बुनियादी भौतिकी ट्यूटोरियल

प्रतिरोधकता के बारे में लेख

विद्युत धारा के संदर्भ में, विद्युत धारा के घनत्व पर चर्चा की गई है, साथ ही विद्युत क्षेत्र के बारे में भी बताया गया है। किसी चालक में विद्युत क्षेत्र और विद्युत धारा तभी उत्पन्न होती है जब उसमें विभवांतर हो, जबकि यदि विभवांतर न हो तो विद्युत क्षेत्र और विद्युत धारा दोनों ही उत्पन्न नहीं होती हैं।

लगभग सभी धातु चालकों में, विद्युत क्षेत्र विद्युत धारा के घनत्व के सीधे समानुपाती होता है, जहाँ विद्युत क्षेत्र और विद्युत धारा के घनत्व का अनुपात स्थिर होता है। विद्युत क्षेत्र और धारा घनत्व के अनुपात के मान को प्रतिरोधकता कहते हैं। गणितीय रूप से, विद्युत क्षेत्र, धारा घनत्व और प्रतिरोधकता के बीच संबंध को निम्न समीकरण द्वारा व्यक्त किया जाता है:

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प्रतिरोधक रंग कोड के बारे में लेख

प्रतिरोधक विद्युत परिपथ का एक घटक है जो विद्युत धाराओं की मात्रा को नियंत्रित करने का कार्य करता है । सामान्यतः, प्रतिरोधक दो प्रकार के होते हैं: तार कुंडल प्रतिरोधक और कार्बन प्रतिरोधक। तार कुंडल प्रतिरोधक आमतौर पर प्रयोगशाला में उपयोग किए जाते हैं, जिन्हें इन्सुलेटर ट्यूब की सतह पर महीन तार लपेटकर बनाया जाता है। कार्बन प्रतिरोधक आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक परिपथों में उपयोग किए जाते हैं, ये बेलनाकार होते हैं और इनके दोनों सिरों पर तार होते हैं। कार्बन प्रतिरोधक का प्रतिरोध मान रंग कोड में दर्शाया जाता है और प्रतिरोधक की सतह पर प्रदर्शित होता है।

प्रतिरोधक के रंग कोड को देखकर उसके प्रतिरोध का मान ज्ञात किया जा सकता है। इसे समझने के लिए, पहले नीचे दी गई तालिका को देखें, फिर उदाहरण प्रश्न का अध्ययन करके प्रतिरोधक का प्रतिरोध मान ज्ञात करें।

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श्रृंखला में जुड़े प्रतिरोधों के बारे में लेख

यदि प्रतिरोधकों को चित्र में दिखाए अनुसार जोड़ा जाए, तो वे श्रृंखला में व्यवस्थित होते हैं। प्रश्न में उल्लिखित प्रतिरोधक या विद्युत प्रतिरोध, प्रतिरोधक घटकों, प्रकाश व्यवस्था या अन्य विद्युत प्रतिरोधों के रूप में हो सकता है।

विद्युत आवेश प्रतिरोध 1 (R) के माध्यम से गति करता है₁) = आवेश प्रतिरोध 2 (आर) के माध्यम से चलता है₂) = विद्युत आवेश प्रतिरोध 3 (R के माध्यम से गति करता है₃). विद्युत प्रवाह (I) एक विद्युत आवेश है जो एक निश्चित समय अंतराल के दौरान प्रवाहित होता है (I = Q / t), इसलिए प्रतिरोध 1 (I) के माध्यम से विद्युत धारा₁) = प्रतिरोध 2 (I के माध्यम से विद्युत धारा₂) = प्रतिरोध 3 (I के माध्यम से विद्युत धारा₃गणितीय रूप से, कुल विद्युत धारा (I) = I₁ = I₂ = I₃.

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विद्युत प्रतिरोध का समीकरण

ओम के नियम के विषय में, वोल्टेज (V), विद्युत धारा (I) और विद्युत प्रतिरोध (R) के बीच संबंध बताने वाला एक सूत्र व्युत्पन्न किया गया है। गणितीय रूप से इसे समीकरणों द्वारा व्यक्त किया जाता है:

यह समीकरण दर्शाता है कि विद्युत प्रतिरोध (R) विद्युत वोल्टेज (V) के सीधे समानुपाती और विद्युत धारा (I) के व्युत्क्रमानुपाती होता है। यदि मुख्य वोल्टेज अधिक है, तो विद्युत प्रतिरोध भी बढ़ता है, और इसके विपरीत, यदि विद्युत धारा अधिक है, तो विद्युत प्रतिरोध भी बढ़ता है। यह समीकरण ओम के नियम की व्याख्या तभी करता है जब विद्युत प्रतिरोध (R) स्थिर हो। यदि विद्युत प्रतिरोध स्थिर नहीं है, तो यह समीकरण ओम के नियम की व्याख्या नहीं करता, बल्कि चालक के प्रतिरोध की व्याख्या करता है।

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समानांतर क्रम में जुड़े प्रतिरोधों के बारे में लेख

यदि प्रतिरोधों को चित्र में दिखाए अनुसार जोड़ा जाए, तो वे समानांतर क्रम में जुड़े होते हैं।

किसी जंक्शन बिंदु में प्रवेश करने वाली विद्युत धारा (विद्युत धारा = किसी निश्चित समयावधि में प्रवाहित होने वाला विद्युत आवेश) और जंक्शन बिंदु से बाहर निकलने वाली विद्युत धारा बराबर होती है। कई जंक्शन होते हैं, इसलिए कुल विद्युत धारा प्रत्येक जंक्शन में प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा के बराबर होती है। गणितीय रूप से, I = I₁ ₊ I₂ ₊ I₃ _। साथ ही, प्रत्येक जंक्शन में विद्युत विभव अंतर या विद्युत वोल्टेज समान होता है।

I = V/R, इसलिए उपरोक्त समीकरण I = V/R ₁ + V/R ₂ + V/R _{3 में बदल जाता है} । विद्युत वोल्टेज बराबर है, इसलिए यह समीकरण I = V (1/R ₁ + 1/R ₂ + 1/R ₃ ) में बदल जाता है। यदि समतुल्य प्रतिरोध 1/R है, तो I = V (1/R) होता है। इस प्रकार, 1/R = 1/R ₁ + 1/R ₂ + 1/R ₃ ।

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विद्युतगतिशील बल (ईएमएफ) के स्रोत, आंतरिक प्रतिरोध, टर्मिनल वोल्टेज के बारे में लेख।

एक बंद परिपथ में विद्युत धारा उच्च विभव से निम्न विभव की ओर प्रवाहित होती है। जब विद्युत धारा किसी विद्युत प्रतिरोध वाले घटक से होकर गुजरती है, तो विद्युत स्थितिज ऊर्जा में कमी आती है क्योंकि विद्युत ऊर्जा इस प्रतिरोध पर खर्च हो जाती है। विद्युत धारा को उच्च विभव से निम्न विभव की ओर निरंतर प्रवाहित होने के लिए,

विद्युत स्थितिज ऊर्जा को बढ़ाने के लिए एक उपकरण की आवश्यकता होती है, जिसे विद्युत-प्रेरक बल (ईएमएफ) या अधिक सटीक रूप से विद्युत वोल्टेज स्रोत कहा जाता है। ईएमएफ या वोल्टेज स्रोत एक ऐसा घटक है जो किसी प्रकार की ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है, जैसे बैटरी, सौर सेल या बिजली जनरेटर।

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श्रृंखला और समानांतर में ईएमएफ

यदि दो या दो से अधिक विद्युतगति (ईएमएफ) स्रोत चित्र में दिखाए अनुसार जुड़े हुए हैं, तो ईएमएफ को श्रृंखला में व्यवस्थित किया जाता है।

समतुल्य वोल्टेज स्रोत (ε) इस प्रकार है:

ε = ε ₁ + ε ₂ + ε _n

समतुल्य आंतरिक प्रतिरोध (r) इस प्रकार है:

r = r ₁ + r ₂ + r _n

बाह्य प्रतिरोध (R) से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा निम्न है:

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किरचॉफ का पहला नियम, जिसे जंक्शन बिंदु का नियम भी कहा जाता है, यह बताता है कि किसी जंक्शन बिंदु में प्रवेश करने वाली विद्युत धारा, उस जंक्शन बिंदु से बाहर निकलने वाली विद्युत धारा के बराबर होती है। विद्युत परिपथ में जंक्शन बिंदु वह बिंदु होता है जहाँ दो या दो से अधिक चालक मिलते हैं, जैसे कि बगल में दिए गए चित्र में बिंदु 'a'।

I वह विद्युत धारा है जो जंक्शन बिंदु में प्रवेश करती है, जबकि I ₁ और I ₂ वे विद्युत धाराएँ हैं जो जंक्शन बिंदु से बाहर निकलती हैं, I = I ₁ + I _2। एक अन्य उदाहरण के लिए, नीचे दिए गए चित्र को देखें।

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किरचॉफ का दूसरा नियम कहता है कि किसी बंद परिपथ की परिधि पर विद्युत विभव में परिवर्तन शून्य होता है। किरचॉफ का दूसरा नियम ऊर्जा संरक्षण के नियम पर आधारित है, जो कहता है कि ऊर्जा शाश्वत है।

इसे बेहतर ढंग से समझने के लिए, चित्र में दिखाए गए अनुसार, एक बंद परिपथ में गतिमान विद्युत आवेश की कल्पना करें। जब एक विद्युत आवेश एक बंद परिपथ से गुजरता है, विद्युतीय प्रतिरोध (आर), विद्युत स्थितिज ऊर्जा इन प्रतिरोधों पर खर्च होने के कारण विद्युत स्थितिज ऊर्जा कम हो जाती है। यदि विद्युत आवेश किसी अन्य विद्युत प्रतिरोध से गुजरता है, तो प्रतिरोध पर खर्च होने के कारण विद्युत स्थितिज ऊर्जा फिर से कम हो जाती है। इसके अलावा, जब विद्युत आवेश निम्न विभव से उच्च विभव तक वोल्टेज स्रोत से गुजरता है, तो विद्युत स्थितिज ऊर्जा बढ़ जाती है। जब यह अपने मूल बिंदु पर लौटता है, तो विद्युत स्थितिज ऊर्जा पहले के समान हो जाती है, जहाँ विद्युत स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तन शून्य होता है। Kirchhoffविद्युत परिपथ के दूसरे नियम के अनुसार, हम विद्युत वोल्टेज में परिवर्तन का उपयोग करते हैं, न कि विद्युत स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तन का।

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विद्युत शक्ति की परिभाषा

कार्य में निहित शक्ति और ऊर्जा को एक निश्चित समयावधि में किए गए कार्य के रूप में निर्धारित किया जाता है। कार्य ऊर्जा परिवर्तन की एक प्रक्रिया है, इसलिए शक्ति को एक निश्चित समयावधि में होने वाले ऊर्जा परिवर्तन के रूप में समझा जा सकता है।

विद्युत शक्ति किसी निश्चित समयावधि में विद्युत ऊर्जा में होने वाला परिवर्तन है। विद्युत विभव की समीक्षा में यह बताया गया है कि विद्युत आवेश के विद्युत विभव अंतर से गुजरने पर विद्युत स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तन होता है।

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