रोजमर्रा की जिंदगी में हम लगातार बिजली से जूझते रहते हैं। आवेशित कणों को गतिमान किए बिना, हमारे द्वारा उपयोग किए जाने वाले उपकरणों और युक्तियों का कार्य करना असंभव है। और सभ्यता की इन उपलब्धियों का पूरी तरह से आनंद लेने और उनकी दीर्घकालिक सेवा सुनिश्चित करने के लिए, आपको संचालन के सिद्धांत को जानना और समझना होगा।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग एक महत्वपूर्ण विज्ञान है

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए वर्तमान ऊर्जा के उत्पादन और उपयोग से संबंधित सवालों के जवाब देती है। हालाँकि, सुलभ भाषा में हमारे लिए अदृश्य दुनिया का वर्णन करना बिल्कुल भी आसान नहीं है, जहाँ करंट और वोल्टेज का राज है। इसीलिए लाभ निरंतर मांग में हैं"नौसिखियों के लिए बिजली" या "शुरुआती लोगों के लिए इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग।"

यह रहस्यमय विज्ञान क्या अध्ययन करता है, इसकी महारत के परिणामस्वरूप कौन सा ज्ञान और कौशल प्राप्त किया जा सकता है?

अनुशासन का विवरण "इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग की सैद्धांतिक नींव"

तकनीकी विशेषज्ञता प्राप्त करने वाले छात्रों की रिकॉर्ड बुक में, आप रहस्यमय संक्षिप्त नाम "TOE" देख सकते हैं। यह बिल्कुल वही विज्ञान है जिसकी हमें आवश्यकता है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग की जन्मतिथि 19वीं सदी की शुरुआत की अवधि मानी जा सकती है, जब पहले प्रत्यक्ष धारा स्रोत का आविष्कार किया गया था. भौतिकी ज्ञान की "नवजात" शाखा की जननी बन गई। बिजली और चुंबकत्व के क्षेत्र में बाद की खोजों ने इस विज्ञान को नए तथ्यों और अवधारणाओं से समृद्ध किया जो अत्यधिक व्यावहारिक महत्व के थे।

19वीं शताब्दी के अंत में और उसके बाद से इसने एक स्वतंत्र उद्योग के रूप में अपना आधुनिक रूप धारण कर लिया तकनीकी विश्वविद्यालयों के पाठ्यक्रम में शामिल किया गयाऔर अन्य विषयों के साथ सक्रिय रूप से बातचीत करता है। इस प्रकार, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का सफलतापूर्वक अध्ययन करने के लिए, आपके पास भौतिकी, रसायन विज्ञान और गणित में एक स्कूल पाठ्यक्रम से सैद्धांतिक ज्ञान होना चाहिए। बदले में, ऐसे महत्वपूर्ण अनुशासन:

• इलेक्ट्रॉनिक्स और रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स;
• इलेक्ट्रोमैकेनिक्स;
• ऊर्जा, प्रकाश इंजीनियरिंग, आदि।

बेशक, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का केंद्रीय फोकस वर्तमान और इसकी विशेषताएं हैं। अगला, सिद्धांत विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों, उनके गुणों और व्यावहारिक अनुप्रयोगों के बारे में बात करता है। अनुशासन का अंतिम भाग उन उपकरणों पर प्रकाश डालता है जिनमें ऊर्जावान इलेक्ट्रॉनिक्स काम करते हैं। जिस किसी ने भी इस विज्ञान में महारत हासिल कर ली है, वह अपने आसपास की दुनिया के बारे में बहुत कुछ समझ जाएगा।

आज इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का क्या महत्व है? विद्युत कर्मचारी इस अनुशासन के ज्ञान के बिना काम नहीं कर सकते:

• बिजली मिस्त्री;
• फिटर को;
• ऊर्जा।

बिजली की सर्वव्यापकता आम आदमी के लिए इसका अध्ययन आवश्यक बनाती है ताकि वह एक साक्षर व्यक्ति बन सके और अपने ज्ञान को रोजमर्रा की जिंदगी में लागू कर सके।

यह समझना कठिन है कि जिसे आप देख और छू नहीं सकते। अधिकांश विद्युत पाठ्यपुस्तकें अस्पष्ट शब्दों और बोझिल रेखाचित्रों से भरी होती हैं। इसलिए, इस विज्ञान का अध्ययन करने के शुरुआती लोगों के अच्छे इरादे अक्सर केवल योजनाएँ बनकर रह जाते हैं।

वास्तव में, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग एक बहुत ही दिलचस्प विज्ञान है, और बिजली के बुनियादी सिद्धांतों को नौसिखियों के लिए सुलभ भाषा में प्रस्तुत किया जा सकता है। यदि आप शैक्षिक प्रक्रिया को रचनात्मक रूप से और उचित परिश्रम के साथ अपनाते हैं, तो बहुत कुछ समझने योग्य और रोमांचक हो जाएगा। नौसिखियों के लिए इलेक्ट्रिकल सीखने के लिए यहां कुछ उपयोगी सुझाव दिए गए हैं।

इलेक्ट्रॉनों की दुनिया में यात्रा करें आपको सैद्धांतिक नींव का अध्ययन करके शुरुआत करने की आवश्यकता है- अवधारणाएं और कानून। एक प्रशिक्षण मैनुअल खरीदें, उदाहरण के लिए, "डमीज़ के लिए इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग", जो उस भाषा में लिखा जाएगा जिसे आप समझ सकते हैं, या ऐसी कई पाठ्यपुस्तकें। दृश्य उदाहरणों और ऐतिहासिक तथ्यों की उपस्थिति सीखने की प्रक्रिया में विविधता लाएगी और ज्ञान को बेहतर ढंग से आत्मसात करने में मदद करेगी। आप विभिन्न परीक्षणों, असाइनमेंट और परीक्षा प्रश्नों का उपयोग करके अपनी प्रगति की जांच कर सकते हैं। उन पैराग्राफों पर दोबारा वापस जाएँ जिनमें जाँच करते समय आपने गलतियाँ की थीं।

यदि आप आश्वस्त हैं कि आपने अनुशासन के भौतिक अनुभाग का पूरी तरह से अध्ययन कर लिया है, तो आप अधिक जटिल सामग्री पर आगे बढ़ सकते हैं - विद्युत सर्किट और उपकरणों का विवरण।

क्या आप सैद्धांतिक रूप से पर्याप्त रूप से "समझदार" महसूस करते हैं? व्यावहारिक कौशल विकसित करने का समय आ गया है। सरल सर्किट और तंत्र बनाने की सामग्री बिजली और घरेलू सामान की दुकानों में आसानी से मिल सकती है। तथापि, तुरंत मॉडलिंग शुरू करने में जल्दबाजी न करें- पहले "विद्युत सुरक्षा" अनुभाग सीखें ताकि आपके स्वास्थ्य को नुकसान न पहुंचे।

अपने नए ज्ञान से व्यावहारिक लाभ प्राप्त करने के लिए, टूटे हुए घरेलू उपकरणों की मरम्मत करने का प्रयास करें। परिचालन आवश्यकताओं का अध्ययन करना, निर्देशों का पालन करना या अपने साथ काम करने के लिए किसी अनुभवी इलेक्ट्रीशियन को आमंत्रित करना सुनिश्चित करें। प्रयोग का समय अभी नहीं आया है, और बिजली के साथ खिलवाड़ नहीं किया जाना चाहिए।

कोशिश करें, जल्दबाजी न करें, जिज्ञासु और मेहनती बनें, सभी उपलब्ध सामग्रियों का अध्ययन करें और फिर "अंधेरे घोड़े" से विद्युत प्रवाह एक अच्छा और वफादार दोस्त बन जाएगाआपके लिए। और आप एक बड़ी विद्युत खोज करने में भी सक्षम हो सकते हैं और रातोंरात अमीर और प्रसिद्ध बन सकते हैं।

इससे पहले कि आप बिजली से संबंधित काम शुरू करें, आपको इस मुद्दे पर थोड़ा सैद्धांतिक ज्ञान प्राप्त करने की आवश्यकता है। सीधे शब्दों में कहें तो बिजली आमतौर पर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के प्रभाव में इलेक्ट्रॉनों की गति को संदर्भित करती है। मुख्य बात यह समझना है कि बिजली छोटे आवेशित कणों की ऊर्जा है जो एक निश्चित दिशा में कंडक्टर के अंदर चलती है।

डी.सी.व्यावहारिक रूप से समय के साथ इसकी दिशा और परिमाण नहीं बदलता है। मान लीजिए कि एक नियमित बैटरी में निरंतर करंट होता है। तब चार्ज बिना बदले माइनस से प्लस की ओर प्रवाहित होगा, जब तक कि यह खत्म न हो जाए।

प्रत्यावर्ती धारा- यह एक धारा है जो एक निश्चित आवधिकता के साथ दिशा और परिमाण बदलती है।

करंट को एक पाइप के माध्यम से बहने वाली पानी की धारा के रूप में सोचें। एक निश्चित अवधि के बाद (उदाहरण के लिए, 5 सेकंड), पानी एक दिशा में, फिर दूसरी दिशा में बहेगा। करंट के साथ यह बहुत तेजी से होता है - प्रति सेकंड 50 बार (आवृत्ति 50 हर्ट्ज)। दोलन की एक अवधि के दौरान, धारा अधिकतम तक बढ़ जाती है, फिर शून्य से होकर गुजरती है, और फिर विपरीत प्रक्रिया होती है, लेकिन एक अलग संकेत के साथ। जब पूछा गया कि ऐसा क्यों होता है और ऐसी धारा की आवश्यकता क्यों है, तो हम उत्तर दे सकते हैं कि प्रत्यावर्ती धारा प्राप्त करना और संचारित करना प्रत्यक्ष धारा की तुलना में बहुत सरल है।

प्रत्यावर्ती धारा की प्राप्ति और संचरण का ट्रांसफार्मर जैसे उपकरण से गहरा संबंध है। एक जनरेटर जो प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न करता है, प्रत्यक्ष धारा जनरेटर की तुलना में डिज़ाइन में बहुत सरल होता है। इसके अलावा, लंबी दूरी तक ऊर्जा संचारित करने के लिए प्रत्यावर्ती धारा सबसे उपयुक्त है। इसकी मदद से कम ऊर्जा नष्ट होती है।

एक ट्रांसफार्मर (कॉइल्स के रूप में एक विशेष उपकरण) का उपयोग करके, प्रत्यावर्ती धारा को कम वोल्टेज से उच्च वोल्टेज में परिवर्तित किया जाता है और इसके विपरीत, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। यही कारण है कि अधिकांश उपकरण ऐसे नेटवर्क से संचालित होते हैं जिनमें करंट प्रत्यावर्ती होता है। हालाँकि, डायरेक्ट करंट का भी काफी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - सभी प्रकार की बैटरियों में, रासायनिक उद्योग और कुछ अन्य क्षेत्रों में।

बहुत से लोगों ने एक चरण, तीन चरण, शून्य, ज़मीन या पृथ्वी जैसे रहस्यमय शब्द सुने हैं और जानते हैं कि बिजली की दुनिया में ये महत्वपूर्ण अवधारणाएँ हैं। हालाँकि, हर कोई यह नहीं समझता है कि उनका क्या मतलब है और वे आसपास की वास्तविकता से कैसे संबंधित हैं। हालाँकि ये जानना जरूरी है. उन तकनीकी विवरणों में जाने के बिना, जो एक घरेलू नौकर के लिए आवश्यक नहीं हैं, हम कह सकते हैं कि तीन-चरण नेटवर्क विद्युत प्रवाह संचारित करने की एक विधि है, जब प्रत्यावर्ती धारा तीन तारों से प्रवाहित होती है और एक के माध्यम से वापस लौटती है। उपरोक्त में कुछ स्पष्टीकरण की आवश्यकता है। किसी भी विद्युत परिपथ में दो तार होते हैं। एक तरह से करंट उपभोक्ता तक जाता है (उदाहरण के लिए, एक केतली), और दूसरा उसे वापस लौटा देता है। यदि आप ऐसे सर्किट को खोलेंगे तो कोई करंट प्रवाहित नहीं होगा। यह एकल-चरण सर्किट का पूरा विवरण है।

वह तार जिसके माध्यम से धारा प्रवाहित होती है, चरण या केवल चरण कहलाती है, और जिसके माध्यम से यह वापस आती है - शून्य, या शून्य। तीन-चरण सर्किट में तीन चरण तार और एक रिटर्न तार होते हैं। यह संभव है क्योंकि तीनों तारों में से प्रत्येक में प्रत्यावर्ती धारा का चरण आसन्न तार के सापेक्ष 120 डिग्री सेल्सियस स्थानांतरित हो जाता है। इलेक्ट्रोमैकेनिक्स पर एक पाठ्यपुस्तक इस प्रश्न का अधिक विस्तार से उत्तर देने में मदद करेगी। प्रत्यावर्ती धारा का संचरण सटीक रूप से तीन-चरण नेटवर्क का उपयोग करके होता है। यह आर्थिक रूप से लाभदायक है - दो और तटस्थ तारों की आवश्यकता नहीं है।

उपभोक्ता के पास जाकर, धारा को तीन चरणों में विभाजित किया जाता है, और उनमें से प्रत्येक को शून्य दिया जाता है। इस तरह यह अपार्टमेंट और घरों में घुस जाता है। हालाँकि कभी-कभी तीन-चरण नेटवर्क सीधे घर पर आपूर्ति की जाती है। एक नियम के रूप में, हम निजी क्षेत्र के बारे में बात कर रहे हैं, और इस स्थिति के अपने फायदे और नुकसान हैं। इस पर बाद में चर्चा होगी। अर्थ, या अधिक सही ढंग से, ग्राउंडिंग, एकल-चरण नेटवर्क में तीसरा तार है। संक्षेप में, यह कार्यभार नहीं उठाता, बल्कि एक प्रकार के फ़्यूज़ के रूप में कार्य करता है। इसे एक उदाहरण से समझाया जा सकता है. जब बिजली नियंत्रण से बाहर हो जाती है (जैसे शॉर्ट सर्किट), तो आग लगने या बिजली का झटका लगने का खतरा होता है। ऐसा होने से रोकने के लिए (अर्थात, वर्तमान मूल्य उस स्तर से अधिक नहीं होना चाहिए जो मनुष्यों और उपकरणों के लिए सुरक्षित है), ग्राउंडिंग की शुरुआत की गई है। इस तार के माध्यम से अतिरिक्त बिजली सचमुच जमीन में चली जाती है।

एक और उदाहरण. मान लीजिए कि वॉशिंग मशीन की इलेक्ट्रिक मोटर के संचालन में एक छोटी सी खराबी आ जाती है और विद्युत प्रवाह का कुछ हिस्सा डिवाइस के बाहरी धातु आवरण तक पहुंच जाता है। यदि ग्राउंडिंग नहीं है, तो यह चार्ज वॉशिंग मशीन के आसपास घूमता रहेगा। जब कोई व्यक्ति इसे छूता है, तो वह तुरंत इस ऊर्जा के लिए सबसे सुविधाजनक आउटलेट बन जाएगा, यानी उसे बिजली का झटका लगेगा। इस स्थिति में यदि कोई ग्राउंड वायर है, तो अतिरिक्त चार्ज बिना किसी को नुकसान पहुंचाए उसमें प्रवाहित हो जाएगा। इसके अलावा, हम कह सकते हैं कि तटस्थ कंडक्टर को ग्राउंडिंग भी किया जा सकता है और, सिद्धांत रूप में, यह है, लेकिन केवल एक बिजली संयंत्र में। घर में ग्राउंडिंग न होने की स्थिति असुरक्षित होती है। घर की सारी वायरिंग बदले बिना इससे कैसे निपटा जाए, इस पर बाद में चर्चा की जाएगी।

ध्यान!

कुछ कारीगर, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के बुनियादी ज्ञान पर भरोसा करते हुए, तटस्थ तार को ग्राउंड तार के रूप में स्थापित करते हैं। ऐसा कभी न करें. यदि तटस्थ तार टूट जाता है, तो ग्राउंडेड उपकरणों के आवास 220 वी के वोल्टेज के तहत होंगे।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग एक विदेशी भाषा की तरह है। कुछ ने पहले ही लंबे समय से इसमें पूरी तरह से महारत हासिल कर ली है, अन्य अभी इससे परिचित होना शुरू कर रहे हैं, और दूसरों के लिए यह अभी भी एक अप्राप्य, लेकिन आकर्षक लक्ष्य है। बहुत से लोग बिजली की इस रहस्यमय दुनिया का पता क्यों लगाना चाहते हैं? लगभग 250 वर्षों से ही लोग इससे परिचित हैं, लेकिन आज बिजली के बिना जीवन की कल्पना करना कठिन है। इस दुनिया से परिचित होने के लिए, नौसिखियों के लिए इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग (टीओई) की सैद्धांतिक नींव हैं।

बिजली से पहला परिचय

18वीं शताब्दी के अंत में, फ्रांसीसी वैज्ञानिक चार्ल्स कूलम्ब ने पदार्थों की विद्युत और चुंबकीय घटनाओं का सक्रिय रूप से अध्ययन करना शुरू किया। उन्होंने ही विद्युत आवेश के नियम की खोज की, जिसका नाम उनके नाम पर रखा गया - कूलम्ब।

आज यह ज्ञात है कि किसी भी पदार्थ में परमाणु और इलेक्ट्रॉन होते हैं जो उनके चारों ओर एक कक्षीय में घूमते हैं। हालाँकि, कुछ पदार्थों में, इलेक्ट्रॉनों को परमाणुओं द्वारा बहुत कसकर पकड़ लिया जाता है, जबकि अन्य में यह बंधन कमजोर होता है, जो इलेक्ट्रॉनों को कुछ परमाणुओं से स्वतंत्र रूप से अलग होने और दूसरों से जुड़ने की अनुमति देता है।

यह समझने के लिए कि यह क्या है, आप एक बड़े शहर की कल्पना कर सकते हैं जिसमें बड़ी संख्या में कारें हैं जो बिना किसी नियम के चलती हैं। ये मशीनें अव्यवस्थित रूप से चलती हैं और उपयोगी कार्य नहीं कर पाती हैं। सौभाग्य से, इलेक्ट्रॉन टूटते नहीं हैं, बल्कि गेंदों की तरह एक-दूसरे से उछलते हैं। इन छोटे श्रमिकों से लाभ उठाने के लिए , तीन शर्तें पूरी होनी चाहिए:

1. किसी पदार्थ के परमाणुओं को स्वतंत्र रूप से अपने इलेक्ट्रॉन छोड़ने चाहिए।
2. इस पदार्थ पर एक बल लगाया जाना चाहिए, जो इलेक्ट्रॉनों को एक दिशा में चलने के लिए मजबूर करेगा।
3. वह सर्किट जिसके साथ आवेशित कण चलते हैं, बंद होना चाहिए।

यह इन तीन शर्तों का अनुपालन है जो शुरुआती लोगों के लिए इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का आधार है।

सभी तत्व परमाणुओं से बने हैं। परमाणुओं की तुलना सौर मंडल से की जा सकती है, केवल प्रत्येक प्रणाली की कक्षाओं की अपनी संख्या होती है, और प्रत्येक कक्षा में कई ग्रह (इलेक्ट्रॉन) हो सकते हैं। कक्षा नाभिक से जितनी दूर होगी, इस कक्षा में इलेक्ट्रॉनों को उतना ही कम आकर्षण का अनुभव होगा।

आकर्षण नाभिक के द्रव्यमान पर नहीं, बल्कि निर्भर करता है नाभिक और इलेक्ट्रॉनों की विभिन्न ध्रुवताओं से. यदि नाभिक में +10 इकाई का आवेश है, तो इलेक्ट्रॉनों पर भी कुल 10 इकाई होनी चाहिए, लेकिन ऋणात्मक आवेश। यदि कोई इलेक्ट्रॉन बाहरी कक्षा से दूर उड़ जाता है, तो इलेक्ट्रॉनों की कुल ऊर्जा पहले से ही -9 इकाई होगी। +10 + (-9) = +1 जोड़ने के लिए एक सरल उदाहरण। इससे पता चलता है कि परमाणु पर धनात्मक आवेश है।

यह दूसरे तरीके से भी होता है: नाभिक में एक मजबूत आकर्षण होता है और एक "विदेशी" इलेक्ट्रॉन को पकड़ लेता है। फिर एक "अतिरिक्त", 11वां इलेक्ट्रॉन इसकी बाहरी कक्षा में दिखाई देता है। वही उदाहरण +10 + (-11) = -1. इस स्थिति में, परमाणु नकारात्मक रूप से चार्ज हो जाएगा।

यदि विपरीत आवेश वाली दो सामग्रियों को एक इलेक्ट्रोलाइट में रखा जाता है और एक कंडक्टर के माध्यम से उनसे जोड़ा जाता है, उदाहरण के लिए, एक प्रकाश बल्ब, तो एक बंद सर्किट में करंट प्रवाहित होगा और प्रकाश बल्ब जलेगा। यदि सर्किट टूट गया है, उदाहरण के लिए स्विच के माध्यम से, तो प्रकाश बल्ब बुझ जाएगा।

विद्युत धारा इस प्रकार प्राप्त की जाती है। जब किसी एक सामग्री (इलेक्ट्रोड) को इलेक्ट्रोलाइट के संपर्क में लाया जाता है, तो उसमें इलेक्ट्रॉनों की अधिकता दिखाई देती है और वह नकारात्मक रूप से चार्ज हो जाता है। इसके विपरीत, दूसरा इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोलाइट के संपर्क में आने पर इलेक्ट्रॉन छोड़ देता है और सकारात्मक रूप से चार्ज हो जाता है। प्रत्येक इलेक्ट्रोड को क्रमशः "+" (अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन) और "-" (इलेक्ट्रॉन की कमी) नामित किया गया है।

यद्यपि इलेक्ट्रॉनों पर नकारात्मक चार्ज होता है, इलेक्ट्रोड को "+" के रूप में चिह्नित किया जाता है। यह भ्रम इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग की शुरुआत में हुआ था। उस समय, यह माना जाता था कि चार्ज स्थानांतरण सकारात्मक कणों द्वारा होता है। तब से, कई सर्किट तैयार किए गए हैं, और उन्हें दोबारा न करने के लिए, उन्होंने सब कुछ वैसे ही छोड़ दिया।

गैल्वेनिक कोशिकाओं में, रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप विद्युत धारा उत्पन्न होती है। कई तत्वों के संयोजन को बैटरी कहा जाता है; ऐसा नियम डमी के लिए इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में पाया जा सकता है। यदि विपरीत प्रक्रिया संभव है, जब विद्युत धारा के प्रभाव में तत्व में रासायनिक ऊर्जा जमा हो जाती है, तो ऐसे तत्व को बैटरी कहा जाता है।

गैल्वेनिक सेल का आविष्कार एलेसेंड्रो वोल्टा ने 1800 में किया था। उन्होंने तांबे और जस्ते की प्लेटों को नमक के घोल में डुबाकर इस्तेमाल किया। यह आधुनिक बैटरियों और बैटरियों का प्रोटोटाइप बन गया।

करंट के प्रकार एवं विशेषताएँ

पहली बिजली प्राप्त करने के बाद इस ऊर्जा को एक निश्चित दूरी तक संचारित करने का विचार आया और यहीं कठिनाइयाँ उत्पन्न हुईं। यह पता चला है कि कंडक्टर से गुजरने वाले इलेक्ट्रॉन अपनी ऊर्जा का कुछ हिस्सा खो देते हैं, और कंडक्टर जितना लंबा होगा, ये नुकसान उतना ही अधिक होगा। 1826 में, जॉर्ज ओम ने एक कानून स्थापित किया जो वोल्टेज, करंट और प्रतिरोध के बीच संबंध का पता लगाता है। इसे इस प्रकार पढ़ा जाता है: U=RI. शब्दों में, यह पता चलता है: वोल्टेज कंडक्टर के प्रतिरोध से गुणा की गई धारा के बराबर है.

समीकरण से यह देखा जा सकता है कि कंडक्टर जितना लंबा होगा, जिससे प्रतिरोध बढ़ेगा, करंट और वोल्टेज उतना ही कम होगा, इसलिए, शक्ति कम हो जाएगी। प्रतिरोध को खत्म करना असंभव है; ऐसा करने के लिए, आपको कंडक्टर के तापमान को पूर्ण शून्य तक कम करने की आवश्यकता है, जो केवल प्रयोगशाला स्थितियों में ही संभव है। बिजली के लिए करंट जरूरी है, इसलिए आप इसे छू भी नहीं सकते, बस वोल्टेज बढ़ाना बाकी है।

19वीं सदी के अंत तक, यह एक विकट समस्या थी। आख़िरकार, उस समय प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न करने वाले कोई बिजली संयंत्र नहीं थे, कोई ट्रांसफार्मर नहीं थे। इसलिए, इंजीनियरों और वैज्ञानिकों ने अपना ध्यान रेडियो की ओर लगाया, हालाँकि यह आधुनिक वायरलेस से बहुत अलग था। विभिन्न देशों की सरकारों ने इन विकासों का लाभ नहीं देखा और ऐसी परियोजनाओं को प्रायोजित नहीं किया।

वोल्टेज को बदलने, बढ़ाने या घटाने में सक्षम होने के लिए प्रत्यावर्ती धारा की आवश्यकता होती है। आप निम्न उदाहरण में देख सकते हैं कि यह कैसे काम करता है। यदि तार को एक कुंडल में घुमाया जाए और एक चुंबक को तेजी से उसके अंदर घुमाया जाए, तो कुंडल में एक प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न होगी। इसे कुंडल के मध्य से अंत तक शून्य चिह्न वाले वोल्टमीटर से जोड़कर सत्यापित किया जा सकता है। डिवाइस का तीर बाईं और दाईं ओर विचलित हो जाएगा, यह इंगित करेगा कि इलेक्ट्रॉन एक दिशा में आगे बढ़ रहे हैं, फिर दूसरी दिशा में।

बिजली पैदा करने की इस विधि को चुंबकीय प्रेरण कहा जाता है। इसका उपयोग, उदाहरण के लिए, जनरेटर और ट्रांसफार्मर में, करंट प्राप्त करने और बदलने में किया जाता है। इसके स्वरूप के अनुसार प्रत्यावर्ती धारा हो सकती है:

• साइनसोइडल;
• आवेगशील;
• सीधा किया गया.

कंडक्टरों के प्रकार

विद्युत धारा को प्रभावित करने वाली पहली चीज़ सामग्री की चालकता है। यह चालकता विभिन्न सामग्रियों के लिए भिन्न होती है। परंपरागत रूप से, सभी पदार्थों को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

• कंडक्टर;
• अर्धचालक;
• ढांकता हुआ.

कंडक्टर कोई भी पदार्थ हो सकता है जो स्वतंत्र रूप से विद्युत प्रवाह को अपने माध्यम से प्रवाहित करता है। इनमें धातु या अर्ध-धातु (ग्रेफाइट) जैसी कठोर सामग्री शामिल हैं। तरल - पारा, पिघली हुई धातुएँ, इलेक्ट्रोलाइट्स। इसमें आयनीकृत गैसें भी शामिल हैं।

इस पर आधारित, कंडक्टरों को दो प्रकार की चालकता में विभाजित किया गया है:

• इलेक्ट्रोनिक;
• आयनिक.

इलेक्ट्रॉनिक चालकता में वे सभी सामग्रियां और पदार्थ शामिल हैं जो विद्युत प्रवाह बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करते हैं। इन तत्वों में धातु और अर्धधातु शामिल हैं। कार्बन विद्युत धारा का संचालन भी अच्छे से करता है।

आयनिक चालन में, यह भूमिका एक कण द्वारा निभाई जाती है जिसमें सकारात्मक या नकारात्मक चार्ज होता है। आयन एक गायब या अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन वाला कण है। कुछ आयन "अतिरिक्त" इलेक्ट्रॉन को पकड़ने से गुरेज नहीं करते हैं, जबकि अन्य इलेक्ट्रॉनों को महत्व नहीं देते हैं और इसलिए उन्हें स्वतंत्र रूप से दे देते हैं।

तदनुसार, ऐसे कण ऋणावेशित या धनावेशित हो सकते हैं। इसका एक उदाहरण खारा पानी है। मुख्य पदार्थ आसुत जल है, जो एक इन्सुलेटर है और करंट का संचालन नहीं करता है। जब नमक मिलाया जाता है तो यह इलेक्ट्रोलाइट यानी सुचालक बन जाता है।

अर्धचालक अपनी सामान्य अवस्था में धारा का संचालन नहीं करते हैं, लेकिन जब बाहरी प्रभावों (तापमान, दबाव, प्रकाश, आदि) के संपर्क में आते हैं तो वे धारा का संचालन करना शुरू कर देते हैं, हालांकि कंडक्टर के समान नहीं।

पहले दो प्रकारों में शामिल नहीं की गई अन्य सभी सामग्रियों को डाइलेक्ट्रिक्स या इंसुलेटर के रूप में वर्गीकृत किया गया है। सामान्य परिस्थितियों में, वे व्यावहारिक रूप से विद्युत प्रवाह का संचालन नहीं करते हैं। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि बाहरी कक्षा में इलेक्ट्रॉनों को उनके स्थानों पर बहुत मजबूती से रखा जाता है, और अन्य इलेक्ट्रॉनों के लिए कोई जगह नहीं होती है।

डमी के लिए इलेक्ट्रिक्स का अध्ययन करते समय, आपको यह याद रखना होगा कि पहले सूचीबद्ध सभी प्रकार की सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। कंडक्टरों का उपयोग मुख्य रूप से सर्किट तत्वों (माइक्रोसर्किट सहित) को जोड़ने के लिए किया जाता है। वे एक शक्ति स्रोत को लोड से जोड़ सकते हैं (उदाहरण के लिए, रेफ्रिजरेटर से एक कॉर्ड, बिजली के तार, आदि)। उनका उपयोग कॉइल्स के निर्माण में किया जाता है, जो बदले में, अपरिवर्तित उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, मुद्रित सर्किट बोर्डों पर या ट्रांसफार्मर, जनरेटर, इलेक्ट्रिक मोटर इत्यादि में।

कंडक्टर सबसे असंख्य और विविध हैं। लगभग सभी रेडियो घटक इन्हीं से बनाये जाते हैं। उदाहरण के लिए, एक वेरिस्टर प्राप्त करने के लिए, एक एकल अर्धचालक (सिलिकॉन कार्बाइड या जिंक ऑक्साइड) का उपयोग किया जा सकता है। ऐसे हिस्से हैं जिनमें विभिन्न प्रकार की चालकता के कंडक्टर होते हैं, उदाहरण के लिए, डायोड, जेनर डायोड, ट्रांजिस्टर।

बाईमेटल्स एक विशेष स्थान रखते हैं। यह दो या दो से अधिक धातुओं का मिश्रण है, जिनके विस्तार की विभिन्न डिग्री हैं। जब ऐसा भाग गर्म होता है तो अलग-अलग प्रतिशत विस्तार के कारण विकृत हो जाता है। आमतौर पर वर्तमान सुरक्षा में उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रिक मोटर को ज़्यादा गरम होने से बचाने के लिए या जब उपकरण एक निर्धारित तापमान तक पहुँच जाता है, तो उसे बंद कर दिया जाता है, जैसे कि लोहे में।

डाइलेक्ट्रिक्स मुख्य रूप से एक सुरक्षात्मक कार्य करते हैं (उदाहरण के लिए, बिजली उपकरणों पर इन्सुलेट हैंडल)। वे आपको विद्युत सर्किट के तत्वों को अलग करने की भी अनुमति देते हैं। मुद्रित सर्किट बोर्ड जिस पर रेडियो घटक लगे होते हैं, ढांकता हुआ से बना होता है। घुमावों के बीच शॉर्ट सर्किट को रोकने के लिए कॉइल तारों को इंसुलेटिंग वार्निश से लेपित किया जाता है।

हालाँकि, एक ढांकता हुआ, जब एक कंडक्टर जोड़ा जाता है, एक अर्धचालक बन जाता है और करंट का संचालन कर सकता है। आंधी के दौरान वही हवा संवाहक बन जाती है। सूखी लकड़ी कुचालक होती है, लेकिन यदि यह गीली हो जाए तो सुरक्षित नहीं रहेगी।

विद्युत प्रवाह आधुनिक मनुष्य के जीवन में एक बड़ी भूमिका निभाता है, लेकिन दूसरी ओर, यह एक नश्वर खतरा पैदा कर सकता है। इसका पता लगाना बहुत मुश्किल है, उदाहरण के लिए, जमीन पर पड़े तार में; इसके लिए विशेष उपकरण और ज्ञान की आवश्यकता होती है। इसलिए, बिजली के उपकरणों का उपयोग करते समय अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए।

मानव शरीर मुख्य रूप से पानी से बना है, लेकिन यह आसुत जल नहीं है, जो एक ढांकता हुआ है। इसलिए, शरीर लगभग बिजली का संवाहक बन जाता है। बिजली का झटका लगने के बाद मांसपेशियां सिकुड़ जाती हैं, जिससे हृदय और श्वसन रुक सकता है। करंट की आगे की कार्रवाई के साथ, रक्त उबलना शुरू हो जाता है, फिर शरीर सूख जाता है और अंत में, ऊतक जल जाते हैं। पहली बात यह है कि करंट को रोकना है, यदि आवश्यक हो तो प्राथमिक चिकित्सा प्रदान करना और डॉक्टरों को बुलाना है।

स्थैतिक वोल्टेज प्रकृति में होता है, लेकिन बिजली के अपवाद के साथ, अक्सर यह मनुष्यों के लिए खतरा पैदा नहीं करता है। लेकिन यह इलेक्ट्रॉनिक सर्किट या पार्ट्स के लिए खतरनाक हो सकता है। इसलिए, माइक्रो सर्किट और क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के साथ काम करते समय, ग्राउंडेड कंगन का उपयोग किया जाता है।

हम में से प्रत्येक, जब हम किसी नई चीज़ में शामिल होना शुरू करते हैं, तो तुरंत "जुनून की खाई" में चले जाते हैं, कठिन परियोजनाओं को पूरा करने या लागू करने की कोशिश करते हैं। घर का बना. यह मेरे साथ तब हुआ जब मुझे इलेक्ट्रॉनिक्स में रुचि हो गई। लेकिन जैसा कि आमतौर पर होता है, पहली असफलताओं ने जुनून को कम कर दिया। हालाँकि, मुझे पीछे हटने की आदत नहीं थी और मैंने व्यवस्थित रूप से (शाब्दिक रूप से शुरुआत से ही) इलेक्ट्रॉनिक्स की दुनिया के रहस्यों को समझना शुरू कर दिया। और इस प्रकार "शुरुआती तकनीकी विशेषज्ञों के लिए मार्गदर्शिका" का जन्म हुआ।

चरण 1: वोल्टेज, करंट, प्रतिरोध

ये अवधारणाएँ मौलिक हैं और इनसे परिचित हुए बिना, बुनियादी बातें पढ़ाना व्यर्थ होगा। आइए बस यह याद रखें कि प्रत्येक पदार्थ परमाणुओं से बना है, और प्रत्येक परमाणु में तीन प्रकार के कण होते हैं। इलेक्ट्रॉन इन कणों में से एक है जिस पर ऋणात्मक आवेश होता है। प्रोटॉन पर धनात्मक आवेश होता है। संचालन सामग्री (चांदी, तांबा, सोना, एल्यूमीनियम, आदि) में कई मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं जो यादृच्छिक रूप से चलते हैं। वोल्टेज वह बल है जो इलेक्ट्रॉनों को एक निश्चित दिशा में गति करने का कारण बनता है। इलेक्ट्रॉनों का वह प्रवाह जो एक दिशा में चलता है, धारा कहलाता है। जब इलेक्ट्रॉन किसी चालक से होकर गुजरते हैं, तो उन्हें किसी प्रकार के घर्षण का सामना करना पड़ता है। इस घर्षण को प्रतिरोध कहते हैं। प्रतिरोध इलेक्ट्रॉनों की मुक्त गति को "निचोड़" देता है, जिससे करंट की मात्रा कम हो जाती है।

करंट की एक अधिक वैज्ञानिक परिभाषा एक निश्चित दिशा में इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन की दर है। धारा की इकाई एम्पीयर (I) है। इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में, प्रवाहित धारा मिलीएम्प रेंज (1 एम्पीयर = 1000 मिलीएम्प्स) में होती है। उदाहरण के लिए, एक एलईडी के लिए सामान्य धारा 20mA है।

वोल्टेज के माप की इकाई वोल्ट (V) है। बैटरी वोल्टेज का एक स्रोत है. इलेक्ट्रॉनिक सर्किट और उपकरणों में 3V, 3.3V, 3.7V और 5V के वोल्टेज सबसे आम हैं।

वोल्टेज कारण है और करंट परिणाम है।

प्रतिरोध की इकाई ओम (Ω) है।

चरण 2: बिजली आपूर्ति

बैटरी एक वोल्टेज स्रोत या बिजली का "उचित" स्रोत है। बैटरी आंतरिक रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से बिजली पैदा करती है। इसके बाहर दो टर्मिनल हैं। उनमें से एक सकारात्मक टर्मिनल (+ V) है, और दूसरा नकारात्मक टर्मिनल (-V), या "ग्राउंड" है। आमतौर पर बिजली आपूर्ति दो प्रकार की होती है।

• बैटरियां;
• बैटरियाँ।

बैटरियों का एक बार उपयोग किया जाता है और फिर उनका निपटान कर दिया जाता है। बैटरियों का उपयोग कई बार किया जा सकता है. बैटरियां कई आकारों और आकारों में आती हैं, श्रवण यंत्रों और कलाई घड़ियों को बिजली देने के लिए उपयोग की जाने वाली छोटी बैटरियों से लेकर कमरे के आकार की बैटरियों तक जो टेलीफोन एक्सचेंजों और कंप्यूटर केंद्रों के लिए बैकअप पावर प्रदान करती हैं। आंतरिक संरचना के आधार पर, बिजली आपूर्ति विभिन्न प्रकार की हो सकती है। रोबोटिक्स और इंजीनियरिंग परियोजनाओं में उपयोग किए जाने वाले कुछ सबसे सामान्य प्रकार हैं:

बैटरी 1.5 वी

इस वोल्टेज वाली बैटरियां विभिन्न आकारों में आ सकती हैं। सबसे आम आकार AA और AAA हैं। क्षमता 500 से 3000 एमएएच तक है।

3V लिथियम सिक्का

इन सभी लिथियम कोशिकाओं को 3V नाममात्र (लोड पर) और लगभग 3.6V के खुले सर्किट वोल्टेज के साथ रेट किया गया है। क्षमता 30 से 500 एमएएच तक पहुंच सकती है। अपने छोटे आकार के कारण हैंडहेल्ड उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

निकेल मेटल हाइड्राइड (NiMH)

इन बैटरियों में उच्च ऊर्जा घनत्व होता है और ये लगभग तुरंत चार्ज हो सकती हैं। एक अन्य महत्वपूर्ण विशेषता कीमत है। ऐसी बैटरियां सस्ती होती हैं (उनके आकार और क्षमता की तुलना में)। इस प्रकार की बैटरी का उपयोग अक्सर रोबोटिक्स में किया जाता है घरेलू उत्पाद.

3.7V लिथियम-आयन और लिथियम-पॉलीमर बैटरी

इनमें अच्छी डिस्चार्ज क्षमता, उच्च ऊर्जा घनत्व, उत्कृष्ट प्रदर्शन और छोटा आकार होता है। रोबोटिक्स में लिथियम पॉलिमर बैटरी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

9 वोल्ट की बैटरी

सबसे आम आकार एक आयताकार प्रिज्म है जिसके शीर्ष पर गोल किनारे और टर्मिनल स्थित हैं। क्षमता लगभग 600 एमएएच है।

लैड एसिड

लेड-एसिड बैटरियां संपूर्ण इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग का मुख्य आधार हैं। वे अविश्वसनीय रूप से सस्ते, रिचार्जेबल और खरीदने में आसान हैं। लेड-एसिड बैटरियों का उपयोग मैकेनिकल इंजीनियरिंग, यूपीएस (निर्बाध विद्युत आपूर्ति), रोबोटिक्स और अन्य प्रणालियों में किया जाता है जहां ऊर्जा की बड़ी आपूर्ति की आवश्यकता होती है और वजन इतना महत्वपूर्ण नहीं होता है। सबसे आम वोल्टेज 2V, 6V, 12V और 24V हैं।

बैटरियों का श्रृंखला-समानांतर कनेक्शन

बिजली आपूर्ति को श्रृंखला या समानांतर में जोड़ा जा सकता है। जब श्रृंखला में जोड़ा जाता है, तो वोल्टेज बढ़ जाता है, और जब समानांतर में जोड़ा जाता है, तो वर्तमान मान बढ़ जाता है।

बैटरियों के संबंध में दो महत्वपूर्ण बिंदु हैं:

क्षमता बैटरी में संग्रहीत चार्ज का एक माप (आमतौर पर एम्पियर-एच में) है और इसमें मौजूद सक्रिय सामग्री के द्रव्यमान से निर्धारित होती है। क्षमता ऊर्जा की अधिकतम मात्रा का प्रतिनिधित्व करती है जिसे कुछ निर्दिष्ट शर्तों के तहत निकाला जा सकता है। हालाँकि, बैटरी की वास्तविक ऊर्जा भंडारण क्षमता नाममात्र बताए गए मूल्य से काफी भिन्न हो सकती है, और बैटरी की क्षमता उम्र और तापमान, चार्जिंग या डिस्चार्जिंग स्थितियों पर अत्यधिक निर्भर है।

बैटरी क्षमता को वाट-घंटे (Wh), किलोवाट-घंटे (kWh), एम्पीयर-घंटे (Ah) या मिलीएम्प-घंटे (mAh) में मापा जाता है। एक वाट-घंटा वोल्टेज (V) को करंट (I) से गुणा करने पर प्राप्त होता है (हमें शक्ति मिलती है - माप की इकाई वाट (W) है) जिसे एक बैटरी एक निश्चित अवधि (आमतौर पर 1 घंटा) के लिए उत्पन्न कर सकती है। चूँकि वोल्टेज निश्चित है और बैटरी के प्रकार (क्षारीय, लिथियम, लेड-एसिड, आदि) पर निर्भर करता है, अक्सर बाहरी आवरण पर केवल Ah या mAh अंकित होता है (1000 mAh = 1Ah)। इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस को लंबे समय तक चलाने के लिए कम लीकेज करंट वाली बैटरी लेना जरूरी है। बैटरी जीवन निर्धारित करने के लिए, क्षमता को वास्तविक लोड करंट से विभाजित करें। एक सर्किट जो 10 एमए खींचता है और 9-वोल्ट बैटरी द्वारा संचालित होता है, लगभग 50 घंटे तक चलेगा: 500 एमएएच / 10 एमए = 50 घंटे।

कई प्रकार की बैटरियों में, आप रासायनिक घटकों को गंभीर और अक्सर अपूरणीय क्षति पहुंचाए बिना ऊर्जा को पूरी तरह से "खत्म" नहीं कर सकते (दूसरे शब्दों में, बैटरी को पूरी तरह से डिस्चार्ज नहीं किया जा सकता)। बैटरी की डिस्चार्ज की गहराई (डीओडी) यह निर्धारित करती है कि कितनी धारा खींची जा सकती है। उदाहरण के लिए, यदि निर्माता द्वारा डीओडी को 25% के रूप में परिभाषित किया गया है, तो बैटरी क्षमता का केवल 25% ही उपयोग किया जा सकता है।

चार्जिंग/डिस्चार्जिंग दरें नाममात्र बैटरी क्षमता को प्रभावित करती हैं। यदि बिजली की आपूर्ति बहुत जल्दी डिस्चार्ज हो जाती है (यानी, डिस्चार्ज करंट अधिक है), तो बैटरी से निकाली जा सकने वाली ऊर्जा की मात्रा कम हो जाएगी और क्षमता कम हो जाएगी। दूसरी ओर, यदि बैटरी को बहुत धीरे-धीरे डिस्चार्ज किया जाता है (कम करंट का उपयोग किया जाता है), तो क्षमता अधिक होगी।

बैटरी का तापमान भी क्षमता को प्रभावित करेगा। उच्च तापमान पर, बैटरी की क्षमता आम तौर पर कम तापमान की तुलना में अधिक होती है। हालाँकि, जानबूझकर तापमान बढ़ाना बैटरी की क्षमता बढ़ाने का एक प्रभावी तरीका नहीं है, क्योंकि इससे बिजली आपूर्ति का जीवन भी कम हो जाता है।

सी-क्षमता:किसी भी बैटरी के चार्ज और डिस्चार्ज करंट को उसकी क्षमता के सापेक्ष मापा जाता है। लेड एसिड को छोड़कर अधिकांश बैटरियों की रेटिंग 1C होती है। उदाहरण के लिए, 1000mAh क्षमता वाली बैटरी एक घंटे में 1000mA उत्पन्न करती है यदि स्तर 1C है। वही बैटरी, 0.5C पर, दो घंटे के लिए 500mA उत्पन्न करती है। 2C स्तर के साथ, वही बैटरी 30 मिनट के लिए 2000mA उत्पन्न करती है। 1C को अक्सर एक घंटे के डिस्चार्ज के रूप में जाना जाता है; 0.5C दो घंटे की घड़ी की तरह है और 0.1C 10 घंटे की घड़ी की तरह है।

बैटरी की क्षमता आमतौर पर एक विश्लेषक का उपयोग करके मापी जाती है। वर्तमान विश्लेषक रेटेड क्षमता मूल्य के आधार पर प्रतिशत के रूप में जानकारी प्रदर्शित करते हैं। एक नई बैटरी कभी-कभी 100% से अधिक करंट उत्पन्न करती है। इस मामले में, बैटरी को केवल रूढ़िवादी रूप से रेट किया गया है और यह निर्माता द्वारा निर्दिष्ट की तुलना में अधिक समय तक चल सकती है।

चार्जर को बैटरी क्षमता या C मान के आधार पर चुना जा सकता है। उदाहरण के लिए, C/10 रेटेड चार्जर बैटरी को 10 घंटे में पूरी तरह चार्ज कर देगा, 4C रेटेड चार्जर 15 मिनट में बैटरी को चार्ज कर देगा। बहुत तेज़ चार्जिंग दर (1 घंटा या उससे कम) के लिए आमतौर पर चार्जर को ओवरचार्जिंग और बैटरी को नुकसान से बचाने के लिए बैटरी मापदंडों, जैसे वोल्टेज सीमा और तापमान, की सावधानीपूर्वक निगरानी करने की आवश्यकता होती है।

गैल्वेनिक सेल का वोल्टेज उसके अंदर होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं से निर्धारित होता है। उदाहरण के लिए, क्षारीय कोशिकाएँ 1.5 V हैं, सभी लेड एसिड कोशिकाएँ 2 V हैं, और लिथियम कोशिकाएँ 3 V हैं। बैटरियाँ कई कोशिकाओं से बनी हो सकती हैं, इसलिए आपको 2 V लेड एसिड बैटरी शायद ही कभी दिखेगी। इन्हें आमतौर पर 6V, 12V, या 24V प्रदान करने के लिए आंतरिक रूप से एक साथ तार दिया जाता है। ध्यान रखें कि "1.5V" AA बैटरी का नाममात्र वोल्टेज वास्तव में 1.6V से शुरू होता है, फिर जल्दी से 1.5 तक गिर जाता है, फिर धीरे-धीरे 1.0 V तक गिर जाता है, किस बिंदु पर बैटरी को 'डिस्चार्ज' माना जाता है।

के लिए सर्वोत्तम बैटरी कैसे चुनें? शिल्प?

जैसा कि आप पहले से ही समझते हैं, सार्वजनिक डोमेन में विभिन्न रासायनिक संरचनाओं वाली कई प्रकार की बैटरियां उपलब्ध हैं, इसलिए यह चुनना आसान नहीं है कि आपके विशेष प्रोजेक्ट के लिए कौन सी शक्ति सबसे अच्छी है। यदि परियोजना बहुत अधिक ऊर्जा पर निर्भर है (बड़े साउंड सिस्टम और मोटर चालित)। घरेलू उत्पाद) लेड-एसिड बैटरी चुननी चाहिए। यदि आप पोर्टेबल बनाना चाहते हैं पेड़ के नीचे, जो कम करंट खपत करेगा, तो आपको लिथियम बैटरी चुननी चाहिए। किसी भी पोर्टेबल प्रोजेक्ट (हल्के वजन और मध्यम बिजली आपूर्ति) के लिए, लिथियम-आयन बैटरी चुनें। आप सस्ती निकेल मेटल हाइड्राइड (एनआईएमएच) बैटरी चुन सकते हैं, हालांकि वे भारी हैं, लेकिन अन्य विशेषताओं में लिथियम-आयन से कमतर नहीं हैं। यदि आप बिजली की खपत वाला प्रोजेक्ट करना चाहते हैं, तो लिथियम-आयन क्षारीय (LiPo) बैटरी सबसे अच्छा विकल्प होगा क्योंकि यह आकार में छोटी है, अन्य प्रकार की बैटरियों की तुलना में हल्की है, बहुत जल्दी रिचार्ज होती है और उच्च करंट प्रदान करती है।

क्या आप चाहते हैं कि आपकी बैटरी लंबे समय तक चले? उच्च गुणवत्ता वाले चार्जर का उपयोग करें जिसमें उचित चार्ज स्तर और कम करंट चार्जिंग बनाए रखने के लिए सेंसर हों। एक सस्ता चार्जर आपकी बैटरी ख़त्म कर देगा.

चरण 3: प्रतिरोधक

रेसिस्टर सर्किट में एक बहुत ही सरल और सबसे आम तत्व है। इसका उपयोग विद्युत परिपथ में धारा को नियंत्रित या सीमित करने के लिए किया जाता है।

प्रतिरोधक निष्क्रिय घटक होते हैं जो केवल ऊर्जा की खपत करते हैं (और इसका उत्पादन नहीं कर सकते)। प्रतिरोधों को आम तौर पर एक सर्किट में जोड़ा जाता है जहां वे सक्रिय घटकों जैसे ऑप-एम्प्स, माइक्रोकंट्रोलर और अन्य एकीकृत सर्किट को पूरक करते हैं। इनका उपयोग आमतौर पर करंट को सीमित करने, वोल्टेज को अलग करने और I/O लाइनों को अलग करने के लिए किया जाता है।

किसी प्रतिरोधक का प्रतिरोध ओम में मापा जाता है। मानों को पढ़ने में आसान बनाने के लिए बड़े मानों को किलो-, मेगा- या गीगा उपसर्ग के साथ जोड़ा जा सकता है। आप अक्सर kOhm और MOhm रेंज लेबल वाले प्रतिरोधक देख सकते हैं (mOhm प्रतिरोधक बहुत कम आम हैं)। उदाहरण के लिए, एक 4,700Ω अवरोधक 4.7kΩ अवरोधक के बराबर है और 5,600,000Ω अवरोधक को 5,600kΩ या (अधिक सामान्यतः) 5.6MΩ के रूप में लिखा जा सकता है।

हजारों विभिन्न प्रकार के प्रतिरोधक हैं और उन्हें बनाने वाली कई कंपनियाँ हैं। यदि हम एक मोटा ग्रेडेशन लें, तो प्रतिरोधक दो प्रकार के होते हैं:

• स्पष्ट रूप से परिभाषित विशेषताओं के साथ;
• सामान्य प्रयोजन, जिनकी विशेषताएँ "चल" सकती हैं (निर्माता स्वयं संभावित विचलन को इंगित करता है)।

सामान्य विशेषताओं का उदाहरण:

• तापमान गुणांक;
• वोल्टेज कारक;
• आवृति सीमा;
• शक्ति;
• भौतिक आकार।

उनके गुणों के अनुसार, प्रतिरोधों को इस प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है:

रैखिक अवरोधक- एक प्रकार का अवरोधक जिसका प्रतिरोध उस पर लागू होने वाले बढ़ते संभावित अंतर (वोल्टेज) के साथ स्थिर रहता है (प्रतिरोध और वर्तमान जो अवरोधक से गुजरता है, लागू वोल्टेज के साथ नहीं बदलता है)। ऐसे अवरोधक की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता की विशेषताएं एक सीधी रेखा हैं।

गैर रेखीय अवरोधकएक अवरोधक है जिसका प्रतिरोध लागू वोल्टेज के मान या उसके माध्यम से बहने वाली धारा के आधार पर बदलता है। इस प्रकार में एक गैर-रेखीय वर्तमान-वोल्टेज विशेषता है और यह ओम के नियम का सख्ती से पालन नहीं करता है।

अरैखिक प्रतिरोधक कई प्रकार के होते हैं:

• एनटीसी (नकारात्मक तापमान गुणांक) प्रतिरोधक - बढ़ते तापमान के साथ उनका प्रतिरोध कम हो जाता है।
• पीईसी (सकारात्मक तापमान गुणांक) प्रतिरोधक - बढ़ते तापमान के साथ उनका प्रतिरोध बढ़ता है।
• LZR प्रतिरोधक (प्रकाश-निर्भर प्रतिरोधक) - उनका प्रतिरोध प्रकाश प्रवाह की तीव्रता में परिवर्तन के साथ बदलता है।
• वीडीआर प्रतिरोधक (वोल्टेज आश्रित प्रतिरोधक) - जब वोल्टेज मान एक निश्चित मान से अधिक हो जाता है तो उनका प्रतिरोध गंभीर रूप से कम हो जाता है।

गैर-रैखिक प्रतिरोधकों का उपयोग विभिन्न परियोजनाओं में किया जाता है। LZR का उपयोग विभिन्न रोबोटिक्स परियोजनाओं में एक सेंसर के रूप में किया जाता है।

इसके अलावा, प्रतिरोधक स्थिर और परिवर्तनशील मान के साथ आते हैं:

स्थिर प्रतिरोधक- प्रतिरोधकों के प्रकार जिनका मूल्य उत्पादन के दौरान पहले से ही निर्धारित है और उपयोग के दौरान बदला नहीं जा सकता है।

वेरिएबल रेसिस्टर या पोटेंशियोमीटर -एक प्रकार का अवरोधक जिसका मान उपयोग के दौरान बदला जा सकता है। इस प्रकार में आमतौर पर एक शाफ्ट होता है जिसे एक निश्चित सीमा पर प्रतिरोध मान को बदलने के लिए मैन्युअल रूप से घुमाया या घुमाया जाता है, उदाहरण के लिए 0 kOhm से 100 kOhm.

प्रतिरोध स्टोर:

इस प्रकार के अवरोधक में एक "पैकेज" होता है जिसमें दो या दो से अधिक प्रतिरोधक होते हैं। इसमें कई टर्मिनल हैं जिनके माध्यम से प्रतिरोध मान का चयन किया जा सकता है।

प्रतिरोधों की संरचना है:

कार्बन:

ऐसे प्रतिरोधों का कोर कार्बन और एक बाइंडर से तैयार किया जाता है, जिससे आवश्यक प्रतिरोध बनता है। कोर में कप के आकार के संपर्क होते हैं जो प्रत्येक तरफ प्रतिरोधी रॉड को पकड़ते हैं। पूरा कोर एक इंसुलेटेड आवरण में एक सामग्री (जैसे बैकेलाइट) से भरा होता है। आवास में एक छिद्रपूर्ण संरचना होती है, इसलिए कार्बन मिश्रित प्रतिरोधक सापेक्ष परिवेश आर्द्रता के प्रति संवेदनशील होते हैं।

इस प्रकार के प्रतिरोधक आमतौर पर कार्बन कणों से गुजरने वाले इलेक्ट्रॉनों के कारण सर्किट में शोर पैदा करते हैं, इसलिए इन प्रतिरोधकों का उपयोग "महत्वपूर्ण" सर्किट में नहीं किया जाता है, हालांकि वे सस्ते होते हैं।

कार्बन जमाव:

एक अवरोधक जो सिरेमिक रॉड के चारों ओर कार्बन की एक पतली परत जमा करके बनाया जाता है, उसे कार्बन जमा अवरोधक कहा जाता है। इसे मीथेन के फ्लास्क के अंदर सिरेमिक छड़ों को गर्म करके और उनके चारों ओर कार्बन जमा करके बनाया जाता है। अवरोधक का मान सिरेमिक रॉड के चारों ओर जमा कार्बन की मात्रा से निर्धारित होता है।

फिल्म रोकनेवाला:

अवरोधक को सिरेमिक रॉड बेस पर वैक्यूम में स्प्रे की गई धातु को जमा करके बनाया जाता है। इस प्रकार के प्रतिरोधक बहुत विश्वसनीय होते हैं, इनमें उच्च स्थिरता होती है और इनमें उच्च तापमान गुणांक भी होता है। हालाँकि ये दूसरों की तुलना में महंगे हैं, फिर भी इनका उपयोग बुनियादी प्रणालियों में किया जाता है।

वायरवाउंड अवरोधक:

एक सिरेमिक कोर के चारों ओर धातु के तार को घुमाकर एक वायरवाउंड अवरोधक बनाया जाता है। धातु का तार आवश्यक अवरोधक की बताई गई विशेषताओं और प्रतिरोध के अनुसार चयनित विभिन्न धातुओं का एक मिश्र धातु है। इस प्रकार के अवरोधकों में उच्च स्थिरता होती है और यह उच्च शक्ति को भी संभाल सकते हैं, लेकिन वे आम तौर पर अन्य प्रकार के प्रतिरोधों की तुलना में भारी होते हैं।

धातु-सिरेमिक:

ये प्रतिरोधक सिरेमिक सब्सट्रेट पर सिरेमिक के साथ मिश्रित कुछ धातुओं को पकाकर बनाए जाते हैं। मिश्रित धातु-सिरेमिक अवरोधक में मिश्रण का अनुपात प्रतिरोध मान निर्धारित करता है। यह प्रकार बहुत स्थिर है और इसका प्रतिरोध भी सटीक रूप से मापा जाता है। इनका उपयोग मुख्य रूप से मुद्रित सर्किट बोर्डों पर सतह पर लगाने के लिए किया जाता है।

परिशुद्धता प्रतिरोधक:

ऐसे प्रतिरोधक जिनका प्रतिरोध मान एक सहनशीलता के भीतर होता है, इसलिए वे बहुत सटीक होते हैं (नाममात्र मान एक संकीर्ण सीमा में होता है)।

सभी प्रतिरोधों में एक सहनशीलता होती है, जिसे प्रतिशत के रूप में दिया जाता है। सहनशीलता हमें बताती है कि प्रतिरोध नाममात्र मूल्य के कितने करीब भिन्न हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक 500Ω अवरोधक जिसका सहनशीलता मान 10% है, उसका प्रतिरोध 550Ω या 450Ω के बीच हो सकता है। यदि अवरोधक में 1% सहनशीलता है, तो प्रतिरोध केवल 1% बदल जाएगा। तो एक 500Ω अवरोधक 495Ω से 505Ω तक भिन्न हो सकता है।

एक परिशुद्धता अवरोधक एक ऐसा अवरोधक है जिसका सहनशीलता स्तर केवल 0.005% है।

फ़्यूज़िबल अवरोधक:

वायरवाउंड रेसिस्टर को इस तरह डिज़ाइन किया गया है कि जब रेटेड पावर सीमित सीमा से अधिक हो जाए तो यह आसानी से जल जाएगा। इस प्रकार फ़्यूज़िबल रेसिस्टर के दो कार्य होते हैं। जब आपूर्ति अधिक नहीं होती है, तो यह वर्तमान सीमक के रूप में कार्य करता है। जब रेटेड शक्ति पार हो जाती है, तो ओए फ्यूज के रूप में कार्य करता है; एक बार उड़ जाने पर, सर्किट खुल जाता है, जो घटकों को शॉर्ट सर्किट से बचाता है।

थर्मिस्टर्स:

एक ताप-संवेदनशील अवरोधक जिसका प्रतिरोध मान ऑपरेटिंग तापमान के साथ बदलता है।

थर्मिस्टर्स या तो सकारात्मक तापमान गुणांक (पीटीसी) या नकारात्मक तापमान गुणांक (एनटीसी) प्रदर्शित करते हैं।

ऑपरेटिंग तापमान में परिवर्तन के साथ प्रतिरोध कितना बदलता है यह थर्मिस्टर के आकार और डिज़ाइन पर निर्भर करता है। थर्मिस्टर्स की सभी विशिष्टताओं को जानने के लिए संदर्भ डेटा की जांच करना हमेशा बेहतर होता है।

फोटोरेज़िस्टर्स:

ऐसे प्रतिरोधक जिनका प्रतिरोध उसकी सतह पर पड़ने वाले प्रकाश प्रवाह के आधार पर बदलता है। एक अंधेरे वातावरण में, फोटोरेसिस्टर का प्रतिरोध बहुत अधिक होता है, कई एम Ω। जब तीव्र प्रकाश सतह पर पड़ता है, तो फोटोरेसिस्टर का प्रतिरोध काफी कम हो जाता है।

इस प्रकार, फोटोरेसिस्टर परिवर्तनशील प्रतिरोधक होते हैं, जिनका प्रतिरोध इसकी सतह पर पड़ने वाले प्रकाश की मात्रा पर निर्भर करता है।

सीसायुक्त और सीसारहित प्रकार के प्रतिरोधक:

टर्मिनल रेसिस्टर्स: इस प्रकार के रेसिस्टर का उपयोग शुरुआती इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में किया जाता था। घटक आउटपुट टर्मिनलों से जुड़े थे। समय के साथ, मुद्रित सर्किट बोर्डों का उपयोग किया जाने लगा, जिनके बढ़ते छेद में रेडियो तत्वों के लीड को मिलाया गया था।

सतह पर लगे प्रतिरोधक:

सरफेस माउंट तकनीक की शुरुआत के बाद से इस प्रकार के अवरोधक का उपयोग तेजी से हो गया है। आमतौर पर इस प्रकार का अवरोधक पतली फिल्म तकनीक का उपयोग करके बनाया जाता है।

चरण 4: मानक या सामान्य अवरोधक मान

पदनाम प्रणाली की उत्पत्ति पिछली शताब्दी की शुरुआत में हुई थी, जब अधिकांश प्रतिरोधक अपेक्षाकृत खराब विनिर्माण सहनशीलता वाले कार्बन थे। स्पष्टीकरण काफी सरल है - 10% सहनशीलता का उपयोग करके आप उत्पादित प्रतिरोधों की संख्या को कम कर सकते हैं। 105 ओम प्रतिरोधकों का उत्पादन करना अप्रभावी होगा, क्योंकि 105, 100 ओम प्रतिरोधक की 10% सहनशीलता सीमा के भीतर है। अगली बाज़ार श्रेणी 120 ओम है क्योंकि 10% सहनशीलता वाले 100 ओम अवरोधक की सीमा 90 और 110 ओम के बीच होगी। 120 ओम अवरोधक की सीमा 110 और 130 ओम के बीच होती है। इस तर्क के अनुसार, 100, 120, 150, 180, 220, 270, 330 इत्यादि की 10% सहनशीलता वाले प्रतिरोधकों का उत्पादन करना बेहतर है (तदनुसार गोल)। यह नीचे दिखाई गई E12 श्रृंखला है।

सहनशीलता 20% ई6,

सहनशीलता 10% ई12,

सहनशीलता 5% E24 (और आमतौर पर 2% सहनशीलता)

सहनशीलता 2% E48,

E96 1% सहनशीलता,

E192 0.5, 0.25, 0.1% और उच्चतर सहनशीलता।

मानक अवरोधक मान:

ई6 श्रृंखला: (20% सहनशीलता) 10, 15, 22, 33, 47, 68

ई12 श्रृंखला: (10% सहनशीलता) 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82

ई24 श्रृंखला: (5% सहनशीलता) 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91

E48 श्रृंखला: (2% सहनशीलता) 100, 105, 110, 115, 121, 127, 133, 140, 147, 154, 162, 169, 178, 187, 196, 205, 215, 226, 237, 249, 261, 274, 287, 301, 316, 332, 348, 365, 383, 402, 422, 442, 464, 487, 511, 536, 562, 590, 619, 649, 681, 715, 750, 787, 825, 8 66 , 909, 953

E96 श्रृंखला: (1% सहनशीलता) 100, 102, 105, 107, 110, 113, 115, 118, 121, 124, 127, 130, 133, 137, 140, 143, 147, 150, 154, 158, 162, 165, 169, 174, 178, 182, 187, 191, 196, 200, 205, 210, 215, 221, 226, 232, 237, 243, 249, 255, 261, 267, 274, 280, 287, 2 94 , 301, 309, 316, 324, 332, 340, 348, 357, 365, 374, 383, 392, 402, 412, 422, 432, 442, 453, 464, 475, 487, 491, 511, 523, 5 36, 549, 562, 576, 590, 604, 619, 634, 649, 665, 681, 698, 715, 732, 750, 768, 787, 806, 825, 845, 866, 887, 909, 931, 95 9, 9 76

E192 श्रृंखला: (0.5, 0.25, 0.1 और 0.05% सहनशीलता) 100, 101, 102, 104, 105, 106, 107, 109, 110, 111, 113, 114, 115, 117, 118, 120, 121, 123, 124, 126, 127, 129, 130, 132, 133, 135, 137, 138, 140, 142, 143, 145, 147, 149, 150, 152, 154, 156, 1 58, 160, 162, 164, 165 , 167, 169, 172, 174, 176, 178, 180, 182, 184, 187, 189, 191, 193, 196, 198, 200, 203, 205, 208, 210, 2 13, 215, 218, 221 , 223, 226, 229, 232, 234, 237, 240, 243, 246, 249, 252, 255, 258, 261, 264, 267, 271, 274, 277, 280, 284, 2 87, 291, 294, 298 , 301, 305, 309, 312, 316, 320, 324, 328, 332, 336, 340, 344, 348, 352, 357, 361, 365, 370, 374, 379, 383, 3 88, 392, 397 , 402, 407, 412, 417, 422, 427, 432, 437, 442, 448, 453, 459, 464, 470, 475, 481, 487, 493, 499, 505, 511, 517, 5 23, 530, 536 , 542, 549, 556, 562, 569, 576, 583, 590, 597, 604, 612, 619, 626, 634, 642, 649, 657, 665, 673, 681, 690, 698, 7 06, 715 , 723, 732, 741, 750, 759, 768, 777, 787, 796, 806, 816, 825, 835, 845, 856, 866, 876, 887, 898, 909, 920, 931, 942, 9 53, 965 , 976, 988

हार्डवेयर डिज़ाइन करते समय, सबसे निचले भाग पर टिके रहना सबसे अच्छा है, अर्थात। E12 के बजाय E6 का उपयोग करना बेहतर है। इस प्रकार कि किसी भी उपकरण में विभिन्न समूहों की संख्या न्यूनतम हो जाये।

करने के लिए जारी

सामग्री:

ऐसी कई अवधारणाएँ हैं जिन्हें अपनी आँखों से नहीं देखा जा सकता है या अपने हाथों से नहीं छुआ जा सकता है। सबसे ज्वलंत उदाहरण इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग है, जिसमें जटिल सर्किट और अस्पष्ट शब्दावली शामिल हैं। इसलिए, बहुत से लोग इस वैज्ञानिक और तकनीकी अनुशासन के आगामी अध्ययन की कठिनाइयों से पहले ही पीछे हट जाते हैं।

शुरुआती लोगों के लिए इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग की मूल बातें, सुलभ भाषा में प्रस्तुत, आपको इस क्षेत्र में ज्ञान प्राप्त करने में मदद करेंगी। ऐतिहासिक तथ्यों और स्पष्ट उदाहरणों द्वारा समर्थित, वे उन लोगों के लिए भी आकर्षक और समझने योग्य बन जाते हैं जो पहली बार अपरिचित अवधारणाओं का सामना कर रहे हैं। धीरे-धीरे सरल से जटिल की ओर बढ़ते हुए, प्रस्तुत सामग्रियों का अध्ययन करना और उन्हें व्यावहारिक गतिविधियों में उपयोग करना काफी संभव है।

विद्युत धारा की अवधारणाएँ और गुण

किसी भी गणना को करने के लिए न केवल विद्युत कानूनों और सूत्रों की आवश्यकता होती है। इनकी आवश्यकता उन लोगों को भी होती है जो व्यावहारिक रूप से बिजली से संबंधित कार्य करते हैं। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग की मूल बातें जानने के बाद, आप तार्किक रूप से खराबी का कारण निर्धारित कर सकते हैं और इसे बहुत जल्दी खत्म कर सकते हैं।

विद्युत धारा का सार आवेशित कणों की गति है जो विद्युत आवेश को एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक स्थानांतरित करते हैं। हालाँकि, आवेशित कणों की यादृच्छिक तापीय गति के साथ, धातुओं में मुक्त इलेक्ट्रॉनों के उदाहरण का अनुसरण करते हुए, आवेश स्थानांतरण नहीं होता है। किसी चालक के क्रॉस सेक्शन के माध्यम से विद्युत आवेश की गति तभी होती है जब आयन या इलेक्ट्रॉन क्रमबद्ध गति में भाग लेते हैं।

विद्युत धारा सदैव एक निश्चित दिशा में प्रवाहित होती है। इसकी उपस्थिति विशिष्ट संकेतों द्वारा इंगित की जाती है:

• किसी चालक को गर्म करना जिससे विद्युत धारा प्रवाहित होती है।
• धारा के प्रभाव में किसी चालक की रासायनिक संरचना में परिवर्तन।
• पड़ोसी धाराओं, चुंबकीय पिंडों और पड़ोसी धाराओं पर बल लगाना।

विद्युत धारा प्रत्यक्ष या प्रत्यावर्ती हो सकती है। पहले मामले में, इसके सभी पैरामीटर अपरिवर्तित रहते हैं, और दूसरे में, ध्रुवता समय-समय पर सकारात्मक से नकारात्मक में बदलती रहती है। प्रत्येक आधे चक्र में, इलेक्ट्रॉन प्रवाह की दिशा बदल जाती है। ऐसे आवधिक परिवर्तनों की दर आवृत्ति है, जिसे हर्ट्ज़ में मापा जाता है

मूल वर्तमान मात्राएँ

जब किसी सर्किट में विद्युत धारा उत्पन्न होती है, तो कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन के माध्यम से एक निरंतर चार्ज स्थानांतरण होता है। समय की एक निश्चित इकाई में हस्तांतरित आवेश की मात्रा को कहा जाता है, इसमें मापा जाता है एम्पीयर.

आवेशित कणों की गति को बनाने और बनाए रखने के लिए उन पर एक निश्चित दिशा में बल लगाना आवश्यक है। यदि यह क्रिया रुक जाए तो विद्युत धारा का प्रवाह भी रुक जाता है। इस बल को विद्युत क्षेत्र भी कहा जाता है। यह वह है जो संभावित अंतर का कारण बनता है या वोल्टेजचालक के सिरों पर और आवेशित कणों की गति को गति देता है। इस मान को मापने के लिए एक विशेष इकाई का प्रयोग किया जाता है - वाल्ट. ओम के नियम में परिलक्षित मूल मात्राओं के बीच एक निश्चित संबंध है, जिस पर विस्तार से चर्चा की जाएगी।

विद्युत धारा से सीधे तौर पर संबंधित किसी चालक की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है प्रतिरोध, में मापा गया ओमाहा. यह मान कंडक्टर में विद्युत धारा के प्रवाह के प्रति एक प्रकार का प्रतिरोध है। प्रतिरोध के प्रभाव के परिणामस्वरूप, कंडक्टर गर्म हो जाता है। जैसे-जैसे कंडक्टर की लंबाई बढ़ती है और उसका क्रॉस-सेक्शन घटता है, प्रतिरोध मान बढ़ता है। 1 ओम का मान तब होता है जब कंडक्टर में संभावित अंतर 1 V है और करंट 1 A है।

ओम कानून

यह कानून इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के बुनियादी प्रावधानों और अवधारणाओं से संबंधित है। यह करंट, वोल्टेज, प्रतिरोध आदि जैसी मात्राओं के बीच संबंध को सबसे सटीक रूप से दर्शाता है। इन मात्राओं की परिभाषाओं पर पहले ही विचार किया जा चुका है, अब एक दूसरे पर उनकी परस्पर क्रिया और प्रभाव की डिग्री स्थापित करना आवश्यक है।

इस या उस मान की गणना करने के लिए, आपको निम्नलिखित सूत्रों का उपयोग करना होगा:

1. वर्तमान ताकत: I = U/R (एम्प्स)।
2. वोल्टेज: यू = आई एक्स आर (वोल्ट)।
3. प्रतिरोध: आर = यू/आई (ओम)।

प्रक्रियाओं के सार की बेहतर समझ के लिए इन मात्राओं की निर्भरता की तुलना अक्सर हाइड्रोलिक विशेषताओं से की जाती है। उदाहरण के लिए, पानी से भरे टैंक के तल पर, उसके बगल में एक पाइप वाला एक वाल्व स्थापित किया जाता है। जब वाल्व खुलता है, तो पानी बहना शुरू हो जाता है क्योंकि पाइप की शुरुआत में उच्च दबाव और अंत में कम दबाव के बीच अंतर होता है। ठीक यही स्थिति कंडक्टर के सिरों पर संभावित अंतर - वोल्टेज के रूप में उत्पन्न होती है, जिसके प्रभाव में इलेक्ट्रॉन कंडक्टर के साथ चलते हैं। इस प्रकार, सादृश्य से, वोल्टेज एक प्रकार का विद्युत दबाव है।

वर्तमान ताकत की तुलना जल प्रवाह से की जा सकती है, अर्थात, एक निर्धारित अवधि में पाइप के क्रॉस-सेक्शन से बहने वाले पानी की मात्रा। जैसे-जैसे पाइप का व्यास घटता जाएगा, प्रतिरोध बढ़ने के कारण पानी का प्रवाह भी कम हो जाएगा। इस सीमित प्रवाह की तुलना किसी चालक के विद्युत प्रतिरोध से की जा सकती है, जो इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को कुछ सीमाओं के भीतर रखता है। करंट, वोल्टेज और प्रतिरोध की परस्पर क्रिया हाइड्रोलिक विशेषताओं के समान है: एक पैरामीटर में बदलाव के साथ, अन्य सभी बदल जाते हैं।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में ऊर्जा और शक्ति

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में ऐसी अवधारणाएँ भी हैं ऊर्जाऔर शक्तिओम के नियम से संबंधित. ऊर्जा स्वयं यांत्रिक, थर्मल, परमाणु और विद्युत रूपों में मौजूद है। ऊर्जा संरक्षण के नियम के अनुसार इसे न तो नष्ट किया जा सकता है और न ही बनाया जा सकता है। इसे केवल एक रूप से दूसरे रूप में बदला जा सकता है। उदाहरण के लिए, ऑडियो सिस्टम विद्युत ऊर्जा को ध्वनि और ऊष्मा में परिवर्तित करते हैं।

कोई भी विद्युत उपकरण एक निश्चित समयावधि में एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा की खपत करता है। यह मान प्रत्येक उपकरण के लिए अलग-अलग है और शक्ति का प्रतिनिधित्व करता है, अर्थात, ऊर्जा की वह मात्रा जो एक विशेष उपकरण उपभोग कर सकता है। इस पैरामीटर की गणना सूत्र द्वारा की जाती है P = I x U, माप की इकाई है। इसका मतलब है एक ओम के प्रतिरोध के माध्यम से एक वोल्ट को घुमाना।

इस प्रकार, शुरुआती लोगों के लिए इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग की मूल बातें आपको सबसे पहले बुनियादी अवधारणाओं और शर्तों को समझने में मदद करेंगी। इसके बाद अर्जित ज्ञान को व्यवहार में लाना बहुत आसान हो जाएगा।

नौसिखियों के लिए इलेक्ट्रिक्स: इलेक्ट्रॉनिक्स मूल बातें