वीज

विद्युत प्रवाह काय आहे

वीज - प्रभावाखाली विद्युत चार्ज केलेल्या कणांची निर्देशित हालचाल विद्युत क्षेत्र... असे कण असू शकतात: कंडक्टरमध्ये - इलेक्ट्रॉन, इलेक्ट्रोलाइट्समध्ये - आयन (केशन्स आणि आयनन्स), सेमीकंडक्टरमध्ये - इलेक्ट्रॉन आणि तथाकथित "छिद्र" ("इलेक्ट्रॉन छिद्रांची चालकता"). एक "बायस करंट" देखील आहे, ज्याचा प्रवाह कॅपेसिटन्स चार्ज करण्याच्या प्रक्रियेमुळे होतो, म्हणजेच प्लेट्समधील संभाव्य फरकातील बदलामुळे. प्लेट्समध्ये कणांची हालचाल होत नाही, परंतु कॅपेसिटरमधून विद्युत प्रवाह वाहतो.

इलेक्ट्रिक सर्किट्सच्या सिद्धांतामध्ये, विद्युत क्षेत्राच्या कृती अंतर्गत प्रवाहकीय माध्यमात चार्ज वाहकांची निर्देशित हालचाल मानली जाते.

इलेक्ट्रिकल सर्किट्सच्या सिद्धांतातील प्रवाह प्रवाह (फक्त करंट) म्हणजे वायरच्या क्रॉस सेक्शनमधून प्रति युनिट वेळेत प्रवाहित होणारी विजेची मात्रा: i = q /T, जेथे i — विद्युतप्रवाह. अ; q = 1.6·109 — इलेक्ट्रॉन चार्ज, С; t — वेळ, s.

ही अभिव्यक्ती डीसी सर्किट्ससाठी वैध आहे. वैकल्पिक वर्तमान सर्किट्ससाठी, तथाकथित तात्कालिक वर्तमान मूल्य कालांतराने चार्ज बदलण्याच्या दराप्रमाणे: i (t) = dq /dt.

विचारात घेतलेल्या प्रकारच्या विद्युत प्रवाहाच्या दीर्घकालीन अस्तित्वाची पहिली अट म्हणजे स्त्रोत किंवा जनरेटरची उपस्थिती जी चार्ज वाहकांमधील संभाव्य फरक राखते. दुसरी अट म्हणजे रस्ता बंद करणे. विशेषतः, थेट प्रवाह अस्तित्वात येण्यासाठी, एक बंद मार्ग असणे आवश्यक आहे ज्यावर शुल्क त्यांचे मूल्य न बदलता सर्किटमध्ये फिरू शकते.

आपल्याला माहिती आहे की, विद्युत शुल्काच्या संरक्षणाच्या कायद्यानुसार, ते तयार किंवा नष्ट केले जाऊ शकत नाहीत. म्हणून, जर विद्युत प्रवाह वाहणाऱ्या जागेचा कोणताही खंड बंद पृष्ठभागाने वेढलेला असेल, तर त्या खंडात वाहणारा विद्युत् प्रवाह तिथून वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाच्या बरोबरीचा असला पाहिजे.

यावर अधिक: विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वासाठी अटी

बंद मार्ग ज्याद्वारे विद्युत प्रवाह वाहतो त्याला इलेक्ट्रिक सर्किट किंवा इलेक्ट्रिक सर्किट म्हणतात. इलेक्ट्रिक सर्किट - दोन भागांमध्ये विभागलेले: आतील भाग, ज्यामध्ये विद्युत चार्ज केलेले कण इलेक्ट्रोस्टॅटिक बलांच्या दिशेने फिरतात आणि बाह्य भाग, ज्यामध्ये हे कण इलेक्ट्रोस्टॅटिक बलांच्या दिशेने फिरतात. इलेक्ट्रोडच्या टोकांना ज्यावर बाह्य सर्किट जोडलेले असते त्यांना क्लॅम्प्स म्हणतात.

तर, जेव्हा विद्युत सर्किटच्या एका भागावर विद्युत क्षेत्र दिसून येते किंवा वायरवरील दोन बिंदूंमधील संभाव्य फरक दिसून येतो तेव्हा विद्युत प्रवाह येतो. दोन बिंदूंमधील संभाव्य फरक इलेक्ट्रिकल सर्किट सर्किटच्या त्या विभागात व्होल्टेज किंवा व्होल्टेज ड्रॉप म्हणतात.

"वर्तमान" ("वर्तमान प्रमाण") या शब्दाऐवजी "वर्तमान सामर्थ्य" हा शब्द अनेकदा वापरला जातो.तथापि, नंतरचे यशस्वी म्हटले जाऊ शकत नाही, कारण वर्तमान शक्ती ही शब्दाच्या शाब्दिक अर्थाने कोणतीही शक्ती नाही, परंतु केवळ कंडक्टरमधील विद्युत शुल्काच्या हालचालीची तीव्रता, क्रॉस-मधून प्रति युनिट वेळेत वीज जाण्याचे प्रमाण. कंडक्टरचे विभागीय क्षेत्र.
वर्तमान वैशिष्ट्यीकृत आहे amperage, जी SI प्रणालीमध्ये अँपिअर (A) मध्ये मोजली जाते आणि वर्तमान घनता, जी SI प्रणालीमध्ये प्रति चौरस मीटर अँपिअरमध्ये मोजली जाते.

एक अँपिअर एका कूलंब (सी) च्या प्रमाणात विजेच्या चार्जच्या एका सेकंदात (से) वायरच्या क्रॉस-सेक्शनद्वारे हालचालीशी संबंधित आहे:

1A = 1C/s.

सामान्य प्रकरणात, i आणि चार्ज q या अक्षराने विद्युत् प्रवाह दर्शविल्यास, आम्हाला मिळते:

i = dq / dt.

विद्युत् प्रवाहाच्या एककाला अँपिअर (A) म्हणतात.

अँपिअर (A) - थेट प्रवाहाची ताकद जी, एकमेकांपासून 1 मीटर अंतरावर असलेल्या व्हॅक्यूममध्ये असीम लांबीच्या आणि नगण्य क्रॉस-सेक्शनच्या दोन समांतर सरळ कंडक्टरमधून जात असताना, या कंडक्टरमध्ये निर्माण होते 2·10 प्रत्येक मीटर लांबीसाठी -7 एच.

जर 1 कौलॉम्ब एवढा विद्युत चार्ज 1 सेकंदात वायरच्या क्रॉस सेक्शनमधून गेला तर वायरमधील करंट 1 A आहे.

तांदूळ. 1. कंडक्टरमध्ये इलेक्ट्रॉनची दिशात्मक हालचाल

जर वायरवर व्होल्टेज कार्य करत असेल तर वायरच्या आत विद्युत क्षेत्र निर्माण होते. क्षेत्रीय शक्ती E सह, एक बल f = Ee चार्ज e च्या इलेक्ट्रॉनांवर कार्य करते. e आणि E हे प्रमाण सदिश परिमाण आहेत. मुक्त मार्गादरम्यान, इलेक्ट्रॉन गोंधळलेल्या मार्गासह निर्देशित गती प्राप्त करतात. प्रत्येक इलेक्ट्रॉनला ऋण शुल्क असते आणि ते वेक्टर ई (चित्र 1) च्या विरुद्ध वेगाचा घटक प्राप्त करतो. इलेक्ट्रॉन व्हीसीपीच्या विशिष्ट सरासरी गतीने दर्शविलेली ऑर्डर केलेली गती, विद्युत प्रवाहाचा प्रवाह निर्धारित करते.

दुर्मिळ वायूंमध्ये इलेक्ट्रॉन्सची दिशानिर्देशित गती असू शकते. इलेक्ट्रोलाइट्स आणि आयनीकृत वायूंमध्ये, प्रवाह मुख्यतः आयनांच्या हालचालीमुळे होतो. सकारात्मक चार्ज केलेले आयन इलेक्ट्रोलाइट्समधील सकारात्मक ध्रुवावरून नकारात्मक ध्रुवाकडे जातात या वस्तुस्थितीशी सुसंगत, ऐतिहासिकदृष्ट्या विद्युत् प्रवाहाची दिशा इलेक्ट्रॉन प्रवाहाच्या दिशेच्या विरुद्ध असल्याचे गृहीत धरले गेले आहे.

पॉझिटिव्ह चार्ज केलेले कण ज्या दिशेने फिरतात त्या दिशेने विद्युत् प्रवाहाची दिशा घेतली जाते, म्हणजे. इलेक्ट्रॉन हालचालीच्या विरुद्ध दिशा.
इलेक्ट्रिक सर्किट्सच्या सिद्धांतामध्ये, निष्क्रिय सर्किटमध्ये (ऊर्जा स्त्रोतांच्या बाहेर) विद्युत् प्रवाहाची दिशा ही उच्च क्षमतेपासून कमी क्षमतेपर्यंत सकारात्मक चार्ज केलेल्या कणांच्या हालचालीची दिशा म्हणून घेतली जाते. ही दिशा विद्युत अभियांत्रिकीच्या विकासाच्या अगदी सुरुवातीस घेण्यात आली होती आणि चार्ज वाहकांच्या हालचालीच्या खऱ्या दिशेचा विरोधाभास आहे - प्रवाहकीय माध्यमांमध्ये वजा ते प्लसकडे जाणारे इलेक्ट्रॉन.

इलेक्ट्रोलाइटमधील विद्युत प्रवाहाची दिशा आणि कंडक्टरमधील मुक्त इलेक्ट्रॉन

प्रवाहाच्या क्रॉस-सेक्शनल एरिया S च्या गुणोत्तराच्या बरोबरीच्या प्रमाणाला वर्तमान घनता म्हणतात: I/S

या प्रकरणात, असे गृहित धरले जाते की विद्युत् प्रवाह वायरच्या क्रॉस विभागात समान प्रमाणात वितरीत केला जातो. तारांमधील वर्तमान घनता सामान्यतः A / mm2 मध्ये मोजली जाते.

विद्युत शुल्काच्या वाहकांच्या प्रकारानुसार आणि त्यांच्या हालचालीच्या माध्यमानुसार, ते प्रवाहकीय प्रवाह आणि विस्थापन प्रवाहांमध्ये विभागले गेले आहेत... चालकता इलेक्ट्रॉनिक आणि आयनिकमध्ये विभागली गेली आहे. स्थिर मोडसाठी, दोन प्रकारचे प्रवाह वेगळे केले जातात: थेट आणि पर्यायी.

विद्युत शॉकचे हस्तांतरण याला चार्ज केलेले कण किंवा मोकळ्या जागेत फिरणाऱ्या बॉडींमधून इलेक्ट्रिक चार्जेसच्या हस्तांतरणाची घटना म्हणतात.विद्युत प्रवाह हस्तांतरणाचा मुख्य प्रकार म्हणजे प्राथमिक चार्ज केलेल्या कणांच्या पोकळीतील हालचाल (इलेक्ट्रॉन ट्यूबमध्ये मुक्त इलेक्ट्रॉनची हालचाल), गॅस डिस्चार्ज उपकरणांमध्ये मुक्त आयनांची हालचाल.

विस्थापन करंट (ध्रुवीकरण करंट) याला विद्युत शुल्काच्या संबंधित वाहकांची क्रमबद्ध हालचाल म्हणतात. डायलेक्ट्रिक्समध्ये या प्रकारच्या प्रवाहाचे निरीक्षण केले जाऊ शकते.

एकूण विद्युत प्रवाह — विचाराधीन पृष्ठभागाद्वारे विद्युत वहन प्रवाह, विद्युत हस्तांतरण प्रवाह आणि विद्युत विस्थापन प्रवाह यांच्या बेरजेइतके एक स्केलर मूल्य.

Constant ला विद्युत् प्रवाह म्हणतात जो परिमाणात बदलू शकतो, परंतु अनियंत्रितपणे दीर्घकाळ त्याचे चिन्ह बदलत नाही. याबद्दल अधिक वाचा येथे: डी.सी

चुंबकीय प्रवाह — एक स्थिर सूक्ष्म (अँपिअर) प्रवाह, जो चुंबकीय पदार्थांच्या अंतर्गत चुंबकीय क्षेत्राच्या अस्तित्वाचे कारण आहे.

व्हेरिएबल्स ज्याला वर्तमान म्हणतात जे वेळोवेळी परिमाण आणि चिन्ह दोन्हीमध्ये बदलते. पर्यायी प्रवाहाचे वैशिष्ट्य दर्शविणारे प्रमाण वारंवारता असते (SI प्रणालीमध्ये ते हर्ट्झमध्ये मोजले जाते), जर त्याची ताकद वेळोवेळी बदलत असेल.

उच्च-फ्रिक्वेंसी अल्टरनेटिंग करंट वायरच्या पृष्ठभागावर हलविला जातो. यांत्रिक अभियांत्रिकीमध्ये उच्च-फ्रिक्वेंसी प्रवाहांचा वापर भागांच्या पृष्ठभागाच्या उष्णता उपचारासाठी आणि वेल्डिंगसाठी, धातू वितळण्यासाठी धातूशास्त्रात केला जातो. अल्टरनेटिंग करंट्स सायनसॉइडल आणि नॉन-साइनसॉइडलमध्ये विभागलेले आहेत... सायनसॉइडल करंट हा एक करंट आहे जो हार्मोनिक नियमानुसार बदलतो:

i = sin wt,

मी कुठे आहे, - शिखर (सर्वोच्च) वर्तमान मूल्य, आह,

पर्यायी प्रवाहाच्या बदलाचा दर त्याच्या द्वारे दर्शविले जाते वारंवारता, प्रति युनिट वेळेनुसार पूर्ण पुनरावृत्ती होणाऱ्या दोलनांची संख्या म्हणून परिभाषित.वारंवारता f अक्षराने दर्शविली जाते आणि हर्ट्झ (Hz) मध्ये मोजली जाते. त्यामुळे 50 Hz ची मुख्य वर्तमान वारंवारता प्रति सेकंद 50 पूर्ण दोलनांशी संबंधित आहे. कोनीय वारंवारता w हा रेडियन प्रति सेकंदात विद्युत् प्रवाह बदलण्याचा दर आहे आणि एका साध्या संबंधाने वारंवारतेशी संबंधित आहे:

w = 2pi f

थेट आणि पर्यायी प्रवाहांची स्थिर (निश्चित) मूल्ये म्हणजे कॅपिटल अक्षर I नॉन-स्टेशनरी (तात्काळ) मूल्यांसह - i अक्षरासह. सामान्यतः विद्युत् प्रवाहाची सकारात्मक दिशा ही सकारात्मक शुल्काच्या हालचालीची दिशा असते.

पर्यायी प्रवाह हा एक प्रवाह आहे जो कालांतराने साइनसॉइडल कायद्यानुसार बदलतो.

अल्टरनेटिंग करंट म्हणजे पारंपरिक सिंगल-फेज आणि थ्री-फेज नेटवर्कमधील विद्युत् प्रवाह. या प्रकरणात, हार्मोनिक कायद्यानुसार पर्यायी प्रवाहाचे पॅरामीटर्स बदलतात.

एसी करंट कालांतराने बदलत असल्याने, डीसी सर्किट्ससाठी योग्य साधे उपाय येथे थेट लागू होत नाहीत. खूप उच्च फ्रिक्वेन्सीवर, शुल्क दोलायमान होऊ शकते - सर्किटमधील एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी आणि पुन्हा परत. या प्रकरणात, डीसी सर्किट्सच्या विपरीत, मालिका-कनेक्ट केलेल्या तारांमधील प्रवाह असमान असू शकतात.

एसी सर्किट्समध्ये असलेल्या कॅपेसिटन्समुळे हा प्रभाव वाढतो. याव्यतिरिक्त, जेव्हा वर्तमान बदलते, तेव्हा स्व-प्रेरण प्रभाव जाणवतात, जे उच्च-इंडक्टन्स कॉइल वापरल्यास कमी फ्रिक्वेन्सीवर देखील लक्षणीय बनतात.

तुलनेने कमी फ्रिक्वेन्सीवर, एसी सर्किट अजूनही वापरून मोजले जाऊ शकते किर्चहॉफचे नियमजे, तथापि, त्यानुसार सुधारणा करणे आवश्यक आहे.

विविध रेझिस्टर्स, इंडक्टर्स आणि कॅपेसिटर असलेल्या सर्किटला सीरिजमध्ये जोडलेले सामान्यीकृत रेझिस्टर, कॅपेसिटर आणि इंडक्टर म्हणून विचार केला जाऊ शकतो.

सायनसॉइडल अल्टरनेटिंग करंट जनरेटरला जोडलेल्या अशा सर्किटचे गुणधर्म विचारात घ्या. पर्यायी सर्किट्सची गणना करण्यासाठी नियम तयार करण्यासाठी, आपल्याला अशा सर्किटच्या प्रत्येक घटकासाठी व्होल्टेज ड्रॉप आणि करंट यांच्यातील संबंध शोधणे आवश्यक आहे.

कंडेनसर AC आणि DC सर्किट्समध्ये पूर्णपणे भिन्न भूमिका बजावते. जर, उदाहरणार्थ, एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल सर्किटशी जोडलेला असेल तर कॅपेसिटर चार्ज होण्यास सुरवात होईलजोपर्यंत त्यातील व्होल्टेज घटकाच्या ईएमएफएवढे होत नाही. मग चार्जिंग थांबेल आणि करंट शून्यावर येईल.

जर सर्किट अल्टरनेटरशी जोडलेले असेल, तर एका अर्ध्या चक्रात, कॅपेसिटरच्या डाव्या प्लेटमधून इलेक्ट्रॉन प्रवाहित होतील आणि उजवीकडे जमा होतील आणि दुसऱ्यामध्ये - उलट.

हे हलणारे इलेक्ट्रॉन एक पर्यायी प्रवाह बनवतात ज्याची ताकद कॅपेसिटरच्या दोन्ही बाजूंना समान असते. जोपर्यंत AC ची वारंवारता फार जास्त नसते, तोपर्यंत रेझिस्टर आणि इंडक्टरमधून होणारा विद्युतप्रवाहही सारखाच असतो.

अल्टरनेटिंग करंट वापरणाऱ्या उपकरणांमध्ये, अल्टरनेटिंग करंट अनेकदा दुरुस्त केला जातो रेक्टिफायर्स थेट प्रवाह प्राप्त करण्यासाठी.

विद्युत प्रवाहासाठी कंडक्टर

विद्युत प्रवाह त्याच्या सर्व प्रकारांमध्ये एक गतिज घटना आहे, जी बंद हायड्रॉलिक प्रणालींमधील द्रवपदार्थांच्या प्रवाहाशी साधर्म्य आहे. सादृश्यतेनुसार, वर्तमान हालचालीच्या प्रक्रियेस "प्रवाह" (वर्तमान प्रवाह) म्हणतात.

ज्या सामग्रीमध्ये विद्युत प्रवाह वाहतो त्याला म्हणतात कंडक्टर… काही पदार्थ कमी तापमानात सुपरकंडक्टिव्हिटीमध्ये जातात. या अवस्थेत, ते विद्युत् प्रवाहाला जवळजवळ कोणताही प्रतिकार दर्शवत नाहीत, त्यांचा प्रतिकार शून्याकडे झुकतो.

इतर सर्व प्रकरणांमध्ये, कंडक्टर विद्युत् प्रवाहाचा प्रतिकार करतो आणि परिणामी, विद्युत कणांच्या ऊर्जेचा काही भाग उष्णतेमध्ये रूपांतरित होतो.amperage द्वारे गणना केली जाऊ शकते ओमचा कायदा सर्किटच्या क्रॉस सेक्शनसाठी आणि संपूर्ण सर्किटसाठी ओहमचा नियम.

तारांमधील कणांच्या हालचालीचा वेग वायरच्या सामग्रीवर, कणाचे वस्तुमान आणि चार्ज, वातावरणाचे तापमान, लागू संभाव्य फरक आणि प्रकाशाच्या वेगापेक्षा खूपच लहान आहे यावर अवलंबून असते. तथापि, विद्युत प्रवाहाच्या प्रसाराचा वेग हा दिलेल्या माध्यमातील प्रकाशाच्या वेगाइतका असतो, म्हणजेच विद्युत चुंबकीय लहरीच्या पुढच्या भागाच्या प्रसाराचा वेग.

विजेचा मानवी शरीरावर कसा परिणाम होतो

मानवी किंवा प्राण्यांच्या शरीरातून जाणारा विद्युत् विद्युत् जळणे, फायब्रिलेशन किंवा मृत्यू होऊ शकतो. दुसरीकडे, मानसिक आजारांवर उपचार करण्यासाठी, विशेषत: नैराश्यावर, मेंदूच्या काही भागांचे विद्युत उत्तेजना, पार्किन्सन्स रोग आणि एपिलेप्सी सारख्या रोगांवर उपचार करण्यासाठी, तीव्र काळजीमध्ये विद्युत प्रवाह वापरला जातो, एक पेसमेकर जो हृदयाच्या स्नायूंना उत्तेजित करतो. ब्रॅडीकार्डियासाठी करंट वापरला जातो. मानव आणि प्राण्यांमध्ये, तंत्रिका आवेग प्रसारित करण्यासाठी करंटचा वापर केला जातो.

सुरक्षिततेच्या कारणास्तव, एखाद्या व्यक्तीसाठी किमान ग्रहणक्षम प्रवाह 1 एमए आहे. सुमारे 0.01 A च्या ताकदीपासून सुरू होणारा विद्युतप्रवाह एखाद्या व्यक्तीच्या जीवनासाठी धोकादायक बनतो. सुमारे 0.1 A च्या ताकदीपासून सुरू होणारा विद्युत प्रवाह एखाद्या व्यक्तीसाठी घातक ठरतो. 42 V पेक्षा कमी व्होल्टेज सुरक्षित मानले जाते.