विद्युत धारा भौतिकी क्या है। विद्युत धारा क्या है? बिजली की प्रकृति

यदि एक विद्युतरोधी चालक को विद्युत क्षेत्र \(\overrightarrow(E)\) में रखा जाता है, तो बल \(\overrightarrow(F) = q\overrightarrow(E)\) मुक्त आवेशों पर कार्य करेगा \(q\) कंडक्टर में नतीजतन, कंडक्टर, मुफ्त शुल्कों का एक अल्पकालिक आंदोलन होता है। यह प्रक्रिया तब समाप्त होगी जब कंडक्टर की सतह पर उत्पन्न होने वाले आवेशों का अपना विद्युत क्षेत्र बाहरी क्षेत्र के लिए पूरी तरह से क्षतिपूर्ति करता है। कंडक्टर के अंदर परिणामी इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र शून्य होगा।

हालांकि, कंडक्टरों में, कुछ शर्तों के तहत, फ्री इलेक्ट्रिक चार्ज कैरियर्स की निरंतर क्रमबद्ध गति हो सकती है।

आवेशित कणों की निर्देशित गति को विद्युत धारा कहते हैं।

धनात्मक मुक्त आवेशों की गति की दिशा को विद्युत धारा की दिशा के रूप में लिया जाता है। किसी चालक में विद्युत धारा के अस्तित्व के लिए उसमें विद्युत क्षेत्र बनाना आवश्यक है।

विद्युत धारा का मात्रात्मक माप है वर्तमान ताकत\(I\) एक अदिश भौतिक मात्रा है जो समय अंतराल \(\Delta t\) पर कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन (चित्र 1.8.1) के माध्यम से स्थानांतरित चार्ज \(\Delta q\) के अनुपात के बराबर है। , इस समय अंतराल के लिए:

$$I = \frac(\Delta q)(\Delta t) $$

यदि धारा की शक्ति और उसकी दिशा समय के साथ नहीं बदलती है, तो ऐसी धारा कहलाती है स्थायी .

इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स SI में, करंट को एम्पीयर (A) में मापा जाता है। वर्तमान इकाई 1 ए वर्तमान के साथ दो समानांतर कंडक्टरों के चुंबकीय संपर्क द्वारा निर्धारित की जाती है।

एक निरंतर विद्युत प्रवाह केवल में उत्पन्न किया जा सकता है बन्द परिपथ , जिसमें फ्री चार्ज कैरियर बंद रास्तों के साथ घूमते हैं। ऐसे परिपथ में विभिन्न बिंदुओं पर विद्युत क्षेत्र समय के साथ स्थिर रहता है। नतीजतन, डीसी सर्किट में विद्युत क्षेत्र में एक जमे हुए इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का चरित्र होता है। लेकिन जब एक बंद पथ के साथ एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में विद्युत आवेश को स्थानांतरित किया जाता है, तो विद्युत बलों का कार्य शून्य होता है। इसलिए, प्रत्यक्ष धारा के अस्तित्व के लिए, विद्युत परिपथ में एक उपकरण का होना आवश्यक है जो बलों के कार्य के कारण परिपथ के वर्गों में संभावित अंतर पैदा कर सकता है और बनाए रख सकता है। गैर-इलेक्ट्रोस्टैटिक मूल. ऐसे उपकरणों को कहा जाता है प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत . वर्तमान स्रोतों से मुक्त आवेश वाहकों पर कार्य करने वाले गैर-इलेक्ट्रोस्टैटिक मूल के बलों को कहा जाता है बाहरी ताकतें .

बाहरी ताकतों की प्रकृति भिन्न हो सकती है। गैल्वेनिक कोशिकाओं या बैटरियों में, वे विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं, डीसी जनरेटर में, बाहरी बल तब उत्पन्न होते हैं जब कंडक्टर चुंबकीय क्षेत्र में चलते हैं। विद्युत परिपथ में वर्तमान स्रोत पंप के समान भूमिका निभाता है, जो एक बंद हाइड्रोलिक प्रणाली में द्रव को पंप करने के लिए आवश्यक है। बाहरी बलों के प्रभाव में, विद्युत आवेश वर्तमान स्रोत के अंदर चले जाते हैं के खिलाफइलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ताकतें, जिसके कारण एक बंद सर्किट में निरंतर विद्युत प्रवाह बनाए रखा जा सकता है।

जब विद्युत आवेश एक डीसी सर्किट के साथ चलते हैं, तो वर्तमान स्रोतों के अंदर काम करने वाली बाहरी ताकतें काम करती हैं।

वर्तमान स्रोत के ऋणात्मक ध्रुव से आवेश को इस आवेश के मान की ओर ले जाने पर बाह्य बलों के कार्य \ (A_ (st) \) के अनुपात के बराबर एक भौतिक मात्रा कहलाती है स्रोत इलेक्ट्रोमोटिव बल (ईएमएफ):

$$EMF=\varepsilon=\frac(A_(st))(q). $$

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

जब एक एकल धनात्मक आवेश एक बंद DC परिपथ के अनुदिश चलता है, तो बाह्य बलों का कार्य इस परिपथ में कार्यरत EMF के योग के बराबर होता है, और स्थिरवैद्युत क्षेत्र का कार्य शून्य होता है।

डीसी सर्किट को अलग-अलग वर्गों में विभाजित किया जा सकता है। वे खंड जिन पर बाह्य बल कार्य नहीं करते (अर्थात् ऐसे खंड जिनमें वर्तमान स्रोत नहीं होते) कहलाते हैं सजातीय . वर्तमान स्रोतों को शामिल करने वाले क्षेत्र कहलाते हैं विजातीय .

जब एक इकाई धनात्मक आवेश परिपथ के एक निश्चित खंड के साथ चलता है, तो इलेक्ट्रोस्टैटिक (कूलम्ब) और बाहरी बल दोनों काम करते हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों का कार्य संभावित अंतर के बराबर है \(\Delta \phi_(12) = \phi_(1) - \phi_(2)\) अमानवीय खंड के प्रारंभिक (1) और अंतिम (2) बिंदुओं के बीच . बाह्य बलों का कार्य, परिभाषा के अनुसार, विद्युत वाहक बल \(\mathcal(E)\) इस खंड पर कार्य कर रहा है। तो कुल काम है

$$U_(12) = \phi_(1) - \phi_(2) + \mathcal(E)$$

मूल्य यू 12 कहा जाता है तनाव चेन सेक्शन 1-2 पर। एक सजातीय खंड के मामले में, वोल्टेज संभावित अंतर के बराबर है:

$$U_(12) = \phi_(1) - \phi_(2)$$

1826 में जर्मन भौतिक विज्ञानी जी। ओम ने प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया कि एक सजातीय धातु कंडक्टर (यानी, एक कंडक्टर जिसमें कोई बाहरी बल कार्य नहीं करता है) के माध्यम से बहने वाली वर्तमान \ (I \) की ताकत वोल्टेज \ (यू \) के समानुपाती होती है कंडक्टर के सिरे:

$$I = \frac(1)(R)U; \: यू = आईआर$$

जहां \(R\) = const.

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

SI में, कंडक्टरों के विद्युत प्रतिरोध की इकाई है ओम (ओम)। 1 ओम के प्रतिरोध में सर्किट का एक खंड होता है जिसमें 1 V के वोल्टेज पर 1 A की धारा होती है।

ओम के नियम का पालन करने वाले चालक कहलाते हैं रैखिक . वोल्टेज \ (यू \) पर वर्तमान ताकत \ (आई \) की ग्राफिकल निर्भरता (ऐसे ग्राफ को कहा जाता है वोल्ट-एम्पीयर विशेषताएँ , संक्षिप्त VAC) को मूल से गुजरने वाली एक सीधी रेखा द्वारा दर्शाया जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ऐसी कई सामग्रियां और उपकरण हैं जो ओम के नियम का पालन नहीं करते हैं, जैसे अर्धचालक डायोड या डिस्चार्ज लैंप। यहां तक ​​​​कि पर्याप्त रूप से बड़ी ताकत की धाराओं पर धातु के कंडक्टरों के लिए, ओम के रैखिक नियम से विचलन देखा जाता है, क्योंकि बढ़ते तापमान के साथ धातु के कंडक्टरों का विद्युत प्रतिरोध बढ़ता है।

EMF वाले सर्किट सेक्शन के लिए, ओम का नियम निम्नलिखित रूप में लिखा जाता है:

$$IR = U_(12) = \phi_(1) - \phi_(2) + \mathcal(E) = \Delta \phi_(12) + \mathcal(E)$$
$$\रंग(नीला)(I = \frac(U)(R))$$

इस अनुपात को कहा जाता है सामान्यीकृत ओम का नियमया एक अमानवीय श्रृंखला खंड के लिए ओम का नियम.

अंजीर पर। 1.8.2 एक बंद डीसी सर्किट दिखाता है। श्रृंखला खंड ( सीडी) सजातीय है।

ओम कानून

$$IR = \Delta\phi_(cd)$$

भूखंड ( अब) में \(\mathcal(E)\) के बराबर EMF वाला एक वर्तमान स्रोत होता है।

विषम क्षेत्र के लिए ओम के नियम के अनुसार,

$$Ir = \Delta \phi_(ab) + \mathcal(E)$$

दोनों समानताओं को जोड़ने पर, हम प्राप्त करते हैं:

$$I(R+r) = \Delta\phi_(cd) + \Delta \phi_(ab) + \mathcal(E)$$

लेकिन \(\Delta\phi_(cd) = \Delta \phi_(ba) = -\Delta \phi_(ab)\)।

$$\रंग(नीला)(I=\frac(\mathcal(E))(R + r))$$

यह सूत्र व्यक्त करता है संपूर्ण परिपथ के लिए ओम का नियम : एक पूर्ण सर्किट में वर्तमान ताकत स्रोत के इलेक्ट्रोमोटिव बल के बराबर होती है, जो सर्किट के सजातीय और अमानवीय वर्गों (आंतरिक स्रोत प्रतिरोध) के प्रतिरोधों के योग से विभाजित होती है।

प्रतिरोध आरअंजीर में विषम क्षेत्र। 1.8.2 के रूप में देखा जा सकता है वर्तमान स्रोत आंतरिक प्रतिरोध . इस मामले में, साजिश ( अब) अंजीर में। 1.8.2 स्रोत का आंतरिक भाग है। अगर अंक एऔर बीएक कंडक्टर के साथ बंद करें जिसका प्रतिरोध स्रोत के आंतरिक प्रतिरोध (\ (R\ \ll r\)) की तुलना में छोटा है, तो सर्किट प्रवाहित होगा शॉर्ट सर्किट करेंट

$$I_(kz)=\frac(\mathcal(E))(r)$$

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

कुछ मामलों में, शॉर्ट सर्किट करंट के खतरनाक मूल्यों को रोकने के लिए, कुछ बाहरी प्रतिरोध श्रृंखला में स्रोत से जुड़े होते हैं। फिर प्रतिरोध आरस्रोत के आंतरिक प्रतिरोध और बाहरी प्रतिरोध के योग के बराबर है, और शॉर्ट सर्किट की स्थिति में, वर्तमान ताकत अत्यधिक बड़ी नहीं होगी।

यदि बाह्य परिपथ खुला है, तो \(\Delta \phi_(ba) = -\Delta \phi_(ab) = \mathcal(E)\), अर्थात, एक खुली बैटरी के ध्रुवों पर विभवान्तर बराबर है इसकी ईएमएफ।

यदि बाहरी भार प्रतिरोध आरचालू होता है और बैटरी से करंट प्रवाहित होता है मैं, इसके ध्रुवों पर संभावित अंतर बराबर हो जाता है

$$\डेल्टा \phi_(ba) = \mathcal(E) - Ir$$

अंजीर पर। 1.8.3 \(\mathcal(E)\) और आंतरिक प्रतिरोध के बराबर EMF के साथ DC स्रोत का एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व है आरतीन मोड में: "निष्क्रिय", लोड और शॉर्ट सर्किट मोड (शॉर्ट सर्किट) पर काम करें। बैटरी के अंदर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता \(\overrightarrow(E)\) और धनात्मक आवेशों पर कार्य करने वाले बलों को दर्शाया गया है: \(\overrightarrow(F)_(e)\) - विद्युत बल और \(\overrightarrow( F)_(st )\) एक बाहरी बल है। शॉर्ट सर्किट मोड में, बैटरी के अंदर का विद्युत क्षेत्र गायब हो जाता है।

DC विद्युत परिपथ में वोल्टता और धारा मापने के लिए विशेष उपकरणों का प्रयोग किया जाता है - वाल्टमीटरऔर एमीटर.

वाल्टमीटर इसके टर्मिनलों पर लागू संभावित अंतर को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया। वह जोड़ता है समानांतरपरिपथ का वह भाग जिस पर विभवान्तर का मापन किया जाता है। किसी भी वोल्टमीटर का कुछ आंतरिक प्रतिरोध \(R_(V)\) होता है। वाल्टमीटर के लिए मापा सर्किट से जुड़े होने पर धाराओं के एक ध्यान देने योग्य पुनर्वितरण का परिचय नहीं देने के लिए, इसका आंतरिक प्रतिरोध सर्किट के उस खंड के प्रतिरोध की तुलना में बड़ा होना चाहिए जिससे यह जुड़ा हुआ है। अंजीर में दिखाए गए सर्किट के लिए। 1.8.4, इस शर्त को इस प्रकार लिखा गया है:

$$R_(B) \gg R_(1)$$

इस स्थिति का अर्थ है कि वोल्टमीटर से बहने वाली धारा \(I_(V) = \Delta \phi_(cd) / R_(V)\) वर्तमान \(I = \Delta \phi_(cd) / R_ से बहुत कम है। (1 )\), जो परिपथ के परीक्षित भाग से होकर बहती है।

चूंकि वाल्टमीटर के अंदर कोई बाहरी बल कार्य नहीं कर रहे हैं, इसलिए इसके टर्मिनलों पर संभावित अंतर, वोल्टेज के साथ, परिभाषा के अनुसार मेल खाता है। इसलिए, हम कह सकते हैं कि वोल्टमीटर वोल्टेज को मापता है।

एम्मिटर सर्किट में करंट को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया। एमीटर को विद्युत परिपथ में ब्रेक से श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है ताकि पूरी मापी गई धारा उसमें से गुजरे। एमीटर में कुछ आंतरिक प्रतिरोध भी होता है \(R_(A)\)। एक वाल्टमीटर के विपरीत, पूरे सर्किट के कुल प्रतिरोध की तुलना में एक एमीटर का आंतरिक प्रतिरोध पर्याप्त रूप से छोटा होना चाहिए। अंजीर में सर्किट के लिए। 1.8.4 एमीटर के प्रतिरोध को शर्त को पूरा करना चाहिए

$$R_(ए) \ll (आर + आर_(1) + आर(2))$$

ताकि जब एमीटर को चालू किया जाए तो परिपथ में धारा में परिवर्तन न हो।

मापने के उपकरण - वोल्टमीटर और एमीटर - दो प्रकार के होते हैं: पॉइंटर (एनालॉग) और डिजिटल। डिजिटल विद्युत मीटर जटिल इलेक्ट्रॉनिक उपकरण हैं। आमतौर पर डिजिटल उपकरण उच्च माप सटीकता प्रदान करते हैं।

". आज मैं विद्युत प्रवाह जैसे विषय पर स्पर्श करना चाहता हूं। यह क्या है? आइए स्कूल के पाठ्यक्रम को याद करने का प्रयास करें।

विद्युत धारा किसी चालक में आवेशित कणों की क्रमबद्ध गति है।

यदि आपको याद है, आवेशित कणों को गति करने के लिए, (एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है) तो आपको एक विद्युत क्षेत्र बनाने की आवश्यकता होती है। एक विद्युत क्षेत्र बनाने के लिए, आप ऊन पर प्लास्टिक के हैंडल को रगड़ने जैसे प्रारंभिक प्रयोग कर सकते हैं और कुछ समय के लिए यह हल्की वस्तुओं को आकर्षित करेगा। रगड़ने के बाद वस्तुओं को आकर्षित करने में सक्षम निकायों को विद्युतीकृत कहा जाता है। हम कह सकते हैं कि इस अवस्था में शरीर में विद्युत आवेश होते हैं, और निकायों को स्वयं आवेशित कहा जाता है। स्कूली पाठ्यक्रम से हम जानते हैं कि सभी शरीर छोटे-छोटे कणों (अणुओं) से बने होते हैं। अणु एक पदार्थ का एक कण है जिसे एक शरीर से अलग किया जा सकता है और इसमें इस शरीर में निहित सभी गुण होंगे। जटिल पिंडों के अणु साधारण पिंडों के परमाणुओं के विभिन्न संयोजनों से बनते हैं। उदाहरण के लिए, एक पानी के अणु में दो सरल होते हैं: एक ऑक्सीजन परमाणु और एक हाइड्रोजन परमाणु।

परमाणु, न्यूट्रॉन, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन - वे क्या हैं?

बदले में, एक परमाणु में एक नाभिक होता है और इसके चारों ओर घूमता है इलेक्ट्रॉन। परमाणु में प्रत्येक इलेक्ट्रॉन का एक छोटा विद्युत आवेश होता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन का एक नाभिक होता है जो इसके चारों ओर घूमता है। एक परमाणु के नाभिक में, बदले में, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। एक परमाणु के नाभिक में, बदले में, एक विद्युत आवेश होता है। नाभिक बनाने वाले प्रोटॉन में समान विद्युत आवेश और इलेक्ट्रॉन होते हैं। लेकिन प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉनों के विपरीत, निष्क्रिय होते हैं, लेकिन उनका द्रव्यमान एक इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान से कई गुना अधिक होता है। कण न्यूट्रॉन, जो परमाणु का हिस्सा है, उसका कोई विद्युत आवेश नहीं है, यह तटस्थ है। परमाणु के नाभिक के चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉन और नाभिक बनाने वाले प्रोटॉन समान विद्युत आवेशों के वाहक होते हैं। इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन के बीच हमेशा पारस्परिक आकर्षण बल होता है, और स्वयं इलेक्ट्रॉनों के बीच और प्रोटॉन के बीच पारस्परिक प्रतिकर्षण का बल होता है। इस वजह से, इलेक्ट्रॉन का विद्युत आवेश ऋणात्मक होता है, और प्रोटॉन धनात्मक होता है। इससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि बिजली 2 प्रकार की होती है: सकारात्मक और नकारात्मक। एक परमाणु में समान रूप से आवेशित कणों की उपस्थिति इस तथ्य की ओर ले जाती है कि परमाणु के धनात्मक आवेशित नाभिक और उसके चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों के बीच परस्पर आकर्षण बल होते हैं जो परमाणु को एक साथ रखते हैं। परमाणु नाभिक में न्यूट्रॉन और प्रोटॉन की संख्या में एक दूसरे से भिन्न होते हैं, यही कारण है कि विभिन्न पदार्थों के परमाणुओं के नाभिक का धनात्मक आवेश समान नहीं होता है। विभिन्न पदार्थों के परमाणुओं में घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान नहीं होती है और यह नाभिक के धनात्मक आवेश से निर्धारित होती है। कुछ पदार्थों के परमाणु नाभिक से मजबूती से बंधे होते हैं, जबकि अन्य में यह बंधन बहुत कमजोर हो सकता है। यह शरीर की विभिन्न शक्तियों की व्याख्या करता है। स्टील के तार तांबे के तार की तुलना में बहुत मजबूत होते हैं, जिसका अर्थ है कि तांबे के कणों की तुलना में स्टील के कण एक दूसरे की ओर अधिक मजबूती से आकर्षित होते हैं। अणुओं के बीच आकर्षण विशेष रूप से ध्यान देने योग्य होता है जब वे एक दूसरे के करीब होते हैं। सबसे ज्वलंत उदाहरण यह है कि पानी की दो बूंदें संपर्क में आने पर एक में विलीन हो जाती हैं।

आवेश

परमाणु में किसी भी पदार्थ के नाभिक के चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या नाभिक में निहित प्रोटॉनों की संख्या के बराबर होती है। एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटॉन का विद्युत आवेश परिमाण में बराबर होता है, जिसका अर्थ है कि इलेक्ट्रॉनों का ऋणात्मक आवेश नाभिक के धनात्मक आवेश के बराबर होता है। ये आवेश परस्पर एक दूसरे को संतुलित करते हैं और परमाणु उदासीन रहता है। एक परमाणु में, इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन खोल बनाते हैं। एक परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल और नाभिक निरंतर दोलन गति में होते हैं। जब परमाणु गति करते हैं, तो वे आपस में टकराते हैं और उनमें से एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉन बाहर निकलते हैं। परमाणु उदासीन रहना बंद कर देता है और धनावेशित हो जाता है। चूँकि इसका धनात्मक आवेश अधिक ऋणात्मक हो गया है (इलेक्ट्रॉन और नाभिक के बीच कमजोर संबंध - धातु और कोयला)। अन्य निकायों (लकड़ी और कांच) में, इलेक्ट्रॉनिक गोले नहीं टूटे हैं। परमाणुओं से अलग होने के बाद, मुक्त इलेक्ट्रॉन बेतरतीब ढंग से चलते हैं और अन्य परमाणुओं द्वारा कब्जा कर लिया जा सकता है। शरीर में प्रकट होने और गायब होने की प्रक्रिया निरंतर है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, परमाणुओं की कंपन गति की गति बढ़ जाती है, टकराव अधिक बार हो जाते हैं, मजबूत हो जाते हैं, मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ जाती है। हालाँकि, शरीर विद्युत रूप से तटस्थ रहता है, क्योंकि शरीर में इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन की संख्या नहीं बदलती है। यदि शरीर से एक निश्चित मात्रा में मुक्त इलेक्ट्रॉनों को हटा दिया जाता है, तो धनात्मक आवेश कुल आवेश से अधिक हो जाता है। शरीर सकारात्मक रूप से चार्ज होगा और इसके विपरीत। यदि शरीर में इलेक्ट्रॉनों की कमी हो जाती है, तो यह अतिरिक्त रूप से चार्ज होता है। यदि अधिकता ऋणात्मक है। यह कमी या अधिकता जितनी अधिक होगी, विद्युत आवेश उतना ही अधिक होगा। पहले मामले में (अधिक सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कण), निकायों को कंडक्टर (धातु, लवण और एसिड के जलीय घोल) कहा जाता है, और दूसरे में (इलेक्ट्रॉनों की कमी, नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कण) डाइलेक्ट्रिक्स या इंसुलेटर (एम्बर, क्वार्ट्ज, एबोनाइट)। विद्युत प्रवाह के निरंतर अस्तित्व के लिए, कंडक्टर में संभावित अंतर को लगातार बनाए रखना आवश्यक है।

खैर, यह थोड़ा भौतिक विज्ञान का पाठ्यक्रम समाप्त हो गया है। मुझे लगता है कि आपने मेरी मदद से 7वीं कक्षा के स्कूली पाठ्यक्रम को याद कर लिया है, और हम विश्लेषण करेंगे कि मेरे अगले लेख में संभावित अंतर क्या है। जब तक हम साइट के पन्नों पर फिर से नहीं मिलते।

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

बिजली कहाँ से आती है?

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

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

बिजली हमारे घरों तक कैसे पहुँचती है?

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

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

वर्तमान कार्य क्या है?

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

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

डायरेक्ट करंट का क्या मतलब है?

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

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

दिष्ट धारा का प्रयोग कहाँ होता है ?

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

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

डीसी ऑपरेशन

इसकी मुख्य विशेषताएं क्या हैं? ये कार्य और वर्तमान शक्ति हैं, और ये दोनों अवधारणाएं एक-दूसरे से बहुत निकट से संबंधित हैं। शक्ति का अर्थ है कार्य की गति प्रति इकाई समय (प्रति 1 सेकंड)। जूल-लेन्ज़ कानून के अनुसार, हम प्राप्त करते हैं कि प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह का कार्य वर्तमान की ताकत, वोल्टेज और उस समय के उत्पाद के बराबर होता है जिसके दौरान विद्युत क्षेत्र का कार्य चार्ज को स्थानांतरित करने के लिए पूरा किया गया था कंडक्टर।

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

विद्युत धारा क्या है

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

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

विद्युत परिपथों के सिद्धांत में प्रवाहकत्त्व धारा (सिर्फ करंट) 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। लेकिन; क्यू \u003d 1.6 10 9 - इलेक्ट्रॉन चार्ज, सी; टी - समय, एस।

यह व्यंजक DC परिपथों के लिए मान्य है। बारी-बारी से चालू 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।

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

"वर्तमान" ("वर्तमान मूल्य") शब्द 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 कंडक्टर में विद्युत आवेशों की गति की तीव्रता है, क्रॉस के माध्यम से प्रति यूनिट समय में गुजरने वाली बिजली की मात्रा -कंडक्टर का अनुभागीय क्षेत्र।
करंट की विशेषता है, जिसे SI सिस्टम में एम्पीयर (A) और करंट डेंसिटी में मापा जाता है, जिसे SI सिस्टम में एम्पीयर प्रति वर्ग मीटर में मापा जाता है।
एक एम्पीयर एक लटकन (सी) के बिजली के चार्ज के एक सेकंड (एस) के लिए कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन के माध्यम से आंदोलन से मेल खाता है:

1 ए = 1 सी / एस।

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

मैं = डीक्यू / डीटी।

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

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

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

वर्तमान दिशा को उस दिशा के रूप में लिया जाता है जिसमें धनावेशित कण गति करते हैं, अर्थात। इलेक्ट्रॉनों की गति के विपरीत दिशा।
विद्युत परिपथों के सिद्धांत में, धनात्मक आवेशित कणों के उच्च विभव से निम्नतर की ओर 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 ली गई थी और चार्ज कैरियर्स की गति की सही दिशा का खंडन करती है - इलेक्ट्रान प्रवाहकीय मीडिया में माइनस से प्लस की ओर बढ़ते हैं।

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

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

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

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

विद्युत विस्थापन धारा (ध्रुवीकरण धारा)विद्युत आवेशों के बाध्य वाहकों की क्रमबद्ध गति कहलाती है। इस प्रकार का करंट डाइलेक्ट्रिक्स में देखा जा सकता है।
पूर्ण विद्युत प्रवाहएक अदिश मान विद्युत चालन धारा, विद्युत स्थानांतरण धारा और विचारित सतह के माध्यम से विद्युत विस्थापन धारा के योग के बराबर होता है।

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

प्रत्यावर्ती धारा वह धारा है जो समय-समय पर परिमाण और संकेत दोनों में बदलती रहती है।प्रत्यावर्ती धारा को चिह्नित करने 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। धातुओं को पिघलाने के लिए धातु विज्ञान में भागों और वेल्डिंग की सतहों के ताप उपचार के लिए मैकेनिकल इंजीनियरिंग में उच्च आवृत्ति धाराओं का उपयोग किया जाता है।प्रत्यावर्ती धाराएँ साइनसॉइडल में विभाजित हैं और गैर sinusoidal. एक साइनसॉइडल करंट एक करंट है जो एक हार्मोनिक कानून के अनुसार बदलता है:

मैं = मैं पाप t,

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

= 2πf

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

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

अल्टरनेटिंग करंट का मतलब पारंपरिक सिंगल- और थ्री-फेज नेटवर्क में करंट भी होता है। इस मामले में, बारी-बारी से चालू पैरामीटर हार्मोनिक कानून के अनुसार बदलते हैं।

चूँकि प्रत्यावर्ती धारा समय के साथ बदलती रहती है, प्रत्यक्ष धारा परिपथों के लिए उपयुक्त सरल समस्या समाधान विधियाँ यहाँ सीधे लागू नहीं होती हैं। बहुत अधिक आवृत्तियों पर, आवेश दोलन कर सकते हैं - सर्किट में एक स्थान से दूसरे स्थान पर और पीछे 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 वर्तमान में परिवर्तन होता है, तो स्व-प्रेरण प्रभाव चलन में आते हैं, जो कम आवृत्तियों पर भी महत्वपूर्ण हो जाते हैं, यदि बड़े अधिष्ठापन वाले कॉइल का उपयोग किया जाता है। अपेक्षाकृत कम आवृत्तियों पर, एसी सर्किट की गणना अभी भी का उपयोग करके की जा सकती है, हालांकि, तदनुसार संशोधित किया जाना चाहिए।

एक सर्किट जिसमें विभिन्न प्रतिरोधक, इंडक्टर्स और कैपेसिटर शामिल होते हैं, उन्हें माना जा सकता है कि इसमें श्रृंखला में जुड़े एक सामान्यीकृत प्रतिरोधी, कैपेसिटर और प्रेरक शामिल हैं।

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

यह एसी और डीसी 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 करना शुरू कर देगा जब तक कि उस पर वोल्टेज तत्व के ईएमएफ के बराबर न हो जाए। फिर चार्जिंग बंद हो जाएगी और करंट शून्य हो जाएगा। यदि सर्किट एक अल्टरनेटर से जुड़ा है, तो एक आधे चक्र में इलेक्ट्रॉन संधारित्र के बाईं ओर से प्रवाहित होंगे और दाईं ओर जमा होंगे, और 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 है, तब तक रोकनेवाला और प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से धारा भी समान होती है।

एसी खपत करने वाले उपकरणों में, डीसी का उत्पादन करने के लिए एसी को अक्सर रेक्टिफायर द्वारा ठीक किया जाता है।

विद्युत कंडक्टर

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

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

करंट मानव शरीर को कैसे प्रभावित करता है

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

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

वर्तमान की उपस्थिति के लिए शर्तें

आधुनिक विज्ञान ने ऐसे सिद्धांत बनाए हैं जो प्राकृतिक प्रक्रियाओं की व्याख्या करते हैं। कई प्रक्रियाएं परमाणु की संरचना के मॉडल में से एक पर आधारित होती हैं, तथाकथित ग्रह मॉडल। इस मॉडल के अनुसार, एक परमाणु में एक धनावेशित नाभिक और नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों का एक ऋणात्मक रूप से आवेशित बादल होता है। अधिकांश भाग के लिए परमाणुओं से युक्त विभिन्न पदार्थ अपरिवर्तित पर्यावरणीय परिस्थितियों में अपने गुणों में स्थिर और अपरिवर्तित होते हैं। लेकिन प्रकृति में ऐसी प्रक्रियाएं होती हैं जो पदार्थों की स्थिर स्थिति को बदल सकती हैं और इन पदार्थों में विद्युत प्रवाह नामक एक घटना का कारण बन सकती हैं।

प्रकृति के लिए ऐसी मूल प्रक्रिया घर्षण है। बहुत से लोग जानते हैं कि यदि आप अपने बालों को कुछ विशेष प्रकार के प्लास्टिक से बनी कंघी से जोड़ते हैं, या कुछ विशेष प्रकार के कपड़े से बने कपड़े पहनते हैं, तो एक चिपकने वाला प्रभाव होता है। बाल कंघी की ओर आकर्षित होते हैं और चिपक जाते हैं, और यही बात कपड़ों के साथ भी होती है। यह प्रभाव घर्षण द्वारा समझाया गया है, जो कंघी या कपड़े की सामग्री की स्थिरता का उल्लंघन करता है। इलेक्ट्रॉन बादल नाभिक के सापेक्ष गति कर सकता है या आंशिक रूप से ढह सकता है। और परिणामस्वरूप, पदार्थ एक विद्युत आवेश प्राप्त करता है, जिसका संकेत इस पदार्थ की संरचना से निर्धारित होता है। घर्षण से उत्पन्न विद्युत आवेश को इलेक्ट्रोस्टैटिक कहा जाता है।

यह आवेशित पदार्थों का एक जोड़ा निकलता है। प्रत्येक पदार्थ में एक निश्चित विद्युत क्षमता होती है। एक विद्युत क्षेत्र, इस मामले में एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र, दो आवेशित पदार्थों के बीच के स्थान पर कार्य करता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की प्रभावशीलता क्षमता के परिमाण पर निर्भर करती है और इसे संभावित अंतर या वोल्टेज के रूप में परिभाषित किया जाता है।

• जब एक वोल्टेज उत्पन्न होता है, तो क्षमता के बीच की जगह में, पदार्थों के आवेशित कणों की एक निर्देशित गति दिखाई देती है - एक विद्युत प्रवाह।

विद्युत धारा कहाँ प्रवाहित होती है?

इस मामले में, घर्षण बंद होने पर क्षमता कम हो जाएगी। और, अंत में, क्षमताएं गायब हो जाएंगी, और पदार्थ स्थिरता प्राप्त करेंगे।

लेकिन अगर क्षमता और वोल्टेज के गठन की प्रक्रिया उनकी वृद्धि की दिशा में जारी रहती है, तो वर्तमान भी उन पदार्थों के गुणों के अनुसार बढ़ेगा जो क्षमता के बीच की जगह को भरते हैं। ऐसी प्रक्रिया का सबसे स्पष्ट प्रदर्शन बिजली चमक रहा है। आरोही और अवरोही वायु धाराओं का एक दूसरे के खिलाफ घर्षण एक विशाल तनाव की उपस्थिति की ओर जाता है। नतीजतन, एक क्षमता आकाश में अपड्राफ्ट द्वारा और दूसरी पृथ्वी में डाउनड्राफ्ट द्वारा बनाई जाती है। और अंत में वायु के गुणों के कारण तड़ित के रूप में विद्युत धारा उत्पन्न होती है।

• विद्युत प्रवाह का पहला कारण वोल्टेज है।
• विद्युत प्रवाह की उपस्थिति का दूसरा कारण वह स्थान है जिसमें वोल्टेज कार्य करता है - इसके आयाम और यह किससे भरा होता है।

तनाव सिर्फ घर्षण से ज्यादा आता है। अन्य भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाएं जो पदार्थ के परमाणुओं के संतुलन को बिगाड़ती हैं, भी तनाव की उपस्थिति का कारण बनती हैं। बातचीत के परिणामस्वरूप ही तनाव उत्पन्न होता है

• एक पदार्थ दूसरे पदार्थ के साथ;
• एक क्षेत्र या विकिरण के साथ एक या अधिक पदार्थ।

तनाव से आ सकता है:

• एक रासायनिक प्रतिक्रिया जो पदार्थ में होती है, जैसे कि सभी बैटरियों और संचायकों में, साथ ही सभी जीवित चीजों में;
• विद्युत चुम्बकीय विकिरण, जैसे सौर पैनलों और थर्मल पावर जनरेटर में;
• विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, उदाहरण के लिए, सभी डायनेमो में।

विद्युत धारा की प्रकृति उस पदार्थ के अनुरूप होती है जिसमें वह प्रवाहित होती है। इसलिए, यह अलग है:

• धातुओं में;

• तरल पदार्थ और गैसों में;

• अर्धचालकों में

धातुओं में, विद्युत प्रवाह में केवल इलेक्ट्रॉन होते हैं, तरल पदार्थ और गैसों में - आयनों में, अर्धचालकों में - इलेक्ट्रॉनों और "छेद" में।

प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा

इसकी क्षमता के सापेक्ष वोल्टेज, जिसके संकेत अपरिवर्तित रहते हैं, केवल परिमाण में बदल सकते हैं।

• इस मामले में, एक स्थिर या स्पंदित विद्युत प्रवाह प्रकट होता है।

विद्युत प्रवाह इस परिवर्तन की अवधि और क्षमता के बीच पदार्थ से भरे स्थान के गुणों पर निर्भर करता है।

• लेकिन अगर क्षमता के संकेत बदलते हैं और इससे धारा की दिशा में बदलाव होता है, तो इसे चर कहा जाता है, जैसे वोल्टेज इसे निर्धारित करता है।

जीवन और विद्युत प्रवाह

आधुनिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी में विद्युत प्रवाह के मात्रात्मक और गुणात्मक आकलन के लिए, कुछ नियमों और मात्राओं का उपयोग किया जाता है। मुख्य कानून हैं:

• कूलम्ब का नियम;
• ओम कानून।

18 वीं शताब्दी के 80 के दशक में चार्ल्स कूलम्ब ने वोल्टेज की उपस्थिति को निर्धारित किया, और 19 वीं शताब्दी के 20 के दशक में जॉर्ज ओम ने विद्युत प्रवाह की उपस्थिति को निर्धारित किया।

प्रकृति और मानव सभ्यता में इसका उपयोग मुख्य रूप से ऊर्जा और सूचना के वाहक के रूप में किया जाता है, और इसके अध्ययन और उपयोग का विषय जीवन जितना ही विशाल है। उदाहरण के लिए, अध्ययनों से पता चला है कि सभी जीवित जीव जीवित रहते हैं क्योंकि हृदय की मांसपेशियां शरीर में उत्पन्न विद्युत प्रवाह के प्रभाव से सिकुड़ती हैं। अन्य सभी मांसपेशियां उसी तरह काम करती हैं। विभाजित करते समय, एक सेल अत्यधिक उच्च आवृत्तियों पर विद्युत प्रवाह पर आधारित जानकारी का उपयोग करता है। स्पष्टीकरण के साथ समान तथ्यों की सूची पुस्तक के खंड में जारी रखी जा सकती है।

विद्युत प्रवाह से संबंधित बहुत सी खोजें पहले ही की जा चुकी हैं, और अभी भी बहुत कुछ किया जाना बाकी है। इसलिए, नए शोध उपकरणों के आगमन के साथ, इस घटना के व्यावहारिक उपयोग के लिए नए कानून, सामग्री और अन्य परिणाम दिखाई देते हैं।