પૃથ્વી પર કયા વિદ્યુત પ્રવાહો અસ્તિત્વમાં છે. વિદ્યુત પ્રવાહ

સૌ પ્રથમ, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ શું છે તે શોધવાનું મૂલ્યવાન છે. વિદ્યુત પ્રવાહકંડક્ટરમાં ચાર્જ કરેલા કણોની ક્રમબદ્ધ હિલચાલ છે. તે ઉદભવવા માટે, પ્રથમ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર બનાવવું આવશ્યક છે, જેના પ્રભાવ હેઠળ ઉપરોક્ત ચાર્જ કરેલા કણો ખસેડવાનું શરૂ કરશે.

વીજળીનું પ્રથમ જ્ઞાન, ઘણી સદીઓ પહેલા, ઘર્ષણ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા વિદ્યુત "ચાર્જ" થી સંબંધિત. પહેલેથી જ પ્રાચીન સમયમાં, લોકો જાણતા હતા કે એમ્બર, ઊનથી ઘસવામાં આવે છે, પ્રકાશ પદાર્થોને આકર્ષવાની ક્ષમતા પ્રાપ્ત કરે છે. પરંતુ ફક્ત 16 મી સદીના અંતમાં, અંગ્રેજી ચિકિત્સક ગિલ્બર્ટે આ ઘટનાનો વિગતવાર અભ્યાસ કર્યો અને જાણવા મળ્યું કે અન્ય ઘણા પદાર્થોમાં બરાબર સમાન ગુણધર્મો છે. શરીર કે જે, એમ્બરની જેમ, ઘસ્યા પછી, પ્રકાશ પદાર્થોને આકર્ષિત કરી શકે છે, તેને તેમણે ઇલેક્ટ્રીફાઇડ કહે છે. આ શબ્દ ગ્રીક ઇલેક્ટ્રોન - "એમ્બર" પરથી આવ્યો છે. હાલમાં, અમે કહીએ છીએ કે આ સ્થિતિમાં શરીર પર વિદ્યુત ચાર્જ હોય ​​છે, અને શરીરને પોતાને "ચાર્જ્ડ" કહેવામાં આવે છે.

વિદ્યુત શુલ્ક હંમેશા નજીકના સંપર્કથી ઉદભવે છે વિવિધ પદાર્થો. જો શરીર નક્કર હોય, તો તેમના નજીકના સંપર્કને તેમની સપાટી પર હાજર માઇક્રોસ્કોપિક પ્રોટ્રુઝન અને અનિયમિતતા દ્વારા અટકાવવામાં આવે છે. આવા શરીરને સ્ક્વિઝ કરીને અને તેમને એકબીજા સામે ઘસવાથી, અમે તેમની સપાટીઓને એકસાથે લાવીએ છીએ, જે દબાણ વિના માત્ર થોડા બિંદુઓને સ્પર્શે છે. કેટલીક સંસ્થાઓમાં, વિદ્યુત ચાર્જ વિવિધ ભાગો વચ્ચે મુક્તપણે ખસેડી શકે છે, પરંતુ અન્યમાં આ અશક્ય છે. પ્રથમ કિસ્સામાં, શરીરને "વાહક" ​​કહેવામાં આવે છે, અને બીજામાં - "ડાઇલેક્ટ્રિક્સ અથવા ઇન્સ્યુલેટર". બધી ધાતુઓ વાહક છે જલીય ઉકેલોક્ષાર અને એસિડ વગેરે. ઇન્સ્યુલેટરના ઉદાહરણોમાં એમ્બર, ક્વાર્ટઝ, ઇબોનાઇટ અને સામાન્ય સ્થિતિમાં જોવા મળતા તમામ વાયુઓનો સમાવેશ થાય છે.

તેમ છતાં, એ નોંધવું જોઇએ કે વાહક અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં શરીરનું વિભાજન ખૂબ જ મનસ્વી છે. બધા પદાર્થો વધુ કે ઓછા અંશે વીજળીનું સંચાલન કરે છે. ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ સકારાત્મક અને નકારાત્મક છે. આ પ્રકારનો પ્રવાહ લાંબો સમય ચાલશે નહીં, કારણ કે ઇલેક્ટ્રિફાઇડ બોડી ચાર્જ સમાપ્ત થઈ જશે. કંડક્ટરમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના સતત અસ્તિત્વ માટે, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર જાળવવું જરૂરી છે. આ હેતુઓ માટે, ઇલેક્ટ્રિક વર્તમાન સ્ત્રોતોનો ઉપયોગ થાય છે. ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની ઘટનાનો સૌથી સરળ કિસ્સો એ છે કે જ્યારે વાયરનો એક છેડો ઇલેક્ટ્રિફાઇડ બોડી સાથે અને બીજો જમીન સાથે જોડાયેલ હોય છે.

લાઇટ બલ્બ અને ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સને કરન્ટ સપ્લાય કરતા ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ બેટરીની શોધ સુધી દેખાતા ન હતા, જે લગભગ 1800 ની આસપાસની છે. આ પછી, વીજળીના સિદ્ધાંતનો વિકાસ એટલો ઝડપથી થયો કે એક સદી કરતાં પણ ઓછા સમયમાં તે માત્ર ભૌતિકશાસ્ત્રનો એક ભાગ બન્યો નહીં, પરંતુ નવી વિદ્યુત સંસ્કૃતિનો આધાર બન્યો.

વિદ્યુત પ્રવાહની મૂળભૂત માત્રા

વીજળી અને વર્તમાનની માત્રા. ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની અસરો મજબૂત અથવા નબળી હોઈ શકે છે. વિદ્યુત પ્રવાહની મજબૂતાઈ સમયના ચોક્કસ એકમમાં સર્કિટમાંથી વહેતા ચાર્જની માત્રા પર આધારિત છે. સ્ત્રોતના એક ધ્રુવમાંથી બીજા ધ્રુવમાં જેટલા વધુ ઈલેક્ટ્રોન ખસેડવામાં આવે છે, ઈલેક્ટ્રોન દ્વારા ટ્રાન્સફર કરવામાં આવેલ કુલ ચાર્જ તેટલો વધારે છે. આ નેટ ચાર્જને કંડક્ટરમાંથી પસાર થતી વીજળીની માત્રા કહેવામાં આવે છે.

ખાસ કરીને, વિદ્યુત પ્રવાહની રાસાયણિક અસર વીજળીના જથ્થા પર આધારિત છે, એટલે કે, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સોલ્યુશનમાંથી જેટલો વધારે ચાર્જ પસાર થશે, તેટલો વધુ પદાર્થ કેથોડ અને એનોડ પર જમા થશે. આ સંદર્ભે, ઇલેક્ટ્રોડ પર જમા થયેલા પદાર્થના દળનું વજન કરીને અને આ પદાર્થના એક આયનના દળ અને ચાર્જને જાણીને વીજળીની માત્રાની ગણતરી કરી શકાય છે.

વર્તમાન શક્તિ એ એક જથ્થો છે જે કંડક્ટરના ક્રોસ સેક્શનમાંથી પસાર થતા ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના ગુણોત્તર જેટલો સમય તે વહે છે. ચાર્જનું એકમ કુલોમ્બ (C) છે, સમય સેકંડ (ઓ) માં માપવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, વર્તમાનનું એકમ C/s માં દર્શાવવામાં આવે છે. આ એકમને એમ્પીયર (A) કહેવાય છે. સર્કિટમાં વર્તમાન માપવા માટે, વિદ્યુત માપન ઉપકરણનો ઉપયોગ થાય છે જેને એમીટર કહેવાય છે. સર્કિટમાં સમાવેશ કરવા માટે, એમીટર બે ટર્મિનલ્સથી સજ્જ છે. તે સર્કિટ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે.

વિદ્યુત વોલ્ટેજ. આપણે પહેલેથી જ જાણીએ છીએ કે વિદ્યુત પ્રવાહ એ ચાર્જ કરેલા કણો - ઇલેક્ટ્રોનની ક્રમબદ્ધ હિલચાલ છે. આ ચળવળ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે, જે ચોક્કસ પ્રમાણમાં કાર્ય કરે છે. આ ઘટનાને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું કાર્ય કહેવામાં આવે છે. 1 સેકન્ડમાં ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ સાથે મોટા ચાર્જને ખસેડવા માટે, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રે કાર્ય કરવું આવશ્યક છે મહાન કામ. તેના આધારે, તે તારણ આપે છે કે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું કાર્ય વર્તમાનની શક્તિ પર આધારિત હોવું જોઈએ. પરંતુ ત્યાં એક વધુ મૂલ્ય છે જેના પર વર્તમાનનું કાર્ય નિર્ભર છે. આ જથ્થાને વોલ્ટેજ કહેવામાં આવે છે.

વોલ્ટેજ એ વિદ્યુત સર્કિટના ચોક્કસ વિભાગમાં વર્તમાન દ્વારા કરવામાં આવતા કાર્યનો ગુણોત્તર અને સર્કિટના સમાન વિભાગમાંથી વહેતા ચાર્જનો ગુણોત્તર છે. વર્તમાન કાર્યને જ્યુલ્સ (J), ચાર્જ - કુલમ્બ્સ (C) માં માપવામાં આવે છે. આ સંદર્ભે, વોલ્ટેજ માટે માપનનું એકમ 1 J/C બનશે. આ એકમને વોલ્ટ (V) કહેવામાં આવતું હતું.

વિદ્યુત સર્કિટમાં વોલ્ટેજ ઉદભવવા માટે, વર્તમાન સ્ત્રોતની જરૂર છે. જ્યારે સર્કિટ ખુલ્લું હોય છે, ત્યારે વોલ્ટેજ માત્ર વર્તમાન સ્ત્રોતના ટર્મિનલ્સ પર હાજર હોય છે. જો આ વર્તમાન સ્ત્રોત સર્કિટમાં શામેલ હોય, તો સર્કિટના વ્યક્તિગત વિભાગોમાં પણ વોલ્ટેજ ઉદભવશે. આ સંદર્ભે, સર્કિટમાં વર્તમાન દેખાશે. એટલે કે, આપણે સંક્ષિપ્તમાં નીચે મુજબ કહી શકીએ: જો સર્કિટમાં કોઈ વોલ્ટેજ નથી, તો ત્યાં કોઈ વર્તમાન નથી. વોલ્ટેજ માપવા માટે, વોલ્ટમીટર તરીકે ઓળખાતા વિદ્યુત માપન સાધનનો ઉપયોગ થાય છે. તેના માટે દેખાવતે અગાઉ ઉલ્લેખિત એમ્મીટર જેવું લાગે છે, માત્ર એટલો જ તફાવત છે કે વોલ્ટમીટર સ્કેલ પર અક્ષર V લખાયેલ છે (એમીટર પર A ને બદલે). વોલ્ટમીટરમાં બે ટર્મિનલ હોય છે, જેની મદદથી તે વિદ્યુત સર્કિટની સમાંતર રીતે જોડાયેલ હોય છે.

વિદ્યુત પ્રતિકાર. વિદ્યુત સર્કિટ સાથે વિવિધ વાહક અને એમ્મીટરને જોડ્યા પછી, તમે નોંધ કરી શકો છો કે વિવિધ કંડક્ટરનો ઉપયોગ કરતી વખતે, એમ્મીટર વિવિધ રીડિંગ્સ આપે છે, એટલે કે, આ કિસ્સામાં, ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટમાં ઉપલબ્ધ વર્તમાન શક્તિ અલગ છે. આ ઘટના એ હકીકત દ્વારા સમજાવી શકાય છે કે વિવિધ વાહકમાં વિવિધ વિદ્યુત પ્રતિકાર હોય છે, જે ભૌતિક જથ્થો છે. તેને જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રીના માનમાં ઓહ્મ નામ આપવામાં આવ્યું હતું. નિયમ પ્રમાણે, ભૌતિકશાસ્ત્રમાં મોટા એકમોનો ઉપયોગ થાય છે: કિલો-ઓહ્મ, મેગા-ઓહ્મ, વગેરે. વાહકનો પ્રતિકાર સામાન્ય રીતે અક્ષર R દ્વારા, વાહકની લંબાઈ L દ્વારા અને ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર S દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, પ્રતિકાર સૂત્ર તરીકે લખી શકાય છે:

R = r * L/S

જ્યાં p ગુણાંકને પ્રતિકારકતા કહેવામાં આવે છે. આ ગુણાંક 1 m2 ની બરાબર ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર સાથે 1 મીટર લાંબા વાહકના પ્રતિકારને વ્યક્ત કરે છે. ચોક્કસ પ્રતિકાર ઓહ્મ x m માં દર્શાવવામાં આવે છે કારણ કે વાયર, એક નિયમ તરીકે, તેના બદલે નાના ક્રોસ-સેક્શન ધરાવે છે, તેમના વિસ્તારો સામાન્ય રીતે ચોરસ મિલીમીટરમાં દર્શાવવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, પ્રતિકારકતાનું એકમ ઓહ્મ x mm2/m હશે. નીચેના કોષ્ટકમાં. આકૃતિ 1 કેટલીક સામગ્રીની પ્રતિરોધકતા દર્શાવે છે.

ટેબલ મુજબ. 1 તે સ્પષ્ટ થાય છે કે તાંબામાં સૌથી ઓછી વિદ્યુત પ્રતિકારકતા છે, અને મેટલ એલોય સૌથી વધુ છે. વધુમાં, ડાઇલેક્ટ્રિક્સ (ઇન્સ્યુલેટર) ઊંચી પ્રતિકારકતા ધરાવે છે.

વિદ્યુત ક્ષમતા. આપણે પહેલાથી જ જાણીએ છીએ કે એકબીજાથી અલગ બે વાહક વિદ્યુત શુલ્ક એકઠા કરી શકે છે. આ ઘટના ભૌતિક જથ્થા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે જેને ઇલેક્ટ્રિકલ કેપેસીટન્સ કહેવાય છે. બે વાહકની વિદ્યુત ક્ષમતા એ તેમાંના એકના ચાર્જના ગુણોત્તર અને આ વાહક અને પડોશી વચ્ચેના સંભવિત તફાવત કરતાં વધુ કંઈ નથી. જ્યારે કંડક્ટર ચાર્જ મેળવે છે ત્યારે વોલ્ટેજ જેટલું ઓછું હોય છે, તેમની ક્ષમતા વધારે હોય છે. વિદ્યુત ક્ષમતાનું એકમ ફેરાડ (F) છે. વ્યવહારમાં, આ એકમના અપૂર્ણાંકોનો ઉપયોગ થાય છે: માઇક્રોફારાડ (μF) અને પીકોફારાડ (pF).

જો તમે બે કંડક્ટરને એકબીજાથી અલગ કરીને લો અને તેમને એક બીજાથી થોડા અંતરે મૂકો, તો તમને કેપેસિટર મળશે. કેપેસિટરની ક્ષમતા તેની પ્લેટોની જાડાઈ અને ડાઇલેક્ટ્રિકની જાડાઈ અને તેની અભેદ્યતા પર આધારિત છે. કેપેસિટરની પ્લેટો વચ્ચેના ડાઇલેક્ટ્રિકની જાડાઈને ઘટાડીને, બાદમાંની કેપેસીટન્સ નોંધપાત્ર રીતે વધારી શકાય છે. બધા કેપેસિટર્સ પર, તેમની ક્ષમતા ઉપરાંત, વોલ્ટેજ કે જેના માટે આ ઉપકરણો ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે તે સૂચવવું આવશ્યક છે.

ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું કાર્ય અને શક્તિ. ઉપરથી તે સ્પષ્ટ છે કે વિદ્યુત પ્રવાહ કેટલાક કામ કરે છે. ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સને કનેક્ટ કરતી વખતે, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ તમામ પ્રકારના સાધનોને કામ કરે છે, ટ્રેનને રેલ સાથે ખસેડે છે, શેરીઓ પ્રકાશિત કરે છે, ઘરને ગરમ કરે છે, અને રાસાયણિક અસર પણ ઉત્પન્ન કરે છે, એટલે કે, વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણની મંજૂરી આપે છે, વગેરે. આપણે કહી શકીએ કે કામ પૂર્ણ થયું. સર્કિટના ચોક્કસ વિભાગ પર વર્તમાન દ્વારા ઉત્પાદન વર્તમાન, વોલ્ટેજ અને સમય જે દરમિયાન કાર્ય કરવામાં આવ્યું હતું તે સમાન છે. કામ જુલ્સમાં, વોલ્ટેજ વોલ્ટમાં, વર્તમાન એમ્પીયરમાં, સમય સેકન્ડમાં માપવામાં આવે છે. આ સંદર્ભે, 1 J = 1B x 1A x 1s. આમાંથી તે તારણ આપે છે કે વિદ્યુત પ્રવાહના કાર્યને માપવા માટે, એક જ સમયે ત્રણ સાધનોનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ: એમીટર, વોલ્ટમીટર અને ઘડિયાળ. પરંતુ આ બોજારૂપ અને બિનઅસરકારક છે. તેથી, સામાન્ય રીતે, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું કાર્ય ઇલેક્ટ્રિક મીટરથી માપવામાં આવે છે. આ ઉપકરણમાં ઉપરોક્ત તમામ ઉપકરણો શામેલ છે.

વિદ્યુત પ્રવાહની શક્તિ એ વર્તમાનના કાર્યના ગુણોત્તર જે દરમિયાન તે કરવામાં આવી હતી તે સમયની બરાબર છે. પાવર અક્ષર "P" દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે અને વોટ્સ (W) માં વ્યક્ત થાય છે. વ્યવહારમાં, સર્કિટની શક્તિને માપવા માટે, કિલોવોટ, મેગાવોટ, હેક્ટોવોટ વગેરેનો ઉપયોગ થાય છે, તમારે વોટમીટર લેવાની જરૂર છે. વિદ્યુત ઇજનેરો વિદ્યુતપ્રવાહનું કામ કિલોવોટ-કલાક (kWh)માં વ્યક્ત કરે છે.

વિદ્યુત પ્રવાહના મૂળભૂત નિયમો

ઓહ્મનો કાયદો. વિદ્યુત સર્કિટની સૌથી ઉપયોગી લાક્ષણિકતાઓ વોલ્ટેજ અને વર્તમાન ગણવામાં આવે છે. વીજળીના ઉપયોગની મુખ્ય વિશેષતાઓમાંની એક એ છે કે એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ ઊર્જાનું ઝડપી પરિવહન અને જરૂરી સ્વરૂપમાં ગ્રાહકને તેનું ટ્રાન્સફર. સંભવિત તફાવત અને વર્તમાનનું ઉત્પાદન શક્તિ આપે છે, એટલે કે, એકમ સમય દીઠ સર્કિટમાં આપવામાં આવતી ઉર્જાનો જથ્થો. ઉપર જણાવ્યા મુજબ, વિદ્યુત સર્કિટમાં પાવર માપવા માટે, 3 ઉપકરણોની જરૂર પડશે. શું માત્ર એક સાથે પસાર થવું અને તેના રીડિંગ્સ અને સર્કિટની કેટલીક લાક્ષણિકતાઓ, જેમ કે તેના પ્રતિકારની શક્તિની ગણતરી કરવી શક્ય છે? ઘણા લોકોને આ વિચાર ગમ્યો અને તે ફળદાયી જણાયો.

તો સમગ્ર રીતે વાયર અથવા સર્કિટનો પ્રતિકાર શું છે? શું વાયર, જેમ કે પાણીની પાઈપો અથવા વેક્યૂમ સિસ્ટમ પાઈપો, કોઈ કાયમી મિલકત ધરાવે છે જેને પ્રતિકાર કહી શકાય? ઉદાહરણ તરીકે, પાઈપોમાં, પ્રવાહ દર દ્વારા વિભાજિત પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરતા દબાણ તફાવતનો ગુણોત્તર સામાન્ય રીતે પાઇપની સતત લાક્ષણિકતા છે. એ જ રીતે, વાયરમાં ગરમીનો પ્રવાહ તાપમાનના તફાવત, વાયરનો ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર અને તેની લંબાઈને સંડોવતા એક સરળ સંબંધ દ્વારા સંચાલિત થાય છે. ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ માટે આવા સંબંધની શોધ સફળ શોધનું પરિણામ હતું.

1820 ના દાયકામાં, જર્મન શાળા શિક્ષકઉપરોક્ત સંબંધની શોધ શરૂ કરનાર જ્યોર્જ ઓહ્મ પ્રથમ હતા. સૌ પ્રથમ, તેમણે ખ્યાતિ અને ખ્યાતિ માટે પ્રયત્ન કર્યો, જે તેમને યુનિવર્સિટીમાં ભણાવવાની મંજૂરી આપશે. તેથી જ તેણે સંશોધનનું એક ક્ષેત્ર પસંદ કર્યું જેમાં વિશેષ ફાયદાઓનું વચન આપવામાં આવ્યું હતું.

ઓમ એક મિકેનિકનો પુત્ર હતો, તેથી તે જાણતો હતો કે વિવિધ જાડાઈના મેટલ વાયર કેવી રીતે દોરવા, જેની તેને પ્રયોગો માટે જરૂર હતી. તે દિવસોમાં યોગ્ય વાયર ખરીદવો અશક્ય હોવાથી ઓમે તે જાતે બનાવ્યો. તેમના પ્રયોગો દરમિયાન, તેમણે વિવિધ લંબાઈ, વિવિધ જાડાઈ, વિવિધ ધાતુઓ અને વિવિધ તાપમાન પણ અજમાવ્યા. તેણે આ તમામ પરિબળોને એક પછી એક બદલ્યા. ઓહ્મના સમયમાં, બેટરી હજુ પણ નબળી હતી અને અસંગત પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરતી હતી. આ સંદર્ભમાં, સંશોધકે જનરેટર તરીકે થર્મોકોલનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જેનું ગરમ ​​જંકશન જ્યોતમાં મૂકવામાં આવ્યું હતું. વધુમાં, તેણે ક્રૂડ મેગ્નેટિક એમીટરનો ઉપયોગ કર્યો અને તાપમાન અથવા થર્મલ જંકશનની સંખ્યામાં ફેરફાર કરીને સંભવિત તફાવતો (ઓહ્મ તેમને "વોલ્ટેજ" કહે છે) માપ્યા.

વિદ્યુત સર્કિટનો અભ્યાસ હમણાં જ વિકસિત થવા લાગ્યો છે. 1800 ની આસપાસ બેટરીની શોધ થયા પછી, તે ખૂબ ઝડપથી વિકસિત થવા લાગી. વિવિધ ઉપકરણો ડિઝાઇન અને ઉત્પાદિત કરવામાં આવ્યા હતા (ઘણી વાર હાથ દ્વારા), નવા કાયદાઓ શોધાયા હતા, વિભાવનાઓ અને શરતો દેખાયા હતા, વગેરે. આ બધું ઊંડી સમજણ તરફ દોરી ગયું. વિદ્યુત ઘટનાઅને પરિબળો.

વીજળી વિશેના જ્ઞાનને અપડેટ કરવું, એક તરફ, ભૌતિકશાસ્ત્રના નવા ક્ષેત્રના ઉદભવનું કારણ બન્યું, બીજી તરફ, તે ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગના ઝડપી વિકાસ માટેનો આધાર હતો, એટલે કે બેટરી, જનરેટર, લાઇટિંગ માટે પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ્સ. અને ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવ, ઇલેક્ટ્રિક ફર્નેસ, ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ, વગેરેની શોધ કરવામાં આવી હતી, અન્ય.

વીજળીના અભ્યાસના વિકાસ અને લાગુ વિદ્યુત ઇજનેરીના વિકાસ બંને માટે ઓહ્મની શોધો ખૂબ મહત્વની હતી. તેઓએ સીધા પ્રવાહ માટે અને ત્યારબાદ વૈકલ્પિક પ્રવાહ માટે વિદ્યુત સર્કિટના ગુણધર્મોની સરળતાથી આગાહી કરવાનું શક્ય બનાવ્યું. 1826 માં, ઓહ્મે એક પુસ્તક પ્રકાશિત કર્યું જેમાં તેણે સૈદ્ધાંતિક તારણો અને પ્રાયોગિક પરિણામોની રૂપરેખા આપી. પરંતુ તેની આશા વાજબી ન હતી, પુસ્તકને ઉપહાસ સાથે આવકારવામાં આવ્યો. આવું એટલા માટે થયું કારણ કે ઘણા લોકો ફિલસૂફીમાં રસ ધરાવતા હતા તેવા યુગમાં ક્રૂડ પ્રયોગની પદ્ધતિ અપ્રાકૃતિક લાગતી હતી.

તેમની પાસે શિક્ષણની જગ્યા છોડવા સિવાય કોઈ વિકલ્પ નહોતો. તે જ કારણસર તેણે યુનિવર્સિટીમાં નિમણૂક પ્રાપ્ત કરી ન હતી. 6 વર્ષ સુધી, વૈજ્ઞાનિક ગરીબીમાં જીવ્યા, ભવિષ્યમાં વિશ્વાસ વિના, કડવી નિરાશાની લાગણી અનુભવી.

પરંતુ ધીમે ધીમે તેમની કૃતિઓએ જર્મનીની બહાર પ્રથમ ખ્યાતિ મેળવી. ઓમનું વિદેશમાં સન્માન થયું અને તેના સંશોધનનો લાભ મળ્યો. આ સંદર્ભે, તેમના દેશબંધુઓએ તેમને તેમના વતનમાં ઓળખવાની ફરજ પડી હતી. 1849 માં તેમણે મ્યુનિક યુનિવર્સિટીમાં પ્રોફેસરશીપ પ્રાપ્ત કરી.

ઓહ્મે વાયરના ટુકડા (સર્કિટના ભાગ માટે, સમગ્ર સર્કિટ માટે) માટે વર્તમાન અને વોલ્ટેજ વચ્ચેનો સંબંધ સ્થાપિત કરતો એક સરળ કાયદો શોધ્યો. આ ઉપરાંત, તેણે નિયમોનું સંકલન કર્યું જે તમને તે નિર્ધારિત કરવાની મંજૂરી આપે છે કે જો તમે કોઈ અલગ કદનો વાયર લો તો શું બદલાશે. ઓહ્મનો નિયમ નીચે પ્રમાણે ઘડવામાં આવ્યો છે: સર્કિટના એક વિભાગમાં વર્તમાન તાકાત આ વિભાગના વોલ્ટેજના સીધા પ્રમાણસર છે અને વિભાગના પ્રતિકારના વિપરિત પ્રમાણસર છે.

જૌલ-લેન્ઝ કાયદો. સર્કિટના કોઈપણ ભાગમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ થોડું કામ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચાલો સર્કિટનો કોઈપણ વિભાગ લઈએ જેના છેડા વચ્ચે વોલ્ટેજ (U) હોય. વિદ્યુત વોલ્ટેજની વ્યાખ્યા મુજબ, બે બિંદુઓ વચ્ચે ચાર્જના એકમને ખસેડતી વખતે કરવામાં આવેલ કાર્ય U ની બરાબર છે. જો સર્કિટના આપેલ વિભાગમાં વર્તમાન તાકાત i ની બરાબર હોય, તો સમય જતાં તે ચાર્જ પસાર થશે, અને તેથી આ વિભાગમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું કાર્ય આ હશે:

A = Uit

આ અભિવ્યક્તિ કોઈપણ સંજોગોમાં પ્રત્યક્ષ પ્રવાહ માટે માન્ય છે, સર્કિટના કોઈપણ વિભાગ માટે, જેમાં કંડક્ટર, ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ વગેરે હોઈ શકે છે. વર્તમાન શક્તિ, એટલે કે એકમ સમય દીઠ કાર્ય, આના બરાબર છે:

P = A/t = Ui

આ સૂત્રનો ઉપયોગ SI સિસ્ટમમાં વોલ્ટેજનું એકમ નક્કી કરવા માટે થાય છે.

ચાલો ધારીએ કે સર્કિટનો વિભાગ સ્થિર વાહક છે. આ કિસ્સામાં, તમામ કાર્ય ગરમીમાં ફેરવાશે, જે આ વાહકમાં છોડવામાં આવશે. જો કંડક્ટર સજાતીય હોય અને ઓહ્મના કાયદાનું પાલન કરે (આમાં તમામ ધાતુઓ અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સનો સમાવેશ થાય છે), તો પછી:

યુ = ir

જ્યાં r એ વાહક પ્રતિકાર છે. આ કિસ્સામાં:

A = rt2i

આ કાયદો સૌપ્રથમ પ્રાયોગિક ધોરણે ઇ. લેન્ઝ દ્વારા અને, તેમનાથી સ્વતંત્ર રીતે, જુલે દ્વારા લેવામાં આવ્યો હતો.

એ નોંધવું જોઇએ કે હીટિંગ કંડક્ટરમાં ટેકનોલોજીમાં અસંખ્ય એપ્લિકેશનો છે. તેમાંથી સૌથી સામાન્ય અને મહત્વપૂર્ણ અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવા છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનો કાયદો. 19મી સદીના પૂર્વાર્ધમાં, અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રી એમ. ફેરાડેએ ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની ઘટનાની શોધ કરી. આ હકીકત, ઘણા સંશોધકોની મિલકત બનીને, ઇલેક્ટ્રિકલ અને રેડિયો એન્જિનિયરિંગના વિકાસને એક શક્તિશાળી પ્રોત્સાહન આપ્યું.

પ્રયોગો દરમિયાન, ફેરાડેએ શોધી કાઢ્યું કે જ્યારે બંધ લૂપ દ્વારા બંધાયેલ સપાટીને ઘૂસી રહેલી ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓની સંખ્યા બદલાય છે, ત્યારે તેમાં વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે. આ ભૌતિકશાસ્ત્રના કદાચ સૌથી મહત્વપૂર્ણ કાયદાનો આધાર છે - ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનો કાયદો. સર્કિટમાં જે પ્રવાહ આવે છે તેને ઇન્ડક્શન કહેવામાં આવે છે. એ હકીકતને કારણે કે સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ત્યારે જ ઉદ્ભવે છે જ્યારે મુક્ત ચાર્જ બાહ્ય દળોના સંપર્કમાં આવે છે, પછી બંધ સર્કિટની સપાટી સાથે પસાર થતા બદલાતા ચુંબકીય પ્રવાહ સાથે, આ જ બાહ્ય દળો તેમાં દેખાય છે. ભૌતિકશાસ્ત્રમાં બાહ્ય દળોની ક્રિયાને ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ અથવા પ્રેરિત ઇએમએફ કહેવામાં આવે છે.

ખુલ્લા વાહકમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન પણ દેખાય છે. કિસ્સામાં જ્યારે વાહક ચુંબકીયને પાર કરે છે પાવર લાઈન, તેના છેડે તણાવ ઊભો થાય છે. આવા વોલ્ટેજના દેખાવનું કારણ પ્રેરિત ઇએમએફ છે. જો બંધ લૂપમાંથી પસાર થતો ચુંબકીય પ્રવાહ બદલાતો નથી, તો કોઈ પ્રેરિત પ્રવાહ દેખાતો નથી.

"ઇન્ડક્શન ઇએમએફ" ની વિભાવનાનો ઉપયોગ કરીને, આપણે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના કાયદા વિશે વાત કરી શકીએ છીએ, એટલે કે, બંધ લૂપમાં ઇન્ડક્શન ઇએમએફ લૂપ દ્વારા બંધાયેલ સપાટી દ્વારા ચુંબકીય પ્રવાહના ફેરફારના દરની તીવ્રતામાં સમાન છે.

લેન્ઝનો નિયમ. આપણે પહેલેથી જ જાણીએ છીએ તેમ, વાહકમાં પ્રેરિત પ્રવાહ ઉદભવે છે. તેના દેખાવની પરિસ્થિતિઓ પર આધાર રાખીને, તેની એક અલગ દિશા છે. આ પ્રસંગે, રશિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી લેન્ઝે રચના કરી હતી આગામી નિયમ: બંધ સર્કિટમાં ઉદ્ભવતા પ્રેરિત પ્રવાહની હંમેશા એવી દિશા હોય છે કે તે બનાવે છે તે ચુંબકીય ક્ષેત્ર ચુંબકીય પ્રવાહને બદલવાની મંજૂરી આપતું નથી. આ બધા ઇન્ડક્શન પ્રવાહના દેખાવનું કારણ બને છે.

ઇન્ડક્શન વર્તમાન, અન્ય કોઈપણની જેમ, ઊર્જા ધરાવે છે. આનો અર્થ એ છે કે ઇન્ડક્શન વર્તમાનની ઘટનામાં, વિદ્યુત ઊર્જા દેખાય છે. ઊર્જાના સંરક્ષણ અને રૂપાંતરણના નિયમ અનુસાર, ઉપરોક્ત ઉર્જા અન્ય પ્રકારની ઊર્જાના જથ્થાને કારણે જ ઊભી થઈ શકે છે. આમ, લેન્ઝનો નિયમ ઊર્જાના સંરક્ષણ અને પરિવર્તનના કાયદાને સંપૂર્ણપણે અનુરૂપ છે.

ઇન્ડક્શન ઉપરાંત, કહેવાતા સ્વ-ઇન્ડક્શન કોઇલમાં દેખાઈ શકે છે. તેનો સાર નીચે મુજબ છે. જો કોઇલમાં પ્રવાહ ઊભો થાય છે અથવા તેની તાકાત બદલાય છે, તો બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર દેખાય છે. અને જો કોઇલમાંથી પસાર થતો ચુંબકીય પ્રવાહ બદલાય છે, તો તેમાં ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ દેખાય છે, જેને કહેવામાં આવે છે. સ્વ-પ્રેરિત ઇએમએફ.

લેન્ઝના નિયમ અનુસાર, સર્કિટ બંધ કરતી વખતે સેલ્ફ-ઇન્ડક્ટિવ ઇએમએફ વર્તમાન તાકાતમાં દખલ કરે છે અને તેને વધતા અટકાવે છે. જ્યારે સર્કિટ બંધ થાય છે, ત્યારે સ્વ-ઇન્ડક્ટિવ ઇએમએફ વર્તમાન તાકાત ઘટાડે છે. એવા કિસ્સામાં જ્યારે કોઇલમાં વર્તમાન તાકાત ચોક્કસ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે, ત્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્ર બદલાતું અટકે છે અને સ્વ-ઇન્ડક્શન ઇએમએફ શૂન્ય બની જાય છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડમાં કણો, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ કેરિયર્સની દિશા નિર્દેશિત (ઓર્ડર કરેલ) હિલચાલ.

ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ શું છે વિવિધ પદાર્થો? ચાલો, તે મુજબ, ફરતા કણો લઈએ:

• ધાતુઓમાં - ઇલેક્ટ્રોન,
• ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સમાં - આયનો (કેશન અને આયન),
• વાયુઓમાં - આયનો અને ઇલેક્ટ્રોન,
• ચોક્કસ શરતો હેઠળ શૂન્યાવકાશમાં - ઇલેક્ટ્રોન,
• સેમિકન્ડક્ટર્સમાં - છિદ્રો (ઇલેક્ટ્રોન-હોલ વાહકતા).

કેટલીકવાર વિદ્યુત પ્રવાહને વિસ્થાપન પ્રવાહ પણ કહેવામાં આવે છે, જે સમય જતાં વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં પરિવર્તનના પરિણામે ઉદ્ભવે છે.

વિદ્યુત પ્રવાહ પોતાને નીચે પ્રમાણે પ્રગટ કરે છે:

• હીટ કંડક્ટર (સુપરકન્ડક્ટર્સમાં ઘટના જોવા મળતી નથી);
• વાહકની રાસાયણિક રચનામાં ફેરફાર કરે છે (આ ઘટના મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સની લાક્ષણિકતા છે);
• ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે (અપવાદ વિના તમામ વાહકમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે).

જો ચાર્જ કરેલા કણો ચોક્કસ માધ્યમની તુલનામાં મેક્રોસ્કોપિક બોડીની અંદર જાય છે, તો આવા પ્રવાહને ઇલેક્ટ્રિક "વહન પ્રવાહ" કહેવામાં આવે છે. જો મેક્રોસ્કોપિક ચાર્જ્ડ બોડીઝ (ઉદાહરણ તરીકે, ચાર્જ થયેલ વરસાદના ટીપાં) ગતિશીલ હોય, તો આ પ્રવાહને "સંવહન" કહેવામાં આવે છે.

પ્રવાહોને પ્રત્યક્ષ અને વૈકલ્પિકમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. ત્યાં તમામ પ્રકારના વૈકલ્પિક પ્રવાહ પણ છે. વર્તમાનના પ્રકારોને વ્યાખ્યાયિત કરતી વખતે, "ઇલેક્ટ્રિક" શબ્દ અવગણવામાં આવે છે.

• ડી.સી- એક પ્રવાહ જેની દિશા અને તીવ્રતા સમય સાથે બદલાતી નથી. ત્યાં ધબકતું હોઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે સુધારેલ ચલ, જે દિશાવિહીન છે.
• એસી- સમય જતાં બદલાતા વિદ્યુત પ્રવાહ. વૈકલ્પિક પ્રવાહ એ કોઈપણ પ્રવાહનો સંદર્ભ આપે છે જે સીધો નથી.
• સામયિક વર્તમાન- વિદ્યુત પ્રવાહ, ત્વરિત મૂલ્યો જેનાં નિયમિત અંતરાલો પર અપરિવર્તિત ક્રમમાં પુનરાવર્તિત થાય છે.
• સિનુસોઇડલ વર્તમાન- સામયિક વિદ્યુત પ્રવાહ, જે સમયનું સિનુસોઇડલ કાર્ય છે. વૈકલ્પિક પ્રવાહોમાં, મુખ્ય પ્રવાહ છે જેનું મૂલ્ય સિનુસોઇડલ કાયદા અનુસાર બદલાય છે. કોઈપણ સામયિક બિન-સાઇનસોઇડલ પ્રવાહને અનુરૂપ કંપનવિસ્તાર, ફ્રીક્વન્સીઝ અને પ્રારંભિક તબક્કાઓ ધરાવતા સાઇનસૉઇડલ હાર્મોનિક ઘટકો (હાર્મોનિક્સ) ના સંયોજન તરીકે રજૂ કરી શકાય છે. આ કિસ્સામાં, વાહકના દરેક છેડાની ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક સંભવિતતા વૈકલ્પિક રીતે વાહકના બીજા છેડાની સંભવિતતાના સંબંધમાં બદલાય છે, વૈકલ્પિક રીતે હકારાત્મકથી નકારાત્મક અને તેનાથી વિપરીત, તમામ મધ્યવર્તી સંભવિત (શૂન્ય સંભવિત સહિત)માંથી પસાર થાય છે. પરિણામે, એક પ્રવાહ ઉદ્ભવે છે જે સતત દિશા બદલી નાખે છે: જ્યારે એક દિશામાં આગળ વધે છે, ત્યારે તે વધે છે, મહત્તમ સુધી પહોંચે છે, જેને કંપનવિસ્તાર મૂલ્ય કહેવાય છે, પછી ઘટે છે, અમુક સમયે શૂન્યની બરાબર બને છે, પછી ફરીથી વધે છે, પરંતુ બીજી દિશામાં અને મહત્તમ મૂલ્ય સુધી પણ પહોંચે છે , ઘટે છે અને પછી ફરીથી શૂન્યમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારબાદ તમામ ફેરફારોનું ચક્ર ફરી શરૂ થાય છે.
• અર્ધ-સ્થિર પ્રવાહ- પ્રમાણમાં ધીમે ધીમે બદલાતા વૈકલ્પિક પ્રવાહ, ત્વરિત મૂલ્યો માટે કે જેના પ્રત્યક્ષ પ્રવાહોના કાયદાઓ પૂરતી ચોકસાઈથી સંતુષ્ટ છે. આ કાયદાઓ ઓહ્મનો કાયદો, કિર્ચહોફના નિયમો અને અન્ય છે. અર્ધ-સ્થિર પ્રવાહ, સીધા પ્રવાહની જેમ, અનબ્રાન્ચ્ડ સર્કિટના તમામ વિભાગોમાં સમાન વર્તમાન તાકાત ધરાવે છે. ઉભરતા e ને કારણે અર્ધ-સ્થિર વર્તમાન સર્કિટની ગણતરી કરતી વખતે. ડી.એસ. કેપેસીટન્સ અને ઇન્ડક્ટન્સના ઇન્ડક્શનને લમ્પ્ડ પેરામીટર તરીકે ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. અર્ધ-સ્થિર સામાન્ય છે ઔદ્યોગિક પ્રવાહો, લાંબા-અંતરની ટ્રાન્સમિશન લાઇનમાં પ્રવાહો સિવાય, જેમાં રેખા સાથે અર્ધ-સ્થિર સ્થિતિની સ્થિતિ સંતોષાતી નથી.
• ઉચ્ચ આવર્તન વર્તમાન- વૈકલ્પિક પ્રવાહ (લગભગ દસ kHz ની આવર્તનથી શરૂ થાય છે), જેના માટે આવી ઘટના નોંધપાત્ર બને છે જે કાં તો ઉપયોગી છે, તેનો ઉપયોગ નક્કી કરે છે અથવા નુકસાનકારક છે, જેની સામે જરૂરી પગલાં લેવામાં આવે છે, જેમ કે રેડિયેશન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોઅને ત્વચા અસર. વધુમાં, જો વૈકલ્પિક વર્તમાન રેડિયેશનની તરંગલંબાઇ ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટના તત્વોના પરિમાણો સાથે તુલનાત્મક બને છે, તો અર્ધ-સ્થિર સ્થિતિનું ઉલ્લંઘન થાય છે, જેને આવા સર્કિટની ગણતરી અને ડિઝાઇન માટે વિશેષ અભિગમોની જરૂર છે.
• pulsating વર્તમાનસામયિક વિદ્યુત પ્રવાહ છે, જેનું સરેરાશ મૂલ્ય સમયગાળા દરમિયાન શૂન્યથી અલગ છે.
• દિશાહીન પ્રવાહ- આ એક વિદ્યુત પ્રવાહ છે જે તેની દિશા બદલતો નથી.

એડી કરંટ

એડી કરંટ (અથવા ફૌકોલ્ટ કરંટ) એ એક વિશાળ વાહકમાં બંધ વિદ્યુત પ્રવાહો છે જે ત્યારે ઉદ્ભવે છે જ્યારે તેમાં પ્રવેશતો ચુંબકીય પ્રવાહ બદલાય છે, તેથી એડી કરંટ છે. ઇન્ડક્શન પ્રવાહો. ચુંબકીય પ્રવાહ જેટલી ઝડપથી બદલાય છે, એડી પ્રવાહો વધુ મજબૂત થાય છે. એડી પ્રવાહો વાયરમાં ચોક્કસ માર્ગો સાથે વહેતા નથી, પરંતુ જ્યારે તેઓ કંડક્ટરમાં બંધ થાય છે, ત્યારે તેઓ વમળ જેવા સર્કિટ બનાવે છે.

એડી કરંટનું અસ્તિત્વ ત્વચાની અસર તરફ દોરી જાય છે, એટલે કે, વૈકલ્પિક ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ અને ચુંબકીય પ્રવાહ મુખ્યત્વે વાહકની સપાટીના સ્તરમાં ફેલાય છે. એડી કરંટ દ્વારા કંડક્ટરને ગરમ કરવાથી ઊર્જાનું નુકસાન થાય છે, ખાસ કરીને એસી કોઇલના કોરોમાં. એડી પ્રવાહોને કારણે ઉર્જાનું નુકસાન ઘટાડવા માટે, વૈકલ્પિક વર્તમાન ચુંબકીય સર્કિટને અલગ પ્લેટોમાં વિભાજીત કરીને, એકબીજાથી અલગ અને એડી પ્રવાહોની દિશામાં લંબ સ્થિત હોય છે, તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે તેમના માર્ગોના સંભવિત રૂપરેખાને મર્યાદિત કરે છે અને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડો કરે છે. આ પ્રવાહો. ખૂબ ઊંચી ફ્રીક્વન્સીઝ પર, ફેરોમેગ્નેટને બદલે, મેગ્નેટોડિઇલેક્ટ્રિક્સનો ઉપયોગ ચુંબકીય સર્કિટ માટે થાય છે, જેમાં, ખૂબ ઊંચા પ્રતિકારને લીધે, એડી પ્રવાહો વ્યવહારીક રીતે ઉદ્ભવતા નથી.

લાક્ષણિકતાઓ

ઐતિહાસિક રીતે, તે સ્વીકારવામાં આવ્યું હતું કે """પ્રવાહની દિશા""" વાહકમાં હકારાત્મક શુલ્કની હિલચાલની દિશા સાથે એકરુપ છે. તદુપરાંત, જો માત્ર વર્તમાન વાહકો નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા કણો હોય (ઉદાહરણ તરીકે, ધાતુમાં ઇલેક્ટ્રોન), તો વર્તમાનની દિશા ચાર્જ થયેલા કણોની હિલચાલની દિશાની વિરુદ્ધ હોય છે.

ઇલેક્ટ્રોનની ડ્રિફ્ટ ઝડપ

બાહ્ય ક્ષેત્રને કારણે વાહકમાં કણોની દિશાત્મક હિલચાલની ગતિ વાહકની સામગ્રી, કણોનો સમૂહ અને ચાર્જ, આસપાસના તાપમાન, લાગુ સંભવિત તફાવત અને પ્રકાશની ગતિ કરતાં ઘણી ઓછી છે તેના પર આધાર રાખે છે. 1 સેકન્ડમાં, 0.1 mm કરતા ઓછી ગતિના કારણે વાહકમાં ઇલેક્ટ્રોન ખસે છે. આ હોવા છતાં, વિદ્યુત પ્રવાહના પ્રસારની ઝડપ પ્રકાશની ગતિ (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ આગળના પ્રસારની ગતિ) જેટલી છે. એટલે કે, તે સ્થાન જ્યાં ઇલેક્ટ્રોન પ્રસરણની ગતિ સાથે વોલ્ટેજમાં ફેરફાર પછી તેમની હિલચાલની ગતિમાં ફેરફાર કરે છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પંદનો.

વર્તમાન તાકાત અને ઘનતા

વિદ્યુત પ્રવાહમાં માત્રાત્મક લાક્ષણિકતાઓ છે: સ્કેલર - વર્તમાન તાકાત, અને વેક્ટર - વર્તમાન ઘનતા.

વર્તમાન તાકાત a એ ભૌતિક જથ્થો છે, ગુણોત્તર સમાનચાર્જની રકમ

થોડા સમય માટે ભૂતકાળ

કંડક્ટરના ક્રોસ સેક્શન દ્વારા, આ સમયગાળાના મૂલ્ય સુધી.

SI માં વર્તમાન તાકાત એમ્પીયરમાં માપવામાં આવે છે (આંતરરાષ્ટ્રીય અને રશિયન હોદ્દો: A).

ઓહ્મના કાયદા અનુસાર, વર્તમાન તાકાત

સર્કિટના એક વિભાગમાં વિદ્યુત વોલ્ટેજના સીધા પ્રમાણસર છે

સર્કિટના આ વિભાગ પર લાગુ થાય છે, અને તેના પ્રતિકારના વિપરિત પ્રમાણસર છે

જો સર્કિટના વિભાગમાં વિદ્યુત પ્રવાહ સ્થિર નથી, તો વોલ્ટેજ અને પ્રવાહ સતત બદલાતા રહે છે, જ્યારે સામાન્ય વૈકલ્પિક પ્રવાહ માટે વોલ્ટેજ અને વર્તમાનના સરેરાશ મૂલ્યો શૂન્ય હોય છે. જો કે, આ કિસ્સામાં પ્રકાશિત ગરમીની સરેરાશ શક્તિ શૂન્યની બરાબર નથી.

તેથી, નીચેના ખ્યાલોનો ઉપયોગ થાય છે:

• ત્વરિત વોલ્ટેજ અને વર્તમાન, એટલે કે, કાર્ય કરે છે આ ક્ષણેસમય
• કંપનવિસ્તાર વોલ્ટેજ અને વર્તમાન, એટલે કે, મહત્તમ સંપૂર્ણ મૂલ્યો
• અસરકારક (અસરકારક) વોલ્ટેજ અને વર્તમાન વર્તમાનની થર્મલ અસર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, એટલે કે, તેમની પાસે સમાન મૂલ્યો છે જે તેઓ સમાન થર્મલ અસર સાથે સીધા પ્રવાહ માટે ધરાવે છે.

વર્તમાન ઘનતા- એક વેક્ટર જેનું ચોક્કસ મૂલ્ય કંડક્ટરના ચોક્કસ ક્રોસ-સેક્શનમાંથી વહેતા પ્રવાહના ગુણોત્તર જેટલું છે, દિશામાં લંબ છેવર્તમાન, આ વિભાગના વિસ્તાર સુધી, અને વેક્ટરની દિશા વર્તમાન બનાવતા હકારાત્મક શુલ્કની હિલચાલની દિશા સાથે એકરુપ છે.

માં ઓહ્મના કાયદા અનુસાર વિભેદક સ્વરૂપમાધ્યમમાં વર્તમાન ઘનતા

ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની શક્તિના પ્રમાણસર

અને મધ્યમ વાહકતા

શક્તિ

જ્યારે કંડક્ટરમાં વર્તમાન હોય છે, ત્યારે પ્રતિકાર દળો સામે કામ કરવામાં આવે છે. કોઈપણ વાહકના વિદ્યુત પ્રતિકારમાં બે ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે:

• સક્રિય પ્રતિકાર - ગરમી ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રતિકાર;
• પ્રતિક્રિયા - ઇલેક્ટ્રિક અથવા ચુંબકીય ક્ષેત્ર (અને ઊલટું) માં ઊર્જાના સ્થાનાંતરણને કારણે પ્રતિકાર.

સામાન્ય રીતે, ઇલેક્ટ્રીક કરંટ દ્વારા કરવામાં આવતી મોટાભાગની કામગીરી ગરમી તરીકે પ્રકાશિત થાય છે. હીટ લોસ પાવર એ એકમ સમય દીઠ પ્રકાશિત થતી ગરમીના જથ્થાના સમાન મૂલ્ય છે. જૌલ-લેન્ઝના કાયદા અનુસાર, વાહકમાં ગરમીના નુકશાનની શક્તિ વહેતા પ્રવાહની તાકાત અને લાગુ વોલ્ટેજના પ્રમાણસર છે:

પાવર વોટ્સમાં માપવામાં આવે છે.

IN સાતત્યવોલ્યુમેટ્રિક નુકશાન શક્તિ

વર્તમાન ઘનતા વેક્ટરના સ્કેલર ઉત્પાદન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે

અને ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ સ્ટ્રેન્થ વેક્ટર

આ બિંદુએ:

વોલ્યુમેટ્રિક પાવર ક્યુબિક મીટર દીઠ વોટ્સમાં માપવામાં આવે છે.

વાહકની આસપાસ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના નિર્માણને કારણે રેડિયેશન પ્રતિકાર થાય છે. આ પ્રતિકાર વાહકના આકાર અને કદ અને ઉત્સર્જિત તરંગની લંબાઈ પર જટિલ રીતે નિર્ભર છે. એક સીધા વાહક માટે, જેમાં દરેક જગ્યાએ પ્રવાહ એક જ દિશા અને શક્તિનો હોય છે, અને જેની લંબાઈ L તેના દ્વારા ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગની લંબાઈ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછી હોય છે.

તરંગલંબાઇ અને વાહક પર પ્રતિકારની અવલંબન પ્રમાણમાં સરળ છે:

50 "Hz" ની પ્રમાણભૂત આવર્તન સાથેનો સૌથી સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતો ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ લગભગ 6 હજાર કિલોમીટરની તરંગ લંબાઈને અનુરૂપ છે, તેથી જ રેડિયેશન પાવર સામાન્ય રીતે થર્મલ નુકસાનની શક્તિની તુલનામાં નજીવી હોય છે. જો કે, જેમ જેમ વર્તમાનની આવર્તન વધે છે તેમ, ઉત્સર્જિત તરંગની લંબાઈ ઘટે છે, અને તે મુજબ રેડિયેશન પાવર વધે છે. ધ્યાનપાત્ર ઊર્જા ઉત્સર્જિત કરવામાં સક્ષમ કંડક્ટરને એન્ટેના કહેવામાં આવે છે.

આવર્તન

આવર્તનનો ખ્યાલ વૈકલ્પિક પ્રવાહનો સંદર્ભ આપે છે જે સમયાંતરે તાકાત અને/અથવા દિશામાં ફેરફાર કરે છે. આમાં સૌથી સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રવાહનો પણ સમાવેશ થાય છે, જે સિનુસોઇડલ કાયદા અનુસાર બદલાય છે.

એસી સમયગાળો એ સૌથી ટૂંકો સમયગાળો છે (સેકંડમાં વ્યક્ત) જેના દ્વારા વર્તમાન (અને વોલ્ટેજ) માં ફેરફાર પુનરાવર્તિત થાય છે. એકમ સમય દીઠ વર્તમાન દ્વારા કરવામાં આવતી અવધિની સંખ્યાને આવર્તન કહેવામાં આવે છે. આવર્તન હર્ટ્ઝમાં માપવામાં આવે છે, એક હર્ટ્ઝ (હર્ટ્ઝ) એક ચક્ર પ્રતિ સેકન્ડ બરાબર છે.

પૂર્વગ્રહ વર્તમાન

કેટલીકવાર, સગવડ માટે, વિસ્થાપન વર્તમાનની વિભાવના રજૂ કરવામાં આવે છે. મેક્સવેલના સમીકરણોમાં, વિસ્થાપન પ્રવાહ હાજર છે સમાન અધિકારોશુલ્કની હિલચાલને કારણે વર્તમાન સાથે. ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા કુલ વિદ્યુત પ્રવાહ પર આધારિત છે, રકમ જેટલીવહન વર્તમાન અને વિસ્થાપન પ્રવાહ. વ્યાખ્યા દ્વારા, પૂર્વગ્રહ વર્તમાન ઘનતા

વેક્ટર જથ્થો, ઝડપ માટે પ્રમાણસરઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રમાં ફેરફાર

સમય માં:

હકીકત એ છે કે જ્યારે વિદ્યુત ક્ષેત્ર બદલાય છે, તેમજ જ્યારે પ્રવાહ વહે છે, ત્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે, જે આ બે પ્રક્રિયાઓને એકબીજાની સમાન બનાવે છે. વધુમાં, ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં ફેરફાર સામાન્ય રીતે ઊર્જાના ટ્રાન્સફર સાથે હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેપેસિટરને ચાર્જ કરતી વખતે અને ડિસ્ચાર્જ કરતી વખતે, તેની પ્લેટો વચ્ચે ચાર્જ કરાયેલા કણોની કોઈ હિલચાલ ન હોવા છતાં, તેઓ તેમાંથી વહેતા વિસ્થાપન પ્રવાહની વાત કરે છે, થોડી ઊર્જા સ્થાનાંતરિત કરે છે અને વિદ્યુત સર્કિટને અનન્ય રીતે બંધ કરે છે. પૂર્વગ્રહ વર્તમાન

કેપેસિટરમાં સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

કેપેસિટર પ્લેટો પર ચાર્જ કરો

પ્લેટો વચ્ચે વિદ્યુત વોલ્ટેજ,

કેપેસિટરની ઇલેક્ટ્રિક કેપેસીટન્સ.

વિસ્થાપન પ્રવાહ એ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ નથી કારણ કે તે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની હિલચાલ સાથે સંકળાયેલ નથી.

મુખ્ય પ્રકારનાં વાહક

ડાઇલેક્ટ્રિક્સથી વિપરીત, કંડક્ટરમાં બિન-વપરાશિત શુલ્કના મફત વાહકો હોય છે, જે બળના પ્રભાવ હેઠળ, સામાન્ય રીતે વિદ્યુત સંભવિત તફાવત, ખસેડે છે અને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ બનાવે છે. વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા (વોલ્ટેજ પર વર્તમાનની અવલંબન) એ વાહકની સૌથી મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતા છે. મેટલ કંડક્ટર અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ માટે તે છે સૌથી સરળ સ્વરૂપ: વર્તમાન એ વોલ્ટેજ (ઓહ્મનો નિયમ) માટે સીધો પ્રમાણસર છે.

ધાતુઓ - અહીં વર્તમાન વાહકો વહન ઇલેક્ટ્રોન છે, જે સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોન ગેસ તરીકે ગણવામાં આવે છે, જે સ્પષ્ટ રીતે પ્રદર્શિત થાય છે ક્વોન્ટમ ગુણધર્મોડીજનરેટ ગેસ.

પ્લાઝ્મા એ આયનાઇઝ્ડ ગેસ છે. ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ આયનો (સકારાત્મક અને નકારાત્મક) અને મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા સ્થાનાંતરિત થાય છે, જે રેડિયેશન (અલ્ટ્રાવાયોલેટ, એક્સ-રે અને અન્ય) અને (અથવા) હીટિંગના પ્રભાવ હેઠળ રચાય છે.

ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ પ્રવાહી અથવા નક્કર પદાર્થો અને સિસ્ટમો છે જેમાં આયનો કોઈપણ ધ્યાનપાત્ર એકાગ્રતામાં હાજર હોય છે, જેના કારણે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ પસાર થાય છે. પ્રક્રિયા દરમિયાન આયનો રચાય છે ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક વિયોજન. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે આયનોમાં વિઘટિત પરમાણુઓની સંખ્યામાં વધારો થવાને કારણે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સનો પ્રતિકાર ઘટે છે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ દ્વારા વર્તમાન પસાર થવાના પરિણામે, આયનો ઇલેક્ટ્રોડ્સ સુધી પહોંચે છે અને તટસ્થ થાય છે, તેમના પર સ્થાયી થાય છે. વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણના ફેરાડેના નિયમો ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર પ્રકાશિત પદાર્થના સમૂહને નિર્ધારિત કરે છે.

શૂન્યાવકાશમાં ઇલેક્ટ્રોનનો ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ પણ છે, જેનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોન બીમ ઉપકરણોમાં થાય છે.

પ્રકૃતિમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ

વાતાવરણીય વીજળી એ વીજળી છે જે હવામાં સમાયેલ છે. બેન્જામિન ફ્રેન્કલીન એ સૌપ્રથમ હતા જેમણે હવામાં વીજળીની હાજરી દર્શાવી હતી અને ગર્જના અને વીજળીનું કારણ સમજાવ્યું હતું.

પાછળથી એવું જાણવા મળ્યું હતું કે વરાળના ઘનીકરણમાં વીજળી એકઠી થાય છે ઉપલા સ્તરોવાતાવરણ, અને નીચેના નિયમો જણાવવામાં આવ્યા છે કે વાતાવરણીય વીજળી નીચે મુજબ છે:

• સ્વચ્છ આકાશમાં, તેમજ વાદળછાયું આકાશમાં, વાતાવરણની વીજળી હંમેશા સકારાત્મક હોય છે, સિવાય કે અવલોકન સ્થળથી અમુક અંતરે વરસાદ, કરા અથવા હિમવર્ષા ન થાય;
• વાદળોમાંથી વીજળીનો વોલ્ટેજ તેને છોડવા માટે પૂરતો મજબૂત બને છે પર્યાવરણમાત્ર ત્યારે જ જ્યારે વાદળની વરાળ વરસાદના ટીપાંમાં સંક્ષિપ્ત થાય છે, જેનો પુરાવો એ હકીકત હોઈ શકે છે કે વીજળીનો વિસર્જન વરસાદ, બરફ અથવા કરા વિના અવલોકન સ્થળ પર થતો નથી, વળતરની વીજળીની હડતાલને બાદ કરતાં;
• વાતાવરણમાં વીજળી વધે છે કારણ કે ભેજ વધે છે અને જ્યારે વરસાદ, કરા અને બરફ પડે છે ત્યારે મહત્તમ પહોંચે છે;
• જ્યાં વરસાદ પડે છે તે સકારાત્મક વીજળીનો જળાશય છે, જે નકારાત્મકના પટ્ટાથી ઘેરાયેલો છે, જે બદલામાં હકારાત્મકના પટ્ટામાં બંધ છે. આ બેલ્ટની સીમાઓ પર તણાવ શૂન્ય છે.

વિદ્યુત ક્ષેત્ર દળોના પ્રભાવ હેઠળ આયનોની હિલચાલ વાતાવરણમાં લગભગ (2÷3) 10 −12 A/m² જેટલી સરેરાશ ઘનતા સાથે ઊભી વહન પ્રવાહ બનાવે છે.

પૃથ્વીની સમગ્ર સપાટી પર વહેતો કુલ પ્રવાહ આશરે 1800 A છે.

વીજળી એ કુદરતી સ્પાર્કિંગ ઇલેક્ટ્રિકલ ડિસ્ચાર્જ છે. સ્થાપિત કરવામાં આવેલ છે વિદ્યુત પ્રકૃતિધ્રુવીય લાઇટ. સેન્ટ એલ્મો ફાયર એ કુદરતી કોરોના ઇલેક્ટ્રિકલ ડિસ્ચાર્જ છે.

બાયોકરન્ટ્સ - આયનો અને ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ જીવનની તમામ પ્રક્રિયાઓમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. આ કિસ્સામાં બનાવેલ બાયોપોટેન્શિયલ ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર સ્તરે અને અંદર બંને અસ્તિત્વમાં છે વ્યક્તિગત ભાગોશરીર અને અંગો. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સિગ્નલોનો ઉપયોગ કરીને ચેતા આવેગનું પ્રસારણ થાય છે. કેટલાક પ્રાણીઓ (ઇલેક્ટ્રિક સ્ટિંગ્રે, ઇલેક્ટ્રિક ઇલ) કેટલાક સો વોલ્ટની સંભવિતતા એકઠા કરવામાં સક્ષમ છે અને તેનો ઉપયોગ સ્વ-બચાવ માટે કરે છે.

અરજી

વિદ્યુત પ્રવાહનો અભ્યાસ કરતી વખતે, તેની ઘણી મિલકતો મળી આવી હતી, જેણે તેમાં વ્યવહારુ એપ્લિકેશન શોધવાનું શક્ય બનાવ્યું હતું વિવિધ વિસ્તારો માનવ પ્રવૃત્તિ, અને નવા વિસ્તારો પણ બનાવો જે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના અસ્તિત્વ વિના શક્ય ન હોય. ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહને વ્યવહારુ એપ્લિકેશન મળ્યા પછી, અને તે કારણસર ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ મેળવી શકાય છે વિવિધ રીતે, ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રમાં એક નવો ખ્યાલ ઉભો થયો છે - ઇલેક્ટ્રિક પાવર.

ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનો ઉપયોગ વિવિધ જટિલતા અને પ્રકારોના સંકેતોના વાહક તરીકે થાય છે વિવિધ વિસ્તારો(ટેલિફોન, રેડિયો, રિમોટ કંટ્રોલ, ડોર લોક બટન, વગેરે).

કેટલાક કિસ્સાઓમાં, અનિચ્છનીય વિદ્યુત પ્રવાહો દેખાય છે, જેમ કે છૂટાછવાયા કરંટ અથવા શોર્ટ સર્કિટ કરંટ.

ઊર્જા વાહક તરીકે વિદ્યુત પ્રવાહનો ઉપયોગ

• પ્રાપ્ત યાંત્રિક ઊર્જાતમામ પ્રકારની ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સમાં,
• હીટિંગ ઉપકરણો, ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠીઓ, ઇલેક્ટ્રિક વેલ્ડીંગ દરમિયાન થર્મલ ઉર્જા મેળવવી,
• લાઇટિંગ અને સિગ્નલિંગ ઉપકરણોમાં પ્રકાશ ઊર્જા મેળવવી,
• ઉચ્ચ આવર્તન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઓસિલેશનની ઉત્તેજના, અતિ ઉચ્ચ આવર્તનઅને રેડિયો તરંગો,
• અવાજ પ્રાપ્ત કરવો,
• વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દ્વારા વિવિધ પદાર્થો મેળવવા, ઇલેક્ટ્રિક બેટરીઓ ચાર્જ કરવી. અહીં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જા રાસાયણિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે,
• ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવવું (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટમાં).

દવામાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનો ઉપયોગ

• ડાયગ્નોસ્ટિક્સ - તંદુરસ્ત અને રોગગ્રસ્ત અવયવોના બાયોક્યુરન્ટ્સ અલગ છે, અને રોગ, તેના કારણો નક્કી કરવા અને સારવાર સૂચવવાનું શક્ય છે. શરીરવિજ્ઞાનની શાખા જે શરીરમાં વિદ્યુત ઘટનાઓનો અભ્યાસ કરે છે તેને ઇલેક્ટ્રોફિઝિયોલોજી કહેવામાં આવે છે.
  • ઇલેક્ટ્રોએન્સફાલોગ્રાફી - સંશોધન પદ્ધતિ કાર્યાત્મક સ્થિતિમગજ
  • ઇલેક્ટ્રોકાર્ડિયોગ્રાફી એ હૃદયની પ્રવૃત્તિ દરમિયાન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રોને રેકોર્ડ કરવા અને અભ્યાસ કરવા માટેની એક તકનીક છે.
  • ઇલેક્ટ્રોગેસ્ટ્રોગ્રાફી એ પેટની મોટર પ્રવૃત્તિનો અભ્યાસ કરવાની એક પદ્ધતિ છે.
  • ઇલેક્ટ્રોમાયોગ્રાફી એ હાડપિંજરના સ્નાયુઓમાં ઉદ્ભવતા બાયોઇલેક્ટ્રિક સંભવિતતાનો અભ્યાસ કરવાની એક પદ્ધતિ છે.
• સારવાર અને રિસુસિટેશન: મગજના અમુક વિસ્તારોની વિદ્યુત ઉત્તેજના; પાર્કિન્સન રોગ અને વાઈની સારવાર, ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ માટે પણ. પેસમેકર જે હૃદયના સ્નાયુઓને ઉત્તેજિત કરે છે પલ્સ વર્તમાન, બ્રેડીકાર્ડિયા અને અન્ય કાર્ડિયાક એરિથમિયા માટે વપરાય છે.

ઇલેક્ટ્રિકલ સલામતી

કાનૂની, સામાજિક-આર્થિક, સંગઠનાત્મક અને તકનીકી, સેનિટરી અને આરોગ્યપ્રદ, સારવાર અને નિવારક, પુનર્વસન અને અન્ય પગલાંનો સમાવેશ થાય છે. ઇલેક્ટ્રિકલ સલામતીના નિયમો કાનૂની અને તકનીકી દસ્તાવેજો, નિયમનકારી અને તકનીકી માળખા દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. વિદ્યુત સ્થાપનો અને વિદ્યુત ઉપકરણોની સેવા આપતા કર્મચારીઓ માટે વિદ્યુત સલામતીની મૂળભૂત બાબતોનું જ્ઞાન ફરજિયાત છે. માનવ શરીર વિદ્યુત પ્રવાહનું વાહક છે. શુષ્ક અને અખંડ ત્વચા સાથે માનવ પ્રતિકાર 3 થી 100 kOhm સુધીનો હોય છે.

માનવ અથવા પ્રાણીના શરીરમાંથી પસાર થતો પ્રવાહ નીચેની અસરો પેદા કરે છે:

• થર્મલ (બર્ન્સ, હીટિંગ અને રક્ત વાહિનીઓને નુકસાન);
• ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક (લોહીનું વિઘટન, ભૌતિક અને રાસાયણિક રચનામાં વિક્ષેપ);
• જૈવિક (શરીરના પેશીઓમાં બળતરા અને ઉત્તેજના, આંચકી)
• યાંત્રિક (રક્ત પ્રવાહ દ્વારા ગરમ કરીને મેળવેલા વરાળના દબાણના પ્રભાવ હેઠળ રક્તવાહિનીઓનું ભંગાણ)

ઇલેક્ટ્રિક આંચકોના પરિણામને નિર્ધારિત કરતું મુખ્ય પરિબળ એ માનવ શરીરમાંથી પસાર થતા પ્રવાહની માત્રા છે. સલામતીની સાવચેતીઓ અનુસાર, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહને નીચે પ્રમાણે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:

• "સલામત" એ એક પ્રવાહ માનવામાં આવે છે જે માનવ શરીરમાંથી લાંબા ગાળાના પસાર થવાથી તેને નુકસાન થતું નથી અને તેની કિંમત 50 μA (વૈકલ્પિક વર્તમાન 50 Hz) અને 100 μA સીધી પ્રવાહથી વધુ નથી;
• મનુષ્યો માટે "ન્યૂનતમ ગ્રહણક્ષમ" વૈકલ્પિક પ્રવાહ લગભગ 0.6-1.5 mA (50 Hz વૈકલ્પિક પ્રવાહ) અને 5-7 mA પ્રત્યક્ષ પ્રવાહ છે;
• થ્રેશોલ્ડ "નૉન-રિલીઝિંગ" એ એવી તાકાતનો ન્યૂનતમ પ્રવાહ છે કે વ્યક્તિ ઇચ્છાના બળ દ્વારા વર્તમાન-વહન ભાગમાંથી તેના હાથને દૂર કરવા માટે સક્ષમ નથી. વૈકલ્પિક પ્રવાહ માટે તે લગભગ 10-15 mA છે, સીધા પ્રવાહ માટે તે 50-80 mA છે;
• "ફાઇબ્રિલેશન થ્રેશોલ્ડ" એ લગભગ 100 mA ની વૈકલ્પિક વર્તમાન (50 Hz) તાકાત છે અને 300 mA ની સીધી વર્તમાન છે, જેની અસર 0.5 s કરતાં વધુ સમય માટે હૃદયના સ્નાયુઓના ફાઇબરિલેશનનું કારણ બને છે. આ થ્રેશોલ્ડ માનવો માટે શરતી રીતે જીવલેણ પણ માનવામાં આવે છે.

રશિયામાં, ગ્રાહકોના વિદ્યુત સ્થાપનોની તકનીકી કામગીરી માટેના નિયમો અનુસાર (13 જાન્યુઆરી, 2003 ના રોજ રશિયન ફેડરેશનના ઉર્જા મંત્રાલયના આદેશ નંબર 6 “ના વિદ્યુત સ્થાપનોની તકનીકી કામગીરી માટેના નિયમોની મંજૂરી પર ગ્રાહકો") અને વિદ્યુત સ્થાપનોના સંચાલન દરમિયાન શ્રમ સંરક્ષણ માટેના નિયમો (રશિયન ફેડરેશનના ઉર્જા મંત્રાલયનો આદેશ 27 ડિસેમ્બર, 2000 એન 163 "ઓપરેશન માટે શ્રમ સંરક્ષણ (સુરક્ષા નિયમો) પરના આંતર-ઉદ્યોગ નિયમોની મંજૂરી પર. ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશન્સ"), કર્મચારીની લાયકાતો અને અનુભવ અને ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશનના વોલ્ટેજના આધારે ઇલેક્ટ્રિકલ સલામતી માટે 5 લાયકાત જૂથોની સ્થાપના કરવામાં આવી હતી.

નોંધો

• બૌમગાર્ટ કે.કે., ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ.
• એ.એસ. કાસાટકીન. ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ.
• દક્ષિણ. સિંદીવ. ઇલેક્ટ્રોનિક તત્વો સાથે ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ.

વિદ્યુત પ્રવાહ એ નકારાત્મક ચાર્જ થયેલ પ્રાથમિક કણો - ઈલેક્ટ્રોનનો ક્રમબદ્ધ પ્રવાહ છે. વિદ્યુત પ્રવાહઘરો અને શેરીઓમાં લાઇટિંગ, ઘરગથ્થુ અને ઔદ્યોગિક સાધનોની કાર્યક્ષમતા, શહેરની હિલચાલ અને મુખ્ય લાઇન ઇલેક્ટ્રિક ટ્રાન્સપોર્ટ વગેરેની ખાતરી કરવા માટે જરૂરી.

વિદ્યુત પ્રવાહ

• આર એન - લોડ પ્રતિકાર
• એ - સૂચક
• K - સર્કિટ સ્વીચ

વર્તમાન- કંડક્ટરના ક્રોસ સેક્શન દ્વારા યુનિટ સમય દીઠ પસાર થતા ચાર્જની સંખ્યા.

• હું - વર્તમાન તાકાત
• q - વીજળીનો જથ્થો
• ટી - સમય

વર્તમાનના એકમને એમ્પીયર A કહેવામાં આવે છે, જેનું નામ ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિકના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે એમ્પીયર.

1A = 10 3 mA = 10 6 µA

ઇલેક્ટ્રિક વર્તમાન ઘનતા

વિદ્યુત પ્રવાહસંખ્યાબંધ ભૌતિક લાક્ષણિકતાઓમાં સહજ છે કે જે ચોક્કસ એકમોમાં દર્શાવવામાં આવેલા માત્રાત્મક મૂલ્યો ધરાવે છે. મુખ્ય શારીરિક લાક્ષણિકતાઓઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ તેની શક્તિ અને શક્તિ છે. વર્તમાન તાકાતતે માત્રાત્મક રીતે એમ્પીયરમાં દર્શાવવામાં આવે છે, અને વર્તમાન શક્તિ વોટ્સમાં વ્યક્ત થાય છે. એક સમાન મહત્વપૂર્ણ ભૌતિક જથ્થા એ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ અથવા વર્તમાન ઘનતાની વેક્ટર લાક્ષણિકતા છે. ખાસ કરીને, પાવર લાઇન્સ ડિઝાઇન કરતી વખતે વર્તમાન ઘનતાના ખ્યાલનો ઉપયોગ થાય છે.

• J – વિદ્યુત પ્રવાહની ઘનતા A/MM 2
• એસ - ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર
• હું - વર્તમાન

સીધો અને વૈકલ્પિક પ્રવાહ

તમામ વિદ્યુત ઉપકરણો સંચાલિત છે કાયમીઅથવા વૈકલ્પિક પ્રવાહ.

વિદ્યુત પ્રવાહ, જેની દિશા અને મૂલ્ય બદલાતું નથી તેને કહેવાય છે કાયમી.

વિદ્યુત પ્રવાહ, જે દિશા અને મૂલ્ય બદલી શકે છે તેને કહેવાય છે ચલો.

ઘણા વિદ્યુત ઉપકરણો માટે વીજ પુરવઠો હાથ ધરવામાં આવે છે વૈકલ્પિક પ્રવાહ, જેનું પરિવર્તન ગ્રાફિકલી સાઇનસૉઇડ તરીકે રજૂ થાય છે.

ઇલેક્ટ્રિક કરંટનો ઉપયોગ

આત્મવિશ્વાસ સાથે કહી શકાય કે માનવજાતની સૌથી મોટી સિદ્ધિ એ શોધ છે વિદ્યુત પ્રવાહઅને તેનો ઉપયોગ. થી વિદ્યુત પ્રવાહઘરોમાં હૂંફ અને પ્રકાશ, બહારની દુનિયામાંથી માહિતીનો પ્રવાહ, ગ્રહના વિવિધ ભાગોમાં સ્થિત લોકોનો સંદેશાવ્યવહાર અને ઘણું બધું પર આધાર રાખે છે.

વીજળીની વ્યાપક ઉપલબ્ધતા વિના આધુનિક જીવનની કલ્પના કરી શકાતી નથી. વીજળીમાનવીય પ્રવૃત્તિના સંપૂર્ણપણે તમામ ક્ષેત્રોમાં હાજર છે: ઉદ્યોગ અને કૃષિમાં, વિજ્ઞાન અને અવકાશમાં.

વીજળીસતત ઘટક પણ છે રોજિંદા જીવનવ્યક્તિ વીજળીનું આટલું વ્યાપક વિતરણ તેના અનન્ય ગુણધર્મોને કારણે શક્ય બન્યું હતું. વિદ્યુત ઉર્જા તરત જ પ્રસારિત કરી શકાય છે વિશાળ અંતરઅને એક અલગ ઉત્પત્તિની વિવિધ પ્રકારની ઊર્જામાં પરિવર્તિત થાય છે.

મુખ્ય ગ્રાહકો વિદ્યુત ઊર્જાઔદ્યોગિક અને ઉત્પાદન ક્ષેત્રો છે. વીજળીની મદદથી, વિવિધ મિકેનિઝમ્સ અને ઉપકરણો સક્રિય થાય છે, અને મલ્ટિ-સ્ટેજ તકનીકી પ્રક્રિયાઓ હાથ ધરવામાં આવે છે.

પરિવહનના સંચાલનને સુનિશ્ચિત કરવામાં વીજળીની ભૂમિકાને વધુ પડતો અંદાજ આપવો અશક્ય છે. રેલ્વે પરિવહન લગભગ સંપૂર્ણપણે વીજળીકૃત છે. રેલ્વે પરિવહનના વિદ્યુતીકરણે રસ્તાની ક્ષમતા સુનિશ્ચિત કરવામાં, મુસાફરીની ઝડપ વધારવામાં, મુસાફરોના પરિવહનના ખર્ચમાં ઘટાડો કરવા અને ઇંધણની અર્થવ્યવસ્થાની સમસ્યાને ઉકેલવામાં નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવી છે.

લોકો માટે આરામદાયક જીવનશૈલી સુનિશ્ચિત કરવા માટે વીજળીની ઉપલબ્ધતા એ અનિવાર્ય સ્થિતિ છે. તમામ ઘરગથ્થુ ઉપકરણો: ટેલિવિઝન, વોશિંગ મશીન, માઇક્રોવેવ ઓવન, હીટિંગ ડિવાઇસ - માનવ જીવનમાં તેમનું સ્થાન ફક્ત ઇલેક્ટ્રિકલ ઉત્પાદનના વિકાસને કારણે જ મળ્યું.

સંસ્કૃતિના વિકાસમાં વીજળીની અગ્રણી ભૂમિકા નિર્વિવાદ છે. માનવજાતના જીવનમાં એવું કોઈ ક્ષેત્ર નથી કે જે વિદ્યુત ઊર્જાના વપરાશ વિના કરી શકે અને તેનો વિકલ્પ સ્નાયુબદ્ધ શક્તિ હોઈ શકે.

ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં ચાર્જ થયેલા કણોની દિશા નિર્દેશિત હિલચાલ.

ચાર્જ કરેલા કણો ઇલેક્ટ્રોન અથવા આયનો (ચાર્જ્ડ અણુ) હોઈ શકે છે.

એક અણુ કે જેણે એક અથવા વધુ ઈલેક્ટ્રોન ગુમાવ્યા છે તેનો ફાયદો થાય છે હકારાત્મક ચાર્જ. - આયન (ધન આયન).
એક અણુ કે જેણે એક અથવા વધુ ઇલેક્ટ્રોન મેળવ્યા છે તે નકારાત્મક ચાર્જ મેળવે છે. - કેશન (નકારાત્મક આયન).
આયનોને પ્રવાહી અને વાયુઓમાં મોબાઈલ ચાર્જ થયેલા કણો તરીકે ગણવામાં આવે છે.

ધાતુઓમાં, ચાર્જ કેરિયર્સ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન છે, જેમ કે નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા કણો.

સેમિકન્ડક્ટર્સમાં, અમે એક અણુથી બીજા પરમાણુમાં નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ (ચળવળ) ને ધ્યાનમાં લઈએ છીએ અને પરિણામે, પરિણામી હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ખાલી જગ્યાઓ - છિદ્રોના અણુઓ વચ્ચેની હિલચાલ.

માટે વિદ્યુત પ્રવાહની દિશાહકારાત્મક શુલ્કની હિલચાલની દિશા પરંપરાગત રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે. આ નિયમ ઇલેક્ટ્રોનના અભ્યાસના ઘણા સમય પહેલા સ્થાપિત કરવામાં આવ્યો હતો અને તે આજ સુધી સાચો છે. સકારાત્મક પરીક્ષણ ચાર્જ માટે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની શક્તિ પણ નક્કી કરવામાં આવે છે.

કોઈપણ એક ચાર્જ માટે qતીવ્રતાના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રમાં ઇબળ કૃત્યો F = qE, જે આ બળના વેક્ટરની દિશામાં ચાર્જને ખસેડે છે.

આકૃતિ બતાવે છે કે બળ વેક્ટર F - = -qE, નકારાત્મક ચાર્જ પર કામ કરે છે -q, વેક્ટરના ઉત્પાદન તરીકે, ક્ષેત્ર શક્તિ વેક્ટરની વિરુદ્ધ દિશામાં નિર્દેશિત થાય છે ઇનકારાત્મક મૂલ્ય સુધી. પરિણામે, નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા ઇલેક્ટ્રોન, જે મેટલ કંડક્ટરમાં ચાર્જ કેરિયર્સ છે, તે વાસ્તવમાં ફિલ્ડ સ્ટ્રેન્થ વેક્ટરની વિરુદ્ધ હિલચાલની દિશા ધરાવે છે અને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત દિશા ધરાવે છે.

ચાર્જની રકમ પ્ર= 1 કુલોમ્બ સમયસર કંડક્ટરના ક્રોસ વિભાગમાંથી પસાર થયો t= 1 સેકન્ડ, વર્તમાન મૂલ્ય દ્વારા નિર્ધારિત આઈગુણોત્તરમાંથી = 1 એમ્પીયર:

I = Q/t.

વર્તમાન ગુણોત્તર આઈ= 1 એમ્પીયર તેના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તારના વાહકમાં એસ= 1 m 2 વર્તમાન ઘનતા નક્કી કરશે j= 1 A/m2:

જોબ એ= 1 જૌલ પરિવહન ચાર્જ પર ખર્ચવામાં આવ્યો પ્ર= 1 કૂલમ્બ બિંદુ 1 થી બિંદુ 2 સુધી વિદ્યુત વોલ્ટેજનું મૂલ્ય નક્કી કરશે યુ= 1 વોલ્ટ, સંભવિત તફાવત તરીકે φ 1 અને φ ગણતરીમાંથી આ બિંદુઓ વચ્ચે 2:

યુ = A/Q = φ 1 - φ 2

ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ સીધો અથવા વૈકલ્પિક હોઈ શકે છે.

ડાયરેક્ટ કરંટ એ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ છે જેની દિશા અને તીવ્રતા સમય સાથે બદલાતી નથી.

વૈકલ્પિક પ્રવાહ એ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ છે જેની તીવ્રતા અને દિશા સમય સાથે બદલાય છે.

પાછા 1826 માં, જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રી જ્યોર્જ ઓહમે વીજળીનો એક મહત્વપૂર્ણ નિયમ શોધ્યો હતો, જે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ અને વાહકના ગુણધર્મો વચ્ચેના જથ્થાત્મક સંબંધને નિર્ધારિત કરે છે, જે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનો સામનો કરવાની તેમની ક્ષમતા દર્શાવે છે.
આ ગુણધર્મોને પછીથી વિદ્યુત પ્રતિકાર કહેવાનું શરૂ થયું, જેને અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવ્યું આરઅને શોધનારના માનમાં ઓહ્મમાં માપવામાં આવે છે.
શાસ્ત્રીય U/R ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરીને તેના આધુનિક અર્થઘટનમાં ઓહ્મનો કાયદો વોલ્ટેજ પર આધારિત વાહકમાં વિદ્યુત પ્રવાહનું પ્રમાણ નક્કી કરે છે. યુઆ વાહક અને તેના પ્રતિકારના છેડે આર:

કંડક્ટરમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ

કંડક્ટર્સમાં મફત ચાર્જ કેરિયર્સ હોય છે, જે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ, ખસેડે છે અને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ બનાવે છે.

મેટલ કંડક્ટરમાં, ચાર્જ કેરિયર્સ ફ્રી ઇલેક્ટ્રોન છે.
જેમ જેમ તાપમાન વધે છે તેમ, અણુઓની અસ્તવ્યસ્ત થર્મલ હિલચાલ ઇલેક્ટ્રોનની દિશાત્મક હિલચાલમાં દખલ કરે છે અને વાહકનો પ્રતિકાર વધે છે.
જ્યારે ઠંડક થાય છે અને તાપમાન સંપૂર્ણ શૂન્યની નજીક આવે છે, જ્યારે થર્મલ હિલચાલ બંધ થાય છે, ત્યારે ધાતુનો પ્રતિકાર શૂન્ય તરફ વળે છે.

પ્રવાહી (ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ) માં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ચાર્જ થયેલ અણુઓ (આયન) ની નિર્દેશિત હિલચાલ તરીકે અસ્તિત્વમાં છે, જે ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક વિયોજનની પ્રક્રિયામાં રચાય છે.
આયનો ચિહ્નમાં વિરુદ્ધ ઇલેક્ટ્રોડ તરફ જાય છે અને તટસ્થ થાય છે, તેમના પર સ્થિર થાય છે. - ઇલેક્ટ્રોલિસિસ.
આયન એ સકારાત્મક આયનો છે. તેઓ નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ તરફ જાય છે - કેથોડ.
કેશન એ નકારાત્મક આયનો છે. તેઓ હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ તરફ જાય છે - એનોડ.
વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણના ફેરાડેના નિયમો ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર પ્રકાશિત પદાર્થના સમૂહને નિર્ધારિત કરે છે.
જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે આયનોમાં વિઘટિત પરમાણુઓની સંખ્યામાં વધારો થવાને કારણે ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો પ્રતિકાર ઘટે છે.

વાયુઓમાં વિદ્યુત પ્રવાહ - પ્લાઝમા. ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ હકારાત્મક અથવા નકારાત્મક આયનો અને મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે, જે રેડિયેશનના પ્રભાવ હેઠળ રચાય છે.

શૂન્યાવકાશમાં કેથોડથી એનોડ તરફ ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહ તરીકે વિદ્યુત પ્રવાહ હોય છે. ઇલેક્ટ્રોન બીમ ઉપકરણોમાં વપરાય છે - લેમ્પ.

સેમિકન્ડક્ટર્સમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ

સેમિકન્ડક્ટરો કબજો કરે છે મધ્યવર્તી સ્થિતિવાહક અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ વચ્ચે તેમની પ્રતિકારકતા અનુસાર.
સેમિકન્ડક્ટર અને ધાતુઓ વચ્ચેનો નોંધપાત્ર તફાવત તેમની અવલંબન ગણી શકાય પ્રતિકારકતાતાપમાન પર.
જેમ જેમ તાપમાન ઘટે છે, ધાતુઓનો પ્રતિકાર ઘટે છે, જ્યારે સેમિકન્ડક્ટર્સ માટે, તેનાથી વિપરીત, તે વધે છે.
જેમ જેમ તાપમાન નિરપેક્ષ શૂન્યની નજીક આવે છે તેમ, ધાતુઓ સુપરકન્ડક્ટર અને સેમિકન્ડક્ટર - ઇન્સ્યુલેટર બનવાનું વલણ ધરાવે છે.
મુદ્દો એ છે કે જ્યારે સંપૂર્ણ શૂન્યસેમિકન્ડક્ટર્સમાં ઇલેક્ટ્રોન અણુઓ વચ્ચે સહસંયોજક બોન્ડ બનાવવામાં વ્યસ્ત હશે સ્ફટિક જાળીઅને, આદર્શ રીતે, ત્યાં કોઈ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન હશે નહીં.
જેમ જેમ તાપમાન વધે છે તેમ, કેટલાક વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન તોડવા માટે પૂરતી ઉર્જા પ્રાપ્ત કરી શકે છે સહસંયોજક બોન્ડઅને મુક્ત ઈલેક્ટ્રોન સ્ફટિકમાં દેખાશે, અને વિરામ બિંદુઓ પર ખાલી જગ્યાઓ રચાશે, જેને છિદ્રો કહેવામાં આવે છે.
ખાલી જગ્યા પડોશી જોડીમાંથી વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા કબજે કરી શકાય છે અને છિદ્ર સ્ફટિકમાં નવી જગ્યાએ જશે.
જ્યારે મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન એક છિદ્રને મળે છે, ત્યારે સેમિકન્ડક્ટરના અણુઓ વચ્ચેનું ઇલેક્ટ્રોનિક બોન્ડ પુનઃસ્થાપિત થાય છે અને વિપરીત પ્રક્રિયા થાય છે - પુનઃસંયોજન.
ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડીઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનની ઊર્જાને કારણે સેમિકન્ડક્ટરને પ્રકાશિત કરતી વખતે દેખાઈ શકે છે અને ફરીથી જોડાઈ શકે છે.
ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં, ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો અસ્તવ્યસ્ત થર્મલ ગતિમાં ભાગ લે છે.
માત્ર રચાયેલા મુક્ત ઈલેક્ટ્રોન જ નહીં, પણ છિદ્રો, જેને હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા કણો તરીકે ગણવામાં આવે છે, તે ક્રમબદ્ધ ગતિમાં વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં ભાગ લે છે. વર્તમાન આઈસેમિકન્ડક્ટરમાં તે ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે હું એનઅને છિદ્ર આઈપીપ્રવાહો

સેમિકન્ડક્ટર્સમાં જર્મેનિયમ, સિલિકોન, સેલેનિયમ, ટેલુરિયમ, આર્સેનિક વગેરે જેવા રાસાયણિક તત્વોનો સમાવેશ થાય છે. પ્રકૃતિમાં સૌથી સામાન્ય સેમિકન્ડક્ટર સિલિકોન છે.

ટિપ્પણીઓ અને સૂચનો સ્વીકારવામાં આવે છે અને સ્વાગત છે!

ઇલેક્ટ્રીક કરંટ

ફેરફાર 10/22/2013 થી - ( )

દ્રવ્યની એક મિલકત જેનું વર્ણન કરવા ઈચ્છે છે તે પદાર્થ અને સબએટોમિક કણ, ઈલેક્ટ્રોન વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાંથી ઉદ્ભવે છે. આ ગુણધર્મને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ તરીકે સમજવામાં આવે છે. જોકે આ વર્ણન ધરમૂળથી અલગ છે આધુનિક સમજ, ઇલેક્ટ્રોન શું છે અને તે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહમાં શું ભૂમિકા ભજવે છે, વાસ્તવમાં, ખ્યાલ પોતે જ આ લેખ વાંચીને સમજી શકાય છે. પ્રસ્તુત સામગ્રીની ઊંડી સમજણ માટે, એવી ભલામણ કરવામાં આવે છે કે તમે ડેવી બી. લાર્સન દ્વારા પુસ્તકનો પ્રથમ ભાગ વાંચો. "ભૌતિક બ્રહ્માંડનું માળખું", અને આ લેખનો આધાર એ જ શ્રેણીના બીજા ભાગમાંથી લેવામાં આવ્યો છે. તેથી, જો તમે બીજો વોલ્યુમ લો છો, તો તમને આ સામગ્રી ત્યાં મળશે, પરંતુ વધુ વિસ્તૃત સ્વરૂપમાં, જે તેની સમજને જટિલ બનાવે છે. આ લેખનો હેતુ વિદ્યુત પ્રવાહના સારને સામાન્ય સમજ આપવાનો છે, અને એકવાર તમે સારને સમજી લો, પછી તમે વિગતો સમજી શકશો.

તેથી, લાર્સનને સમજાયું કે બ્રહ્માંડ એ માત્ર પદાર્થનું અવકાશ-સમયનું માળખું નથી, જેમ કે સામાન્ય રીતે પરંપરાગત વિજ્ઞાનમાં માનવામાં આવે છે. તેણે શોધ્યું કે બ્રહ્માંડ એ એક એવી ચળવળ છે જેમાં અવકાશ અને સમય માત્ર ચળવળના બે પરસ્પર નિર્ભર અને અવિદ્યમાન પાસાઓ છે, અને તેનો અન્ય કોઈ અર્થ નથી. બ્રહ્માંડ કે જેમાં આપણે જીવીએ છીએ તે પદાર્થનું બ્રહ્માંડ નથી, પરંતુ ગતિનું બ્રહ્માંડ છે, એક બ્રહ્માંડ જેમાં મૂળભૂત વાસ્તવિકતા ગતિ છે, અને તમામ ભૌતિક વાસ્તવિકતાઓ અને ઘટનાઓ, જેમાં દ્રવ્યનો સમાવેશ થાય છે, તે માત્ર ગતિના અભિવ્યક્તિઓ છે, જે ત્રણ પરિમાણોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, અલગ એકમોમાં અને બે પરસ્પર નિર્ભર પાસાઓ સાથે - અવકાશ અને સમય. અવકાશને ભૌતિક ક્ષેત્ર, સમય - કોસ્મિક ક્ષેત્ર કહેવામાં આવે છે. એક-પરિમાણીય, દ્વિ-પરિમાણીય અથવા ત્રિ-પરિમાણીય હોવા છતાં, હલનચલન પોતે અને તેમના સંયોજનો અવકાશ (સકારાત્મક વિસ્થાપન) અને સમય (નકારાત્મક વિસ્થાપન) અથવા બંનેમાં એક સાથે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. તદુપરાંત, એક-પરિમાણીય હલનચલનને વિદ્યુત ઘટનાઓ સાથે, દ્વિ-પરિમાણીયને ચુંબકીય સાથે અને ત્રિ-પરિમાણીયને ગુરુત્વાકર્ષણ સાથે સાંકળી શકાય છે. તેના આધારે, અણુ એ હલનચલનનું સંયોજન છે. રેડિયેશન ગતિ છે, ગુરુત્વાકર્ષણ ગતિ છે, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ ગતિ છે, વગેરે.

જો તમને કંઈ સમજાતું નથી, તો પહેલા વાંચો.

વોલ્યુમ 1 માં જણાવ્યા મુજબ, ઇલેક્ટ્રોન એક અનન્ય કણ છે. સામગ્રીના પરિભ્રમણના આધારે બનેલ આ એકમાત્ર કણ છે જે અસરકારક નકારાત્મક પરિભ્રમણ પૂર્વગ્રહ ધરાવે છે. નકારાત્મક પરિભ્રમણના એક કરતાં વધુ એકમ પાયાના પરિભ્રમણના એક હકારાત્મક પરિભ્રમણ એકમ કરતાં વધી જશે અને પરિણામે નકારાત્મક મૂલ્યકુલ પરિભ્રમણ. પરંતુ ઇલેક્ટ્રોન માટે, પરિણામી એકંદર સ્પિન હકારાત્મક છે, જો કે તેમાં એક સકારાત્મક અને એક નકારાત્મક એકમનો સમાવેશ થાય છે, કારણ કે હકારાત્મક એકમ દ્વિ-પરિમાણીય છે અને નકારાત્મક એક-પરિમાણીય છે.

તેથી, અનિવાર્યપણે, ઇલેક્ટ્રોન માત્ર અવકાશનું ફરતું એકમ છે. આ ખ્યાલ મોટા ભાગના લોકો માટે સમજવો ખૂબ જ મુશ્કેલ છે જ્યારે તેઓ પ્રથમ વખત તેનો સામનો કરે છે, કારણ કે તે અવકાશની પ્રકૃતિના વિચારનો વિરોધાભાસ કરે છે જે આપણે આપણી આસપાસના લાંબા પરંતુ બિનજરૂરી પરીક્ષણ દ્વારા પ્રાપ્ત કર્યું છે. જો કે, વિજ્ઞાનનો ઈતિહાસ એવા ઉદાહરણોથી ભરપૂર છે કે જેમાં એક સામાન્ય વર્ગના માત્ર એક સભ્ય તરીકે પરિચિત અને તેના બદલે અનોખી ઘટના જોવા મળે છે, જેનાં તમામ સભ્યોનો ભૌતિક અર્થ સમાન છે. સારું ઉદાહરણ- ઊર્જા. મધ્ય યુગમાં આધુનિક વિજ્ઞાનનો પાયો નાખનાર સંશોધકો માટે, ગતિના કારણે ચાલતા શરીરની મિલકતને "મોટિવ ફોર્સ" કહેવામાં આવતું હતું; આપણા માટે, "ગતિ ઊર્જા" એક અનન્ય પ્રકૃતિ ધરાવે છે. તે વિચાર કે, તેની રાસાયણિક રચનાને લીધે, સ્થિર લાકડાની લાકડીમાં "મોટિવ ફોર્સ" ની સમકક્ષ સમાયેલ છે, જે આજે મોટાભાગના લોકો માટે અવકાશના ફરતા એકમનો ખ્યાલ જેટલો વિદેશી હતો. પરંતુ ગતિ ઊર્જા એ સામાન્ય રીતે ઊર્જાનું માત્ર એક સ્વરૂપ છે તે શોધે ભૌતિક સમજણમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિનો દરવાજો ખોલ્યો. તેવી જ રીતે, આપણા રોજિંદા અનુભવની "અવકાશ", જેને લાર્સનના કાર્યમાં કહેવામાં આવે છે તે વિસ્તરણ અવકાશ, સમગ્રપણે અવકાશનું માત્ર એક અભિવ્યક્તિ છે તે શોધ ભૌતિક બ્રહ્માંડના ઘણા પાસાઓને સમજવા માટેના દરવાજા ખોલે છે, જેમાં સંબંધિત ઘટનાઓનો સમાવેશ થાય છે. પદાર્થમાં ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ.

ગતિના બ્રહ્માંડમાં - બ્રહ્માંડ જેની વિગતો આપણે વિકસાવી રહ્યા છીએ - અવકાશ માત્ર ગતિના એક ઘટક તરીકે ભૌતિક ઘટનામાં પ્રવેશે છે. અને મોટાભાગના હેતુઓ માટે, જગ્યાની વિશિષ્ટ પ્રકૃતિ અપ્રસ્તુત છે, જેમ કે ચોક્કસ પ્રકારની ઊર્જા જે ભૌતિક પ્રક્રિયામાં જાય છે તે સામાન્ય રીતે પ્રક્રિયાના પરિણામ સાથે સંબંધિત નથી. આથી અવકાશના ફરતા એકમ તરીકે ઇલેક્ટ્રોનનો દરજ્જો તેને આપે છે વિશેષ ભૂમિકાબ્રહ્માંડની શારીરિક પ્રવૃત્તિમાં. હવે એ નોંધવું જોઈએ કે આપણે જેની ચર્ચા કરી રહ્યા છીએ તે ઈલેક્ટ્રોન કોઈ ચાર્જ વહન કરતું નથી. ઇલેક્ટ્રોન એ બે હલનચલનનું સંયોજન છે: મૂળભૂત કંપન અને વાઇબ્રેટિંગ એકમનું પરિભ્રમણ. જેમ આપણે પછી જોઈશું, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ એ એક વધારાની હિલચાલ છે જેને બે ઘટકોના સંયોજન પર સુપરઇમ્પોઝ કરી શકાય છે. પ્રારંભિક કાર્ય હાથ ધરવામાં આવ્યા પછી ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોનનું વર્તન ધ્યાનમાં લેવામાં આવશે. હવે અમે ચિંતિત છીએ ચાર્જ વગરના ઇલેક્ટ્રોન.

અવકાશના એકમ તરીકે, ચાર્જ વગરનું ઇલેક્ટ્રોન સતત અવકાશમાં આગળ વધી શકતું નથી, કારણ કે અવકાશ અને અવકાશનો ગુણોત્તર ગતિનું નિર્માણ કરતું નથી (લાર્સનના અનુમાનમાંથી). પરંતુ અમુક પરિસ્થિતિઓમાં તે સામાન્ય બાબતમાં આગળ વધી શકે છે, કારણ કે દ્રવ્ય એ અંતિમ, સકારાત્મક અથવા અસ્થાયી વિસ્થાપન સાથે હલનચલનનું સંયોજન છે, અને સમય સાથે અવકાશનો સંબંધ ગતિ બનાવે છે. ઘન પદાર્થમાં ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલનો આધુનિક દૃષ્ટિકોણ એ છે કે તેઓ અણુઓ વચ્ચેની જગ્યાઓમાં ફરે છે. પછી, ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહનો પ્રતિકાર ઘર્ષણ સમાન માનવામાં આવે છે. અમારી શોધ આ છે: ઇલેક્ટ્રોન (અવકાશના એકમો) દ્રવ્યમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને દ્રવ્યમાં તે જ રીતે આગળ વધે છે જે રીતે દ્રવ્ય અવકાશમાં આગળ વધે છે.

પદાર્થમાં ઇલેક્ટ્રોનની દિશાત્મક હિલચાલને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવશે. જો દ્રવ્યના અણુઓ કે જેના દ્વારા વર્તમાન પસાર થાય છે તે સમગ્ર ઘન એકંદરના બંધારણની તુલનામાં આરામ પર હોય, તો દ્રવ્યમાં ઇલેક્ટ્રોનની સતત હિલચાલ અવકાશમાં દ્રવ્યની હિલચાલ સમાન સામાન્ય ગુણધર્મો ધરાવે છે. તે ન્યૂટનના પ્રથમ નિયમ (જડતાનો નિયમ) ને અનુસરે છે અને ઊર્જા ઉમેર્યા વિના અનિશ્ચિત સમય સુધી ચાલુ રાખી શકે છે. આ પરિસ્થિતિ તરીકે ઓળખાતી ઘટનામાં થાય છે સુપરવાહકતા, જે ખૂબ જ નીચા તાપમાને ઘણા પદાર્થોમાં પ્રાયોગિક રીતે જોવા મળ્યું હતું. પરંતુ જો સામગ્રીના એકંદર પરમાણુ સક્રિય તાપમાન ગતિમાં હોય ( તાપમાન એક પરિમાણીય ચળવળનો એક પ્રકાર છે), પદાર્થમાં ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ તાપમાનની ગતિના અવકાશી ઘટકમાં ઉમેરો કરે છે (એટલે ​​​​કે, ઝડપ વધે છે) અને ત્યાંથી ગતિશીલ અણુઓમાં ઊર્જા (ગરમી) દાખલ થાય છે.

વર્તમાનની તીવ્રતા સમયના એકમ દીઠ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા (જગ્યાના એકમો) દ્વારા માપવામાં આવે છે. સમયના એકમ દીઠ અવકાશનો એકમ એ ગતિની વ્યાખ્યા છે, તેથી વિદ્યુત પ્રવાહ એ ગતિ છે. સાથે ગાણિતિક બિંદુદૃષ્ટિકોણથી, તે કોઈ વાંધો નથી કે શું સમૂહ એક્સ્ટેંશનની જગ્યામાં ફરે છે કે શું સ્પેસ સમૂહમાં ફરે છે. તેથી, વિદ્યુત પ્રવાહ સાથે કામ કરતી વખતે આપણે વીજળીના યાંત્રિક પાસાઓ સાથે કામ કરી રહ્યા છીએ, અને વર્તમાનની ઘટના સમાન ગાણિતિક સમીકરણો દ્વારા વર્ણવી શકાય છે જે અવકાશમાં સામાન્ય ગતિને લાગુ પડે છે, પરિસ્થિતિઓમાં તફાવતોને કારણે યોગ્ય ફેરફારો સાથે, જો આવા તફાવતો અસ્તિત્વમાં છે. સમાન એકમોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, પરંતુ ઐતિહાસિક કારણોસર અને સગવડ માટે, આધુનિક પ્રથા એકમોની અલગ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરે છે.

વર્તમાન વીજળીનું મૂળભૂત એકમ જથ્થાનું એકમ છે. સંદર્ભના કુદરતી ફ્રેમમાં, આ એક ઇલેક્ટ્રોનનું અવકાશી પાસું છે, જે એક એકમનું વેગ વિસ્થાપન ધરાવે છે. તેથી, જથ્થો qજગ્યાની સમકક્ષ છે s. પ્રવાહના પ્રવાહમાં, ઊર્જા યાંત્રિક સંબંધોની સમાન સ્થિતિ ધરાવે છે, અને અવકાશ-સમયના પરિમાણો t/s ધરાવે છે. સમય દ્વારા વિભાજિત ઊર્જા શક્તિ છે, 1/s. વર્તમાનનું વધુ પેટાવિભાગ, ઝડપ s/t ના પરિમાણો ધરાવતું, 1/s x t/s = t/s² સાથે ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ (emf) બનાવે છે. અલબત્ત, તે સામાન્ય રીતે બળના અવકાશ-સમયના પરિમાણો છે.

શબ્દ " ઇલેક્ટ્રિક સંભવિત” નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે emf ના વિકલ્પ તરીકે થાય છે, પરંતુ પાછળથી ચર્ચા કરવામાં આવશે તે કારણોસર, અમે આ અર્થમાં “સંભવિત” નો ઉપયોગ કરીશું નહીં. જો emf કરતાં વધુ અનુકૂળ શબ્દ યોગ્ય હોય, તો અમે "વોલ્ટેજ," પ્રતીક U શબ્દનો ઉપયોગ કરીશું.

વોલ્ટેજ t/s² ને વર્તમાન s/t વડે ભાગતા, આપણને t²/s³ મળે છે. આ પ્રતિકાર, પ્રતીક R, અત્યાર સુધી ગણવામાં આવેલ એકમાત્ર વિદ્યુત જથ્થો છે જે પરિચિત યાંત્રિક જથ્થાની સમકક્ષ નથી. પ્રતિકારની સાચી પ્રકૃતિ તેની અવકાશી સંરચનાની તપાસ કરીને પ્રગટ થાય છે. માપ t²/s³ એ સમૂહ t³/s³ ભાગ્યા સમય t સાથે સમકક્ષ છે. આથી, પ્રતિકાર એકમ સમય દીઠ માસ છે. આવા જથ્થાની સુસંગતતા સરળતાથી જોઈ શકાય છે જો આપણે સમજીએ કે દ્રવ્યમાં અવકાશ (ઇલેક્ટ્રોન) ની ગતિમાં સમાવિષ્ટ દળનો જથ્થો નિશ્ચિત જથ્થો નથી, જેમ કે અવકાશ અવકાશમાં પદાર્થની ગતિમાં થાય છે, પરંતુ એક જથ્થો છે. જે ઈલેક્ટ્રોનની ગતિ પર આધાર રાખે છે. જ્યારે દ્રવ્ય સતત અવકાશમાં ફરે છે, ત્યારે દળ સ્થિર હોય છે, અને અવકાશ હિલચાલની અવધિ પર આધાર રાખે છે. જ્યારે વર્તમાન વહે છે, ત્યારે અવકાશ (ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા) સ્થિર છે, અને સમૂહ ચળવળના સમયગાળા પર આધારિત છે. જો પ્રવાહ અલ્પજીવી હોય, તો દરેક ઈલેક્ટ્રોન સાંકળમાં સમૂહના કુલ જથ્થાના માત્ર એક નાના અંશને ખસેડી શકે છે, પરંતુ જો પ્રવાહ લાંબો સમય ચાલતો હોય, તો તે સમગ્ર સાંકળમાંથી ફરી પસાર થઈ શકે છે. કોઈપણ કિસ્સામાં, વર્તમાનમાં સામેલ કુલ દળ એ પ્રવાહના સમય (પ્રતિરોધક) ગણા પ્રતિ એકમ સમયના દળનું ઉત્પાદન છે. જ્યારે પદાર્થ એક્સ્ટેંશનની જગ્યામાં ફરે છે, ત્યારે સામાન્ય જગ્યા એ જ રીતે નક્કી થાય છે; એટલે કે, તે એકમ સમય (સ્પીડ) અને હિલચાલના સમય દીઠ અવકાશનું ઉત્પાદન છે.

પદાર્થની મિલકત તરીકે પ્રતિકાર સાથે કામ કરતી વખતે, અમને મુખ્યત્વે રસ હશે પ્રતિકારકતાઅથવા પ્રતિકાર, જે પ્રશ્નમાં રહેલા પદાર્થના એકમ ક્યુબના પ્રતિકાર તરીકે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે. પ્રતિકાર એ વર્તમાન દ્વારા મુસાફરી કરેલા અંતરના સીધા પ્રમાણસર છે અને કંડક્ટરના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તારના વિપરીત પ્રમાણસર છે. તે અનુસરે છે કે જો આપણે પ્રતિ એકમ વિસ્તાર પ્રતિ પ્રતિકારનો ગુણાકાર કરીએ અને એકમ અંતરથી વિભાજીત કરીએ, તો આપણે t²/s² માપન સાથે મૂલ્ય મેળવીએ છીએ, જે માત્ર સામગ્રી અને પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ (મુખ્યત્વે તાપમાન અને દબાણ) ની અંતર્ગત લાક્ષણિકતાઓને પ્રતિબિંબિત કરે છે અને તેના પર નિર્ભર નથી. વાહકનું ભૌમિતિક માળખું. પ્રતિકારકતા અથવા પ્રતિકારની વિપરીત ગુણવત્તા છે - વાહકતાઅને વિદ્યુત વાહકતા, અનુક્રમે.

પ્રતિકારના અવકાશ-સમયના પરિમાણોને સ્પષ્ટ કર્યા પછી, અમે પ્રતિકાર અને અન્ય વિદ્યુત જથ્થાઓ વચ્ચેના અનુભવપૂર્વક નિર્ધારિત સંબંધો પર પાછા આવી શકીએ છીએ અને અવકાશ-સમયની વ્યાખ્યાઓની સુસંગતતાની પુષ્ટિ કરી શકીએ છીએ.

વોલ્ટેજ: U = IR = s/t x t²/s³ = t/s²
પાવર: P = I²R = t²/s² x t²/s³ = 1/s
ઉર્જા: E = I²Rt = s²/t² x t²/s³ x t = t/s

ઊર્જા સમીકરણ વિદ્યુત અને યાંત્રિક ઘટનાના ગાણિતિક અભિવ્યક્તિઓની સમાનતા દર્શાવે છે. પ્રતિકાર એ એકમ સમય દીઠ દળ હોવાથી, પ્રતિકાર અને સમયનું ઉત્પાદન Rt દળ m ની સમકક્ષ છે. વર્તમાન, I, ઝડપ v છે. આમ, વિદ્યુત ઊર્જા RtI² માટેની અભિવ્યક્તિ ગતિ ઊર્જા 1/2mv² માટેની અભિવ્યક્તિની સમકક્ષ છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, RtI² નું મૂલ્ય ઇલેક્ટ્રોન ગતિની ગતિ ઊર્જા છે.

પ્રતિકાર, સમય અને વર્તમાનનો ઉપયોગ કરવાને બદલે, આપણે ઊર્જાને વોલ્ટેજ U (IR ની સમકક્ષ) અને તીવ્રતા q (તેની સમકક્ષ)ના સંદર્ભમાં વ્યક્ત કરી શકીએ છીએ. પછી ઊર્જાની માત્રા (અથવા કાર્ય) માટેની અભિવ્યક્તિ W = Uq છે. અહીં આપણી પાસે જગ્યાના સમકક્ષ તરીકે વીજળીની વ્યાખ્યાની કેટલીક પુષ્ટિ છે. પ્રમાણભૂત ભૌતિકશાસ્ત્રના પાઠ્યપુસ્તકોમાંના એકમાં વર્ણવ્યા મુજબ, બળ એ "સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે વેક્ટર જથ્થો, વસ્તુઓની હિલચાલમાં પરિવર્તન લાવે છે." ઇએમએફ અથવા વોલ્ટેજ આ વર્ણનને બંધબેસે છે. તે વોલ્ટેજ ડ્રોપની દિશામાં ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ બનાવે છે. ઊર્જા એ બળ અને અંતરનું ઉત્પાદન છે. વિદ્યુત ઊર્જા Uq એ બળ અને જથ્થાનું ઉત્પાદન છે. તે અનુસરે છે કે વીજળીની માત્રા અંતરની સમકક્ષ છે - તે જ નિષ્કર્ષ જે આપણે અનચાર્જ્ડ ઇલેક્ટ્રોનની પ્રકૃતિ વિશે દોર્યું છે.

પરંપરાગત વૈજ્ઞાનિક વિચારમાં, સામાન્ય રીતે ઊર્જાના સ્વરૂપ તરીકે વિદ્યુત ઊર્જાનો દરજ્જો મંજૂર કરવામાં આવે છે, કારણ કે તેને અન્ય કોઈપણ સ્વરૂપોમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે, પરંતુ સામાન્ય રીતે બળના સ્વરૂપ તરીકે ઇલેક્ટ્રિક અથવા ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળની સ્થિતિ સ્વીકારવામાં આવતી નથી. . જો આ સ્વીકારવામાં આવે, તો પછી અગાઉના ફકરામાં દોરવામાં આવેલ નિષ્કર્ષ અનિવાર્ય હશે. પરંતુ અવલોકન કરાયેલા તથ્યોના ચુકાદાને એવી સામાન્ય છાપને કારણે અવગણવામાં આવે છે કે વીજળી અને અવકાશનો જથ્થો સંપૂર્ણપણે અલગ પ્રકૃતિની સંસ્થાઓ છે.

વિદ્યુત ઘટનાના અગાઉના વિદ્યાર્થીઓએ માન્યતા આપી હતી કે વોલ્ટમાં માપવામાં આવતા જથ્થામાં બળની વિશેષતાઓ છે અને તે મુજબ તેનું નામ આપ્યું છે. આધુનિક સિદ્ધાંતવાદીઓ વિદ્યુત પ્રવાહની પ્રકૃતિ અંગેના તેમના મત સાથેના સંઘર્ષને કારણે આ વ્યાખ્યાને નકારી કાઢે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ડબલ્યુ.જે. ડફિન ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ (ઇએમએફ) ની વ્યાખ્યા આપે છે અને પછી કહે છે:
"નામ હોવા છતાં, તે ચોક્કસપણે કોઈ બળ નથી, પરંતુ જો ચાર્જ વર્તુળમાં (એટલે ​​​​કે, વિદ્યુત સર્કિટમાં) આગળ વધી રહ્યો હોય, તો તે હકારાત્મક ચાર્જના એકમ દીઠ કરવામાં આવેલા કાર્યની બરાબર છે; તેથી આ એકમ વોલ્ટ છે."

જગ્યાના એકમ દીઠ કાર્ય બળ છે. લેખક ફક્ત વિશ્વાસ પર લે છે કે ગતિશીલ એન્ટિટી, જેને તે ચાર્જ કહે છે, તે અવકાશની સમકક્ષ નથી. આમ, તે નિષ્કર્ષ પર આવે છે કે વોલ્ટમાં માપવામાં આવેલ જથ્થો બળ ન હોઈ શકે. અમે માનીએ છીએ કે તે ખોટો છે, અને ગતિશીલ એન્ટિટી એ ચાર્જ નથી, પરંતુ અવકાશનું ફરતું એકમ છે (એક અનચાર્જ્ડ ઇલેક્ટ્રોન). પછી ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ, વોલ્ટમાં માપવામાં આવે છે, વાસ્તવમાં બળ છે. અનિવાર્યપણે, ડફિન આ હકીકતને અન્ય જોડાણમાં કહીને સ્વીકારે છે કે "U/n (મીટર દીઠ વોલ્ટ) N/C (ન્યુટન પ્રતિ કૂલમ્બ) સમાન છે.". બંને જગ્યા દ્વારા વિભાજિત બળના સંદર્ભમાં વોલ્ટેજ તફાવત વ્યક્ત કરે છે.

પરંપરાગત ભૌતિક સિદ્ધાંત વીજળીના જથ્થા અથવા ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની પ્રકૃતિની સમજ આપવાનો દાવો કરતું નથી. તેણી ફક્ત સ્વીકારે છે: હકીકતને કારણે સંશોધનઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની પ્રકૃતિ વિશે કોઈ સમજૂતી આપવામાં અસમર્થ, તે અન્ય મૂળભૂત બાબતોથી સ્વતંત્ર એક અનન્ય એન્ટિટી હોવી જોઈએ ભૌતિક સંસ્થાઓ, અને કુદરતની "આપેલ" લાક્ષણિકતાઓમાંની એક તરીકે સ્વીકારવી આવશ્યક છે. વધુમાં એવું માનવામાં આવે છે કે અજ્ઞાત પ્રકૃતિની આ એન્ટિટી, જે ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ઘટનામાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે, તે અજ્ઞાત પ્રકૃતિની એન્ટિટી, વીજળીના જથ્થા સાથે સમાન છે, જે વીજળીના પ્રવાહમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે.

વિદ્યુત પ્રવાહના પરંપરાગત સિદ્ધાંતની સૌથી નોંધપાત્ર નબળાઇ, ઉપરોક્ત ધારણાઓ પર આધારિત સિદ્ધાંત, જેને આપણે હવે ગતિના બ્રહ્માંડના સિદ્ધાંતમાંથી મેળવેલા ભૌતિક પાયાની વધુ સંપૂર્ણ સમજણના પ્રકાશમાં ધ્યાનમાં લઈ શકીએ છીએ, તે છે. ઇલેક્ટ્રોનને બે અલગ અલગ અને અસંગત ભૂમિકાઓ સોંપે છે. વર્તમાન સિદ્ધાંત મુજબ, આ કણો છે ઘટકોઅણુ માળખું, તે ઓછામાં ઓછું કલ્પનાશીલ છે કે તેમાંના કેટલાક કંડક્ટર પર લાગુ કરાયેલ કોઈપણ વિદ્યુત દળોને મુક્તપણે સ્વીકાર્ય છે. એક તરફ, દરેક કણ બાકીના અણુ સાથે એટલું ચુસ્તપણે બંધાયેલું છે કે તે અણુના ગુણધર્મો નક્કી કરવામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે, અને તેને અણુથી અલગ કરવા માટે, નોંધપાત્ર બળ (આયનીકરણ સંભવિત) જરૂરી છે. . બીજી બાજુ, ઈલેક્ટ્રોન એટલી મુક્ત રીતે ફરે છે કે તેઓ થર્મલ અથવા વિદ્યુત દળોને પ્રતિસાદ આપશે જેની તીવ્રતા શૂન્ય કરતા થોડી વધારે છે. તેઓ ચોક્કસ માત્રામાં વાહકમાં અસ્તિત્વમાં હોવા જોઈએ, જો આપણે ધ્યાનમાં લઈએ કે કંડક્ટર ઇલેક્ટ્રિકલી ન્યુટ્રલ છે, જો કે તે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ વહન કરે છે. તે જ સમયે, તેઓએ મુક્તપણે કંડક્ટરને છોડી દેવું જોઈએ (મોટા અથવા નાના જથ્થામાં) જો તેઓ પૂરતી માત્રામાં ગતિ ઊર્જા પ્રાપ્ત કરે.

તે સ્પષ્ટ હોવું જોઈએ કે સિદ્ધાંતો ઇલેક્ટ્રોનને બે અલગ અલગ અને વિરોધાભાસી કાર્યો કરવા માટે કહે છે. તેમને આભારી હતા મુખ્ય સ્થિતિઅણુ બંધારણના સિદ્ધાંતમાં અને વિદ્યુત પ્રવાહના સિદ્ધાંતમાં, એ હકીકતને અવગણીને કે એક સિદ્ધાંત દ્વારા જરૂરી કાર્યો કરવા માટે તેમની પાસે જે ગુણધર્મો હોવા જોઈએ તે અન્ય સિદ્ધાંતમાં તેઓ જે કાર્યો કરવા ઇચ્છે છે તેમાં દખલ કરે છે.

ગતિના બ્રહ્માંડના સિદ્ધાંતમાં, આ દરેક ઘટનામાં એક અલગ ભૌતિક અસ્તિત્વનો સમાવેશ થાય છે.. અણુ બંધારણનું એકમ રોટેશનલ ગતિનું એકમ છે, ઇલેક્ટ્રોન નહીં. તે એક પ્રકારની કાયમી સ્થિતિ ધરાવે છે જે અણુ ઘટક માટે જરૂરી છે. ઇલેક્ટ્રોન, ચાર્જ વિના અને અણુ બંધારણ સાથે કોઈપણ જોડાણ વિના, પછી વિદ્યુત પ્રવાહના મુક્તપણે ફરતા એકમ તરીકે ઉપલબ્ધ છે.

રિવર્સ સિસ્ટમ થિયરીની મૂળભૂત ધારણા કહે છે કે ભૌતિક બ્રહ્માંડ એ ગતિનું બ્રહ્માંડ છે, એક બ્રહ્માંડ જેમાં તમામ એન્ટિટીઓ અને ઘટનાઓ હલનચલન, હલનચલનનું સંયોજન અથવા હલનચલન વચ્ચેના સંબંધો છે. આવા બ્રહ્માંડમાં, તમામ મૂળભૂત ઘટનાઓ સમજાવી શકાય તેવી છે. બ્રિજમેન કહે છે તેમ "અવિશ્લેષણ કરી શકાય તેવું" કંઈ નથી. ગતિના બ્રહ્માંડની મૂળભૂત સંસ્થાઓ અને ઘટનાઓ-કિરણોત્સર્ગ, ગુરુત્વાકર્ષણ, દ્રવ્ય, વીજળી, ચુંબકત્વ અને તેથી વધુ-ને અવકાશ અને સમયના સંદર્ભમાં વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે. પરંપરાગત ભૌતિક સિદ્ધાંતથી વિપરીત, વિપરિત પ્રણાલીએ તેને છોડવું જોઈએ નહીં મૂળભૂત તત્વોઆધ્યાત્મિક રહસ્યની દયા પર. તે તેમને શારીરિક તપાસમાંથી બાકાત રાખવો જોઈએ નહીં, કારણ કે એનસાયક્લોપીડિયા બ્રિટાનિકાના નીચેનું નિવેદન જણાવે છે:

"પ્રશ્ન: "વિદ્યુત શું છે?", પ્રશ્નની જેમ: "દ્રવ્ય શું છે?", ભૌતિકશાસ્ત્રના ગોળાની બહાર આવેલો છે અને મેટાફિઝિક્સના ક્ષેત્રમાં છે."

સંપૂર્ણ રીતે ગતિ ધરાવતા બ્રહ્માંડમાં, ભૌતિક એન્ટિટી સાથે સંબંધિત વિદ્યુત ચાર્જ આવશ્યકપણે ગતિ હોવો જોઈએ. પછી સમસ્યાનો સામનો કરવો પડે છે સૈદ્ધાંતિક સંશોધન, એ પ્રશ્નનો જવાબ નથી: "ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ શું છે?", પરંતુ એક વ્યાખ્યા, કયા પ્રકારની ગતિ ચાર્જ તરીકે પોતાને પ્રગટ કરે છે. પૂરક ગતિ તરીકે ચાર્જની વ્યાખ્યા માત્ર પ્રાયોગિક રીતે અવલોકન કરાયેલા ચાર્જ થયેલ ઈલેક્ટ્રોન અને વિદ્યુત પ્રવાહમાં ચાલતા એકમ તરીકે ઓળખાતા અનચાર્જ્ડ ઈલેક્ટ્રોન વચ્ચેના સંબંધને સ્પષ્ટ કરે છે, પણ તેમની વચ્ચેના વિનિમયને પણ સમજાવે છે, જે હવે લોકપ્રિયતા માટે મૂળભૂત આધાર છે. અભિપ્રાય કે પ્રક્રિયામાં માત્ર એક જ એન્ટિટી સામેલ છે - ચાર્જ. તે હંમેશા યાદ નથી કે આ અભિપ્રાયને લાંબી અને જીવંત ચર્ચા પછી જ સામાન્ય માન્યતા પ્રાપ્ત થઈ. સ્થિર અને વર્તમાન ઘટના વચ્ચે સમાનતા છે, પરંતુ નોંધપાત્ર તફાવતો પણ છે. હાલમાં, કોઈપણ પ્રકારની વીજળી માટે કોઈ સૈદ્ધાંતિક સમજૂતીની ગેરહાજરીમાં, પ્રશ્નનો ઉકેલ લાવવાનો છે કે શું ચાર્જ્ડ અને અનચાર્જ્ડ ઈલેક્ટ્રોન તેમની સમાનતાને કારણે સમાન છે અથવા તેમના તફાવતોને કારણે અતુલ્ય છે. ઓળખની તરફેણમાં નિર્ણય પ્રબળ રહ્યો, જોકે સમય જતાં આ નિર્ણયની માન્યતા સામે ઘણા પુરાવા એકઠા થયા.

બંનેમાં સમાનતા સ્પષ્ટ દેખાય છે સામાન્ય પ્રકારો x: (1) ચાર્જ થયેલા કણો અને વિદ્યુત પ્રવાહોના કેટલાક ગુણધર્મો સમાન છે; (2) એકથી બીજામાં સંક્રમણ જોવા મળે છે. ચાર્જ થયેલ ઈલેક્ટ્રોનની વ્યાખ્યા અનચાર્જ્ડ ઈલેક્ટ્રોન તરીકે વધારાની હિલચાલબંને પ્રકારની સમાનતાઓ સમજાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઝડપથી ચાલતા ચાર્જમાં વિદ્યુત પ્રવાહની સમાન ચુંબકીય ગુણધર્મો હોય છે તે નિદર્શન એ ઘણા વર્ષો પહેલા ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ "ચાર્જ" સિદ્ધાંતના સમર્થકો દ્વારા જીતવામાં મુખ્ય પરિબળ હતું. પરંતુ અમારી શોધો દર્શાવે છે કે ગતિશીલ એકમો ઇલેક્ટ્રોન અથવા અન્ય ચાર્જ કેરિયર્સ છે, તેથી ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જનું અસ્તિત્વ અથવા બિન-અસ્તિત્વ અપ્રસ્તુત છે.

સ્ટેટિક અને મૂવિંગ ઈલેક્ટ્રોનની ઓળખને સમર્થન આપવા માટે અર્થઘટન કરાયેલા બીજા પ્રકારનો પુરાવો એ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ જેવી પ્રક્રિયાઓમાં ચાર્જ થયેલ ઈલેક્ટ્રોન દ્વારા વહેતા ઈલેક્ટ્રોનની દેખીતી બદલી છે. અહીં સમજૂતી છે: ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ સરળતાથી બનાવવામાં આવે છે અને સરળતાથી નાશ પામે છે. દરેક વ્યક્તિ જાણે છે તેમ, આધુનિક કૃત્રિમ તંતુઓ જેવી ઘણી સપાટીઓ પર વિદ્યુત પ્રવાહ બનાવવા માટે માત્ર થોડી માત્રામાં ઘર્ષણની જરૂર પડે છે. તે અનુસરે છે કે જ્યારે પણ એક સ્વરૂપમાં ઊર્જાનું એકાગ્રતા અસ્તિત્વમાં હોય છે જે બીજામાં રૂપાંતર દ્વારા મુક્ત થવા માટે સક્ષમ હોય છે, ત્યારે ચાર્જનું નિર્માણ કરતું રોટેશનલ સ્પંદન કાં તો ઉદભવે છે અથવા અદૃશ્ય થઈ જાય છે જેથી ઈલેક્ટ્રોનની ગતિને અનુમતિ મળે જે ઈલેક્ટ્રોનની પ્રતિક્રિયામાં થાય છે. બળ લગાવ્યું.

બે અલગ અલગ જથ્થાઓને સમાન ગણવા અને બંને માટે સમાન એકમોનો ઉપયોગ કરવાની પ્રચલિત નીતિને અનુસરવું માત્ર એટલા માટે જ શક્ય છે કારણ કે મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં બે અલગ-અલગ ઉપયોગો સંપૂર્ણપણે અલગ છે. આવા સંજોગોમાં, ગણતરીઓ એકસરખા એકમોનો ઉપયોગ કરવાથી ભૂલ રજૂ કરતી નથી, પરંતુ કોઈ પણ સંજોગોમાં, જો ગણતરી અથવા સૈદ્ધાંતિક વિચારણામાં બંને પ્રકારના જથ્થાનો સમાવેશ થતો હોય, તો સ્પષ્ટ તફાવત જરૂરી છે.

સાદ્રશ્ય તરીકે, અમે ધારી શકીએ છીએ કે અમે એકમોની સિસ્ટમ સ્થાપિત કરવા માંગીએ છીએ જેમાં પાણીના ગુણધર્મો વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. ચાલો એ પણ માની લઈએ કે આપણે વજન અને વોલ્યુમના ગુણધર્મો વચ્ચેના તફાવતને ઓળખી શકતા નથી, અને તેથી તેમને ઘન સેન્ટિમીટરમાં વ્યક્ત કરીએ છીએ. આ સિસ્ટમ એક ગ્રામ વજનના એકમનો ઉપયોગ કરવા સમાન છે. અને જ્યાં સુધી આપણે વજન અને વોલ્યુમ સાથે અલગથી વ્યવહાર કરીએ છીએ, દરેક તેના પોતાના સંદર્ભમાં, હકીકત એ છે કે "ક્યુબિક સેન્ટિમીટર" અભિવ્યક્તિના બે સંપૂર્ણપણે અલગ અર્થ છે તે કોઈ મુશ્કેલી તરફ દોરી જતું નથી. જો કે, જો આપણે એક જ સમયે બંને ગુણો સાથે કામ કરી રહ્યા છીએ, તો તેમની વચ્ચેના તફાવતને ઓળખવું આવશ્યક છે. ક્યુબિક સેન્ટિમીટર (વજન) નું ઘન સેન્ટિમીટર (વોલ્યુમ) દ્વારા વિભાજન પરિમાણહીન સંખ્યા તરીકે દર્શાવવામાં આવતું નથી, કારણ કે ગણતરીઓ સૂચવે છે; ગુણાંક એ પરિમાણ વજન/વોલ્યુમ સાથેનો ભૌતિક જથ્થો છે. તેવી જ રીતે, જ્યાં સુધી તેઓ સ્વતંત્ર રીતે અને સાચા સંદર્ભમાં કામ કરે ત્યાં સુધી આપણે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ અને વીજળીના જથ્થા માટે સમાન એકમોનો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએ, પરંતુ જો બંને જથ્થાઓને ગણતરીમાં સમાવિષ્ટ કરવામાં આવે અથવા તેઓ ખોટા ભૌતિક પરિમાણો સાથે વ્યક્તિગત રીતે કાર્ય કરે, તો મૂંઝવણ ઊભી થાય છે.

ચાર્જ્ડ અને અનચાર્જ્ડ ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેના તફાવતની ગેરસમજના પરિણામે પરિમાણીય મૂંઝવણ એ સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓમાં નોંધપાત્ર ચિંતા અને મૂંઝવણનો સ્ત્રોત છે. તે પરિમાણો વચ્ચે કોઈપણ વ્યાપક વ્યવસ્થિત જોડાણની સ્થાપનામાં અવરોધ હતો ભૌતિક જથ્થો. કનેક્શન માટેનો આધાર શોધવામાં નિષ્ફળતા એ સ્પષ્ટ સંકેત છે કે પરિમાણોમાં કંઈક ખોટું છે, પરંતુ આ હકીકતને ઓળખવાને બદલે, વર્તમાન પ્રતિક્રિયા એ સમસ્યાને પાથરણા હેઠળ સાફ કરવાની છે અને દાવો કરે છે કે સમસ્યા અસ્તિત્વમાં નથી. આ રીતે એક નિરીક્ષક ચિત્ર જુએ છે:
"ભૂતકાળમાં, કદનો વિષય વિવાદાસ્પદ હતો. "સહજ, તર્કસંગત સંબંધો" શોધવામાં વર્ષોના અસફળ પ્રયાસો લાગ્યા, જેના સંદર્ભમાં તમામ પરિમાણીય સૂત્રો વ્યક્ત કરવા જોઈએ. તે હવે સામાન્ય રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે કે કદ બદલવાના ફોર્મ્યુલાનો કોઈ ચોક્કસ સમૂહ નથી."

આ એક સામાન્ય પ્રતિક્રિયા છે ઘણા વર્ષો સુધીનિરાશા, એક પ્રતિક્રિયા જે આપણે વોલ્યુમ 1 માં ચર્ચા કરાયેલા વિષયોનું અન્વેષણ કરતી વખતે વારંવાર અનુભવીએ છીએ. જ્યારે સંશોધકોની પેઢી દર પેઢીના શ્રેષ્ઠ પ્રયાસો કોઈ ચોક્કસ ધ્યેય હાંસલ કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે, ત્યારે ધ્યેય ફક્ત અપ્રાપ્ય છે તેવું જાહેર કરવાની પ્રબળ લાલચ હંમેશા રહે છે. "ટૂંકમાં," આલ્ફ્રેડ લેન્ડે કહે છે, "જો તમે સમસ્યાની પરિસ્થિતિને સ્પષ્ટ કરી શકતા નથી, તો જાહેરાત કરો કે તે છે "મૂળભૂત, અને પછી અનુરૂપ સિદ્ધાંત જાહેર કરો."તેથી, ભૌતિક વિજ્ઞાન સ્પષ્ટીકરણોને બદલે નપુંસકતાના સિદ્ધાંતોથી ભરેલું છે.

ગતિના બ્રહ્માંડમાં, તમામ પ્રકારના તમામ જથ્થાના પરિમાણો માત્ર જગ્યા અને સમયના સંદર્ભમાં વ્યક્ત કરી શકાય છે. મૂળભૂત યાંત્રિક જથ્થાના અવકાશ-સમયના પરિમાણો વોલ્યુમ 1 માં વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવ્યા છે. અહીં આપણે વિદ્યુત પ્રવાહના પ્રવાહમાં સામેલ જથ્થાના પરિમાણો ઉમેરીએ છીએ.

પરિમાણીય સંબંધોની સ્પષ્ટતા વિવિધ ભૌતિક જથ્થાઓની તીવ્રતાના કુદરતી એકમની વ્યાખ્યા સાથે છે. વિદ્યુત પ્રવાહો સાથે કામ કરતી વખતે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા એકમોની સિસ્ટમ તદર્થ ધોરણે યાંત્રિક એકમોથી સ્વતંત્ર રીતે વિકસિત થાય છે. રેન્ડમ સિસ્ટમ અને એકમોની કુદરતી સિસ્ટમ વચ્ચેનો સંબંધ સ્થાપિત કરવા માટે, એક ભૌતિક જથ્થાને માપવા જરૂરી રહેશે, જેનું મૂલ્ય કુદરતી સિસ્ટમમાં નક્કી કરી શકાય છે, જેમ કે કુદરતી અને વચ્ચેના સંબંધોના અગાઉના નિર્ધારણમાં કરવામાં આવ્યું હતું. જગ્યા, સમય અને સમૂહના પરંપરાગત એકમો. આ હેતુ માટે, અમે ફેરાડેના સ્થિરાંકનો ઉપયોગ કરીશું - વીજળીના જથ્થા અને વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણમાં સામેલ સમૂહ વચ્ચેનો અવલોકન કરેલ સંબંધ. આ સ્થિરાંક, 2.89366 x 10 14 ese/g-equiv ને અણુ વજન 1.65979 x 10 -24 g ના કુદરતી એકમ દ્વારા ગુણાકાર કરવાથી, આપણે વીજળીના જથ્થાના કુદરતી એકમ તરીકે 4.80287 x 10 -10 ese મેળવીએ છીએ.

શરૂઆતમાં, ચાર્જના એકમની વ્યાખ્યા ( ese) ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક માપન પ્રણાલીમાં કુલોમ્બ સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને વિદ્યુત જથ્થાને યાંત્રિક માપન પ્રણાલીમાં દાખલ કરવાના સાધન તરીકે ઉપયોગ કરવાની યોજના હતી. પણ અહીં ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક એકમચાર્જ અને ese સહિત અન્ય વિદ્યુત એકમો રચાય છે અલગ સિસ્ટમમાપ જેમાં t/s ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ સાથે ઓળખાય છે.

વિદ્યુત પ્રવાહની તીવ્રતા એ સમયના એકમ દીઠ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે, એટલે કે, સમય અથવા ગતિના એકમ દીઠ અવકાશના એકમો. તેથી, પ્રવાહના કુદરતી એકમને ઝડપના કુદરતી એકમ તરીકે દર્શાવી શકાય છે, 2.99793 x 10 10 cm/sec. વિદ્યુત દ્રષ્ટિએ, તે સમયના કુદરતી એકમ દ્વારા વિભાજિત જથ્થાનું કુદરતી એકમ છે, તે 3.15842 x 10 6 es/sec અથવા 1.05353 x 10 -3 એમ્પીયર છે. તેથી, વિદ્યુત ઉર્જાનું પરંપરાગત એકમ, વોટ-કલાક, 3.6 x 10 10 અર્ગ બરાબર છે. ઊર્જાનું કુદરતી એકમ, 1.49275 x 10 -3 અર્ગ, 4.14375 x 10 -14 વોટ-કલાકની સમકક્ષ છે. આ એકમને સમયના કુદરતી એકમ દ્વારા વિભાજીત કરવાથી, આપણને શક્તિનો કુદરતી એકમ મળે છે - 9.8099 x 10 12 erg/sec = 9.8099 x 10 5 વોટ્સ. પછી વિદ્યુતપ્રવાહના કુદરતી એકમ દ્વારા ભાગાકાર કરવાથી આપણને ઈલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સનો કુદરતી એકમ અથવા 9.31146 x 10 8 વોલ્ટનો વોલ્ટેજ મળે છે. પ્રવાહ દ્વારા વધુ વિભાજન કરવાથી 8.83834 x 10 11 ઓહ્મના પ્રતિકારનું કુદરતી એકમ મળે છે.

વિદ્યુતનો બીજો જથ્થો કે જે ચુંબકત્વ પ્રત્યેના આધુનિક ગાણિતિક અભિગમમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવવાને કારણે ઉલ્લેખને પાત્ર છે તે છે "વર્તમાન ઘનતા." તે "પ્રવાહની રેખાને લંબરૂપ વિમાનના એકમ ક્ષેત્રમાંથી પ્રતિ સેકન્ડ પસાર થતા ચાર્જની માત્રા" તરીકે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે. તે એક વિચિત્ર જથ્થા છે, જે પહેલાથી ચર્ચા કરવામાં આવેલ કોઈપણ અન્ય જથ્થાથી અલગ છે કારણ કે તે અવકાશ અને સમય વચ્ચેનો સંબંધ નથી. જ્યારે અમને સમજાયું કે આ જથ્થા વાસ્તવમાં પ્રતિ એકમ ક્ષેત્રફળના વર્તમાનનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે અને "ચાર્જ" નથી (એક હકીકત દ્વારા પુષ્ટિ થયેલ છે, પ્રતિ એમ્પીયર ચોરસ મીટર, જેમાં તે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે), તેના અવકાશ-સમયના પરિમાણો દેખીતી રીતે s/t x 1/s² = 1/st છે. તેઓ ગતિના પરિમાણો અથવા ગતિના ગુણધર્મો નથી. તે અનુસરે છે કે સામાન્ય રીતે આ જથ્થાનું કોઈ ભૌતિક મહત્વ નથી. તે માત્ર ગાણિતિક સગવડ છે.

આધુનિક વિજ્ઞાન માટે જાણીતા વિદ્યુત પ્રવાહના મૂળભૂત નિયમો, જેમ કે ઓહ્મનો કાયદો, કિર્ચહોફનો કાયદો અને તેમના ડેરિવેટિવ્ઝ, સરળ છે પ્રયોગમૂલક સામાન્યીકરણ, અને તેમની એપ્લિકેશન ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની સાચી પ્રકૃતિની સ્પષ્ટતા દ્વારા પ્રભાવિત થતી નથી. આ કાયદાઓનો સાર અને સંબંધિત વિગતો હાલના વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી સાહિત્યમાં પર્યાપ્ત રીતે વર્ણવવામાં આવી છે.

વિદ્યુત પ્રતિકાર

દ્રવ્યમાં વિદ્યુત પ્રવાહની હિલચાલ અવકાશમાં દ્રવ્યની હિલચાલની સમકક્ષ હોવા છતાં, દરેક પ્રકારની હિલચાલને કારણે આપણી પરિસ્થિતિનો સામનો કરવો પડે છે. રોજિંદા અનુભવ, સામાન્ય જોગવાઈઓના વિવિધ પાસાઓને પ્રકાશિત કરો. જ્યારે આપણે સતત અવકાશમાં દ્રવ્યની હિલચાલ સાથે વ્યવહાર કરીએ છીએ, ત્યારે આપણને મુખ્યત્વે વ્યક્તિગત પદાર્થોની હિલચાલમાં રસ હોય છે. ન્યુટનના ગતિના નિયમો, પાયાના પત્થરોમિકેનિક્સ આવા ઑબ્જેક્ટ્સની ગતિને કારણ અથવા બદલવા માટે બળના ઉપયોગ સાથે અને એક ઑબ્જેક્ટથી બીજા ઑબ્જેક્ટમાં ગતિના સ્થાનાંતરણ સાથે વ્યવહાર કરે છે. બીજી બાજુ, વિદ્યુત પ્રવાહના કિસ્સામાં આપણે વર્તમાન પ્રવાહની સાતત્યતાના પાસાઓ સાથે સંબંધિત છીએ, અને તેમાં સામેલ વ્યક્તિગત પદાર્થોની સ્થિતિ સંબંધિત નથી.

વર્તમાન પ્રવાહમાં અવકાશ એકમોની ગતિશીલતા અમુક પ્રકારની પરિવર્તનશીલતાનો પરિચય આપે છે જે સતત અવકાશમાં પદાર્થની હિલચાલમાં ગેરહાજર હોય છે. તેથી, ભૌતિક બંધારણોની વર્તણૂકીય લાક્ષણિકતાઓ અથવા ગુણધર્મો છે જે બંધારણો અને ફરતા ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેના સંબંધની લાક્ષણિકતા છે. તેને બીજી રીતે મૂકવા માટે, આપણે તે કહી શકીએ પદાર્થમાં કેટલાક વિશિષ્ટ વિદ્યુત ગુણધર્મો છે. આ પ્રકૃતિની મુખ્ય મિલકત છે પ્રતિકાર. અગાઉ કહ્યું તેમ, પ્રતિકાર એ વર્તમાન પ્રવાહના મૂળભૂત સંબંધોમાં સામેલ એકમાત્ર જથ્થો છે જે યાંત્રિક સમીકરણોની સિસ્ટમની પરિચિત લાક્ષણિકતા નથી, સાતત્ય અવકાશમાં પદાર્થની ગતિ સાથે કામ કરતા સમીકરણો.

લેખકોમાંના એક નીચે પ્રમાણે વિદ્યુત પ્રતિકારની ઉત્પત્તિ વિશેના આધુનિક વિચારોનો સારાંશ આપે છે:
"વીજળી ચલાવવાની ક્ષમતા... મોટી સંખ્યામાં અર્ધ- મફત ઇલેક્ટ્રોન, જે, વિદ્યુત ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ, ધાતુની જાળીમાંથી વહેવા સક્ષમ છે... ઉત્તેજક પ્રભાવો... ઇલેક્ટ્રોનના મુક્ત પ્રવાહમાં દખલ કરે છે, તેમને વિખેરી નાખે છે અને પ્રતિકાર બનાવે છે."

પહેલેથી જ સૂચવ્યા મુજબ, ગતિના બ્રહ્માંડના સિદ્ધાંતનો વિકાસ વિદ્યુત પ્રતિકારની પ્રકૃતિની સીધી વિરુદ્ધ ખ્યાલ તરફ દોરી જાય છે. અમે તે શોધીએ છીએ પર્યાવરણમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવામાં આવે છે. વોલ્યુમ 1 માં ચર્ચા કર્યા મુજબ, ત્યાં અસ્તિત્વમાં છે શારીરિક પ્રક્રિયાઓ, માં ઇલેક્ટ્રોન બનાવે છે નોંધપાત્ર માત્રામાં, અને તે જો કે આ ઈલેક્ટ્રોનનું નિર્માણ કરતી ગતિ ઘણા કિસ્સાઓમાં અણુ બંધારણો દ્વારા શોષાય છે, આવી રચનાઓમાં આ પ્રકારની ગતિનો ઉપયોગ કરવાની શક્યતાઓ મર્યાદિત છે. તે અનુસરે છે કે બ્રહ્માંડના ભૌતિક ક્ષેત્રમાં હંમેશા મુક્ત ઈલેક્ટ્રોનની મોટી માત્રા હોય છે, જેમાંથી મોટા ભાગનો ચાર્જ લેવામાં આવતો નથી. ચાર્જ વગરની સ્થિતિમાં, ઇલેક્ટ્રોન એક્સ્ટેંશનની જગ્યાના જોડાણમાં આગળ વધી શકતા નથી, કારણ કે તે અવકાશના ફરતા એકમો છે, અને અવકાશ સાથે અવકાશનો સંબંધ હલનચલન નથી. તેથી, ખુલ્લી જગ્યામાં, દરેક અનચાર્જ થયેલ ઈલેક્ટ્રોન સતત કુદરતી સંદર્ભ પ્રણાલીની સાપેક્ષમાં ફોટોન જેવી જ સ્થિતિમાં હોય છે. સ્થિર અવકાશી સંદર્ભ ફ્રેમના સંદર્ભમાં, એક અનચાર્જ્ડ ઇલેક્ટ્રોન, ફોટોનની જેમ, કુદરતી સંદર્ભ ફ્રેમના ક્રમ દ્વારા પ્રકાશની ઝડપે બહારની તરફ વહન કરવામાં આવે છે.

આમ, તમામ સામગ્રી એકત્રીકરણ ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહના સંપર્કમાં આવે છે, જેમ કે રેડિયેશનના ફોટોનનો સતત બોમ્બમારો. જો કે, ત્યાં અન્ય પ્રક્રિયાઓ છે જ્યાં ઇલેક્ટ્રોન પર્યાવરણમાં પરત આવે છે. પરિણામે, પૃથ્વી જેવી સામગ્રીના એકંદર ઇલેક્ટ્રોનની વસ્તી સંતુલન સ્તરે સ્થિર થાય છે. ઇલેક્ટ્રોન સાંદ્રતાના સંતુલનને નિર્ધારિત કરતી પ્રક્રિયાઓ પદાર્થના અણુઓની પ્રકૃતિ અને અણુઓના જથ્થા પર આધારિત નથી. તેથી, ઇલેક્ટ્રિકલી ઇન્સ્યુલેટેડ વાહકમાં, જ્યાં કોઈ વર્તમાન પ્રવાહ નથી, ઇલેક્ટ્રોનની સાંદ્રતા સતત હોય છે. તે આનાથી અનુસરે છે કે પદાર્થના અણુઓની થર્મલ ગતિમાં સામેલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા અણુના જથ્થાના પ્રમાણસર છે, અને આ ગતિની ઊર્જા અણુઓના અસરકારક પરિભ્રમણ ગુણાંક દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. આથી,.

પ્રતિકાર અણુ અને થર્મલ ઊર્જાના જથ્થા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે જે પદાર્થોમાં પરિભ્રમણ ગતિ પૂર્ણપણે સમયસર થાય છે તેમાં અવકાશમાં થર્મલ ગતિ હોય છે, સામાન્ય નિયમ પ્રમાણે ગતિના ઉમેરાને નિયંત્રિત કરતા, જેમ કે વોલ્યુમ 1 માં સ્થાપિત થાય છે. આ પદાર્થો માટે, શૂન્ય થર્મલ ગતિ શૂન્ય પ્રતિકારને અનુરૂપ હોય છે, અને વધતા તાપમાન સાથે પ્રતિકાર વધે છે. વધે છે. આ એ હકીકતને કારણે થાય છે કે વાહકના અસ્થાયી ઘટકમાં ઇલેક્ટ્રોન (સ્પેસ એકમો) ની સાંદ્રતા કોઈપણ ચોક્કસ માત્રામાં વર્તમાન માટે સ્થિર છે. તેથી, વર્તમાન ચોક્કસ પ્રમાણમાં થર્મલ ગતિ વધારે છે. આવા પદાર્થો કહેવામાં આવે છે.

અવકાશમાં પરિભ્રમણના બે પરિમાણ ધરાવતા અન્ય તત્વો માટે, થર્મલ ગતિ, જે, ફરતા ઇલેક્ટ્રોનના મર્યાદિત વ્યાસને કારણે, બે ખુલ્લા પરિમાણોની જરૂર છે, તે સમયસર થાય છે. IN આ કિસ્સામાંશૂન્ય તાપમાન સમયની શૂન્ય હિલચાલને અનુરૂપ છે. અહીં, પ્રતિકાર શરૂઆતમાં ઊંચો હોય છે, પરંતુ તાપમાન વધે તેમ ઘટે છે. આવા પદાર્થો તરીકે ઓળખાય છે ઇન્સ્યુલેટર અથવા ડાઇલેક્ટ્રિક્સ.

સૌથી મોટા સાથે તત્વો વિદ્યુત વિસ્થાપન, અવકાશી પરિભ્રમણનું માત્ર એક પરિમાણ ધરાવતું અને ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ વિભાગોની સૌથી નજીક, હકારાત્મક પેટર્નને અનુસરવામાં સક્ષમ છે અને વાહક છે. નીચા વિદ્યુત પૂર્વગ્રહવાળા તત્વો સમય જતાં હલનચલનની સંશોધિત પેટર્નને અનુસરે છે, જ્યાં પ્રતિકાર ઊંચા, પરંતુ મર્યાદિત, સ્તરથી શૂન્ય તાપમાન સુધી ઘટે છે. મધ્યવર્તી લાક્ષણિકતાઓવાળા આવા પદાર્થો કહેવામાં આવે છે સેમિકન્ડક્ટર.

કમનસીબે, પ્રતિકાર માપણીમાં ઘણા પરિબળો સામેલ છે જે પરિણામોમાં અનિશ્ચિતતાનો પરિચય આપે છે. કંડક્ટર અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સના પ્રતિકાર વચ્ચેના મોટા તફાવતને કારણે નમૂનાની શુદ્ધતા ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે. સમ નાની માત્રાડાઇલેક્ટ્રિક દૂષણ પ્રતિકારને નોંધપાત્ર રીતે બદલી શકે છે. પરંપરાગત સિદ્ધાંતમાં તીવ્રતા માટે કોઈ સમજૂતી નથી આ અસર. જો ઈલેક્ટ્રોન અણુઓ વચ્ચેની જગ્યાઓમાંથી પસાર થઈ રહ્યા હોય, તો સિદ્ધાંત સૂચવે છે તેમ, રસ્તામાં થોડા વધારાના અવરોધો પ્રતિકારમાં નોંધપાત્ર ફાળો આપવો જોઈએ નહીં. પરંતુ, જેમ આપણે કહીએ છીએ તેમ, અશુદ્ધ અણુઓ સહિત વાહકના તમામ અણુઓમાં પ્રવાહો ફરે છે, જે તેના પ્રતિકારના પ્રમાણમાં દરેક અણુની ગરમીનું પ્રમાણ વધારે છે. ડાઇલેક્ટ્રિકની અત્યંત ઊંચી પ્રતિકારકતા દરેક અશુદ્ધ અણુના મોટા યોગદાનમાં પરિણમે છે, અને આવા અણુઓની ખૂબ ઓછી સંખ્યા પણ ખૂબ જ નોંધપાત્ર અસર કરે છે.

અર્ધવાહક તત્વ દૂષકો દૂષકો તરીકે ઓછા અસરકારક હોય છે, પરંતુ હજુ પણ વાહક ધાતુઓ કરતા હજારો ગણો વધારે પ્રતિકાર હોઈ શકે છે.

ઉપરાંત, ગરમી સાથે પ્રતિકાર બદલાય છે અને ભરોસાપાત્ર માપન કરી શકાય તે પહેલાં સાવચેતીપૂર્વક એનેલીંગની જરૂર પડે છે. ઘણામાં આ પદ્ધતિની પર્યાપ્તતા, જો મોટાભાગની નહીં, તો પ્રતિકારની વ્યાખ્યાઓ શંકાસ્પદ છે. ઉદાહરણ તરીકે, G. T. Meaden અહેવાલ આપે છે કે આ સારવાર બેરિલિયમના પ્રતિકારને 50% ઘટાડે છે, અને તે “ પ્રારંભિક કાર્યબિન-એનીલ નમુનાઓ પર હાથ ધરવામાં આવી હતી." અનિશ્ચિતતાના અન્ય સ્ત્રોતોમાં ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચરમાં ફેરફારનો સમાવેશ થાય છે અથવા ચુંબકીય વર્તન, જે ત્યારે થાય છે વિવિધ તાપમાનઅથવા વિવિધ નમૂનાઓમાં દબાણ, અથવા પર વિવિધ શરતો, ઘણીવાર સાથે નોંધપાત્ર અસરોવિલંબ

વિદ્યુત પ્રતિકાર એ તાપમાનની ગતિનું પરિણામ હોવાથી, ઇલેક્ટ્રોન ગતિની ઊર્જા તાપમાન ઊર્જા સાથે સંતુલનમાં હોય છે. તેથી, પ્રતિકાર અસરકારક થર્મલ ઊર્જા, એટલે કે, તાપમાનના સીધા પ્રમાણમાં છે. તે આનાથી અનુસરે છે કે દરેક (અપરિવર્તિત) પદાર્થ માટે પ્રતિ ડિગ્રી પ્રતિકારનો વધારો સ્થિર છે; આ મૂલ્ય પરમાણુ લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. તેથી જ, એક અણુ પર લાગુ પડતા તાપમાનના પ્રતિકારના સંબંધને દર્શાવતો વળાંક રેખીય છે. સીધી રેખા પરનો પ્રતિબંધ એ ઇલેક્ટ્રોનના સંબંધોની લાક્ષણિકતા છે, અને તે હકીકતને કારણે થાય છે કે ઇલેક્ટ્રોન પાસે રોટેશનલ ડિસ્પ્લેસમેન્ટનું માત્ર એક એકમ છે અને તેથી, જટિલ અણુની રીતે બહુ-યુનિટ પ્રકારની ગતિમાં શિફ્ટ થઈ શકતું નથી. માળખાં

જો કે, પ્રતિકારકતા વળાંકમાં સમાન ફેરફાર થાય છે જો પ્રતિકારકતાને નિર્ધારિત કરતા ગુણાંક પુનઃ ગોઠવણી દ્વારા બદલવામાં આવે, જેમ કે દબાણમાં ફેરફાર. જેમ કે પી.ડબલ્યુ બ્રિજમેન, તેના પરિણામોની ચર્ચા કરતી વખતે, આ સ્વભાવમાં ફેરફાર થયા પછી, આપણે આવશ્યકપણે એક અલગ પદાર્થ સાથે વ્યવહાર કરીએ છીએ. સંશોધિત અણુનો વળાંક પણ એક સીધી રેખા છે, પરંતુ તે અસંશોધિત અણુના વળાંક સાથે મેળ ખાતો નથી. માં સંક્રમણની ક્ષણે નવું સ્વરૂપવ્યક્તિગત અણુનો પ્રતિકાર બીજી સીધી રેખા સાથેના ગુણોત્તરમાં અચાનક બદલાઈ જાય છે.

વિદ્યુત શુલ્ક

ગતિના બ્રહ્માંડમાં, તમામ ભૌતિક સંસ્થાઓ અને ઘટનાઓ ગતિ, ગતિના સંયોજનો અથવા ગતિ વચ્ચેના સંબંધો છે. તે અનુસરે છે કે આવા બ્રહ્માંડનું વર્ણન કરતી થિયરીનું માળખું વિકસાવવું એ મુખ્યત્વે તે નક્કી કરવાની બાબત છે કે કઈ ગતિ અને ગતિના સંયોજનો પોસ્ટ્યુલેટ્સમાં ઉલ્લેખિત શરતો હેઠળ અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. અત્યાર સુધી અમારી ચર્ચામાં ભૌતિક ઘટનાઅમે ફક્ત અનુવાદની ગતિ, પદાર્થમાં ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ અને વિવિધ પ્રભાવોઆ ચળવળ, કહો, વીજળીના યાંત્રિક પાસાઓ સાથે. હવે આપણે આપણું ધ્યાન રોટેશનલ ગતિને સંડોવતા વિદ્યુત ઘટનાઓ તરફ ફેરવીશું.

વોલ્યુમ 1 માં વર્ણવ્યા મુજબ, ગુરુત્વાકર્ષણ એ ત્રિ-પરિમાણીય પરિભ્રમણરૂપે વિતરિત સ્કેલર ગતિ છે. જો આપણે સંયોજન તરીકે વધુ જટિલતાની હલનચલન પેદા કરવાની સામાન્ય પેટર્નને ધ્યાનમાં લઈએ વિવિધ પ્રકારોચળવળ, વધુ અસાધારણ ઘટના બનાવવા માટે વસ્તુઓને આકર્ષવા પર એક-પરિમાણીય અથવા દ્વિ-પરિમાણીય સ્કેલર પરિભ્રમણ લાદવાની સંભાવનાને ધારણ કરવી સ્વાભાવિક છે. જટિલ પ્રકૃતિ. જો કે, પરિસ્થિતિનું પૃથ્થકરણ કરવા પર, અમને જણાયું છે કે ગુરુત્વાકર્ષણ ગતિમાં સામાન્ય પરિભ્રમણ રૂપે વિતરિત ગતિને ત્રણ કરતાં ઓછા પરિમાણમાં ઉમેરવાથી ગતિની તીવ્રતા બદલાઈ જશે અને કોઈપણ નવી પ્રકારની ઘટનાના દેખાવ તરફ દોરી જશે નહીં.

જો કે, રોટેશનલી ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ પેટર્નમાં ભિન્નતા છે જે આપણે હજુ સુધી શોધ્યું નથી. આ બિંદુ સુધી, ત્રણ સામાન્ય પ્રકારો ધ્યાનમાં લેવામાં આવ્યા છે સરળ ચળવળ(ભૌતિક સ્થિતિની સ્કેલર ગતિ): (1) અનુવાદીય ગતિ; (2) રેખીય કંપન; અને (3) પરિભ્રમણ. હવે આપણે ચોથા પ્રકારનું અસ્તિત્વ સમજવું જોઈએ - વાઇબ્રેટરી-રોટેશનલ મૂવમેન્ટ, જે રીતે રેખીય કંપન ટ્રાન્સલેશનલ ચળવળ સાથે સંકળાયેલું છે તે જ રીતે પરિભ્રમણ સાથે સંકળાયેલું છે. આ પ્રકારની વેક્ટર ગતિ સામાન્ય છે (ઉદાહરણ છે ઘડિયાળમાં હેરસ્પ્રિંગની હિલચાલ), પરંતુ પરંપરાગત વૈજ્ઞાનિક વિચાર દ્વારા તેને મોટાભાગે અવગણવામાં આવે છે. તે ભજવે છે મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકાબ્રહ્માંડની મૂળભૂત ચળવળમાં.

અણુ સ્તરે, રોટેશનલ વાઇબ્રેશન એ રોટેશનલી ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ સ્કેલર ગતિ છે જે બહારથી અંદર અને તેનાથી વિપરિત સતત બદલાવમાંથી પસાર થાય છે. રેખીય વાઇબ્રેશનની જેમ, સતત રહેવા માટે, સ્કેલર દિશાનું માપન સતત અને સમાન હોવું જોઈએ. તેથી, રેડિયેશનના ફોટોનની જેમ, તે એક સરળ સુમેળભર્યું ચળવળ હોવું જોઈએ. તાપમાન ગતિની ચર્ચામાં નોંધ્યું છે તેમ, જ્યારે સરળ હાર્મોનિક ગતિ ઉમેરવામાં આવે છે હાલની હિલચાલ, તે આ ગતિ સાથે એકરૂપ થાય છે (અને તેથી તે કાર્ય કરતું નથી) એક સ્કેલર દિશાઓમાં અને અન્ય સ્કેલર દિશામાં અસરકારક માત્રા ધરાવે છે. દરેક વધતી ગતિએ વોલ્યુમ 1 માં સ્થાપિત કરેલ સ્કેલર ગતિને સંયોજિત કરવાના નિયમોને સમાયોજિત કરવું આવશ્યક છે. આના આધારે, સ્વ-ટકાઉ રોટેશનલ વાઇબ્રેશનની અસરકારક સ્કેલર દિશા બાહ્ય હોવી જોઈએ, જેની સાથે તે સંકળાયેલ છે તે અંદરની રોટેશનલ ગતિની વિરુદ્ધ હોવી જોઈએ. સ્કેલર ઇનવર્ડ દિશાનો આવો ઉમેરો સ્થિર નથી, પરંતુ બાહ્ય પ્રભાવ દ્વારા સમર્થિત થઈ શકે છે, કારણ કે આપણે પછી જોઈશું.

રોટેશનલ વાઇબ્રેશનના સ્વરૂપમાં સ્કેલર ગતિને ચાર્જ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવશે. આ પ્રકારનું એક-પરિમાણીય પરિભ્રમણ એ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ છે. ગતિના બ્રહ્માંડમાં, કોઈપણ મૂળભૂત ભૌતિક ઘટના, જેમ કે ચાર્જ, આવશ્યકપણે ગતિ છે. અને માત્ર એક જ પ્રશ્ન કે જેને ભૌતિક ચિત્રમાં તેના સ્થાનની તપાસ કરીને જવાબની જરૂર છે તે પ્રશ્ન છે: તે કેવા પ્રકારની હિલચાલ છે? અમે શોધી કાઢ્યું છે કે અવલોકન કરેલ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જમાં તે ગુણધર્મો છે સૈદ્ધાંતિક વિકાસકેવી રીતે વ્યાખ્યાયિત કરે છે એક-પરિમાણીય પરિભ્રમણ કંપન; તેથી, આપણે આ બે વિભાવનાઓને સમાન બનાવી શકીએ છીએ.

એ નોંધવું રસપ્રદ છે કે પરંપરાગત વિજ્ઞાન, જે લાંબા સમય સુધી ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની ઉત્પત્તિ અને પ્રકૃતિને સમજાવી શક્યું નથી, તે ઓળખે છે કે તે સ્કેલર છે. ઉદાહરણ તરીકે, ડબલ્યુ.જે. ડફિન અહેવાલ આપે છે કે તે જે પ્રયોગોનું વર્ણન કરે છે તે દર્શાવે છે કે "ચાર્જને એકમ નંબર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે," જે નિષ્કર્ષને સમર્થન આપે છે કે "ચાર્જ એક સ્કેલર જથ્થો છે."

જો કે, પરંપરાગત ભૌતિક વિચારસરણીમાં, વિદ્યુત ચાર્જને મૂળભૂત ભૌતિક એકમોમાંની એક ગણવામાં આવે છે, અને ગતિ તરીકે તેની વ્યાખ્યા નિઃશંકપણે ઘણા લોકો માટે આશ્ચર્યજનક હશે. તે પર ભાર મૂકવો જોઈએ કે આ ગતિના બ્રહ્માંડના સિદ્ધાંતનું લક્ષણ નથી. આ સિદ્ધાંત પર આધારિત આપણી શોધોને ધ્યાનમાં લીધા વિના, ચાર્જ એ ગતિ જરૂરી છે, અને પરંપરાગત ભૌતિકશાસ્ત્રમાં કામ કરતી વ્યાખ્યાઓના આધારે, એક હકીકત જેને અવગણવામાં આવે છે કારણ કે તે આધુનિક સિદ્ધાંત સાથે સહમત નથી. પરિસ્થિતિમાં મુખ્ય પરિબળ એ તાકાતની વ્યાખ્યા છે. તે આપણે જાણીએ છીએ બળ એ ચળવળની મિલકત છે, અને મૂળભૂત સ્વભાવની કોઈ વસ્તુ નથી જે પોતે અસ્તિત્વમાં છે. ચાર્જિસના સિદ્ધાંતના વિકાસ માટે આ સ્થિતિને સમજવી જરૂરી છે.

ભૌતિકશાસ્ત્રના હેતુઓ માટે, ન્યુટનના ગતિના બીજા નિયમ દ્વારા બળને વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. આ સમૂહ અને પ્રવેગકનું ઉત્પાદન છે, F = ma. ગતિ, સમય સાથે અવકાશનો સંબંધ, ગતિ અથવા ઝડપીતા તરીકે સામૂહિક આધારના વ્યક્તિગત એકમ પર માપવામાં આવે છે, v (એટલે ​​​​કે, દરેક એકમ તેની પોતાની ગતિએ ચાલે છે), અથવા સામૂહિક ધોરણે ક્ષણ તરીકે - માસ ટાઇમ વેગ, mv. , અગાઉ વધુ વર્ણનાત્મક નામ "ચળવળની માત્રા" દ્વારા ઓળખાતું હતું. સમય જતાં ગતિની તીવ્રતામાં ફેરફારનો દર વ્યક્તિગત સમૂહના કિસ્સામાં dv/dt (પ્રવેગક, a) છે અને જો તેને સામૂહિક રીતે માપવામાં આવે તો m dv/dt (બળ, ma) છે. પછી બળને સમય સાથે ગતિની કુલ રકમની તીવ્રતાના ફેરફારના દર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે; આપણે તેને "પ્રવેગની માત્રા" કહી શકીએ. વ્યાખ્યા પરથી તે અનુસરે છે કે બળ એ ચળવળની મિલકત છે. તે અન્ય કોઈપણ મિલકતની સમાન સ્થિતિ ધરાવે છે, સ્વાયત્ત એન્ટિટી તરીકે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે તેવી કોઈ વસ્તુ નથી.

કહેવાતા "પ્રકૃતિના મૂળભૂત દળો", કથિત રીતે સ્વાયત્ત દળો કે જે ભૌતિક ઘટનાના મૂળને સમજાવવા માટે આહવાન કરવામાં આવે છે, તે તેમની પાછળની હિલચાલના ગુણધર્મો છે; તેઓ સ્વતંત્ર એકમો તરીકે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકતા નથી. દરેક " મૂળભૂત બળ"એક મૂળભૂત ચળવળમાંથી બહાર આવવું જોઈએ. બળની વ્યાખ્યા માટે આ એક તાર્કિક આવશ્યકતા છે, અને તે ભૌતિક સિદ્ધાંતને ધ્યાનમાં લીધા વિના માન્ય છે કે જેના સંદર્ભમાં પરિસ્થિતિને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે.

આધુનિક ભૌતિક વિજ્ઞાન બળની વ્યાખ્યા દ્વારા જરૂરી હલનચલન નક્કી કરવામાં અસમર્થ છે. ઉદાહરણ તરીકે, ભૌતિક ચાર્જ વિદ્યુત બળ બનાવે છે, પરંતુ અવલોકનમાંથી નક્કી થયા મુજબ, તે પોતાની રીતે આવું કરતું નથી. પોતાની પહેલ. અગાઉની કોઈ હિલચાલના કોઈ સંકેત નથી. આ સાથે સ્પષ્ટ વિરોધાભાસબળની વ્યાખ્યા હવે વ્યાખ્યાની આવશ્યકતાઓને અવગણીને અને ચાર્જ દ્વારા અમુક અનિશ્ચિત રીતે બનાવવામાં આવેલ એક એન્ટિટી તરીકે ઇલેક્ટ્રિક બળને ધ્યાનમાં લઈને સંચાલિત થાય છે. હવે ચાર્જને પરિભ્રમણના સ્પંદન તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરીને આ પ્રકારની ચોરી કરવાની જરૂરિયાતને દૂર કરવામાં આવે છે. તે હવે સ્પષ્ટ છે કે વિદ્યુત બળના નિર્માણમાં સામેલ ગતિના કોઈપણ પુરાવાની ગેરહાજરીનું કારણ એ છે કે ચાર્જ પોતે ચળવળ છે.

તેથી, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ એ અણુ અથવા કણની ત્રિ-પરિમાણીય ગતિનું એક-પરિમાણીય એનાલોગ છે, જેને આપણે સમૂહ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કર્યું છે. દળના અવકાશ-સમયના પરિમાણો – t³/s³. એક પરિમાણમાં આ t/s હશે. પરિભ્રમણીય સ્પંદન એ પરિભ્રમણની સમાન ગતિ છે જે સમૂહ બનાવે છે, પરંતુ માત્ર સ્કેલર દિશાના સામયિક રિવર્સલમાં અલગ પડે છે. તે આનાથી અનુસરે છે કે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ - પરિભ્રમણનું એક-પરિમાણીય કંપન - પણ પરિમાણો t/s ધરાવે છે. અન્ય ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક જથ્થાના માપન ચાર્જ જથ્થામાંથી મેળવી શકાય છે. ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની તાકાત- એક જથ્થો જે વિદ્યુત શુલ્કને સંડોવતા ઘણા સંબંધોમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે તે એકમ વિસ્તાર દીઠ ચાર્જ છે, t/s x 1/s² = t/s³. ક્ષેત્રની મજબૂતાઈ અને અંતરનું ઉત્પાદન, t/s³ x s = t/s², બળ છે, ઇલેક્ટ્રિક સંભવિત.

સમૂહ દ્વારા ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રની રચના માટે લાગુ પડે છે તે જ કારણોસર, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ બળ ક્ષેત્રથી ઘેરાયેલો છે. જોકે સમૂહ અને ચાર્જ વચ્ચે કોઈ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા નથી. સ્કેલર ચળવળ. A અને B વચ્ચે બદલાતા વિભાજનને સંદર્ભ ફ્રેમમાં ક્યાં તો AB (A થી B ની હિલચાલ) અથવા BA ની હિલચાલ (B થી A ની હિલચાલ) તરીકે રજૂ કરી શકાય છે. તેથી હલનચલન AB અને BA એ બે અલગ-અલગ હલનચલન નથી; તેઓ પ્રતિનિધિત્વ કરવાની માત્ર બે અલગ અલગ રીતો છે એ જ વસ્તુસંદર્ભ સિસ્ટમમાં હલનચલન. આનો અર્થ એ છે કે સ્કેલર ગતિ એક પારસ્પરિક પ્રક્રિયા છે. જ્યાં સુધી A અને B એક જ પ્રકારની હલનચલન માટે સક્ષમ ન હોય ત્યાં સુધી તે થઈ શકતું નથી. પરિણામે, ચાર્જ (એક-પરિમાણીય ગતિ) માત્ર ચાર્જ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, અને માસ (ત્રિ-પરિમાણીય ગતિ) માત્ર માસ સાથે.

ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની રેખીય ગતિ, ગુરુત્વાકર્ષણ સમાન, ગુરુત્વાકર્ષણ ગતિ જેવી જ વિચારણાઓને આધીન છે. જો કે, અગાઉ નોંધ્યું છે તેમ, તે બહારની તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે, અંદરની તરફ નહીં, અને તેથી તેને રોટેશનલ મૂવમેન્ટ કોમ્બિનેશનની રીતે કંપનની મૂળભૂત ચળવળમાં સીધો ઉમેરી શકાતો નથી. બાહ્ય ગતિ મર્યાદા થાય છે કારણ કે સંદર્ભના કુદરતી ફ્રેમનો બાહ્ય ક્રમ, જે હંમેશા હાજર હોય છે, તે બાહ્ય વેગના સંપૂર્ણ એકમ સુધી વિસ્તરે છે - મર્યાદિત જથ્થો. વધુ ચળવળમૂવમેન્ટ કોમ્બિનેશનમાં ઇનવર્ડ કમ્પોનન્ટ દાખલ થયા પછી જ આઉટવર્ડ ઉમેરી શકાય છે. આમ, ચાર્જ માત્ર અણુ અથવા સબએટોમિક કણના ઉમેરા તરીકે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે.

જો કે ચાર્જની રચના કરતી રોટેશનલ વાઇબ્રેશનની સ્કેલર દિશા હંમેશા બહારની હોય છે, બંને હકારાત્મક (ટેમ્પોરલ) ડિસ્પ્લેસમેન્ટ અને ઋણ (અવકાશી) ડિસ્પ્લેસમેન્ટ શક્ય છે, કારણ કે રોટેશનલ સ્પીડ એકતા કરતા વધારે કે ઓછી હોઈ શકે છે અને રોટેશનલ વાઇબ્રેશન આવશ્યકપણે વિરુદ્ધ હોવું જોઈએ. પરિભ્રમણ આ પરિભાષાનો ખૂબ જ અણઘડ મુદ્દો ઊભો કરે છે. તાર્કિક દૃષ્ટિકોણથી, અવકાશી વિસ્થાપન સાથેના રોટેશનલ વાઇબ્રેશનને નકારાત્મક ચાર્જ કહેવા જોઈએ, કારણ કે તે સકારાત્મક પરિભ્રમણની વિરુદ્ધ છે, અને સમયના વિસ્થાપન સાથેના રોટેશનલ સ્પંદનને હકારાત્મક ચાર્જ કહેવા જોઈએ. આ આધારે, "પોઝિટિવ" શબ્દ હંમેશા ટેમ્પોરલ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ (ઓછી ગતિ) નો સંદર્ભ આપે છે, અને "નકારાત્મક" શબ્દ હંમેશા અવકાશી વિસ્થાપન (ઉચ્ચ ઝડપ) નો સંદર્ભ આપે છે. આ શબ્દોનો ઉપયોગ કરવાના કેટલાક ફાયદાઓ હશે, પરંતુ આ પેપરના હેતુઓ માટે અગાઉના બેભાન જોડાણો વ્યક્ત કરવા માટે અજાણ્યા પરિભાષાના અનિવાર્ય ઉપયોગથી પીડાતા સ્પષ્ટીકરણો માટે વધુ મૂંઝવણ ઊભી કરવાનું જોખમ ચલાવવું ઇચ્છનીય લાગતું નથી. તેથી, વર્તમાન હેતુઓ માટે અમે વર્તમાન ઉપયોગને અનુસરીશું અને હકારાત્મક તત્વોના શુલ્કને હકારાત્મક કહેવામાં આવશે. આનો અર્થ એ છે કે પરિભ્રમણના સંબંધમાં "સકારાત્મક" અને "નકારાત્મક" શબ્દોનો અર્થ ચાર્જ સાથે વિપરીત રીતે સંબંધિત છે.

સામાન્ય વ્યવહારમાં આને કોઈ ખાસ મુશ્કેલી ન હોવી જોઈએ. જો કે, હાલની ચર્ચામાં, અભ્યાસ હેઠળના સંયોજનોમાં સમાવિષ્ટ વિવિધ હિલચાલના ગુણધર્મોની કેટલીક ઓળખ સ્પષ્ટતા ખાતર જરૂરી છે. મૂંઝવણ ટાળવા માટે, જ્યારે વિપરીત રીતે ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે "ધન" અને "નકારાત્મક" શબ્દો ફૂદડી સાથે હશે. આના આધારે, એક ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ તત્વ કે જે બધી સ્કેલર દિશામાં ઓછી ઝડપે ફરે છે તે હકારાત્મક* ચાર્જ મેળવે છે - ઉચ્ચ ઝડપે પરિભ્રમણનું સ્પંદન. ઉચ્ચ અને નીચા સ્પિન ઘટકો સાથેનું ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ તત્વ કોઈપણ પ્રકારનો ચાર્જ સ્વીકારી શકે છે. જો કે, સામાન્ય રીતે નકારાત્મક* ચાર્જ વર્ગના મોટાભાગના નકારાત્મક તત્વો સુધી મર્યાદિત હોય છે.

નિશ્ચિત અવકાશી સંદર્ભ ફ્રેમના સંદર્ભમાં જ્યારે સ્કેલર ગતિને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે ત્યારે ઊભી થતી ઘણી સમસ્યાઓ એ હકીકતના પરિણામે ઊભી થાય છે કે સંદર્ભ ફ્રેમમાં એક ગુણધર્મ, સ્થિતિ હોય છે, જે સ્કેલર ગતિમાં હોતી નથી. અન્ય સમસ્યાઓ વિપરીત કારણોસર ઊભી થાય છે: સ્કેલર ગતિમાં એક ગુણધર્મ છે જે સંદર્ભ ફ્રેમ પાસે નથી. અમે આ ગુણધર્મને સ્કેલર દિશા કહીએ છીએ, ઇનવર્ડ અથવા આઉટવર્ડ.

ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ અણુઓ અથવા કણોની મૂળભૂત હિલચાલમાં ભાગ લેતા નથી, પરંતુ લગભગ કોઈપણ પ્રકારની દ્રવ્યમાં સરળતાથી બનાવવામાં આવે છે અને સમાન સરળતા સાથે તે બાબતથી અલગ કરી શકાય છે. પૃથ્વીની સપાટી જેવા નીચા-તાપમાન વાતાવરણમાં, વિદ્યુત ચાર્જ ગતિની પ્રમાણમાં કાયમી ફરતી પ્રણાલીઓમાં અસ્થાયી ઉમેરા તરીકે કાર્ય કરે છે. આનો અર્થ એ નથી કે આરોપોની ભૂમિકા મહત્વની નથી. વાસ્તવમાં, ક્રિયામાં સામેલ પદાર્થના અણુઓની અંતર્ગત ગતિ કરતાં ભૌતિક ઘટનાઓના પરિણામ પર ચાર્જનો વધુ પ્રભાવ હોય છે. પરંતુ માળખાકીય દૃષ્ટિકોણથી, વ્યક્તિએ સમજવું જોઈએ કે ચાર્જ એ જ રીતે આવે છે અને જાય છે જે રીતે અણુની અનુવાદાત્મક (ગતિ અથવા તાપમાન) હલનચલન થાય છે. જેમ આપણે ટૂંક સમયમાં જોઈશું, શુલ્ક અને તાપમાનની હિલચાલ મોટે ભાગે વિનિમયક્ષમ છે.

ચાર્જ્ડ કણનું સૌથી સરળ સ્વરૂપ ઇલેક્ટ્રોન અથવા પોઝીટ્રોનમાં એક-પરિમાણીય રોટેશનલ વાઇબ્રેશનનું એક એકમ ઉમેરીને બનાવવામાં આવે છે, જેમાં એક-પરિમાણીય રોટેશનલ ડિસ્પ્લેસમેન્ટનું માત્ર એક અસંતુલિત એકમ હોય છે. ઇલેક્ટ્રોનનું અસરકારક સ્પિન નકારાત્મક હોવાથી, તે નકારાત્મક* ચાર્જ લે છે. વોલ્યુમ 1 માં સબએટોમિક કણોના વર્ણનમાં જણાવ્યા મુજબ, દરેક અનચાર્જ ઇલેક્ટ્રોન બે ખાલી પરિમાણો ધરાવે છે; એટલે કે, સ્કેલર માપન, જેમાં કોઈ અસરકારક પરિભ્રમણ નથી. આપણે અગાઉ એ પણ જોયું કે દ્રવ્યના મૂળભૂત એકમો - અણુઓ અને કણો - તેમની આસપાસના વાતાવરણ અનુસાર પોતાને દિશા આપવા સક્ષમ છે; એટલે કે, તેઓ પર્યાવરણમાં કાર્ય કરતા દળો સાથે સુસંગત અભિગમ અપનાવે છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન ખાલી જગ્યામાં બનાવવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, કોસ્મિક કિરણોથી, તે તેના અવકાશી વિસ્થાપન (જેમ કે અવકાશમાં ખસેડવાની અસમર્થતા) દ્વારા લાદવામાં આવેલા નિયંત્રણોથી બચી જાય છે જેથી કરીને એક ખાલી પરિમાણ તેના પરિમાણ સાથે મેળ ખાય. સંદર્ભ ફ્રેમ. પછી તે અનિશ્ચિત સમય માટે સંદર્ભના કુદરતી ફ્રેમમાં નિશ્ચિત સ્થાન પર કબજો કરી શકે છે. સ્થિર અવકાશી સંદર્ભ ફ્રેમના સંદર્ભમાં, આ અનચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોન, ફોટોનની જેમ, કુદરતી સંદર્ભ ફ્રેમના ક્રમ દ્વારા પ્રકાશની ઝડપે બહારની તરફ વહન કરવામાં આવે છે.

જો ઈલેક્ટ્રોન નવા વાતાવરણમાં પ્રવેશ કરે છે અને દળોના નવા સમૂહને આધિન થવાનું શરૂ કરે છે, તો તે નવી પરિસ્થિતિને અનુરૂપ થવા માટે પોતાની જાતને ફરીથી ગોઠવી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, વાહક સામગ્રીમાં પ્રવેશ કરતી વખતે, તે એવા વાતાવરણનો સામનો કરે છે જેમાં તે મુક્તપણે ખસેડી શકે છે, કારણ કે પદાર્થ બનાવે છે તે હલનચલનના સંયોજનોમાં ઝડપનું વિસ્થાપન મુખ્યત્વે સમયસર થાય છે, અને અવકાશી વિસ્થાપન વચ્ચેનું જોડાણ. ઇલેક્ટ્રોનનું અને અણુનું ટેમ્પોરલ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ એ ગતિ છે. તદુપરાંત, પર્યાવરણીય પરિબળો આવા પુનઃનિર્માણની તરફેણ કરે છે; એટલે કે, તેઓ હાઇ-સ્પીડ વાતાવરણમાં એકતાથી ઉપરની ઝડપમાં વધારો અને ઓછી ગતિના વાતાવરણમાં ઘટાડો તરફેણ કરે છે. પરિણામે, ઇલેક્ટ્રોન સંદર્ભ ફ્રેમના પરિમાણમાં સક્રિય વિસ્થાપનને ફરીથી ગોઠવે છે. તે કાં તો અવકાશી અથવા સંદર્ભની ટેમ્પોરલ ફ્રેમ છે, જે વેગ એકતાથી ઉપર છે કે નીચે છે તેના આધારે, પરંતુ બે ફ્રેમ સમાંતર છે. વાસ્તવમાં, આ એક સિસ્ટમના બે વિભાગો છે, કારણ કે તે બે અલગ-અલગ ગતિના પ્રદેશોમાં સમાન એક-પરિમાણીય ચળવળનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

જો ઝડપ એક કરતા વધારે હોય, તો રજૂઆત ચલ કદટેમ્પોરલ કોઓર્ડિનેટ સિસ્ટમમાં થાય છે, અને કુદરતી સંદર્ભ પ્રણાલીમાં એક નિશ્ચિત સ્થિતિ અવકાશી સંકલન પ્રણાલીમાં પ્રકાશની ઝડપે ઇલેક્ટ્રોન (ઇલેક્ટ્રિક કરંટ) ની હિલચાલ તરીકે દેખાય છે. જો ઝડપ એક કરતા ઓછી હોય, તો રજૂઆતો ઉલટી થાય છે. તે આનાથી અનુસરતું નથી કે વાહક સાથે ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ આવી ઝડપે થાય છે. આ સંદર્ભે, ઇલેક્ટ્રોનનું સંગ્રહ ગેસના સંગ્રહ જેવું જ છે. વ્યક્તિગત ઇલેક્ટ્રોન ઊંચી ઝડપે ખસે છે, પરંતુ રેન્ડમ દિશામાં. વર્તમાન પ્રવાહની દિશામાં માત્ર પરિણામી વધારાની હિલચાલ, ઈલેક્ટ્રોન ડ્રિફ્ટ જેમ કે તેને સામાન્ય રીતે કહેવામાં આવે છે, તે બિન-દિશાવિહીન ચળવળ તરીકે કાર્ય કરે છે.

"ઇલેક્ટ્રોન ગેસ" નો વિચાર સામાન્ય રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્ર, પરંતુ એવું માનવામાં આવે છે કે " સરળ સિદ્ધાંતજો વધુ વિગતવાર તપાસ કરવામાં આવે તો વધુ મુશ્કેલીઓ તરફ દોરી જાય છે." નોંધ્યું છે તેમ, પ્રચલિત ધારણા એ છે કે પરમાણુ માળખામાંથી કાઢવામાં આવેલા ઇલેક્ટ્રોન ગેસના ઇલેક્ટ્રોન ઘણી સમસ્યાઓનો સામનો કરે છે. ચોક્કસ ગરમીના મૂલ્યો સાથે સીધો વિરોધાભાસ પણ છે. "એવું અપેક્ષિત હતું કે ઇલેક્ટ્રોન ગેસ ધાતુઓની વિશિષ્ટ ગરમીમાં વધારાનો 3/2 R ઉમેરશે," પરંતુ વિશિષ્ટ ગરમીમાં આવો વધારો પ્રાયોગિક રીતે શોધી શકાયો ન હતો.

ગતિના બ્રહ્માંડનો સિદ્ધાંત આ બંને સમસ્યાઓના જવાબો આપે છે. ઇલેક્ટ્રોન, જેની હિલચાલ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની રચના કરે છે, તે અણુઓમાંથી દૂર કરવામાં આવતા નથી અને તેમના મૂળને લગતા પ્રતિબંધોને આધિન નથી. વિશિષ્ટ ગરમીની સમસ્યાનો જવાબ ઇલેક્ટ્રોન ગતિની પ્રકૃતિમાં રહેલો છે. કંડક્ટરની બાબતમાં અનચાર્જ્ડ ઈલેક્ટ્રોન્સ (સ્પેસ યુનિટ્સ) ની હિલચાલ એક્સ્ટેંશનની જગ્યામાં દ્રવ્યની હિલચાલની સમકક્ષ છે. આપેલ તાપમાને, પદાર્થના અણુઓની અવકાશની તુલનામાં ચોક્કસ ગતિ હોય છે. તે ચાલુ રાખવાની જગ્યા છે કે ઇલેક્ટ્રોનિક જગ્યા છે તેનાથી કોઈ ફરક પડતો નથી. ઈલેક્ટ્રોનિક અવકાશમાં (ઈલેક્ટ્રોન ચળવળ) એ તાપમાનની હિલચાલનો એક ભાગ છે, અને આ હિલચાલને કારણે થતી ચોક્કસ ગરમી એ અણુની ચોક્કસ ગરમીનો ભાગ છે, અને કંઈક અલગ નથી.

જો પર્યાવરણીય પરિબળોના પ્રતિભાવમાં ઈલેક્ટ્રોનનું પુનઃઓરિએન્ટેશન થાય, તો તે તે પરિબળો સાથે સંકળાયેલા દળો સામે ફ્લિપ થઈ શકતું નથી. તેથી, ચાર્જ વગરની સ્થિતિમાં, ઇલેક્ટ્રોન કંડક્ટરને છોડી શકતા નથી. ચાર્જ વગરના ઇલેક્ટ્રોનની એકમાત્ર સક્રિય મિલકત અવકાશી વિસ્થાપન છે, અને એક્સ્ટેંશનની જગ્યા સાથે આ જગ્યાનો ગુણોત્તર ગતિ નથી. અવકાશમાં પરિણામી વિસ્થાપન (એક કરતાં વધુ વેગ) સાથે રોટેશનલ હલનચલન (એક અણુ અથવા કણની) નું સંયોજન માત્ર સમયસર આગળ વધી શકે છે, જેમ કે અગાઉ જણાવ્યું હતું. સમયના પરિણામે વિસ્થાપન સાથે પરિભ્રમણ ગતિનું સંયોજન (એક કરતાં ઓછી ઝડપ) માત્ર અવકાશમાં જ આગળ વધી શકે છે, કારણ કે ગતિ એ અવકાશ અને સમય વચ્ચેનું જોડાણ છે. પરંતુ ઝડપનું એકમ (કુદરતી શૂન્ય અથવા પ્રવેશ સ્તર) એ અવકાશ અને સમયની એકતા છે. તે અનુસરે છે કે શૂન્યના ચોખ્ખા વેગના વિસ્થાપન સાથે હલનચલનનું સંયોજન સમય અથવા અવકાશમાં આગળ વધી શકે છે. ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા નકારાત્મક* ચાર્જનું એકમ મેળવવું (હકીકતમાં, પ્રકૃતિમાં સકારાત્મક) કે જે તેની અનચાર્જ સ્થિતિમાં, નકારાત્મક વિસ્થાપનનું એકમ ધરાવે છે, પરિણામી વેગ વિસ્થાપનને શૂન્ય સુધી ઘટાડે છે અને ઇલેક્ટ્રોનને મુક્તપણે અવકાશમાં અથવા ક્યાં તો ખસેડવાની મંજૂરી આપે છે. સમય

કંડક્ટરમાં ચાર્જ થયેલ ઈલેક્ટ્રોનની રચના માટે કણની હાલની ગતિ ઊર્જાને એકમ ચાર્જની સમકક્ષ લાવવા માટે માત્ર પર્યાપ્ત ઉર્જાનું ચાર્જ વગરના ઈલેક્ટ્રોનમાં ટ્રાન્સફરની જરૂર પડે છે. જો ઇલેક્ટ્રોન અવકાશમાં પ્રક્ષેપિત થાય છે, વધારાનો જથ્થોઘન અથવા પ્રવાહી સપાટીથી દૂર જવા અને આસપાસના ગેસ દ્વારા દબાણને દૂર કરવા માટે ઊર્જાની જરૂર પડે છે. આ સ્તરની નીચે ઊર્જા સાથે ચાર્જ થયેલ ઈલેક્ટ્રોન વાહક સુધી સીમિત હોય છે તે જ રીતે ચાર્જ વગરના ઈલેક્ટ્રોન.

ચાર્જ બનાવવા અને કંડક્ટરમાંથી બહાર નીકળવા માટે જરૂરી ઉર્જા ઘણી રીતે શીખી શકાય છે, જેમાંથી દરેક મુક્તપણે ફરતા ચાર્જ્ડ ઇલેક્ટ્રોન બનાવવાની રીત છે. એક અનુકૂળ અને વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિ સંભવિત તફાવત દ્વારા જરૂરી ઊર્જા પૂરી પાડે છે. જ્યાં સુધી તે જરૂરિયાતને સંતોષે નહીં ત્યાં સુધી આ ઇલેક્ટ્રોનની ટ્રાન્સલેશનલ એનર્જી વધારે છે. ઘણી એપ્લિકેશનોમાં, ગેસના દબાણને દૂર કરવા માટે જરૂરી હોવાને બદલે નવા ચાર્જ થયેલા ઇલેક્ટ્રોનને વેક્યૂમમાં પ્રક્ષેપિત કરીને જરૂરી ઉર્જાનો વધારો ઓછો કરવામાં આવે છે. સર્જનમાં વપરાયેલ કેથોડ કિરણો એક્સ-રે, શૂન્યાવકાશમાં પ્રક્ષેપિત ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોનની સ્ટ્રીમ્સ છે. શૂન્યાવકાશનો ઉપયોગ એ ચાર્જ્ડ ઈલેક્ટ્રોનની થર્મિઓનિક રચનાની લાક્ષણિકતા પણ છે, જેમાં જરૂરી ઉર્જાનો ઉષ્મા દ્વારા ચાર્જ વગરના ઈલેક્ટ્રોનમાં પરિચય થાય છે. ફોટોવોલ્ટેઇક સર્જનમાં, રેડિયેશનમાંથી ઊર્જા શોષાય છે.

મુક્તપણે ચાર્જ થયેલ એકમ તરીકે ઇલેક્ટ્રોનનું અસ્તિત્વ સામાન્ય રીતે અલ્પજીવી હોય છે. ઊર્જાના એક સ્થાનાંતરણ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે અને અવકાશમાં ઉત્સર્જિત થાય છે તે પછી તરત જ, તે ફરીથી પદાર્થ સાથે અથડાય છે અને ઊર્જાના બીજા સ્થાનાંતરણમાં પ્રવેશ કરે છે જેના દ્વારા ચાર્જમાં રૂપાંતરિત થાય છે. થર્મલ ઊર્જાઅથવા રેડિયેશન, અને ઈલેક્ટ્રોન ચાર્જ વગરની સ્થિતિમાં પરત આવે છે. ચાર્જ્ડ ઈલેક્ટ્રોનનું સર્જન કરતા એજન્ટની નિકટતામાં, ચાર્જનું સર્જન અને તેમને અન્ય પ્રકારની ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરતી વિપરીત પ્રક્રિયા બંને એકસાથે થાય છે. ઇલેક્ટ્રોન બનાવવા માટે શૂન્યાવકાશનો ઉપયોગ કરવા માટેનું એક મુખ્ય કારણ એ છે કે વિપરીત પ્રક્રિયા દરમિયાન ચાર્જનું નુકસાન ઓછું કરવું.

અવકાશમાં, ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોન અવલોકન કરી શકાય છે, એટલે કે, શોધી શકાય છે, અલગ અલગ રીતે, કારણ કે શુલ્કની હાજરીને કારણે તેઓ વિદ્યુત દળોથી પ્રભાવિત થાય છે. આ તેમની હિલચાલને નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે, અને તેના પ્રપંચી અનચાર્જ્ડ પ્રતિરૂપથી વિપરીત, ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોન એક અવલોકનક્ષમ એન્ટિટી છે જે વિવિધ પ્રકારની ભૌતિક અસરો બનાવવા માટે ચાલાકી કરી શકાય છે.

આપણે અવકાશમાં કરીએ છીએ તેમ દ્રવ્યમાં વ્યક્તિગત ચાર્જ થયેલા ઈલેક્ટ્રોનને અલગ પાડવું અને તેનો અભ્યાસ કરવો અશક્ય છે, પરંતુ આપણે ભૌતિક સમૂહોમાં મુક્તપણે ફરતા ચાર્જના નિશાનને અનુસરીને કણોની હાજરીથી વાકેફ થઈ શકીએ છીએ. ચાર્જની વિશેષ વિશેષતાઓ ઉપરાંત, દ્રવ્યમાં ચાર્જ થયેલ ઈલેક્ટ્રોન ચાર્જ વગરના ઈલેક્ટ્રોન જેવા જ ગુણધર્મો ધરાવે છે. તેઓ સારા વાહકમાં સરળતાથી અને ખરાબમાં વધુ મુશ્કેલ હોય છે. તેઓ સંભવિત તફાવતોના પ્રતિભાવમાં આગળ વધે છે. તેઓ ઇન્સ્યુલેટરમાં રાખવામાં આવે છે - એવા પદાર્થો કે જેમાં જરૂરી નથી ખુલ્લા માપઇલેક્ટ્રોનની મુક્ત હિલચાલને મંજૂરી આપવા માટે, વગેરે. પદાર્થના એકત્રીકરણમાં અને તેની આસપાસ ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોનની પ્રવૃત્તિને સ્થિર વીજળી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.