मूलभूत विद्युत प्रमाण: चार्ज, व्होल्टेज, करंट, पॉवर, रेझिस्टन्स

मूलभूत विद्युत प्रमाण: वर्तमान, व्होल्टेज, प्रतिकार आणि शक्ती.

चार्ज होत आहे

इलेक्ट्रिकल सर्किट्समधील सर्वात महत्वाची भौतिक घटना म्हणजे हालचाल इलेक्ट्रिक चार्ज… निसर्गात दोन प्रकारचे शुल्क आहेत - सकारात्मक आणि नकारात्मक. जसे शुल्क आकर्षित करतात, जसे शुल्क दूर करतात. हे या वस्तुस्थितीला कारणीभूत ठरते की समान प्रमाणात नकारात्मक शुल्कांसह सकारात्मक शुल्कांचे गट करण्याची प्रवृत्ती आहे.

अणूमध्ये सकारात्मक चार्ज असलेल्या न्यूक्लियसचा समावेश असतो जो नकारात्मक चार्ज केलेल्या इलेक्ट्रॉनच्या ढगाने वेढलेला असतो. निरपेक्ष मूल्यातील एकूण ऋण शुल्क न्यूक्लियसच्या सकारात्मक शुल्काइतके असते. म्हणून, अणूमध्ये शून्य एकूण चार्ज आहे, तो विद्युतदृष्ट्या तटस्थ असल्याचे देखील म्हटले जाते.

धारण करू शकतील अशा साहित्यात वीज, काही इलेक्ट्रॉन अणूंपासून वेगळे केले जातात आणि त्यांना प्रवाहकीय सामग्रीमध्ये हलविण्याची क्षमता असते. या इलेक्ट्रॉनांना मोबाईल चार्ज किंवा चार्ज कॅरिअर म्हणतात.

सुरुवातीच्या अवस्थेतील प्रत्येक अणू तटस्थ असल्याने, नकारात्मक चार्ज केलेले इलेक्ट्रॉन वेगळे केल्यानंतर, ते सकारात्मक चार्ज केलेले आयन बनते.सकारात्मक आयन मुक्तपणे हलवू शकत नाहीत आणि स्थिर, निश्चित शुल्काची प्रणाली तयार करू शकत नाहीत (पहा - कोणते पदार्थ वीज चालवतात).

सेमीकंडक्टरमध्येसाहित्याचा एक महत्त्वाचा वर्ग बनवून, मोबाईल इलेक्ट्रॉन्स दोन प्रकारे हलवू शकतात: किंवा इलेक्ट्रॉन फक्त नकारात्मक चार्ज केलेले वाहक म्हणून वागतात. किंवा अनेक इलेक्ट्रॉन्सचा एक जटिल संग्रह अशा प्रकारे हलतो जसे की सामग्रीमध्ये सकारात्मक चार्ज केलेले मोबाइल वाहक आहेत. निश्चित शुल्क एकतर वर्णाचे असू शकते.

प्रवाहकीय साहित्याचा विचार केला जाऊ शकतो ज्यामध्ये मोबाइल चार्ज वाहक असतात (ज्यामध्ये दोन चिन्हांपैकी एक असू शकते) आणि विरुद्ध ध्रुवीयतेचे निश्चित शुल्क असते.

इन्सुलेटर नावाची सामग्री देखील आहेत जी वीज चालवत नाहीत. इन्सुलेटरमधील सर्व शुल्क निश्चित केले आहे. इन्सुलेटरची उदाहरणे म्हणजे हवा, अभ्रक, काच, ऑक्साईडचे पातळ थर जे अनेक धातूंच्या पृष्ठभागावर तयार होतात आणि अर्थातच, व्हॅक्यूम (ज्यामध्ये कोणतेही शुल्क नसते).

चार्ज कुलॉम्ब्स (C) मध्ये मोजला जातो आणि सामान्यतः Q द्वारे दर्शविला जातो.

प्रति इलेक्ट्रॉन चार्जचे प्रमाण किंवा ऋण विजेचे प्रमाण असंख्य प्रयोगांद्वारे स्थापित केले गेले आहे आणि 1.601 × 10-19 CL किंवा 4.803 x 10-10 इलेक्ट्रोस्टॅटिक शुल्क असल्याचे आढळले आहे.

तुलनेने कमी प्रवाहातही वायरमधून वाहणाऱ्या इलेक्ट्रॉनच्या संख्येची काही कल्पना खालीलप्रमाणे मिळू शकते. इलेक्ट्रॉनचा चार्ज 1.601 • 10-19 CL असल्याने, कूलॉम्बच्या बरोबरीने चार्ज तयार करणाऱ्या इलेक्ट्रॉनची संख्या दिलेली परस्पर आहे, म्हणजेच ती अंदाजे 6 • 1018 च्या समान आहे.

1 A चा प्रवाह प्रति सेकंद 1 C च्या प्रवाहाशी संबंधित आहे आणि वायरच्या क्रॉस सेक्शनमधून फक्त 1 μmka (10-12 A) च्या प्रवाहावर, प्रति सेकंद अंदाजे 6 दशलक्ष इलेक्ट्रॉन.अशा विशालतेचे प्रवाह एकाच वेळी इतके लहान असतात की त्यांचा शोध आणि मोजमाप महत्त्वपूर्ण प्रायोगिक अडचणींशी संबंधित आहे.

धन आयनवरील चार्ज हा इलेक्ट्रॉनवरील चार्जचा पूर्णांक गुणक असतो, परंतु त्याच्या विरुद्ध चिन्ह असते. एकल आयनीकृत असलेल्या कणांसाठी, चार्ज इलेक्ट्रॉनच्या चार्जच्या बरोबरीचा असतो.

न्यूक्लियसची घनता इलेक्ट्रॉनच्या घनतेपेक्षा खूप जास्त असते. एकूणच अणूने व्यापलेला बहुतेक भाग रिकामा असतो.

विद्युत घटनेची संकल्पना

दोन भिन्न शरीरे एकत्र घासून, तसेच इंडक्शनद्वारे, शरीरांना विशेष गुणधर्म दिले जाऊ शकतात - इलेक्ट्रिकल. अशा शरीरांना विद्युतीकृत म्हणतात.

विद्युतीकृत शरीराच्या परस्परसंवादाशी संबंधित घटना म्हणतात विद्युत घटना.

विद्युतीकृत संस्थांमधील परस्परसंवाद तथाकथित द्वारे निर्धारित केला जातो विद्युत शक्ती जे दुसर्‍या निसर्गाच्या शक्तींपेक्षा भिन्न असतात कारण ते चार्ज केलेल्या शरीरांना त्यांच्या गतीची पर्वा न करता एकमेकांना मागे टाकतात आणि आकर्षित करतात.

अशाप्रकारे, चार्ज केलेल्या शरीरांमधील परस्परसंवाद भिन्न असतो, उदाहरणार्थ, गुरुत्वाकर्षणापासून, जो केवळ शरीराच्या आकर्षणाद्वारे दर्शविला जातो किंवा चुंबकीय उत्पत्तीच्या शक्तींपासून, जो चार्जांच्या हालचालींच्या सापेक्ष गतीवर अवलंबून असतो, ज्यामुळे चुंबकीय घटना

इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकी प्रामुख्याने गुणधर्मांच्या बाह्य प्रकटीकरणाच्या कायद्यांचा अभ्यास करते विद्युतीकृत संस्था - इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डचे नियम.

विद्युतदाब

विरुद्ध शुल्कांमधील तीव्र आकर्षणामुळे, बहुतेक साहित्य विद्युतदृष्ट्या तटस्थ असतात. सकारात्मक आणि नकारात्मक शुल्क वेगळे करण्यासाठी ऊर्जा लागते.

अंजीर मध्ये. 1 मध्ये दोन कंडक्टिंग, सुरुवातीला चार्ज न केलेल्या प्लेट्स एका अंतरावर अंतरावर आहेत d.असे गृहीत धरले जाते की प्लेट्समधील जागा इन्सुलेटरने भरलेली आहे, जसे की हवा, किंवा ते व्हॅक्यूममध्ये आहेत.

तांदूळ. 1. दोन प्रवाहकीय, सुरुवातीला चार्ज न केलेल्या प्लेट्स: a — प्लेट्स इलेक्ट्रिकली न्यूट्रल असतात; b — चार्ज -Q तळाच्या प्लेटमध्ये हस्तांतरित केला जातो (प्लेट्समध्ये संभाव्य फरक आणि विद्युत क्षेत्र आहे).

अंजीर मध्ये. 1, दोन्ही प्लेट्स तटस्थ आहेत आणि वरच्या प्लेटवरील एकूण शून्य शुल्क +Q आणि -Q च्या बेरजेने दर्शवले जाऊ शकते. अंजीर मध्ये. 1b, चार्ज -Q वरच्या प्लेटमधून खालच्या प्लेटमध्ये हस्तांतरित केला जातो. अंजीर मध्ये असल्यास. 1b, आम्ही प्लेट्सला वायरने जोडतो, नंतर विरुद्ध शुल्काच्या आकर्षणाच्या शक्तींमुळे चार्ज त्वरीत परत हस्तांतरित होईल आणि आम्ही अंजीरमध्ये दर्शविलेल्या स्थितीकडे परत येऊ. 1, अ. पॉझिटिव्ह चार्जेस हे निगेटिव्ह चार्ज केलेल्या प्लेटवर आणि निगेटिव्ह चार्जेस पॉझिटिव्ह चार्ज केलेल्या प्लेटवर जातात.

आम्ही म्हणतो की अंजीर मध्ये दर्शविलेल्या चार्ज केलेल्या प्लेट्स दरम्यान. 1b, संभाव्य फरक आहे आणि सकारात्मक चार्ज केलेल्या वरच्या प्लेटवर संभाव्य नकारात्मक चार्ज केलेल्या खालच्या प्लेटपेक्षा जास्त आहे. सर्वसाधारणपणे, दोन बिंदूंमध्ये संभाव्य फरक असतो जर त्या बिंदूंमधील वहन प्रभारी हस्तांतरणास कारणीभूत ठरते.

पॉझिटिव्ह चार्जेस उच्च क्षमतेच्या बिंदूपासून कमी क्षमतेच्या बिंदूकडे जातात, नकारात्मक शुल्काच्या हालचालीची दिशा विरुद्ध असते - कमी संभाव्यतेच्या बिंदूपासून उच्च संभाव्यतेच्या बिंदूकडे.

संभाव्य फरक मोजण्याचे एकक व्होल्ट (V) आहे. संभाव्य फरकाला व्होल्टेज असे म्हणतात आणि सामान्यतः U अक्षराने दर्शविले जाते.

दोन बिंदूंमधील तणाव परिमाण करण्यासाठी, संकल्पना वापरली जाते विद्युत क्षेत्र… अंजीर मध्ये दर्शविले प्रकरणात.1b, उच्च संभाव्यतेच्या क्षेत्रापासून (सकारात्मक प्लेटपासून) कमी क्षमतेच्या प्रदेशापर्यंत (नकारात्मक प्लेटकडे) निर्देशित केलेल्या प्लेट्समध्ये एकसमान विद्युत क्षेत्र आहे.

या फील्डची ताकद, प्रति मीटर व्होल्टमध्ये व्यक्त केली जाते, प्लेट्सवरील शुल्काच्या प्रमाणात असते आणि शुल्कांचे वितरण ज्ञात असल्यास भौतिकशास्त्राच्या नियमांवरून मोजले जाऊ शकते. विद्युत क्षेत्राची परिमाण आणि प्लेट्समधील व्होल्टेज U यांच्यातील संबंधाचे स्वरूप U = E NS e (व्होल्ट = व्होल्ट / मीटर x मीटर) आहे.

तर, कमी संभाव्यतेपासून उच्च क्षमतेचे संक्रमण क्षेत्राच्या दिशेच्या विरुद्ध हालचालीशी संबंधित आहे. अधिक जटिल संरचनेत, विद्युत क्षेत्र सर्वत्र एकसमान असू शकत नाही आणि दोन बिंदूंमधील संभाव्य फरक निश्चित करण्यासाठी, U = E NS e हे समीकरण वारंवार वापरणे आवश्यक आहे.

आमच्यासाठी स्वारस्य असलेल्या मुद्द्यांमधील मध्यांतर अनेक विभागांमध्ये विभागले गेले आहे, त्यातील प्रत्येक फील्ड एकसमान होण्यासाठी पुरेसे लहान आहे. समीकरण नंतर प्रत्येक विभाग U = E NS e वर अनुक्रमे लागू केले जाते आणि प्रत्येक विभागासाठी संभाव्य फरकांची बेरीज केली जाते. अशा प्रकारे, शुल्क आणि विद्युत क्षेत्राच्या कोणत्याही वितरणासाठी, तुम्ही कोणत्याही दोन बिंदूंमधील संभाव्य फरक शोधू शकता.

संभाव्य फरक निर्धारित करताना, दोन बिंदूंमधील व्होल्टेजची परिमाणच नव्हे तर कोणत्या बिंदूची क्षमता सर्वात जास्त आहे हे देखील सूचित करणे आवश्यक आहे. तथापि, अनेक भिन्न घटक असलेल्या इलेक्ट्रिकल सर्किट्समध्ये, कोणत्या बिंदूमध्ये सर्वात जास्त क्षमता आहे हे आगाऊ ठरवणे नेहमीच शक्य नसते. गोंधळ टाळण्यासाठी, चिन्हे (चित्र 2) साठी अट स्वीकारणे आवश्यक आहे.

तांदूळ. 2… व्होल्टेज ध्रुवीयता निश्चित करणे (व्होल्टेज सकारात्मक किंवा नकारात्मक असू शकते).

द्विध्रुवीय सर्किट घटक दोन टर्मिनल्सने सुसज्ज असलेल्या बॉक्सद्वारे दर्शविला जातो (चित्र 2, अ). बॉक्सपासून टर्मिनल्सकडे जाणाऱ्या रेषा विद्युत प्रवाहाचे आदर्श वाहक मानल्या जातात. एक टर्मिनल अधिक चिन्हाने चिन्हांकित केले आहे, तर दुसरे वजा चिन्हाने. हे वर्ण सापेक्ष ध्रुवता निश्चित करतात. अंजीर मध्ये व्होल्टेज यू. 2, आणि U = (टर्मिनल «+» ची संभाव्यता) — (टर्मिनल «-« ची संभाव्यता) द्वारे निर्धारित केले जाते.

अंजीर मध्ये. 2b, चार्ज केलेल्या प्लेट्स टर्मिनल्सशी जोडल्या जातात जेणेकरून «+» टर्मिनल उच्च क्षमतेसह प्लेटशी जोडले जाईल. येथे व्होल्टेज U ही सकारात्मक संख्या आहे. अंजीर मध्ये. 2, «+» टर्मिनल खालच्या संभाव्य प्लेटशी जोडलेले आहे. परिणामी, आम्हाला नकारात्मक व्होल्टेज मिळते.

तणावाच्या प्रतिनिधित्वाचे बीजगणितीय स्वरूप लक्षात ठेवणे महत्त्वाचे आहे. एकदा ध्रुवीयता निश्चित झाल्यावर, सकारात्मक व्होल्टेज म्हणजे «+» टर्मिनलमध्ये एक (उच्च क्षमता) आहे आणि नकारात्मक व्होल्टेज म्हणजे «-» टर्मिनलची क्षमता जास्त आहे.

चालू

हे वर नमूद केले आहे की सकारात्मक चार्ज वाहक उच्च संभाव्य क्षेत्रातून कमी संभाव्य प्रदेशाकडे जातात, तर नकारात्मक चार्ज वाहक कमी संभाव्य क्षेत्रातून उच्च संभाव्य प्रदेशाकडे जातात. शुल्काचे कोणतेही हस्तांतरण म्हणजे कालबाह्य होणे वीज.

अंजीर मध्ये. 3 विद्युत प्रवाहाची काही साधी प्रकरणे दर्शविते, पृष्ठभाग C निवडला आहे आणि काल्पनिक सकारात्मक दिशा दर्शविली आहे. जर कालांतराने dt विभाग S मधून, एकूण शुल्क Q निवडलेल्या दिशेने जाईल, तर S मधून वर्तमान I = dV/dT च्या बरोबरीचे असेल. विद्युतप्रवाह मोजण्याचे एकक अँपिअर (A) (1A = 1C/s) आहे.

तांदूळ. 3… विद्युतप्रवाहाची दिशा आणि मोबाईल चार्जेसच्या प्रवाहाची दिशा यांच्यातील संबंध.काही पृष्ठभाग C मधून येणारा सकारात्मक शुल्काचा प्रवाह निवडलेल्या दिशेशी जुळल्यास विद्युत प्रवाह सकारात्मक (a आणि b) असतो. जर पृष्ठभागावर सकारात्मक शुल्काचा परिणामी प्रवाह निवडलेल्या दिशेच्या विरुद्ध असेल तर प्रवाह ऋण (b आणि d) असतो.

वर्तमान Iz चे चिन्ह निश्चित करण्यात अनेकदा अडचणी येतात. जर मोबाईल चार्ज वाहक सकारात्मक असतील तर, सकारात्मक प्रवाह निवडलेल्या दिशेने मोबाइल वाहकांच्या वास्तविक हालचालीचे वर्णन करतो, तर नकारात्मक प्रवाह निवडलेल्या दिशेने उलट मोबाइल चार्ज वाहकांच्या प्रवाहाचे वर्णन करतो.

मोबाइल ऑपरेटर नकारात्मक असल्यास, विद्युत् प्रवाहाची दिशा ठरवताना तुम्ही सावधगिरी बाळगली पाहिजे. अंजीर विचारात घ्या. 3d ज्यामध्ये नकारात्मक मोबाइल चार्ज वाहक निवडलेल्या दिशेने S ओलांडतात. असे गृहीत धरा की प्रत्येक वाहकाला चार्ज -q आहे आणि S द्वारे प्रवाह दर n वाहक प्रति सेकंद आहे. dt दरम्यान निवडलेल्या दिशेने C शुल्काचा एकूण उतारा dV = -n NS q NS dt असेल, जो वर्तमान I = dV/ dT शी संबंधित आहे.

म्हणून, Fig.3d मधील वर्तमान ऋण आहे. शिवाय, हा विद्युत् प्रवाह निवडलेल्या (चित्र 3, ब) च्या विरुद्ध दिशेने प्रति सेकंद n वाहकांच्या वेगाने पृष्ठभाग S मधून चार्ज + q सह सकारात्मक वाहकांच्या हालचालींद्वारे तयार केलेल्या विद्युत् प्रवाहाशी एकरूप होतो. अशाप्रकारे, दुहेरी-अंकी शुल्क दुहेरी-अंकी प्रवाहामध्ये परावर्तित केले जातात. इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्समधील बहुतेक प्रकरणांमध्ये, विद्युत् प्रवाहाचे चिन्ह महत्त्वपूर्ण असते आणि कोणते चार्ज वाहक (सकारात्मक किंवा नकारात्मक) विद्युत प्रवाह वाहून घेतात हे महत्त्वाचे नसते. म्हणून, जेव्हा ते विद्युत प्रवाहाबद्दल बोलतात तेव्हा ते असे गृहीत धरतात की चार्ज वाहक सकारात्मक आहेत (पहा — विद्युत प्रवाहाची दिशा).

सेमीकंडक्टर उपकरणांमध्ये, तथापि, सकारात्मक आणि नकारात्मक चार्ज वाहकांमधील फरक डिव्हाइसच्या ऑपरेशनसाठी महत्त्वपूर्ण आहे.या उपकरणांच्या ऑपरेशनच्या तपशीलवार तपासणीने मोबाइल चार्ज वाहकांची चिन्हे स्पष्टपणे ओळखली पाहिजेत. एका विशिष्ट क्षेत्रातून वाहणाऱ्या विद्युतप्रवाहाची संकल्पना सर्किट घटकाद्वारे विद्युत् प्रवाहात सहजपणे सामान्यीकृत केली जाऊ शकते.

अंजीर मध्ये. 4 द्विध्रुवीय घटक दर्शवितो. सकारात्मक प्रवाहाची दिशा बाणाने दर्शविली जाते.

तांदूळ. 4. सर्किट घटकाद्वारे प्रवाह. चार्जेस टर्मिनल A द्वारे सेलमध्ये i (कुलॉम्ब प्रति सेकंद) दराने प्रवेश करतात आणि त्याच दराने टर्मिनल A' द्वारे सेल सोडतात.

जर सर्किट घटकातून सकारात्मक विद्युत प्रवाह वाहत असेल, तर पॉझिटिव्ह चार्ज टर्मिनल A मध्ये i कूलॉम्ब प्रति सेकंद या वेगाने प्रवेश करतो. परंतु, आधीच नमूद केल्याप्रमाणे, साहित्य (आणि सर्किट घटक) सहसा विद्युतदृष्ट्या तटस्थ राहतात. (अंजीर 1 मधील "चार्ज केलेल्या" सेलमध्येही शून्य एकूण शुल्क आहे.) म्हणून, जर चार्ज टर्मिनल A द्वारे सेलमध्ये प्रवाहित होत असेल, तर त्याच वेळी टर्मिनल A' द्वारे सेलमधून समान शुल्क प्रवाहित होणे आवश्यक आहे. सर्किट घटकाद्वारे विद्युत प्रवाह प्रवाहाची ही सातत्य संपूर्ण घटकाच्या तटस्थतेचे अनुसरण करते.

शक्ती

सर्किटमधील कोणताही द्विध्रुवीय घटक त्याच्या टर्मिनल्समध्ये व्होल्टेज असू शकतो आणि त्यातून विद्युत प्रवाह वाहू शकतो. विद्युतप्रवाह आणि व्होल्टेजची चिन्हे स्वतंत्रपणे निर्धारित केली जाऊ शकतात, परंतु व्होल्टेज आणि विद्युत् प्रवाह यांच्या ध्रुवीयतेमध्ये एक महत्त्वपूर्ण शारीरिक संबंध आहे, ज्याच्या स्पष्टीकरणासाठी काही अतिरिक्त अटी सामान्यतः घेतल्या जातात.

अंजीर मध्ये. 4 व्होल्टेज आणि करंटची सापेक्ष ध्रुवता कशी निर्धारित केली जाते हे दर्शविते. जेव्हा वर्तमान दिशा निवडली जाते, तेव्हा ती «+» टर्मिनलमध्ये वाहते. जेव्हा ही अतिरिक्त अट पूर्ण होते, तेव्हा महत्त्वाचे विद्युत प्रमाण—विद्युत शक्ती—निर्धारित करता येते. अंजीर मध्ये सर्किट घटक विचारात घ्या. 4.

जर व्होल्टेज आणि करंट पॉझिटिव्ह असतील, तर उच्च क्षमतेच्या बिंदूपासून कमी क्षमतेच्या बिंदूपर्यंत सकारात्मक शुल्काचा सतत प्रवाह असतो. हा प्रवाह कायम ठेवण्यासाठी, ऋण शुल्कापासून सकारात्मक शुल्क वेगळे करणे आणि त्यांना «+» टर्मिनलमध्ये समाविष्ट करणे आवश्यक आहे. या सतत पृथक्करणासाठी सतत ऊर्जा खर्च करणे आवश्यक असते.

चार्जेस घटकातून जात असताना, ते ही ऊर्जा सोडतात. आणि ऊर्जा संचयित करणे आवश्यक असल्याने, ती सर्किट घटकामध्ये उष्णता म्हणून सोडली जाते (उदाहरणार्थ, टोस्टरमध्ये) किंवा त्यात साठवली जाते (उदाहरणार्थ, कारची बॅटरी चार्ज करताना). हे ऊर्जा रूपांतरण ज्या दराने होते त्याला म्हणतात शक्ती आणि P = U NS Az (watts = volts x amperes) या अभिव्यक्तीद्वारे निर्धारित केले जाते.

शक्तीच्या मोजमापाचे एकक वॅट (W) आहे, जे 1 J ऊर्जेच्या 1 s मध्ये रूपांतरणाशी संबंधित आहे. अंजीर मध्ये परिभाषित केलेल्या ध्रुवीयतेसह व्होल्टेज आणि करंटच्या गुणानुरूप पॉवर. 4 हे बीजगणितीय प्रमाण आहे.

P > 0 असल्यास, वरील प्रकरणाप्रमाणे, घटकामध्ये शक्ती विरघळली किंवा शोषली गेली. जर P < 0 असेल, तर या प्रकरणात घटक ज्या सर्किटमध्ये जोडला आहे त्याला वीज पुरवतो.

प्रतिरोधक घटक

प्रत्येक सर्किट घटकासाठी, आपण घटकाद्वारे टर्मिनल व्होल्टेज आणि वर्तमान दरम्यान एक विशिष्ट संबंध लिहू शकता. प्रतिरोधक घटक हा एक घटक आहे ज्यासाठी व्होल्टेज आणि विद्युत् प्रवाह यांच्यातील संबंध प्लॉट केले जाऊ शकतात. या आलेखाला वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य म्हणतात. अशा वैशिष्ट्याचे उदाहरण अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. ५.

तांदूळ. 5. प्रतिरोधक घटकाचे वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य

जर घटक D च्या टर्मिनल्सवरील व्होल्टेज ज्ञात असेल, तर आलेख D घटकाद्वारे वर्तमान निर्धारित करू शकतो.त्याचप्रमाणे, विद्युत प्रवाह ज्ञात असल्यास, व्होल्टेज निर्धारित केले जाऊ शकते.

परिपूर्ण प्रतिकार

आदर्श प्रतिकार (किंवा प्रतिरोधक) आहे रेखीय प्रतिरोधक घटक… रेखीयतेच्या व्याख्येनुसार, रेखीय प्रतिरोधक घटकातील व्होल्टेज आणि करंट यांच्यातील संबंध असा असतो की जेव्हा विद्युत् प्रवाह दुप्पट होतो तेव्हा व्होल्टेज देखील दुप्पट होते. सर्वसाधारणपणे, व्होल्टेज विद्युत् प्रवाहाच्या प्रमाणात असावे.

व्होल्टेज आणि करंट यांच्यातील आनुपातिक संबंध म्हणतात सर्किटच्या विभागासाठी ओमचा नियम आणि दोन प्रकारे लिहिलेले आहे: U = I NS R, जेथे R हा घटकाचा प्रतिकार आहे आणि I = G NS U, जेथे G = I/R ही घटकाची चालकता आहे. प्रतिकाराचे एकक ओम (ओहम) आहे आणि चालकतेचे एकक सीमेन्स (सेमी) आहे.

आदर्श प्रतिकाराचे वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. 6. आलेख हा उत्पत्तीमधून एक सरळ रेषा आहे ज्याचा उतार Az/R सारखा आहे.

तांदूळ. 6. आदर्श रेझिस्टरचे पदनाम (a) आणि वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य (b).

परिपूर्ण प्रतिकार शक्ती

आदर्श प्रतिकाराने शोषलेली शक्ती व्यक्त करणे:

P = U NS I = I2NS R, P = U2/ R

ज्याप्रमाणे शोषली जाणारी शक्ती, आदर्श प्रतिकारामध्ये, विद्युत् प्रवाहाच्या (किंवा व्होल्टेज) वर्गावर अवलंबून असते, त्याचप्रमाणे आदर्श प्रतिकारामध्ये शोषलेली शक्ती v चे चिन्ह R च्या चिन्हावर अवलंबून असते. जरी नकारात्मक प्रतिकार मूल्ये कधीकधी वापरली जातात. विशिष्ट मोडमध्ये कार्यरत असलेल्या विशिष्ट प्रकारच्या उपकरणांचे अनुकरण करताना, सर्व वास्तविक प्रतिकार सामान्यतः सकारात्मक असतात. या प्रतिकारांसाठी, शोषलेली शक्ती नेहमीच सकारात्मक असते.

प्रतिकाराने शोषलेली विद्युत ऊर्जा, acc ऊर्जा संवर्धन कायदा, NS चे इतर प्रजातींमध्ये रूपांतर होणे आवश्यक आहे.बर्‍याचदा, विद्युत उर्जेचे उष्णता उर्जेमध्ये रूपांतर होते, ज्याला जौल हीट म्हणतात. उत्सर्जन दर जूल उष्णता प्रतिकारशक्तीच्या बाबतीत, ते विद्युत उर्जेच्या शोषणाच्या दराशी जुळते. अपवाद हे प्रतिरोधक घटक आहेत (उदाहरणार्थ, लाइट बल्ब किंवा स्पीकर), जेथे शोषलेल्या ऊर्जेचा काही भाग इतर स्वरूपात (प्रकाश आणि ध्वनी ऊर्जा) रूपांतरित केला जातो.

मुख्य विद्युत परिमाणांचा परस्पर संबंध

थेट प्रवाहासाठी, मूलभूत एकके अंजीर मध्ये दर्शविली आहेत. ७.

तांदूळ. 7. मुख्य विद्युत प्रमाणांचे परस्परसंबंध

चार मूलभूत युनिट्स - वर्तमान, व्होल्टेज, प्रतिकार आणि शक्ती - विश्वासार्हपणे स्थापित संबंधांद्वारे एकमेकांशी जोडलेले आहेत, ज्यामुळे आम्हाला केवळ प्रत्यक्षच नाही तर अप्रत्यक्ष मोजमाप देखील करता येतात किंवा आम्हाला आवश्यक असलेल्या मूल्यांची मोजणी करता येते. म्हणून, सर्किटच्या एका भागामध्ये व्होल्टेज मोजण्यासाठी, एखाद्याकडे व्होल्टमीटर असणे आवश्यक आहे, परंतु त्याच्या अनुपस्थितीत देखील, सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह आणि या विभागातील वर्तमान प्रतिकार जाणून घेतल्यास, आपण व्होल्टेजचे मूल्य मोजू शकता.