પ્રકૃતિમાં, બે મુખ્ય પ્રકારની સામગ્રી છે, વાહક અને બિન-વાહક (ડાઇલેક્ટ્રિક્સ). આ સામગ્રીઓ તેમનામાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ (ઇલેક્ટ્રોન) ની હિલચાલ માટેની પરિસ્થિતિઓની હાજરીમાં અલગ પડે છે.

તેઓ વાહક સામગ્રી (તાંબુ, એલ્યુમિનિયમ, ગ્રેફાઇટ અને અન્ય ઘણા) માંથી બનાવવામાં આવે છે. વિદ્યુત વાહક, તેમાંના ઇલેક્ટ્રોન બંધાયેલા નથી અને મુક્તપણે ખસેડી શકે છે.

ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં, ઇલેક્ટ્રોન અણુઓ સાથે ચુસ્તપણે બંધાયેલા છે, તેથી તેમાંથી પ્રવાહ વહેતો નથી. તેનો ઉપયોગ વાયર અને ઇલેક્ટ્રિકલ ઉપકરણોના ભાગો માટે ઇન્સ્યુલેશન બનાવવા માટે થાય છે.

ઇલેક્ટ્રોન વાહક (સર્કિટના એક વિભાગમાંથી વર્તમાન પ્રવાહ) માં ખસેડવાનું શરૂ કરવા માટે, તેમને પરિસ્થિતિઓ બનાવવાની જરૂર છે. આ કરવા માટે, સાંકળ વિભાગની શરૂઆતમાં ઇલેક્ટ્રોનની વધુ પડતી હોવી જોઈએ, અને અંતમાં ઉણપ હોવી જોઈએ. આવી પરિસ્થિતિઓ બનાવવા માટે, વોલ્ટેજ સ્ત્રોતોનો ઉપયોગ થાય છે - સંચયકો, બેટરીઓ, પાવર પ્લાન્ટ્સ.

1827 માં જ્યોર્જ સિમોન ઓહ્મવિદ્યુત પ્રવાહનો નિયમ શોધ્યો. કાયદો અને પ્રતિકાર માપવાના એકમનું નામ તેમના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું હતું. કાયદાનો અર્થ નીચે મુજબ છે.

પાઇપ જેટલી જાડી અને પાણી પુરવઠામાં પાણીનું દબાણ જેટલું વધારે છે (જેમ જેમ પાઇપનો વ્યાસ વધે છે, પાણીનો પ્રતિકાર ઘટે છે) - તેટલું વધુ પાણી વહેશે. જો આપણે કલ્પના કરીએ કે પાણી ઇલેક્ટ્રોન છે ( વિદ્યુત પ્રવાહ), પછી વાયર જેટલો જાડો અને વોલ્ટેજ જેટલું ઊંચું હશે (જેમ જેમ વાયરનો ક્રોસ-સેક્શન વધે છે તેમ તેમ વર્તમાન પ્રતિકાર ઘટે છે) - સર્કિટ વિભાગમાંથી જેટલો મોટો પ્રવાહ વહેશે.

દ્વારા વહેતો પ્રવાહ ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ, લાગુ કરેલ વોલ્ટેજના સીધા પ્રમાણસર છે અને સર્કિટ પ્રતિકારના મૂલ્યના વિપરીત પ્રમાણસર છે.

જ્યાં આઈ- વર્તમાન તાકાત, એમ્પીયરમાં માપવામાં આવે છે અને અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે એ; યુ IN; આર- પ્રતિકાર, ઓહ્મમાં માપવામાં આવે છે અને નિયુક્ત ઓહ્મ.

જો સપ્લાય વોલ્ટેજ જાણીતું છે યુઅને વિદ્યુત ઉપકરણનો પ્રતિકાર આર, પછી ઉપરોક્ત સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને, ઉપયોગ કરીને ઓનલાઈન કેલ્ક્યુલેટર, સર્કિટમાંથી વહેતા પ્રવાહની મજબૂતાઈ નક્કી કરવી સરળ છે આઈ.

ઓહ્મના કાયદાનો ઉપયોગ કરીને, ઇલેક્ટ્રિકલ વાયરિંગ, હીટિંગ તત્વો અને આધુનિક ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનોના તમામ રેડિયો તત્વોના વિદ્યુત પરિમાણોની ગણતરી કરવામાં આવે છે, પછી તે કમ્પ્યુટર, ટીવી અથવા સેલ ફોન હોય.

વ્યવહારમાં ઓહ્મના કાયદાનો ઉપયોગ

વ્યવહારમાં, વર્તમાન તાકાત નથી તે નક્કી કરવું ઘણીવાર જરૂરી છે આઈ, અને પ્રતિકાર મૂલ્ય આર. ઓહ્મના કાયદાના સૂત્રને રૂપાંતરિત કરીને, તમે પ્રતિકારની કિંમતની ગણતરી કરી શકો છો આર, વહેતા પ્રવાહને જાણીને આઈઅને વોલ્ટેજ મૂલ્ય યુ.

પ્રતિકારક મૂલ્યની ગણતરી કરવાની જરૂર પડી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, કમ્પ્યુટર પાવર સપ્લાયને ચકાસવા માટે લોડ બ્લોક બનાવતી વખતે. કમ્પ્યુટર પાવર સપ્લાય કેસ પર સામાન્ય રીતે એક લેબલ હોય છે જે દરેક વોલ્ટેજ માટે મહત્તમ લોડ વર્તમાનની સૂચિ આપે છે. કેલ્ક્યુલેટરના ક્ષેત્રોમાં આપેલ વોલ્ટેજ મૂલ્યો અને મહત્તમ લોડ પ્રવાહ દાખલ કરવા માટે તે પૂરતું છે અને ગણતરીના પરિણામે આપણે આપેલ વોલ્ટેજ માટે લોડ પ્રતિકારનું મૂલ્ય મેળવીએ છીએ. ઉદાહરણ તરીકે, 20 A ના મહત્તમ વર્તમાન પર +5 V ના વોલ્ટેજ માટે, લોડ પ્રતિકાર 0.25 ઓહ્મ હશે.

જૌલ-લેન્ઝ લો ફોર્મ્યુલા

અમે કમ્પ્યુટર પાવર સપ્લાય માટે લોડ બ્લોક બનાવવા માટે રેઝિસ્ટરની કિંમતની ગણતરી કરી છે, પરંતુ અમારે હજુ પણ તે નક્કી કરવાની જરૂર છે કે રેઝિસ્ટર પાસે કઈ શક્તિ હોવી જોઈએ? ભૌતિકશાસ્ત્રનો બીજો કાયદો અહીં મદદ કરશે, જે, એકબીજાથી સ્વતંત્ર રીતે, બે દ્વારા એક સાથે મળી આવ્યો હતો. ભૌતિકશાસ્ત્રના વૈજ્ઞાનિકો. 1841 માં જેમ્સ જૌલ અને 1842 માં એમિલ લેન્ઝ. આ કાયદો તેમના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યો હતો - જૌલ-લેન્ઝ કાયદો.

લોડ દ્વારા વપરાતી શક્તિ લાગુ વોલ્ટેજ અને વહેતા પ્રવાહના સીધા પ્રમાણસર છે.

- વર્તમાન તાકાત, એમ્પીયરમાં માપવામાં આવે છે અને અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે

વિદ્યુત ઉપકરણ દ્વારા વપરાશમાં લેવાયેલા સપ્લાય વોલ્ટેજ અને વર્તમાનને જાણીને, તમે તે કેટલી શક્તિ વાપરે છે તે નિર્ધારિત કરવા માટે ફોર્મ્યુલાનો ઉપયોગ કરી શકો છો. ફક્ત ઓનલાઈન કેલ્ક્યુલેટરમાં નીચેના બોક્સમાં ડેટા દાખલ કરો.

Joule-Lenz કાયદો તમને વિદ્યુત ઉપકરણ દ્વારા વપરાશમાં લેવાયેલ વર્તમાન તેની શક્તિ અને સપ્લાય વોલ્ટેજને જાણીને શોધવાની પણ પરવાનગી આપે છે. વિદ્યુત વાયરિંગ નાખતી વખતે વાયર ક્રોસ-સેક્શન પસંદ કરવા અથવા રેટિંગની ગણતરી કરવા માટે, વપરાશમાં લેવાયેલા વર્તમાનની માત્રા જરૂરી છે.

બીજું ઉદાહરણ: તમે તમારી કારમાં વધારાની હેડલાઇટ અથવા સાઉન્ડ એમ્પ્લીફાયર ઇન્સ્ટોલ કરવાનું નક્કી કરો છો. ઇન્સ્ટોલ કરેલ વિદ્યુત ઉપકરણના વીજ વપરાશને જાણીને, વર્તમાન વપરાશની ગણતરી કરવી અને વાહનના ઇલેક્ટ્રિકલ વાયરિંગ સાથે જોડાણ માટે યોગ્ય વાયર ક્રોસ-સેક્શન પસંદ કરવાનું સરળ છે. ચાલો કહીએ કે વધારાની હેડલાઇટ 100 W (હેડલાઇટમાં ઇન્સ્ટોલ કરેલ લાઇટ બલ્બની શક્તિ) ની શક્તિ વાપરે છે, કાર નેટવર્કનું ઑન-બોર્ડ વોલ્ટેજ 12 V છે. અમે પાવર અને વોલ્ટેજ મૂલ્યોને આમાં બદલીએ છીએ કેલ્ક્યુલેટરની બારીઓમાં, આપણે શોધીએ છીએ કે વર્તમાન વપરાશ 8.33 A હશે.

માત્ર બે સરળ સૂત્રોને સમજ્યા પછી, તમે વાયરમાંથી વહેતા પ્રવાહો, કોઈપણ વિદ્યુત ઉપકરણોના વીજ વપરાશની સરળતાથી ગણતરી કરી શકો છો - તમે વ્યવહારીક રીતે ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગની મૂળભૂત બાબતોને સમજવાનું શરૂ કરશો.

ઓહ્મના કાયદા અને જૌલ-લેન્ઝના રૂપાંતરિત સૂત્રો

મને ઇન્ટરનેટ પર એક રાઉન્ડ ટેબ્લેટના રૂપમાં એક ચિત્ર મળ્યું, જેમાં ઓહ્મના કાયદા અને જૌલ-લેન્ઝના કાયદાના સૂત્રો અને સૂત્રોના ગાણિતિક પરિવર્તન માટેના વિકલ્પો સફળતાપૂર્વક મૂકવામાં આવ્યા છે. પ્લેટ એકબીજા સાથે અસંબંધિત ચાર ક્ષેત્રોનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે અને વ્યવહારિક ઉપયોગ માટે ખૂબ અનુકૂળ છે

કોષ્ટકનો ઉપયોગ કરીને, અન્ય બે જાણીતા રાશિઓનો ઉપયોગ કરીને વિદ્યુત સર્કિટના જરૂરી પરિમાણની ગણતરી માટે સૂત્ર પસંદ કરવાનું સરળ છે. ઉદાહરણ તરીકે, તમારે સપ્લાય નેટવર્કની જાણીતી શક્તિ અને વોલ્ટેજના આધારે ઉત્પાદનનો વર્તમાન વપરાશ નક્કી કરવાની જરૂર છે. વર્તમાન ક્ષેત્રના કોષ્ટકને જોતાં, આપણે જોઈએ છીએ કે સૂત્ર I=P/U ગણતરી માટે યોગ્ય છે.

અને જો તમારે પાવર વપરાશ P અને વર્તમાન I ના આધારે સપ્લાય વોલ્ટેજ U નક્કી કરવાની જરૂર હોય, તો તમે નીચલા ડાબા સેક્ટરના સૂત્રનો ઉપયોગ કરી શકો છો, સૂત્ર U=P/I કરશે.

સૂત્રોમાં અવેજી કરાયેલી માત્રા એમ્પીયર, વોલ્ટ, વોટ્સ અથવા ઓહ્મમાં વ્યક્ત કરવી આવશ્યક છે.

« ભૌતિકશાસ્ત્ર - 10મું ધોરણ"

વિદ્યુત પ્રવાહ- ચાર્જ થયેલા કણોની નિર્દેશિત હિલચાલ. ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહને આભારી, એપાર્ટમેન્ટ પ્રકાશિત થાય છે, મશીન ટૂલ્સ ગતિમાં હોય છે, ઇલેક્ટ્રિક સ્ટોવ પર બર્નર ગરમ થાય છે, રેડિયો ચાલે છે, વગેરે.

ચાલો ચાર્જ કરેલા કણોની નિર્દેશિત ગતિના સૌથી સરળ કેસને ધ્યાનમાં લઈએ - ડાયરેક્ટ કરંટ.

કયા ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જને પ્રાથમિક કહેવામાં આવે છે?
પ્રાથમિક ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ શું છે?
કંડક્ટર અને ડાઇલેક્ટ્રિકમાં શુલ્ક વચ્ચે શું તફાવત છે?

જ્યારે ચાર્જ કણો કંડક્ટરમાં જાય છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ એક બિંદુથી બીજા સ્થાને સ્થાનાંતરિત થાય છે. જો કે, જો ચાર્જ થયેલ કણો રેન્ડમ થર્મલ ગતિમાંથી પસાર થાય છે, જેમ કે ધાતુમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન, તો પછી ચાર્જ ટ્રાન્સફર થતું નથી (ફિગ. 15.1, એ). સરેરાશ ક્રોસ પર કંડક્ટરનો ક્રોસ વિભાગ સમાન સંખ્યાબે વિરુદ્ધ દિશામાં ઇલેક્ટ્રોન. દ્વારા ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ ટ્રાન્સફર થાય છે ક્રોસ વિભાગવાહક માત્ર ત્યારે જ, જો રેન્ડમ હિલચાલ સાથે, ઇલેક્ટ્રોન નિર્દેશિત હિલચાલમાં ભાગ લે છે (ફિગ. 15.1, b). આ કિસ્સામાં, તેઓ કહે છે કે કંડક્ટર જાય છે વિદ્યુત પ્રવાહ.

વિદ્યુત પ્રવાહ એ ચાર્જ થયેલ કણોની આદેશિત (નિર્દેશિત) હિલચાલ છે.

વિદ્યુત પ્રવાહની ચોક્કસ દિશા હોય છે.

વિદ્યુતપ્રવાહની દિશાને સકારાત્મક ચાર્જ થયેલા કણોની હિલચાલની દિશા તરીકે લેવામાં આવે છે.

જો તમે સામાન્ય રીતે તટસ્થ શરીરને ખસેડો છો, તો પછી, આદેશિત ચળવળ હોવા છતાં મોટી સંખ્યાઇલેક્ટ્રોન અને અણુ ન્યુક્લી, કોઈ વિદ્યુત પ્રવાહ આવશે નહીં. કોઈપણ ક્રોસ સેક્શન દ્વારા ટ્રાન્સફર કરાયેલ કુલ ચાર્જ હશે શૂન્ય બરાબર, કારણ કે વિવિધ ચિહ્નોના શુલ્ક સમાન સાથે આગળ વધે છે સરેરાશ ઝડપ.

વર્તમાનની દિશા વોલ્ટેજ વેક્ટરની દિશા સાથે એકરુપ છે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર. જો વર્તમાન નકારાત્મક ચાર્જ કણોની હિલચાલ દ્વારા રચાય છે, તો પ્રવાહની દિશા ગણવામાં આવે છે વિરુદ્ધ દિશામાંકણોની હિલચાલ.

વર્તમાન દિશાની પસંદગી ખૂબ સફળ નથી, કારણ કે મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં વર્તમાન ઇલેક્ટ્રોનની ક્રમબદ્ધ હિલચાલનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે - નકારાત્મક ચાર્જ કણો. વર્તમાન દિશાની પસંદગી એવા સમયે કરવામાં આવી હતી જ્યારે મફત ઇલેક્ટ્રોનતેઓ હજુ પણ ધાતુઓ વિશે કંઈ જાણતા ન હતા.

વર્તમાનની ક્રિયા.

અમે વાહકમાં કણોની હિલચાલને સીધી રીતે જોતા નથી. ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની હાજરી તેની સાથેની ક્રિયાઓ અથવા ઘટનાઓ દ્વારા નક્કી કરવી આવશ્યક છે.

પ્રથમ, વાહક જેના દ્વારા પ્રવાહ વહે છે તે ગરમ થાય છે.

બીજું, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ બદલાઈ શકે છે રાસાયણિક રચનાવાહક: ઉદાહરણ તરીકે, તેના રાસાયણિક ઘટકોને અલગ પાડવું (સોલ્યુશનમાંથી તાંબુ કોપર સલ્ફેટવગેરે).

ત્રીજે સ્થાને, વર્તમાન પડોશી પ્રવાહો અને ચુંબકીય સંસ્થાઓ પર બળનો ઉપયોગ કરે છે. વર્તમાનની આ ક્રિયા કહેવાય છે ચુંબકીય.

આમ, વર્તમાન વહન કરતા વાહકની નજીક ચુંબકીય સોય ફરે છે. વર્તમાનની ચુંબકીય અસર, રાસાયણિક અને થર્મલથી વિપરીત, મુખ્ય છે, કારણ કે તે અપવાદ વિના તમામ વાહકોમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે. રાસાયણિક ક્રિયાવર્તમાન માત્ર ઉકેલોમાં જોવા મળે છે અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ પીગળે છે, અને હીટિંગ સુપરકન્ડક્ટર્સમાં ગેરહાજર છે.

અગ્નિથી પ્રકાશિત બલ્બમાં, વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર થવાને કારણે, તે બહાર નીકળે છે દૃશ્યમાન પ્રકાશ, અને ઇલેક્ટ્રિક મોટર યાંત્રિક કાર્ય કરે છે.

વર્તમાન તાકાત.

જો સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ વહે છે, તો તેનો અર્થ એ છે કે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ કંડક્ટરના ક્રોસ-સેક્શન દ્વારા સતત સ્થાનાંતરિત થાય છે.

એકમ સમય દીઠ સ્થાનાંતરિત ચાર્જ વર્તમાનની મુખ્ય માત્રાત્મક લાક્ષણિકતા તરીકે સેવા આપે છે, જેને કહેવાય છે વર્તમાન તાકાત.

જો સમય Δt દરમિયાન વાહકના ક્રોસ સેક્શન દ્વારા ચાર્જ Δq ટ્રાન્સફર કરવામાં આવે છે, તો વર્તમાનનું સરેરાશ મૂલ્ય બરાબર છે

સરેરાશ તાકાતવર્તમાન સમય અંતરાલ Δt થી આ સમયગાળા દરમિયાન કંડક્ટરના ક્રોસ-સેક્શનમાંથી પસાર થતા ચાર્જ Δq ના ગુણોત્તર સમાન છે.

જો વર્તમાન તાકાત સમય સાથે બદલાતી નથી, તો વર્તમાન કહેવામાં આવે છે કાયમી.

તાકાત એસીવી આ ક્ષણેસમય સૂત્ર (15.1) દ્વારા પણ નક્કી કરવામાં આવે છે, પરંતુ આ કિસ્સામાં સમય અંતરાલ Δt ખૂબ નાનો હોવો જોઈએ.

વર્તમાન તાકાત, ચાર્જની જેમ, એક સ્કેલર જથ્થો છે. તેણી જેવી હોઈ શકે છે હકારાત્મક, તેથી નકારાત્મક. વર્તમાન તાકાતનો સંકેત સર્કિટની આસપાસની કઈ દિશાઓને હકારાત્મક તરીકે લેવામાં આવે છે તેના પર આધાર રાખે છે. વર્તમાન તાકાત I > 0 જો વર્તમાનની દિશા કંડક્ટરની સાથે શરતી રીતે પસંદ કરેલી હકારાત્મક દિશા સાથે એકરુપ હોય. અન્યથા હું< 0.

વર્તમાન તાકાત અને કણોની દિશાત્મક હિલચાલની ગતિ વચ્ચેનો સંબંધ.

એક નળાકાર વાહક (ફિગ. 15.2) ને વિસ્તાર S સાથે ક્રોસ સેક્શન રાખવા દો.

વાહકમાં પ્રવાહની હકારાત્મક દિશા માટે આપણે ડાબેથી જમણે દિશા લઈએ છીએ. દરેક કણનો ચાર્જ q 0 ની બરાબર ગણવામાં આવશે. વાહકનું પ્રમાણ, તેમની વચ્ચે Δl અંતર સાથે ક્રોસ સેક્શન 1 અને 2 દ્વારા મર્યાદિત, nSΔl કણો ધરાવે છે, જ્યાં n એ કણોની સાંદ્રતા છે (વર્તમાન વાહકો). પસંદ કરેલ વોલ્યુમમાં તેમનો કુલ ચાર્જ q = q 0 nSΔl છે. જો કણો સરેરાશ ઝડપે ડાબેથી જમણે ખસે છે, તો તે સમય દરમિયાન વિચારણા હેઠળના જથ્થામાં સમાવિષ્ટ તમામ કણો ક્રોસ સેક્શન 2માંથી પસાર થશે. તેથી, વર્તમાન તાકાત બરાબર છે:

વર્તમાનનું SI એકમ એમ્પીયર (A) છે.

આ એકમ પ્રવાહોની ચુંબકીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના આધારે સ્થાપિત થયેલ છે.

વર્તમાન તાકાત માપો એમીટર. આ ઉપકરણોના ડિઝાઇન સિદ્ધાંત પર આધારિત છે ચુંબકીય ક્રિયાવર્તમાન

કંડક્ટરમાં ઈલેક્ટ્રોનની ક્રમબદ્ધ હિલચાલની ઝડપ.

ચાલો ધાતુના વાહકમાં ઇલેક્ટ્રોનની ક્રમબદ્ધ હિલચાલની ગતિ શોધીએ. સૂત્ર (15.2) અનુસાર જ્યાં e એ ઇલેક્ટ્રોન ચાર્જનું મોડ્યુલસ છે.

ચાલો, ઉદાહરણ તરીકે, વર્તમાન તાકાત I = 1 A, અને વાહક S = 10 -6 m 2 નો ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર. ઇલેક્ટ્રોન ચાર્જ મોડ્યુલસ e = 1.6 10 -19 સી. તાંબાના 1 મીટર 3 માં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા આ વોલ્યુમમાં અણુઓની સંખ્યા જેટલી છે, કારણ કે તેમાંના એક વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનદરેક કોપર અણુ મફત છે. આ સંખ્યા n ≈ 8.5 10 28 m -3 છે (આ સંખ્યા § 54 માંથી 6 સમસ્યા હલ કરીને નક્કી કરી શકાય છે). આથી,

જેમ તમે જોઈ શકો છો, ઈલેક્ટ્રોનની આદેશિત હિલચાલની ઝડપ ઘણી ઓછી છે. તે ધાતુમાં ઈલેક્ટ્રોનની થર્મલ હિલચાલની ગતિ કરતા અનેક ગણી ઓછી છે.

વિદ્યુત પ્રવાહના અસ્તિત્વ માટે જરૂરી શરતો.

પદાર્થમાં સતત વિદ્યુત પ્રવાહના ઉદભવ અને અસ્તિત્વ માટે, તે હોવું જરૂરી છે મફતચાર્જ કણો.

જો કે, કરંટ આવવા માટે આ હજુ પણ પૂરતું નથી.

ચાર્જ કરેલા કણોની ક્રમબદ્ધ હિલચાલ બનાવવા અને જાળવવા માટે, એક બળ જરૂરી છે જે ચોક્કસ દિશામાં તેમના પર કાર્ય કરે છે.

જો આ બળ કાર્ય કરવાનું બંધ કરે છે, તો આયનો સાથે અથડામણને કારણે ચાર્જ કરેલા કણોની આદેશિત હિલચાલ બંધ થઈ જશે. સ્ફટિક જાળીધાતુઓ અથવા તટસ્થ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ પરમાણુઓ અને ઇલેક્ટ્રોન અવ્યવસ્થિત રીતે આગળ વધશે.

ચાર્જ કરેલા કણો, જેમ આપણે જાણીએ છીએ, બળ સાથે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દ્વારા કાર્ય કરવામાં આવે છે:

સામાન્ય રીતે, તે વાહકની અંદરનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર છે જે ચાર્જ કરેલા કણોની ક્રમબદ્ધ હિલચાલનું કારણ બને છે અને જાળવે છે.
માત્ર સ્થિર કિસ્સામાં, જ્યારે ચાર્જ આરામ પર હોય છે, ત્યારે કંડક્ટરની અંદરનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર શૂન્ય હોય છે.

જો કંડક્ટરની અંદર ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર હોય, તો સૂત્ર (14.21) અનુસાર કંડક્ટરના છેડા વચ્ચે સંભવિત તફાવત છે. જેમ કે પ્રયોગ દર્શાવે છે, જ્યારે સંભવિત તફાવત સમય સાથે બદલાતો નથી, a સીધો વિદ્યુત પ્રવાહ. વાહકની સાથે, સંભવિત વાહકના એક છેડે મહત્તમ મૂલ્યથી બીજા છેડે લઘુત્તમ સુધી ઘટે છે, કારણ કે સકારાત્મક ચાર્જ, ક્ષેત્ર દળોના પ્રભાવ હેઠળ, સંભવિત ઘટતી દિશામાં આગળ વધે છે.

જો ઇન્સ્યુલેટેડ વાહકને ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં મૂકવામાં આવે છે \(\overrightarrow(E)\), તો બળ \(\overrightarrow(F) = q\overrightarrow(E)\) મફત શુલ્ક \(q\) પર કાર્ય કરશે. કંડક્ટરમાં \(\overrightarrow(F) = q\overrightarrow(E)\) પરિણામે, કંડક્ટરમાં ટૂંકા ગાળાની હિલચાલ થાય છે મફત શુલ્ક. આ પ્રક્રિયા ત્યારે સમાપ્ત થશે જ્યારે કંડક્ટરની સપાટી પર ઉદ્ભવતા ચાર્જનું પોતાનું ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર સંપૂર્ણપણે બાહ્ય ક્ષેત્ર માટે વળતર આપે છે. કંડક્ટરની અંદર પરિણામી ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્ર શૂન્ય હશે.

જો કે, કંડક્ટરમાં, અમુક શરતો હેઠળ, ફ્રી ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ કેરિયર્સની સતત આદેશિત હિલચાલ થઈ શકે છે.

ચાર્જ કરેલા કણોની નિર્દેશિત હિલચાલને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ કહેવામાં આવે છે.

વિદ્યુત પ્રવાહની દિશા હકારાત્મક મુક્ત શુલ્કની ગતિની દિશા તરીકે લેવામાં આવે છે. વાહકમાં વિદ્યુત પ્રવાહ અસ્તિત્વમાં રહે તે માટે, તેમાં વિદ્યુત ક્ષેત્ર બનાવવું આવશ્યક છે.

વિદ્યુત પ્રવાહનું માત્રાત્મક માપ છે વર્તમાન તાકાત\(I\) - સ્કેલર ભૌતિક જથ્થો, ગુણોત્તર સમાનચાર્જ \(\Delta q\) સમય અંતરાલ \(\Delta t\) દરમિયાન કંડક્ટરના ક્રોસ સેક્શન (ફિગ. 1.8.1) દ્વારા ટ્રાન્સફર થાય છે, આ સમય અંતરાલ સુધી:

$$I = \frac(\Delta q)(\Delta t) $$

જો વર્તમાન શક્તિ અને તેની દિશા સમય સાથે બદલાતી નથી, તો આવા પ્રવાહને કહેવામાં આવે છે કાયમી .

ઈન્ટરનેશનલ સિસ્ટમ ઓફ યુનિટ્સ (SI) માં વર્તમાન એમ્પીયર (A) માં માપવામાં આવે છે. 1 A ના વર્તમાન એકમ અનુસાર સેટ કરવામાં આવે છે ચુંબકીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાબે સમાંતર વાહકવર્તમાન સાથે.

સીધો વિદ્યુત પ્રવાહ ફક્ત માં જ બનાવી શકાય છે બંધ સર્કિટ , જેમાં ફ્રી ચાર્જ કેરિયર્સ બંધ માર્ગ સાથે ફરે છે. માં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર વિવિધ બિંદુઓઆવી સાંકળ સમય જતાં સતત રહે છે. તેથી, સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ડીસીસ્થિર પાત્ર ધરાવે છે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્ર. પરંતુ જ્યારે ઈલેક્ટ્રિક ચાર્જ બંધ પાથ સાથે ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ફિલ્ડમાં ફરે છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રિક ફોર્સ દ્વારા કરવામાં આવતી કામગીરી શૂન્ય છે. તેથી, પ્રત્યક્ષ પ્રવાહના અસ્તિત્વ માટે, ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટમાં એક ઉપકરણ હોવું જરૂરી છે જે દળોના કાર્યને કારણે સર્કિટના વિભાગોમાં સંભવિત તફાવતો બનાવવા અને જાળવવામાં સક્ષમ હોય. બિન-ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક મૂળ. આવા ઉપકરણો કહેવામાં આવે છે ડીસી સૂત્રો . વર્તમાન સ્ત્રોતોમાંથી ફ્રી ચાર્જ કેરિયર્સ પર કામ કરતા બિન-ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક મૂળના દળો કહેવામાં આવે છે બાહ્ય દળો .

બાહ્ય દળોની પ્રકૃતિ અલગ અલગ હોઈ શકે છે. ગેલ્વેનિક કોષો અથવા બેટરીઓમાં તેઓ પરિણામે ઉદભવે છે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ, પ્રત્યક્ષ વર્તમાન જનરેટરમાં, જ્યારે વાહક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં આગળ વધે છે ત્યારે બાહ્ય દળો ઉદ્ભવે છે. વિદ્યુત સર્કિટમાં વર્તમાન સ્ત્રોત પંપની સમાન ભૂમિકા ભજવે છે, જે બંધ હાઇડ્રોલિક સિસ્ટમમાં પ્રવાહીને પંપ કરવા માટે જરૂરી છે. બાહ્ય દળોના પ્રભાવ હેઠળ, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ વર્તમાન સ્ત્રોતની અંદર જાય છે સામેઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્ર દળો, જેના કારણે બંધ સર્કિટમાં સતત ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ જાળવી શકાય છે.

જ્યારે ખસેડવું ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જડાયરેક્ટ કરંટ સર્કિટમાં, વર્તમાન સ્ત્રોતોની અંદર કામ કરતી બાહ્ય શક્તિઓ કામ કરે છે.

વર્તમાન સ્ત્રોતના ઋણ ધ્રુવમાંથી આ ચાર્જના મૂલ્ય સુધી ચાર્જ \(q\) ને સકારાત્મક ધ્રુવ તરફ ખસેડતી વખતે બાહ્ય દળોના કાર્ય \(A_(st)\) ના ગુણોત્તર સમાન ભૌતિક જથ્થો કહેવાય છે. સ્ત્રોતનું ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ (EMF):

$$EMF=\varepsilon=\frac(A_(st))(q). $$

આમ, એક સકારાત્મક ચાર્જને ખસેડતી વખતે બાહ્ય દળો દ્વારા કરવામાં આવેલા કાર્ય દ્વારા EMF નક્કી કરવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ, સંભવિત તફાવતની જેમ, માપવામાં આવે છે વોલ્ટ (V).

જ્યારે સિંગલ પોઝિટિવ ચાર્જ બંધ ડાયરેક્ટ કરંટ સર્કિટ સાથે આગળ વધે છે, ત્યારે બાહ્ય દળો દ્વારા કરવામાં આવેલું કાર્ય આ સર્કિટમાં કામ કરતા emf ના સરવાળા જેટલું હોય છે, અને ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્ર દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય શૂન્ય છે.

ડીસી સર્કિટને અલગ વિભાગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. તે વિસ્તારો કે જ્યાં કોઈ બાહ્ય દળો કાર્ય કરતા નથી (એટલે ​​​​કે એવા વિસ્તારો કે જેમાં વર્તમાન સ્ત્રોતો નથી) કહેવામાં આવે છે સજાતીય . વર્તમાન સ્ત્રોતો ધરાવતા વિસ્તારો કહેવામાં આવે છે વિજાતીય .

જ્યારે એક સકારાત્મક ચાર્જ સર્કિટના ચોક્કસ વિભાગ સાથે આગળ વધે છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક (કુલોમ્બ) અને બાહ્ય દળો બંને દ્વારા કાર્ય કરવામાં આવે છે. ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક દળોનું કાર્ય અસંગત વિભાગના પ્રારંભિક (1) અને અંતિમ (2) બિંદુઓ વચ્ચેના સંભવિત તફાવત \(\Delta \phi_(12) = \phi_(1) - \phi_(2)\) સમાન છે. . બાહ્ય દળોનું કાર્ય વ્યાખ્યા પ્રમાણે, આપેલ ક્ષેત્રમાં કાર્ય કરતા ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ \(\mathcal(E)\) સમાન છે. તેથી જ પૂર્ણ સમયની નોકરીની સમાન

$$U_(12) = \phi_(1) - \phi_(2) + \mathcal(E)$$

કદ યુ 12 સામાન્ય રીતે કહેવાય છે વોલ્ટેજ સાંકળ વિભાગ 1-2 પર. સજાતીય વિસ્તારના કિસ્સામાં, વોલ્ટેજ સંભવિત તફાવતની બરાબર છે:

$$U_(12) = \phi_(1) - \phi_(2)$$

જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રી જી. ઓહ્મે 1826માં પ્રાયોગિક ધોરણે સ્થાપિત કર્યું હતું કે એકસમાન ધાતુના વાહક (એટલે ​​​​કે, એક વાહક કે જેમાં કોઈ બાહ્ય બળ કાર્ય કરતું નથી) દ્વારા વહેતી વર્તમાન શક્તિ \(I\) છેડે આવેલા વોલ્ટેજ \(U\)ના પ્રમાણસર છે. કંડક્ટરનું:

$$I = \frac(1)(R) U; \: U = IR$$

જ્યાં \(R\) = const.

કદ આરસામાન્ય રીતે કહેવાય છે વિદ્યુત પ્રતિકાર . વિદ્યુત પ્રતિકાર સાથેના વાહકને કહેવામાં આવે છે રેઝિસ્ટર . આ ગુણોત્તર વ્યક્ત કરે છે માટે ઓહ્મનો કાયદો સાંકળનો સજાતીય વિભાગ: વાહકમાં વર્તમાન એ લાગુ કરેલ વોલ્ટેજના સીધા પ્રમાણસર હોય છે અને વાહકના પ્રતિકારના વિપરિત પ્રમાણસર હોય છે.

વાહકના વિદ્યુત પ્રતિકારનું SI એકમ છે ઓહ્મ (ઓહ્મ). 1 ઓહ્મના પ્રતિકારમાં સર્કિટનો એક વિભાગ હોય છે જેમાં 1 V ના વોલ્ટેજ પર 1 A નો પ્રવાહ આવે છે.

ઓહ્મના નિયમનું પાલન કરતા વાહક કહેવાય છે રેખીય . વોલ્ટેજ \(U\) પર વર્તમાન \(I\) ની ગ્રાફિકલ અવલંબન (આવા આલેખ કહેવામાં આવે છે વોલ્ટ-એમ્પીયર લાક્ષણિકતાઓ , CVC તરીકે સંક્ષિપ્તમાં) મૂળમાંથી પસાર થતી સીધી રેખા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. એ નોંધવું જોઈએ કે ત્યાં ઘણી સામગ્રી અને ઉપકરણો છે જે ઓહ્મના કાયદાનું પાલન કરતા નથી, દા.ત. સેમિકન્ડક્ટર ડાયોડઅથવા ગેસ ડિસ્ચાર્જ લેમ્પ. કરંટ સાથે મેટલ કંડક્ટર પણ પર્યાપ્ત છે મહાન તાકાતત્યારથી ઓહ્મના રેખીય કાયદામાંથી વિચલન છે વિદ્યુત પ્રતિકારધાતુના વાહક તાપમાન સાથે વધે છે.

ઇએમએફ ધરાવતા સર્કિટના વિભાગ માટે, ઓહ્મનો નિયમ નીચેના સ્વરૂપમાં લખાયેલ છે:

$$IR = U_(12) = \phi_(1) - \phi_(2) + \mathcal(E) = \Delta \phi_(12) + \mathcal(E)$$
$$\color(વાદળી)(I = \frac(U)(R))$$

આ ગુણોત્તર સામાન્ય રીતે કહેવામાં આવે છે સામાન્યકૃત ઓહ્મનો કાયદોઅથવા સર્કિટના બિન-યુનિફોર્મ વિભાગ માટે ઓહ્મનો કાયદો.

ફિગ માં. 1.8.2 બંધ ડીસી સર્કિટ બતાવે છે. સાંકળ વિભાગ ( સીડી) સજાતીય છે.

ઓહ્મના નિયમ મુજબ

$$IR = \Delta\phi_(cd)$$

પ્લોટ ( ab) માં \(\mathcal(E)\) સમાન emf સાથેનો વર્તમાન સ્ત્રોત છે.

વિજાતીય વિસ્તાર માટે ઓહ્મના કાયદા અનુસાર,

$$Ir = \Delta \phi_(ab) + \mathcal(E)$$

બંને સમાનતા ઉમેરીને, અમને મળે છે:

$$I(R+r) = \Delta\phi_(cd) + \Delta \phi_(ab) + \mathcal(E)$$

પરંતુ \(\Delta\phi_(cd) = \Delta \phi_(ba) = -\Delta \phi_(ab)\).

$$\color(વાદળી)(I=\frac(\mathcal(E))(R + r))$$

આ સૂત્ર વ્યક્ત કરે છે સંપૂર્ણ સર્કિટ માટે ઓહ્મનો નિયમ : સંપૂર્ણ સર્કિટમાં વર્તમાન તાકાત સર્કિટના સજાતીય અને અસંગત વિભાગોના પ્રતિકારના સરવાળા (સ્રોતનો આંતરિક પ્રતિકાર) દ્વારા વિભાજિત સ્ત્રોતના ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ જેટલી છે.

પ્રતિકાર આરફિગમાં વિજાતીય વિસ્તાર. 1.8.2 તરીકે વિચારી શકાય છે વર્તમાન સ્ત્રોતનો આંતરિક પ્રતિકાર . આ કિસ્સામાં, વિસ્તાર ( ab) ફિગમાં. 1.8.2 એ સ્ત્રોતનો આંતરિક ભાગ છે. જો પોઈન્ટ aઅને bસંવાહક સાથે ટૂંકો કે જેનો પ્રતિકાર સ્ત્રોતના આંતરિક પ્રતિકારની સરખામણીમાં નાનો હોય (\(R\ \ll r\)), તો સર્કિટ વહેશે વર્તમાન શોર્ટ સર્કિટ

$$I_(kz)=\frac(\mathcal(E))(r)$$

શોર્ટ સર્કિટ કરંટ - મહત્તમ તાકાતવર્તમાન જેમાંથી મેળવી શકાય છે આ સ્ત્રોતઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ \(\mathcal(E)\) અને આંતરિક પ્રતિકાર \(r\) સાથે. નીચા આંતરિક પ્રતિકાર ધરાવતા સ્ત્રોતો માટે, શોર્ટ સર્કિટ કરંટ ખૂબ વધારે હોઈ શકે છે અને વિદ્યુત સર્કિટ અથવા સ્ત્રોતનો વિનાશ કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ખાતે લીડ એસિડ બેટરીઓટોમોબાઈલમાં વપરાય છે, શોર્ટ સર્કિટ કરંટ કેટલાક સો એમ્પીયર હોઈ શકે છે. સબસ્ટેશન (હજારો એમ્પીયર) થી સંચાલિત લાઇટિંગ નેટવર્ક્સમાં શોર્ટ સર્કિટ ખાસ કરીને જોખમી છે. આવા મોટા પ્રવાહોની વિનાશક અસરોને ટાળવા માટે, સર્કિટમાં ફ્યુઝ અથવા વિશિષ્ટ સર્કિટ બ્રેકર્સનો સમાવેશ કરવામાં આવે છે.

કેટલાક કિસ્સાઓમાં, શોર્ટ સર્કિટ પ્રવાહના ખતરનાક મૂલ્યોને રોકવા માટે, કેટલાક બાહ્ય પ્રતિકાર સ્ત્રોત સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોય છે. પછી પ્રતિકાર આરસ્ત્રોતના આંતરિક પ્રતિકાર અને બાહ્ય પ્રતિકારના સરવાળા સમાન છે, અને શોર્ટ સર્કિટ દરમિયાન વર્તમાન તાકાત વધુ પડતી મોટી રહેશે નહીં.

જો બાહ્ય સર્કિટ ખુલ્લી હોય, તો \(\Delta \phi_(ba) = -\Delta \phi_(ab) = \mathcal(E)\), એટલે કે ખુલ્લી બેટરીના ધ્રુવો પર સંભવિત તફાવત તેની બરાબર છે. emf

જો બાહ્ય લોડ પ્રતિકાર આરચાલુ છે અને બેટરીમાંથી કરંટ વહી રહ્યો છે આઈ, તેના ધ્રુવો પર સંભવિત તફાવત સમાન બને છે

$$\Delta \phi_(ba) = \mathcal(E) - Ir$$

ફિગ માં. 1.8.3 સાથે પ્રત્યક્ષ વર્તમાન સ્ત્રોતનું યોજનાકીય રજૂઆત દર્શાવે છે EMF સમાન\(\mathcal(E)\) અને આંતરિક પ્રતિકાર આરત્રણ સ્થિતિઓમાં: "નિષ્ક્રિય", લોડ ઓપરેશન અને શોર્ટ સર્કિટ મોડ (શોર્ટ સર્કિટ). બેટરીની અંદરના વિદ્યુત ક્ષેત્રની તાકાત \(\overrightarrow(E)\) અને સકારાત્મક ચાર્જ પર કામ કરતા દળો દર્શાવેલ છે:\(\overrightarrow(F)_(e)\) - ઇલેક્ટ્રિક બળઅને \(\overrightarrow(F)_(st)\) - તૃતીય-પક્ષ બળ. શોર્ટ સર્કિટ મોડમાં, બેટરીની અંદરનું ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ અદૃશ્ય થઈ જાય છે.

ડીસી વિદ્યુત સર્કિટમાં વોલ્ટેજ અને કરંટ માપવા માટે, ખાસ સાધનોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે - વોલ્ટમીટરઅને એમીટર.

વોલ્ટમીટર તેના ટર્મિનલ્સ પર લાગુ સંભવિત તફાવતને માપવા માટે રચાયેલ છે. તે જોડે છે સમાંતરસર્કિટનો વિભાગ જ્યાં સંભવિત તફાવત માપવામાં આવે છે. કોઈપણ વોલ્ટમીટરમાં થોડો આંતરિક પ્રતિકાર હોય છે \(R_(V)\). વોલ્ટમીટર જ્યારે માપવામાં આવી રહેલ સર્કિટ સાથે જોડાયેલ હોય ત્યારે પ્રવાહોના નોંધપાત્ર પુનઃવિતરણનો પરિચય ન થાય તે માટે, સર્કિટના જે વિભાગ સાથે તે જોડાયેલ છે તેના પ્રતિકારની તુલનામાં તેનો આંતરિક પ્રતિકાર મોટો હોવો જોઈએ. ફિગમાં બતાવેલ સર્કિટ માટે. 1.8.4, આ સ્થિતિ આ રીતે લખાયેલ છે:

$$R_(B)\gg R_(1)$$

આ સ્થિતિનો અર્થ એ છે કે વોલ્ટમીટરમાંથી વહેતો વર્તમાન \(I_(V) = \Delta \phi_(cd) / R_(V)\) વર્તમાન \(I = \Delta \phi_(cd) / R_ કરતાં ઘણો ઓછો છે. (1 )\), જે સર્કિટના પરીક્ષણ કરેલ વિભાગમાંથી વહે છે.

વોલ્ટમીટરની અંદર કોઈ બાહ્ય દળો કામ કરતા ન હોવાથી, તેના ટર્મિનલ્સ પર સંભવિત તફાવત, વ્યાખ્યા પ્રમાણે, વોલ્ટેજ સાથે એકરુપ થાય છે. તેથી, આપણે કહી શકીએ કે વોલ્ટમીટર વોલ્ટેજને માપે છે.

એમીટર સર્કિટમાં વર્તમાન માપવા માટે રચાયેલ છે. એમ્મીટર વિદ્યુત સર્કિટના ઓપન સર્કિટ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે જેથી સમગ્ર માપેલ વર્તમાન તેમાંથી પસાર થાય. એમીટરમાં થોડો આંતરિક પ્રતિકાર પણ હોય છે \(R_(A)\). વોલ્ટમીટરથી વિપરીત, સમગ્ર સર્કિટના કુલ પ્રતિકારની સરખામણીમાં એમીટરનો આંતરિક પ્રતિકાર તદ્દન નાનો હોવો જોઈએ. ફિગમાં સર્કિટ માટે. 1.8.4 એમ્મીટરની પ્રતિકાર સ્થિતિને સંતોષવી આવશ્યક છે

$$R_(A) \ll (r + R_(1) + R(2))$$

જેથી જ્યારે એમીટર ચાલુ હોય, ત્યારે સર્કિટમાં વર્તમાન બદલાતો નથી.

માપવાના સાધનો - વોલ્ટમીટર અને એમીટર - બે પ્રકારના આવે છે: પોઇન્ટર (એનાલોગ) અને ડિજિટલ. ડિજિટલ વિદ્યુત મીટર જટિલ છે ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો. સામાન્ય રીતે, ડિજિટલ સાધનો ઉચ્ચ માપન ચોકસાઈ પ્રદાન કરે છે.

વિદ્યુત પ્રવાહ એ વાહક સાથે ચોક્કસ દિશામાં ચાર્જ થયેલા કણોની નિર્દેશિત હિલચાલ છે.

વાહક વર્તમાન

કંડક્ટરમાં કરંટ ઉભો થાય તે માટે, કેટલાક માધ્યમોમાં મફત ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ હોય ​​તે જરૂરી છે. આ શુલ્ક ચોક્કસ બળ F દ્વારા ખસેડવાની ફરજ પાડવામાં આવે છે, મૂલ્યની સમાનચાર્જ q ફીલ્ડ સ્ટ્રેન્થ E વડે ગુણાકાર.

સકારાત્મક ચાર્જની હિલચાલની દિશા વર્તમાનની દિશા તરીકે લેવામાં આવે છે.

જો આ ક્ષેત્રમાં સ્થિત વાહકના કોઈપણ બે બિંદુઓ વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત શૂન્ય ન હોય તો ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર અસ્તિત્વમાં છે.

જો કે, આવા ક્ષેત્રમાં, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની નિર્દેશિત હિલચાલ એ હકીકત તરફ દોરી જશે કે વાહકના છેડા પરની સંભવિતતાઓ સમાન બની જાય છે. ચાર્જની હિલચાલ બંધ થઈ જશે. પરિણામે, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર પણ અદૃશ્ય થઈ જશે. ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડના અસ્તિત્વને જાળવવા માટે, વર્તમાન સ્ત્રોત તરીકે ઓળખાતા ઉપકરણની જરૂર છે. વર્તમાન સ્ત્રોત બેટરી, સંચયક, ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર, સૌર પેનલ્સ હોઈ શકે છે.

સીધો અને વૈકલ્પિક પ્રવાહ

ડી.સી

સતત પ્રવાહ એ પ્રવાહ છે જેની દિશા અને તીવ્રતા સમય સાથે બદલાતી નથી. સમય અક્ષ સાથે સંબંધિત પ્રત્યક્ષ પ્રવાહનો ગ્રાફ એક સીધી રેખા છે.

વિદ્યુત ક્ષેત્ર કે જેની મદદથી કંડક્ટરમાં સીધો પ્રવાહ બનાવવામાં આવે છે તેને સ્થિર કહેવામાં આવે છે.

સૌથી સરળ ડીસી સ્ત્રોત છે રાસાયણિક તત્વ(બેટરી અથવા ગેલ્વેનિક કોષ). આવા સ્ત્રોતમાં પ્રવાહની દિશા સ્વયંભૂ બદલી શકાતી નથી.

એસી

વેરિયેબલ કરંટ એ એક પ્રવાહ છે જેની તીવ્રતા અને દિશા, પ્રત્યક્ષ પ્રવાહથી વિપરીત, ચોક્કસ પેટર્ન અનુસાર સમય જતાં બદલાય છે. તદુપરાંત, આ ફેરફારો ચોક્કસ સમયગાળા પછી પુનરાવર્તિત થાય છે.

જો આપણે વૈકલ્પિક પ્રવાહનો ગ્રાફ બનાવીએ, તો આપણે જોઈશું કે તે સાઇનસૉઇડનો આકાર ધરાવે છે.

સમયગાળો કે જે દરમિયાન વર્તમાન પરિવર્તનનું સંપૂર્ણ ચક્ર થાય છે તેને કહેવામાં આવે છે સમયગાળો. અને 1 સેકન્ડમાં પૂર્ણ સમયગાળાની સંખ્યા કહેવાય છે એસી આવર્તન. મહત્તમ મૂલ્યદરમિયાન વર્તમાન સંપૂર્ણ સમયગાળોકહેવાય છે કંપનવિસ્તાર વર્તમાન મૂલ્ય. કોઈપણ પસંદ કરેલા સમયે વર્તમાન મૂલ્ય કહેવાય છે તાત્કાલિક વર્તમાન મૂલ્ય.

વૈકલ્પિક પ્રવાહના સ્ત્રોતો વૈકલ્પિક વર્તમાન જનરેટર છે.

લાઇટિંગ અને ઔદ્યોગિક હેતુઓ માટે, મોટર દ્વારા સંચાલિત શક્તિશાળી જનરેટર દ્વારા વૈકલ્પિક પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે. આંતરિક કમ્બશન, વરાળ અથવા પાણીની ટર્બાઇન.

વર્તમાન તાકાત

વર્તમાન તાકાતજથ્થાને નામ આપો ચાર્જ સમાન, જે એકમ સમય દીઠ કંડક્ટરના ક્રોસ વિભાગમાંથી વહે છે.

IN આંતરરાષ્ટ્રીય સિસ્ટમએકમો (SI) વર્તમાન એમ્પીયરમાં માપવામાં આવે છે.

સર્કિટના એક વિભાગ માટે, વર્તમાન તાકાત, એમ્પીયરના કાયદા અનુસાર, સર્કિટના વિભાગ પર લાગુ કરાયેલા વોલ્ટેજ Uના સીધા પ્રમાણસર છે, અને આ વિભાગ R ના વાહકના પ્રતિકારના વિપરીત પ્રમાણસર છે.

આ સૂત્ર સીધા વર્તમાન માટે માન્ય છે.

વર્તમાન તાકાત ખાસ ઉપકરણ - એમીટરનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવે છે.

એસી વોલ્ટેજહાર્મોનિક કાયદા અનુસાર ફેરફારો

U = U m cos ωt

વાહકમાં વૈકલ્પિક વિદ્યુત પ્રવાહ વૈકલ્પિક વિદ્યુત ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ ઉદ્ભવે છે. વૈકલ્પિક વર્તમાન ઓસિલેશનની આવર્તન અને તબક્કો વોલ્ટેજ ઓસિલેશનની આવર્તન અને તબક્કા સાથે મેળ ખાય છે.

વૈકલ્પિક પ્રવાહનું ત્વરિત મૂલ્ય સૂત્ર દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે

i = હું cos ωt

જ્યાં i- તાત્કાલિક વર્તમાન મૂલ્ય

હું એમ- વર્તમાનનું કંપનવિસ્તાર મૂલ્ય

ω - કોણીય આવર્તન

ω = 2πf

f- એસી આવર્તન

વર્તમાનનું કંપનવિસ્તાર મૂલ્ય બરાબર છે I m = U m /R

વૈકલ્પિક પ્રવાહનું અસરકારક મૂલ્ય એ મૂલ્ય છે કે જેના પર વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટમાં વાહકની સરેરાશ શક્તિ સીધી વર્તમાન સર્કિટમાં સમાન વાહકની શક્તિ જેટલી હોય છે.

I D = 1.44 I m

લગભગ તમામ ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનો ઔદ્યોગિક સાહસો, ઘરગથ્થુ ઉપકરણોએસી મેઈન દ્વારા સંચાલિત છે.

§ 8 માં અમે દીવો અને બે સર્પાકાર (પ્રતિરોધકો) સાથેના પ્રયોગને જોયો. અમે નોંધ્યું છે કે વર્તમાનને બદલીને અમારો અર્થ કંડક્ટરમાંથી પસાર થતા ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહમાં ફેરફાર છે. આ શબ્દસમૂહ ઉલ્લેખ કરે છે ઘન મેટલ વાહક.પ્રવાહી ધાતુઓમાં (ઉદાહરણ તરીકે, પારો), પીગળેલા અથવા ઓગળેલા પદાર્થોમાં (ઉદાહરણ તરીકે, ક્ષાર, એસિડ અને આલ્કલીમાં), તેમજ વાયુઓમાં, પ્રવાહ ઇલેક્ટ્રોન અને આયનો દ્વારા બનાવવામાં આવે છે (જુઓ § 8). તે બધા છે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના વાહકો.
તેથી, વર્તમાન શક્તિ દ્વારા સમયના સમયગાળા દરમિયાન કંડક્ટરમાંથી પસાર થતા વિવિધ ચાર્જ થયેલા કણો (ઇલેક્ટ્રોન અને/અથવા આયન) ની સંખ્યાને સમજવા માટે વધુ અનુકૂળ છે, પરંતુ એકમ સમય દીઠ કંડક્ટર દ્વારા સ્થાનાંતરિત કુલ ચાર્જ.ફોર્મ્યુલા સ્વરૂપમાં તે આના જેવો દેખાય છે:

તેથી, વર્તમાન તાકાત - એકમ સમય દીઠ કંડક્ટરમાંથી પસાર થતો ચાર્જ દર્શાવતો ભૌતિક જથ્થો.

વર્તમાન તાકાત માપવા માટે ઉપકરણનો ઉપયોગ થાય છે એમીટરતે સર્કિટના વિભાગ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે જેમાં વર્તમાનને માપવાની જરૂર છે. વર્તમાનનું એકમ - 1 એમ્પીયર(1 એ). તે વર્તમાન સાથેના વાહકની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા (આકર્ષણ અથવા વિકાર) ના બળને માપવા દ્વારા સ્થાપિત થયેલ છે. સમજૂતી માટે, આ વિષયની શરૂઆતમાં પોસ્ટ કરવામાં આવેલ ફોઇલ સ્ટ્રીપ્સ સાથેનું ચિત્ર જુઓ.
1 એમ્પીયર એ વર્તમાન તરીકે લેવામાં આવે છે જે, જ્યારે બે સમાંતર સીધા વાહકમાંથી પસાર થાય છે, અનંત લંબાઈઅને નાના વ્યાસ, શૂન્યાવકાશમાં એકબીજાથી 1 મીટરના અંતરે સ્થિત છે, 1 મીટર લાંબા વાહકના વિભાગ પર 0.0000002 N સમાન ક્રિયાપ્રતિક્રિયા બળનું કારણ બને છે.
ચાલો જાણીએ વર્તમાન વિતરણના કાયદાકંડક્ટરના વિવિધ જોડાણો સાથેના સર્કિટમાં. આકૃતિઓ “a”, “b”, “c” માં લેમ્પ અને રિઓસ્ટેટ જોડાયેલા છે અનુક્રમે.આકૃતિઓ “d”, “d”, “f” માં લેમ્પ્સ જોડાયેલા છે સમાંતરચાલો એક એમીટર લઈએ અને લાલ બિંદુઓથી ચિહ્નિત સ્થળોએ વર્તમાનને માપીએ.
પ્રથમ, અમે રિઓસ્ટેટ અને લેમ્પ (સર્કિટ "a") વચ્ચે એમ્મીટર ચાલુ કરીએ છીએ, વર્તમાન તાકાતને માપીએ છીએ અને તેને પ્રતીક સાથે નિયુક્ત કરીએ છીએ. આઈસામાન્ય રીતે. પછી અમે એમીટરને રિઓસ્ટેટની ડાબી બાજુએ મૂકીએ છીએ (ડાયાગ્રામ “b”). ચાલો વર્તમાન તાકાતને માપીએ, તેને પ્રતીક સાથે સૂચિત કરીએ આઈ1 . પછી અમે એમ્મીટરને લેમ્પની ડાબી બાજુએ મૂકીએ છીએ, વર્તમાન તાકાત દર્શાવો આઈ2 (ડાયાગ્રામ “c”).


કંડક્ટરના શ્રેણી કનેક્શન સાથે સર્કિટના તમામ વિભાગોમાં, વર્તમાન તાકાત સમાન છે:

ચાલો હવે સર્કિટના વિવિધ ભાગોમાં વર્તમાન તાકાતને માપીએ સમાંતર જોડાણબે દીવા. ડાયાગ્રામ "ડી" માં, એમીટર કુલ વર્તમાનને માપે છે; આકૃતિઓમાં "ડી" અને "ઇ" - ઉપલા અને નીચલા લેમ્પ્સમાંથી પસાર થતા પ્રવાહોની તાકાત.


બહુવિધ પરિમાણોતે બતાવો કંડક્ટરના સમાંતર જોડાણ સાથે સર્કિટના શાખા વગરના ભાગમાં વર્તમાન તાકાત ( એકંદર તાકાતવર્તમાન) આ સર્કિટની તમામ શાખાઓમાં પ્રવાહોના સરવાળા સમાન છે.