क्या बिजली के बिना आपके जीवन की कल्पना करना संभव है? आधुनिक मनुष्य ने अपने आप को घरेलू उपकरणों से कसकर घेर लिया है जो जीवन में मदद करते हैं। स्मार्ट होम असिस्टेंट के बिना हम अब अपने और अपने जीवन की कल्पना नहीं कर सकते।
प्रौद्योगिकी तेजी से बिजली के उपयोग पर स्विच कर रही है। यहां तक कि परिवहन को भी धीरे-धीरे इलेक्ट्रिक मोटर्स में स्थानांतरित किया जा रहा है, जिससे प्रकृति को होने वाले महत्वपूर्ण नुकसान को कम किया जा सकता है।
आज हम निम्नलिखित सवालों के जवाब देने की कोशिश करेंगे:
- विद्युत धारा क्या है?
- विद्युत वोल्टेज क्या है?
- वोल्टेज कैसे निर्धारित करें?
- वोल्टेज किसमें मापा जाता है?
वर्तमान क्या है?
विद्युत के अध्ययन के प्रातःकाल में एक शरीर को दूसरे शरीर से रगड़कर प्राप्त किया जाता था। एक प्राकृतिक निर्वहन - बिजली का उपयोग करके गरज के दौरान चार्ज की एक बड़ी आपूर्ति प्राप्त की जा सकती है। यह ज्ञात है कि इस पद्धति में एम.वी. लोमोनोसोव - रिक्टर के एक छात्र के जीवन की लागत आई थी।
चार्ज अपने आप में उपयोग करने के लिए कठिन और तर्कहीन है। इसकी निर्देशित गति प्राप्त करना आवश्यक है - एक विद्युत प्रवाह। वर्तमान गुण:
- कंडक्टर को गर्म करना;
- रासायनिक क्रिया;
- यांत्रिक क्रिया;
- चुंबकीय क्रिया।
इनका उपयोग रोजमर्रा की जिंदगी और तकनीक में किया जाता है। करंट के अस्तित्व के लिए एक आवश्यक शर्त एक करंट सोर्स, फ्री इलेक्ट्रिक चार्ज और एक बंद कंडक्टर की मौजूदगी है।
पृष्ठभूमि
1792 में, प्रसिद्ध इतालवी भौतिक विज्ञानी, शरीर विज्ञानी और आविष्कारक एलेसेंड्रो वोल्टा को अपने हमवतन लुइगी गलवानी के जानवरों के अंगों में वर्तमान आवेगों की प्रकृति के बारे में निष्कर्ष निकालने में दिलचस्पी हो गई। धातु के हुक पर तय किए गए मेंढक के पैरों के व्यवहार के दीर्घकालिक अवलोकन ने उन्हें यह निष्कर्ष निकालने की अनुमति दी कि बिजली का स्रोत एक जीवित जीव नहीं है, बल्कि भिन्न धातुओं का संपर्क है। यह वह परिस्थिति है जो बिजली के प्रवाह में योगदान करती है, और तंत्रिका अंत की प्रतिक्रिया केवल वर्तमान का एक शारीरिक प्रभाव है।
एक अनूठी खोज ने दुनिया के पहले प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत का निर्माण किया, जिसे वोल्टाइक स्तंभ कहा जाता है। भिन्न धातुएं (वोल्टा ने तर्क दिया कि उन्हें रासायनिक तत्वों की एक श्रृंखला में एक दूसरे से हटाया जाना चाहिए) एक तरल "दूसरी तरह के कंडक्टर" के साथ लगाए गए कागज के साथ रखी जाती है।
यह उपकरण निरंतर वोल्टेज का पहला स्रोत था। विद्युत वोल्टेज की इकाई ने एलेसेंड्रो वोल्टा के नाम को अमर कर दिया।
डीसी बिजली की आपूर्ति
विद्युत परिपथ का मुख्य तत्व करंट स्रोत है। इसका उद्देश्य एक विद्युत क्षेत्र बनाना है, जिसके प्रभाव में मुक्त आवेशित कण (इलेक्ट्रॉन, आयन) निर्देशित गति में आते हैं। पर संचितस्रोत आवेशों के अलग-अलग तत्वों (उन्हें ध्रुव कहा जाता है) के अलग-अलग संकेत होते हैं। गैर-विद्युत प्रकृति (यांत्रिक, रासायनिक, चुंबकीय, थर्मल, और इसी तरह) के बलों की कार्रवाई के तहत चार्ज को स्रोत के अंदर पुनर्वितरित किया जाता है। वर्तमान स्रोत के बाहर के ध्रुवों द्वारा निर्मित विद्युत क्षेत्र एक बंद चालक में आवेश को गतिमान करने का कार्य करता है। एलेसेंड्रो वोल्टा ने प्रत्यक्ष धारा बनाने के लिए एक बंद सर्किट की आवश्यकता के बारे में बात की।
चूंकि गैर-विद्युत बलों की कार्रवाई के तहत चार्ज स्रोतों में चलता है, यह तर्क दिया जा सकता है कि ये बल काम करते हैं। चलो उन्हें बाहरी कहते हैं। बाह्य बलों के कार्य का वर्तमान स्रोत के अंदर आवेश को आवेश के परिमाण में स्थानांतरित करने के अनुपात को विद्युत वाहक बल कहा जाता है।
इस अनुपात के लिए गणितीय अंकन:
- Ε=एस्ट: q,
जहाँ E विद्युत वाहक बल (EMF) है, Aपहलाबाहरी बलों का कार्य है, q स्रोत में बाहरी बलों द्वारा वहन किया जाने वाला आवेश है।
EMF एक स्रोत की धारा बनाने की क्षमता को दर्शाता है, लेकिन किसी स्रोत की मुख्य विशेषता को कभी-कभी विद्युत वोल्टेज (संभावित अंतर) माना जाता है।
वोल्टेज
कंडक्टर में आवेश को आवेश के परिमाण में स्थानांतरित करने के लिए क्षेत्र के कार्य के अनुपात को विद्युत वोल्टेज कहा जाता है।
इसे निर्धारित करने के लिए, आपको फील्ड वर्क वैल्यू को चार्ज वैल्यू से विभाजित करना होगा। मान लीजिए A आवेश q को स्थानांतरित करने के लिए वर्तमान स्रोत के विद्युत क्षेत्र द्वारा किया गया कार्य है। यू - विद्युत वोल्टेज।संबंधित सूत्र का गणितीय अंकन:
यू=ए: क्यू
किसी भी भौतिक मात्रा की तरह, वोल्टेज की माप की एक इकाई होती है। वोल्टेज कैसे मापा जाता है? दुनिया के पहले प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत, एलेसेंड्रो वोल्टा के आविष्कारक के नाम से, इस मूल्य को माप की अपनी इकाई दी गई थी। अंतरराष्ट्रीय प्रणाली में, वोल्टेज वोल्ट (वी) में मापा जाता है।
1 V का वोल्टेज एक विद्युत क्षेत्र का वोल्टेज है जो 1 C के आवेश को स्थानांतरित करने के लिए 1 J का कार्य करता है।
V=J/C=N•m/(A•s)=kg•m/(A•s3)।
बुनियादी एसआई इकाइयों में, विद्युत वोल्टेज की इकाई:
kg•m/(A•s3)।
आवश्यक मान
वर्तमान ताकत की अवधारणा को पेश करने के लिए, वर्तमान की विशेषता, यह पर्याप्त क्यों नहीं है? आइए एक विचार प्रयोग करें। आइए दो अलग-अलग दीपक लें: एक साधारण घरेलू दीपक और एक टॉर्च से एक दीपक। उन्हें विभिन्न वर्तमान स्रोतों (शहर नेटवर्क और बैटरी) से कनेक्ट करते समय, आप बिल्कुल वही वर्तमान मान प्राप्त कर सकते हैं। वहीं एक घर का दीया ज्यादा रोशनी देता है यानी उसमें करंट का काम काफी ज्यादा होता है.
विभिन्न करंट सोर्स में अलग-अलग वोल्टेज होते हैं। इसलिए, यह मान आवश्यक है।
उपयोगी सादृश्य
विद्युत वोल्टेज के भौतिक अर्थ को समझना एक दिलचस्प सादृश्य से आता है। संचार वाहिकाओं में, द्रव एक ट्यूब से ट्यूब में प्रवाहित होता है यदि उनमें दबाव अंतर होता है। समानता की स्थिति में द्रव का प्रवाह रुक जाता हैदबाव।
यदि द्रव धारा की तुलना विद्युत आवेश के प्रवाह से की जाती है, तो द्रव स्तंभों का दबाव अंतर वर्तमान स्रोत में संभावित अंतर के समान भूमिका निभाता है।
जब तक ध्रुवों पर आवेश के पुनर्वितरण के साथ होने वाली प्रक्रियाएं वर्तमान स्रोत के अंदर होती हैं, यह कंडक्टर में करंट पैदा करने में सक्षम है। विद्युत धारा वोल्टेज वोल्ट में मापा जाता है, दबाव अंतर में माप की एक इकाई होती है - पास्कल।
अल्टरनेटिंग करंट
विद्युत धारा, जो समय-समय पर अपनी दिशा बदलती रहती है, परिवर्तनशील कहलाती है। यह एक वैकल्पिक वोल्टेज स्रोत द्वारा बनाया गया है। सबसे अधिक बार यह एक जनरेटर है। आइए समझाने की कोशिश करते हैं: एसी वोल्टेज का माप क्या है?
वर्तमान पीढ़ी का सिद्धांत विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना पर आधारित है। एक बंद सर्किट के चुंबकीय क्षेत्र में घूमने से कंडक्टर में संभावित अंतर दिखाई देता है। वोल्टेज को वोल्ट में और अलग-अलग करंट की स्थिति में मापा जाता है।
क्या यह तर्क दिया जा सकता है कि वोल्टेज नहीं बदलता है? जाहिर है, समोच्च के विमान और उसके सामान्य के बीच के कोण में परिवर्तन के कारण, उत्पन्न वोल्टेज समय के साथ बदल जाता है। इसका मान शून्य से कुछ अधिकतम मान तक बढ़ता है, फिर फिर से शून्य हो जाता है। एक निश्चित मूल्य के बारे में बात करने की आवश्यकता नहीं है। तथाकथित प्रभावी वोल्टेज मान दर्ज करें:
- यूडी=यू: 2.
कौन सा यंत्र वोल्टेज मापता है?
विद्युत वोल्टेज मापने के लिए एक उपकरण - वोल्टमीटर। इसके संचालन का सिद्धांत वर्तमान और चुंबकीय क्षेत्र के साथ एक सर्किट की बातचीत पर आधारित हैस्थायी चुंबक। यह ज्ञात है कि करंट वाला सर्किट चुंबकीय क्षेत्र में घूमता है। परिपथ में धारा की मात्रा के आधार पर, घूर्णन कोण में परिवर्तन होता है।
यदि आप सर्किट में एक तीर लगाते हैं, तो यह शून्य से विचलित हो जाता है जब सर्किट में करंट प्रवाहित होता है (आमतौर पर कॉइल)। वोल्टेज किसमें मापा जाता है, इसके आधार पर, डिवाइस के पैमाने को स्नातक किया जाता है। उपगुणकों और गुणकों का उपयोग करना संभव है।
कम मान के मामले में, विद्युत वोल्टेज को मिलीवोल्ट या माइक्रोवोल्ट में मापा जाता है। इसके विपरीत, हाई-वोल्टेज नेटवर्क में कई इकाइयों का उपयोग किया जाता है।
कोई भी वोल्टमीटर सर्किट के उस हिस्से के समानांतर जुड़ा होता है जहां वोल्टेज मापा जाता है। डिवाइस सर्किट की मुख्य संपत्ति को उच्च ओमिक प्रतिरोध कहा जा सकता है। एक वोल्टमीटर, चाहे कितना भी वोल्टेज मापा जाए, सर्किट में वर्तमान ताकत को प्रभावित नहीं करना चाहिए। इसके माध्यम से एक छोटा करंट प्रवाहित होता है, जो मुख्य मूल्य को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करता है।
वोल्टेज टेबल
| भौतिक उपकरण | इसके संपर्कों पर वोल्टेज, वी |
| वोल्ट पोल | 1, 1 |
| फ्लैशलाइट बैटरी | 1, 5 |
| क्षारीय बैटरी | 1, 25 |
| एसिड बैटरी | 2 |
| सिटी नेटवर्क | 220 |
| उच्च वोल्टेजबिजली की लाइनें | 500,000 |
| आंधी में बादलों के बीच | 100,000,000 तक |
एक वाल्टमीटर का व्यावहारिक अनुप्रयोग
वोल्टमीटर का प्रभावी ढंग से उपयोग करने के लिए, आपको इसका उपयोग करना सीखना चाहिए। एक जिज्ञासु प्रयोगकर्ता को स्कूल के शिक्षकों से संपर्क करने की सलाह दी जा सकती है।
स्कूल भौतिकी की कक्षाएँ तनाव मापने के लिए प्रयोगशाला और प्रदर्शन उपकरणों से सुसज्जित हैं।
किसी भी वाल्टमीटर को सरल नियमों का पालन करते हुए सावधानी से संचालित करें:
- वाल्टमीटर की अधिकतम माप सीमा होती है। यह उसके पैमाने पर उच्चतम मूल्य है। इसे उच्च वोल्टेज तत्व वाले सर्किट से न जोड़ें।
- यदि कोई अन्य स्रोत या वोल्टमीटर नहीं है, तो आप अतिरिक्त प्रतिरोध की प्रणाली का उपयोग कर सकते हैं। ऐसे में वाल्टमीटर का पैमाना भी बदलना होगा।
- विद्युत उपकरण डीसी सर्किट से जुड़े होते हैं जो इसके टर्मिनलों पर चार्ज साइन के संकेतों के आधार पर होते हैं। वर्तमान स्रोत के धनात्मक टर्मिनल को वोल्टमीटर के धनात्मक टर्मिनल से, ऋणात्मक टर्मिनल को ऋणात्मक टर्मिनल से जोड़ा जाना चाहिए। यदि मिश्रित हो, तो उपकरण के तीर झुक सकते हैं, जो अत्यधिक अवांछनीय है।
- सभी कनेक्शन विशेष रूप से एक डी-एनर्जेटिक सर्किट से बने होते हैं।
अस्वस्थ
विद्युत धारा की क्रिया मनुष्य के लिए असुरक्षित हो सकती है। 24 V से कम को हानिरहित माना जाता है।
सिटी नेटवर्क (220 वी) के वोल्टेज के तहत करंट की क्रिया काफी ध्यान देने योग्य है। नंगे संपर्कों को छूना एक महत्वपूर्ण "सदमे" के साथ है।
तूफान के दौरान वोल्टेज मानव शरीर के माध्यम से इतनी तेज धारा से गुजरता है कि इससे उसकी जान जाने का खतरा होता है। अपने जीवन और स्वास्थ्य को जोखिम में न डालें।
