व्होल्टेज, वर्तमान आणि प्रतिकार काय आहेत: ते सराव मध्ये कसे वापरले जातात

इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये, "वर्तमान", "व्होल्टेज" आणि "प्रतिरोध" या संज्ञा इलेक्ट्रिकल सर्किट्समध्ये होणाऱ्या प्रक्रियेचे वर्णन करण्यासाठी वापरल्या जातात. त्यांच्यापैकी प्रत्येकाचा विशिष्ट वैशिष्ट्यांसह स्वतःचा हेतू आहे.

वीज

हा शब्द एखाद्या पदार्थाच्या विशिष्ट माध्यमाद्वारे चार्ज केलेल्या कणांच्या (इलेक्ट्रॉन, छिद्रे, केशन आणि आयन) च्या हालचालीचे वैशिष्ट्य दर्शवण्यासाठी वापरला जातो. चार्ज वाहकांची दिशा आणि संख्या प्रवाहाचा प्रकार आणि सामर्थ्य निर्धारित करते.

वर्तमानाची मुख्य वैशिष्ट्ये त्याच्या व्यावहारिक अनुप्रयोगावर परिणाम करतात

शुल्काच्या प्रवाहासाठी एक पूर्व शर्त म्हणजे सर्किटची उपस्थिती किंवा दुसऱ्या शब्दांत, एक बंद लूप जो त्यांच्या हालचालीसाठी परिस्थिती निर्माण करतो. हलणाऱ्या कणांच्या आत जर शून्यता निर्माण झाली तर त्यांची दिशात्मक हालचाल लगेच थांबते.

विजेमध्ये वापरलेले सर्व स्विच आणि संरक्षण या तत्त्वावर कार्य करतात.ते प्रवाहकीय भागांच्या हलत्या संपर्कांमध्ये एक वेगळेपणा निर्माण करतात आणि या क्रियेद्वारे विद्युत प्रवाहाच्या प्रवाहात व्यत्यय आणतात, डिव्हाइस बंद करतात.

उर्जेमध्ये, सर्वात सामान्य पद्धत म्हणजे वायर, टायर किंवा इतर प्रवाहकीय भागांच्या स्वरूपात बनवलेल्या धातूंच्या आत इलेक्ट्रॉनच्या हालचालीमुळे विद्युत प्रवाह निर्माण करणे.

या पद्धती व्यतिरिक्त, आतील वर्तमान निर्मिती देखील वापरली जाते:

1. इलेक्ट्रॉन किंवा केशन्स आणि आयनच्या हालचालीमुळे वायू आणि इलेक्ट्रोलाइटिक द्रव - सकारात्मक आणि नकारात्मक चार्ज चिन्हे असलेले आयन;

2. थर्मिओनिक रेडिएशनच्या घटनेमुळे इलेक्ट्रॉनच्या हालचालींच्या अधीन व्हॅक्यूम, हवा आणि वायूंचे वातावरण;

3. इलेक्ट्रॉन आणि छिद्रांच्या हालचालीमुळे अर्धसंवाहक साहित्य.

विद्युत शॉक तेव्हा येऊ शकतो जेव्हा:

• चार्ज केलेल्या कणांवर बाह्य विद्युत संभाव्य फरक लागू करणे;

• हीटिंग वायर जे सध्या सुपरकंडक्टर नाहीत;

• नवीन पदार्थांच्या प्रकाशनाशी संबंधित रासायनिक अभिक्रियांचा कोर्स;

• वायरवर लागू केलेल्या चुंबकीय क्षेत्राचा प्रभाव.

विद्युत प्रवाहाचे वेव्हफॉर्म हे असू शकते:

1. टाइमलाइनवर एका सरळ रेषेच्या स्वरूपात एक स्थिरांक;

2. मूलभूत त्रिकोणमितीय संबंधांद्वारे वर्णन केलेले एक परिवर्तनीय साइनसॉइडल हार्मोनिक;

3. मिंडर, साधारणपणे साइन वेव्हसारखे दिसणारे, परंतु तीक्ष्ण, उच्चारित कोनांसह, जे काही प्रकरणांमध्ये चांगले गुळगुळीत केले जाऊ शकते;

4. स्पंदन, जेव्हा दिशा बदलल्याशिवाय सारखीच राहते, आणि मोठेपणा वेळोवेळी चांगल्या-परिभाषित कायद्यानुसार शून्य ते कमाल मूल्यापर्यंत चढ-उतार होतो.

विद्युत प्रवाह एखाद्या व्यक्तीसाठी उपयुक्त ठरू शकतो जेव्हा:

• प्रकाश विकिरण मध्ये रूपांतरित;

• थर्मल घटकांचे हीटिंग तयार करते;

• जंगम आर्मेचरच्या आकर्षणामुळे किंवा तिरस्करणामुळे किंवा बीयरिंगमध्ये निश्चित केलेल्या ड्राइव्हसह रोटर्सच्या रोटेशनमुळे यांत्रिक कार्य करते;

• इतर काही बाबतीत इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन निर्माण करते.

जेव्हा विद्युत प्रवाह तारांमधून जातो तेव्हा नुकसान होऊ शकते:

• वर्तमान-वाहक सर्किट्स आणि संपर्कांचे अत्यधिक गरम करणे;

• शिक्षण एडी प्रवाह इलेक्ट्रिकल मशीनच्या चुंबकीय सर्किटमध्ये;

• विजेचे विकिरण इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा वातावरणात आणि काही तत्सम घटना.

इलेक्ट्रिकल उपकरणांचे डिझाइनर आणि विविध सर्किट्सचे विकासक त्यांच्या उपकरणांमध्ये विद्युत प्रवाहाच्या सूचीबद्ध शक्यता विचारात घेतात. उदाहरणार्थ, ट्रान्सफॉर्मर, मोटर्स आणि जनरेटरमधील एडी प्रवाहांचे हानिकारक प्रभाव चुंबकीय प्रवाह प्रसारित करण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या कोरचे मिश्रण करून कमी केले जातात. त्याच वेळी, इंडक्शन तत्त्वावर कार्यरत इलेक्ट्रिक ओव्हन आणि मायक्रोवेव्ह ओव्हनमध्ये मध्यम गरम करण्यासाठी एडी करंट यशस्वीरित्या वापरला जातो.

सायनसॉइडल वेव्हफॉर्मसह पर्यायी विद्युत प्रवाहामध्ये प्रति युनिट वेळेला दोलनाची भिन्न वारंवारता असू शकते - एक सेकंद. विविध देशांतील विद्युत प्रतिष्ठानांची औद्योगिक वारंवारता 50 किंवा 60 हर्ट्झच्या संख्येने प्रमाणित केली जाते. इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकी आणि रेडिओ व्यवसायाच्या इतर हेतूंसाठी, सिग्नल वापरले जातात:

• कमी-फ्रिक्वेंसी, कमी मूल्यांसह;

• उच्च वारंवारता, लक्षणीय औद्योगिक उपकरणांच्या श्रेणीपेक्षा जास्त.

हे सामान्यतः मान्य केले जाते की विद्युत प्रवाह एका विशिष्ट मॅक्रोस्कोपिक माध्यमात चार्ज केलेल्या कणांच्या हालचालीमुळे तयार होतो आणि त्याला वहन प्रवाह म्हणतात... तथापि, जेव्हा मॅक्रोस्कोपिकली चार्ज केलेले शरीर हलते तेव्हा संवहन नावाचा दुसरा प्रकार उद्भवू शकतो, उदाहरणार्थ, पावसाचे थेंब .

धातूंमध्ये विद्युत प्रवाह कसा तयार होतो

त्यांच्यावर लागू केलेल्या स्थिर शक्तीच्या प्रभावाखाली इलेक्ट्रॉनच्या हालचालीची तुलना खुल्या छत असलेल्या पॅराशूटिस्टच्या वंशाशी केली जाऊ शकते. दोन्ही प्रकरणांमध्ये, एकसमान प्रवेगक गती प्राप्त होते.

स्कायडायव्हर गुरुत्वाकर्षणामुळे जमिनीकडे सरकतो, ज्याला हवेच्या प्रतिकार शक्तीने विरोध केला आहे. इलेक्ट्रॉन्सवर लागू केलेल्या शक्तीचा परिणाम होतो विद्युत क्षेत्र, आणि त्याची हालचाल इतर कणांशी सतत टक्कर होण्यामुळे अडथळा आणली जाते - क्रिस्टल जाळीच्या आयन, ज्यामुळे लागू केलेल्या शक्तीच्या प्रभावाचा काही भाग विझला जातो.

दोन्ही प्रकरणांमध्ये, पॅराशूटिस्टची सरासरी गती आणि इलेक्ट्रॉन चळवळ स्थिर मूल्यापर्यंत पोहोचते.

हे एक अद्वितीय परिस्थिती निर्माण करते जेथे वेग:

• इलेक्ट्रॉनची योग्य गती 0.1 मिलीमीटर प्रति सेकंद या क्रमाने निर्धारित केली जाते;

• विद्युत प्रवाहाचा प्रवाह खूप उच्च मूल्याशी संबंधित आहे - प्रकाश लहरींच्या प्रसाराचा वेग: सुमारे 300 हजार किलोमीटर प्रति सेकंद.

अशा प्रकारे, विद्युत प्रवाहाचा प्रवाह इलेक्ट्रॉन्सवर व्होल्टेज लावला जातो तेव्हा तयार होतो आणि परिणामी ते प्रवाहकीय माध्यमाच्या आत प्रकाशाच्या वेगाने फिरू लागतात.

जेव्हा इलेक्ट्रॉन धातूच्या स्फटिक जाळीमध्ये फिरतात, तेव्हा आणखी एक मनोरंजक नियमितता उद्भवते: ते प्रत्येक दहाव्या काउंटरिओनशी आदळते.म्हणजेच, ते सुमारे 90% आयन टक्कर यशस्वीरित्या टाळते.

या घटनेचे स्पष्टीकरण केवळ मूलभूत शास्त्रीय भौतिकशास्त्राच्या नियमांद्वारे केले जाऊ शकते, जे सामान्यतः बहुतेक लोकांना समजते, परंतु क्वांटम मेकॅनिक्सच्या सिद्धांताद्वारे वर्णन केलेल्या अतिरिक्त ऑपरेटिंग कायद्यांद्वारे देखील स्पष्ट केले जाऊ शकते.

जर आपण त्यांची कृती थोडक्यात व्यक्त केली, तर आपण कल्पना करू शकतो की धातूंच्या आत इलेक्ट्रॉनच्या हालचालींना जड «स्विंगिंग» मोठ्या आयनांमुळे अडथळा येतो जे अतिरिक्त प्रतिकार प्रदान करतात.

धातू गरम करताना हा प्रभाव विशेषतः लक्षात येतो, जेव्हा जड आयनांचा "स्विंग" वाढतो आणि तारांच्या क्रिस्टल जाळीची विद्युत चालकता कमी होते.

म्हणून, जेव्हा धातू गरम केले जातात तेव्हा त्यांची विद्युत प्रतिरोधकता नेहमीच वाढते आणि जेव्हा थंड होते तेव्हा त्यांची चालकता वाढते. जेव्हा धातूचे तापमान निरपेक्ष शून्य मूल्याच्या जवळ गंभीर मूल्यांवर घसरते, तेव्हा त्यांच्यापैकी अनेकांमध्ये सुपरकंडक्टिव्हिटीची घटना घडते.

विद्युत प्रवाह, त्याच्या मूल्यावर अवलंबून, विविध गोष्टी करण्यास सक्षम आहे. त्याच्या क्षमतेच्या परिमाणवाचक मूल्यांकनासाठी, एम्पेरेज नावाचे मूल्य घेतले जाते. आंतरराष्ट्रीय मापन प्रणालीमध्ये त्याचा आकार 1 अँपिअर आहे. तांत्रिक साहित्यातील वर्तमान सामर्थ्य दर्शवण्यासाठी, निर्देशांक «I» स्वीकारला जातो.

विद्युतदाब

हा शब्द भौतिक प्रमाणाचे वैशिष्ट्य म्हणून वापरला जातो जो सक्रिय फील्ड स्त्रोतांवरील उर्वरित शुल्काच्या प्लेसमेंटचे स्वरूप न बदलता चाचणी युनिटचे इलेक्ट्रिक चार्ज एका बिंदूपासून दुसर्‍या बिंदूवर स्थानांतरित करण्यासाठी खर्च केलेले कार्य व्यक्त करतो.

सुरुवातीच्या आणि शेवटच्या बिंदूंमध्ये भिन्न ऊर्जा क्षमता असल्याने, चार्ज किंवा व्होल्टेज हलविण्यासाठी केलेले कार्य या पोटेंशिअल्समधील फरकाच्या गुणोत्तराएवढे असते.

वाहणाऱ्या प्रवाहांवर अवलंबून व्होल्टेज मोजण्यासाठी वेगवेगळ्या अटी आणि पद्धती वापरल्या जातात. असू शकत नाही:

1. स्थिर — इलेक्ट्रोस्टॅटिक आणि स्थिर वर्तमान सर्किट्समध्ये;

2. alternating — alternating आणि sinusoidal current सह सर्किटमध्ये.

दुसऱ्या प्रकरणात, अशी अतिरिक्त वैशिष्ट्ये आणि तणावाचे प्रकार वापरले जातात:

• मोठेपणा — abscissa अक्षाच्या शून्य स्थितीपासून सर्वात मोठे विचलन;

• तात्काळ मूल्य, जे ठराविक वेळी व्यक्त केले जाते;

• प्रभावी, प्रभावी किंवा अन्यथा म्हणतात, मूळ सरासरी वर्ग मूल्य, एका अर्ध्या कालावधीसाठी केलेल्या सक्रिय कार्याद्वारे निर्धारित केले जाते;

• सुधारित सरासरी मूल्य गणना केलेले मॉड्यूल एका हार्मोनिक कालावधीचे सुधारित मूल्य.

व्होल्टेजच्या परिमाणवाचक मूल्यांकनासाठी, 1 व्होल्टचे आंतरराष्ट्रीय एकक सादर केले गेले आणि "U" चिन्ह त्याचे पदनाम बनले.

ओव्हरहेड लाईन्सद्वारे विद्युत उर्जेची वाहतूक करताना, समर्थनांचे डिझाइन आणि त्यांचे परिमाण वापरलेल्या व्होल्टेजच्या मूल्यावर अवलंबून असतात. टप्प्यांच्या कंडक्टरमधील त्याचे मूल्य रेखीय असे म्हणतात आणि प्रत्येक कंडक्टर आणि पृथ्वीच्या टप्प्याशी संबंधित आहे.

हा नियम सर्व प्रकारच्या विमान कंपन्यांना लागू होतो.

आपल्या देशाच्या घरगुती इलेक्ट्रिकल नेटवर्कमध्ये, मानक 380/220 व्होल्टचे तीन-टप्प्याचे व्होल्टेज आहे.

विद्युत प्रतिकार

हा शब्द एखाद्या पदार्थाचे गुणधर्म दर्शवण्यासाठी वापरला जातो ज्यामुळे विद्युत प्रवाह कमकुवत होतो.या प्रकरणात, भिन्न वातावरण निवडले जाऊ शकते, पदार्थाचे तापमान किंवा त्याचे परिमाण बदलले जाऊ शकतात.

डीसी सर्किट्समध्ये, प्रतिकार सक्रिय कार्य करतो, म्हणूनच त्याला सक्रिय म्हणतात. प्रत्येक विभागासाठी, ते लागू केलेल्या व्होल्टेजच्या थेट प्रमाणात आणि उत्तीर्ण करंटच्या व्यस्त प्रमाणात असते.

पर्यायी चालू योजनांमध्ये खालील संकल्पना सादर केल्या आहेत:

• प्रतिबाधा

• लाट प्रतिकार.

विद्युत प्रतिबाधाला जटिल किंवा घटक प्रतिबाधा देखील म्हणतात:

• सक्रिय;

• प्रतिक्रियाशील

प्रतिक्रियाशीलता, यामधून, असू शकते:

• capacitive;

• आगमनात्मक

प्रतिरोधक त्रिकोणाच्या प्रतिबाधा घटकांमधील कनेक्शनचे वर्णन केले आहे.

इलेक्ट्रोडायनामिक्सच्या गणनेमध्ये, पॉवर लाइनची वेव्ह प्रतिबाधा घटना वेव्हपासून वेव्ह लाइनच्या बाजूने जाणार्‍या विद्युत् प्रवाहाच्या मूल्यापर्यंतच्या व्होल्टेजच्या गुणोत्तराद्वारे निर्धारित केली जाते.

रेझिस्टन्स व्हॅल्यू हे 1 ओहमच्या मापनाचे आंतरराष्ट्रीय एकक म्हणून घेतले जाते.

विद्युत प्रवाह, व्होल्टेज, प्रतिकार यांचा संबंध

या वैशिष्ट्यांमधील संबंध व्यक्त करण्याचे उत्कृष्ट उदाहरण म्हणजे हायड्रॉलिक सर्किटशी तुलना, जिथे जीवनाच्या प्रवाहाच्या हालचालीची शक्ती (एनालॉग - विद्युत् प्रवाहाची परिमाण) पिस्टनवर लागू केलेल्या शक्तीच्या मूल्यावर अवलंबून असते (निर्मिती ताण) आणि प्रवाह रेषांचे वर्ण, आकुंचन (प्रतिकार) बनलेले.

इलेक्ट्रिकल रेझिस्टन्स, करंट आणि व्होल्टेज यांच्यातील संबंधांचे वर्णन करणारे गणितीय नियम जॉर्ज ओम यांनी प्रथम प्रकाशित केले आणि पेटंट केले. त्याने इलेक्ट्रिक सर्किट आणि त्याच्या विभागाच्या संपूर्ण सर्किटसाठी कायदे काढले. अधिक तपशीलांसाठी येथे पहा: ओमच्या कायद्याचा व्यवहारात वापर

विजेचे मूलभूत विद्युत प्रमाण मोजण्यासाठी अॅमीटर, व्होल्टमीटर आणि ओममीटर वापरतात.

अॅमीटर सर्किटमधून वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाचे मोजमाप करतो. तो संपूर्ण बंदिस्त भागात बदलत नसल्यामुळे, अॅमीटर हे व्होल्टेज स्रोत आणि वापरकर्ता यांच्यामध्ये कुठेही ठेवले जाते, ज्यामुळे यंत्राच्या मापन प्रमुखाद्वारे शुल्काचा मार्ग तयार होतो.

वर्तमान स्त्रोताशी जोडलेल्या वापरकर्त्याच्या टर्मिनल्सवर व्होल्टेज मोजण्यासाठी व्होल्टमीटरचा वापर केला जातो.

ओममीटरसह प्रतिकार मोजमाप केवळ वापरकर्त्याने बंद केल्यावर केले जाऊ शकते. याचे कारण असे की ओममीटर कॅलिब्रेटेड व्होल्टेज आउटपुट करतो आणि चाचणी हेडमधून वाहणारा विद्युत् प्रवाह मोजतो, जो वर्तमान मूल्याने व्होल्टेज विभाजित करून ओहममध्ये रूपांतरित होतो.

मापन दरम्यान बाह्य लो-पॉवर व्होल्टेजचे कोणतेही कनेक्शन अतिरिक्त प्रवाह तयार करेल आणि परिणाम विकृत करेल. ओममीटरचे अंतर्गत सर्किट कमी पॉवरचे आहेत हे लक्षात घेऊन, नंतर बाह्य व्होल्टेज लागू करताना चुकीच्या प्रतिकार मापनाच्या बाबतीत, त्याचे अंतर्गत सर्किट जळून जाते या वस्तुस्थितीमुळे डिव्हाइस बर्‍याचदा अपयशी ठरते.

विद्युत् प्रवाह, व्होल्टेज, प्रतिकार आणि त्यांच्यातील संबंधांची मूलभूत वैशिष्ट्ये जाणून घेतल्याने इलेक्ट्रीशियन त्यांचे कार्य यशस्वीरित्या पार पाडू शकतात आणि इलेक्ट्रिकल सिस्टम विश्वसनीयपणे चालवू शकतात आणि अनेकदा झालेल्या चुका अपघात आणि दुखापतींमध्ये समाप्त होतात.