गती मध्ये चार्ज. हे स्थिर विजेच्या अचानक डिस्चार्जचे रूप घेऊ शकते, जसे की वीज. किंवा जनरेटर, बॅटरी, सौर किंवा इंधन पेशींमध्ये ही नियंत्रित प्रक्रिया असू शकते. आज आपण "विद्युत प्रवाह" ची संकल्पना आणि विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वाच्या परिस्थितीचा विचार करू.

विद्युत ऊर्जा

आपण वापरत असलेली बहुतेक वीज विद्युत ग्रीडमधून पर्यायी प्रवाहाच्या स्वरूपात येते. हे जनरेटरद्वारे तयार केले जाते जे फॅराडेच्या इंडक्शनच्या नियमानुसार कार्य करतात, ज्यामुळे बदलणारे चुंबकीय क्षेत्र कंडक्टरमध्ये विद्युत प्रवाह आणू शकते.

जनरेटरमध्ये वायरचे फिरणारे कॉइल असतात जे ते फिरताना चुंबकीय क्षेत्रांमधून जातात. कॉइल फिरत असताना, चुंबकीय क्षेत्राच्या संदर्भात ते उघडतात आणि बंद होतात आणि एक विद्युत प्रवाह तयार करतात जे प्रत्येक वळणाने दिशा बदलतात. विद्युत प्रवाह प्रति सेकंद ६० वेळा पूर्ण चक्रातून पुढे-मागे जातो.

कोळसा, नैसर्गिक वायू, तेल किंवा आण्विक अणुभट्टीद्वारे गरम केलेल्या स्टीम टर्बाइनद्वारे जनरेटर चालवले जाऊ शकतात. जनरेटरमधून, विद्युत् प्रवाह ट्रान्सफॉर्मर्सच्या मालिकेतून जातो, जेथे त्याचे व्होल्टेज वाढते. तारांचा व्यास जास्त गरम न होता आणि ऊर्जा वाया न घालवता ते किती विद्युत प्रवाह वाहून नेऊ शकतात हे निर्धारित करते आणि व्होल्टेज केवळ जमिनीपासून किती चांगल्या प्रकारे इन्सुलेटेड आहेत यावर मर्यादित आहे.

हे लक्षात घेणे मनोरंजक आहे की विद्युत प्रवाह दोन नव्हे तर फक्त एका वायरद्वारे वाहून जातो. त्याच्या दोन बाजू सकारात्मक आणि नकारात्मक म्हणून नियुक्त केल्या आहेत. तथापि, पर्यायी विद्युत् प्रवाहाची ध्रुवता प्रति सेकंद 60 वेळा बदलत असल्याने, त्यांना इतर नावे आहेत - गरम (मुख्य पॉवर लाईन्स) आणि ग्राउंडेड (सर्किट पूर्ण करण्यासाठी भूमिगत होणे).

विजेची गरज का आहे?

विजेचे अनेक उपयोग आहेत: ते तुमचे घर उजळवू शकते, तुमचे कपडे धुवून कोरडे करू शकते, गॅरेजचे दार उचलू शकते, किटलीत पाणी उकळू शकते आणि इतर घरगुती वस्तूंना वीज देऊ शकते ज्यामुळे आमचे जीवन खूप सोपे होते. तथापि, माहिती प्रसारित करण्याची करंटची क्षमता वाढत्या प्रमाणात महत्त्वपूर्ण होत आहे.

इंटरनेटशी कनेक्ट केल्यावर, संगणक विद्युत प्रवाहाचा फक्त एक छोटासा भाग वापरतो, परंतु ही अशी गोष्ट आहे ज्याशिवाय आधुनिक व्यक्ती त्याच्या जीवनाची कल्पना करू शकत नाही.

विद्युत प्रवाहाची संकल्पना

नदीच्या प्रवाहाप्रमाणे, पाण्याच्या रेणूंचा प्रवाह, विद्युत प्रवाह हा चार्ज केलेल्या कणांचा प्रवाह आहे. हे कशामुळे होते आणि ते नेहमी त्याच दिशेने का जात नाही? जेव्हा तुम्ही प्रवाह हा शब्द ऐकता तेव्हा तुम्हाला काय वाटते? कदाचित ती नदी असेल. हे एक चांगले संबंध आहे, कारण त्यामुळेच विद्युत प्रवाहाला त्याचे नाव मिळाले. हे पाण्याच्या प्रवाहासारखेच आहे, केवळ वाहिनीच्या बाजूने फिरणाऱ्या पाण्याच्या रेणूंऐवजी, चार्ज केलेले कण कंडक्टरच्या बाजूने फिरतात.

विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वासाठी आवश्यक असलेल्या अटींमध्ये, एक वस्तू आहे जी इलेक्ट्रॉनची उपस्थिती प्रदान करते. प्रवाहकीय पदार्थातील अणूंमध्ये यापैकी बरेच मुक्त चार्ज केलेले कण असतात जे अणूंच्या आसपास आणि दरम्यान तरंगतात. त्यांची हालचाल यादृच्छिक आहे, म्हणून कोणत्याही दिशेने प्रवाह नाही. विद्युत प्रवाह अस्तित्वात येण्यासाठी काय आवश्यक आहे?

विद्युतीय प्रवाहाच्या अस्तित्वाच्या अटींमध्ये व्होल्टेजची उपस्थिती समाविष्ट आहे. जेव्हा ते कंडक्टरवर लागू केले जाते, तेव्हा सर्व मुक्त इलेक्ट्रॉन एकाच दिशेने फिरतात, एक विद्युत् प्रवाह तयार करतात.

विद्युत प्रवाहाबद्दल उत्सुकता आहे

विशेष म्हणजे, जेव्हा विद्युत ऊर्जा प्रकाशाच्या वेगाने कंडक्टरद्वारे प्रसारित केली जाते, तेव्हा इलेक्ट्रॉन स्वतःच अधिक हळू हलतात. खरं तर, जर तुम्ही प्रवाहकीय वायरच्या शेजारी आरामात चालत असाल, तर तुमचा वेग इलेक्ट्रॉनच्या हालचालींपेक्षा 100 पट जास्त असेल. हे या वस्तुस्थितीमुळे आहे की एकमेकांना ऊर्जा हस्तांतरित करण्यासाठी त्यांना प्रचंड अंतर प्रवास करण्याची आवश्यकता नाही.

थेट आणि पर्यायी प्रवाह

आज, दोन भिन्न प्रकारचे प्रवाह मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात - थेट आणि पर्यायी. प्रथम, इलेक्ट्रॉन एका दिशेने, "नकारात्मक" बाजूपासून "सकारात्मक" बाजूकडे जातात. पर्यायी विद्युत् प्रवाह इलेक्ट्रॉनला पुढे-मागे ढकलतो, प्रवाहाची दिशा प्रति सेकंद अनेक वेळा बदलतो.

वीज निर्मितीसाठी पॉवर प्लांट्समध्ये वापरण्यात येणारे जनरेटर हे पर्यायी विद्युत प्रवाह निर्माण करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. सध्याची दिशा बदलल्यामुळे तुमच्या घरातील प्रकाश चकचकीत होत आहे हे कदाचित तुमच्या लक्षात आले नसेल, परंतु डोळ्यांना ते ओळखता येण्याइतपत ते वेगाने घडते.

थेट विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वासाठी कोणत्या परिस्थिती आहेत? आम्हाला दोन्ही प्रकारांची गरज का आहे आणि कोणता चांगला आहे? हे चांगले प्रश्न आहेत. आम्ही अजूनही दोन्ही प्रकारचे विद्युत् प्रवाह वापरतो हे तथ्य सूचित करते की ते दोन्ही विशिष्ट उद्देशांसाठी काम करतात. 19व्या शतकापर्यंत, हे स्पष्ट होते की पॉवर प्लांट आणि घर यांच्यातील लांब अंतरावर वीजेचे कार्यक्षम प्रसारण केवळ उच्च व्होल्टेजवरच शक्य होते. परंतु समस्या अशी होती की खरोखर उच्च व्होल्टेज पाठवणे लोकांसाठी अत्यंत धोकादायक होते.

या समस्येवर उपाय म्हणजे आत पाठवण्यापूर्वी घराबाहेरचा ताण कमी करणे. आजपर्यंत, थेट विद्युत प्रवाह लांब अंतरावर प्रसारित करण्यासाठी वापरला जातो, मुख्यतः इतर व्होल्टेजमध्ये सहजपणे रूपांतरित करण्याच्या क्षमतेमुळे.

विद्युत प्रवाह कसे कार्य करते

विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वाच्या अटींमध्ये चार्ज केलेले कण, कंडक्टर आणि व्होल्टेज यांचा समावेश होतो. बर्‍याच शास्त्रज्ञांनी विजेचा अभ्यास केला आहे आणि असे आढळले आहे की त्याचे दोन प्रकार आहेत: स्थिर आणि वर्तमान.

हे दुसरे आहे जे कोणत्याही व्यक्तीच्या दैनंदिन जीवनात मोठी भूमिका बजावते, कारण ते सर्किटमधून जाणारे विद्युत प्रवाह आहे. आम्ही ते आमच्या घरांना आणि बरेच काही करण्यासाठी दररोज वापरतो.

विद्युत प्रवाह म्हणजे काय?

जेव्हा विद्युत शुल्क सर्किटमध्ये एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी फिरते तेव्हा विद्युत प्रवाह निर्माण होतो. विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वाच्या अटींमध्ये चार्ज केलेल्या कणांव्यतिरिक्त, कंडक्टरची उपस्थिती समाविष्ट असते. बर्याचदा तो एक वायर आहे. त्याचे सर्किट एक बंद सर्किट आहे ज्यामध्ये विद्युत स्त्रोतापासून विद्युत प्रवाह वाहतो. जेव्हा सर्किट उघडते तेव्हा तो प्रवास पूर्ण करू शकत नाही. उदाहरणार्थ, जेव्हा तुमच्या खोलीतील प्रकाश बंद असतो तेव्हा सर्किट उघडे असते, परंतु जेव्हा सर्किट बंद असते तेव्हा प्रकाश चालू असतो.

वर्तमान शक्ती

कंडक्टरमध्ये विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वाच्या परिस्थितीवर पॉवरसारख्या व्होल्टेज वैशिष्ट्याचा मोठ्या प्रमाणावर प्रभाव पडतो. दिलेल्या कालावधीत किती ऊर्जा वापरली जात आहे याचे हे मोजमाप आहे.

हे वैशिष्ट्य व्यक्त करण्यासाठी अनेक भिन्न एकके वापरली जाऊ शकतात. तथापि, विद्युत शक्ती जवळजवळ वॅट्समध्ये मोजली जाते. एक वॅट म्हणजे एक ज्युल प्रति सेकंद.

गतीमध्ये इलेक्ट्रिक चार्ज

विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वासाठी कोणत्या परिस्थिती आहेत? हे स्थिर विजेच्या अचानक डिस्चार्जचे रूप घेऊ शकते, जसे की वीज किंवा लोकरीच्या कापडाच्या घर्षणातून ठिणगी. अधिक वेळा, तथापि, जेव्हा आपण विद्युत प्रवाहाबद्दल बोलतो, तेव्हा आपला अर्थ असा होतो की विजेचे अधिक नियंत्रित स्वरूप जे दिवे आणि उपकरणे कार्य करते. बहुतेक विद्युत शुल्क अणूमधील नकारात्मक इलेक्ट्रॉन आणि सकारात्मक प्रोटॉनद्वारे वाहून जाते. तथापि, नंतरचे बहुतेक अणु केंद्रकांच्या आत स्थिर असतात, म्हणून चार्ज एका ठिकाणाहून दुसर्‍या ठिकाणी हस्तांतरित करण्याचे काम इलेक्ट्रॉनद्वारे केले जाते.

धातूसारख्या प्रवाहकीय पदार्थातील इलेक्ट्रॉन त्यांच्या वहन पट्ट्यांसह एका अणूपासून दुसऱ्या अणूकडे जाण्यास मोकळे असतात, जे उच्च इलेक्ट्रॉन कक्षा असतात. पुरेसे इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स किंवा व्होल्टेज चार्ज असमतोल निर्माण करते ज्यामुळे इलेक्ट्रॉन विद्युत प्रवाहाच्या रूपात कंडक्टरमधून फिरू शकतात.

जर आपण पाण्याशी साधर्म्य काढले तर उदाहरणार्थ, पाईप घ्या. जेव्हा आपण पाईपमध्ये पाणी जाण्यासाठी एका टोकाला झडप उघडतो तेव्हा ते पाणी पाईपच्या शेवटपर्यंत काम करण्यासाठी आपल्याला थांबावे लागत नाही. आम्हाला दुसऱ्या टोकाला पाणी जवळजवळ लगेच मिळते कारण येणारे पाणी पाईपमध्ये आधीच असलेल्या पाण्याला ढकलते. वायरमधील विद्युत प्रवाहाच्या बाबतीत असेच घडते.

विद्युत प्रवाह: विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वासाठी परिस्थिती

विद्युत प्रवाह सामान्यतः इलेक्ट्रॉनचा प्रवाह म्हणून पाहिला जातो. जेव्हा बॅटरीची दोन टोके धातूच्या वायरने एकमेकांशी जोडलेली असतात, तेव्हा हे चार्ज केलेले वस्तुमान बॅटरीच्या एका टोकापासून (इलेक्ट्रोड किंवा पोल) वायरमधून विरुद्ध दिशेने जाते. तर, विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वासाठी परिस्थिती कॉल करूया:

1. चार्ज केलेले कण.
2. कंडक्टर.
3. व्होल्टेज स्त्रोत.

तथापि, सर्व इतके सोपे नाही. विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वासाठी कोणत्या परिस्थिती आवश्यक आहेत? पुढील वैशिष्ट्यांचा विचार करून या प्रश्नाचे अधिक तपशीलवार उत्तर दिले जाऊ शकते:

• संभाव्य फरक (व्होल्टेज).ही एक पूर्व शर्त आहे. 2 बिंदूंमध्ये संभाव्य फरक असणे आवश्यक आहे, याचा अर्थ असा की एका ठिकाणी चार्ज केलेल्या कणांद्वारे तयार केलेली प्रतिकारशक्ती दुसर्या बिंदूवर त्यांच्या बलापेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे. व्होल्टेज स्त्रोत, एक नियम म्हणून, निसर्गात उद्भवत नाहीत आणि इलेक्ट्रॉन वातावरणात समान प्रमाणात वितरीत केले जातात. तरीसुद्धा, शास्त्रज्ञांनी विशिष्ट प्रकारच्या उपकरणांचा शोध लावला जेथे हे चार्ज केलेले कण जमा होऊ शकतात, ज्यामुळे अत्यंत आवश्यक व्होल्टेज तयार होते (उदाहरणार्थ, बॅटरीमध्ये).
• विद्युत प्रतिकार (कंडक्टर).ही दुसरी महत्त्वाची अट आहे जी विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वासाठी आवश्यक आहे. हा तो मार्ग आहे ज्यावरून चार्ज केलेले कण प्रवास करतात. केवळ तेच साहित्य जे इलेक्ट्रॉनांना मुक्तपणे हलवू देतात ते कंडक्टर म्हणून काम करतात. ज्यांच्याकडे ही क्षमता नाही त्यांना इन्सुलेटर म्हणतात. उदाहरणार्थ, धातूची तार एक उत्कृष्ट कंडक्टर असेल, तर त्याची रबर शीथ एक उत्कृष्ट इन्सुलेटर असेल.

विद्युत प्रवाहाच्या उद्भवण्याच्या आणि अस्तित्वाच्या परिस्थितीचा काळजीपूर्वक अभ्यास केल्यामुळे, लोक या शक्तिशाली आणि धोकादायक घटकावर नियंत्रण ठेवण्यास आणि मानवजातीच्या फायद्यासाठी निर्देशित करण्यास सक्षम होते.

विद्युत क्षेत्रामध्ये इन्सुलेटेड कंडक्टर ठेवल्यास \(\overrightarrow(E)\), तर बल \(\overrightarrow(F) = q\overrightarrow(E)\) मुक्त शुल्क \(q\) वर कार्य करेल. कंडक्टरमध्ये. परिणामी, कंडक्टर, विनामूल्य शुल्काची अल्पकालीन हालचाल आहे. ही प्रक्रिया समाप्त होईल जेव्हा कंडक्टरच्या पृष्ठभागावर उद्भवलेल्या शुल्कांचे स्वतःचे विद्युत क्षेत्र बाह्य क्षेत्राची पूर्णपणे भरपाई करते. कंडक्टरमधील परिणामी इलेक्ट्रोस्टॅटिक फील्ड शून्य असेल.

तथापि, कंडक्टरमध्ये, विशिष्ट परिस्थितीत, विनामूल्य इलेक्ट्रिक चार्ज वाहकांची सतत ऑर्डर केलेली हालचाल होऊ शकते.

चार्ज केलेल्या कणांच्या निर्देशित हालचालीला विद्युत प्रवाह म्हणतात.

पॉझिटिव्ह फ्री चार्जेसच्या हालचालीची दिशा विद्युत प्रवाहाची दिशा म्हणून घेतली जाते. कंडक्टरमध्ये विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वासाठी, त्यामध्ये विद्युत क्षेत्र तयार करणे आवश्यक आहे.

विद्युत प्रवाहाचे परिमाणवाचक माप आहे वर्तमान शक्ती\(I\) हे कालांतराने कंडक्टरच्या क्रॉस सेक्शन (Fig. 1.8.1) द्वारे हस्तांतरित केलेल्या चार्ज \(\Delta q\) च्या गुणोत्तराच्या समान स्केलर भौतिक प्रमाण आहे \(\Delta t\) , या वेळेच्या अंतरापर्यंत:

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

जर विद्युत् प्रवाहाची ताकद आणि त्याची दिशा वेळोवेळी बदलत नसेल तर अशा विद्युत् प्रवाहाला म्हणतात कायम .

इंटरनॅशनल सिस्टीम ऑफ युनिट्स SI मध्ये, विद्युत प्रवाह अँपिअर (A) मध्ये मोजला जातो. वर्तमान युनिट 1 A हे विद्युत् प्रवाहासह दोन समांतर वाहकांच्या चुंबकीय परस्परसंवादाद्वारे सेट केले जाते.

एक स्थिर विद्युत प्रवाह फक्त मध्ये निर्माण केला जाऊ शकतो बंद परिक्रमा , ज्यामध्ये विनामूल्य चार्ज वाहक बंद मार्गांवर फिरतात. अशा सर्किटमधील वेगवेगळ्या बिंदूंवरील विद्युत क्षेत्र कालांतराने स्थिर असते. परिणामी, डीसी सर्किटमधील इलेक्ट्रिक फील्डमध्ये गोठलेल्या इलेक्ट्रोस्टॅटिक फील्डचे वर्ण आहे. परंतु इलेक्ट्रोस्टॅटिक फील्डमध्ये इलेक्ट्रिक चार्ज बंद मार्गावर हलवताना, विद्युत शक्तींचे कार्य शून्य असते. म्हणून, थेट प्रवाहाच्या अस्तित्वासाठी, इलेक्ट्रिकल सर्किटमध्ये एक उपकरण असणे आवश्यक आहे जे शक्तींच्या कार्यामुळे सर्किटच्या विभागांमध्ये संभाव्य फरक निर्माण आणि राखू शकेल. नॉन-इलेक्ट्रोस्टॅटिक मूळ. अशा उपकरणांना म्हणतात थेट वर्तमान स्रोत . वर्तमान स्त्रोतांकडून विनामूल्य चार्ज वाहकांवर कार्य करणार्‍या नॉन-इलेक्ट्रोस्टॅटिक उत्पत्तीचे बल म्हणतात बाह्य शक्ती .

बाहेरील शक्तींचे स्वरूप भिन्न असू शकते. गॅल्व्हॅनिक पेशी किंवा बॅटरीमध्ये, ते इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियेच्या परिणामी उद्भवतात, डीसी जनरेटरमध्ये, कंडक्टर चुंबकीय क्षेत्रात फिरतात तेव्हा बाह्य शक्ती उद्भवतात. इलेक्ट्रिकल सर्किटमधील वर्तमान स्त्रोत पंप प्रमाणेच भूमिका बजावते, जे बंद हायड्रॉलिक सिस्टममध्ये द्रव पंप करण्यासाठी आवश्यक आहे. बाह्य शक्तींच्या प्रभावाखाली, विद्युत शुल्क वर्तमान स्त्रोताच्या आत फिरतात विरुद्धइलेक्ट्रोस्टॅटिक फील्डची शक्ती, ज्यामुळे बंद सर्किटमध्ये स्थिर विद्युत प्रवाह राखला जाऊ शकतो.

जेव्हा विद्युत शुल्क डीसी सर्किटच्या बाजूने फिरते, तेव्हा वर्तमान स्त्रोतांच्या आत कार्य करणारी बाह्य शक्ती कार्य करतात.

वर्तमान स्रोताच्या ऋण ध्रुवावरून चार्ज \ (q \) ला या शुल्काच्या मूल्यापर्यंत सकारात्मकतेपर्यंत हलवताना बाह्य शक्तींच्या \ (A_ (st) \) कार्याच्या गुणोत्तराच्या बरोबरीचे भौतिक प्रमाण म्हणतात. स्रोत इलेक्ट्रोमोटिव्ह शक्ती (EMF):

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

अशा प्रकारे, एकल सकारात्मक चार्ज हलवताना बाह्य शक्तींनी केलेल्या कार्याद्वारे ईएमएफ निर्धारित केला जातो. इलेक्ट्रोमोटिव्ह बल, संभाव्य फरकाप्रमाणे, मध्ये मोजले जाते व्होल्ट (V).

जेव्हा एकच सकारात्मक चार्ज बंद डीसी सर्किटच्या बाजूने फिरतो तेव्हा बाह्य शक्तींचे कार्य या सर्किटमध्ये कार्यरत EMF च्या बेरजेइतके असते आणि इलेक्ट्रोस्टॅटिक फील्डचे कार्य शून्य असते.

डीसी सर्किट स्वतंत्र विभागांमध्ये विभागले जाऊ शकते. ज्या विभागांवर बाह्य शक्ती कार्य करत नाहीत (म्हणजे, वर्तमान स्त्रोत नसलेले विभाग) असे म्हणतात. एकसंध . वर्तमान स्त्रोतांचा समावेश असलेल्या क्षेत्रांना म्हणतात विषम .

जेव्हा एक युनिट पॉझिटिव्ह चार्ज सर्किटच्या एका विशिष्ट भागावर फिरते तेव्हा इलेक्ट्रोस्टॅटिक (कुलॉम्ब) आणि बाह्य शक्ती दोन्ही कार्य करतात. इलेक्ट्रोस्टॅटिक फोर्सचे कार्य एकसमान विभागाच्या प्रारंभिक (1) आणि अंतिम (2) बिंदूंमधील संभाव्य फरक \(\Delta \phi_(12) = \phi_(1) - \phi_(2)\) समान आहे. . बाह्य शक्तींचे कार्य परिभाषानुसार, इलेक्ट्रोमोटिव्ह बल \(\mathcal(E)\) या विभागावर कार्य करते. तर एकूण काम आहे

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

किंमत यू 12 म्हणतात विद्युतदाब साखळी विभाग 1-2 वर. एकसंध विभागाच्या बाबतीत, व्होल्टेज संभाव्य फरकाच्या समान आहे:

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

जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ जी. ओहम यांनी 1826 मध्ये प्रायोगिकरित्या स्थापित केले की एकसंध धातूच्या कंडक्टरमधून वाहणार्‍या विद्युत् \ (I \) ची ताकद (म्हणजे, एक कंडक्टर ज्यामध्ये कोणतीही बाह्य शक्ती कार्य करत नाही) येथे व्होल्टेज \ (U \) च्या प्रमाणात असते. कंडक्टरचे टोक:

$$I = frac(1)(R)U; \: U = IR$$

जेथे \(R\) = const.

किंमत आरम्हणतात विद्युत प्रतिकार . विद्युत प्रतिरोधक कंडक्टर म्हणतात रेझिस्टर . हे गुणोत्तर व्यक्त होते साठी ओमचा कायदा साखळीचा एकसंध विभाग: कंडक्टरमधील विद्युतप्रवाह लागू व्होल्टेजच्या थेट प्रमाणात आणि कंडक्टरच्या प्रतिकाराच्या व्यस्त प्रमाणात असतो.

SI मध्ये, कंडक्टरच्या विद्युत प्रतिकाराचे एकक आहे ओम (ओम). 1 ohm च्या रेझिस्टन्समध्ये सर्किटचा एक विभाग असतो ज्यामध्ये 1 V च्या व्होल्टेजवर 1 A चा प्रवाह येतो.

ओमच्या नियमाचे पालन करणारे कंडक्टर म्हणतात रेखीय . व्होल्टेज \ (U \) वर वर्तमान सामर्थ्य \ (I \) चे ग्राफिकल अवलंबन (अशा आलेखांना म्हणतात व्होल्ट-अँपिअर वैशिष्ट्ये , संक्षेप VAC) मूळमधून जाणार्‍या एका सरळ रेषेद्वारे दर्शविले जाते. हे नोंद घ्यावे की अशी अनेक सामग्री आणि उपकरणे आहेत जी ओहमच्या कायद्याचे पालन करत नाहीत, जसे की सेमीकंडक्टर डायोड किंवा गॅस डिस्चार्ज दिवा. जरी पुरेशा मोठ्या ताकदीच्या प्रवाहात धातूच्या कंडक्टरसाठी, ओहमच्या रेषीय नियमापासून विचलन दिसून येते, कारण मेटल कंडक्टरचा विद्युतीय प्रतिकार वाढत्या तापमानासह वाढतो.

ईएमएफ असलेल्या सर्किट विभागासाठी, ओमचा नियम खालील स्वरूपात लिहिलेला आहे:

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

या गुणोत्तराला म्हणतात ओमचा नियम सामान्यीकृतकिंवा विसंगत साखळी विभागासाठी ओमचा नियम.

अंजीर वर. 1.8.2 बंद डीसी सर्किट दाखवते. साखळी विभाग ( cd) एकसंध आहे.

आकृती 1.8.2. डीसी सर्किट

ओमचा कायदा

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

कथानक ( ab) मध्ये \(\mathcal(E)\) च्या बरोबरीचा EMF असलेला वर्तमान स्रोत आहे.

विषम क्षेत्रासाठी ओमच्या नियमानुसार,

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

दोन्ही समानता जोडून, ​​आम्हाला मिळते:

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

पण \(\Delta\phi_(cd) = \Delta \phi_(ba) = -\Delta \phi_(ab)\).

$$\color(निळा)(I=\frac(\mathcal(E))(R + r))$$

हे सूत्र व्यक्त करते संपूर्ण सर्किटसाठी ओमचा नियम : संपूर्ण सर्किटमधील वर्तमान सामर्थ्य स्त्रोताच्या इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सच्या बरोबरीचे असते, सर्किटच्या एकसंध आणि एकसंध भागांच्या प्रतिकारांच्या बेरजेने भागले जाते (अंतर्गत स्त्रोत प्रतिकार).

प्रतिकार आरअंजीर मध्ये विषम क्षेत्र. 1.8.2 म्हणून पाहिले जाऊ शकते वर्तमान स्रोत अंतर्गत प्रतिकार . या प्रकरणात, प्लॉट ( abअंजीर मध्ये. 1.8.2 हा स्त्रोताचा अंतर्गत विभाग आहे. जर गुण aआणि bज्या कंडक्टरचा प्रतिकार स्त्रोताच्या (\ (R\ \ll r\)) च्या अंतर्गत प्रतिकाराच्या तुलनेत लहान आहे अशा कंडक्टरसह बंद करा, तर सर्किट प्रवाहित होईल शॉर्ट सर्किट करंट

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

शॉर्ट सर्किट करंट हा जास्तीत जास्त विद्युतप्रवाह आहे जो इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स \(\mathcal(E)\) आणि अंतर्गत प्रतिकार \(r\) सह दिलेल्या स्त्रोताकडून मिळवता येतो. कमी अंतर्गत प्रतिकार असलेल्या स्त्रोतांसाठी, शॉर्ट-सर्किट प्रवाह खूप मोठा असू शकतो आणि इलेक्ट्रिकल सर्किट किंवा स्त्रोताचा नाश होऊ शकतो. उदाहरणार्थ, ऑटोमोबाईलमध्ये वापरल्या जाणार्‍या लीड-ऍसिड बॅटरीमध्ये अनेक शंभर अँपिअरचा शॉर्ट सर्किट करंट असू शकतो. सबस्टेशन्स (हजारो अँपिअर) द्वारे समर्थित प्रकाश नेटवर्कमधील शॉर्ट सर्किट विशेषतः धोकादायक आहेत. अशा उच्च प्रवाहांचा विनाशकारी प्रभाव टाळण्यासाठी, सर्किटमध्ये फ्यूज किंवा विशेष सर्किट ब्रेकर्स समाविष्ट केले जातात.

काही प्रकरणांमध्ये, शॉर्ट सर्किट करंटची धोकादायक मूल्ये रोखण्यासाठी, काही बाह्य प्रतिकार स्त्रोताशी मालिकेत जोडलेले असतात. मग प्रतिकार आरस्त्रोताच्या अंतर्गत प्रतिकार आणि बाह्य प्रतिकारांच्या बेरजेइतके आहे आणि शॉर्ट सर्किट झाल्यास, वर्तमान ताकद जास्त होणार नाही.

जर बाह्य सर्किट उघडे असेल, तर \(\Delta \phi_(ba) = -\Delta \phi_(ab) = \mathcal(E)\), म्हणजे, खुल्या बॅटरीच्या ध्रुवांवर संभाव्य फरक समान आहे. त्याचे EMF.

जर बाह्य भार प्रतिकार आरचालू केले आणि बॅटरीमधून विद्युतप्रवाह वाहतो आय, त्याच्या ध्रुवांवर संभाव्य फरक समान होतो

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

अंजीर वर. 1.8.3 हे \(\mathcal(E)\) आणि अंतर्गत प्रतिकाराच्या बरोबरीचे EMF असलेले DC स्त्रोताचे योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व आहे आरतीन मोडमध्ये: "निष्क्रिय", लोड आणि शॉर्ट सर्किट मोडवर कार्य करा (शॉर्ट सर्किट). बॅटरीच्या आतील विद्युत क्षेत्राची तीव्रता \(\overrightarrow(E)\) आणि सकारात्मक शुल्कांवर कार्य करणार्‍या शक्ती दर्शविल्या जातात: \(\overrightarrow(F)_(e)\) - विद्युत बल आणि \(\overrightarrow( F)_(st )\) ही बाह्य शक्ती आहे. शॉर्ट सर्किट मोडमध्ये, बॅटरीमधील विद्युत क्षेत्र अदृश्य होते.

डीसी इलेक्ट्रिकल सर्किट्समधील व्होल्टेज आणि प्रवाह मोजण्यासाठी, विशेष उपकरणे वापरली जातात - व्होल्टमीटरआणि ammeters.

व्होल्टमीटर त्याच्या टर्मिनल्सवर लागू संभाव्य फरक मोजण्यासाठी डिझाइन केलेले. तो जोडतो समांतरसर्किटचा विभाग ज्यावर संभाव्य फरकाचे मोजमाप केले जाते. कोणत्याही व्होल्टमीटरला काही अंतर्गत प्रतिकार असतो \(R_(V)\). व्होल्टमीटरने मापन केलेल्या सर्किटला जोडलेले असताना विद्युत् प्रवाहांचे लक्षणीय पुनर्वितरण होऊ नये म्हणून, त्याचा अंतर्गत प्रतिकार तो जोडलेल्या सर्किटच्या विभागाच्या प्रतिकाराच्या तुलनेत मोठा असणे आवश्यक आहे. अंजीर मध्ये दर्शविलेल्या सर्किटसाठी. 1.8.4, ही स्थिती अशी लिहिली आहे:

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

या स्थितीचा अर्थ असा आहे की व्होल्टमीटरमधून वाहणारा वर्तमान \(I_(V) = \Delta \phi_(cd) / R_(V)\) वर्तमान \(I = \Delta \phi_(cd) / R_ पेक्षा खूपच कमी आहे. (1 )\), जे सर्किटच्या चाचणी केलेल्या विभागातून वाहते.

व्होल्टमीटरमध्ये कोणतीही बाह्य शक्ती कार्य करत नसल्यामुळे, त्याच्या टर्मिनल्समधील संभाव्य फरक, व्याख्येनुसार, व्होल्टेजशी जुळतो. म्हणून, आपण असे म्हणू शकतो की व्होल्टमीटर व्होल्टेज मोजतो.

Ammeter सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह मोजण्यासाठी डिझाइन केलेले. अॅमीटर हे इलेक्ट्रिकल सर्किटमधील ब्रेकशी मालिकेत जोडलेले असते जेणेकरून संपूर्ण मोजलेला प्रवाह त्यातून जातो. अँमिटरमध्ये काही अंतर्गत प्रतिकार देखील असतो \(R_(A)\). व्होल्टमीटरच्या विपरीत, संपूर्ण सर्किटच्या एकूण प्रतिकाराच्या तुलनेत अँमीटरचा अंतर्गत प्रतिकार पुरेसा लहान असणे आवश्यक आहे. अंजीर मध्ये सर्किट साठी. 1.8.4 ammeter च्या प्रतिकाराने स्थिती पूर्ण करणे आवश्यक आहे

$$R_(A) \ll (r + R_(1) + R(2))$$

जेणेकरुन जेव्हा ammeter चालू असेल तेव्हा सर्किटमधील विद्युतप्रवाह बदलत नाही.

मापन यंत्रे - व्होल्टमीटर आणि अॅमीटर - दोन प्रकारची आहेत: पॉइंटर (एनालॉग) आणि डिजिटल. डिजिटल इलेक्ट्रिकल मीटर ही जटिल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे आहेत. सामान्यतः डिजिटल उपकरणे उच्च मापन अचूकता प्रदान करतात.

विजेच्या विशिष्ट प्रारंभिक ज्ञानाशिवाय, विद्युत उपकरणे कशी कार्य करतात, ते का कार्य करतात, ते कार्य करण्यासाठी तुम्हाला टीव्ही का प्लग इन करणे आवश्यक आहे याची कल्पना करणे कठीण आहे आणि अंधारात फ्लॅशलाइट चमकण्यासाठी एक लहान बॅटरी पुरेशी आहे. .

आणि म्हणून आम्ही क्रमाने सर्वकाही समजू.

वीज

वीजही एक नैसर्गिक घटना आहे जी विद्युत शुल्काचे अस्तित्व, परस्परसंवाद आणि हालचाल याची पुष्टी करते. इ.स.पूर्व 7 व्या शतकात विजेचा प्रथम शोध लागला. ग्रीक तत्त्वज्ञ थेल्स. थॅलेसने या वस्तुस्थितीकडे लक्ष वेधले की जर एम्बरचा तुकडा लोकरवर घासला तर तो हलक्या वस्तूंना स्वतःकडे आकर्षित करू लागतो. प्राचीन ग्रीकमध्ये अंबर म्हणजे इलेक्ट्रॉन.

अशा प्रकारे मी कल्पना करतो की थॅलेस बसलेला, त्याच्या हिमेशनवर एम्बरचा एक तुकडा घासतो (हे प्राचीन ग्रीक लोकांचे लोकरीचे बाह्य कपडे आहे), आणि नंतर, गोंधळलेल्या नजरेने, केस, धाग्याचे तुकडे, पिसे आणि कागदाचे तुकडे कसे आहेत हे पाहतो. एम्बरकडे आकर्षित होतात.

या इंद्रियगोचर म्हणतात स्थिर वीज. आपण हा अनुभव पुन्हा करू शकता. हे करण्यासाठी, लोकरीच्या कापडाने नियमित प्लॅस्टिक शासक पूर्णपणे घासून कागदाच्या लहान तुकड्यांवर आणा.

हे नोंद घ्यावे की या घटनेचा बराच काळ अभ्यास केला गेला नाही. आणि केवळ 1600 मध्ये, त्याच्या "ऑन द मॅग्नेट, मॅग्नेटिक बॉडीज आणि ग्रेट मॅग्नेट - द अर्थ" या निबंधात, इंग्लिश निसर्गशास्त्रज्ञ विल्यम गिल्बर्ट यांनी वीज हा शब्द सादर केला. त्याच्या कामात, त्याने विद्युतीकृत वस्तूंवरील प्रयोगांचे वर्णन केले आणि इतर पदार्थ विद्युतीकृत होऊ शकतात हे देखील स्थापित केले.

त्यानंतर, तीन शतके, जगातील सर्वात प्रगत शास्त्रज्ञ विजेचा शोध घेत आहेत, ग्रंथ लिहित आहेत, कायदे तयार करत आहेत, इलेक्ट्रिकल मशीनचा शोध लावत आहेत आणि फक्त 1897 मध्ये, जोसेफ थॉमसनने विजेचा पहिला भौतिक वाहक शोधला - एक इलेक्ट्रॉन, एक कण, कारण. ज्यासाठी पदार्थांमध्ये विद्युत प्रक्रिया शक्य आहे.

इलेक्ट्रॉनएक प्राथमिक कण आहे, त्याचे ऋण शुल्क अंदाजे समान आहे -1.602 10 -19 Cl (लटकन). सूचित केले eकिंवा ई -.

विद्युतदाब

चार्ज केलेले कण एका ध्रुवावरून दुसर्‍या ध्रुवावर जाण्यासाठी, ध्रुवांच्या दरम्यान तयार करणे आवश्यक आहे संभाव्य फरककिंवा - विद्युतदाब. व्होल्टेज युनिट - व्होल्ट (एटीकिंवा व्ही). सूत्रे आणि गणनेमध्ये, ताण पत्राद्वारे दर्शविला जातो व्ही . 1 V चा व्होल्टेज मिळविण्यासाठी, तुम्हाला 1 J (Joule) चे काम करताना ध्रुवांमध्ये 1 C चा चार्ज हस्तांतरित करावा लागेल.

स्पष्टतेसाठी, एका विशिष्ट उंचीवर असलेल्या पाण्याच्या टाकीची कल्पना करा. टाकीतून एक पाईप बाहेर येतो. नैसर्गिक दाबाने पाणी पाईपद्वारे टाकी सोडते. पाणी आहे हे मान्य करूया इलेक्ट्रिक चार्ज, पाण्याच्या स्तंभाची उंची (दाब) आहे विद्युतदाब, आणि पाण्याचा प्रवाह दर आहे वीज.

अशा प्रकारे, टाकीमध्ये जितके जास्त पाणी असेल तितका दाब जास्त. त्याचप्रमाणे, विद्युतीय दृष्टिकोनातून, चार्ज जितका जास्त तितका व्होल्टेज जास्त.

आम्ही पाणी काढून टाकण्यास सुरवात करतो, तर दबाव कमी होईल. त्या. शुल्क पातळी कमी होते - व्होल्टेज मूल्य कमी होते. ही घटना फ्लॅशलाइटमध्ये पाहिली जाऊ शकते, बॅटऱ्या संपल्या की प्रकाशाचा बल्ब मंद होतो. लक्षात घ्या की पाण्याचा दाब (व्होल्टेज) जितका कमी असेल तितका पाण्याचा प्रवाह (करंट) कमी होईल.

वीज

वीज- ही विद्युत चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावाखाली चार्ज केलेल्या कणांच्या क्लोज्ड इलेक्ट्रिकल सर्किटच्या एका ध्रुवापासून दुसर्‍या ध्रुवावर निर्देशित हालचालीची भौतिक प्रक्रिया आहे. चार्ज-वाहतूक करणारे कण इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, आयन आणि छिद्र असू शकतात. बंद सर्किटच्या अनुपस्थितीत, विद्युत प्रवाह शक्य नाही. विद्युत शुल्क वाहून नेण्यास सक्षम कण सर्व पदार्थांमध्ये अस्तित्त्वात नसतात, ज्यामध्ये ते असतात त्यांना म्हणतात. कंडक्टरआणि सेमीकंडक्टर. आणि ज्या पदार्थांमध्ये असे कोणतेही कण नाहीत - डायलेक्ट्रिक्स.

वर्तमान ताकद मोजण्याचे एकक - अँपिअर (परंतु). सूत्रे आणि गणनेमध्ये, वर्तमान ताकद अक्षराद्वारे दर्शविली जाते आय . जेव्हा 1 कूलॉम्ब (6.241 10 18 इलेक्ट्रॉन) चा चार्ज इलेक्ट्रिकल सर्किटमधील एका बिंदूमधून 1 सेकंदात जातो तेव्हा 1 अँपिअरचा प्रवाह तयार होतो.

चला आपल्या जल-विद्युत सादृश्याकडे परत जाऊया. फक्त आता दोन टाक्या घेऊ आणि त्या समान प्रमाणात पाण्याने भरा. टाक्यांमधील फरक आउटलेट पाईपच्या व्यासामध्ये आहे.

चला नळ उघडूया आणि उजव्या टाकीपेक्षा डाव्या टाकीतून पाण्याचा प्रवाह जास्त आहे (पाइपचा व्यास मोठा आहे) याची खात्री करूया. हा अनुभव पाईपच्या व्यासावरील प्रवाह दराच्या अवलंबित्वाचा स्पष्ट पुरावा आहे. आता दोन प्रवाह समान करण्याचा प्रयत्न करूया. हे करण्यासाठी, उजव्या टाकीमध्ये पाणी घाला (चार्ज). हे अधिक दाब (व्होल्टेज) देईल आणि प्रवाह दर (वर्तमान) वाढवेल. इलेक्ट्रिकल सर्किटमध्ये, पाईपचा व्यास असतो प्रतिकार.

आयोजित प्रयोग स्पष्टपणे दरम्यान संबंध प्रदर्शित विद्युतदाब, वर्तमानआणि प्रतिकार. आम्ही थोड्या वेळाने प्रतिकारांबद्दल अधिक बोलू, आणि आता विद्युत प्रवाहाच्या गुणधर्मांबद्दल आणखी काही शब्द बोलू.

जर व्होल्टेज त्याची ध्रुवीयता बदलत नसेल, अधिक ते वजा, आणि विद्युत प्रवाह एका दिशेने वाहते, तर हे आहे डी.सी.आणि त्या अनुषंगाने सतत दबाव. जर व्होल्टेज स्त्रोताने त्याची ध्रुवीयता बदलली आणि वर्तमान एका दिशेने वाहते, तर दुसऱ्या दिशेने - हे आधीच आहे पर्यायी प्रवाहआणि एसी व्होल्टेज. कमाल आणि किमान मूल्ये (आलेखावर म्हणून चिन्हांकित io ) - हे आहे मोठेपणाकिंवा शिखर प्रवाह. घरगुती आउटलेटमध्ये, व्होल्टेज त्याची ध्रुवीयता प्रति सेकंद 50 वेळा बदलते, म्हणजे. विद्युत् प्रवाह पुढे आणि मागे फिरतो, असे दिसून येते की या दोलनांची वारंवारता 50 हर्ट्झ किंवा थोडक्यात 50 हर्ट्झ आहे. काही देशांमध्ये, जसे की यूएसए, वारंवारता 60 Hz आहे.

प्रतिकार

विद्युत प्रतिकार- विद्युत् प्रवाह रोखण्यासाठी (प्रतिरोध) करण्यासाठी कंडक्टरची मालमत्ता निर्धारित करणारे भौतिक प्रमाण. प्रतिकार युनिट - ओम(निदर्शित ओमकिंवा ग्रीक अक्षर ओमेगा Ω ). सूत्रे आणि गणनेमध्ये, प्रतिकार पत्राद्वारे दर्शविला जातो आर . कंडक्टरचा 1 ओमचा प्रतिकार असतो, ज्याच्या ध्रुवांवर 1 V चा व्होल्टेज लावला जातो आणि 1 A चा प्रवाह वाहतो.

कंडक्टर वेगळ्या पद्धतीने प्रवाह चालवतात. त्यांना वाहकतासर्व प्रथम, कंडक्टरच्या सामग्रीवर तसेच क्रॉस सेक्शन आणि लांबीवर अवलंबून असते. क्रॉस सेक्शन जितका मोठा असेल तितकी चालकता जास्त असेल, परंतु लांबी जितकी जास्त असेल तितकी चालकता कमी असेल. प्रतिकार म्हणजे वहनाचा व्यस्त.

प्लंबिंग मॉडेलच्या उदाहरणावर, प्रतिकार पाईपचा व्यास म्हणून दर्शविला जाऊ शकतो. ते जितके लहान असेल तितके खराब चालकता आणि उच्च प्रतिकार.

कंडक्टरचा प्रतिकार प्रकट होतो, उदाहरणार्थ, कंडक्टरच्या गरममध्ये जेव्हा विद्युत प्रवाह वाहतो. शिवाय, कंडक्टरचा क्रॉस सेक्शन जितका जास्त आणि लहान असेल तितका गरम गरम होईल.

शक्ती

विद्युत शक्तीहे एक भौतिक प्रमाण आहे जे विद्युत रूपांतरणाचा दर निर्धारित करते. उदाहरणार्थ, आपण एकापेक्षा जास्त वेळा ऐकले आहे: "इतक्या वॅट्ससाठी लाइट बल्ब." ऑपरेशन दरम्यान वेळेच्या प्रति युनिट लाइट बल्बद्वारे वापरली जाणारी ही शक्ती आहे, म्हणजे. एका विशिष्ट दराने उर्जेचे दुसर्‍या रूपात रूपांतर करणे.

विजेचे स्रोत, जसे की जनरेटर, देखील पॉवरद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत, परंतु आधीपासून प्रति युनिट वेळेची निर्मिती केली जाते.

पॉवर युनिट - वॅट(निदर्शित मंगळकिंवा प). सूत्रे आणि गणनेमध्ये, शक्ती अक्षराद्वारे दर्शविली जाते पी . एसी सर्किट्ससाठी, हा शब्द वापरला जातो पूर्ण शक्ती, युनिट - व्होल्ट-अँपिअर (व्ही एकिंवा व्ही.ए), पत्राद्वारे सूचित केले आहे एस .

आणि शेवटी बद्दल इलेक्ट्रिकल सर्किट. हे सर्किट विद्युत प्रवाह चालविण्यास सक्षम असलेल्या विद्युत घटकांचा एक संच आहे आणि एकमेकांना योग्य प्रकारे जोडलेले आहे.

या प्रतिमेत आपण जे पाहतो ते प्राथमिक विद्युत उपकरण (फ्लॅशलाइट) आहे. तणावाखाली यू(ब) विविध प्रतिकारांसह कंडक्टर आणि इतर घटकांद्वारे विजेचा स्रोत (बॅटरी) 4.59 (220 मते)

आजच्या बैठकीत आपण विजेबद्दल बोलू, जी आधुनिक सभ्यतेचा अविभाज्य भाग बनली आहे. वीज उद्योगाने आपल्या जीवनाच्या प्रत्येक क्षेत्रावर आक्रमण केले आहे. आणि विद्युत प्रवाह वापरणार्‍या घरगुती उपकरणांची प्रत्येक घरात उपस्थिती इतकी नैसर्गिक आणि जीवनाचा अविभाज्य भाग आहे की आपण ते गृहीत धरतो.

म्हणून, आमच्या वाचकांचे लक्ष विद्युत प्रवाहाबद्दल मूलभूत माहिती ऑफर केली जाते.

विद्युत प्रवाह काय आहे

विद्युत प्रवाह म्हणजे चार्ज केलेल्या कणांची निर्देशित गती.पुरेशा प्रमाणात मुक्त शुल्क असलेल्या पदार्थांना कंडक्टर म्हणतात. आणि तारांच्या सहाय्याने एकमेकांशी जोडलेल्या सर्व उपकरणांच्या संपूर्णतेला इलेक्ट्रिकल सर्किट म्हणतात.

दैनंदिन जीवनात आम्ही मेटल कंडक्टरमधून जाणारी वीज वापरतो.त्यातील चार्ज वाहक मुक्त इलेक्ट्रॉन आहेत.

सहसा ते अणूंच्या दरम्यान यादृच्छिकपणे धावतात, परंतु विद्युत क्षेत्र त्यांना एका विशिष्ट दिशेने जाण्यास भाग पाडते.

हे कसे घडते

सर्किटमधील इलेक्ट्रॉनच्या प्रवाहाची तुलना उच्च पातळीपासून खालच्या पातळीवर पडणाऱ्या पाण्याच्या प्रवाहाशी केली जाऊ शकते. इलेक्ट्रिकल सर्किट्समधील पातळीची भूमिका संभाव्यतेद्वारे खेळली जाते.

सर्किटमध्ये विद्युतप्रवाह वाहण्यासाठी, त्याच्या टोकांवर स्थिर संभाव्य फरक राखला जाणे आवश्यक आहे, म्हणजे. विद्युतदाब.

हे सहसा यू अक्षराने दर्शविले जाते आणि व्होल्ट (बी) मध्ये मोजले जाते.

लागू केलेल्या व्होल्टेजमुळे, सर्किटमध्ये एक विद्युत क्षेत्र स्थापित केले जाते, जे इलेक्ट्रॉनांना निर्देशित हालचाली देते. व्होल्टेज जितके जास्त असेल तितके विद्युत क्षेत्र अधिक मजबूत असेल आणि म्हणूनच दिशात्मकपणे फिरणाऱ्या इलेक्ट्रॉनच्या प्रवाहाची तीव्रता.

विद्युत प्रवाहाच्या प्रसाराचा वेग सर्किटमध्ये विद्युत क्षेत्र स्थापित केलेल्या वेगाइतका असतो, म्हणजे 300,000 किमी/से, परंतु इलेक्ट्रॉनचा वेग केवळ काही मिमी प्रति सेकंदापर्यंत पोहोचतो.

हे सामान्यतः मान्य केले जाते की विद्युत् प्रवाह मोठ्या क्षमतेच्या बिंदूपासून, म्हणजे (+) वरून कमी क्षमता असलेल्या बिंदूकडे, म्हणजे (-) पर्यंत जातो. सर्किटमधील व्होल्टेज वर्तमान स्त्रोताद्वारे राखले जाते, जसे की बॅटरी. त्याच्या शेवटी चिन्ह (+) म्हणजे इलेक्ट्रॉनची कमतरता, चिन्ह (-) त्यांचे जास्त, कारण इलेक्ट्रॉन हे तंतोतंत नकारात्मक चार्जचे वाहक आहेत. वर्तमान स्त्रोतासह सर्किट बंद होताच, इलेक्ट्रॉन्स ज्या ठिकाणाहून अधिक आहेत त्या ठिकाणाहून वर्तमान स्त्रोताच्या सकारात्मक ध्रुवावर धावतात. त्यांचा मार्ग वायर, ग्राहक, मापन यंत्रे आणि इतर सर्किट घटकांमधून जातो.

लक्षात घ्या की विद्युत् प्रवाहाची दिशा इलेक्ट्रॉनच्या दिशेच्या विरुद्ध आहे.

शास्त्रज्ञांच्या करारानुसार, धातूंमधील विद्युत् प्रवाहाचे स्वरूप स्थापित होण्यापूर्वी केवळ विद्युत् प्रवाहाची दिशा निश्चित केली गेली होती.

विद्युत प्रवाह वैशिष्ट्यीकृत काही प्रमाणात

सध्याची ताकद.कंडक्टरच्या क्रॉस सेक्शनमधून 1 सेकंदात जाणाऱ्या इलेक्ट्रिक चार्जला वर्तमान शक्ती म्हणतात. त्याच्या पदनामासाठी, अक्षर I वापरले जाते, अँपिअर (ए) मध्ये मोजले जाते.

प्रतिकार.पुढील मूल्याची जाणीव असणे म्हणजे प्रतिकार. हे क्रिस्टल जाळीच्या आयनांसह दिशात्मकपणे हलणाऱ्या इलेक्ट्रॉनच्या टक्करांमुळे उद्भवते. अशा टक्करांच्या परिणामी, इलेक्ट्रॉन त्यांच्या गतीज उर्जेचा काही भाग आयनमध्ये हस्तांतरित करतात. परिणामी, कंडक्टर गरम होते, आणि वर्तमान कमी होते. प्रतिकार R अक्षराने दर्शविले जाते आणि ohms (Ohm) मध्ये मोजले जाते.

मेटल कंडक्टरचा प्रतिकार जितका जास्त असेल तितका कंडक्टर जास्त आणि त्याचे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र लहान असेल. वायरच्या समान लांबी आणि व्यासासह, चांदी, तांबे, सोने आणि अॅल्युमिनियमपासून बनवलेल्या कंडक्टरला कमीत कमी प्रतिकार असतो. स्पष्ट कारणांसाठी, अॅल्युमिनियम आणि तांबे तारा सराव मध्ये वापरले जातात.

शक्ती.इलेक्ट्रिकल सर्किट्ससाठी गणना करताना, कधीकधी वीज वापर (पी) निश्चित करणे आवश्यक असते.

हे करण्यासाठी, सर्किटमधून वाहणारा प्रवाह व्होल्टेजने गुणाकार केला पाहिजे.

शक्तीसाठी मोजण्याचे एकक वॅट (डब्ल्यू) आहे.

थेट आणि पर्यायी प्रवाह

विविध प्रकारच्या बॅटरी आणि संचयकांनी दिलेला विद्युत प्रवाह स्थिर असतो. याचा अर्थ असा की अशा सर्किटमधील विद्युत् प्रवाहाची ताकद विविध मार्गांनी प्रतिकार बदलून केवळ परिमाणात बदलली जाऊ शकते, तर त्याची दिशा अपरिवर्तित राहते.

परंतु बहुतेक घरगुती उपकरणे पर्यायी प्रवाह वापरतात,म्हणजे, वर्तमान, ज्याची परिमाण आणि दिशा एका विशिष्ट कायद्यानुसार सतत बदलत असते.

हे पॉवर प्लांटमध्ये तयार केले जाते आणि नंतर उच्च-व्होल्टेज ट्रान्समिशन लाइनद्वारे आमच्या घरे आणि व्यवसायांमध्ये नेले जाते.

बर्‍याच देशांमध्ये, वर्तमान उलटण्याची वारंवारता 50 Hz आहे, म्हणजेच प्रति सेकंद 50 वेळा होते. या प्रकरणात, प्रत्येक वेळी वर्तमान शक्ती हळूहळू वाढते, कमाल पोहोचते, नंतर 0 पर्यंत कमी होते. नंतर ही प्रक्रिया पुनरावृत्ती होते, परंतु विद्युत् प्रवाहाच्या विरुद्ध दिशेने.

यूएस मध्ये, सर्व उपकरणे 60 Hz वर कार्य करतात. जपानमध्ये एक मनोरंजक परिस्थिती विकसित झाली आहे. तेथे, देशाचा एक तृतीयांश भाग 60 हर्ट्झच्या वारंवारतेसह वैकल्पिक प्रवाह वापरतो आणि उर्वरित - 50 हर्ट्झ.

खबरदारी - वीज

विद्युत उपकरणे वापरल्याने आणि विजेच्या झटक्यामुळे विजेचे शॉक होऊ शकतात कारण मानवी शरीर हे विद्युत प्रवाहाचे उत्तम वाहक आहे.अनेकदा, जमिनीवर पडलेल्या तारेवर पाय ठेवल्याने किंवा हाताने लटकणाऱ्या विजेच्या तारांना दूर ढकलल्याने विजेच्या दुखापती होतात.

36 V पेक्षा जास्त व्होल्टेज मानवांसाठी धोकादायक मानले जाते. जर फक्त 0.05 A चा प्रवाह मानवी शरीरातून जात असेल तर यामुळे अनैच्छिक स्नायू आकुंचन होऊ शकते, ज्यामुळे व्यक्ती स्वतंत्रपणे नुकसानीच्या स्त्रोतापासून दूर जाऊ शकत नाही. 0.1 A चा प्रवाह प्राणघातक आहे.

पर्यायी प्रवाह आणखी धोकादायक आहे, कारण त्याचा एखाद्या व्यक्तीवर तीव्र प्रभाव पडतो. अनेक प्रकरणांमध्ये आपला हा मित्र आणि मदतनीस निर्दयी शत्रू बनतो, ज्यामुळे श्वासोच्छ्वास आणि हृदयाच्या कार्याचे उल्लंघन होते, पूर्ण थांबेपर्यंत. गंभीर भाजण्याच्या स्वरूपात शरीरावर भयंकर चिन्हे सोडतात.

पीडिताला कशी मदत करावी? सर्व प्रथम, नुकसान स्त्रोत बंद करा. आणि मग प्रथमोपचाराची काळजी घ्या.

आमची विजेशी असलेली ओळख संपुष्टात येत आहे. चला "इलेक्ट्रिक शस्त्रे" सह सागरी जीवनाबद्दल फक्त काही शब्द जोडूया. हे काही प्रकारचे मासे, समुद्री ईल आणि स्टिंग्रे आहेत. त्यापैकी सर्वात धोकादायक म्हणजे समुद्री ईल.

त्याच्याकडे 3 मीटरपेक्षा कमी अंतरावर पोहू नका. त्याचा फटका प्राणघातक नाही, परंतु देहभान हरवले जाऊ शकते.

हा संदेश तुमच्यासाठी उपयुक्त असल्यास, मला तुम्हाला पाहून आनंद होईल

आज विजेसारख्या घटनेशिवाय जीवनाची कल्पना करणे कठीण आहे आणि शेवटी, मानवजातीने फार पूर्वीपासून ते स्वतःच्या हेतूंसाठी वापरण्यास शिकले आहे. या विशेष प्रकारच्या पदार्थाचे सार आणि वैशिष्ट्यांचा अभ्यास करण्यास अनेक शतके लागली, परंतु आताही हे निश्चितपणे सांगणे अशक्य आहे की आम्हाला त्याबद्दल पूर्णपणे सर्व काही माहित आहे.

विद्युत प्रवाहाची संकल्पना आणि सार

शालेय भौतिकशास्त्राच्या अभ्यासक्रमातून ओळखल्या जाणार्‍या इलेक्ट्रिक करंट हे कोणत्याही चार्ज केलेल्या कणांच्या क्रमबद्ध हालचालीपेक्षा अधिक काही नाही. दोन्ही नकारात्मक चार्ज केलेले इलेक्ट्रॉन आणि आयन नंतरचे म्हणून कार्य करू शकतात. असे मानले जाते की हा प्रकार केवळ तथाकथित कंडक्टरमध्येच उद्भवू शकतो, परंतु हे प्रकरण होण्यापासून दूर आहे. गोष्ट अशी आहे की जेव्हा कोणत्याही शरीराच्या संपर्कात येतात तेव्हा विशिष्ट संख्येने विरुद्ध चार्ज केलेले कण नेहमी उद्भवतात, जे हलण्यास सुरवात करू शकतात. डायलेक्ट्रिक्समध्ये, समान इलेक्ट्रॉनची मुक्त हालचाल खूप कठीण आहे आणि त्यासाठी प्रचंड बाह्य प्रयत्नांची आवश्यकता आहे, म्हणूनच ते म्हणतात की ते विद्युत प्रवाह चालवत नाहीत.

सर्किटमध्ये विद्युत् प्रवाहाच्या अस्तित्वासाठी अटी

शास्त्रज्ञांनी बर्याच काळापासून लक्षात घेतले आहे की ही भौतिक घटना स्वतःच उद्भवू शकत नाही आणि दीर्घकाळ टिकू शकत नाही. विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वाच्या अटींमध्ये अनेक महत्त्वाच्या तरतुदींचा समावेश आहे. प्रथम, ही घटना मुक्त इलेक्ट्रॉन आणि आयनच्या उपस्थितीशिवाय अशक्य आहे, जे चार्ज ट्रान्समीटरची भूमिका बजावतात. दुसरे म्हणजे, या प्राथमिक कणांना सुव्यवस्थित रीतीने हालचाल सुरू करण्यासाठी, एक फील्ड तयार करणे आवश्यक आहे, ज्याचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे इलेक्ट्रिशियनच्या कोणत्याही बिंदूंमधील संभाव्य फरक. शेवटी, तिसरे म्हणजे, केवळ कुलॉम्ब शक्तींच्या प्रभावाखाली विद्युत प्रवाह जास्त काळ अस्तित्वात राहू शकत नाही, कारण संभाव्यता हळूहळू समान होईल. म्हणूनच काही विशिष्ट घटक आवश्यक आहेत, जे विविध प्रकारच्या यांत्रिक आणि थर्मल ऊर्जेचे परिवर्तक आहेत. त्यांना उर्जा स्त्रोत म्हणतात.

वर्तमान स्त्रोतांबद्दल प्रश्न

विद्युत प्रवाहाचे स्त्रोत हे विशेष उपकरण आहेत जे विद्युत क्षेत्र निर्माण करतात. त्यापैकी सर्वात महत्वाचे म्हणजे गॅल्व्हनिक सेल, सौर पॅनेल, जनरेटर, बॅटरी. त्यांची शक्ती, कार्यप्रदर्शन आणि कामाचा कालावधी द्वारे वैशिष्ट्यीकृत.

वर्तमान, व्होल्टेज, प्रतिकार

इतर कोणत्याही भौतिक घटनेप्रमाणे, विद्युत प्रवाहामध्ये अनेक वैशिष्ट्ये आहेत. यापैकी सर्वात महत्वाचे म्हणजे त्याची ताकद, सर्किट व्होल्टेज आणि प्रतिकार. त्यापैकी पहिले चार्जचे परिमाणवाचक वैशिष्ट्य आहे जे प्रति युनिट वेळेनुसार विशिष्ट कंडक्टरच्या क्रॉस सेक्शनमधून जाते. व्होल्टेज (ज्याला इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स देखील म्हणतात) संभाव्य फरकाच्या परिमाणापेक्षा अधिक काही नाही, ज्यामुळे उत्तीर्ण शुल्क विशिष्ट कार्य करते. शेवटी, प्रतिकार हे कंडक्टरचे अंतर्गत वैशिष्ट्य आहे, जे दर्शविते की चार्ज त्याच्यामधून जाण्यासाठी किती शक्ती खर्च केली पाहिजे.