एक प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह के अस्तित्व के लिए, मुक्त आवेशित कणों की उपस्थिति और एक वर्तमान स्रोत की उपस्थिति आवश्यक है। जिसमें ऊर्जा के किसी रूप को ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है विद्युत क्षेत्र.

वर्तमान स्रोत - एक उपकरण जिसमें किसी भी प्रकार की ऊर्जा को विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। वर्तमान स्रोत में, बाह्य बल एक बंद परिपथ में आवेशित कणों पर कार्य करते हैं। विभिन्न वर्तमान स्रोतों में बाहरी शक्तियों के प्रकट होने के कारण अलग-अलग हैं। उदाहरण के लिए, बैटरी और गैल्वेनिक कोशिकाओं में, रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रवाह के कारण बाहरी बल उत्पन्न होते हैं, बिजली संयंत्रों के जनरेटर में वे तब उत्पन्न होते हैं जब एक कंडक्टर चुंबकीय क्षेत्र में चलता है, फोटोकल्स में - जब प्रकाश धातुओं और अर्धचालकों में इलेक्ट्रॉनों पर कार्य करता है।

वर्तमान स्रोत का इलेक्ट्रोमोटिव बल वर्तमान स्रोत के ऋणात्मक ध्रुव से धनात्मक में स्थानांतरित किए गए धनात्मक आवेश के मान के लिए बाहरी बलों के कार्य के अनुपात को कहा जाता है।

मूल अवधारणा।

वर्तमान ताकत - अदिश भौतिक मात्रा, कंडक्टर से गुजरने वाले चार्ज के अनुपात के बराबर, जिस समय तक यह चार्ज बीत चुका है।

कहाँ पे मैं - वर्तमान ताकत, क्यू - शुल्क की राशि (बिजली की मात्रा), टी - चार्ज ट्रांजिट समय।

वर्तमान घनत्व - वेक्टर भौतिक मात्रा कंडक्टर के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र में वर्तमान ताकत के अनुपात के बराबर है।

कहाँ पे जे -वर्तमान घनत्व, एस - कंडक्टर का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र।

वर्तमान घनत्व वेक्टर की दिशा सकारात्मक चार्ज कणों की गति की दिशा के साथ मेल खाती है।

वोल्टेज - इस चार्ज के मूल्य के लिए क्षेत्र में एक सकारात्मक चार्ज को स्थानांतरित करते समय कूलम्ब और बाहरी बलों के कुल काम के अनुपात के बराबर अदिश भौतिक मात्रा।

कहाँ पे ए - तृतीय-पक्ष और कूलम्ब बलों का पूर्ण कार्य, क्यू - आवेश।

विद्युतीय प्रतिरोध - एक सर्किट खंड के विद्युत गुणों की विशेषता वाली एक भौतिक मात्रा।

कहाँ पे ρ - कंडक्टर का विशिष्ट प्रतिरोध, मैं - कंडक्टर अनुभाग की लंबाई, एस - कंडक्टर का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र।

प्रवाहकत्त्व प्रतिरोध का व्युत्क्रम है

कहाँ पे जी - चालकता।

ओम के नियम।

एक श्रृंखला के सजातीय खंड के लिए ओम का नियम।

सर्किट के एक सजातीय खंड में वर्तमान ताकत एक स्थिर खंड प्रतिरोध पर वोल्टेज के सीधे आनुपातिक है और एक निरंतर वोल्टेज पर अनुभाग प्रतिरोध के विपरीत आनुपातिक है।

कहाँ पे यू - इलाके में तनाव आर - खंड प्रतिरोध।

एक प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत वाले सर्किट के एक मनमाना खंड के लिए ओम का नियम।

कहाँ पे φ 1 - φ 2 + ε = यू सर्किट के किसी दिए गए खंड में वोल्टेज,आर - सर्किट के किसी दिए गए खंड का विद्युत प्रतिरोध।

पूर्ण परिपथ के लिए ओम का नियम।

एक पूर्ण सर्किट में वर्तमान ताकत स्रोत के इलेक्ट्रोमोटिव बल के अनुपात के बराबर होती है जो सर्किट के बाहरी और आंतरिक वर्गों के प्रतिरोधों के योग के बराबर होती है।

कहाँ पे आर - सर्किट के बाहरी खंड का विद्युत प्रतिरोध, आर - सर्किट के आंतरिक खंड का विद्युत प्रतिरोध।

शार्ट सर्किट।

यह एक पूर्ण सर्किट के लिए ओम के नियम का पालन करता है कि किसी दिए गए वर्तमान स्रोत वाले सर्किट में वर्तमान ताकत केवल बाहरी सर्किट के प्रतिरोध पर निर्भर करती है। आर.

यदि प्रतिरोध वाला एक कंडक्टर वर्तमान स्रोत के ध्रुवों से जुड़ा है आर<< आर, तब केवल वर्तमान स्रोत का EMF और उसका प्रतिरोध परिपथ में धारा का मान निर्धारित करेगा। करंट स्ट्रेंथ का यह मान इस करंट सोर्स की सीमा होगी और इसे शॉर्ट सर्किट करंट कहा जाता है।

विद्युत प्रभावन बल।किसी भी वर्तमान स्रोत को इलेक्ट्रोमोटिव बल, या, संक्षेप में, ईएमएफ द्वारा विशेषता है। तो, एक टॉर्च के लिए एक गोल बैटरी पर लिखा है: 1.5 वी। इसका क्या मतलब है? विपरीत चिन्हों के आवेशों वाली धातु की दो गेंदों को एक चालक से जोड़िए। इन आवेशों के विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में चालक में विद्युत धारा उत्पन्न होती है ( अंजीर.15.7) लेकिन यह धारा बहुत ही अल्पकालिक होगी। आवेश जल्दी से एक दूसरे को बेअसर कर देते हैं, गेंदों की क्षमता समान हो जाती है, और विद्युत क्षेत्र गायब हो जाता है।

तीसरे पक्ष की ताकतें।करंट के स्थिर रहने के लिए, गेंदों के बीच एक निरंतर वोल्टेज बनाए रखना आवश्यक है। इसके लिए एक उपकरण की आवश्यकता है वर्तमान स्रोत), जो एक गेंद से दूसरी गेंद पर आवेशों को विद्युत क्षेत्र से इन आवेशों पर कार्य करने वाले बलों की दिशा के विपरीत दिशा में ले जाएगा। इस तरह के एक उपकरण में, विद्युत बलों के अलावा, गैर-इलेक्ट्रोस्टैटिक मूल की ताकतों से चार्ज प्रभावित होना चाहिए ( अंजीर.15.8) आवेशित कणों का केवल एक विद्युत क्षेत्र ( कूलम्ब खेत) परिपथ में एक नियत धारा को बनाए रखने में सक्षम नहीं है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक मूल (यानी, कूलम्ब) के बलों के अपवाद के साथ, विद्युत आवेशित कणों पर कार्य करने वाले किसी भी बल को कहा जाता है बाहरी ताकतें।यदि हम ऊर्जा के संरक्षण के नियम की ओर मुड़ें तो परिपथ में निरंतर धारा बनाए रखने के लिए बाहरी बलों की आवश्यकता के बारे में निष्कर्ष और भी स्पष्ट हो जाएगा। इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र संभावित है। एक बंद विद्युत परिपथ के साथ इसमें आवेशित कणों को ले जाने पर इस क्षेत्र का कार्य शून्य होता है। कंडक्टरों के माध्यम से करंट का मार्ग ऊर्जा की रिहाई के साथ होता है - कंडक्टर गर्म होता है। इसलिए, सर्किट में ऊर्जा का कुछ स्रोत होना चाहिए जो इसे सर्किट को आपूर्ति करता है। इसमें, कूलम्ब बलों के अलावा, तृतीय-पक्ष, गैर-संभावित बलों को आवश्यक रूप से कार्य करना चाहिए। एक बंद समोच्च के साथ इन बलों का कार्य शून्य से भिन्न होना चाहिए। यह इन बलों द्वारा कार्य करने की प्रक्रिया में है कि आवेशित कण वर्तमान स्रोत के अंदर ऊर्जा प्राप्त करते हैं और फिर इसे विद्युत परिपथ के संवाहकों को देते हैं। तृतीय-पक्ष बल सभी मौजूदा स्रोतों के अंदर गति आवेशित कणों में सेट होते हैं: बिजली संयंत्रों में जनरेटर में, गैल्वेनिक सेल, बैटरी आदि में। जब एक सर्किट बंद होता है, तो सर्किट के सभी कंडक्टरों में एक विद्युत क्षेत्र बनाया जाता है। वर्तमान स्रोत के अंदर, आवेश के प्रभाव में चलते हैं बाहरी बल बनाम कूलम्ब बल(एक धनात्मक आवेशित इलेक्ट्रोड से ऋणात्मक एक में इलेक्ट्रॉन), और बाहरी सर्किट में वे एक विद्युत क्षेत्र द्वारा गति में सेट होते हैं (चित्र देखें। अंजीर.15.8). बाहरी ताकतों की प्रकृति।बाहरी ताकतों की प्रकृति विविध हो सकती है। पावर प्लांट जनरेटर में, बाहरी बल पक्ष से कार्य करने वाले बल होते हैं चुंबकीय क्षेत्रएक गतिमान कंडक्टर में इलेक्ट्रॉनों के लिए। गैल्वेनिक सेल में, उदाहरण के लिए, वोल्टा सेल, रासायनिक बल कार्य करते हैं। वोल्टा तत्व में जिंक और कॉपर इलेक्ट्रोड होते हैं जिन्हें सल्फ्यूरिक एसिड के घोल में रखा जाता है। रासायनिक बल जिंक को अम्ल में घोलने का कारण बनते हैं। सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए जस्ता आयन समाधान में गुजरते हैं, और जस्ता इलेक्ट्रोड स्वयं नकारात्मक रूप से चार्ज हो जाता है। (कॉपर सल्फ्यूरिक एसिड में बहुत कम घुलता है।) जिंक और कॉपर इलेक्ट्रोड के बीच एक संभावित अंतर दिखाई देता है, जो एक बंद विद्युत सर्किट में करंट को निर्धारित करता है। विद्युत प्रभावन बल।बाह्य बलों की क्रिया को एक महत्वपूर्ण भौतिक राशि की विशेषता होती है जिसे कहा जाता है विद्युत प्रभावन बल(संक्षिप्त ईएमएफ)। वर्तमान स्रोत का इलेक्ट्रोमोटिव बल बाहरी बलों के काम के अनुपात के बराबर होता है जब चार्ज को एक बंद सर्किट के साथ इस के मूल्य पर ले जाया जाता है शुल्क:

इलेक्ट्रोमोटिव बल, वोल्टेज की तरह, वोल्ट में व्यक्त किया जाता है। हम परिपथ के किसी भी भाग में विद्युत वाहक बल के बारे में भी बात कर सकते हैं। यह बाह्य बलों (एक इकाई आवेश को हिलाने का कार्य) का विशिष्ट कार्य पूरे परिपथ में नहीं, बल्कि केवल इस क्षेत्र में है। गैल्वेनिक सेल का इलेक्ट्रोमोटिव बलतत्व के अंदर एक इकाई धनात्मक आवेश को एक ध्रुव से दूसरे ध्रुव पर ले जाने पर संख्यात्मक रूप से बाह्य बलों के कार्य के बराबर एक मान होता है। बाहरी बलों के कार्य को संभावित अंतर के रूप में व्यक्त नहीं किया जा सकता है, क्योंकि बाहरी बल गैर-संभावित हैं और उनका कार्य आवेश प्रक्षेपवक्र के आकार पर निर्भर करता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, स्रोत के बाहर एक वर्तमान स्रोत के टर्मिनलों के बीच चार्ज करते समय बाहरी बलों का कार्य शून्य के बराबर होता है। अब आप जानते हैं कि ईएमएफ क्या है। अगर बैटरी पर 1.5 V लिखा है, तो इसका मतलब है कि बैटरी के एक पोल से दूसरे पोल पर 1 C चार्ज ले जाने पर थर्ड पार्टी फोर्स (इस मामले में केमिकल) 1.5 J काम करती है। एक बंद सर्किट में प्रत्यक्ष धारा मौजूद नहीं हो सकती है यदि बाहरी बल इसमें कार्य नहीं करते हैं, अर्थात कोई ईएमएफ नहीं है।

कंडक्टरों के समानांतर और श्रृंखला कनेक्शन

आइए हम विद्युत सर्किट में लोड (वर्तमान उपभोक्ता) के रूप में दो गरमागरम लैंप शामिल करें, जिनमें से प्रत्येक में कुछ विशिष्ट प्रतिरोध होता है, और जिनमें से प्रत्येक को एक ही प्रतिरोध के साथ एक कंडक्टर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

सीरियल कनेक्शन

प्रतिरोधों की एक श्रृंखला कनेक्शन के साथ विद्युत सर्किट के मापदंडों की गणना:

1. सर्किट के सभी श्रृंखला-जुड़े वर्गों में वर्तमान ताकत समान है 2. श्रृंखला में जुड़े कई वर्गों से युक्त सर्किट में वोल्टेज प्रत्येक खंड में वोल्टेज के योग के बराबर होता है 3. कई श्रृंखला-जुड़े वर्गों से युक्त सर्किट का प्रतिरोध प्रत्येक खंड के प्रतिरोधों के योग के बराबर होता है

4. श्रृंखला से जुड़े वर्गों से युक्त एक सर्किट में विद्युत प्रवाह का कार्य अलग-अलग वर्गों में कार्य के योग के बराबर होता है

ए \u003d ए 1 + ए 2 5. श्रृंखला से जुड़े वर्गों से युक्त सर्किट में विद्युत प्रवाह की शक्ति अलग-अलग वर्गों में शक्तियों के योग के बराबर होती है

समानांतर कनेक्शन

प्रतिरोधों के समानांतर कनेक्शन के साथ विद्युत सर्किट के मापदंडों की गणना:

1. सर्किट के एक असंबद्ध खंड में वर्तमान ताकत सभी समानांतर जुड़े वर्गों में वर्तमान ताकत के योग के बराबर है

3. जब प्रतिरोध समानांतर में जुड़े होते हैं, तो प्रतिरोध के विपरीत मान जोड़े जाते हैं:

(आर - कंडक्टर प्रतिरोध, 1/आर - कंडक्टर की विद्युत चालकता)

यदि किसी परिपथ में केवल दो प्रतिरोधक समान्तर क्रम में जुड़े हैं, तो के बारे में:

(जब समानांतर में जुड़ा होता है, सर्किट का कुल प्रतिरोध शामिल प्रतिरोधों के छोटे से कम होता है)

4. समानांतर-जुड़े वर्गों से युक्त सर्किट में विद्युत प्रवाह का कार्य अलग-अलग वर्गों में कार्य के योग के बराबर होता है: ए = ए 1 + ए 2 5. समानांतर में जुड़े वर्गों से युक्त सर्किट में विद्युत प्रवाह की शक्ति अलग-अलग वर्गों में शक्तियों के योग के बराबर होती है: पी=पी1+पी2

दो प्रतिरोधों के लिए: यानी। प्रतिरोध जितना अधिक होगा, उसमें धारा उतनी ही कम होगी।

जूल-लेन्ज़ कानून एक भौतिक कानून है जो आपको इस कानून के अनुसार सर्किट में वर्तमान के थर्मल प्रभाव को निर्धारित करने की अनुमति देता है: , जहां I सर्किट में करंट है, R प्रतिरोध है, t समय है। इस सूत्र की गणना एक सर्किट बनाकर की गई थी: एक गैल्वेनिक सेल (बैटरी), एक रोकनेवाला और एक एमीटर। रोकनेवाला एक तरल में डूबा हुआ था, जिसमें एक थर्मामीटर डाला गया था और तापमान मापा गया था। इस तरह उन्होंने अपना कानून निकाला और इतिहास में खुद को हमेशा के लिए अंकित कर लिया, लेकिन उनके प्रयोगों के बिना भी उसी कानून को निकालना संभव था:

U=A/q ​​A=U*q=U*I*t=I^2*R*t लेकिन इन लोगों के सम्मान और प्रशंसा के बावजूद।

जूल लेन्ज़ का नियम विद्युत परिपथ के एक खंड में परिमित प्रतिरोध के साथ जारी ऊष्मा की मात्रा को निर्धारित करता है जब करंट इससे गुजरता है। एक शर्त यह है कि श्रृंखला के इस खंड में कोई रासायनिक परिवर्तन नहीं होना चाहिए।

विद्युत धारा का कार्य

विद्युत धारा का कार्य दर्शाता है कि किसी चालक के माध्यम से आवेशों को स्थानांतरित करने पर विद्युत क्षेत्र द्वारा कितना कार्य किया गया।

दो सूत्रों को जानना: I \u003d q / t ..... और ..... U \u003d A / q, आप विद्युत प्रवाह के कार्य की गणना के लिए एक सूत्र प्राप्त कर सकते हैं: एक विद्युत प्रवाह का कार्य वर्तमान शक्ति और वोल्टेज के गुणनफल और परिपथ में धारा प्रवाहित होने के समय के बराबर होता है।

एसआई प्रणाली में विद्युत प्रवाह के काम के लिए माप की इकाई: [ ए ] \u003d 1 जे \u003d 1 ए। बी। सी

सीखो, जाओ!विद्युत प्रवाह के कार्य की गणना करते समय, विद्युत प्रवाह कार्य की एक ऑफ-सिस्टम एकाधिक इकाई का अक्सर उपयोग किया जाता है: 1 kWh (किलोवाट-घंटा)।

1 kWh = ............ W.s = 3,600,000 J

प्रत्येक अपार्टमेंट में, खपत की गई बिजली के लिए, विशेष बिजली मीटर स्थापित किए जाते हैं, जो एक निश्चित अवधि में पूरा किए गए विद्युत प्रवाह के काम को दिखाते हैं जब विभिन्न घरेलू बिजली के उपकरण चालू होते हैं। ये मीटर "kWh" में विद्युत प्रवाह (बिजली की खपत) का कार्य दिखाते हैं।

आपको खपत की गई बिजली की लागत की गणना करना सीखना होगा! हम पाठ्यपुस्तक के पृष्ठ 122 (पैराग्राफ 52) पर समस्या के समाधान को ध्यान से समझते हैं!

विद्युत वर्तमान शक्ति

विद्युत प्रवाह की शक्ति प्रति इकाई समय में किए गए वर्तमान के कार्य को दर्शाती है और उस समय के लिए किए गए कार्य के अनुपात के बराबर है जिसके दौरान यह कार्य किया गया था।

(यांत्रिकी में शक्ति आमतौर पर अक्षर द्वारा निरूपित की जाती है एन, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में - पत्र द्वारा आर) इसलिये ए = आईयूटी, तो विद्युत प्रवाह की शक्ति बराबर होती है:

या

SI प्रणाली में विद्युत धारा शक्ति की इकाई:

[पी] = 1 डब्ल्यू (वाट) = 1 ए. बी

किरचॉफ के नियम – नियम जो दिखाते हैं कि विद्युत सर्किट में धाराएं और वोल्टेज कैसे संबंधित हैं।ये नियम 1845 में गुस्ताव किरचॉफ द्वारा तैयार किए गए थे। साहित्य में, उन्हें अक्सर किरचॉफ के नियम कहा जाता है, लेकिन यह सच नहीं है, क्योंकि वे प्रकृति के नियम नहीं हैं, लेकिन मैक्सवेल के निरंतर चुंबकीय क्षेत्र के साथ तीसरे समीकरण से प्राप्त हुए थे। लेकिन फिर भी, पहला नाम उनके लिए अधिक परिचित है, इसलिए हम उन्हें बुलाएंगे, जैसा कि साहित्य में प्रथागत है - किरचॉफ के नियम।

किरचॉफ का प्रथम नियम - नोड में परिवर्तित होने वाली धाराओं का योग शून्य के बराबर होता है।

आइए इसका पता लगाते हैं। एक नोड एक बिंदु है जो शाखाओं को जोड़ता है। एक शाखा नोड्स के बीच एक श्रृंखला का एक खंड है। आंकड़ा दिखाता है कि वर्तमान मैं नोड में प्रवेश करता हूं, और धाराएं मैं 1 और मैं 2 नोड छोड़ देता हूं। हम पहले किरचॉफ कानून के अनुसार एक अभिव्यक्ति की रचना करते हैं, यह देखते हुए कि नोड में प्रवेश करने वाली धाराओं में एक प्लस चिह्न होता है, और नोड से निकलने वाली धाराओं में एक ऋण चिह्न i-i 1 -i 2 = 0 होता है। वर्तमान मैं, जैसा कि यह था, दो छोटी धाराओं में फैलता है और धाराओं के योग के बराबर है i 1 तथा i 2 i=i 1 +i 2। लेकिन अगर, उदाहरण के लिए, वर्तमान i 2 ने नोड में प्रवेश किया है, तो वर्तमान I को i=i 1 -i 2 के रूप में परिभाषित किया जाएगा। समीकरण संकलित करते समय संकेतों को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है।

किरचॉफ का पहला नियम बिजली के संरक्षण के कानून का परिणाम है: एक निश्चित अवधि में नोड पर आने वाला चार्ज एक ही समय अंतराल में नोड को छोड़ने वाले चार्ज के बराबर होता है, अर्थात। नोड में विद्युत आवेश जमा नहीं होता है और गायब नहीं होता है।

किरचॉफ का दूसरा नियम – एक बंद सर्किट में अभिनय करने वाले ईएमएफ का बीजगणितीय योग इस सर्किट में वोल्टेज बूंदों के बीजगणितीय योग के बराबर होता है।

वोल्टेज को वर्तमान और प्रतिरोध (ओम के नियम के अनुसार) के उत्पाद के रूप में व्यक्त किया जाता है।

लागू करने के लिए इस कानून के भी अपने नियम हैं। पहले आपको एक तीर के साथ समोच्च बाईपास की दिशा निर्धारित करने की आवश्यकता है। फिर ईएमएफ और वोल्टेज का योग, क्रमशः, प्लस चिह्न के साथ लेते हुए यदि मान बाईपास दिशा के साथ मेल खाता है और यदि ऐसा नहीं होता है तो माइनस। आइए हमारी योजना के लिए दूसरे किरचॉफ के नियम के अनुसार एक समीकरण बनाते हैं। हम अपने तीर को देखते हैं, ई 2 और ई 3 इसके साथ दिशा में मेल खाते हैं, जिसका अर्थ है एक प्लस चिह्न, और ई 1 विपरीत दिशा में निर्देशित है, जिसका अर्थ है एक ऋण चिह्न। अब हम वोल्टेज को देखते हैं, वर्तमान I 1 तीर के साथ दिशा में मेल खाता है, और धाराएं I 2 और I 3 विपरीत दिशा में निर्देशित होती हैं। फलस्वरूप:

-इ 1 +ई 2 +ई 3 =मैं 1 आर 1 -मैं 2 आर 2 -मैं 3 आर 3

किरचॉफ के नियमों के आधार पर, साइनसॉइडल अल्टरनेटिंग करंट सर्किट के विश्लेषण के तरीकों को संकलित किया गया है। लूप करंट विधि दूसरे किरचॉफ कानून के आवेदन पर आधारित एक विधि है और पहले किरचॉफ कानून के आवेदन के आधार पर नोडल क्षमता की विधि है।

बिजली- व्यवस्थित आंदोलन विद्युत शुल्क. धारा की दिशा को धन आवेशों की गति की दिशा के रूप में लिया जाता है।

कंडक्टर के माध्यम से करंट का मार्ग निम्नलिखित क्रियाओं के साथ होता है:

* चुंबकीय (सभी कंडक्टरों में देखा गया)
* थर्मल (सुपरकंडक्टर्स को छोड़कर सभी कंडक्टरों में देखा गया)
* रासायनिक (इलेक्ट्रोलाइट्स में देखा गया)।

किसी भी माध्यम में करंट की उपस्थिति और रखरखाव के लिए, दो शर्तों को पूरा करना होगा:

*पर्यावरण में मुक्त विद्युत आवेशों की उपस्थिति
* वातावरण में विद्युत क्षेत्र का निर्माण।

माध्यम में विद्युत क्षेत्र मुक्त आवेशों की एक निर्देशित गति बनाने के लिए आवश्यक है। जैसा कि ज्ञात है, शक्ति E के विद्युत क्षेत्र में आवेश q, F = q* E बल से प्रभावित होता है, जो मुक्त आवेशों को विद्युत क्षेत्र की दिशा में गति करने के लिए बाध्य करता है। एक चालक में विद्युत क्षेत्र के अस्तित्व का संकेत किसकी उपस्थिति है? शून्यकंडक्टर के किन्हीं दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर,
हालाँकि, विद्युत बल लंबे समय तक विद्युत प्रवाह को बनाए नहीं रख सकते हैं। कुछ समय बाद विद्युत आवेशों की निर्देशित गति कंडक्टर के सिरों पर क्षमता के बराबर होती है और इसके परिणामस्वरूप, इसमें विद्युत क्षेत्र गायब हो जाता है।

विद्युत परिपथ में धारा को बनाए रखने के लिए, कूलम्ब बलों के अतिरिक्त आवेशों को गैर-विद्युत बलों (बाह्य बलों) से प्रभावित होना चाहिए।
एक उपकरण जो बाहरी बल बनाता है, सर्किट में संभावित अंतर बनाए रखता है और परिवर्तित करता है विभिन्न प्रकारविद्युत ऊर्जा में ऊर्जा को करंट स्रोत कहा जाता है।
बंद परिपथ में विद्युत धारा के अस्तित्व के लिए इसमें एक धारा स्रोत को शामिल करना आवश्यक है।
मुख्य विशेषताएं

1. वर्तमान ताकत - I, माप की इकाई - 1 ए (एम्पीयर)।
वर्तमान ताकत प्रति यूनिट समय में कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन के माध्यम से बहने वाले चार्ज के बराबर मान है।
मैं = डीक्यू / डीटी।

सूत्र प्रत्यक्ष धारा के लिए मान्य है, जिस पर वर्तमान ताकत और इसकी दिशा समय के साथ नहीं बदलती है। यदि धारा की शक्ति और उसकी दिशा समय के साथ बदलती है, तो ऐसी धारा को परिवर्तनशील कहा जाता है।
एसी के लिए:
मैं = limDq/डीटी,
डीटी - 0

वे। I = q", जहां q" समय के संबंध में आवेश का व्युत्पन्न है।
2. वर्तमान घनत्व - j, माप की इकाई - 1 A/m2।
वर्तमान घनत्व कंडक्टर के एकल क्रॉस सेक्शन के माध्यम से बहने वाली धारा की ताकत के बराबर मूल्य है:
जे = आई / एस।

3. वर्तमान स्रोत का इलेक्ट्रोमोटिव बल - ईएमएफ। (ई), इकाई 1 वी (वोल्ट) है। ईएमएफ एक भौतिक मात्रा है जो बाहरी बलों द्वारा किए गए कार्य के बराबर होती है जब एक एकल सकारात्मक चार्ज के विद्युत सर्किट के साथ चलती है:
ई \u003d अस्त। / क्यू।

4. कंडक्टर प्रतिरोध - आर, इकाई - 1 ओम।
निर्वात में विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत, मुक्त आवेश त्वरित दर से गति करेंगे। पदार्थ में, वे औसतन समान रूप से चलते हैं, क्योंकि ऊर्जा का कुछ भाग संघट्टों में पदार्थ के कणों को दिया जाता है।

सिद्धांत कहता है कि आवेशों के क्रमबद्ध संचलन की ऊर्जा विकृतियों द्वारा नष्ट हो जाती है क्रिस्टल लैटिस. विद्युत प्रतिरोध की प्रकृति के आधार पर, यह इस प्रकार है कि
आर \u003d आर * एल / एस,

कहाँ पे
एल - कंडक्टर की लंबाई,
एस - क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र,
r एक आनुपातिकता कारक है, जिसे सामग्री की प्रतिरोधकता कहा जाता है।
अनुभव से इस सूत्र की पुष्टि होती है।
धारा में गतिमान आवेशों के साथ चालक कणों की परस्पर क्रिया कणों की अराजक गति पर निर्भर करती है, अर्थात्। कंडक्टर के तापमान पर। यह जाना जाता है कि
r = r0(1 + a t) ,
आर = आर0(1 + ए टी)।

गुणांक a को प्रतिरोध का तापमान गुणांक कहा जाता है:
ए = (आर - आर 0) / आर 0 * टी।

रासायनिक रूप से शुद्ध धातुओं के लिए a > 0 और 1/273 K-1 के बराबर। मिश्र धातुओं के लिए, तापमान गुणांक कम महत्वपूर्ण हैं। धातुओं के लिए निर्भरता r(t) रैखिक है:

1911 में, सुपरकंडक्टिविटी की घटना की खोज की गई थी, जिसमें यह तथ्य शामिल है कि . के करीब तापमान पर परम शुन्य, कुछ धातुओं का प्रतिरोध अचानक शून्य हो जाता है।

कुछ पदार्थों (उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोलाइट्स और अर्धचालक) के लिए, बढ़ते तापमान के साथ प्रतिरोधकता कम हो जाती है, जिसे मुक्त आवेशों की सांद्रता में वृद्धि द्वारा समझाया गया है।
प्रतिरोधकता के व्युत्क्रम को विद्युत चालकता कहा जाता है
एस = 1/आर

5. वोल्टेज - यू, माप की इकाई - 1 वी।
वोल्टेज एक भौतिक मात्रा है जो एक सकारात्मक चार्ज को स्थानांतरित करते समय बाहरी और विद्युत बलों द्वारा किए गए कार्य के बराबर होती है।

यू \u003d (अस्ट। + एएल।) / क्यू।

चूँकि Ast./q = e, और Ael./q = f1-f2, तो
यू = ई + (एफ 1 - एफ 2)।

गति में चार्ज। यह बिजली गिरने जैसी स्थैतिक बिजली के अचानक निकलने का रूप ले सकता है। या यह जनरेटर, बैटरी, सौर या ईंधन कोशिकाओं में एक नियंत्रित प्रक्रिया हो सकती है। आज हम "विद्युत प्रवाह" की अवधारणा और विद्युत प्रवाह के अस्तित्व के लिए शर्तों पर विचार करेंगे।

विद्युत ऊर्जा

हमारे द्वारा उपयोग की जाने वाली अधिकांश बिजली विद्युत ग्रिड से प्रत्यावर्ती धारा के रूप में आती है। यह जनरेटर द्वारा बनाया गया है जो फैराडे के प्रेरण के नियम के अनुसार काम करता है, जिसके कारण एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र एक कंडक्टर में विद्युत प्रवाह को प्रेरित कर सकता है।

जेनरेटर में तार के कताई कॉइल होते हैं जो चुंबकीय क्षेत्र से गुजरते हुए गुजरते हैं। जैसे ही कॉइल घूमते हैं, वे चुंबकीय क्षेत्र के संबंध में खुलते और बंद होते हैं और एक विद्युत प्रवाह बनाते हैं जो प्रत्येक मोड़ के साथ दिशा बदलता है। करंट एक पूर्ण चक्र से प्रति सेकंड 60 बार आगे और पीछे जाता है।

जनरेटर को कोयले, प्राकृतिक गैस, तेल या परमाणु रिएक्टर द्वारा गर्म किए गए भाप टर्बाइनों द्वारा संचालित किया जा सकता है। जनरेटर से, करंट ट्रांसफार्मर की एक श्रृंखला से होकर गुजरता है, जहां इसका वोल्टेज बढ़ता है। तारों का व्यास वर्तमान की मात्रा और ताकत को निर्धारित करता है जो वे बिना ज़्यादा गरम और बर्बाद किए बिजली ले जा सकते हैं, और वोल्टेज केवल इस बात से सीमित होता है कि लाइनें जमीन से कितनी अच्छी तरह से अछूता रहती हैं।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि करंट केवल एक तार से चलता है, दो नहीं। इसके दो पक्षों को सकारात्मक और नकारात्मक के रूप में नामित किया गया है। हालाँकि, चूंकि प्रत्यावर्ती धारा की ध्रुवता प्रति सेकंड 60 बार बदलती है, इसलिए उनके अन्य नाम हैं - गर्म (मुख्य बिजली लाइनें) और ग्राउंडेड (सर्किट को पूरा करने के लिए भूमिगत गुजरना)।

बिजली की आवश्यकता क्यों है?

बिजली के कई उपयोग हैं: यह आपके घर को रोशन कर सकती है, आपके कपड़े धो सकती है और सुखा सकती है, आपके गैरेज का दरवाजा उठा सकती है, केतली में पानी उबाल सकती है, और अन्य घरेलू सामानों को बिजली दे सकती है जो हमारे जीवन को इतना आसान बनाते हैं। हालांकि, सूचना प्रसारित करने के लिए वर्तमान की क्षमता तेजी से महत्वपूर्ण होती जा रही है।

इंटरनेट से कनेक्ट होने पर, कंप्यूटर विद्युत प्रवाह के केवल एक छोटे से हिस्से का उपयोग करता है, लेकिन यह कुछ ऐसा है जिसके बिना आधुनिक आदमीउसके जीवन का प्रतिनिधित्व नहीं करता।

विद्युत प्रवाह की अवधारणा

नदी की धारा की तरह, पानी के अणुओं की एक धारा, एक विद्युत प्रवाह आवेशित कणों की एक धारा है। वह क्या है जो इसका कारण बनता है, और यह हमेशा एक ही दिशा में क्यों नहीं जाता है? जब आप प्रवाह शब्द सुनते हैं, तो आप क्या सोचते हैं? शायद यह एक नदी होगी। यह एक अच्छा जुड़ाव है, क्योंकि यही कारण है कि विद्युत प्रवाह को इसका नाम मिला। यह पानी के प्रवाह के समान ही है, केवल चैनल के साथ चलने वाले पानी के अणुओं के बजाय, आवेशित कण कंडक्टर के साथ चलते हैं।

विद्युत प्रवाह के अस्तित्व के लिए आवश्यक शर्तों में, एक वस्तु है जो इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के लिए प्रदान करती है। एक प्रवाहकीय सामग्री में परमाणुओं में इनमें से कई मुक्त आवेशित कण होते हैं जो परमाणुओं के बीच और चारों ओर तैरते हैं। उनकी गति यादृच्छिक होती है, इसलिए किसी भी दिशा में कोई प्रवाह नहीं होता है। विद्युत धारा के अस्तित्व में आने में क्या लगता है?

विद्युत प्रवाह के अस्तित्व की शर्तों में वोल्टेज की उपस्थिति शामिल है। जब इसे एक कंडक्टर पर लागू किया जाता है, तो सभी मुक्त इलेक्ट्रॉन एक ही दिशा में आगे बढ़ेंगे, जिससे करंट पैदा होगा।

विद्युत प्रवाह के बारे में उत्सुक

दिलचस्प बात यह है कि जब विद्युत ऊर्जा को प्रकाश की गति से एक चालक के माध्यम से प्रेषित किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन स्वयं बहुत धीमी गति से चलते हैं। वास्तव में, यदि आप एक प्रवाहकीय तार के पास इत्मीनान से चलते हैं, तो आपकी गति इलेक्ट्रॉनों की तुलना में 100 गुना तेज होगी। यह इस तथ्य के कारण है कि उन्हें एक दूसरे को ऊर्जा स्थानांतरित करने के लिए बड़ी दूरी की यात्रा करने की आवश्यकता नहीं है।

प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा

आज दो का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। अलग - अलग प्रकारवर्तमान - स्थिर और परिवर्तनशील। पहले में, इलेक्ट्रॉन एक दिशा में चलते हैं, "नकारात्मक" पक्ष से "सकारात्मक" पक्ष की ओर। प्रत्यावर्ती धारा इलेक्ट्रॉनों को आगे और पीछे धकेलती है, प्रवाह की दिशा प्रति सेकंड कई बार बदलती है।

बिजली उत्पादन के लिए बिजली संयंत्रों में उपयोग किए जाने वाले जनरेटर को प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आपने शायद कभी इस बात पर ध्यान नहीं दिया होगा कि आपके घर में रोशनी वास्तव में टिमटिमा रही है क्योंकि वर्तमान दिशा बदलती है, लेकिन यह इतनी तेजी से होता है कि आंखें पहचान नहीं पाती हैं।

प्रत्यक्ष विद्युत धारा के अस्तित्व के लिए क्या शर्तें हैं? हमें दोनों प्रकारों की आवश्यकता क्यों है और कौन सा बेहतर है? ये अच्छे प्रश्न हैं। तथ्य यह है कि हम अभी भी दोनों प्रकार के करंट का उपयोग करते हैं, यह बताता है कि वे दोनों विशिष्ट उद्देश्यों की पूर्ति करते हैं। जहां तक ​​19वीं शताब्दी की बात है, यह स्पष्ट था कि बिजली संयंत्र और घर के बीच लंबी दूरी पर बिजली का कुशल संचरण केवल बहुत अधिक वोल्टेज पर ही संभव था। लेकिन समस्या यह थी कि वास्तव में भेजना उच्च वोल्टेजइंसानों के लिए बेहद खतरनाक था।

इस समस्या का समाधान घर के बाहर के तनाव को अंदर भेजने से पहले कम करना था। आज तक, डीसी विद्युत प्रवाह का उपयोग लंबी दूरी के संचरण के लिए किया जाता है, इसका मुख्य कारण इसकी आसानी से अन्य वोल्टेज में परिवर्तित होने की क्षमता है।

विद्युत धारा कैसे काम करती है

विद्युत प्रवाह के अस्तित्व की स्थितियों में आवेशित कणों, एक कंडक्टर और वोल्टेज की उपस्थिति शामिल है। कई वैज्ञानिकों ने बिजली का अध्ययन किया और पाया कि यह दो प्रकार की होती है: स्थैतिक और करंट।

यह दूसरा है जो किसी भी व्यक्ति के दैनिक जीवन में एक बड़ी भूमिका निभाता है, क्योंकि यह एक विद्युत प्रवाह है जो सर्किट से होकर गुजरता है। हम अपने घरों और अन्य चीजों को बिजली देने के लिए रोजाना इसका इस्तेमाल करते हैं।

विद्युत धारा क्या है?

जब विद्युत आवेश एक परिपथ में एक स्थान से दूसरे स्थान पर परिचालित होते हैं, तो विद्युत धारा उत्पन्न होती है। विद्युत प्रवाह के अस्तित्व की शर्तों में आवेशित कणों के अलावा, एक कंडक्टर की उपस्थिति शामिल है। सबसे अधिक बार यह एक तार है। इसका परिपथ एक बंद परिपथ है जिसमें विद्युत स्रोत से धारा प्रवाहित होती है। जब सर्किट खुला होता है, तो वह यात्रा पूरी नहीं कर सकता। उदाहरण के लिए, जब आपके कमरे में लाइट बंद होती है, तो सर्किट खुला होता है, लेकिन जब सर्किट बंद होता है, तो लाइट चालू होती है।

वर्तमान शक्ति

एक कंडक्टर में विद्युत प्रवाह के अस्तित्व की स्थितियां बिजली के रूप में इस तरह के वोल्टेज विशेषता से बहुत प्रभावित होती हैं। यह एक माप है कि किसी निश्चित अवधि में कितनी ऊर्जा का उपयोग किया जा रहा है।

कई अलग-अलग इकाइयाँ हैं जिनका उपयोग इस विशेषता को व्यक्त करने के लिए किया जा सकता है। हालाँकि, विद्युत शक्ति को लगभग वाट में मापा जाता है। एक वाट एक जूल प्रति सेकेंड के बराबर होता है।

गति में विद्युत आवेश

विद्युत धारा के अस्तित्व के लिए क्या शर्तें हैं? यह स्थैतिक बिजली के अचानक निर्वहन का रूप ले सकता है, जैसे बिजली या ऊनी कपड़े से घर्षण से चिंगारी। अधिक बार, हालांकि, जब हम विद्युत प्रवाह के बारे में बात करते हैं, तो हमारा मतलब बिजली के अधिक नियंत्रित रूप से होता है जो रोशनी और उपकरणों को काम करता है। अधिकांश विद्युत आवेश परमाणु के भीतर ऋणात्मक इलेक्ट्रॉनों और धनात्मक प्रोटॉनों द्वारा वहन किया जाता है। हालांकि, बाद वाले ज्यादातर अंदर स्थिर होते हैं परमाणु नाभिकअतः आवेश को एक स्थान से दूसरे स्थान तक ले जाने का कार्य इलेक्ट्रॉनों द्वारा किया जाता है।

एक प्रवाहकीय सामग्री जैसे धातु में इलेक्ट्रॉन अपने चालन बैंड के साथ एक परमाणु से दूसरे में जाने के लिए काफी हद तक स्वतंत्र होते हैं, जो कि उच्च इलेक्ट्रॉन कक्षाएं हैं। एक पर्याप्त इलेक्ट्रोमोटिव बल या वोल्टेज एक चार्ज असंतुलन पैदा करता है जिससे इलेक्ट्रॉनों को विद्युत प्रवाह के रूप में एक कंडक्टर के माध्यम से स्थानांतरित किया जा सकता है।

यदि हम पानी के साथ एक सादृश्य बनाते हैं, तो उदाहरण के लिए, एक पाइप लें। जब हम पानी को पाइप में प्रवेश करने देने के लिए एक छोर पर एक वाल्व खोलते हैं, तो हमें उस पानी के लिए पाइप के अंत तक सभी तरह से काम करने की प्रतीक्षा नहीं करनी पड़ती है। हमें दूसरे छोर से लगभग तुरंत ही पानी मिल जाता है क्योंकि आने वाला पानी उस पानी को धक्का देता है जो पहले से ही पाइप में है। एक तार में विद्युत धारा के मामले में ऐसा ही होता है।

विद्युत प्रवाह: विद्युत प्रवाह के अस्तित्व के लिए शर्तें

विद्युत प्रवाह को आमतौर पर इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के रूप में देखा जाता है। जब बैटरी के दोनों सिरों को धातु के तार से एक दूसरे से जोड़ा जाता है, तो यह आवेशित द्रव्यमान बैटरी के एक सिरे (इलेक्ट्रोड या पोल) से विपरीत दिशा में प्रवाहित होता है। तो, आइए विद्युत प्रवाह के अस्तित्व के लिए शर्तों को कहते हैं:

1. आवेशित कण।
2. कंडक्टर।
3. वोल्टेज स्रोत।

हालांकि, सब इतना आसान नहीं है। विद्युत धारा के अस्तित्व के लिए कौन सी शर्तें आवश्यक हैं? निम्नलिखित विशेषताओं पर विचार करके इस प्रश्न का अधिक विस्तार से उत्तर दिया जा सकता है:

• संभावित अंतर (वोल्टेज)।यह पूर्वापेक्षाओं में से एक है। दो बिंदुओं के बीच एक संभावित अंतर होना चाहिए, जिसका अर्थ है कि एक स्थान पर आवेशित कणों द्वारा निर्मित प्रतिकारक बल दूसरे बिंदु पर उनके बल से अधिक होना चाहिए। वोल्टेज स्रोत आमतौर पर प्रकृति में नहीं पाए जाते हैं, और इलेक्ट्रॉनों को वितरित किया जाता है वातावरणकाफी समान रूप से। फिर भी, वैज्ञानिकों ने कुछ प्रकार के उपकरणों का आविष्कार करने में कामयाबी हासिल की, जहां ये आवेशित कण जमा हो सकते हैं, जिससे बहुत आवश्यक वोल्टेज (उदाहरण के लिए, बैटरी में) का निर्माण होता है।
• विद्युत प्रतिरोध (कंडक्टर)।यह दूसरी महत्वपूर्ण शर्त है जो विद्युत प्रवाह के अस्तित्व के लिए आवश्यक है। यह वह पथ है जिसके साथ आवेशित कण यात्रा करते हैं। केवल वे पदार्थ जो इलेक्ट्रॉनों को स्वतंत्र रूप से गति करने की अनुमति देते हैं, कंडक्टर के रूप में कार्य करते हैं। जिनके पास यह क्षमता नहीं है उन्हें इंसुलेटर कहा जाता है। उदाहरण के लिए, एक धातु का तार एक उत्कृष्ट कंडक्टर होगा, जबकि इसकी रबर म्यान एक उत्कृष्ट इन्सुलेटर होगी।

विद्युत प्रवाह के उद्भव और अस्तित्व की स्थितियों का ध्यानपूर्वक अध्ययन करने के बाद, लोग इस शक्तिशाली और खतरनाक तत्व को वश में करने और इसे मानव जाति के लाभ के लिए निर्देशित करने में सक्षम थे।

किसी भी माध्यम में करंट की उपस्थिति और रखरखाव के लिए, दो शर्तों को पूरा करना होगा:

विभिन्न माध्यमों में विद्युत धारा के वाहक भिन्न-भिन्न आवेशित कण होते हैं।

माध्यम में विद्युत क्षेत्र आवश्यक हैनि: शुल्क शुल्क का एक निर्देशित आंदोलन बनाने के लिए। जैसा कि ज्ञात है, प्रति आवेश q शक्ति के विद्युत क्षेत्र में इबल अभिनय कर रहा है एफ= क्यू* इ,जो मुक्त आवेशों को विद्युत क्षेत्र की दिशा में गति करने के लिए बाध्य करता है। कंडक्टर में विद्युत क्षेत्र के अस्तित्व का एक संकेत कंडक्टर के किन्हीं दो बिंदुओं के बीच एक गैर-शून्य संभावित अंतर की उपस्थिति है,

हालाँकि, विद्युत बल लंबे समय तक विद्युत प्रवाह को बनाए नहीं रख सकते हैं। कुछ समय बाद विद्युत आवेशों की निर्देशित गति कंडक्टर के सिरों पर क्षमता के बराबर होती है और इसके परिणामस्वरूप, इसमें विद्युत क्षेत्र गायब हो जाता है।

विद्युत परिपथ में धारा बनाए रखने के लिएकूलम्ब बलों के अलावा, बलों को आरोपों पर कार्रवाई करनी चाहिए गैर बिजलीप्रकृति (बाहरी बल)।

एक उपकरण जो बाहरी बल बनाता है, एक सर्किट में संभावित अंतर बनाए रखता है और विभिन्न प्रकार की ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है, उसे वर्तमान स्रोत कहा जाता है।

बंद परिपथ में विद्युत धारा के अस्तित्व के लिए इसमें एक धारा स्रोत को शामिल करना आवश्यक है।

मुख्य विशेषताएं

1. वर्तमान ताकत - I, माप की इकाई - 1 ए (एम्पीयर)।

वर्तमान ताकत प्रति यूनिट समय में कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन के माध्यम से बहने वाले चार्ज के बराबर मान है।

फॉर्मूला (1) के लिए मान्य है एकदिश धारा,जिस पर समय के साथ वर्तमान ताकत और दिशा नहीं बदलती। यदि धारा की शक्ति और उसकी दिशा समय के साथ बदलती है, तो ऐसी धारा कहलाती है चर।

एसी के लिए:

मैं \u003d एनटीडीडी / डीटी, (*)

वे। \u003d q", जहां q" समय के संबंध में आवेश का व्युत्पन्न है।

2. वर्तमान घनत्व - j, माप की इकाई - 1 A/m2।

वर्तमान घनत्व कंडक्टर के एकल क्रॉस सेक्शन के माध्यम से बहने वाली धारा की ताकत के बराबर मूल्य है:

3. वर्तमान स्रोत का इलेक्ट्रोमोटिव बल - ईएमएफ। (ई), इकाई 1 वी (वोल्ट) है। ईएमएफ एक भौतिक मात्रा है जो बाहरी बलों द्वारा किए गए कार्य के बराबर होती है जब एक एकल सकारात्मक चार्ज के विद्युत सर्किट के साथ चलती है:

ई = एक दोस्त। / जी। (3)

4. कंडक्टर प्रतिरोध - आर, माप की इकाई - 1 ओम।

निर्वात में विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत, मुक्त आवेश त्वरित दर से गति करेंगे। पदार्थ में, वे औसतन समान रूप से चलते हैं, क्योंकि ऊर्जा का कुछ भाग संघट्टों में पदार्थ के कणों को दिया जाता है।

सिद्धांत बताता है कि क्रिस्टल जाली के विकृतियों से आवेशों के क्रमबद्ध संचलन की ऊर्जा नष्ट हो जाती है। विद्युत प्रतिरोध की प्रकृति के आधार पर, यह इस प्रकार है कि

आर = आर* एल / एस ई, (4)

एल - कंडक्टर की लंबाई,

एस - क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र,

r एक आनुपातिकता कारक है, जिसे सामग्री की प्रतिरोधकता कहा जाता है।

अनुभव से इस सूत्र की पुष्टि होती है।

धारा में गतिमान आवेशों के साथ चालक कणों की परस्पर क्रिया कणों की अराजक गति पर निर्भर करती है, अर्थात्। कंडक्टर के तापमान पर। यह जाना जाता है कि

आर = आर 0 (1 + एम), (5)

आर \u003d आर 0 (1 + एम)।

गुणांक a को प्रतिरोध का तापमान गुणांक कहा जाता है:

ए \u003d (आर - आर0) / आर0 * टी।

रासायनिक रूप से शुद्ध धातुओं के लिए a > 0 और 1/273 K-1 के बराबर। मिश्र धातुओं के लिए, तापमान गुणांक कम महत्वपूर्ण हैं। धातुओं के लिए निर्भरता r(t) रैखिक है:

1911 में, एक घटना की खोज की गई थी अतिचालकता, जिसमें यह तथ्य शामिल है कि परम शून्य के करीब तापमान पर, कुछ धातुओं का प्रतिरोध अचानक शून्य हो जाता है।

कुछ पदार्थों (उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोलाइट्स और अर्धचालक) के लिए, बढ़ते तापमान के साथ प्रतिरोधकता कम हो जाती है, जिसे मुक्त आवेशों की सांद्रता में वृद्धि द्वारा समझाया गया है।

प्रतिरोधकता के व्युत्क्रम को विद्युत चालकता कहा जाता है

सी = 1 / जी। (7)

5. वोल्टेज - यू, यूनिट - 1 वी।

वोल्टेज एक भौतिक मात्रा है जो एक सकारात्मक चार्ज को स्थानांतरित करते समय बाहरी और विद्युत बलों द्वारा किए गए कार्य के बराबर होती है।

यू \u003d (सेंट + एएल।) / क्यू (8)

चूँकि Ast./q = e, और Ael./q = f1-f2, तो

यू = ई + (ई1 - ई2) (9)

2.7.2 विद्युत सुरक्षा मूल बातें

विद्युत उपकरण और नेटवर्क के संचालन और मरम्मत के दौरान, एक व्यक्ति विद्युत क्षेत्र के क्षेत्र में हो सकता है या बिजली के तारों के सीधे संपर्क में हो सकता है। किसी व्यक्ति के माध्यम से करंट के पारित होने के परिणामस्वरूप, उसके महत्वपूर्ण कार्यों का उल्लंघन हो सकता है।

बिजली के झटके का खतरा इस तथ्य से बढ़ जाता है कि, सबसे पहले, वर्तमान में कोई बाहरी संकेत नहीं है और, एक नियम के रूप में, विशेष उपकरणों के बिना एक व्यक्ति पहले से ही खतरे का पता नहीं लगा सकता है; दूसरे, ज्यादातर मामलों में किसी व्यक्ति पर करंट का प्रभाव सबसे महत्वपूर्ण महत्वपूर्ण प्रणालियों के गंभीर उल्लंघन की ओर जाता है, जैसे कि केंद्रीय तंत्रिका, हृदय और श्वसन, जो घाव की गंभीरता को बढ़ाता है; तीसरा, प्रत्यावर्ती धारा तीव्र मांसपेशियों में ऐंठन पैदा कर सकती है, जिससे एक गैर-रिलीज़ प्रभाव हो सकता है, जिसमें एक व्यक्ति स्वतंत्र रूप से वर्तमान के प्रभाव से खुद को मुक्त नहीं कर सकता है; चौथा, करंट के प्रभाव से व्यक्ति में तीव्र वापसी प्रतिक्रिया होती है, और कुछ मामलों में चेतना का नुकसान होता है, जो ऊंचाई पर काम करने पर गिरने के परिणामस्वरूप चोट लग सकती है।

मानव शरीर से गुजरने वाली विद्युत धारा के जैविक, तापीय, यांत्रिक और रासायनिक प्रभाव हो सकते हैं। जैविक प्रभाव शरीर के जीवित ऊतकों को परेशान करने और उत्तेजित करने के लिए विद्युत प्रवाह की क्षमता है, थर्मल प्रभाव शरीर के जलने की क्षमता है, यांत्रिक प्रभाव ऊतक टूटने का कारण बनता है, और रासायनिक प्रभाव रक्त इलेक्ट्रोलिसिस के लिए होता है .

मानव शरीर पर विद्युत प्रवाह के प्रभाव से विद्युत चोट लग सकती है। विद्युत चोट विद्युत धारा या विद्युत चाप के संपर्क में आने से होने वाली चोट है। परंपरागत रूप से, विद्युत चोटों को स्थानीय और सामान्य में विभाजित किया जाता है। स्थानीय बिजली की चोटों के साथ, शरीर को स्थानीय क्षति होती है, जो बिजली के जलने की उपस्थिति में व्यक्त की जाती है,

विद्युत संकेत, त्वचा का धातुकरण, यांत्रिक क्षति और इलेक्ट्रोफथाल्मिया (आंखों की बाहरी झिल्लियों की सूजन)। सामान्य विद्युत चोटें, या बिजली के झटके, पूरे जीव को नुकसान पहुंचाते हैं, जो सबसे महत्वपूर्ण अंगों और प्रणालियों की गतिविधि के उल्लंघन या पूर्ण समाप्ति में व्यक्त किया जाता है - फेफड़े (श्वसन), हृदय (परिसंचरण)।

एक बिजली का झटका शरीर के जीवित ऊतकों का एक विद्युत प्रवाह के माध्यम से गुजरने वाला एक उत्तेजना है, जिसमें हृदय की मांसपेशियों सहित तेज ऐंठन वाली मांसपेशियों के संकुचन होते हैं, जिससे हृदय की गिरफ्तारी हो सकती है।

स्थानीय बिजली की चोट से तात्पर्य त्वचा और मांसपेशियों के ऊतकों और कभी-कभी स्नायुबंधन और हड्डियों को नुकसान से है। इनमें विद्युत जलन, विद्युत संकेत, त्वचा का धातुकरण, यांत्रिक क्षति शामिल हैं।

विद्युत जलन - सबसे आम विद्युत चोट, ऊतकों पर करंट के स्थानीय प्रभाव के परिणामस्वरूप होती है। जलन दो प्रकार की होती है - संपर्क और चाप।

कॉन्टैक्ट बर्न विद्युत ऊर्जा को तापीय ऊर्जा में बदलने का एक परिणाम है और मुख्य रूप से 1,000 वी तक के वोल्टेज वाले विद्युत प्रतिष्ठानों में होता है।

एक इलेक्ट्रिक बर्न, जैसा कि यह था, एक आपातकालीन प्रणाली है, शरीर की सुरक्षा, क्योंकि जले हुए ऊतक, सामान्य त्वचा की तुलना में उनके अधिक प्रतिरोध के कारण, बिजली को महत्वपूर्ण प्रणालियों और अंगों में गहराई से प्रवेश करने की अनुमति नहीं देते हैं। दूसरे शब्दों में, जलने के कारण करंट रुक जाता है।

जब शरीर और वोल्टेज स्रोत ढीले संपर्क में होते हैं, तो वर्तमान प्रवेश और निकास के बिंदुओं पर जलता है। यदि करंट कई बार अलग-अलग तरीकों से शरीर से होकर गुजरता है, तो कई बार जलन होती है।

380 वी तक के वोल्टेज पर कई बार जलन होती है, इस तथ्य के कारण कि ऐसा वोल्टेज एक व्यक्ति को "चुंबकीय" करता है और इसे डिस्कनेक्ट करने में समय लगता है। हाई-वोल्टेज करंट में ऐसा "चिपचिपापन" नहीं होता है।

इसके विपरीत, यह व्यक्ति को दूर फेंक देता है, लेकिन इतना छोटा संपर्क गंभीर गहरी जलन के लिए पर्याप्त है। 1,000 वी से ऊपर के वोल्टेज पर, व्यापक गहरी जलन के साथ बिजली की चोटें होती हैं, क्योंकि इस मामले में तापमान वर्तमान के पूरे पथ के साथ बढ़ता है।

किसी व्यक्ति पर विद्युत प्रवाह के जोखिम के खतरे का आकलन करने के लिए, तीन गुणात्मक रूप से भिन्न प्रतिक्रियाएं प्रकट होती हैं। यह मुख्य रूप से एक सनसनी है, मांसपेशियों का एक अधिक ऐंठन संकुचन (प्रत्यावर्ती धारा और स्थायी दर्द के प्रभाव के लिए गैर-रिलीज) और अंत में, हृदय का विखंडन। विद्युत धाराएं जो एक उपयुक्त प्रतिक्रिया का कारण बनती हैं, उन्हें मूर्त, गैर-रिलीज़ और फ़िब्रिलेशन में विभाजित किया जाता है।

जैसे-जैसे करंट बढ़ता है, तीन गुणात्मक रूप से भिन्न होते हैं

प्रतिक्रियाएँ। यह मुख्य रूप से एक सनसनी है, एक अधिक ऐंठन संकुचन

मांसपेशियों (प्रत्यावर्ती धारा और स्थायी दर्द के प्रभाव के लिए गैर-रिलीज) और अंत में, दिल का विखंडन। विद्युत धाराएं जो एक उपयुक्त प्रतिक्रिया का कारण बनती हैं, उन्हें मूर्त, गैर-रिलीज़ और फ़िब्रिलेशन में विभाजित किया जाता है।

विद्युत सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, निम्नलिखित तकनीकी तरीकेऔर साधन (अक्सर एक दूसरे के साथ संयोजन में): सुरक्षात्मक अर्थिंग; शून्य करना; सुरक्षात्मक बंद; संभावित बराबरी; कम वोल्टेज; नेटवर्क का विद्युत पृथक्करण; वर्तमान ले जाने वाले भागों का इन्सुलेशन; सुरक्षात्मक उपकरण; चेतावनी संकेत, अवरोधन, सुरक्षा संकेत; विद्युत सुरक्षा उपकरण, सुरक्षा उपकरण, आदि।

रक्षक पृथ्वी- जमीन से जानबूझकर विद्युत कनेक्शन या धातु के गैर-वर्तमान-वाहक भागों के समकक्ष जो इन्सुलेशन क्षति (GOST 12.1.009-76) के परिणामस्वरूप सक्रिय हो सकते हैं। सुरक्षात्मक ग्राउंडिंग का उपयोग 1000 वी तक वोल्टेज वाले नेटवर्क में पृथक तटस्थ और 1000 वी से ऊपर वोल्टेज वाले नेटवर्क में पृथक और ग्राउंड तटस्थ दोनों के साथ किया जाता है।

सुरक्षा बंद- यह एक उच्च गति सुरक्षा है जो उपकरण के मामले पर इन्सुलेशन के टूटने सहित, इसमें क्षति की स्थिति में विद्युत स्थापना (0.2 एस से अधिक नहीं) के स्वचालित शटडाउन प्रदान करता है।

संभावित बराबरी- विद्युत सर्किट के बिंदुओं के बीच स्पर्श और चरण वोल्टेज को कम करने की एक विधि, जिसे एक ही समय में छुआ जा सकता है या जिस पर एक व्यक्ति एक ही समय में खड़ा हो सकता है।

कम वोल्टेज- रेटेड वोल्टेज 42 वी से अधिक नहीं, बिजली के झटके के जोखिम को कम करने के लिए उपयोग किया जाता है।

नेटवर्क का विद्युत पृथक्करण- अलग-अलग, विद्युत रूप से असंबद्ध वर्गों में नेटवर्क का विभाजन एक पृथक्करण का उपयोग कर

ट्रांसफार्मर यदि एक अत्यधिक शाखित विद्युत नेटवर्क के साथ

बड़े समाई और कम इन्सुलेशन प्रतिरोध, एक ही वोल्टेज के कई छोटे नेटवर्क में विभाजित, फिर उनके पास कम समाई और उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध होगा। इस प्रकार बिजली के झटके का जोखिम काफी कम हो जाता है।

विद्युत प्रतिष्ठानों में इन्सुलेशनजीवित भागों के साथ आकस्मिक संपर्क से बचाने के लिए कार्य करता है। काम कर रहे हैं, अतिरिक्त, डबल और प्रबलित विद्युत इन्सुलेशन।

सुरक्षात्मक उपकरणजीवित भागों को छूने या खतरनाक दृष्टिकोण को रोकने के लिए उपयोग किया जाता है।

तालेविद्युत प्रतिष्ठानों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वे यांत्रिक, विद्युत, विद्युतचुंबकीय आदि हैं। जब आप वोल्टेज को हटाए बिना बाड़ खोलते समय उन्हें प्राप्त करने का प्रयास करते हैं तो इंटरलॉक वर्तमान-वाहक भागों से वोल्टेज राहत प्रदान करते हैं।

विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत मुक्त आवेशित कणों की निर्देशित (क्रमबद्ध) गति विद्युत धारा कहलाती है।

एक धारा के अस्तित्व के लिए शर्तें:

1. मुफ्त शुल्क की उपस्थिति।

2. एक विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति, अर्थात्। संभावित अंतर। कंडक्टरों में मुफ्त शुल्क मौजूद हैं। विद्युत क्षेत्र वर्तमान स्रोतों द्वारा बनाया गया है।

जब करंट किसी कंडक्टर से होकर गुजरता है, तो यह निम्न कार्य करता है:

थर्मल (वर्तमान द्वारा कंडक्टर का ताप)। उदाहरण के लिए: एक इलेक्ट्रिक केतली, लोहा, आदि का संचालन)।

· चुंबकीय (वर्तमान-वाहक कंडक्टर के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति)। उदाहरण के लिए: एक इलेक्ट्रिक मोटर का संचालन, विद्युत माप उपकरण)।

रासायनिक ( रसायनिक प्रतिक्रियाकुछ पदार्थों के माध्यम से धारा के पारित होने के दौरान)। उदाहरण के लिए: इलेक्ट्रोलिसिस।

आप के बारे में भी बात कर सकते हैं

प्रकाश (थर्मल क्रिया के साथ)। उदाहरण के लिए: एक विद्युत प्रकाश बल्ब के फिलामेंट की चमक।

यांत्रिक (चुंबकीय या थर्मल के साथ)। उदाहरण के लिए: गर्म होने पर कंडक्टर का विरूपण, चुंबकीय क्षेत्र में करंट के साथ फ्रेम का घूमना)।

जैविक (शारीरिक)। उदाहरण के लिए: किसी व्यक्ति को बिजली का झटका, दवा में करंट की क्रिया का उपयोग।

एक कंडक्टर के माध्यम से करंट पास करने की प्रक्रिया का वर्णन करने वाली मुख्य मात्राएँ.

1. वर्तमान I - अदिश, कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन से गुजरने वाले चार्ज के अनुपात के बराबर, वह समय अंतराल जिसके दौरान करंट प्रवाहित होता है। वर्तमान ताकत से पता चलता है कि प्रति यूनिट समय में कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन से कितना चार्ज गुजरता है। करंट कहा जाता है स्थायीअगर वर्तमान समय के साथ नहीं बदलता है। कंडक्टर के माध्यम से वर्तमान के स्थिर रहने के लिए, यह आवश्यक है कि कंडक्टर के सिरों पर संभावित अंतर स्थिर हो।

2. वोल्टेज यू. वोल्टेज संख्यात्मक रूप से कंडक्टर के अंदर बल की क्षेत्र रेखाओं के साथ एकल धनात्मक आवेश को स्थानांतरित करने में विद्युत क्षेत्र के कार्य के बराबर होता है।

3. विद्युत प्रतिरोध आर- एक भौतिक मात्रा संख्यात्मक रूप से कंडक्टर के सिरों पर वोल्टेज (संभावित अंतर) के अनुपात के बराबर होती है, जो कंडक्टर से गुजरने वाली धारा की ताकत के बराबर होती है।

60. एक श्रृंखला खंड के लिए ओम का नियम।

सर्किट सेक्शन में करंट की ताकत इस कंडक्टर के सिरों पर वोल्टेज के सीधे आनुपातिक होती है और इसके प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होती है:

मैं = यू / आर;

ओम ने पाया कि प्रतिरोध कंडक्टर की लंबाई के सीधे आनुपातिक है और इसके क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के व्युत्क्रमानुपाती है और कंडक्टर के पदार्थ पर निर्भर करता है।

जहां प्रतिरोधकता है, l कंडक्टर की लंबाई है, S कंडक्टर का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है।

61. एक प्रतिरोधक की विद्युत विशेषता के रूप में प्रतिरोध। सामग्री के प्रकार और ज्यामितीय आयामों पर धातु कंडक्टरों के प्रतिरोध की निर्भरता।

विद्युतीय प्रतिरोध- एक भौतिक मात्रा जो विद्युत प्रवाह के पारित होने को रोकने के लिए कंडक्टर के गुणों को दर्शाती है और कंडक्टर के सिरों पर वोल्टेज के अनुपात के बराबर होती है, जो इसके माध्यम से प्रवाहित होती है। एसी सर्किट और वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के प्रतिरोध को प्रतिबाधा और तरंग प्रतिरोध के संदर्भ में वर्णित किया गया है।

प्रतिरोध (अक्सर आर या आर अक्षर द्वारा निरूपित) को कुछ सीमाओं के भीतर माना जाता है, नियत मानइस कंडक्टर के लिए; इसकी गणना इस प्रकार की जा सकती है

जहाँ R प्रतिरोध है; यू कंडक्टर के सिरों पर विद्युत क्षमता में अंतर है; I एक संभावित अंतर की क्रिया के तहत कंडक्टर के सिरों के बीच बहने वाली धारा की ताकत है।

एक चालक का प्रतिरोध उसके द्रव्यमान के समान ही एक चालक की विशेषता है। कंडक्टर का प्रतिरोध कंडक्टर में वर्तमान ताकत पर निर्भर नहीं करता है, न ही इसके सिरों पर वोल्टेज पर निर्भर करता है, बल्कि केवल उस पदार्थ के प्रकार पर निर्भर करता है जिससे कंडक्टर बनाया जाता है और इसके ज्यामितीय आयाम: , जहां: एल कंडक्टर की लंबाई है, एस कंडक्टर का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है, ρ कंडक्टर का विशिष्ट प्रतिरोध है, यह दर्शाता है कि कंडक्टर 1 मीटर लंबा और 1 का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र क्या प्रतिरोध करता है मी 2 इस सामग्री से बना होगा।

ओम के नियम का पालन करने वाले कंडक्टरों को रैखिक कहा जाता है। ऐसी कई सामग्रियां और उपकरण हैं जो ओम के नियम का पालन नहीं करते हैं, जैसे सेमीकंडक्टर डायोड या गैस डिस्चार्ज लैंप। पर्याप्त रूप से उच्च धाराओं पर धातु के कंडक्टरों के लिए भी, ओम के रैखिक नियम से विचलन देखा जाता है, क्योंकि बढ़ते तापमान के साथ धातु के कंडक्टरों का विद्युत प्रतिरोध बढ़ता है।

तापमान पर कंडक्टर प्रतिरोध की निर्भरता सूत्र द्वारा व्यक्त की जाती है: जहां: आर - तापमान टी पर कंडक्टर प्रतिरोध, आर 0 - 0ºС, α - पर कंडक्टर प्रतिरोध तापमान गुणांकप्रतिरोध।