विद्युत प्रवाह ही विद्युत शुल्काची निर्देशित हालचाल आहे. विद्युत् प्रवाहाची परिमाण प्रति युनिट वेळेनुसार कंडक्टरच्या क्रॉस-सेक्शनमधून जाणाऱ्या विजेच्या प्रमाणाद्वारे निर्धारित केली जाते.
कंडक्टरमधून जाणाऱ्या विजेच्या प्रमाणाद्वारे आम्ही अद्याप विद्युत प्रवाह पूर्णपणे दर्शवू शकत नाही. खरंच, एका कूलंबइतकी वीज एका कंडक्टरमधून एका तासात जाऊ शकते आणि तितकीच वीज एका सेकंदात त्यामधून जाऊ शकते.
तीव्रता विद्युतप्रवाहदुसऱ्या प्रकरणात ते पहिल्यापेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त असेल, कारण तेवढीच वीज कमी कालावधीत जाते. विद्युत प्रवाहाची तीव्रता दर्शविण्यासाठी, कंडक्टरमधून जाणाऱ्या विजेचे प्रमाण हे सहसा प्रति युनिट वेळेला (सेकंद) संदर्भित केले जाते. एका सेकंदात कंडक्टरमधून विजेच्या प्रवाहाच्या प्रमाणाला वर्तमान शक्ती म्हणतात. प्रणालीतील विद्युत् प्रवाहाचे एकक अँपिअर (A) आहे.
वर्तमान सामर्थ्य म्हणजे एका सेकंदात कंडक्टरच्या क्रॉस-सेक्शनमधून जाणारी वीज.
सध्याची ताकद इंग्रजी अक्षर I द्वारे दर्शविली जाते.
अँपिअर हे विद्युत प्रवाहाचे (एक) एकक आहे, जे A द्वारे दर्शविले जाते. 1 A हे अपरिवर्तित करंटच्या सामर्थ्याइतके असते, जे अनंत लांबीच्या आणि नगण्यपणे लहान गोलाकार क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्राच्या दोन समांतर सरळ कंडक्टरमधून जात असताना, स्थित असते. व्हॅक्यूममध्ये एकमेकांपासून 1 मीटर अंतरावर, 1 मीटर लांबीच्या कंडक्टरच्या भागावर 2 10 –7 N प्रति मीटर लांबीच्या बरोबरीने परस्परसंवाद बल निर्माण होईल.
कंडक्टरमधील वर्तमान ताकद एक अँपिअर एवढी असते जर प्रत्येक सेकंदाला एक कूलंब वीज त्याच्या क्रॉस सेक्शनमधून जात असेल.
अँपिअर ही विद्युत प्रवाहाची ताकद आहे ज्यावर प्रत्येक सेकंदाला कंडक्टरच्या क्रॉस-सेक्शनमधून एका कूलंबच्या बरोबरीची वीज जाते: 1 अँपिअर = 1 कुलॉम्ब/1 सेकंद.
सहाय्यक एकके सहसा वापरली जातात: 1 मिलीअँपिअर (mA) = 1/1000 अँपिअर = 10 -3 अँपिअर, 1 मायक्रोअँपिअर (mA) = 1/1000000 अँपिअर = 10 -6 अँपिअर.
ठराविक कालावधीत कंडक्टरच्या क्रॉस-सेक्शनमधून जाणाऱ्या विजेचे प्रमाण माहीत असल्यास, I=q/t या सूत्राचा वापर करून वर्तमान शक्ती शोधली जाऊ शकते.
जर शाखा नसलेल्या बंद सर्किटमध्ये विद्युत प्रवाह जातो, तर कंडक्टरची जाडी विचारात न घेता, समान प्रमाणात वीज कोणत्याही क्रॉस सेक्शनमधून (सर्किटमध्ये कुठेही) प्रति सेकंद जाते. कंडक्टरमध्ये कुठेही शुल्क जमा होऊ शकत नाही या वस्तुस्थितीद्वारे हे स्पष्ट केले आहे. त्यामुळे, सध्याची ताकद कुठेही इलेक्ट्रिकल सर्किटसमान आहे.
विविध शाखांसह जटिल इलेक्ट्रिकल सर्किट्समध्ये, हा नियम (बंद सर्किटच्या सर्व बिंदूंवर स्थिर प्रवाह) अर्थातच वैध राहतो, परंतु तो फक्त सामान्य सर्किटच्या वैयक्तिक विभागांना लागू होतो, ज्याला साधे मानले जाऊ शकते.
वर्तमान मोजमाप
विद्युतप्रवाह मोजण्यासाठी अँमीटर नावाचे उपकरण वापरले जाते. खूप लहान प्रवाह मोजण्यासाठी, मिलीअममीटर आणि मायक्रोॲममीटर किंवा गॅल्व्हनोमीटर वापरले जातात. अंजीर मध्ये. 1. एक ammeter आणि milliammeter चालू असलेली पारंपारिक ग्राफिक प्रतिमा दाखवते विद्युत आकृत्या.
तांदूळ. १. दंतकथा ammeter आणि milliammeter
तांदूळ. 2. Ammeter
विद्युत् प्रवाह मोजण्यासाठी, तुम्हाला ओपन सर्किटला ॲमीटर जोडणे आवश्यक आहे (चित्र 3 पहा). मोजलेले विद्युत् प्रवाह स्त्रोतापासून ammeter आणि रिसीव्हरमधून जातो. ammeter सुई सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह दर्शवते. अँमीटर नेमके कुठे चालू करायचे, म्हणजे ग्राहकापूर्वी (विद्युत प्रवाहाच्या दिशेने मोजणे) किंवा त्यानंतर, पूर्णपणे उदासीन आहे, कारण साध्या बंद सर्किटमध्ये (शाखांशिवाय) वर्तमान शक्ती सर्व बिंदूंवर सारखीच असेल. सर्किट
तांदूळ. 3. ammeter चालू करा
काहीवेळा असे चुकून मानले जाते की ग्राहकापूर्वी जोडलेले अँमिटर उपभोक्त्यानंतर जोडलेल्यापेक्षा जास्त वर्तमान सामर्थ्य दर्शवेल. या प्रकरणात, असे मानले जाते की "वर्तमानाचा काही भाग" तो सक्रिय करण्यासाठी ग्राहकांमध्ये खर्च केला जातो. हे, अर्थातच, खोटे आहे, आणि ते येथे आहे.
मेटल कंडक्टरमधील विद्युत प्रवाह ही एक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक प्रक्रिया आहे जी कंडक्टरच्या बाजूने इलेक्ट्रॉनच्या क्रमबद्ध हालचालीसह असते. तथापि, ऊर्जा इलेक्ट्रॉनद्वारे नाही तर कंडक्टरच्या सभोवतालच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डद्वारे हस्तांतरित केली जाते.
साध्या इलेक्ट्रिकल सर्किटमध्ये कंडक्टरच्या कोणत्याही क्रॉस-सेक्शनमधून तंतोतंत समान संख्येचे इलेक्ट्रॉन जातात. विद्युत उर्जेच्या स्त्रोताच्या एका ध्रुवावरून कितीही इलेक्ट्रॉन्स येतात, त्यांची तेवढीच संख्या ग्राहकातून जाईल आणि अर्थातच, स्त्रोताच्या दुसऱ्या ध्रुवावर जाईल, कारण इलेक्ट्रॉन, भौतिक कण म्हणून, वापरल्या जाऊ शकत नाहीत. त्यांची हालचाल.
तांदूळ. 4. मल्टीमीटरने वर्तमान मोजणे
तंत्रज्ञानामध्ये खूप उच्च प्रवाह (हजारो अँपिअर) आणि खूप लहान (अँपिअरच्या दशलक्ष) आहेत. उदाहरणार्थ, इलेक्ट्रिक स्टोव्हची वर्तमान ताकद अंदाजे 4 - 5 अँपिअर, इनॅन्डेन्सेंट दिवे - 0.3 ते 4 अँपिअर (आणि अधिक) पर्यंत आहे. फोटोसेलमधून जाणारा विद्युतप्रवाह केवळ काही मायक्रोअँप आहे. ट्राम नेटवर्कला वीज पुरवठा करणाऱ्या सबस्टेशनच्या मुख्य तारांमध्ये, विद्युत प्रवाह हजारो अँपिअरपर्यंत पोहोचतो.
विद्युतप्रवाह म्हणजे चार्ज केलेल्या कणांची एका दिशेने हालचाल. तुम्ही विशेष मोजमाप यंत्रे वापरून सरावात सध्याची ताकद शोधू शकता किंवा तुमच्याकडे प्रारंभिक डेटा असल्यास, तुम्ही आधीच तयार केलेली सूत्रे वापरून त्याची गणना करू शकता.
वेळेच्या एका विशिष्ट युनिटमध्ये कंडक्टरमधून जाणारे चार्ज दर्शविणारे भौतिक प्रमाण वर्तमान शक्ती म्हणतात. मूलभूत सूत्र ज्यानुसार या बलाची गणना केली जाऊ शकते: I = q/t. म्हणजेच, क्रॉस सेक्शनमधून जाणाऱ्या शुल्काचे गुणोत्तर ज्या कालावधीत वीज प्रवाहित होते त्या कालावधीत इच्छित मूल्य I च्या बरोबरीचे आहे.चिन्हांचे स्पष्टीकरण:
- I - विजेच्या सामर्थ्याचे पदनाम, Amperes (A) किंवा 1 Coulomb/सेकंद मध्ये मोजले जाते;
- q हा कंडक्टरच्या बाजूने फिरणारा चार्ज आहे, मोजमापाचे एकक Coulombs (C);
- t हा चार्ज पॅसेज अंतराल आहे, जो सेकंदांमध्ये मोजला जातो.
- ई—इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स, ईएमएफ, व्होल्ट;
- आर-बाह्य प्रतिकार, ओम;
- आर - अंतर्गत प्रतिकार, ओम.
डायरेक्ट करंटची गणना करण्यासाठी ओहमचे नियम लागू आहेत, परंतु जर तुम्हाला पर्यायी विजेच्या शक्तीचे परिमाण जाणून घ्यायचे असेल, तर मिळवलेली मूल्ये दोनच्या मुळाने भागली पाहिजेत.
सराव मध्ये इन्स्ट्रुमेंट सिस्टम वापरून वर्तमान शक्ती निर्धारित करण्याचे मुख्य मार्ग:- मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक मापन पद्धत, ज्याचा फायदा म्हणजे संवेदनशीलता आणि वाचनाची अचूकता, तसेच कमी ऊर्जा वापर. ही पद्धत केवळ थेट प्रवाहाची परिमाण निर्धारित करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते.
- इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक म्हणजे परिवर्तनाच्या पद्धतीद्वारे पर्यायी आणि थेट प्रवाहांच्या ताकदीचे निर्धारण इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डचुंबकीय मॉड्यूलर सेन्सरच्या सिग्नलमध्ये.
- अप्रत्यक्ष, व्होल्टमीटर वापरुन, व्होल्टेज एका विशिष्ट प्रतिकारावर आढळते.
वापरलेल्या विद्युत् प्रवाहाचे निर्धारण करणे प्रतिरोध किंवा व्होल्टेज मोजण्यासाठी आवश्यक नसते, परंतु विद्युत् प्रवाहाचे भौतिक मूल्य शोधल्याशिवाय, वीज वापराची गणना करणे अशक्य आहे.
व्याख्या
विजेचा धक्काचार्ज वाहकांची ऑर्डर केलेली हालचाल म्हणतात. धातूंमध्ये, हे इलेक्ट्रॉन आहेत, प्राथमिक शुल्काच्या समान शुल्कासह नकारात्मक चार्ज केलेले कण. विद्युतप्रवाहाची दिशा ही सकारात्मक चार्ज केलेल्या कणांच्या हालचालीची दिशा मानली जाते.
काही पृष्ठभाग S द्वारे वर्तमान शक्ती (वर्तमान) स्केलर म्हणतात भौतिक प्रमाण, जे I द्वारे दर्शविले जाते, समान:
जेथे q हा S पृष्ठभागावरून जाणारा चार्ज आहे, t हा चार्ज प्रवास वेळ आहे. अभिव्यक्ती (1) टी (विद्युत प्रवाहाचे तात्काळ मूल्य) वेळी विद्युत् प्रवाहाचे परिमाण निर्धारित करते.
काही प्रकारचे वर्तमान
जर त्याची शक्ती आणि दिशा कालांतराने बदलत नसेल तर त्याला स्थिर म्हणतात:
फॉर्म्युला (2) दर्शविते की थेट प्रवाह प्रति युनिट वेळेच्या पृष्ठभागाच्या S वरून जाणाऱ्या शुल्काच्या समान आहे.
जर विद्युत् प्रवाह पर्यायी असेल, तर तात्कालिक वर्तमान सामर्थ्य (1), मोठेपणा वर्तमान सामर्थ्य आणि प्रभावी वर्तमान सामर्थ्य वेगळे केले जाते. अल्टरनेटिंग करंट (I eff) चे प्रभावी मूल्य हे डायरेक्ट करंटचे सामर्थ्य आहे जे एका कालावधीत (T) अल्टरनेटिंग करंटच्या कामाच्या समान कार्य करेल:
जर वैकल्पिक प्रवाह साइनसॉइडल म्हणून दर्शविले जाऊ शकते:
मग I m हे विद्युत् प्रवाहाचे मोठेपणा आहे ( पर्यायी प्रवाहाची वारंवारता आहे).
वर्तमान घनता
कंडक्टरच्या क्रॉस-सेक्शनवर विद्युत प्रवाहाचे वितरण वर्तमान घनता वेक्टर () वापरून वैशिष्ट्यीकृत केले जाते. ज्यामध्ये:
व्हेक्टरमधील कोन कुठे आहे आणि ( पृष्ठभाग घटक dS साठी सामान्य आहे), j n हे वर्तमान घनतेच्या वेक्टरचे सामान्य () दिशेने प्रक्षेपण आहे.
कंडक्टरमधील वर्तमान ताकद सूत्र वापरून निर्धारित केली जाते:
जेथे अभिव्यक्ती (6) मध्ये एकीकरण कंडक्टर S च्या संपूर्ण क्रॉस सेक्शनवर चालते
थेट प्रवाहासाठी आमच्याकडे आहे:
जर आपण क्रॉस सेक्शन S 1 आणि S 2 आणि डायरेक्ट करंट्स असलेल्या दोन कंडक्टरचा विचार केला तर संबंध धारण करतो:
कंडक्टर कनेक्शनमध्ये वर्तमान ताकद
जेव्हा कंडक्टर मालिकेत जोडलेले असतात, तेव्हा त्या प्रत्येकातील विद्युतप्रवाह समान असतो:
कंडक्टरला समांतर जोडताना, वर्तमान ताकद (I) ची गणना प्रत्येक कंडक्टर (I i) मधील प्रवाहांची बेरीज म्हणून केली जाते:
ओमचा कायदा
वर्तमान सामर्थ्य डायरेक्ट करंटच्या मूलभूत नियमांपैकी एकामध्ये समाविष्ट आहे - ओमचा नियम (सर्किटच्या एका विभागासाठी):
जेथे - विचाराधीन विभागाच्या शेवटी संभाव्य फरक आहे, सर्किट विभागात समाविष्ट केलेल्या स्त्रोताचा emf आहे, R हा सर्किट विभागाचा प्रतिकार आहे.
विद्युत प्रवाह तंतोतंत सर्व विद्युत उपकरणांमध्ये वाहणारी शक्ती आहे, ज्यामुळे ते कार्य करते. परंतु सर्किटमधील इलेक्ट्रिकल सर्किट्सद्वारे विद्युत प्रवाहाच्या साध्या प्रवाहापर्यंत सर्वकाही कमी करणे अवास्तव आहे; या वर्तमान शक्तीचे काही मोजमाप, विशिष्ट मूल्य असणे आवश्यक आहे. तथापि, जर इलेक्ट्रिकल सर्किटमध्ये कंडक्टरमधून खूप जास्त प्रवाह वाहते जे त्यासाठी डिझाइन केलेले नाहीत, तर हे सर्किट फक्त जळून जाईल. शालेय धड्यांवरून आपल्याला आठवते की असे तथाकथित सूत्र आहेत जे आपल्याला ज्ञात असताना विशिष्ट अज्ञात प्रमाणांची गणना करण्यास अनुमती देतात.
येथे सर्वात मूलभूत, सर्वाधिक वापरलेले वर्तमान सूत्र आहे, ज्याद्वारे ही अगदी वर्तमान ताकद मोजली जाते. त्यात फक्त तीन विद्युत परिमाण आहेत (मूलभूत विद्युत प्रमाण) - वर्तमान, व्होल्टेज आणि प्रतिकार.
तर, आकृत्यांमधील वर्तमान सामर्थ्य सामान्यतः कॅपिटल इंग्रजी अक्षर "I" द्वारे दर्शविले जाते. विद्युत् प्रवाहाचे एकक "अँपिअर" आहे. वर्तमान सूत्र खालीलप्रमाणे आहे - विद्युत प्रवाह हे व्होल्टेज (संभाव्य फरक) आणि प्रतिरोधकतेच्या गुणोत्तराइतके आहे. म्हणजेच, विद्युतप्रवाह शोधण्यासाठी, आपल्याला फक्त प्रतिकाराने व्होल्टेज विभाजित करणे आवश्यक आहे. इलेक्ट्रिकल व्होल्टेज मोजण्याचे एकक "व्होल्ट" आणि प्रतिरोध "ओहम" आहे. परिणामी, आम्ही ज्ञात व्होल्ट्स ज्ञात ओहमने विभाजित करतो आणि पूर्वी अज्ञात अँपिअर मिळवतो.
याच सूत्राला ओमचा नियम असेही म्हणतात. हे दोन ज्ञात प्रमाणांपैकी तिसरे, जे अज्ञात आहे ते शोधण्यात मदत करते. व्होल्टेज शोधण्यासाठी, तुम्हाला विद्युत् प्रवाहाचा प्रतिकाराने गुणाकार करणे आवश्यक आहे आणि प्रतिरोध शोधण्यासाठी, तुम्हाला विद्युत् प्रवाहाने व्होल्टेज विभाजित करणे आवश्यक आहे. सर्व काही अगदी सोपे आहे. हे वर्तमान सूत्र थेट प्रवाह आणि पर्यायी प्रवाह दोन्हीसाठी योग्य आहे, परंतु सक्रिय प्रतिकारासह. म्हणजेच, हे इलेक्ट्रिकल सर्किट्स (सर्किटमधील सर्किट्सचे विभाग) मोजण्यासाठी वापरले जाऊ शकते ज्यात सामान्य हीटर्स, प्रतिरोधक, लाइट बल्ब (इंडक्टिव्ह आणि कॅपेसिटिव्ह घटक नसणे) च्या स्वरूपात प्रतिरोधक क्षमता असते. सर्व कॉइल्समध्ये इंडक्टन्स असते आणि सर्व कॅपेसिटरमध्ये कॅपेसिटन्स असते (त्यांच्याकडे आधीपासूनच प्रतिक्रिया असते आणि भिन्न सूत्र वापरून गणना केली जाते).
जर आपण सध्याच्या फॉर्म्युलाबद्दल बोललो, जे वैज्ञानिक क्षेत्राच्या जवळ आहे, तर ते थोडे वेगळे दिसेल. विद्युत प्रवाह सुरुवातीला विद्युत शुल्काच्या संख्येच्या गुणोत्तराप्रमाणे व्यक्त केला जातो ज्या वेळेस ते कंडक्टरमधून जातात.
विद्युत प्रवाह म्हणजे विद्युत शुल्कांची क्रमबद्ध हालचाल (घन पदार्थांमध्ये हे इलेक्ट्रॉन असतात आणि द्रव आणि वायूमध्ये ते आयन असतात). त्यामुळे विद्युतप्रवाह ही या शुल्कांची थेट हालचाल आहे आणि स्वाभाविकपणे, ते त्यांचे प्रमाण आणि प्रवाहाच्या वेळेनुसार निर्धारित केले जाते. विद्युत शुल्क“कुलॉम्ब्स” मध्ये मोजले जाते आणि वेळ “सेकंद” मध्ये मोजला जातो. म्हणून, विद्युत प्रवाहाची ताकद शोधण्यासाठी, आपल्याला शुल्कांची संख्या ते पास होण्याच्या वेळेनुसार विभाजित करणे आवश्यक आहे. म्हणजेच, आपण कौलॉम्ब्सला सेकंदाने विभाजित करतो आणि अँपिअर मिळवतो.
मी सरावात पुन्हा सांगतो की, वर्तमान ताकद मोजताना आणि मोजताना, हे ओमच्या नियमाचे सूत्र वापरले जाते, कारण गणनामध्ये व्होल्टेज आणि प्रतिकार वापरणे आवश्यक आहे. ते असे आहेत जे या किंवा त्या इलेक्ट्रिकल उपकरणांच्या इलेक्ट्रिकल सर्किट्समध्ये सर्वत्र आढळतील. इलेक्ट्रिशियन म्हणून काम करताना तुम्हाला कोणतेही कुलॉम्ब्स (शुल्कांची संख्या) दिसणार नाही!
बरं, मी वरील अभिक्रिया विषयाला स्पर्श केल्यामुळे, मी कदाचित प्रेरक आणि कॅपेसिटिव्ह अभिक्रिया असलेल्या सर्किट्ससाठी वर्तमान ताकद शोधण्यासाठी एक सूत्र देईन.
या सूत्राचा वापर करून, तुम्ही विद्युतीय सर्किटमध्ये आलटून पालटून, सायनसॉइडल व्होल्टेजसह आणि कॉइल (इंडक्टन्स) किंवा कॅपॅसिटर (कॅपॅसिटन्स) च्या रूपात अभिक्रिया असलेली वर्तमान ताकद शोधू शकता. मला वाटते की तुम्ही वरील सूत्रात केवळ प्रतिकाराचा प्रकार बदलला आहे हे लक्षात आले आहे. अगदी सुरुवातीस दिलेला ओमच्या नियमाचा तोच आधार आहे. येथे फक्त इतकेच आहे की, प्रेरक आणि कॅपेसिटिव्ह अभिक्रिया शोधण्यासाठी, वारंवारता, कॅपेसिटन्स आणि इंडक्टन्स सारख्या प्रमाणात आधीच वापरल्या जातात आणि "PI" देखील, जे 3.14 च्या बरोबरीचे आहे.
