बिजली और चुंबकत्व

बिजली और चुंबकत्व
भौतिकी का अनुभाग स्थिर बिजली, विद्युत धाराओं और चुंबकीय घटनाओं के ज्ञान को कवर करता है।
इलेक्ट्रोस्टाटिक्स
इलेक्ट्रोस्टैटिक्स बिजली के आरोपों को आराम से जुड़े घटनाओं को संबोधित करता है। ऐसे आरोपों के बीच कार्य करने वाली बलों की उपस्थिति होमर के समय नोट की गई थी। "विद्युत" शब्द ग्रीक Elektron (एम्बर) से आता है, क्योंकि पहले घर्षण-वर्णित घर्षण विद्युतीकरण कहानियां इस सामग्री से जुड़े हुए हैं। 1733 में। डीयूएफई (16 9 8-1739) ने पाया कि दो प्रकार के विद्युत शुल्क हैं। एक ही प्रकार के आरोप बढ़ते हैं, अगर यह ऊनी कपड़े के साथ इसे रगड़ता है, तो एक और प्रकार के आरोप - ग्लास पर, अगर वे इसे रेशम के साथ रगड़ते हैं। एक ही शुल्क दोहराया जाता है, अलग - आकर्षित। विभिन्न प्रकार के आरोप, कनेक्टिंग, एक दूसरे को निष्क्रिय करना। 1750 में बी फ्रैंकलिन (1706-17 9 0) ने इस धारणा के आधार पर विद्युत घटनाओं के सिद्धांत का विकास किया कि सभी सामग्रियों में किसी प्रकार का "विद्युत तरल" होता है। उनका मानना \u200b\u200bथा कि दो सामग्रियों के घर्षण के साथ, इस विद्युत द्रव का एक हिस्सा उनमें से एक से दूसरे में चलता है (जबकि विद्युत तरल पदार्थ की कुल मात्रा सहेजी जाती है)। शरीर में विद्युत तरल पदार्थ से अधिक उसे एक प्रकार का प्रभार सूचित करता है, और इसका नुकसान किसी अन्य प्रकार के प्रभारी की उपस्थिति के रूप में प्रकट होता है। फ्रैंकलिन ने फैसला किया कि जब सुरगुचे को रगड़ दिया जाता है, ऊन ऊन कुछ मात्रा में विद्युत तरल पदार्थ लेता है। इसलिए, उन्होंने सुरगुचे नकारात्मक के प्रभार को बुलाया। फ्रैंकलिन के विचार आधुनिक विचारों के बहुत करीब हैं, जिसके अनुसार घर्षण द्वारा विद्युतीकरण ड्राइविंग निकायों में से एक से इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के कारण होता है। लेकिन वास्तव में, इलेक्ट्रॉनों को सुरगास पर ऊन से बहता है, अतिरिक्त सर्जियम में होता है, और इस विद्युत तरल पदार्थ की कमी नहीं होती है, जिसे अब इलेक्ट्रॉनों के साथ पहचाना जाता है। फ्रैंकलिन में, यह निर्धारित करने का कोई तरीका नहीं था कि विद्युत द्रव प्रवाह किस दिशा में बहती है, और हम इस तथ्य से असफल विकल्प से बाध्य हैं कि इलेक्ट्रॉन शुल्क "नकारात्मक" साबित हुए हैं। यद्यपि इस तरह के चार्ज संकेत इस विषय के अध्ययन में कुछ भ्रम का कारण बनते हैं, लेकिन यह कन्वेंशन साहित्य में बहुत दृढ़ता से निहित है ताकि उसके गुणों को पहले से ही अच्छी तरह से अध्ययन करने के बाद इलेक्ट्रॉन में चार्ज साइन बदलने के बारे में बात करने के लिए साहित्य में बहुत दृढ़ता से जड़ें। जी। कैवेंडिश (1731-1810) द्वारा विकसित ट्वीटर्स का उपयोग करते हुए, 1785 एसएच। सिलोन (1736-1806) ने दिखाया कि दो बिंदुओं के बीच अभिनय बल इन शुल्कों के मूल्यों के उत्पाद के आनुपातिक है और विपरीत है उनके बीच की दूरी के वर्ग के आनुपातिक, अर्थात्:

जहां एफ वह बल है जिसके साथ चार्ज क्यू उसी संकेत के प्रभार को दोहराता है, और आर उनके बीच की दूरी है। यदि शुल्क के संकेत विपरीत हैं, तो बल एफ नकारात्मक है और शुल्क दोबारा नहीं हैं, लेकिन एक दूसरे को आकर्षित करते हैं। आनुपातिकता गुणांक के इस पर निर्भर करता है कि कौन से इकाइयों को मापा जाता है एफ, आर, क्यू और क्यू। "
चार्ज माप की इकाइयां शुरुआत में मौजूद नहीं थीं, लेकिन कोलन का कानून ऐसी इकाई को पेश करना संभव बनाता है। विद्युत चार्ज माप की इस इकाई को नाम "लटकन" और संक्षिप्त पदनाम सीएल सौंपा गया है। एक लटकन (1 सीएल) एक ऐसा शुल्क है जो 6,242 * 1018 इलेक्ट्रॉनों को हटाने के बाद शुरू में विद्युत रूप से तटस्थ निकाय पर रहता है। यदि शुल्क क्यू और क्यू के सूत्र (1) में "न्यूटन में, एफ - न्यूटन में, और आर-इन मीटर में व्यक्त किए जाते हैं, तो के" 8,9876 * 10 9 एच * एम 2 / सीएल 2, यानी। लगभग 9 * 10 9 एन * एम 2 / सीएल 2। आमतौर पर k के बजाय e0 \u003d 1 / 4pk स्थिर का उपयोग करते हैं। यद्यपि Culon कानून के लिए अभिव्यक्ति थोड़ा जटिल है, यह हमें अन्य सूत्रों में 4 पी गुणक के बिना करने की अनुमति देता है जो अपराधियों के कानून की तुलना में अधिक बार उपयोग किए जाते हैं।
इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीनें और लीडेन बैंक। घर्षण द्वारा एक बड़े परिमाण के एक स्थिर प्रभार को प्राप्त करने के लिए मशीन ने लगभग 1660 ओ हेरिका (1602-1686) का आविष्कार किया, जिसने खाली स्थान (डी वैक्यूओ स्पैटियो, 1672) पर अपने नए प्रयोगों का वर्णन किया। जल्द ही ऐसी कार के लिए अन्य विकल्प दिखाई दिए। 1745 में, क्यूमिन से ई। क्लेस्ट और उसके बावजूद, लीडेन के पी। Muschenbruck ने पाया कि ग्लास गधा, प्रवाहकीय सामग्री के अंदर और बाहर से बाहर रखा गया है, बिजली चार्ज जमा करने और संग्रहीत करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। अंदर और बाहर टिन फोइल से बाहर निकलने वाले ग्लास जार तथाकथित लीडेन बैंक हैं - पहले विद्युत कैपेसिटर थे। फ्रैंकलिन ने दिखाया कि लीडेन के बैंक को चार्ज करते समय, टिन फोइल (आउटडोर) की बाहरी कोटिंग एक संकेत का प्रभार प्राप्त करती है, और आंतरिक घटना विपरीत संकेत के मूल्य के बराबर होती है। यदि दोनों चार्ज प्लेट्स को कंडक्टर द्वारा संपर्क में या कनेक्ट किया जाता है, तो शुल्क पूरी तरह गायब हो जाते हैं, जो उनके पारस्परिक तटस्थता को इंगित करता है। यहां से यह इस प्रकार है कि शुल्क धातु के साथ स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित हो जाते हैं, लेकिन ग्लास के चारों ओर नहीं जा सकते हैं। शुल्क के लिए सामग्री प्रकार सामग्री स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित की जाती है, तारों और ग्लास प्रकार की सामग्री नामित की गई थी, जिसके माध्यम से शुल्क पास नहीं होते हैं, इन्सुलेटर (ढांकता हुआ) हैं।
ढांकता हुआ। सही ढांकता हुआ सामग्री है, आंतरिक विद्युत शुल्क जो इतनी मजबूती से जुड़े होते हैं कि यह एक विद्युत प्रवाह करने में सक्षम नहीं है। इसलिए, वह एक अच्छा इन्सुलेटर के रूप में काम कर सकता है। यद्यपि प्रकृति में कोई आदर्श ढांकता हुआ नहीं है, कमरे के तापमान पर कई इन्सुलेटिंग सामग्री की चालकता 10-23 तांबा चालकता से अधिक नहीं है; कई मामलों में, इस तरह की चालकता शून्य के बराबर माना जा सकता है।
शर्तेँ। ठोस कंडक्टर और ढांकता हुआ में इलेक्ट्रॉनों की क्रिस्टल संरचना और वितरण एक दूसरे के समान होता है। मुख्य अंतर इस तथ्य में निहित है कि सभी इलेक्ट्रॉनों में सभी इलेक्ट्रॉन समान नाभिक से संबंधित होते हैं, जबकि कंडक्टर में इलेक्ट्रॉनों होते हैं जो परमाणुओं के बाहरी खोल में होते हैं जो क्रिस्टल पर स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकते हैं। इस तरह के इलेक्ट्रॉनों को मुफ्त इलेक्ट्रॉन या चालन इलेक्ट्रॉनों कहा जाता है, क्योंकि वे बिजली शुल्क हैं। प्रति मेटल एटम चालकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या परमाणुओं की इलेक्ट्रॉन संरचना और क्रिस्टल जाली के साथ अपने पड़ोसियों के परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉनिक गोले की परेशानी की डिग्री पर निर्भर करता है। तत्वों की आवधिक प्रणाली (लिथियम, सोडियम, पोटेशियम, तांबा, रस्सी, रूबिडियम, चांदी, सेसियम और सोने) के पहले समूह के तत्वों पर आंतरिक इलेक्ट्रॉनिक गोले पूरी तरह से भरे हुए हैं, और बाहरी खोल में एक इलेक्ट्रॉन है। प्रयोग ने पुष्टि की कि इन धातुओं में एक परमाणु है, लगभग एक के बराबर चालकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या। हालांकि, अधिकांश धातुओं के लिए, अन्य समूहों को प्रतिमाणु प्रतिमाणुता के इलेक्ट्रॉनों की संख्या के औसत आंशिक मूल्यों की विशेषता है। उदाहरण के लिए, क्षणिक तत्व - निकल, कोबाल्ट, पैलेडियम, रेनियम और उनके अधिकांश मिश्र धातु - प्रति परमाणु चालकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या लगभग 0.6 है। अर्धचालक में वर्तमान वाहक की संख्या बहुत छोटी है। उदाहरण के लिए, जर्मनी में कमरे के तापमान पर यह लगभग 10-9 है। अर्धचालक में मीडिया की बेहद छोटी संख्या कई रोचक गुणों के उद्भव की ओर ले जाती है।
ठोस भौतिकी देखें;
अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण;
ट्रांजिस्टर। धातु में क्रिस्टल जाली के थर्मल उतार चढ़ाव चालकता इलेक्ट्रॉनों के निरंतर आंदोलन का समर्थन करते हैं, जिसकी गति कमरे के तापमान पर 106 मीटर / एस तक पहुंच जाती है। चूंकि यह ध्यान में है, यह एक विद्युत प्रवाह का कारण नहीं है। जब विद्युत क्षेत्र ओवरलैपिंग कर रहा है, तो एक छोटा सा सामान्य बहाव दिखाई देता है। एक्सप्लोरर में मुफ्त इलेक्ट्रॉनों का यह बहाव एक विद्युत प्रवाह है। चूंकि इलेक्ट्रॉनों को नकारात्मक चार्ज किया जाता है, इसलिए वर्तमान दिशा उनके बहाव की दिशा के विपरीत है।
संभावित अंतर। कंडेनसर के गुणों का वर्णन करने के लिए, संभावित अंतर की अवधारणा को पेश करना आवश्यक है। यदि एक संधारित्र पर सकारात्मक चार्ज होता है, और दूसरी तरफ एक ही मूल्य का नकारात्मक शुल्क है, तो सकारात्मक अनुलग्नक के साथ सकारात्मक अनुलग्नक के साथ सकारात्मक चार्ज के अतिरिक्त हिस्से के हस्तांतरण के लिए, इसके खिलाफ काम करना आवश्यक है नकारात्मक शुल्क और सकारात्मक के प्रतिकृति से आकर्षण की ताकतें। प्लेटों के बीच संभावित अंतर को इस चार्ज की परिमाण के लिए परीक्षण शुल्क के हस्तांतरण पर कार्य के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है; यह माना जाता है कि परीक्षण शुल्क चार्ज से काफी कम है, जो मूल रूप से प्रत्येक प्लेट पर था। कई संशोधित फॉर्मूलेशन, किसी भी दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर निर्धारित करना संभव है, जो कहीं भी हो सकता है: वर्तमान के साथ एक तार पर, विभिन्न कंडेनसर प्लेटों पर या बस अंतरिक्ष में। यह परिभाषा ऐसी है: अंतरिक्ष के दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर एक परीक्षण शुल्क के आंदोलन के अनुपात के बराबर है, जो एक बिंदु से कम क्षमता के साथ एक उच्च क्षमता के साथ, परीक्षण के मूल्य के लिए एक उच्च क्षमता के साथ बिताए गए ऑपरेशन के बराबर है चार्ज। यह फिर से माना जाता है कि परीक्षण शुल्क पर्याप्त रूप से छोटा है और मापने योग्य संभावित अंतर पैदा करने, शुल्क के वितरण का उल्लंघन नहीं करता है। संभावित अंतर वी को वोल्ट (बी) में मापा जाता है, बशर्ते कि डब्ल्यू काम जौल्स (जे) में व्यक्त किया गया हो, और टेस्ट चार्ज क्यू क्यूलॉन (सीएल) में है।
क्षमता। संधारित्र की क्षमता इसकी किसी भी दो प्लेटों पर चार्ज के पूर्ण मूल्य के अनुपात के बराबर है (हम याद दिलाएंगे कि उनके शुल्क केवल परिचित हैं) प्लेटों के बीच संभावित अंतर के लिए:

सी कैपेसिटेंस को दूरदराज (एफ) में मापा जाता है यदि क्यू को कूल्यूट (सीएल) में उच्चारण किया जाता है, और संभावित अंतर वोल्टा (बी) में होता है। माप, वोल्ट और फैराड की दो इकाइयों का नाम वैज्ञानिक ए वोल्टी और एम फैरेडी के सम्मान में रखा गया है। फैराडे इतना बड़ा हो गया कि अधिकांश कैपेसिटर की क्षमता माइक्रोप्राइड्स (10 -6 φ) या पिकोफारेड्स (10 -12 एफ) में व्यक्त की जाती है।
बिजली क्षेत्र। बिजली के शुल्कों के पास एक विद्युत क्षेत्र है, जिसका मूल्य इस बिंदु पर परिभाषा के बराबर है, इस बिंदु पर परीक्षण शुल्क पर अभिनय बल का अनुपात परीक्षण शुल्क के मूल्य पर, फिर से प्रदान किया गया है टेस्ट चार्ज पर्याप्त रूप से छोटा है और एक क्षेत्र बनाने वाले शुल्कों के वितरण को नहीं बदलता है। इस परिभाषा के अनुसार, बिजली एफ और विद्युत क्षेत्र की ताकत ई अनुपात से जुड़े हुए हैं

फैराडे ने सकारात्मक और नकारात्मक आरोपों पर समाप्त होने वाली विद्युत क्षेत्र की बिजली लाइनों का एक विचार पेश किया। इस मामले में, बिजली लाइनों की घनत्व (घनत्व) क्षेत्र की ताकत के आनुपातिक है, और इस बिंदु पर दिशा दिशा बिजली की रेखा के लिए टेंगेंट की दिशा के साथ मेल खाती है। बाद में, के। गॉस (1777-1855) ने इस अनुमान की वैधता की पुष्टि की। लटकन (1) द्वारा स्थापित रिवर्स वर्गों के आधार पर, गणितीय रूप से सख्ती से दिखाया गया है कि बिजली की रेखाएं, यदि वे उन्हें फैराडे के विचारों के अनुसार बनाते हैं, तो सकारात्मक आरोपों से शुरू होने और नकारात्मक के साथ समाप्त होने वाली खाली जगह में हर जगह हैं। । इस सामान्यीकरण को प्रमेय गॉस का नाम प्राप्त हुआ। यदि प्रत्येक चार्ज से आने वाली पावर लाइनों की कुल संख्या क्यू / ई 0 है, तो किसी भी बिंदु पर लाइनों की घनत्व (यानी, इस बिंदु में रखे काल्पनिक छोटे आकार के पैड को पार करने वाली रेखाओं की संख्या का अनुपात लंबवत है उन्हें, इस साइट के क्षेत्र में) इस बिंदु पर विद्युत क्षेत्र की ताकत की परिमाण के बराबर, एन / सीएल में या प्रति / मीटर में व्यक्त किया गया। सबसे सरल संधारित्र एक दूसरे के करीब स्थित दो समानांतर प्रवाहकीय प्लेटें हैं। संधारित्र को चार्ज करते समय, प्लेटें एक ही हासिल करती हैं, लेकिन चार्ज साइन के विपरीत, किनारों के अपवाद के साथ, प्रत्येक प्लेट पर समान रूप से वितरित की जाती हैं। गॉस प्रमेय के अनुसार, ऐसी प्लेटों के बीच क्षेत्र की ताकत स्थिर है और ई \u003d क्यू / ई 0 ए के बराबर है, जहां क्यू सकारात्मक चार्ज प्लेट और एक प्लेट क्षेत्र पर चार्ज है। संभावित रूप से अंतर के निर्धारण के कारण, हमारे पास वी \u003d एड है, जहां डी प्लेटों के बीच की दूरी है। इस प्रकार, वी \u003d क्यूडी / ई 0 ए, और इस तरह के एक विमान समानांतर संधारित्र के कंटेनर के बराबर है:

जहां सी चरण और ए और डी क्रमशः, एम 2 और एम में व्यक्त किया जाता है।
डी.सी.
1780 एल। गलवानी (1737-1798) में, उन्होंने देखा कि इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीन से एक मृत मेंढक के पंजे से पीड़ित चार्ज पीएडब्ल्यू को तेजी से खींचने का कारण बनता है। इसके अलावा, मेंढक के पंजे, एक पीतल के तार पर लोहे की प्लेट के ऊपर तय की गई पीतल के तार पर अपनी रीढ़ की हड्डी में पेश की गई, जब भी उन्होंने प्लेटों को छुआ। गलवानी ने इस तथ्य से सही ढंग से समझाया कि तंत्रिका फाइबर के माध्यम से जाने वाले विद्युत शुल्क, मेंढक की मांसपेशियों को कम कर दें। इस आंदोलन आंदोलन को इलेक्ट्रोप्लेटेड कहा जाता था। इलेक्ट्रोप्लाटिंग द्वारा किए गए प्रयोगों के बाद, वोल्टा (1745-1827) ने खंभे के तथाकथित वोल्ट का आविष्कार किया - कई क्रमिक रूप से जुड़े इलेक्ट्रोकेमिकल तत्वों से बना एक गैल्वेनिक बैटरी। इसकी बैटरी में गीले पेपर द्वारा अलग तांबा और जस्ता सर्कल शामिल थे, और एक इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीन के रूप में एक ही घटना का निरीक्षण करने की अनुमति दी गई। 1800 में वोल्टा, निकोलसन और करलाल के प्रयोगों को दोहराते हुए पाया गया कि तांबा कंडक्टर को तांबा सल्फेट समाधान से तांबा लागू करना संभव है। डब्ल्यू वोलरस्टन (1766-1828) ने इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीन की मदद से एक ही परिणाम प्राप्त किया। एम फैराडे (17 9 1-1867) ने 1833 में दिखाया कि इन राशि द्वारा उत्पादित इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त तत्व का द्रव्यमान वैलेंस द्वारा विभाजित अपने परमाणु द्रव्यमान के आनुपातिक है। इस प्रावधान को अब इलेक्ट्रोलिसिस के लिए फैराडे कानून कहा जाता है। चूंकि विद्युत प्रवाह विद्युत शुल्कों का स्थानांतरण है, इसलिए स्वाभाविक रूप से वर्तमान बल इकाई को कोलॉन में चार्ज के रूप में निर्धारित करता है, जो इस साइट के माध्यम से हर दूसरे स्थान पर होता है। वर्तमान 1 सेल / एस की ताकत ए एम्पीयर (1775-1836) के सम्मान में एम्पीयर नामित की गई थी, जिसने विद्युत प्रवाह के प्रभाव से जुड़े कई महत्वपूर्ण प्रभाव खोले। ओहम कानून, प्रतिरोध और प्रतिरोधकता। 1826 में, ओएम (1787-1854) ने एक नया उद्घाटन की घोषणा की: वोल्टोव स्तंभ के प्रत्येक अतिरिक्त भाग की श्रृंखला में पेश होने पर धातु कंडक्टर में वर्तमान एक ही परिमाण से बढ़ी। इसे कानून के रूप में सामान्यीकृत किया गया था। चूंकि वोल्ट पोस्ट द्वारा बनाए गए संभावित अंतर समावेशी वर्गों की संख्या के आनुपातिक हैं, इसलिए यह कानून दावा करता है कि कंडक्टर के दो बिंदुओं के बीच क्षमता वी में अंतर, कंडक्टर में वर्तमान में विभाजित है, निरंतर और वी से स्वतंत्र है या I. आकर्षण

इसे दो बिंदुओं के बीच साजिश पर कंडक्टर का प्रतिरोध कहा जाता है। प्रतिरोध ओमा (ओएम) में मापा जाता है, यदि संभावित अंतर वी वोल्ट में व्यक्त किया जाता है, और वर्तमान में मैं एम्परेज में हूं। धातु कंडक्टर का प्रतिरोध इसकी लंबाई एल और विपरीत क्षेत्र और उसके पार अनुभाग के अनुपात में आनुपातिक है। यह स्थिर रहता है, जबकि इसका तापमान स्थिर है। आमतौर पर ये प्रावधान सूत्र द्वारा व्यक्त किए जाते हैं

जहां आर एक प्रतिरोधी (ओएमएचएम) है, कंडक्टर की सामग्री और उसके तापमान के आधार पर। प्रतिरोधकता के तापमान गुणांक को एक डिग्री से परिवर्तन होने पर आर मूल्य में सापेक्ष परिवर्तन के रूप में परिभाषित किया जाता है। तालिका कमरे के तापमान पर मापा गया कुछ पारंपरिक सामग्रियों के प्रतिरोध के प्रतिरोधकता और तापमान गुणांक के मूल्यों को दिखाती है। शुद्ध धातुओं की विशिष्ट प्रतिबाधा आमतौर पर मिश्र धातु की तुलना में कम होती है, और तापमान गुणांक अधिक होते हैं। ढांकता हुआ की प्रतिरोधकता, विशेष रूप से सल्फर और मीका, धातुओं की तुलना में काफी अधिक; अनुपात 1023 के मूल्य तक पहुंचता है। ढांकता हुआ और अर्धचालक के तापमान गुणांक नकारात्मक हैं और अपेक्षाकृत बड़े मूल्य हैं।
विद्युत प्रवाह का थर्मल प्रभाव। विद्युत प्रवाह का थर्मल प्रभाव पहली बार 1801 में मनाया गया था, जब वर्तमान विभिन्न धातुओं को पिघलने में सक्षम था। इस घटना का पहला औद्योगिक उपयोग 1808 को संदर्भित करता है जब इलेक्ट्रोजनित पाउडर का प्रस्ताव दिया गया था। हीटिंग एंड लाइटिंग के लिए पहला कोयला आर्क, 1802 में पेरिस में प्रदर्शित किया गया था। वोल्टोव स्तंभ के ध्रुवों के लिए, जिसने 120 तत्वों की गणना की, चारकोल से कनेक्टेड इलेक्ट्रोड, और जब दोनों कोयला इलेक्ट्रोड को संपर्क में लाया गया, और फिर तलाकशुदा, "स्पार्कलिंग डिस्चार्ज अनन्य चमक।" विद्युत प्रवाह के थर्मल प्रभाव की खोज, जे जौले (1818-188 9) ने एक प्रयोग किया जो ऊर्जा संरक्षण के कानून के तहत ठोस आधार में असफल रहा। जौल ने पहली बार दिखाया कि वर्तमान कंडक्टर में बनाए रखने पर खर्च की गई रासायनिक ऊर्जा वर्तमान मार्ग के दौरान कंडक्टर में जारी गर्मी की मात्रा के बराबर है। यह भी पाया गया कि कंडक्टर में जारी गर्मी वर्तमान बल के लिए वर्ग के आनुपातिक है। यह अवलोकन ओम कानून (वी \u003d आईआर) और संभावित अंतर (वी \u003d डब्ल्यू / क्यू) के निर्धारण दोनों के अनुरूप है। प्रत्यक्ष प्रवाह के मामले में, कंडक्टर के माध्यम से टी टी के दौरान, चार्ज क्यू \u003d यह गुजरता है। इसलिए, गर्मी के लिए एक कंडक्टर में बदल गया विद्युत ऊर्जा बराबर है:

इस ऊर्जा को जौलर गर्मी कहा जाता है और जौल्स (जे) में व्यक्त किया जाता है, यदि वर्तमान में मैं एम्पीर में व्यक्त किया जाता है, आर - ओमा में, और टी - सेकंड में। डीसी सर्किट के लिए विद्युत स्रोत। जब निरंतर विद्युत वर्तमान सर्किट होता है, तो गर्मी के लिए विद्युत ऊर्जा का समान रूप से निरंतर परिवर्तन होता है। वर्तमान को बनाए रखने के लिए, यह आवश्यक है कि श्रृंखला के कुछ हिस्सों में विद्युत ऊर्जा का उत्पादन किया जाता है। वोल्ट स्तंभ और अन्य रासायनिक वर्तमान स्रोत रासायनिक ऊर्जा को विद्युत में परिवर्तित करते हैं। बाद के वर्गों में, विद्युत ऊर्जा का उत्पादन करने वाले अन्य उपकरणों पर भी चर्चा की जाती है। वे सभी निरंतर विद्युत क्षेत्र द्वारा बहने वाली ताकतों की कार्रवाई के खिलाफ विद्युत शुल्कों को चलाने वाले विद्युत "पंप" की तरह कार्य करते हैं। वर्तमान स्रोत का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर इलेक्ट्रोमोटिव बल (ईएमएफ) है। वर्तमान स्रोत के ईएमएफ को वर्तमान (खुली बाहरी श्रृंखला के साथ) की अनुपस्थिति में अपने क्लैंप पर संभावित अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है और इसे वोल्ट में मापा जाता है।
थर्मोइलेक्ट्रिकिटी। 1822 में, टी। सीबेक ने पाया कि दो अलग-अलग धातुओं से बना श्रृंखला में, वर्तमान तब होता है जब उनके कनेक्शन का एक बिंदु गर्म होता है। इस तरह की एक श्रृंखला को थर्मोलेमेंट कहा जाता है। 1834 में, जे। पिल्टियर ने पाया कि जब वर्तमान एक दिशा में दो धातुओं के स्पिन के माध्यम से गुजरता है, तो गर्मी अवशोषित होती है, और दूसरे में - इसे आवंटित किया जाता है। इस उलटा प्रभाव की परिमाण गिरने और उसके तापमान पर निर्भर करता है। थर्मोलेमेंट के प्रत्येक स्पाइक में ईएमएफ ईजे \u003d डब्ल्यूजे / क्यू होता है, जहां डब्ल्यूजे एक गर्मी ऊर्जा है जो चार्ज क्यू के आंदोलन की एक दिशा में विद्युत में बदल जाती है, या जब चार्ज किसी अन्य दिशा में आगे बढ़ता है तो गर्मी में बदल जाता है। ये ईडीसी दिशा के विपरीत हैं, लेकिन आमतौर पर डायल के तापमान भिन्न होने पर आमतौर पर एक दूसरे के बराबर नहीं होते हैं। डब्ल्यू थॉमसन (1824-1907) ने पाया कि थर्मोलेमेंट का पूरा ईएमएफ दो से नहीं जुड़ा है, लेकिन चार संस्करणों से। एसपीए में उत्पन्न होने वाले ईएमएफ के अलावा, थर्मोलेमेंट बनाने वाले कंडक्टर पर तापमान ड्रॉप के कारण दो अतिरिक्त ईएमएफ हैं। उन्हें एड्स थॉमसन का नाम दिया गया था।
सेबेक और पेल्टियर के प्रभाव। थर्मोलेमेंट एक "थर्मल मशीन" है, वर्तमान जनरेटर के समान एक निश्चित दृष्टिकोण में, भाप टरबाइन का हवाला दिया गया है, लेकिन बिना भागों के। एक टर्बोजेनेरेटर की तरह, यह बिजली में गर्मी बदल देता है, इसे उच्च तापमान के साथ "हीटर" से चुनता है और कम तापमान के साथ इस गर्मी "रेफ्रिजरेटर" का हिस्सा देता है। थर्मोलेमेंट में, थर्मल मशीन की तरह अभिनय, "हीटर" गर्म स्पा में होता है, और "रेफ्रिजरेटर" ठंडा होता है। तथ्य यह है कि कम तापमान के साथ गर्मी खो जाती है, विद्युत मूल्य (टी 1 - टी 2) / टी 1 में थर्मल ऊर्जा के परिवर्तन की सैद्धांतिक दक्षता को सीमित करता है जहां टी 1 और टी 2 "हीटर" और "रेफ्रिजरेटर" का पूर्ण तापमान है। थर्मोलेमेंट की दक्षता में अतिरिक्त कमी "हीटर" से "हीटर" से गर्मी हस्तांतरण के कारण गर्मी की कमी के कारण होती है।
गर्मी देखें; थर्मोडायनामिक्स। थर्मोलेमेंट में होने वाली विद्युत ऊर्जा में गर्मी परिवर्तन आमतौर पर सीबेक प्रभाव कहा जाता है। थर्मल तत्वों, जिन्हें थर्माकोउल्स कहा जाता है, तापमान को मापने के लिए विशेष रूप से कठोर पहुंचने के लिए उपयोग किया जाता है। यदि एक पंजा एक नियंत्रित बिंदु में है, और दूसरा कमरे के तापमान पर है, जो ज्ञात है, थर्मो-ईएमएफ एक नियंत्रित बिंदु पर तापमान के माप के रूप में कार्य करता है। एक औद्योगिक पैमाने पर बिजली में गर्मी परिवर्तन को प्रत्यक्ष करने के लिए थर्मोलेमेंट्स के क्षेत्र में बड़ी सफलताएं हासिल की जाती हैं। यदि बाहरी स्रोत से वर्तमान को छोड़ने के लिए थर्मोलेमेंट के माध्यम से, तो ठंडा स्पाय गर्मी को अवशोषित करेगा, और गर्म - इसे आवंटित करेगा। इस तरह की एक घटना को पिल्टियर प्रभाव कहा जाता है। इस प्रभाव का उपयोग या तो ठंडा स्पा के साथ ठंडा करने के लिए या गर्म स्पाय के साथ हीटिंग के लिए किया जा सकता है। गर्म स्पॉन्गिंग द्वारा हाइलाइट की गई थर्मल ऊर्जा, विद्युत ऊर्जा के अनुरूप मूल्य से ठंड स्पा को आपूर्ति की गई गर्मी की कुल मात्रा से अधिक है। इस प्रकार, गर्म स्पाय डिवाइस को आपूर्ति की गई विद्युत ऊर्जा की कुल मात्रा के अनुरूप अधिक गर्मी पर प्रकाश डाला गया है। सिद्धांत रूप में, सफलतापूर्वक जुड़े थर्मोलेमेंट की एक बड़ी संख्या, जिनमें से ठंडे spahs बाहर की ओर व्युत्पन्न होते हैं, और गर्म कमरे कमरे के अंदर होते हैं, एक उच्च तापमान क्षेत्र से गर्मी पंप पंपिंग गर्मी के रूप में उपयोग किया जा सकता है। सैद्धांतिक रूप से, विद्युत ऊर्जा की लागत की तुलना में थर्मल ऊर्जा में लाभ टी 1 / (टी 1 - टी 2) हो सकता है। दुर्भाग्यवश, अधिकांश सामग्रियों के लिए, प्रभाव इतना छोटा है कि अभ्यास में बहुत अधिक थर्मोलेमेंट होंगे। इसके अलावा, पेटीयर प्रभाव की प्रयोज्यता कुछ हद तक गर्म स्पा से गर्मी हस्तांतरण को धातु सामग्री के मामले में थर्मल चालकता के कारण ठंड तक सीमित करती है। अर्धचालक के अध्ययनों ने कई व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त रूप से बड़े पिल्टरिंग प्रभाव वाले सामग्रियों के निर्माण के लिए नेतृत्व किया। यदि आवश्यक हो तो पेल्टीयर प्रभाव विशेष रूप से मूल्यवान हो जाता है, हार्ड-टू-टू-इन क्षेत्रों को ठंडा करना, जहां सामान्य शीतलन विधियां उपयुक्त नहीं हैं। ऐसे उपकरणों की मदद से, उपकरणों को ठंडा कर दिया जाता है, उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष यान में उपकरण।
इलेक्ट्रोकेमिकल प्रभाव। 1842 में, हेल्महोल्ट्ज़ ने दर्शाया कि वोल्टोव स्तंभ के प्रकार के स्रोत में, रासायनिक ऊर्जा विद्युत में बदल जाती है, और इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में, विद्युत ऊर्जा एक रसायन में बदल जाती है। वर्तमान प्रकार के शुष्क तत्वों (सामान्य बैटरी) और बैटरी के रासायनिक स्रोत बेहद व्यावहारिक थे। बैटरी को इष्टतम मूल्य के विद्युत प्रवाह के साथ चार्ज करते समय, अधिकांश विद्युत ऊर्जा की रिपोर्ट की गई रासायनिक ऊर्जा में बदल जाती है जिसका उपयोग बैटरी को छुट्टी दी जाती है। और जब चार्ज करते हैं, और जब बैटरी छुट्टी दी जाती है, तो ऊर्जा का हिस्सा गर्मी के रूप में खो जाता है; ये थर्मल नुकसान बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध के कारण हैं। इस तरह के एक मौजूदा स्रोत का ईएमएफ एक खुले सर्किट के तहत अपने क्लैंप पर संभावित अंतर के बराबर है, जब आंतरिक प्रतिरोध पर कोई आईआर वोल्टेज ड्रॉप नहीं होता है।
डीसी सर्किट। एक साधारण श्रृंखला में डीसी पावर की गणना करने के लिए, जब आप वोल्टोव कॉलम का अध्ययन करते हैं तो आप ओहोम द्वारा खुले कानून का उपयोग कर सकते हैं:

जहां आर श्रृंखला प्रतिरोध और वी - ईडीसी स्रोत है। यदि प्रतिरोध के साथ कई प्रतिरोधक आर 1, आर 2, आदि लगातार जुड़ा हुआ है, फिर उनमें से प्रत्येक में वही वर्तमान और कुल संभावित अंतर व्यक्तिगत संभावित मतभेदों (चित्र 1, ए) के योग के बराबर है। सामान्य प्रतिरोध को प्रतिरोधी समूह के आरएस सीरियल कनेक्शन के प्रतिरोध के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। इस समूह पर संभावित क्षमता का अंतर बराबर है

इसलिये,

यदि प्रतिरोधक समानांतर में जुड़े हुए हैं, तो समूह पर संभावित अंतर प्रत्येक एकल प्रतिरोधी (चित्र 1, बी) पर संभावित अंतर के साथ मेल खाता है। प्रतिरोधकों के एक समूह के माध्यम से पूर्ण वर्तमान व्यक्तिगत प्रतिरोधकों के माध्यम से धाराओं के योग के बराबर है, यानी।

चूंकि i1 \u003d v / r1, i2 \u003d v / r2, i3 \u003d v / r3, आदि, आरपी समूह के समानांतर कनेक्शन का प्रतिरोध अनुपात द्वारा निर्धारित किया जाता है

जहां इस प्रकार है

किसी भी प्रकार के डीसी सर्किट के साथ समस्याओं को हल करते समय, आपको पहले संबंधों (9) और (10) का उपयोग करके कार्य को सरल बनाना होगा।

Kirchhoff के नियम। Kirchhof (1824-1887) ने ओम के कानून में विस्तार से जांच की और इलेक्ट्रिक सर्किट में निरंतर धाराओं की गणना के लिए एक सामान्य विधि विकसित की, जिसमें ईडीसी के कई स्रोत शामिल हैं। यह विधि किरचॉफ के कानून नामक दो नियमों पर आधारित है: 1. किसी भी सर्किट नोड में सभी धाराओं का बीजगणितीय योग शून्य है। 2. किसी भी बंद लूप में सभी आईआर संभावित मतभेदों का बीजगणितीय योग इस बंद सर्किट में सभी संस्करणों की बीजगणितीय राशि के बराबर है। ये दो कानून डीसी चेन से जुड़ी किसी भी समस्या को हल करने के लिए पर्याप्त हैं।
यह सभी देखें
पावर बैटरी;
विद्युत श्रृंखला।
magnetostatics
मैग्नेटोस्टैटिक्स ने निरंतर चुंबकीयकरण के साथ निकायों के बीच उत्पन्न बलों के साथ निपटाया। Falez Miletsky (लगभग 600 ईसा पूर्व) और प्लेटो (427-347 ईसा पूर्व) के लेखन में प्राकृतिक चुंबकों के गुणों की सूचना दी गई है। शब्द "चुंबक" इस तथ्य के कारण उठ गया कि मैग्नीशिया (फेसल) में ग्रीक लोगों द्वारा प्राकृतिक चुंबक की खोज की गई थी। 11 सी। चीनी शेन क्वा और चू यू का संदेश प्राकृतिक चुंबक से कंपास के निर्माण और नेविगेशन में उनका उपयोग कर रहा है। यदि एक प्राकृतिक चुंबक की एक लंबी सुई धुरी पर संतुलित है, तो इसे क्षैतिज विमान में स्वतंत्र रूप से घुमाए जा सकती है, फिर यह हमेशा उत्तर में एक छोर का सामना कर रही है, और दूसरा दक्षिण में है। उत्तर की ओर इशारा करते हुए, आप दिशाओं को निर्धारित करने के लिए ऐसे कंपास का उपयोग कर सकते हैं। चुंबकीय प्रभाव इतनी सुई में केंद्रित थे, और इसलिए उन्हें पोल \u200b\u200b(क्रमशः उत्तरी और दक्षिण द्वारा) कहा जाता था। मैग्नेट (डी मैग्नी, 1600) के बारे में डब्ल्यू हिल्बर्ट लेखन विज्ञान के दृष्टिकोण से चुंबकीय घटना का अध्ययन करने वाला पहला प्रयास था। इस काम में, बिजली और चुंबकत्व के बारे में जानकारी, साथ ही लेखक के अपने प्रयोगों के परिणाम भी एकत्र किए गए थे। प्राकृतिक चुंबकों से संपर्क करते समय लौह, स्टील और कुछ अन्य सामग्रियों से बने छड़ें चुंबकीय होती हैं, और लोहे के छोटे टुकड़ों को आकर्षित करने की उनकी क्षमता, प्राकृतिक चुंबक में, आमतौर पर छड़ के सिरों में स्थित ध्रुवों के पास खुद को प्रकट करती है। विद्युत प्रभार की तरह, ध्रुव दो प्रकार होते हैं। वही ध्रुव पारस्परिक रूप से पीछे हट जाते हैं, और विरोधी आकर्षित होते हैं। प्रत्येक चुंबक में विपरीत संकेत के दो समान ध्रुव होते हैं। विद्युत शुल्कों के विपरीत, जिसे एक दूसरे से अलग किया जा सकता है, ध्रुवों के जोड़े अविभाज्य थे। यदि चुंबक की छड़ी ध्रुवों के बीच बीच में अच्छी तरह से काट रही है, तो एक ही ताकत के दो नए ध्रुव दिखाई देते हैं। चूंकि विद्युत शुल्क चुंबकीय ध्रुवों को प्रभावित नहीं करते हैं, और इसके विपरीत, लंबे समय तक बिजली और चुंबकीय घटनाओं को प्रकृति में पूरी तरह से अलग माना जाता था। लटकन ने पोल्स के आकर्षण और प्रतिकृति की ताकतों के लिए कानून निर्धारित किया, जो उन्होंने लागू किए गए वजन का लाभ उठाते हुए, दो बिंदु शुल्कों के बीच कार्यरत ताकतों के लिए कानून ढूंढते हुए कानून को खोज लिया। यह पता चला कि बिंदु ध्रुवों के बीच अभिनय बल उनके "परिमाण" के समान है और उनके बीच की दूरी के वर्ग के विपरीत आनुपातिक है। यह कानून के रूप में दर्ज किया गया है

जहां पी और पी "- ध्रुवों के" मूल्य ", आर उनके बीच की दूरी है, और केएम एक आनुपातिक गुणांक है, जो उपयोग की जाने वाली इकाइयों पर निर्भर करता है। आधुनिक भौतिकी में, चुंबकीय ध्रुवों (कारणों से) पर विचार करने से इनकार कर दिया गया जो अगले खंड में समझाया गया है), तो यह कानून मुख्य रूप से ऐतिहासिक हित है।
विद्युत प्रवाह के चुंबकीय प्रभाव
1820 में, Ermed (1777-1851) ने पाया कि वर्तमान कंडक्टर एक चुंबकीय तीर पर कार्य करता है, इसे चालू करता है। सचमुच एक हफ्ते बाद, एम्पियर ने दिखाया कि एक समानांतर कंडक्टर एक दिशा के प्रवाह के साथ एक दूसरे को आकर्षित करता है। बाद में, उन्होंने सुझाव दिया कि सभी चुंबकीय घटनाएं धाराओं के कारण थीं, और स्थायी चुंबक के चुंबकीय गुण इन चुंबकों के अंदर लगातार परिसंचरण के साथ जुड़े होते हैं। यह धारणा आधुनिक विचारों के साथ पूरी तरह से संगत है।
किसी पदार्थ के चुंबक और चुंबकीय गुण देखें। आसपास के स्थान में बिजली के आरोपों द्वारा बनाए गए इलेक्ट्रिक फ़ील्ड को एक परीक्षण शुल्क पर अभिनय बल द्वारा विशेषता है। चुंबकीय सामग्री और विद्युत कंडक्टर के आसपास, चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होते हैं, जिन्हें मूल रूप से "एकल" परीक्षण ध्रुव पर अभिनय बल द्वारा विशेषता थी। यद्यपि चुंबकीय क्षेत्र की ताकत निर्धारित करने की इस विधि को अब लागू नहीं किया गया है, लेकिन चुंबकीय क्षेत्र की दिशा निर्धारित करते समय यह दृष्टिकोण संरक्षित किया गया है। यदि एक छोटा चुंबकीय तीर द्रव्यमान के केंद्र में निलंबित कर दिया जाता है और किसी भी दिशा में स्वतंत्र रूप से घूम सकता है, तो इसके अभिविन्यास और चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को इंगित करेगा। चुंबकीय ध्रुवों के उपयोग से चुंबकीय क्षेत्रों की विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए, कई कारणों से इनकार करना आवश्यक था: सबसे पहले, एक अलग ध्रुव को अलग करना असंभव है; दूसरा, कोई स्थिति और न ही ध्रुव की मात्रा को सटीक रूप से निर्धारित नहीं किया जा सकता है; तीसरा, चुंबकीय ध्रुव अनिवार्य रूप से काल्पनिक अवधारणाएं हैं, क्योंकि वास्तव में चुंबकीय प्रभाव विद्युत शुल्कों के आंदोलन के कारण होते हैं। तदनुसार, इस चुंबकीय क्षेत्र अब बल द्वारा विशेषता है जिसके साथ वे वर्तमान के साथ कंडक्टर पर कार्य करते हैं। अंजीर में। 2 पैटर्न के विमान में झूठ बोलने वाले वर्तमान के साथ एक कंडक्टर दिखाता है; वर्तमान दिशा तीर द्वारा इंगित की जाती है। कंडक्टर एक सजातीय चुंबकीय क्षेत्र में स्थित है, जिसकी दिशा पैटर्न के विमान के समानांतर है और वर्तमान के साथ कंडक्टर की दिशा के साथ एक कोण एफ है। चुंबकीय क्षेत्र बी के प्रेरण की परिमाण अभिव्यक्ति द्वारा दिया जाता है

जहां एफ वह बल है जिसके साथ फील्ड बी कंडक्टर तत्व एल पर एक वर्तमान I के साथ कार्य करता है। बल की दिशा चुंबकीय क्षेत्र की दिशा और वर्तमान दिशा दोनों की दिशा दोनों के लिए लंबवत है। अंजीर में। 2 यह बल पैटर्न के विमान के लिए लंबवत है और पाठक से निर्देशित है। सिद्धांत में मूल्य बी कंडक्टर को चालू करके निर्धारित किया जा सकता है जब तक कि एफ \u003d एफएमएक्स / आईएल पर अधिकतम मूल्य तक पहुंच न जाए। चुंबकीय क्षेत्र की दिशा भी स्थापित की जा सकती है, कंडक्टर को चालू कर सकती है, जब तक कि फोर्स एफ शून्य में बदल जाए, यानी कंडक्टर बी के समानांतर होगा। हालांकि इन नियमों को अभ्यास में लागू करना मुश्किल है, लेकिन चुंबकीय क्षेत्रों की परिमाण और दिशा निर्धारित करने के लिए प्रयोगात्मक विधियां उन पर आधारित हैं। वर्तमान के साथ कंडक्टर पर अभिनय बल आमतौर पर के रूप में लिखा जाता है

जे जैव (1774-1862) और एफ। सावर (17 9 1-1841) ने कानून को विद्युत धाराओं के ज्ञात वितरण द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र की गणना करने के लिए लाया, अर्थात्

जहां बी एक चुंबकीय प्रेरण है, जो एक कम लंबाई कंडक्टर एल के तत्व द्वारा एक वर्तमान के साथ बनाया गया है। वर्तमान के इस तत्व द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र की दिशा अंजीर में दिखाया गया है। 3, जो आर और एफ के मूल्यों को भी समझाता है। आनुपातिकता गुणांक के माप इकाइयों की पसंद पर निर्भर करता है। अगर मैं एम्पेरस, एल और आर-इन मीटर में व्यक्त किया जाता है, और बी - टेस्लास (टीएल) में, फिर के \u003d एम 0/4 पी \u003d 10-7 बजे / एम। एक उच्च लंबाई कंडक्टर और मनमाने ढंग से आकार बनाने वाली जगह के किसी भी बिंदु पर मूल्य और दिशा बी को निर्धारित करने के लिए, मानसिक रूप से कंडक्टर को कम सेगमेंट में तोड़ने के लिए आवश्यक है, मूल्यों की गणना करें और बनाए गए फ़ील्ड की दिशा निर्धारित करें व्यक्तिगत खंडों द्वारा, और फिर इन व्यक्तिगत क्षेत्रों को मोड़ो। उदाहरण के लिए, यदि एक त्रिज्या के साथ सर्कल बनाने वाले कंडक्टर में वर्तमान मैं घड़ी की दिशा में निर्देशित किया जाता है, तो सर्कल के केंद्र में क्षेत्र आसानी से गणना की जाती है। फॉर्मूला (13) में, कंडक्टर के प्रत्येक तत्व से सर्कल के केंद्र तक की दूरी आर ए और एफ \u003d 90 डिग्री के बराबर होती है। इसके अलावा, प्रत्येक तत्व द्वारा परिधि विमान के लंबवत और पाठक से निर्देशित किया गया क्षेत्र। सभी क्षेत्रों को फोल्ड करना, हमें केंद्र में चुंबकीय प्रेरण मिलता है:

एक वर्तमान I के साथ एक बहुत लंबे सीधे कंडक्टर द्वारा बनाए गए कंडक्टर के पास फ़ील्ड को खोजने के लिए, फ़ील्ड को सारांशित करने के लिए एकीकरण का सहारा लेना आवश्यक होगा। इस तरह से क्षेत्र बराबर है:

जहां आर कंडक्टर से लंबवत दूरी है। इस अभिव्यक्ति का उपयोग वर्तमान में एम्पीयर की परिभाषा में किया जाता है।
Galvanometers। अनुपात (12) आपको विद्युत धाराओं की ताकतों की तुलना करने की अनुमति देता है। इस उद्देश्य के लिए बनाई गई डिवाइस को गैल्वेनोमीटर कहा जाता है। पहला ऐसा डिवाइस 1820 में I. शूगर द्वारा बनाया गया था। वह तार का एक तार था, जिसमें चुंबकीय तीर निलंबित किया जाता है। मापा प्रवाह को तार के माध्यम से छोड़ दिया गया और तीर के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाया गया। तीर ने एक टोक़, वर्तमान की आनुपातिक ताकत का काम किया, जो निलंबन यार्न की लोच के कारण संतुलित था। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र विरूपण बनाता है, लेकिन स्थायी चुंबक के साथ तीर के आस-पास इसके प्रभाव को बाहर रखा जा सकता है। 1858 में, यू। टॉमसन, लॉर्ड केल्विन के रूप में अधिक प्रसिद्ध, दर्पण को तीर में संलग्न करते हैं और कई अन्य सुधारों की शुरुआत करते हैं, जो गैल्वेनोमीटर की संवेदनशीलता में काफी सुधार करते हैं। इस तरह के गैल्वेनोमीटर एक चलती तीर के साथ उपकरणों की कक्षा से संबंधित हैं। यद्यपि एक चलती तीर के साथ गैल्वेनोमीटर को बेहद संवेदनशील बनाया जा सकता है, लेकिन यह लगभग एक स्थायी चुंबक के ध्रुवों के बीच एक जंगम तार या फ्रेम के साथ डिवाइस को लगभग पूरी तरह से दबा दिया। गैल्वेनोमीटर में एक बड़े हॉर्सशो चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की तुलना में बहुत मजबूत है, कि उत्तरार्द्ध के प्रभाव को उपेक्षित किया जा सकता है (चित्र 4)। एक मोबाइल फ्रेम के साथ गैल्वेनोमीटर 1836 डब्ल्यू। स्टर्र्नल (1783-1850) में प्रस्तावित किया गया था, लेकिन 1882 जेडी में देय मान्यता प्राप्त नहीं हुई थी। "आर्सोनवाल ने इस डिवाइस का आधुनिक संस्करण नहीं बनाया।

अंजीर। 4. विद्युत प्रवाह की शक्ति को मापने के लिए गैल्वेनोमीटर डी Arsonval। तीर घुड़सवार चुंबक के ध्रुवों के बीच निलंबित एक जंगम फ्रेम से जुड़ा हुआ है।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन। Armed के बाद पाया गया कि निरंतर वर्तमान चुंबक पर एक टोक़ अभिनय बनाता है, चुंबक की उपस्थिति के कारण एक वर्तमान का पता लगाने के लिए कई प्रयास किए गए थे। हालांकि, चुंबक बहुत कमजोर थे, और मौजूदा माप विधियां किसी भी प्रभाव का पता लगाने के लिए बहुत कठोर हैं। अंत में, दो शोधकर्ता - जे। हेनरी (17 9 7-1878) में अमेरिका और एम। फैराडे (17 9 1-1867) इंग्लैंड में - 1831 में, एक-दूसरे के स्वतंत्र रूप से पाया गया कि चुंबकीय क्षेत्र को बदलते समय, अल्पकालिक धाराएं संख्या में दिखाई देती हैं प्रवाहकीय सर्किट के, लेकिन अल्पावधि धाराएं उत्पन्न होती हैं, लेकिन यदि चुंबकीय क्षेत्र स्थिर रहता है तो प्रभाव अनुपस्थित होता है। फैराडे का मानना \u200b\u200bथा कि न केवल विद्युत, बल्कि चुंबकीय क्षेत्र भी बिजली रेखाएं हैं जो अंतरिक्ष को भरते हैं। मनमानी सतह को पार करने वाले चुंबकीय क्षेत्र की पावर लाइनों की संख्या मूल्य एफ के अनुरूप है, जिसे चुंबकीय प्रवाह कहा जाता है:

जहां बीएन डीएस क्षेत्र तत्व के लिए सामान्य से चुंबकीय क्षेत्र बी का प्रक्षेपण है। चुंबकीय प्रवाह के माप की इकाई को वेबर (डब्ल्यूबी) कहा जाता है; 1 डब्ल्यूबी \u003d 1 टीएल * एम 2। फैराडे को ईएमएफ पर एक कानून द्वारा तैयार किया गया था, जो एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र (चुंबकीय प्रेरण के कानून) के साथ तार के एक बंद मोड़ में अंकित किया गया था। इस कानून के अनुसार, इस तरह के एक ईएमएफ बारी के माध्यम से कुल चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तनों की दर के अनुपात के लिए आनुपातिक है। सिस्टम में, आनुपातिकता के गुणांक की प्रणाली 1 है और, इस प्रकार, ईएमएफ (वोल्ट) चुंबकीय प्रवाह (डब्लूबी / एस में) के परिवर्तन की दर के बराबर है। गणितीय रूप से, यह सूत्र द्वारा व्यक्त किया जाता है

जहां माइनस साइन से पता चलता है कि इस ईडीसी द्वारा बनाए गए धाराओं के चुंबकीय क्षेत्रों को निर्देशित किया जाता है ताकि चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन घट जाए। ईएमएफ की दिशा निर्धारित करने के लिए यह नियम 1833 ई। लिंज (1804-1865) में तैयार किए गए सामान्य नियम के अनुरूप है: प्रेरित ईएमएफ निर्देशित किया जाता है ताकि वह इसके उभरने का विरोध कर सके। एक बंद सर्किट के मामले में जिसमें वर्तमान होता है, यह नियम सीधे ऊर्जा संरक्षण के कानून से प्राप्त किया जा सकता है; यह नियम ईएमएफ प्रेरित और खुले सर्किट के मामले में निर्धारित किया जाता है जब प्रेरण वर्तमान नहीं होता है। यदि कुंडल में तार के एन मोड़ होते हैं, जिनमें से प्रत्येक चुंबकीय प्रवाह एफ द्वारा घुसना है, तो

यह अनुपात निष्पक्ष है कि चुंबकीय प्रवाह श्रृंखला किस कारण से बदलता है।
जेनरेटर। इलेक्ट्रोमैशिक जनरेटर के संचालन का सिद्धांत चित्र में दिखाया गया है। 5. तार का आयताकार कुंडल चुंबक के ध्रुवों के बीच एक चुंबकीय क्षेत्र में घुमाता है। मोड़ के सिरों को संपर्क छल्ले में हटा दिया जाता है और संपर्क ब्रश के माध्यम से बाहरी श्रृंखला से जुड़े होते हैं। जब मोड़ का विमान मैदान के लिए लंबवत है, तो चुंबकीय प्रवाह के चुंबकीय प्रवाह को छेड़छाड़ करता है। यदि मोड़ का विमान क्षेत्र के समानांतर है, तो चुंबकीय प्रवाह शून्य है। जब कूलर विमान फ़ील्ड के लिए लंबवत हो जाता है, तो 180 डिग्री, चुंबकीय प्रवाह को विपरीत दिशा में वर्तमान अधिकतम के माध्यम से बदल देता है। इस प्रकार, जब मोड़ घुमाया जाता है, तो चुंबकीय प्रवाह लगातार और फैराडे के कानून के अनुसार बदलता है, क्लिप पर वोल्टेज बदल जाता है।

वैकल्पिक वैकल्पिक के एक साधारण वैकल्पिक में क्या होता है इसका विश्लेषण करने के लिए, हम चुंबकीय प्रवाह सकारात्मक पर विचार करेंगे जब कोण क्यू 0 डिग्री से 180 डिग्री तक की सीमा में होता है, और नकारात्मक जब क्यू 180 डिग्री से 360 डिग्री तक होता है। यदि बी चुंबकीय क्षेत्र और ए - बारी का क्षेत्रफल है, तो दौर के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह के बराबर होगा:

यदि कुंडल आवृत्ति एफ के बारे में घूमता है। इस प्रकार, दौर के माध्यम से प्रवाह के लिए अभिव्यक्ति अधिग्रहित की जाती है

फैराडे कानून के अनुसार, निरीक्षण वोल्टेज प्रवाह भेदभाव से प्राप्त किया जाता है:

आंकड़े में ब्रश में संकेत उचित क्षण पर निरीक्षण वोल्टेज की ध्रुवीयता दिखाते हैं। कोसाइन +1 से -1 से भिन्न होता है, इसलिए 2 पीएफएबी का मूल्य केवल वोल्टेज आयाम है; आप इसे नामित कर सकते हैं

(साथ ही, हमने "माइनस" संकेत को कम किया, इसे अंजीर में जेनरेटर निष्कर्ष की ध्रुवीयता की उचित पसंद के साथ बदल दिया।) अंजीर में। 6 समय में एक समय सारिणी परिवर्तन दिखाता है।

उपर्युक्त वर्णक द्वारा उत्पादित वोल्टेज समय-समय पर अपनी दिशा को विपरीत में बदल देता है; इस वोल्टेज द्वारा विद्युत सर्किट में बनाए गए धाराओं को भी संदर्भित करता है। इस तरह के एक जनरेटर को अल्टरनेटर कहा जाता है। वर्तमान, हमेशा एक ही दिशा को संरक्षित करता है, को निरंतर कहा जाता है। कुछ मामलों में, जैसे बैटरी चार्ज करना, इस तरह के एक वर्तमान आवश्यक है। आप चर से निरंतर वर्तमान प्राप्त करने के दो तरीके कर सकते हैं। एक यह है कि बाहरी सर्किट में एक रेक्टीफायर शामिल है, केवल एक दिशा में एक प्रवाह को प्रेषित करता है। यह आपको जनरेटर को एक अर्ध अवधि के लिए बंद करने की अनुमति देता है और वोल्टेज में आवश्यक ध्रुवीयता होने पर इसे केवल आधे-अवधि में शामिल करने की अनुमति देता है। वोल्टेज ध्रुवीयता को बदलता है जब प्रत्येक आधा अवधि के माध्यम से बाहरी श्रृंखला के साथ कॉइल को जोड़ने वाले संपर्कों को स्विच करना एक और तरीका है। फिर बाहरी श्रृंखला में वर्तमान हमेशा एक दिशा में निर्देशित किया जाएगा, हालांकि मोड़ में निरीक्षण वोल्टेज ने अपनी ध्रुवीयता को बदल दिया। अंजीर में दिखाए गए अनुसार, मौजूदा संग्रहणीय छल्ले के बजाय कलेक्टर सेमी-कोलों का उपयोग करके संपर्कों का स्विचिंग किया जाता है। 7, ए। जब विमान ऊर्ध्वाधर होता है, तो चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर और इसलिए, निरीक्षण वोल्टेज शून्य हो जाता है। यह इस समय है कि ब्रश दो सेमिरिंग, और बाहरी सर्किट स्विचिंग अंतर के अंतर पर पर्ची है। बाहरी श्रृंखला में उत्पन्न वोल्टेज भिन्न होता है जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 7, बी।
यह सभी देखें इलेक्ट्रोमैचिन जेनरेटर और इलेक्ट्रिक मोटर।

पारस्परिक प्रेरण। यदि दो बंद तार कॉइल्स पास में स्थित हैं, लेकिन विद्युत रूप से एक-दूसरे से जुड़े नहीं होते हैं, तो उनमें से एक में वर्तमान को बदलते समय, ईएमएफ का खुलासा किया जाता है। चूंकि दूसरे कुंडल के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह पहले कुंडल में वर्तमान के लिए आनुपातिक है, इस वर्तमान में परिवर्तन चुंबकीय प्रवाह में इसी तरह के ईएमएफ के मार्गदर्शन के साथ परिवर्तन को लागू करता है। कॉइल्स को भूमिकाओं को बदला जा सकता है, और फिर दूसरे कॉइल में वर्तमान को बदलते समय, ईडीसी को पहले में निर्देशित किया जाएगा। एक कॉइल में डाला गया ईएमएफ, दूसरे में वर्तमान परिवर्तन की गति से निर्धारित होता है और प्रत्येक कॉइल के आकार और संख्या के साथ-साथ कॉइल्स और उनके अभिविन्यास के बीच की दूरी पर निर्भर करता है, एक दूसरे के सापेक्ष। इन निर्भरता अपेक्षाकृत सरल हैं, अगर पास में कोई चुंबकीय सामग्री नहीं है। एक कुंडल में प्रेरित ईएमसी का रवैया, दूसरे में वर्तमान में परिवर्तन की दर तक इन स्थानों के अनुरूप दो कॉइल्स के पारस्परिक रूप से प्रेरण का गुणांक कहा जाता है। यदि प्रेरित ईएमएफ वोल्ट में व्यक्त किया जाता है, और वर्तमान परिवर्तन की गति प्रति सेकंड (ए / सी) में एम्परेस में होती है, तो पारस्परिक रूप से प्रेरण हेनरी (जीजी) में व्यक्त की जाएगी। कॉइल्स में निरीक्षण ईएमएफ, निम्नलिखित सूत्रों में दिए गए हैं:

जहां एम दो कॉइल का इरादा गुणांक है। वर्तमान स्रोत से जुड़े कॉइल को प्राथमिक तार या घुमाव कहा जाता है, और दूसरा माध्यमिक है। प्राथमिक घुमाव में एक स्थायी प्रवाह माध्यमिक में वोल्टेज नहीं बनाता है, हालांकि द्वितीयक घुमाव में वर्तमान को चालू और बंद करने के समय यह संक्षेप में ईएमयू के साथ उत्पन्न होता है। लेकिन अगर ईएमएफ प्राथमिक घुमाव से जुड़ा हुआ है, तो इस घुमाव में एक वैकल्पिक प्रवाह बना रहा है, ईडीसी चर इंडोबल और माध्यमिक घुमाव में है। इस प्रकार, द्वितीयक घुमाव का उपयोग वर्तमान सक्रिय भार या अन्य सर्किट को वैकल्पिक रूप से ईडीसी स्रोत से जोड़ने के बिना किया जा सकता है।
ट्रांसफार्मर। लौह जैसे फेरोमैग्नेटिक सामग्री के एक सामान्य कोर पर उन्हें घुमाकर दो घुमावों का इरादा काफी बढ़ाया जा सकता है। एक समान डिवाइस को ट्रांसफॉर्मर कहा जाता है। आधुनिक ट्रांसफार्मर में, फेरोमैग्नेटिक कोर एक बंद चुंबकीय श्रृंखला बनाता है, ताकि लगभग पूरी चुंबकीय धारा कोर के अंदर गुजरती हो और इसलिए, दोनों घुमाव के माध्यम से। प्राथमिक घुमाव से जुड़े ईडीसी चर का स्रोत लौह कोर में एक वैकल्पिक चुंबकीय प्रवाह बनाता है। यह प्रवाह ईएमएफ के चर और प्राथमिक में, और माध्यमिक घुमाव में, और प्रत्येक ईडीसी के अधिकतम मूल्य उपयुक्त घुमाव में मोड़ों की संख्या के आनुपातिक होते हैं। अच्छे ट्रांसफार्मर में, विंडिंग्स प्रतिरोध इतना छोटा होता है कि ईएमएफ, प्राथमिक घुमाव में प्रेरित, लगभग लागू वोल्टेज के साथ मेल खाता है, और द्वितीयक घुमाव निष्कर्षों पर संभावित अंतर लगभग ईएमएफ के साथ प्रेरित ईएमएफ के साथ मेल खाता है। इस प्रकार, प्राथमिक घुमाव के लिए लागू वोल्टेज के लिए द्वितीयक घुमाव के भार पर वोल्टेज ड्रॉप का अनुपात द्वितीयक और प्राथमिक विंडिंग्स में मोड़ों की संख्या के अनुपात के बराबर होता है, जो आमतौर पर समानता के रूप में लिखा जाता है

जहां वी 1 प्राथमिक घुमाव के एन 1 मोड़ों पर वोल्टेज ड्रॉप है, और वी 2 द्वितीयक घुमाव के एन 2 मोड़ों पर वोल्टेज ड्रॉप है। प्राथमिक और माध्यमिक घुमाव में मोड़ों की संख्या के अनुपात के आधार पर, वृद्धि और निचला ट्रांसफार्मर भिन्न होते हैं। अनुपात एन 2 / एन 1 बढ़ते ट्रांसफार्मर में इकाइयों की तुलना में अधिक है और कम करने में इकाई से कम है। ट्रांसफॉर्मर के लिए धन्यवाद, लंबी दूरी पर विद्युत ऊर्जा का एक किफायती संचरण संभव है।
यह सभी देखें इलेक्ट्रिक ट्रांसफार्मर। आत्म-प्रेरण। एक अलग कॉइल में विद्युत प्रवाह एक चुंबकीय धारा भी बनाता है जो इस कुंडल को ही अनुमति देता है। यदि समय के साथ कुंडल में वर्तमान में परिवर्तन होता है, तो कॉइल के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह बदल दिया जाएगा, इसे उसी तरह से टिप कर रहा है जैसा कि ऐसा होता है जब ट्रांसफॉर्मर काम कर रहा है। वर्तमान को बदलने पर कुंडल में ईएमएफ का उद्भव आत्म-प्रेरण कहा जाता है। अनुक्रमण कुंडल में वर्तमान को प्रभावित करता है। इसी प्रकार, जड़ता मैकेनिक्स में निकायों के आंदोलन से प्रभावित होती है: यह चालू होने पर श्रृंखला में डीसी की सेटिंग को धीमा कर देता है और इसे चालू होने पर तात्कालिक स्टॉप से \u200b\u200bरोकता है बंद। यह सर्किट धुंधला होने पर सर्किट ब्रेकर संपर्कों के बीच होने वाली स्पार्क के रूप में भी कार्य करता है। एसी सर्किट में, आत्म-प्रेरण एक प्रतिक्रियाशील प्रतिरोध बनाता है जो वर्तमान के आयाम को सीमित करता है। एक निश्चित कॉइल के पास चुंबकीय सामग्री की अनुपस्थिति में, एक चुंबकीय प्रवाह जो इसे अनुमति देता है वह श्रृंखला में वर्तमान के लिए आनुपातिक है। फैराडे (16) के कानून के अनुसार, इस मामले में आत्म-प्रेरण के ईएमएफ को वर्तमान परिवर्तन दर के अनुपात में होना चाहिए, यानी

जहां l आनुपातिक गुणांक है, जिसे स्वयं प्रेरण या श्रृंखला के अधिष्ठापन कहा जाता है। फॉर्मूला (18) को एल के मूल्य को निर्धारित करने के रूप में माना जा सकता है। यदि फैक्ट्री इंडेक्स वोल्ट में व्यक्त किया जाता है, तो वर्तमान I - एम्परेज और टाइम टी में - सेकंड में, एल को हेनरी (जीजी) में मापा जाएगा। माइनस साइन इंगित करता है कि लेन्ज़ा कानून से निम्नानुसार ईएमएफ वर्तमान में वृद्धि का विरोध कर रहा है। बाहरी ईएमएफ, आत्म-प्रेरण ईएमएफ पर काबू पाने, एक प्लस साइन होना चाहिए। इसलिए, वर्तमान सर्किटों को बदलने में, अधिष्ठापन में वोल्टेज ड्रॉप एल डी / डीटी है।
चरको।
जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, परिवर्तनीय धाराएं धाराएं हैं जिनकी दिशा समय-समय पर बदलती है। वर्तमान प्रति सेकंड के चक्रीय परिवर्तन की अवधि की अवधि को एसी की आवृत्ति कहा जाता है और इसे हर्ट्ज (एचजेड) में मापा जाता है। बिजली आमतौर पर उपभोक्ता को 50 हर्ट्ज (रूस और यूरोपीय देशों में) या 60 हर्ट्ज (संयुक्त राज्य अमेरिका में) की आवृत्ति के साथ एक एसी के रूप में आपूर्ति की जाती है। चूंकि समय के साथ वर्तमान परिवर्तन वैकल्पिक रूप से, यहां डीसी सर्किट के लिए उपयुक्त समस्याओं को हल करने के सरल तरीके सीधे लागू नहीं होते हैं। बहुत अधिक आवृत्तियों पर, शुल्क एक ऑसीलेटर आंदोलन कर सकते हैं - एक श्रृंखला से दूसरों और पीछे बहने के लिए। साथ ही, डीसी सर्किट के विपरीत, अनुक्रमिक रूप से जुड़े कंडक्टर में धाराएं असमान हो सकती हैं। वैकल्पिक सर्किट में मौजूद क्षमताएं इस प्रभाव को बढ़ाती हैं। इसके अलावा, वर्तमान बदलते समय, आत्म-प्रेरण प्रभाव प्रभावित होते हैं, जो कम आवृत्तियों पर भी आवश्यक हो जाते हैं, अगर कॉइल्स को उच्च अधिष्ठापन के साथ उपयोग किया जाता है। एसी सर्किट की अपेक्षाकृत कम आवृत्तियों पर, किरचॉफ नियमों का उपयोग करके गणना करना अभी भी संभव है, हालांकि, तदनुसार संशोधित किया जाना चाहिए। श्रृंखला, जिसमें विभिन्न प्रतिरोधकों, इंडक्टर्स और कंडेंस कॉइल्स शामिल हैं, को माना जा सकता है कि इसमें एक सामान्यीकृत अवरोधक, संधारित्र और अनुक्रमिक रूप से जुड़े इंडिक्टर शामिल हैं। इस तरह के एक सर्किट के गुणों पर विचार करें साइनसॉइडल वैकल्पिक वर्तमान जनरेटर (चित्र 8) से जुड़े। एसी सर्किट की गणना करने के लिए नियम तैयार करने के लिए, आपको वोल्टेज ड्रॉप और वर्तमान श्रृंखला के प्रत्येक घटकों के लिए वर्तमान के बीच एक अनुपात खोजने की आवश्यकता है।

संधारित्र परिवर्तनीय और निरंतर धाराओं की श्रृंखला में पूरी तरह से अलग भूमिका निभाता है। यदि, उदाहरण के लिए, अंजीर में श्रृंखला के लिए। 8 इलेक्ट्रोकेमिकल तत्व को कनेक्ट करें, कंडेनसर तब तक चार्ज शुरू करेगा जब तक यह ईडीसी तत्व के बराबर न हो जाए। फिर चार्जिंग बंद हो जाती है और वर्तमान शून्य हो जाएगा। यदि सर्किट एक एसी जनरेटर से जुड़ा हुआ है, तो एक आधा अवधि के इलेक्ट्रॉनों में कंडेनसर के बाएं किनारे से बाहर निकल जाएगा और दाईं ओर और दूसरे में जमा हो जाएगा - इसके विपरीत। ये चलती इलेक्ट्रॉन वर्तमान वैकल्पिक हैं, जिसकी ताकत कंडेनसर के दोनों किनारों पर समान है। जबकि परिवर्तनीय वर्तमान आवृत्ति बहुत बड़ी नहीं है, प्रतिरोधी के माध्यम से वर्तमान और प्रेरक कुंडल भी वही है।
प्रतिक्रियाशील और पूर्ण प्रतिरोध। अंजीर में दिखाए गए समोच्च के लिए वर्तमान और वोल्टेज के बीच अनुपात का विश्लेषण करने के लिए। 8, मान लें कि संधारित्र की बाईं प्लेट पर चार्ज अभिव्यक्ति द्वारा दिया जाता है

और दाएं प्लेट पर चार्ज क्यू है। यहां क्यू अधिकतम शुल्क (सीएल), टी-टाइम (सी), और डब्ल्यू \u003d 2 पीएफ है, जहां एफ एसी (एचजेड) की आवृत्ति है। प्रत्येक श्रृंखला तत्व के माध्यम से वर्तमान है:

जहां आईएमएएसए का अधिकतम वर्तमान डब्ल्यू क्यू के बराबर है। कंडेनसर पर एक परिवर्तनीय वोल्टेज ड्रॉप है:

ओम कानून के अनुसार, प्रतिरोधी पर वोल्टेज ड्रॉप अभिव्यक्ति द्वारा दिया जाता है

ए से बी तक पूरी श्रृंखला की वोल्टेज ड्रॉप है:

या

कहा पे

अतिरिक्त

एक्सएल के मूल्य को अपरिवर्तनीय प्रतिरोध कहा जाता है और ओमा में व्यक्त किया जाता है यदि एल - हेनरी में; एक्ससी के मूल्य को कैपेसिटिव प्रतिरोध कहा जाता है और ओमा में व्यक्त किया जाता है, अगर सी दूर में है। चेन एक्स का कुल प्रतिक्रियाशील प्रतिरोध ओएमए में भी व्यक्त किया जाता है। फॉर्मूला (1 9) को एक सरल और स्पष्ट रूप से लाया जा सकता है, कोस (ए + बी) की त्रिकोणमितीय पहचान का उपयोग करके \u003d एक सीओएस बी - पाप एक पाप बी। चूंकि आर और एक्स ओएचएमएस में व्यक्त किए जाते हैं, इसलिए उन्हें कोण क्यू (चित्र 9) निर्धारित करने के लिए एक आयताकार त्रिकोण के कैथेट के रूप में माना जा सकता है। कर्ण

इसे सीरियल कनेक्शन का पूर्ण प्रतिरोध (प्रतिबाधा) कहा जाता है। अंजीर में। 9 एक पूर्ण प्रतिरोध त्रिभुज दिखाता है, जिससे ऐसा लगता है कि r \u003d z cos q, x \u003d z sin q और tg q \u003d x / r। अभिव्यक्ति (1 9) को फॉर्म वी \u003d इमैक्सज़ (कॉस क्यू क्यूस डब्ल्यू टी - सिन क्यू डब्ल्यू टी) में फिर से लिखा जा सकता है, जो अभिव्यक्ति को कम करता है

यदि आप उपरोक्त त्रिकोणमितीय पहचान का उपयोग करते हैं; अभिव्यक्ति (21) रूप में फिर से लिखा जा सकता है

कहा पे

फॉर्मूला (21) से यह इस प्रकार है कि श्रृंखला के क्लिप पर वोल्टेज वी टी \u003d -क्यू / डब्ल्यू पर जितना संभव हो सके अधिकतम है, जबकि वर्तमान मैं टी \u003d 0 पर अधिकतम हूं, यानी वर्तमान वोल्टेज से कोण क्यू तक चरण के पीछे पीछे हट रहा है। इस प्रकार, प्रचलित प्रतिरोध प्रबल होने पर वोल्टेज से चरण के पीछे वर्तमान अंतराल, यानी यदि एक्सएल एक्ससी से अधिक है। यदि कैपेसिटिव प्रतिरोध प्रभुत्व है, तो वर्तमान वोल्टेज से आगे है, यानी एक्ससी अधिक एक्सएल। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि संबंध (22) ओएल कानून से केवल इस तथ्य से अलग है कि इसमें सक्रिय प्रतिरोध आर जेड के पूर्ण प्रतिरोध द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है। यदि प्रतिरोध आर और चेन क्लैंप पर अधिकतम वोल्टेज ड्रॉप समर्थित है निरंतर, तो अधिकतम वर्तमान आईमैक्स का उच्चतम मूल्य दो प्रतिक्रियाशील प्रतिरोध की समानता को पूरा करता है। यदि अधिष्ठापन और क्षमता भी स्थिर है, तो उनके प्रतिक्रियाशील प्रतिरोध की समानता प्राप्त की जा सकती है, वैकल्पिक प्रवाह की आवृत्ति को बदलती है। यह एक गोलाकार आवृत्ति के साथ हासिल किया जाता है

इस मामले में, वे श्रृंखला की अनुनाद सेटिंग के बारे में बात करते हैं।

इसके ऊपर यह माना गया था कि श्रृंखला में वैकल्पिक प्रवाह स्थापित किया गया था। वास्तव में, सर्किट को वैकल्पिक वोल्टेज के स्रोत से जोड़ते समय, क्षणिक प्रक्रियाएं होती हैं। यदि श्रृंखला प्रतिरोध नगण्य नहीं है, तो संक्रमणकालीन धाराएं प्रतिरोधी में गर्मी के रूप में अपनी ऊर्जा का चयन करती हैं और जल्दी ही फीका होती हैं, जिसके बाद स्थिर वैकल्पिक वर्तमान मोड सेट होता है, जिसे उच्च माना जाता था। कई मामलों में, वैकल्पिक सर्किट में क्षणिक प्रक्रियाओं को उपेक्षित किया जा सकता है। अगर उन्हें विचार करने की आवश्यकता है, तो समय पर वर्तमान निर्भरता का वर्णन करने वाले अंतर समीकरण की जांच करना आवश्यक है।
प्रभावी मूल्य। पहले जिला बिजली संयंत्रों का मुख्य कार्य प्रकाश लैंप के धागे की वांछित गर्मी सुनिश्चित करना था। इसलिए, निरंतर और वैकल्पिक धाराओं की इन श्रृंखलाओं के लिए उपयोग की दक्षता का सवाल। सूत्र (7) के अनुसार, एक प्रतिरोधी में गर्मी में बदलने के लिए विद्युत ऊर्जा के लिए, गर्मी अपव्यय वर्तमान बल के वर्ग के आनुपातिक है। एसी के मामले में, गर्मी अपव्यय वर्तमान बल के वर्तमान के लिए वर्तमान के तात्कालिक मूल्य के साथ लगातार उतार-चढ़ाव करता है। यदि वर्तमान साइनसॉइडल कानून के अनुसार भिन्न होता है, तो अधिकतम वर्तमान के वर्ग के आधे वर्ग के बराबर तत्काल वर्तमान का समय-औसत मूल्य, यानी

इस मान से वर्ग रूट को एक प्रभावी परिवर्तनीय मूल्य कहा जाता है। नतीजतन, एसी की ताकतों का प्रभावी मूल्य बराबर है:

आईमैक्स के आयाम के साथ वैकल्पिक प्रवाह के रूप में फिलामेंट के समान हीटिंग को सुनिश्चित करने के लिए यह एक स्थायी प्रवाह होना चाहिए। जाहिर है, गरमागरम दीपक पर वैकल्पिक वोल्टेज का आयाम इसी निरंतर वोल्टेज से अधिक होना चाहिए। इस प्रकार, वैकल्पिक प्रवाह के वोल्टेज का प्रभावी मूल्य के रूप में परिभाषित किया गया है

सूत्र (22) के अनुसार, एसी सर्किट की प्रतिबाधा बराबर है:

श्रृंखला में जेट तत्वों की अनुपस्थिति में, हमारे पास z \u003d r और r \u003d v / i है, ऐसा लगता है कि एसी सर्किट में प्रभावी वोल्टेज और वर्तमान मूल्यों के बीच अनुपात एक जैसा ही हो जाता है डीसी सर्किट। एक धारावाहिक सर्किट में आने वाली शक्ति, वर्तमान और वोल्टेज के प्रभावी मूल्यों के माध्यम से व्यक्त की गई है, इसके बराबर है:

चूंकि डीसी सर्किट में जारी की गई शक्ति पी \u003d वीआई है, इसलिए कोस क्यू का मूल्य पावर फैक्टर कहा जाता है। लेकिन v \u003d iz, और r \u003d z cos q (चित्र 9)। इस प्रकार, धारावाहिक सर्किट में वर्तमान वैकल्पिक रूप से स्रावित शक्ति के बराबर है:

जहां यह देखा जा सकता है कि सभी शक्ति प्रतिरोधी के हीटिंग पर खर्च की जाती है, जबकि संधारित्र और अधिष्ठापन में, बिजली अवशोषित नहीं होती है। सच है, असली अधिष्ठापन कॉइल्स अभी भी कुछ शक्ति को अवशोषित करता है, खासकर यदि उनके पास लौह कोर है। निरंतर पुनर्विचार के साथ, लौह कोर को गर्म किया जाता है - आंशिक रूप से लौह धाराओं में इंजेक्शन, और आंशिक रूप से आंतरिक घर्षण (हिस्ट्रेसिस) के कारण, जो पुनर्विचार को रोकता है। इसके अलावा, अधिष्ठापन पास में स्थित योजनाओं में धाराओं का कारण बन सकता है। वैकल्पिक सर्किट में मापते समय, ये सभी नुकसान प्रतिरोध में बिजली की कमी की तरह दिखते हैं। इसलिए, एसी के लिए एक ही श्रृंखला का प्रतिरोध आमतौर पर स्थिर के लिए कुछ हद तक बड़ा होता है, और यह बिजली के नुकसान के माध्यम से निर्धारित होता है:

बिजली स्टेशन को आर्थिक रूप से काम करने के लिए, पावर लाइन (एलईपी) में थर्मल घाटे काफी कम होनी चाहिए। यदि पीसी उपभोक्ता को आपूर्ति की गई शक्ति है, तो उचित और वैकल्पिक प्रवाह दोनों के लिए पीसी \u003d वीसीआई, उचित गणना के साथ, कॉस क्यू मान एक के बराबर किया जा सकता है। पावर लॉस पीएल \u003d आरएलआई 2 \u003d आरएलपीसी 2 / वीसी 2 होगा। चूंकि कम से कम दो कंडक्टर एल लंबाई गोद के लिए आवश्यक हैं, इसके प्रतिरोध आरएल \u003d आर 2 एल / ए है। इस मामले में, हानि नुकसान

यदि कंडक्टर तांबे से बने होते हैं, तो आर का विशिष्ट प्रतिरोध कम से कम है, तो संख्यात्मक मूल्यों को नहीं बने, जो काफी कम हो सकते हैं। नुकसान को कम करने का एकमात्र व्यावहारिक तरीका वीसी 2 को बढ़ाने के लिए है, क्योंकि एक बड़े क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के साथ कंडक्टर का उपयोग गैर-लाभकारी है। इसका मतलब है कि शक्ति को जितना संभव हो उतना उच्च वोल्टेज का उपयोग करके प्रसारित किया जाना चाहिए। टर्बाइन द्वारा अभिनय किए गए पारंपरिक इलेक्ट्रोमैशिक वर्तमान जेनरेटर एक बहुत ही उच्च वोल्टेज का उत्पादन नहीं कर सकते जो उनके इन्सुलेशन का सामना नहीं कर रहा है। इसके अलावा, सेवा कर्मियों के लिए अल्ट्रा-हाई वोल्टेज खतरनाक है। हालांकि, ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करने के लिए लैम पर प्रसारण के लिए बिजली संयंत्र द्वारा उत्पन्न वैकल्पिक प्रवाह का वोल्टेज संभव है। पावर राहगीर के दूसरे छोर पर, उपभोक्ता डाउनस्ट्रीम ट्रांसफार्मर का उपयोग करता है, जो आउटपुट को अधिक सुरक्षित और व्यावहारिक कम वोल्टेज देता है। वर्तमान में, गोद में वोल्टेज 750,000 वी तक पहुंचता है।
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