पूर्ण परिपथ के लिए ओम का नियम

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में शर्तें हैं: खंड और पूर्ण सर्किट।

साइट कहा जाता है:

• करंट या वोल्टेज के स्रोत के अंदर विद्युत सर्किट का हिस्सा;

• स्रोत या उसके हिस्से से जुड़े विद्युत तत्वों का संपूर्ण बाहरी या आंतरिक सर्किट।

"पूर्ण सर्किट" शब्द का प्रयोग सर्किट को संदर्भित करने के लिए किया जाता है जिसमें सभी सर्किट इकट्ठे होते हैं, जिनमें निम्न शामिल हैं:

• स्रोत;

• उपयोगकर्ता;

• जोड़ने वाले तार।

ऐसी परिभाषाएँ सर्किट को बेहतर ढंग से नेविगेट करने, उनकी विशेषताओं को समझने, कार्य का विश्लेषण करने, क्षति और खराबी की खोज करने में मदद करती हैं। वे ओम के नियम में अंतर्निहित हैं, जो आपको मानव आवश्यकताओं के लिए विद्युत प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने के लिए समान प्रश्नों को हल करने की अनुमति देता है।

जॉर्ज साइमन ओह्म का मौलिक शोध लगभग हर व्यक्ति पर लागू होता है सर्किट का खंड या पूर्ण योजनाबद्ध।

ओम का नियम पूर्ण डीसी सर्किट के लिए कैसे काम करता है

उदाहरण के लिए, हम एक गैल्वेनिक सेल लेते हैं, जिसे लोकप्रिय रूप से बैटरी कहा जाता है, जिसमें एनोड और कैथोड के बीच संभावित अंतर U होता है। हम एक प्रकाश बल्ब को एक फिलामेंट के साथ उसके टर्मिनलों से जोड़ते हैं, जिसमें एक साधारण प्रतिरोधक प्रतिरोध R होता है।

धातु में इलेक्ट्रॉनों के संचलन द्वारा निर्मित एक धारा I = U / R फिलामेंट के माध्यम से प्रवाहित होगी। बैटरी के तारों, जोड़ने वाले तारों और बल्ब द्वारा गठित सर्किट सर्किट के बाहरी हिस्से को संदर्भित करता है।

बैटरी इलेक्ट्रोड के बीच आंतरिक खंड में भी करंट प्रवाहित होगा। इसके वाहक सकारात्मक और नकारात्मक रूप से आवेशित आयन होंगे। इलेक्ट्रॉनों को कैथोड की ओर आकर्षित किया जाएगा और धनात्मक आयनों को इससे एनोड की ओर खदेड़ा जाएगा।

इस प्रकार, कैथोड और एनोड पर सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज जमा होते हैं और उनके बीच एक संभावित अंतर पैदा होता है।

इलेक्ट्रोलाइट में आयनों का पूर्ण संचलन बाधित होता है बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध«आर» के साथ चिह्नित। यह वर्तमान आउटपुट को बाहरी सर्किट तक सीमित करता है और इसकी शक्ति को एक निश्चित मान तक कम कर देता है।

सर्किट के पूर्ण सर्किट में, श्रृंखला में दो खंडों के कुल प्रतिरोध R + r को पार करते हुए, आंतरिक और बाहरी सर्किट के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है। इसका मूल्य इलेक्ट्रोड पर लागू बल से प्रभावित होता है, जिसे संक्षेप में इलेक्ट्रोमोटिव या ईएमएफ कहा जाता है और इसे "ई" सूचकांक द्वारा निरूपित किया जाता है।

इसका मान बिना लोड (कोई बाहरी सर्किट नहीं) के बैटरी के टर्मिनलों पर वोल्टमीटर से मापा जा सकता है। उसी स्थान पर जुड़े लोड के साथ, वाल्टमीटर वोल्टेज यू दिखाता है। दूसरे शब्दों में: बैटरी टर्मिनलों पर कोई भार नहीं होने पर, यू और ई परिमाण में मेल खाते हैं, और जब वर्तमान बाहरी सर्किट के माध्यम से प्रवाहित होता है, तो यू <ई।

बल ई एक पूर्ण परिपथ में विद्युत आवेशों की गति बनाता है और इसका मान I = E / (R + r) निर्धारित करता है।

यह गणितीय अभिव्यक्ति पूर्ण डीसी सर्किट के लिए ओम के नियम को परिभाषित करती है। इसकी क्रिया को चित्र के दाईं ओर अधिक विस्तार से दिखाया गया है।यह दर्शाता है कि पूरे पूरे सर्किट में दो अलग-अलग करंट सर्किट होते हैं।

यह भी देखा जा सकता है कि बैटरी के अंदर, बाहरी सर्किट लोड बंद होने पर भी, आवेशित कण चलते हैं (सेल्फ-डिस्चार्ज करंट) और इसलिए कैथोड पर धातु की अनावश्यक खपत होती है। बैटरी ऊर्जा, आंतरिक प्रतिरोध के कारण, पर्यावरण में गर्म करने और नष्ट करने में खर्च होती है, और समय के साथ यह बस गायब हो जाती है।

अभ्यास से पता चलता है कि अंतिम उत्पाद की तेजी से बढ़ती लागत और इसके उच्च स्व-निर्वहन के कारण रचनात्मक तरीकों से आंतरिक प्रतिरोध आर को कम करना आर्थिक रूप से उचित नहीं है।

निष्कर्ष

बैटरी की दक्षता बनाए रखने के लिए, इसका उपयोग केवल अपने इच्छित उद्देश्य के लिए किया जाना चाहिए, बाहरी सर्किट को विशेष रूप से ऑपरेशन की अवधि के लिए जोड़ना।

कनेक्टेड लोड का प्रतिरोध जितना अधिक होगा, बैटरी का जीवन उतना ही अधिक होगा। इसलिए, समान चमकदार प्रवाह वाले नाइट्रोजन से भरे लोगों की तुलना में कम वर्तमान खपत वाले गरमागरम फिलामेंट वाले क्सीनन लैंप ऊर्जा स्रोतों की लंबी सेवा जीवन सुनिश्चित करते हैं।

गैल्वेनिक तत्वों को संग्रहित करते समय, बाहरी सर्किट के संपर्कों के बीच वर्तमान प्रवाह को विश्वसनीय अलगाव से बाहर रखा जाना चाहिए।

इस घटना में कि बैटरी का बाहरी सर्किट प्रतिरोध R आंतरिक मान r से काफी अधिक हो जाता है, इसे वोल्टेज स्रोत माना जाता है, और जब रिवर्स संबंध पूरा हो जाता है, तो यह एक वर्तमान स्रोत होता है।

एक पूर्ण एसी सर्किट के लिए ओम के नियम का उपयोग कैसे किया जाता है

विद्युत उद्योग में एसी विद्युत प्रणाली सबसे आम हैं।इस उद्योग में, वे विद्युत लाइनों पर बिजली का परिवहन करके बहुत दूर तक पहुँचते हैं।

जैसे-जैसे ट्रांसमिशन लाइन की लंबाई बढ़ती है, इसका विद्युत प्रतिरोध बढ़ता है, जिससे तारों का ताप पैदा होता है और ट्रांसमिशन के लिए ऊर्जा की हानि बढ़ जाती है।

ओम के नियम के ज्ञान ने बिजली इंजीनियरों को बिजली परिवहन की अनावश्यक लागत कम करने में मदद की। ऐसा करने के लिए, उन्होंने तारों में बिजली के नुकसान के घटक की गणना का उपयोग किया।

गणना उत्पादित सक्रिय शक्ति P = E ∙ I के मूल्य पर आधारित है, जिसे दूरस्थ उपभोक्ताओं को गुणात्मक रूप से स्थानांतरित किया जाना चाहिए और कुल प्रतिरोध को दूर करना चाहिए:

• जनरेटर पर आंतरिक आर;

• तारों का बाहरी आर।

जनरेटर टर्मिनलों पर EMF का परिमाण E = I ∙ (r + R) के रूप में निर्धारित किया जाता है।

पूरे सर्किट के प्रतिरोध को दूर करने के लिए बिजली की हानि पीपी चित्र में दिखाए गए सूत्र द्वारा व्यक्त की जाएगी।

इससे यह देखा जा सकता है कि बिजली की खपत तारों की लंबाई/प्रतिरोध के अनुपात में बढ़ जाती है और जनरेटर या लाइन वोल्टेज के ईएमएफ को बढ़ाकर बिजली के परिवहन के दौरान उन्हें कम करना संभव है। इस पद्धति का उपयोग बिजली लाइन के जनरेटर अंत में सर्किट में स्टेप-अप ट्रांसफार्मर और विद्युत सबस्टेशनों के प्राप्त बिंदु पर स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर को शामिल करके किया जाता है।

हालाँकि, यह विधि सीमित है:

• कोरोनरी डिस्चार्ज की घटना का मुकाबला करने के लिए तकनीकी उपकरणों की जटिलता;

• बिजली लाइनों को पृथ्वी की सतह से दूर करने और अलग करने की आवश्यकता;

• अंतरिक्ष में वायु रेखा विकिरण की ऊर्जा में वृद्धि (एंटीना प्रभाव की उपस्थिति)।

साइनसॉइडल अल्टरनेटिंग करंट सर्किट में ओम के नियम संचालन के लक्षण

औद्योगिक उच्च वोल्टेज और घरेलू तीन-चरण / एकल-चरण विद्युत शक्ति के आधुनिक उपयोगकर्ता न केवल सक्रिय बनाते हैं, बल्कि स्पष्ट आगमनात्मक या कैपेसिटिव विशेषताओं के साथ प्रतिक्रियाशील भार भी बनाते हैं। वे लागू वोल्टेज के वैक्टर और सर्किट में बहने वाली धाराओं के बीच एक चरण बदलाव की ओर ले जाते हैं।

इस मामले में, हार्मोनिक्स के समय में उतार-चढ़ाव के गणितीय अंकन के लिए, उपयोग करें जटिल रूपऔर वेक्टर ग्राफिक्स का उपयोग स्थानिक प्रतिनिधित्व के लिए किया जाता है। विद्युत लाइन के माध्यम से प्रेषित वर्तमान सूत्र द्वारा दर्ज किया गया है: I = U / Z।

जटिल संख्याओं के साथ ओम के नियम के मुख्य घटकों का गणितीय अंकन बिजली व्यवस्था में लगातार होने वाली जटिल तकनीकी प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने और प्रबंधित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के एल्गोरिदम को प्रोग्रामिंग करने की अनुमति देता है।

सम्मिश्र संख्याओं के साथ-साथ सभी अनुपातों को लिखने का अवकलन रूप प्रयोग किया जाता है। यह सामग्री के प्रवाहकीय गुणों का विश्लेषण करने के लिए सुविधाजनक है।

कुछ तकनीकी कारक पूर्ण परिपथ के लिए ओम के नियम का उल्लंघन कर सकते हैं। वे सम्मिलित करते हैं:

• उच्च कंपन आवृत्तियाँ जब आवेश वाहकों की गति प्रभावित होने लगती है। उनके पास विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में परिवर्तन की गति के साथ चलने का समय नहीं है;

• कम तापमान पर पदार्थों के एक निश्चित वर्ग की अतिचालकता की स्थिति;

• बिजली के करंट से करंट तारों का गर्म होना। जब करंट-वोल्टेज की विशेषता अपना रैखिक चरित्र खो देती है;

• उच्च वोल्टेज निर्वहन द्वारा इन्सुलेशन परत का विनाश;

• गैस या वैक्यूम इलेक्ट्रॉन ट्यूबों का माध्यम;

• अर्धचालक उपकरण और तत्व।