संपूर्ण सर्किटसाठी ओमचा नियम

इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये अटी आहेत: विभाग आणि पूर्ण सर्किट.

साइट म्हणतात:

• वर्तमान किंवा व्होल्टेजच्या स्त्रोताच्या आत इलेक्ट्रिकल सर्किटचा भाग;

• स्त्रोताशी किंवा त्याच्या भागाशी जोडलेले विद्युत घटकांचे संपूर्ण बाह्य किंवा अंतर्गत सर्किट.

"पूर्ण सर्किट" हा शब्द सर्व सर्किट एकत्रित केलेल्या सर्किटचा संदर्भ देण्यासाठी वापरला जातो, यासह:

• स्रोत;

• वापरकर्ते;

• कनेक्टिंग वायर.

अशा व्याख्या सर्किट्समध्ये चांगल्या प्रकारे नेव्हिगेट करण्यास, त्यांची वैशिष्ट्ये समजून घेण्यास, कामाचे विश्लेषण करण्यास, नुकसान आणि खराबी शोधण्यात मदत करतात. ते ओमच्या कायद्यामध्ये एम्बेड केलेले आहेत, जे आपल्याला मानवी गरजांसाठी विद्युत प्रक्रिया ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी समान प्रश्न सोडविण्यास अनुमती देतात.

जॉर्ज सायमन ओमचे मूलभूत संशोधन अक्षरशः प्रत्येकाला लागू होते सर्किटचा विभाग किंवा पूर्ण योजनाबद्ध.

संपूर्ण DC सर्किटसाठी ओमचा कायदा कसा कार्य करतो

उदाहरणार्थ, आपण गॅल्व्हॅनिक सेल घेऊ, ज्याला लोकप्रियपणे बॅटरी म्हणतात, एनोड आणि कॅथोडमधील संभाव्य फरक U. आम्ही फिलामेंटसह लाइट बल्ब त्याच्या टर्मिनल्सशी जोडतो, ज्यामध्ये एक साधी प्रतिरोधक प्रतिरोधक आर आहे.

धातूमधील इलेक्ट्रॉनच्या हालचालीमुळे तयार होणारा विद्युतप्रवाह I = U/R फिलामेंटमधून प्रवाहित होईल. बॅटरी वायर्स, कनेक्टिंग वायर्स आणि बल्ब यांनी तयार केलेले सर्किट सर्किटच्या बाह्य भागाचा संदर्भ देते.

बॅटरी इलेक्ट्रोड्समधील अंतर्गत विभागात देखील विद्युत प्रवाह असेल. त्याचे वाहक सकारात्मक आणि नकारात्मक चार्ज केलेले आयन असतील. इलेक्ट्रॉन्स कॅथोडकडे आकर्षित होतील आणि सकारात्मक आयन त्यापासून एनोडकडे दूर केले जातील.

अशा प्रकारे, कॅथोड आणि एनोडवर सकारात्मक आणि नकारात्मक शुल्क जमा होतात आणि त्यांच्यामध्ये संभाव्य फरक तयार होतो.

इलेक्ट्रोलाइटमधील आयनांच्या संपूर्ण हालचालीमध्ये अडथळा येतो बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार«r» सह चिन्हांकित. हे वर्तमान आउटपुटला बाह्य सर्किटमध्ये मर्यादित करते आणि त्याची शक्ती एका विशिष्ट मूल्यापर्यंत कमी करते.

सर्किटच्या पूर्ण सर्किटमध्ये, मालिकेतील दोन विभागांच्या एकूण प्रतिकार R + r वर मात करून, अंतर्गत आणि बाह्य सर्किट्समधून विद्युत् प्रवाह वाहतो. त्याचे मूल्य इलेक्ट्रोडवर लागू केलेल्या बलाने प्रभावित होते, ज्याला थोडक्यात इलेक्ट्रोमोटिव्ह किंवा EMF म्हणतात आणि निर्देशांक «E» द्वारे दर्शविले जाते.

त्याचे मूल्य भाराविना बॅटरीच्या टर्मिनल्सवर व्होल्टमीटरने मोजले जाऊ शकते (बाह्य सर्किट नाही). त्याच ठिकाणी जोडलेल्या लोडसह, व्होल्टमीटर व्होल्टेज U दाखवतो. दुसऱ्या शब्दांत: बॅटरी टर्मिनल्सवर कोणतेही लोड नसताना, U आणि E परिमाणात जुळतात आणि जेव्हा विद्युत् प्रवाह बाह्य सर्किटमधून वाहतो तेव्हा U < E.

फोर्स E संपूर्ण सर्किटमध्ये इलेक्ट्रिक चार्जेसची हालचाल बनवते आणि त्याचे मूल्य I = E / (R + r) निर्धारित करते.

हे गणितीय अभिव्यक्ती संपूर्ण डीसी सर्किटसाठी ओहमचा नियम परिभाषित करते. त्याची कृती चित्राच्या उजव्या बाजूला अधिक तपशीलाने दर्शविली आहे.हे दर्शविते की संपूर्ण संपूर्ण सर्किटमध्ये दोन स्वतंत्र वर्तमान सर्किट असतात.

हे देखील पाहिले जाऊ शकते की बॅटरीच्या आत, बाह्य सर्किट लोड बंद असतानाही, चार्ज केलेले कण हलतात (सेल्फ-डिस्चार्ज करंट) आणि त्यामुळे कॅथोडवर धातूचा अनावश्यक वापर होतो. बॅटरी उर्जा, अंतर्गत प्रतिकारशक्तीमुळे, उष्णता आणि वातावरणात विसर्जित करण्यात खर्च केली जाते आणि कालांतराने ती अदृश्य होते.

सराव असे दर्शविते की अंतिम उत्पादनाच्या झपाट्याने वाढत्या किंमतीमुळे आणि त्याऐवजी उच्च स्व-डिस्चार्जमुळे रचनात्मक पद्धतींनी अंतर्गत प्रतिकार r कमी करणे आर्थिकदृष्ट्या न्याय्य नाही.

निष्कर्ष

बॅटरीची कार्यक्षमता टिकवून ठेवण्यासाठी, ती केवळ ऑपरेशनच्या कालावधीसाठी बाह्य सर्किटला जोडून केवळ त्याच्या हेतूसाठी वापरली जावी.

कनेक्ट केलेल्या लोडचा प्रतिकार जितका जास्त असेल तितके बॅटरीचे आयुष्य जास्त असेल. म्हणून, समान प्रकाशयुक्त फ्लक्स असलेल्या नायट्रोजनने भरलेल्यापेक्षा कमी वर्तमान वापरासह इनॅन्डेन्सेंट फिलामेंटसह झेनॉन दिवे ऊर्जा स्त्रोतांचे दीर्घ सेवा आयुष्य सुनिश्चित करतात.

गॅल्व्हॅनिक घटक संचयित करताना, बाह्य सर्किटच्या संपर्कांमधील विद्युत् प्रवाह विश्वसनीय अलगावने वगळणे आवश्यक आहे.

जर बॅटरीचा बाह्य सर्किट प्रतिरोध R ने अंतर्गत मूल्य आर पेक्षा लक्षणीयरीत्या ओलांडला असेल तर तो व्होल्टेज स्त्रोत मानला जातो आणि जेव्हा उलट संबंध पूर्ण होतो तेव्हा तो वर्तमान स्त्रोत असतो.

संपूर्ण AC सर्किटसाठी ओमचा नियम कसा वापरला जातो

इलेक्ट्रिकल उद्योगात एसी इलेक्ट्रिकल सिस्टीम सर्वात सामान्य आहेत.या उद्योगात, ते पॉवर लाईन्सवर वीज वाहतूक करून प्रचंड लांबीपर्यंत पोहोचतात.

ट्रान्समिशन लाईनची लांबी जसजशी वाढते तसतसे त्याची विद्युत प्रतिरोधक क्षमता वाढते, ज्यामुळे तारा गरम होतात आणि ट्रान्समिशनसाठी ऊर्जेचे नुकसान वाढते.

ओमच्या कायद्याच्या ज्ञानामुळे वीज अभियंत्यांना वीज वाहतुकीचे अनावश्यक खर्च कमी करण्यास मदत झाली. हे करण्यासाठी, त्यांनी तारांमधील पॉवर लॉसच्या घटकाची गणना वापरली.

गणना उत्पादित सक्रिय शक्ती P = E ∙ I च्या मूल्यावर आधारित आहे, जी दूरस्थ ग्राहकांना गुणात्मकरित्या हस्तांतरित केली जाणे आवश्यक आहे आणि एकूण प्रतिकारांवर मात करणे आवश्यक आहे:

• जनरेटरवर अंतर्गत आर;

• तारांचा बाह्य R.

जनरेटर टर्मिनल्सवर EMF चे परिमाण E = I ∙ (r + R) म्हणून निर्धारित केले जाते.

संपूर्ण सर्किटच्या प्रतिकारावर मात करण्यासाठी पॉवर लॉस Pp चित्रात दर्शविलेल्या सूत्राद्वारे व्यक्त केला जाईल.

त्यावरून हे लक्षात येते की तारांच्या लांबी/प्रतिरोधाच्या प्रमाणात वीज वापर वाढतो आणि जनरेटरचा EMF किंवा लाइन व्होल्टेज वाढवून वीज वाहतुकीदरम्यान ते कमी करणे शक्य आहे. पॉवर लाइनच्या जनरेटरच्या शेवटी सर्किटमध्ये स्टेप-अप ट्रान्सफॉर्मर आणि इलेक्ट्रिकल सबस्टेशनच्या रिसीव्हिंग पॉईंटवर स्टेप-डाउन ट्रान्सफॉर्मर समाविष्ट करून ही पद्धत वापरली जाते.

तथापि, ही पद्धत मर्यादित आहे:

• कोरोनरी डिस्चार्जच्या घटनेचा प्रतिकार करण्यासाठी तांत्रिक उपकरणांची जटिलता;

• पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून पॉवर लाइन्सचे अंतर आणि विलग करण्याची आवश्यकता;

• अंतराळातील एअर लाइन रेडिएशनच्या उर्जेत वाढ (अँटेना प्रभावाचा देखावा).

साइनसॉइडल अल्टरनेटिंग करंट सर्किट्समध्ये ओमच्या कायद्याच्या ऑपरेशनची वैशिष्ट्ये

औद्योगिक उच्च व्होल्टेज आणि घरगुती थ्री-फेज / सिंगल-फेज इलेक्ट्रिक पॉवरचे आधुनिक वापरकर्ते केवळ सक्रियच नव्हे तर उच्चारित प्रेरक किंवा कॅपेसिटिव्ह वैशिष्ट्यांसह प्रतिक्रियाशील भार देखील तयार करतात. ते लागू केलेल्या व्होल्टेजचे वेक्टर आणि सर्किटमध्ये वाहणारे प्रवाह यांच्यात फेज शिफ्ट करतात.

या प्रकरणात, हार्मोनिक्सच्या वेळेच्या चढउतारांच्या गणितीय नोटेशनसाठी, वापरा जटिल फॉर्मआणि वेक्टर ग्राफिक्स अवकाशीय प्रतिनिधित्वासाठी वापरले जातात. पॉवर लाइनद्वारे प्रसारित होणारे वर्तमान सूत्राद्वारे रेकॉर्ड केले जाते: I = U / Z.

जटिल संख्यांसह ओहमच्या नियमातील मुख्य घटकांचे गणितीय संकेतन पॉवर सिस्टममध्ये सतत होत असलेल्या जटिल तांत्रिक प्रक्रिया नियंत्रित आणि व्यवस्थापित करण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या अल्गोरिदमचे प्रोग्रामिंग करण्यास अनुमती देते.

जटिल संख्यांसोबत, सर्व गुणोत्तरे लिहिण्याचे विभेदक रूप वापरले जाते. सामग्रीच्या प्रवाहकीय गुणधर्मांचे विश्लेषण करणे सोयीचे आहे.

संपूर्ण सर्किटसाठी काही तांत्रिक घटक ओहमच्या नियमाचे उल्लंघन करू शकतात. ते समाविष्ट आहेत:

• जेव्हा चार्ज वाहकांच्या गतीवर प्रभाव पडू लागतो तेव्हा उच्च कंपन वारंवारता. त्यांच्याकडे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डमधील बदलांच्या गतीने हालचाल करण्यास वेळ नाही;

• कमी तापमानात विशिष्ट वर्गाच्या पदार्थांच्या सुपरकंडक्टिव्हिटीची अवस्था;

• विद्युत प्रवाहाने वर्तमान तारांचे गरम करणे. जेव्हा वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य त्याचे रेखीय वर्ण गमावते;

• उच्च व्होल्टेज डिस्चार्जद्वारे इन्सुलेशन लेयरचा नाश;

• गॅस किंवा व्हॅक्यूम इलेक्ट्रॉन ट्यूबचे माध्यम;

• सेमीकंडक्टर उपकरणे आणि घटक.