांबे में सबसे कम विद्युत प्रतिरोधकता होती है, और धातुओं के मिश्र धातु में सबसे अधिक होती है। इसके अलावा, डाइलेक्ट्रिक्स (इन्सुलेटर्स) में उच्च प्रतिरोधकता होती है।

विद्युत धारिता. हम पहले से ही जानते हैं कि एक दूसरे से अलग किए गए दो कंडक्टर विद्युत आवेश जमा कर सकते हैं। यह घटना एक भौतिक मात्रा की विशेषता है, जिसे विद्युत धारिता कहा जाता है। दो कंडक्टरों की विद्युत क्षमता उनमें से एक के चार्ज और इस कंडक्टर और पड़ोसी के बीच संभावित अंतर के अनुपात से अधिक कुछ नहीं है। जब कंडक्टरों को चार्ज प्राप्त होता है तो वोल्टेज जितना कम होगा, उनकी धारिता उतनी ही अधिक होगी। फैराड (F) को विद्युत धारिता की इकाई के रूप में लिया जाता है। व्यवहार में, इस इकाई के अंशों का उपयोग किया जाता है: माइक्रोफ़ारड (µF) और पिकोफ़ारड (pF)।

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यदि आप एक दूसरे से पृथक दो कंडक्टर लेते हैं, उन्हें एक दूसरे से थोड़ी दूरी पर रखते हैं, तो आपको एक संधारित्र मिलता है। किसी संधारित्र की धारिता उसकी प्लेटों की मोटाई और ढांकता हुआ की मोटाई और उसकी पारगम्यता पर निर्भर करती है। संधारित्र की प्लेटों के बीच ढांकता हुआ की मोटाई को कम करके, बाद की धारिता को काफी बढ़ाना संभव है। सभी कैपेसिटर पर, उनकी कैपेसिटेंस के अलावा, वह वोल्टेज भी दर्शाया जाना चाहिए जिसके लिए ये उपकरण डिज़ाइन किए गए हैं।

विद्युत धारा का कार्य एवं शक्ति. पूर्वगामी से यह स्पष्ट है कि विद्युत धारा एक निश्चित मात्रा में कार्य करती है। जब बिजली की मोटरें जुड़ी होती हैं, तो विद्युत धारा सभी प्रकार के उपकरणों को काम करने में सक्षम बनाती है, ट्रेनों को पटरियों पर चलाती 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 देती है। हम कह सकते हैं कि सर्किट के एक निश्चित खंड में विद्युत धारा का कार्य धारा, वोल्टेज और उस समय के उत्पाद के बराबर होता है जिसके दौरान कार्य 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 धारा के कार्य को मापने के लिए एक साथ तीन उपकरणों का उपयोग किया जाना चाहिए: एक एमीटर, एक वोल्टमीटर और एक घड़ी। लेकिन यह बोझिल और अप्रभावी है. अतः सामान्यतः विद्युत धारा का कार्य विद्युत मीटरों द्वारा मापा जाता है। इस डिवाइस की डिवाइस में उपरोक्त सभी डिवाइस शामिल हैं।

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

विद्युत धारा के मूल नियम

ओम कानून. वोल्टेज और करंट को विद्युत 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 तक वांछित रूप में स्थानांतरण है। संभावित अंतर और वर्तमान ताकत का उत्पाद शक्ति देता है, यानी, प्रति यूनिट समय 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 ऐसा करना संभव है और इसकी रीडिंग और सर्किट की कुछ विशेषताओं, जैसे इसके प्रतिरोध, से शक्ति की गणना करना संभव है? बहुत से लोगों को यह विचार पसंद आया, उन्होंने इसे फलदायी माना।

तो, किसी तार या संपूर्ण सर्किट का प्रतिरोध क्या है? क्या किसी तार में, पानी के पाइप या निर्वात प्रणाली में पाइप की तरह, एक स्थिर गुण होता है जिसे प्रतिरोध कहा जा सकता है? उदाहरण के लिए, पाइपों में, प्रवाह पैदा करने वाले दबाव अंतर का अनुपात प्रवाह दर से विभाजित होता है जो आमतौर पर पाइप की एक स्थिर विशेषता होती है। उसी तरह, एक तार में गर्मी का प्रवाह एक साधारण संबंध के अधीन होता है, जिसमें तापमान का अंतर, तार का क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र और उसकी लंबाई शामिल होती है। विद्युत परिपथों के लिए ऐसे संबंध की खोज एक सफल खोज का परिणाम थी।

1820 के दशक में, जर्मन स्कूल शिक्षक जॉर्ज ओम उपरोक्त अनुपात की खोज शुरू करने वाले पहले व्यक्ति थे। सबसे पहले, वह प्रसिद्धि और प्रसिद्धि की आकांक्षा रखते थे, जो उन्हें विश्वविद्यालय में पढ़ाने की अनुमति दे। यही एकमात्र कारण था कि उन्होंने अध्ययन का ऐसा क्षेत्र 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, जिनकी उसे प्रयोगों के लिए आवश्यकता होती थी। चूँकि उन दिनों 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 का भी परीक्षण किया। उन्होंने इन सभी कारकों को बारी-बारी से अलग-अलग किया। ओम के समय में, बैटरियां अभी भी कमजोर थीं, जो परिवर्तनशील परिमाण का करंट देती थीं। इस संबंध में, शोधकर्ता ने जनरेटर के रूप में एक 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 को अभी-अभी अपना विकास प्राप्त हुआ है। 1800 के आसपास बैटरियों के आविष्कार के बाद इसका विकास बहुत तेजी से होने लगा। विभिन्न उपकरणों को डिजाइन और निर्मित किया गया (अक्सर हाथ से), नए कानूनों की खोज की गई, अवधारणाएं और शब्द सामने आए, आदि। इन सभी ने विद्युत घटनाओं और कारकों की गहरी समझ पैदा की।

बिजली के बारे में ज्ञान को अद्यतन करने से, एक ओर, भौतिकी के एक नए क्षेत्र का उदय हुआ, दूसरी ओर, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के तेजी से विकास का आधार बना, यानी, बैटरी, जनरेटर, प्रकाश व्यवस्था और इलेक्ट्रिक ड्राइव के लिए बिजली आपूर्ति प्रणाली , विद्युत भट्टियाँ, विद्युत मोटर आदि का आविष्कार हुआ, अन्य।

ओम की खोजें बिजली के सिद्धांत के विकास और अनुप्रयुक्त विद्युत इंजीनियरिंग के विकास दोनों के लिए बहुत महत्वपूर्ण थीं। उन्होंने प्रत्यक्ष 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 निष्कर्षों और प्रयोगात्मक परिणामों को रेखांकित किया। लेकिन उनकी आशाएँ उचित नहीं थीं, पुस्तक का उपहास उड़ाया गया। ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि उस युग में जब बहुत से लोग दर्शनशास्त्र के शौकीन थे, कच्चे प्रयोग की पद्धति थोड़ी आकर्षक लगती थी।

ओमू के पास शिक्षक का पद छोड़ने के अलावा कोई विकल्प नहीं था। इसी कारण से उन्हें विश्वविद्यालय में नियुक्ति नहीं मिली। 6 वर्षों तक, वैज्ञानिक गरीबी में रहे, भविष्य में कोई विश्वास नहीं था, कड़वी निराशा की भावना का अनुभव कर रहे थे।

लेकिन धीरे-धीरे उनके कार्यों को सबसे पहले जर्मनी के बाहर प्रसिद्धि मिली। ओम को विदेशों में सम्मान मिला, उनके शोध का उपयोग किया गया। इस संबंध में, हमवतन लोगों को उन्हें अपनी मातृभूमि में पहचानने के लिए मजबूर होना पड़ा। 1849 में उन्हें म्यूनिख विश्वविद्यालय में प्रोफेसर की उपाधि प्राप्त हुई।

ओम ने एक सरल नियम की खोज की जो तार के एक टुकड़े (सर्किट के एक हिस्से के लिए, पूरे सर्किट के लिए) के लिए करंट और वोल्टेज के बीच संबंध स्थापित करता है। इसके अलावा, उन्होंने ऐसे नियम बनाए जो आपको यह निर्धारित करने की अनुमति देते हैं कि यदि आप एक अलग आकार का तार लेते हैं तो क्या बदल जाएगा। 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, आइए सर्किट के कुछ खंड को लें, जिसके सिरों के बीच एक वोल्टेज (यू) है। विद्युत वोल्टेज की परिभाषा के अनुसार, दो बिंदुओं के बीच आवेश की एक इकाई को ले जाने पर किया गया कार्य यू के बराबर होता है। यदि सर्किट के किसी दिए गए खंड में वर्तमान शक्ति i है, तो यह समय t में पारित होने वाला आवेश होगा, और इसलिए इस खंड में विद्युत धारा का कार्य होगा:

यह अभिव्यक्ति किसी भी मामले में, सर्किट के किसी भी अनुभाग के लिए प्रत्यक्ष धारा के लिए मान्य है, जिसमें कंडक्टर, इलेक्ट्रिक मोटर इत्यादि शामिल हो सकते हैं। वर्तमान शक्ति, यानी प्रति यूनिट समय कार्य, बराबर है:

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

आइए मान लें कि सर्किट का अनुभाग एक निश्चित कंडक्टर है। इस मामले में, सारा काम गर्मी में बदल जाएगा, जो इस कंडक्टर में जारी किया जाएगा। यदि कंडक्टर सजातीय है और ओम के नियम का पालन करता है (इसमें सभी धातुएं और इलेक्ट्रोलाइट्स शामिल हैं), तो:

जहाँ r चालक का प्रतिरोध है। इस मामले में:

यह कानून सबसे पहले अनुभवजन्य रूप से ई. लेन्ज़ द्वारा और उनसे स्वतंत्र रूप से जूल द्वारा प्राप्त किया गया था।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कंडक्टरों को गर्म करने का इंजीनियरिंग में कई अनुप्रयोग होते हैं। उनमें से सबसे आम और महत्वपूर्ण गरमागरम प्रकाश लैंप हैं।

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

प्रयोगों के दौरान, फैराडे ने पाया कि जब एक बंद लूप से घिरी सतह में प्रवेश करने वाली चुंबकीय प्रेरण रेखाओं की संख्या बदलती है, तो उसमें एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। यह संभवतः भौतिकी के सबसे महत्वपूर्ण नियम - विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम - का आधार है। परिपथ में जो धारा उत्पन्न होती है उसे प्रेरक धारा कहते हैं। इस तथ्य के कारण कि सर्किट में विद्युत प्रवाह केवल मुक्त आवेशों पर कार्य करने वाले बाहरी बलों के मामले में होता है, एक बंद सर्किट की सतह से गुजरने वाले बदलते चुंबकीय प्रवाह के साथ, ये वही बाहरी बल इसमें दिखाई देते हैं। भौतिकी में बाह्य बलों की क्रिया को इलेक्ट्रोमोटिव बल या इंडक्शन ईएमएफ कहा जाता है।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण खुले चालकों में भी प्रकट होता है। ऐसे मामले में जब कंडक्टर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को पार करता है, तो उसके सिरों पर एक वोल्टेज दिखाई देता है। ऐसे वोल्टेज की उपस्थिति का कारण इंडक्शन ईएमएफ है। यदि बंद सर्किट से गुजरने वाला चुंबकीय प्रवाह नहीं बदलता है, तो प्रेरक धारा प्रकट नहीं होती है।

"प्रेरण के ईएमएफ" की अवधारणा का उपयोग करते हुए, कोई विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के बारे में बात कर सकता है, अर्थात, एक बंद लूप में प्रेरण का ईएमएफ, से घिरी सतह के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के पूर्ण मूल्य के बराबर है। कुंडली।

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

किसी भी अन्य धारा की तरह प्रेरण धारा में भी ऊर्जा होती है। इसका मतलब यह है कि प्रेरण धारा की स्थिति में विद्युत ऊर्जा प्रकट होती है। ऊर्जा के संरक्षण एवं 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।

प्रेरण के अलावा, तथाकथित स्व-प्रेरण कुंडल में दिखाई दे सकता है। इसका सार इस प्रकार है. यदि कुंडल में करंट दिखाई देता है या उसकी ताकत बदल जाती है, तो एक बदलता चुंबकीय क्षेत्र दिखाई देता है। और यदि कुंडल से गुजरने वाला चुंबकीय प्रवाह बदलता है, तो इसमें एक इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न होता है, जिसे स्व-प्रेरण का ईएमएफ कहा जाता है।

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