विद्युत सर्किट में समाई और अधिष्ठापन
विद्युत परिपथों के संदर्भ में, समाई और अधिष्ठापन बहुत महत्वपूर्ण हैं, प्रतिरोध जितना ही महत्वपूर्ण है। लेकिन अगर हम सक्रिय प्रतिरोध के बारे में बात करते हैं, तो हमारा मतलब केवल विद्युत ऊर्जा का गर्मी में अपरिवर्तनीय रूपांतरण है, फिर अधिष्ठापन और समाई विद्युत ऊर्जा के संचय और रूपांतरण की प्रक्रियाओं से संबंधित हैं, इसलिए वे इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के लिए कई उपयोगी व्यावहारिक अवसर खोलते हैं।
जब सर्किट के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है, तो आवेशित कण उच्च विद्युत क्षमता वाले स्थान से कम क्षमता वाले स्थान पर चले जाते हैं।
मान लीजिए कि करंट एक सक्रिय प्रतिरोध से होकर बहता है, जैसे कि लैंप का टंगस्टन फिलामेंट। चूंकि आवेशित कण टंगस्टन के माध्यम से सीधे चलते हैं, इसलिए धातु के क्रिस्टल जाली के नोड्स के साथ वर्तमान वाहकों के लगातार टकराव के कारण इस धारा की ऊर्जा लगातार नष्ट हो जाती है।
एक सादृश्य यहाँ खींचा जा सकता है।बोल्डर एक लकड़ी के पहाड़ (उच्च क्षमता के एक बिंदु पर) के ऊपर पड़ा हुआ था, लेकिन फिर इसे ऊपर से धकेल दिया गया और झाड़ियों (प्रतिरोध) के माध्यम से, जंगल के माध्यम से तराई (निम्न क्षमता के स्तर तक) में लुढ़क गया। वगैरह।
पौधों से टकराने पर, पत्थर व्यवस्थित रूप से अपनी ऊर्जा खो देता है, उनके साथ टकराव के क्षणों में इसे झाड़ियों और पेड़ों में स्थानांतरित कर देता है (इसी तरह, सक्रिय प्रतिरोध के साथ गर्मी नष्ट हो जाती है), इसलिए इसकी गति (वर्तमान मूल्य) सीमित है, और वहां ठीक से गति करने का समय नहीं है।
हमारे सादृश्य में, पत्थर एक विद्युत प्रवाह है, आवेशित कण, और इसके मार्ग में पौधे एक चालक के सक्रिय प्रतिरोध हैं; ऊँचाई का अंतर - विद्युत क्षमता में अंतर।
क्षमता
कैपेसिटेंस, सक्रिय प्रतिरोध के विपरीत, एक स्थिर विद्युत क्षेत्र के रूप में विद्युत ऊर्जा जमा करने की सर्किट की क्षमता को दर्शाता है।
एक समाई के साथ एक सर्किट के माध्यम से एक प्रत्यक्ष धारा तब तक प्रवाहित नहीं हो सकती जब तक कि वह समाई पूरी तरह से भर न जाए। क्षमता पूर्ण होने पर ही आवेश वाहक संभावित अंतर और सर्किट के सक्रिय प्रतिरोध द्वारा निर्धारित अपनी पिछली गति से आगे बढ़ने में सक्षम होंगे।
यहां समझने के लिए एक दृश्य हाइड्रोलिक सादृश्य बेहतर है। पानी का नल पानी की आपूर्ति (शक्ति स्रोत) से जुड़ा है, नल खोला जाता है, और पानी एक निश्चित दबाव के साथ बहता है और जमीन पर गिर जाता है। यहां कोई अतिरिक्त क्षमता नहीं है, जल प्रवाह (वर्तमान मूल्य) स्थिर है और पानी को धीमा करने का कोई कारण नहीं है, अर्थात इसके प्रवाह की गति को कम करने के लिए।
लेकिन क्या होगा अगर आप नल के ठीक नीचे एक चौड़ा बैरल लगाते हैं (हमारी सादृश्यता में, सर्किट में कैपेसिटर, कैपेसिटर जोड़ें), इसकी चौड़ाई पानी के जेट के व्यास से बहुत बड़ी है।
अब बैरल भरा हुआ है (कंटेनर को चार्ज किया जाता है, चार्ज कैपेसिटर की प्लेटों पर जमा होता है, प्लेटों के बीच विद्युत क्षेत्र मजबूत होता है), लेकिन पानी जमीन में नहीं गिरता है। जब बैरल को पानी से ऊपर तक भर दिया जाता है (संधारित्र चार्ज किया जाता है), तभी पानी बैरल के सिरों के माध्यम से जमीन पर प्रवाह की समान दर से बहना शुरू हो जाएगा। यह एक संधारित्र या संघनित्र की भूमिका है।
वांछित होने पर बैरल को उलटा किया जा सकता है, संक्षेप में अकेले नल से कई गुना अधिक दबाव बना सकता है (जल्दी से कंडेनसर को हटा दें), लेकिन नल से लिए गए पानी की मात्रा में वृद्धि नहीं होगी।
बैरल को उठाकर और फिर पलट कर (कैपेसिटर को लंबे समय तक चार्ज और जल्दी से डिस्चार्ज करके), हम पानी की खपत (विद्युत आवेश, विद्युत ऊर्जा) के तरीके को बदल सकते हैं। चूंकि बैरल धीरे-धीरे पानी से भर जाता है और कुछ समय बाद इसका किनारा पहुंच जाएगा, ऐसा कहा जाता है कि जब कंटेनर भर जाता है, तो करंट वोल्टेज की ओर जाता है (हमारी सादृश्यता में, वोल्टेज वह ऊंचाई है जिस पर नल का किनारा टोंटी स्थित है)।
अधिष्ठापन
अधिष्ठापन, समाई के विपरीत, विद्युत ऊर्जा को स्थिर नहीं बल्कि गतिज रूप में संग्रहीत करता है।
जब प्रारंभ करनेवाला के तार के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है, तो उसमें आवेश संधारित्र की तरह जमा नहीं होता है, यह परिपथ के साथ-साथ चलता रहता है, लेकिन कुंडली के चारों ओर धारा से जुड़ा चुंबकीय क्षेत्र मजबूत हो जाता है, जिसका प्रेरण है वर्तमान के परिमाण के समानुपाती।
जब एक विद्युत वोल्टेज कॉइल पर लागू होता है, तो कॉइल में करंट धीरे-धीरे बनता है, चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा को तुरंत नहीं, बल्कि धीरे-धीरे संग्रहीत करता है, और यह प्रक्रिया आवेश वाहकों के त्वरण को रोकती है। इसलिए, अधिष्ठापन में, वर्तमान को वोल्टेज से पीछे कहा जाता है। आखिरकार, हालांकि, वर्तमान इस तरह के मूल्य तक पहुंचता है कि यह केवल उस सर्किट के सक्रिय प्रतिरोध से सीमित होता है जिसमें यह तार जुड़ा हुआ है।
यदि किसी बिंदु पर डीसी कॉइल अचानक सर्किट से डिस्कनेक्ट हो जाती है, तो करंट तुरंत नहीं रुक पाएगा, लेकिन तेजी से धीमा होना शुरू हो जाएगा और कॉइल टर्मिनलों में एक संभावित अंतर दिखाई देगा, जितनी तेजी से यह करंट को रोकता है, यानी इस करंट का चुंबकीय क्षेत्र तेजी से गायब हो जाता है...
एक हाइड्रोलिक सादृश्य यहाँ उपयुक्त है। टोंटी पर अत्यधिक लोचदार और नरम रबर की गेंद के साथ एक पानी के नल की कल्पना करें।
गेंद के नीचे एक ट्यूब होती है जो गेंद से जमीन तक पानी के दबाव को सीमित करती है। यदि पानी का नल खुला है, तो गेंद काफी जोर से फूलेगी और पानी ट्यूब के माध्यम से एक पतली धारा में बहेगा, लेकिन उच्च गति पर, यह छींटों के साथ जमीन में गिर जाएगा।
पानी की खपत अपरिवर्तित है। एक बड़े अधिष्ठापन के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है, जबकि चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा आरक्षित बड़ी होती है (गुब्बारे को पानी से फुलाया जाता है)। जब नल से पानी बहना शुरू होता है, तो गेंद फूल जाती है, इसी तरह, जब करंट बढ़ने लगता है तो इंडक्शन चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा जमा करता है।
यदि अब हम नल से गेंद को बंद करें, उस तरफ से चालू करें जहां यह नल से जुड़ा था, और इसे पलट दें, तो पाइप से पानी नल की ऊंचाई की तुलना में बहुत अधिक ऊंचाई तक पहुंच सकता है, क्योंकि फूली हुई गेंद में पानी दबाव में है।इंडक्टर्स का उपयोग उसी तरह किया जाता है बूस्ट पल्स कन्वर्टर्स में.