विधुत धारा क्या होता है तथा कितने प्रकार का होता है - इलेक्ट्रिकल डायरी

विधुत धारा क्या होता है?

अगर किसी दो पात्र में पड़े आवेश के बीच विभव का अंतर हो तो उन दोनों पात्रों को आपस में किसी बाह्य चालक द्वारा जोड़े जाने पर इन आवेशों का प्रवाह उच्च विभव से निम्न विभव की तरफ होने लगता है।चालक से प्रवाहीत इन आवेश के दर को ही विधुत धारा कहते है। चूँकि विधुत धारा एक भौतिक राशि है इसलिए इसे मापा जा सकता है तथा संख्यात्मक रूप से इसके परिमाण को लिखा भी जा सकता है। जैसे की नीचे के चित्र में दिखाया गया है की एक चालक से t समय में Q आवेश प्रवाहीत हो रहे है। चूँकि विधुत धारा आवेश प्रवाह का  दर (Rate) है और Physics में दर वाली राशि को गणितीय रूप से परिमाण ज्ञात करने के लिए समय के साथ बदलने वाली राशि को समय से भाग (Divide) दिया जाता है।

आवेश का बहाव 

जैसे गति , स्थान परिवर्तन की दर होता है और इसे तय की दूरी को समय से भाग देकर ज्ञात किया जाता है। उसी प्रकार त्वरण (Acceleration) वेग परिवर्तन का दर होता है और इसे परिवर्तित वेग को समय से भाग देकर ज्ञात किया जाता है। 

इसी तरह Q कूलंब आवेश t सेकंड में किसी चालक से प्रवाहीत होता है तब चालक से प्रवाहीत विधुत धारा का परिमाण निम्न तरीके से ज्ञात किया जा सकता है :-

 

विधुत धारा का मात्रक 

हमने ऊपर देखा की विधुत धारा दो राशिओ का अनुपात है। जिसमे एक आवेश तथा दूसरा समय है। हम जानते है की आवेश का SI मात्रक Coulomb होता है जिसे शार्ट में C तथा समय का SI मात्रक सेकंड होता है जिसे शार्ट में s लिखा जाता है। अतः इन दोनों राशियों के मदद से विधुत धारा का SI मात्रक Coulomb प्रति सेकंड होगा जिसे C/s लिखा जाता है। इस C/s को एम्पेयर कहा जाता है और इसे A द्वारा दिखाया जाता है। 

विधुत धारा का मापन कैसे होता है ?

विधुत धारा का मापन अमीटर द्वारा किया जाता है। किसी इलेक्ट्रिक सर्किट से प्रवाहीत विधुत धारा को  मापने के लिए अमीटर को सर्किट  Series में जोड़ा जाता है। 

विधुत धारा का प्रकार |

इलेक्ट्रिसिटी के खोज के समय यह मात्र एक प्रकार का होता था परन्तु आज इसे मुख्य रूप से दो भाग में बाटा गया है और ये है :-

• प्रत्यावर्ती विधुत धारा (Alternating Current (AC) 
• दिष्ट धारा (Direct Current (DC) 

ए०सी करंट क्या होता है ? | Alternating current in Hindi

यह एक ऐसा विधुत धारा है जिसका मान समय के साथ बदलता रहता है। वैसे Alternating Current को पूर्ण से समझने के लिए इससे संबंधित अन्य पैरामीटर को समझाना पड़ेगा। Alternating Current को उत्पन्न करने के लिए जनरेटर का उपयोग किया जाता है। Direct Current को Alternating Current में बदलने के लिए इन्वर्टर का उपयोग किया जाता है। 

डीसी करंट क्या होता है?

यह एक ऐसा विधुत धारा है जिसका मान समय के साथ नहीं बदलता  है। Direct Current को हिंदी में दिष्ट धारा कहा जाता है। इसका मुख्य श्रोत बैटरी या सेल होता है। आजकल DC को Alternating Current से ही उत्पन्न कर लिया जाता  है। Direct Current को नीचे दिखाए गए ग्राफ के अनुसार दिखाया जाता है। 

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कपैसिटर क्या होता है?

कपैसिटर एक प्रकार का एक पैसिव इलेक्ट्रॉनिक्स कॉम्पोनेन्ट है जो इलेक्ट्रिक फील्ड के रूप में विधुत ऊर्जा का संग्रहण (Store) करता है। प्रतिरोध के सामान ही कपैसिटर भी एक बहुत ही महत्वपूर्ण इलेक्ट्रॉनिक्स कंपोनेंट्स है। इसका उपयोग बहुत बड़े स्तर पर पावर सिस्टम ,इलेक्ट्रॉनिक्स सर्किट ,कम्युनिकेशन तथा कंप्यूटर चिप आदि में किया जाता है। कपैसिटर को  दो धात्विक (Metalic) प्लेट के बीच में कुचालक पदार्थ (Insulating Material) को भर कर बनाया जाता है। Capacitor को सर्किट में निम्न तरीका से दिखाया जाता है। 

कैपासिटर का Symbol

कैपासिटर को विधुत सर्किट में एक सिंबल द्वारा दिखाया जाता है जिसे Capacitor का सिंबल कहते है। चूँकि कैपासिटर एक दो टर्मिनल वाला इलेक्ट्रॉनिक्स डिवाइस होता है इसलिए इसके दोनों टर्मिनल को भी इसके सिंबल में दिखाया जाता है। जैसे की निचे के चित्र में दिखाया गया है।  

कैपासिटर   का Capacitance सूत्र 

कैपासिटर एक डिवाइस है। यह विधुत उर्जा को आवेश के रूप में स्टोर करता है। कैपासिटर द्वारा आवेश स्टोर  करने की क्षमता Capacitance कहलाती है। किसी कैपासिटर द्वारा कितनी मात्रा में आवेश को स्टोर किया जायेगा वह इस बात पर निर्भर करता है की उस कैपासिटर का Capacitance कितना है। Capacitance एक भौतिक राशी है इसलिए इसका मापन भी जरुरी है। Capacitance का SI मात्रक फैराड होता है। किसी भी कपैसिटर का Capacitance उसके भौतिक संरचना पर निर्भर करता है तथा कपैसिटर का Capacitance निम्न फार्मूला द्वारा दिया जाता है। 

जहां 

C = Capacitance है 

A = धात्विक Plate का क्षेत्रफल 

d = दोनों प्लेट के बीच की दुरी 

є = दोनों प्लेट के बीच भरे गए पदार्थ की Permittivity  

Capacitor का कार्य सिद्धांत 

कपैसिटर के Capacitance को फैराड में मापा जाता है। यह Capacitance का एक बहुत बड़ा मात्रक है। सामान्यतः किसी भी कपैसिटर का Capacitance मान निम्न तीन बातो पर निर्भर करता है :-

धात्विक प्लेट के क्षेत्रफल पर 

प्लेट का क्षेत्रफल जितना अधिक होगा Capacitance का मान उतना ही अधिक होगा। 

दोनों प्लेट के बीच के दुरी पर 

 प्लेट के बीच की दुरी जीतनी कम होगी ,Capacitance की वैल्यू उतना ही ज्यादा होगा। 

प्लेट के बीच डाले गए पदार्थ के Permittivity 

प्लेट के बीच डाले गए पदार्थ की Permittivity जीतनी ही अधिक होगी Capacitance का मान भी उतना ही अधिक होगा। जब कपैसिटर के दोनों प्लेट के बीच में V Volt का वोल्टेज आरोपित किया जाता है तब वोल्टेज श्रोत से आवेश निकलकर एक प्लेट पर धन आवेश तथा दूसरे प्लेट पर ऋण आवेश इकठा हो जाते है। जैसे की नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। प्लेट पर इकठ्ठा होने वाले आवेश की संख्या आरोपित वोल्टेज के समानुपाती होता है। अर्थात जितना ज्यादा वोल्टेज को बढ़ाया जायेगा उतना ज्यादा आवेश इकठ्ठा होंगे। यदि इकठ्ठा हुए आवेश का परिमाण q हो तो 

q ∝ V 

q = CV

जहां C एक proportionality Constant है। तथा इसे ही कपैसिटर की Capacitance कहते है।

कपैसिटर में ऊर्जा का संचयन कैसे होता है? (How is energy stored in Capacitor?)

चूँकि हम जानते है की कपैसिटर के दोनों धात्विक प्लेट के बीच में कुचालक पदार्थ (Insulating Material)जिसे Dielectric कहते  है ,को डाला जाता है। 

इसलिए जब दोनों प्लेट को किसी बाह्य विधुत ऊर्जा श्रोत (बैटरी ,सेल ) से जोड़ा जाता है तब कपैसिटर से इलेक्ट्रान ड्रिफ्टिंग के कारण बहुत ही क्षीण विधुत धारा का  प्रवाह होता है जिसे Displacement Current कहते है।बैटरी के टर्मिनल से निकलकर आने वाले धन तथा ऋण आवेश बैटरी के प्लेट पर इकट्ठा होने लगते है। इन आवेशों की संख्या प्लेट पर बढ़ने के कारण दोनों प्लेट के बीच में एक विधुत क्षेत्र स्थापित हो जाता है।इससे दोनों प्लेट के बीच में विधुत ऊर्जा ,इलेक्ट्रिक फील्ड के रूप में स्थापित हो जाती है। कपैसिटर में स्थापित विधुत ऊर्जा को निम्न सूत्र द्वारा ज्ञात किया जाता है। 

Types of capacitor In Hindi | कपैसिटर का प्रकार हिंदी में 

कपैसिटर को बड़े स्तर पर उसमे डाले गए कुचालक पदार्थ तथा कार्य के आधार पर मुख्यतः दो भागो में बाटा जाता है। इसके अलावा कपैसिटर को उसके आकर के आधार पर मुख्य तीन भाग में बांटा जाता है। यहाँ हम कपैसिटर को मुख्यतः ऊपर बताए गए तीन भागो में ही बाटेंगे और उनका अध्ययन करेंगे। जो निम्न है :

फिक्स्ड कपैसिटर( Fixed Capacitor )

यह एक ऐसा कपैसिटर है जिसका capacitance हमेशा नियत रहता है। इस प्रकार के कपैसिटर का उपयोग इलेक्ट्रिकल उपकरण तथा इलेक्ट्रिकल संबंधी अन्य कार्य के लिए किया जाता है। कुछ फिक्स्ड कपैसिटर है : पेपर ,माइका आयल dielectric कपैसिटर आदि 

एडजस्टेबल कपैसिटर (Adjustable  Capacitor)

जैसा नाम से ही मालूम पड़ता है की यह एक ऐसा कपैसिटर होगा जिसका Capacitance किसी घूमने वाले स्क्रू के मदद से adjust किया जा सकता है। इस प्रकार के कपैसिटर का उपयोग ज्यादातर रेडियो रिसीवर तथा ट्रांसमीटर में किया जाता है। 

वेरिएबल कपैसिटर (Variable Capacitor)

यह भी एक ऐसा कपैसिटर  है जिसका Capacitance मान एक दिए गए Range में अपने आप जरुरत के हिसाब से बदलता रहता है। इस प्रकार के कपैसिटर का  उपयोग रेडियो रिसीवर तथा ट्रांसमीटर में किया जाता है। जैसे  Gangue Capacitor 

कपैसिटर में उपयोग किये गए कुचालक पदार्थ के आधार पर मुख्य रूप से पांच भाग में बांटा गया  है जो निम्न है :

• Mica Capacitor :- इस प्रकार के कपैसिटर में Insulating Material के रूप में पतले माइका शीट का प्रयोग किया जाता है। इस प्रकार के कपैसिटर का Capacitance वैल्यू 0.1μF  का होता है तथा ये 2500 DC Volt Supply पर कार्य कर सकते है। 
• Paper Capacitor :- इस प्रकार के कपैसिटर में Insulating Material के रूप में Wax Paper का प्रयोग किया जाता है। इस प्रकार के कपैसिटर का Capacitance वैल्यू 2.5 μF का होता है तथा ये 2000 DC Volt Supply पर कार्य कर सकते है। 
• Ceramic Capacitor:- इस प्रकार के कपैसिटर में Insulating Material के रूप में Ceramic  Material का प्रयोग किया जाता है। इस प्रकार के कपैसिटर का Capacitance वैल्यू 0.2  μF का होता है तथा ये 1500 DC Volt Supply पर कार्य कर सकते है। 
• Electrolytic Capacitor:-इस प्रकार के कपैसिटर में Insulating Material के रूप में Electrolyte  जैसे Ammonium Borrate,Aluminium borateका प्रयोग किया जाता है। इस प्रकार के कपैसिटर का Capacitance वैल्यू 2000 μF का होता है तथा ये 450 DC Volt Supply पर कार्य कर सकते है। 
• Oil Dielectric Capacitor:-इस प्रकार के कपैसिटर में Insulating Material के रूप में Mineral Oil   Material का प्रयोग किया जाता है। इस प्रकार के कपैसिटर का Capacitance वैल्यू 1μF का होता है तथा ये 25000  DC Volt Supply पर कार्य कर सकते है। 

Capacitance को मापते कैसे है ?

चूँकि Capacitance किसी भी वस्तु का भौतिक गुण है इसलिए इसका मापन भी जरुरी है। सभी भौतिक राशियों की तरह कपैसिटर के Capacitance Value को भी मापा जाता है। Capacitance का SI मात्रक फैराड होता है। इसे अंगेजी के बड़े अक्षर F द्वारा सूचित किया जाता है। यह Capacitance का एक बहुत ही बड़ा मात्रक है। इसलिए वास्तिक रूप में कपैसिटर के Capacitance वैल्यू को भिन्नात्मक रूप में ही दिखाया जाता है। जैसे एक माइक्रो फैराड (1μF) , नैनो फैराड (1nF) आदि 

Capacitance के कुछ Standard मात्रक जो ज्यादातर उपयोग किये जाते है। 

One Micro Farad =  1μF = 10^-6F

One Nano Farad =  1nF = 10^-9 F

One Pico Farad  = 1pF = 10^-12 F

कपैसिटर इलेक्ट्रिक सर्किट में कार्य क्या करता है ?

किसी इलेक्ट्रॉनिक्स सर्किट में कपैसिटर निम्न प्रकार का कार्य कर सकता है:-

• यह इलेक्ट्रिक सर्किट में आवेश को Store कर सकता है। इस तकनीक का उपयोग Camaera में Instantneous bright Spot क्रिएट करने के लिए किया जाता है। 
• चूँकि कपैसिटर में दो धात्विक प्लेट एक दूसरे से इंसुलेटिंग मटेरियल द्वारा अलग अलग होते है इसलिए कपैसिटर का उपयोग किसी सिग्नल में मौजूद Ripple को दूर करने के लिए उपयोग किया जाता है क्योकि यह DC Current को ब्लॉक कर देता है। 

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Newton's Law of Motion In Hindi | न्यूटन का गति नियम

What is Newton's Law of Motion?

महान वैज्ञानिक सर आइज़क न्यूटन ने वस्तुओ में होने वाली विभिन्न प्रकार के गति तथा विराम की अवस्था का अध्ययन बड़े ही बारीकी से किया तथा गति और विराम में क्या संबंध होता है इसकी व्याख्या 1687 में प्रकाशित अपनी किताब प्रिंसिपिया (Principia)  में किया है। 

वैसे वस्तुओ के विराम तथा गति के संबंध में अध्ययन करने वाले न्यूटन पहले व्यक्ति नहीं थे। न्यूटन से पहले गति तथा विराम के बारे में अध्ययन करने वाले पहले व्यक्ति गैलिलियो गैलिली थे परन्तु न्यूटन ने वस्तु के गति तथा विराम की व्याख्या ही नहीं की बल्कि इसे गणित के सूत्र में भी बांधा जिससे इसको समझाना और आसान हो गया। इसलिए गैलिली से ज्यादा ख्याति न्यूटन को मिली। खैर यह तो इतिहास है।

 न्यूटन के गति नियम को समझने तथा पढ़ने से पहले हमें किसी वस्तु से संबंधित उसके विराम तथा गति के बारे में जानना जरुरी होगा। वैसे जब हम गति या विराम की बात करते है तब हमें आभास होता गति का मतलब हुआ घूमना और विराम का मतलब हुआ रूका हुआ। और यह बिलकुल सही भी है।

लेकिन जब आपसे यह कहा जाये की पूरी पृथवी घूम रही है तो पृथ्वी पर रखा हुआ कोई वस्तु विराम में कैसे हो गया। तब हमारे द्वारा दिया गति तथा विराम का जवाब गलत हो जाता है।  

विराम की परिभाषा | Definition of Rest

यदि किसी वस्तु के स्थिति (Position) में समय के साथ कोई बदलाव नहीं हो तो उस वस्तु को विराम में कहा जायेगा। 

गति की परिभाषा | Definition of Motion 

यदि किसी वस्तु के स्थिति (Position) में समय के साथ कोई बदलाव हो रहा है तो उस वस्तु को गति के अवस्था में कहा जायेगा। 

विराम तथा गति  का यह एक अधूरी परिभाषा है क्योकि गति तथा विराम दोनों सापेक्षिक (Relative) शब्द है।ये दोनों शब्द इस बात पर निर्भर करेंगे की इनको देखने वाले  दर्शक की स्थिति कैसी है।

अगर मेरे देखने में किसी वस्तु की स्थिति बदल नहीं रही है तब मैं उसे विराम की अवस्था में कहूंगा और इसके विपरीत मेरे दोस्त मोहन उस वस्तु को अपने मोटर बाइक से जाते हुए देखे तो यह उसके लिए यह गति में दिखाई देगा।

किसी वस्तु के विराम तथा गति का अध्ययन करना बहुत ही जटिल है। इसलिए अब हम न्यूटन के गति नियम के तरफ बढ़ते है। 

न्यूटन का प्रथम गति नियम 

कोई भी वस्तु अपने पुरानी अवस्था को तब तब तक बनाये रखना चाहती है जब तक की कोई बाहरी कारक उसको Disturb न करे। न्यूटन का यह गति नियम जड़त्व का नियम (Law of Inertia) भी कहलाता है। 

Explanation:-

यह दैनिक जीवन में अनुभव किया जाने वाला एक साधारण सा अनुभव है। जैसे आपके टेबल पड़ी हुई आपकी फिजिक्स की किताब तब तक आपके टेबल पर पड़ी रहेगी जब तक आपक उसको उठाकर कही रख न दो। इसके विपरीत यदि कोई वस्तु एकसामान के गति से किसी घर्षणरहित पथ पर घूम रही है तो उस पथ पर हमेशा घूमती ही रहेगी जब तक उसे कोई बाहर से बल लगाकर रोक नहीं देता है। जैसे हमारी पृथ्वी हज़ारो वर्षो से अपने कक्षा में एकसमान गति से घूम  रही है। न्यूटन के प्रथम गति नियम से बल (Force)  परिभाषित किया जा सकता है। 

बल की परिभाषा | Definition of Force

बल वह भौतिक कारण है जो किसी वस्तु पर लगकर उसके स्थिति में परिवर्तन लाता है या फिर लाने की प्रयत्न करता है। 

चूँकि बल एक भौतिक कारक है इसलिए इसके पास परिमाण के साथ दिशा भी होगा और किसी वस्तु के स्थित ,विस्थापन आदि में परिवर्तन आरोपित बल के कारण ही होता है। इसलिए दिशा तथा परिमाण के मापन ने न्यूटन को दूसरे नियम के खोज के लिए प्रेरित किया।इसके लिए न्यूटन  ने देखा की किसी वस्तु पर आरोपित बल अगर वस्तु विराम में है तो उसके द्रव्यमान (Mass) पर निर्भर करता है। वस्तु का द्रव्यमान जितना अधिक होता है उतना ही ज्यादा बल  उसको गति में लाने के लिए लगाना पड़ता है। इसके विपरीत वस्तु गति में है तब भी  उसको रोकने के लिए भी ज्यादा बल लगाना पड़ता है। इन दो निष्कर्ष के आधार पर न्यूटन को बल से पहले द्रव्यमान तथा वेग के बीच एक सम्बन्ध स्थापित करना था।

 और हम जानते है की वेग तथा द्रव्यमान दो अलग अलग प्रकार के राशि है इसलिए इनके बीच addition या Substraction तो हो नहीं सकता इसलिए इनके बीच एक ही तरके से संबंध स्थापित  किया जा सकता है और वह है गुणा का (Multiplication)
इसलिए न्यूटन ने द्रव्यमान तथा वेग को आपस में Multiply कर एक नए राशि की खोज की जिसे संवेग (Momentum) नाम दिया गया। अर्थात

द्रव्यमान तथा वेग के गुणनफल को संवेग कहा जाता है। यह एक सदिश राशि है जिसका SI मात्रक Kgm/s होता है। इसे हमेशा सदिश P द्वारा दिखाया जाता है। 

यदि वस्तु का द्रव्यमान M Kg तथा वेग V m/s हो तो 

संवेग (P)Momentum = MV होगा।   

न्यूटन का दूसरा गति नियम 

न्यूटन के दूसरे गति नियम के अनुसार किसी वस्तु के संवेग परिवर्तन की दर उसके ऊपर आरोपित बाह्य बल के समानुपाती होता है। 

व्याख्या 
मान ले की दो सामान द्रव्यमान वाली वस्तुए दो अलग अलग वेग से गति में है। तो दोनों का संवेग भी अलग अलग होगा। अगर हम इन वस्तुओ को बाह्य बल आरोपित कर इन्हे रोकने की कोशिश करते है तब हमें उस वस्तु पर ज्यादा बल लगाना पड़ेगा जिसका वेग ज्यादा होगा क्योकि उसका संवेग ज्यादा होगा।

इसके विपरीत दो वस्तुए जिनका द्रव्यमान अलग अलग है। अगर इन वस्तुओ पर बल लगाकर इनको एक नियत वेग के साथ गति में लाना हो तो हमें उस वस्तु पर ज्यादा बल लगाना होगा जिसका द्रव्यमान ज्यादा होगा।

न्यूटन का तीसरा गति नियम

न्यूटन के इस नियम के अनुसार प्रत्येक क्रिया के बराबर और विपरीत प्रतिक्रिया होती है। 

 व्याख्या 
यह एक साधारण सा अनुभव किया जाने वाला क्रिया है। हमने अक्सर देखा होगा की जब हम किसी बॉल को दीवाल (Wall) पर मरते है तब वह जीतनी तेजी से हमारे हाथ से छूटने के बाद जाता है ठीक उतनी ही तेजी से दिवार से टकराहट के बाद हमारे पास आता है।

 अगर दिवार बॉल पर हमारे द्वारा किये गए क्रिया के विपरीत प्रतिक्रिया नहीं करता तब बॉल हमारे पास लौटने के बजाय दिवार को पार कर जाता है। आपके दैनिक जीवन ऐसी घटनाएं घटती है जो न्यूटन के तीसरे नियम का उदाहरण है।

आपने क्या सीखा ?

हम उम्मीद करते है की आपको हमारा यह पोस्ट जरूर पसंद आया होगा और आपके ज्ञान में थोड़ी वृद्धि हुई होगी। अगर आपको हमारा यह पोस्ट पसंद आया है तो कृपया इसे अपने दोस्तों के साथ शेयर जरुरु करे। 

आपका बहुत बहुत धन्यबाद !!

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वोल्टेज क्या है?

आपने अक्सर अपने बगल वाली पडोसी को यह कहते हुए सुना होगा की आज हमारे घर में Voltage नहीं था जिससे मेरा पंखा तेज नहीं चल रहा था। दूसरी तरफ आपने यह भी सुना होगा की Current कम आने की वजह से मेरा आयरन मशीन ठीक से कार्य नहीं कर रहा है।

ये दो शब्द Voltage तथा Current हमें इतना सुनने को मिलता है की हम क्या कहे। इन चीजों को हम बचपन से सुनते आ रहे है परतुं आज तक इनके बीच के अंतर को स्पष्ट नहीं कर पाए है। इसका मुख्य कारण यह है न तो हम Current को देख पाते है और न ही Voltage।

इसी कारण हमें कोई स्पष्ट अंतर बता नहीं पाता है। यदि यह Problem आपके साथ भी है तो घबराएं नहीं आज मैं आपके दिमाग में उठ रहे इन प्रश्नों का जवाब बहुत ही आसान भाषा में देने वाला हु आपको बस इतना करना है की इस पोस्ट को अंत तक पढ़ना है।

हम Voltage को समझने के लिए यहाँ पानी तथा उससे संबंधित Pressure Difference का उदाहरण लेंगे क्योकि जिस तरह पाइप के अंदर पानी का बहाव होता है ठीक उसी प्रकार इलेक्ट्रिक वायर के अंदर Current का प्रवाह होता है।   

मान लीजिए आप जिस फ्लैट में रह रहे है और वह एक चार फ्लोर का फ्लैट है और आप टॉप फ्लोर में रह रहे है तथा इस फ्लैट में Water Supply करने के लिए Water Tank है जो आपके छत पर रखा है। तब देखते होगें की आपके नीचे वाले फ्लैट में पानी आपके फ्लैट के तुलना में तेजी से गिर रहा होगा।

इसका मुख्य कारण यह है की आपके तुलना में नीचे वाले फ्लैट में पानी का Pressure कम है। जो Water Tank आपके फ्लोर के ऊपर रखा गया है उसमे पड़े पानी Pressure सबसे ज्यादा है क्योकि उसकी उचाई धरती से अधिक है और ρgH फार्मूला के अनुसार जिसकी उच्चाई जितनी अधिक होगी उसका दाब (Pressure) उतना ही अधिक होगा।

अर्थात ग्राउंड फ्लोर पर पानी का दाब शून्य होगा क्योकि धरती से उसकी ऊंचाई शून्य है। इसलिए पानी सबसे तेज ग्राउंड फ्लोर पर गिरेगा और जैसे जैसे ऊचाई बढ़ती जाएगी वैसे वैसे पानी बहने की रफ़्तार कम होती जाएगी। जैसे ही ये ऊचाई Water Tank के ऊचाई के बराबर हो जाएगी वैसे ही पानी का बहाव बंद हो जायेगा।

इससे यह निष्कर्ष निकलता है की जितना ज्यादा दाबांतर (Pressure Difference) होगा पानी की रफ़्तार उतनी ही ज्यादा होगी। यही घटना इलेक्ट्रिक सर्किट में, इलेक्ट्रिक करंट के साथ भी होता है। बसर्ते यहाँ Pressure के जगह पर Voltage तथा पानी के जगह पर आवेश होते है और आवेश के प्रवाह को ही विधुत धारा कहते है। वोल्टेज तथा पानी की यह तुलना Hydraulic analogy कहलाती है।

अर्थात जब Voltage difference कम हो जाता है तब विधुत धारा का प्रवाह कम हो जाता है और विधुत धारा कम हो जाने की वजह से पंखा धीमा चलने लगता है ,आपके घर में लगा हुआ फ्रीज टीवी आदि उपकरण ठीक से कार्य नही करते है। इससे ये साबित होता है की Voltage केवल एक तरह का इलेक्ट्रिक दाब (Electric Pressure) है जो इलेक्ट्रिक वायर में विधुत धारा को प्रवाहीत करता है।

Voltage का काम है विधुत धारा के दिशा तथा प्रवाह को निर्धारित करना। जितना ज्यादा Voltage Difference होगा उतना ही ज्यादा विधुत धारा का परवाह होगा और इलेक्ट्रिकल उपकरण उतने ही तेजी से कार्य करेंगे।

हमने अक्सर देखा होगा की बैटरी के एक ही प्रकार के टर्मिनल से जब किसी बल्ब को जोड़ते है तब वह नहीं जलता है क्योकि उस टर्मिनल पर वोल्टेज सामान होता है जिससे वोल्टेज का अंतर शून्य हो जाता है और वोल्टेज का अंतर शून्य हो जाने की वजह बल्ब में से कोई भी विधुत धारा का प्रवाह नहीं होता है।

वोल्टेज की परिभाषा

वोल्टेज वह भौतिक कारक है जो किसी इलेक्ट्रिक सर्किट में प्रवाहीत विधुत धारा की दिशा निर्धारण करता है। यह इलेक्ट्रिक सर्किट में Pressure की तरह कार्य करता है जिससे विधुत सर्किट से आवेश का प्रवाह होता है। यह एक भौतिक राशि है जिसका SI मात्रक वोल्ट होता है। इसे अंग्रेजी के V द्वारा निर्देशित किया जाता है। 

यह वोल्टेज का एक साधारण सा परिभाषा है। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में वोल्टेज तथा विधुत धारा का संबंध बड़े ही स्तर पर परिभाषित है तथा इसका स्कोप भी बहुत बड़ा है। हमने यहाँ वोल्टेज को समझने के लिए एक छोटा सा प्रयास किया है।

वोल्टेज कितने प्रकार के होते है ?

ऐसे तो सामान्य स्तर पर वोल्टेज का कोई प्रकार नहीं होता है क्योकि यह एक पैरामीटर है जो इलेक्ट्रिक सर्किट में विधुत ऊर्जा को एक श्रोत से किसी लोड की तरफ प्रवाहीत करने के लिए एक प्रकार का Pressure उत्पन्न करता है लेकिन और  वोल्टेज दो प्रकार का होता है :

• DC Voltage 
• AC Voltage 

DC Voltage क्या होता है?

DC Voltage का मतलब होता है Direct Current Voltage. यह एक ऐसा Voltage होता है जो समय परिवर्तन के साथ परिवर्तित नहीं होता है। इस लिए इसे DC Voltage कहते है। DC Voltage का श्रोत विधुत सेल होता है। बहुत सारे सेल को विभिन्न तरीके से जोड़कर बैटरी बनाया जाता है।

AC Voltage क्या होता है ?

AC Voltage का मतलब होता है Alternating Current Voltage. यह एक ऐसा Voltage होता है जिसका परिमाण समय के साथ परिवर्तित होता रहता है। AC Voltage का श्रोत जनरेटर होता है। AC Voltage के बारे में जानने से पहले बहुत सारे पैरामीटर को जानना पड़ता है। जैसे -आवृति ,आयाम ,कालांतर आदि।

Voltage Regulation of Transformer In Hindi

No load तथा Full load पर ट्रांसफार्मर के Secondary Coil के वोल्टेज के अंतर (Voltage Difference) को Voltage Regulation of Transformer कहते है। इसे हमेशा प्रतिशत में व्यक्त किया जाता है। प्रतिशत में व्यक्त करने के लिए इस अंतर को नो लोड वोल्टेज से भाग देकर 100 से गुणा कर दिया जाता है।

किसी भी टट्रांसफॉर्मर का वोल्टेज रेगुलेशन यह बताता है की यह ट्रांसफार्मर लोड के साथ जुड़े जाने पर अपने Secondary Coil का Voltage कितना कम क्र सकता है। यदि किसी ट्रांसफॉर्मर का नो लोड सेकेंडरी वोल्टेज 100V तथा वोल्टेज रेगुलेशन 3% है तो इसका मतलब यह हुआ की जब यह ट्रांसफार्मर फुल लोड पर जोड़ा जायेगा तब इसका सेकेंडरी टर्मिनल वोल्टेज 3 Volt कम हो जायेगा अर्थात 97 Volt हो जायेगा।

Ideal Voltage Source In Hindi

Ideal Voltage Source एक ऐसा Voltage Source होता है जिसक Voltage लोड के साथ जोड़े जाने के बाद गिरता नहीं है अर्थात कम नहीं होता है। यह लोड Current बढ़ने या घटने से बदलता नहीं है। लेकिन यह आइडियल कांसेप्ट है। ऐसा कोई भी Voltage Source नहीं है जिसका टर्मिनल वोल्टेज लोड से जोड़े जाने के बाद गिरता नहीं है।

Voltage Drop In Hindi

Voltage Drop का मतलब होता है ,Voltage का गिर जाना या कम हो जाना। जब किसी Voltage Source को लोड के साथ जोड़ा जाता है तब Voltage Source का टर्मिनल Voltage पूर्व निर्धारित वोल्टेज से थोड़ा कम हो जाता है। इस प्रकार वोल्टेज कम होने की क्रिया वोल्टेज ड्राप(Voltage Drop) कहलाती है। वोल्टेज ड्राप क्यों होता है इसके लिए आपको ओम के नियम को जानना होगा।

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ओम के नियम के बारे में जानने के लिए यहाँ क्लिक करे। 

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Norton theorem in Hindi : परिभाषा,हल करने के स्टेप उदहारण सहित - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

Norton theorem क्या है ?

यदि किसी जटिल परिपथ  में कोई लोड Resistance जुड़ा है तो इस सर्किट को एक ऐसे सरल (Simple) सर्किट द्वारा Replace किया जा सकता है जिसमे केवल एक करंट श्रोत  ,सर्किट से जुड़े लोड के Across ,Calculated सर्किट का कुल Resistance तथा Load Resistance  एक दूसरे के समान्तर क्रम ही जुड़ा हो।   

जैसा की नीचे दिए गए Circuit डायग्राम में दिखाया गया है।

यदि सर्किट में जुड़ा हुआ लोड Resistance R ,लोड के Across पुरे सर्किट का कुल Norton Equivalent Resistance (r_n) तथा लोड टर्मिनल से प्रवाहीत Norton Equivalent Current (I_n) हो तो लोड से प्रवाहीत Load Current (I) को निम्न तरीके से ज्ञात किया जा सकता है :-

Norton Theorem Apply करने का Process

यदि आप नीचे बताये गए प्रत्येक स्टेप को फॉलो कर ,Circuit एनालिसिस के दौरान Norton Theorem का उपयोग करेंगे तो आप किसी भी काम्प्लेक्स नेटवर्क को बड़े ही आसानी से Solved कर पाएंगे। 

• सबसे पहल सर्किट से जुड़े हुए लोड Resistance को रिमूव करे तथा लोड टर्मिनल को शार्ट सर्किट कर दे। 
• KCL या KVL के मदद से शार्ट किये गए लोड टर्मिनल से प्रवाहीत शार्ट सर्किट करंट को ज्ञात करे। यह  Norton Equivalent Current (I_n)  होगा। 
• लोड टर्मिनल को Open Circuit करे तथा सर्किट में जुड़े सभी Voltage Source को उसके आंतरिक प्रतिरोध से तथा सभी Current Source को Open Circuit कर लोड टर्मिनल के Across पुरे सर्किट का प्रतिरोध ज्ञात करे। यह  Norton Equivalent Resistance (r_n) होगा। 
• ऊपर के स्टेप में ज्ञात किये गए सभी पैरामीटर के मदद से नीचे दिए गए सूत्र का उपयोग करते हुए लोड से प्रवाहीत विधुत धारा को ज्ञात करे। 

Thevenin theorem क्या होता है ? जानने के लिए यहाँ क्लिक करे। 

उदाहरण के लिए नीचे दिए सर्किट को लेते है जिसमे टर्मिनल CD के Across एक लोड Resistance जुड़ा हुआ है। इसके अतिरिक्त सर्किट में (r₂) तथा ( r₃) , अलग से दो Resistor जुड़े हुए है। सर्किट में एक Voltage Source भी जुड़ा हुआ है जिसका आंतरिक प्रतिरोध (r₁) है।  

पहले स्टेप के अनुसार सर्किट से लोड Resistor को रिमूव करने तथा शार्ट सर्किट के बाद सर्किट कुछ  ऐसा दिखेगा। जिसमे (In) Norton Equivalent Current है। 

Norton Equivalent Current ज्ञात करने के बाद Voltage Source को उसके आंतरिक Resistance से Short Circuit करे तथा टर्मिनल CD के Across Norton Equivalent Resistance ज्ञात करे। 

Norton Equivalent resistance ज्ञात करने के बाद सर्किट को इस प्रकार Simple सर्किट में कन्वर्ट करे 

ऊपर दिया गए सर्किट में केवल एक लोड Resistor के अलावा Norton Equivalent Current source तथा  Norton Equivalent Resistance एक दूसरे के साथ समांतर क्रम में जुड़े हुए है तथा लोड से प्रवाहीत विधुत 

धारा निम्न सूत्र द्वारा ज्ञात की जाएगी 

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Magnetic effect of current in Hindi Rgpv Diploma 3rd Semester - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

बचपन से हम चुम्बक को देखते आये है। रेडियो के स्पीकर को तोड़कर चुम्बक निकलना और उस चुम्बक को रस्सी या धागे से बांधकर अपने बगल वाली नाली में डाल कर लौह पदार्थ को निकलना जैसे प्रयोग हमें में से लगभग सब ने  किया है।

 बचपन में यह हमें बहुत रोमांचित करता था। जब यह चुम्बक दो हिस्सों में टूट जाता तो ये दोनों हिस्से एक दूसरे को एक दुश्मन के भाति एक दूसरे से दूर भागते थे लेकिन जब इनको पुनः पलट कर पास लाते तो ये दो बिछड़े हुए प्रेमी की तरह एक दूसरे से चिपक जाते।

Resistance तथा ओम के नियम क्या है। यहाँ क्लिक करे। 

 इनमे ऐसा क्यों होता ,यह प्रश्न हमारे दिमाग का दही कर देता ,लाख कोशिश करते फिर मन को संतुष्ट करने वाला जवाब नहीं मिलता। और ऐसे करते हमारा बचपन आगे बढ़ता गया। 

जब हम आठवीं क्लास में दाखिल हुए तो विज्ञानं के दूसरे  पाठ में फिर दुबारा हमारा सामना चुम्बक से हुआ तब जाकर हमें मालूम चला की चुम्बक में दो पोल होते है जिन्हे South Pole तथा North Pole कहते है। 

जब दो चुम्बक के समान पोल को एक दूसरे के पास लाते है तो ये एक दूसरे से दूर भागते है तथा विपरीत पोल को जब एक दूसरे के पास लाते है तब ये एक दूसरे को आकर्षित करते है। ऐसे चुम्बक जिनमे ये दोनों पोल पहले से ही मौजूद  होते है उन्हें हम स्थाई चुम्बक (Permanent Magnet) कहते है। 

परन्तु आज के इस पोस्ट में स्थाई चुम्बक के बजाये इलेक्ट्रिक करंट से उत्पन्न होने वाले चुम्बक के बारे में पढ़ेंगे। तो चलिए अब विधुत धारा से चुम्बक कैसे उत्पन्न होता है इसके बारे में जानते है।

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विधुत धारा के चुंबकीय प्रभाव में आगे बढ़ने से पहले हम चुम्बकीय क्षेत्र की अवधारणा को समझ लेते है। 

आम जिंदगी में हमने देखा है की स्वतंत्रता पूर्वक लटकी हुई चुम्बकीय सुई हमेशा उत्तर दक्षिण दिशा में ही रुकती है। यदि हम इस संतुलित लटकी हुई सुई के पास के Bar-Magnet को लाये तो यह असंतुलित हो कर एक नई दिशा में रूक जाती है।

इससे यह साबित होता है की जब  Bar-Magnet को चुम्बकीये सुई के पास लाते है तब इस पर एक Torque कार्य करने लगता है जो इसे घुमाकर एक दूसरे दिशा में ला देता है। 

किसी चुम्बक के चारो ओर का वह क्षेत्र जिसमे किसी चुम्बकीय सुई पर एक Torque आरोपित होता है जिससे वह घूमकर एक निश्चित दिशा में रूकती हो चुम्बक का चुम्बकीय क्षेत्र कहलाता है। 

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Concept of Magnetic field's Line|चुम्बकीय क्षेत्र रेखा की अवधारणा 

स्थाई चुम्बक का अध्ययन करने के लिए माना गया की चुम्बक के चारो तरफ चुम्बकीय क्षेत्र एक समांतर रेखा के रूप में सामान रूप में मौजूद रहता है। इन समांतर रेखाओं को चुम्बकीय रेखा कहते है। ये चुम्बकीय रेखा  नार्थ पोल से निकलती है तथा साउथ पोल पर जाकर समाप्त हो जाती है। 

जब ये चुम्बकीय रेखाएं किसी काल्पनिक क्षेत्र से होकर गुजरती है तब इन्हे चुम्बकीय फ्लक्स (Magnetic Flux) कहते है। चुम्बकीय फ्लक्स को  फाई (Ф) से निर्देशित किया जाता है। यह एक सदिश राशि है। इसका SI इकाई  वेबर (wb)है।

अगर हम बात करे तो वास्तव में ऐसी कोई भी रेखा होती नहीं है। चुम्बक से संबंधित घटनाओ की व्याख्या करने के लिए माइकल फैराडे ने इस रेखा के अवधारणा को पहली बार जन्म दिया था। चुम्बकीय रेखा के Concept के मदद से  चुम्बक से जुडी हुई बहुत सारी घटनाओ का व्याख्या हो जाता है इसलिए इसे आज भी माना जाता है।  जैसा की नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

मैग्नेटिक फील्ड रेखा 

चुम्बकीय रेखाओ के पास निम्न गुण होता है :-

• चुम्बकीय रेखाएं हमेशा नार्थ पोल से उत्पन्न होती है तथा साउथ पोल पर समाप्त होती है। 
• चुम्बकीय रेखाएं हमेशा चुम्बक के सतह से लम्बवत रहती है।
• दो अलग अलग चुम्बकीय रेखाएं कभी भी एक दूसरे को प्रतिछेद नहीं करती है।  
• एक ही दिशा में तथा एक दूसरे के समांतर जाने वाली दो रेखाएं एक दूसरे को प्रतिकर्षित करती है। 
• ये रेखाएं हमेशा एक बंद पाश बनाती है।  

  Magnetic Flux Density

किसी काल्पनिक क्षेत्र के लंबवत दिशा  निकलने वाली चुम्बकीय क्षेत्र को Magnetic Flux density कहते है। इसको अंग्रेजी के B द्वारा दिखाया जाता है। तथा इसका SI इकाई टेस्ला होता है। यदि किसी काल्पनिक सतह का क्षेत्रफल A तथा मैग्नेटिक फ्लक्स Ф हो तो इस क्षेत्र से जुड़े मैग्नेटिक फ्लक्स घनत्व (Magnetic Flux Density) को निम्न सूत्र द्वारा दिखाया जाता है :-

B = Ф/A  tesla 

Magnetic Effect Electric Current | विधुत धारा का चुम्बकीय प्रभाव 

विधुत धारा के कारण चुम्कीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। इसका खोज सर्वप्रथम डेनमार्क के भौतिक वैज्ञानिक क्रिश्यिन ओस्टर्ड ने सन 1820 में किया था। ओस्टर्ड ही दुनिया के पहले ऐसे वैज्ञानिक थे जिन्होंने यह पता लगाया की जब किसी चालक से विधुत धारा का प्रवाह होता है तब उस चालक के चारो तरफ एक चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न हो जाता है। इस खोज के बाद दुनिया में लगभग क्रांति आ गयी।

विधुत धारा द्वारा चुम्कीय क्षेत्र उत्पन्न होने की घटना Magnetic Effect of Electric Current कहलाती है।विधुत धारा से जो चुम्बक बनाया जाता है उसे विधुत चुम्बक (Electro Magnet) कहा जाता है। 

DC  सर्किट की Complete जानकरी के लिए यहाँ क्लिक करे। 

चूँकि चालक से विधुत धारा के प्रवाह के कारण किसके चारो तरफ चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न हो जाता है और यह एक सदिश राशि है इसलिए इसकी दिशा तथा परिमाण (Direction and magnitude) का ज्ञान होना बहुत ही जरुरी है। चालक के चारो तरफ उत्पन्न हुए चुम्बकीय क्षेत्र के  दिशा ज्ञात करने के लिए निम्न तरके अपनाये जाते है :-

ऐम्पियर के तैरने का नियम 

एक व्यक्ति को विधुत धारा की दिशा में इस प्रकार तैरते हुए कल्पना कीजिए की उसका चेहरा चुम्बकीय सुई की ओर हो तथा विधुत धारा उसके पेअर की दिशा से प्रवेश करके सर से निकल रही हो अर्थात व्यक्ति तार के समांतर तैर रहा है। ऐसी स्थिति में चुम्बकीय सुई का नार्थ पोल व्यक्ति के लेफ्ट हैंड की और विक्षेपित हो जायेगा। जैसा की निचे चित्र में दिखाया गया है। 

Ampere's law

Right Hand Thumb Rule | दये हाथ का नियम 

इस नियम के अनुसार दाए हाथ में धारावाही चालक को ऐसे पकड़े की आपका अंगूठा विधुत धारा की दिशा में रहे। तब आपके हाथ की अंगुलिया जिस दिशा में मुड़ती है वही चालक के चारो तरफ उत्पन्न हुए चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा है। जैसा की निचे चित्र में दिखाया गया है। 

Right Hand Thumb rule

मैक्सवेल का पेंच नियम | Maxwell's Right Hand Screw Rule

इस नियम के अनुसार यदि हम कॉर्क में छेद करने वाले स्क्रू को दाए हाथ में इस प्रकार घुमाया जाये की स्क्रू की नोक चालक में बहने धारा की दिशा में चले  दिशा हमारा अंगूठा घूमता है वही चुम्बकीय रेखाओं की दिशा होती है। जैसा  निचे चित्र में दिखाया गया है। 

MMF क्या होता है?(What  is MMF?)

ऊपर हमने अभी तक चुम्बक तथा इस उत्पन्न होने वाली चुम्बकीय क्षेत्र की जानकारी हाशिल की। हमने ये भी जाना की यदि विधुत धारा का परवाह किसी चालक से हो तो उस चालक के चारो तरफ एक चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न हो जाता है और यदि इस चुम्कीय क्षेत्र से जुडी चुम्बकीय रेखा जब किसी काल्पनिक क्षेत्र से लम्बवत दिशा में गुजरती है तब इन्हे चुम्बकीय फ्लक्स कहा जाता है। 

ये चुम्बकीय फ्लक्स एक बंद पास (Closed Loop) बनाती है। जैसे विधुत धारा प्रवाह किसी बंद सर्किट में होता है वैसे ही चुम्बकीय फ्लक्स का प्रवाह किसी बंद चुम्बकीय सर्किट में होता है। विधुत धारा का परवाह वोल्टेज के कारण होता है वैसे ही मैग्नेटिक फ्लक्स का प्रवाह MMF के कारण होता है। 

अर्थात हम कह सकते है MMF किसी मैग्नेटिक सर्किट में मैग्नेटिक फ्लक्स प्रवाह के लिए वैसे ही जिम्मेवार है जैसे विधुत धारा के लिए वोल्टेज। 

Reluctance क्या होता है? (what is reluctance?)

चालक में प्रवाहीत विधुत धारा का विरोध, चालक का प्रतिरोध करता है ठीक उसी प्रकार जिस माध्यम में मैग्नेटिक फ्लक्स प्रवाहीत होता वह माध्यम भी मैग्नेटिक फ्लक्स का विरोध करता है। माध्यम द्वारा उत्पन्न किया गया यह विरोध ही उसका Reluctance कहलाता है। यह ठीक Resistance की तरह कार्य करता है। 

Permeability क्या होता है?(What is permeability?)

जिस तरह विधुत धारा का परवाह जब किसी चालक से होता है तब उस चालक का आंतरिक गुण उस चालक से प्रवाहीत विधुत धारा का सपोर्ट करता है जिसे चालक का चालकता कहते है ठीक उसी तरह जब किसी माध्यम में मैग्नेटिक फ्लक्स प्रवाहीत होता है उस समय माध्यम का एक आंतरिक गुण फ्लक्स को प्रवाहीत होने में उसकी मदद या सपोर्ट करता है ,माध्यम के इसी गुण को Permeability कहते है।

यह विभिन्न प्रकार के माध्यम के लिए भिन्न भिन्न होता है। निर्वात की Permeability को Absolute Permeability कहते है तथा इसी के सापेक्ष प्रत्येक पदार्थ की Permeability ज्ञात की जाती है। Permeability को ग्रीक अक्षर म्यु (μ) द्वारा प्रदर्शित किया जाता है। 

Induction क्या होता है? (What is Induction?)

Induction का मतलब होता किसी पदार्थ में प्रभाव उत्पन्न कर देना। जब किसी चुम्बक के नजदीक में किसी दूसरे चुम्बकीय पदार्थ को लाते है तब यह चुम्बकीय पदार्थ चुम्बक के चुम्बकीय क्षेत्र में आने की वजह से एक चुम्बक की भाति कार्य करने लगता है। 

चुम्बक के संपर्क में आने से पहले वह एक सामान्य सा पदार्थ था लेकिन चुम्बक के संपर्क में आने की वजह से वह चुम्बक की तरह कार्य करने लगता है। इस प्रकार चुम्बक द्वारा ,चुम्बकीय पदार्थ में चुम्बकीय गुण उत्पन्न होने की प्रक्रिया Induction कहलाती है। 

यदि हमारे पास दो Coil है और दोनों में से किसी एक Coil में विधुत धारा को प्रवाहीत करे तो वह एक चुम्बक बन जायेगा और अपने आस पास एक चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करेगा और इस चुम्कीय क्षेत्र में यदि दूसरे Coil को रखे तो induction के कारण दूसरे चुम्बक में भी चुम्बकीय गुण उत्पन्न हो जाएगा। 

Faraday's laws of electromagnetic induction

आज के इस आधुनिक युग में मनुष्य द्वारा खोजा गया अभी तक का सबसे महत्वपूर्ण नियम Faraday's laws of electromagnetic induction है। इस नियम के खोज के उपरांत मनुष्य इलेक्ट्रिसिटी अर्थात विधुत का उपयोग अपने दैनिक जीवन के अनेक कार्य करने के लिए करने लगा। इस नियम के अनुसार 

यदि चुम्बकीय क्षेत्र तथा एक चालक के बीच सापेक्षिक गति रहे तो चालक के दोनों सिरों के बीच एक EMF उत्पन्न हो जाता है। यदि इस चालक को किसी बाहरी लोड के साथ जोड़ा जाये तो इसमें विधुत धारा का परवाह होने लगता है। 

 फैराडे का यह नियम इलेक्ट्रिकल के क्षेत्र में क्रांति ला दिया क्योकि इसी नियम के आधार पर विभिन्न प्रकार के मोटर ,जनरेटर आदि इलेक्ट्रिकल मशीन बनाई गई।

यदि चुम्बकीय फ्लक्स तथा चालक के बीच सापेक्षिक गति नहीं रही तो किसी भी प्रकार का कोई EMF उत्पन्न नहीं होगा। EMF उत्पन्न होने के लिए यह जरुरी है की इन दोनों में से कोई एक गति में रहे।

Lenz's laws क्या है? (What are Lenz's laws?)

यदि आप एक रब्बर के गेंद को जोर से दबाओगे तो आप पाओगे की गेंद भी तुम्हे ऊपर की तरफ दबा रहा है। आपने ऐसा प्रयोग अपने जीवन में कई बार किया होगा। 

इससे यह साबित होता है की किसी भी संतुलित वस्तु को जब डिस्टर्ब किया जाता है तब वह उसका विरोध करती है। ठीक ऐसी ही घटना फैराडे के इंडक्शन सिद्धांत में भी होता है। 

जब चालक में उत्पन्न हुए EMF से विधुत धारा का परवाह किसी बाहरी इलेक्ट्रिक सर्किट में होता है उस वक्त वह चालक अपने अंदर उत्पन्न विधुत धारा उत्पन्न करने वाले करक का विरोध करता है। अर्थात  वह चुम्बकीय क्षेत्र का विरोध करता है। इसी घटना को Lenz's laws कहते है। 

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Concept of Charge | आवेश की अवधारणा 

आवेश किसी भी वस्तु का आंतरिक गुण होता है जो विधुत बल (Electric Force) आरोपित करता है या आरोपित करने की प्रवृति रखता है। 

आवेश दुनिया के प्रत्येक वस्तु में मौजूद है लेकिन यह संतुलित अवस्था में रहता है। यदि हम इस संतुलन को बिगाड़ दे तो हमें इसका प्रभाव दिखने लगते है। जैसा की हमने देखा है की जब एम्बर नामक पदार्थ को उन से रगड़ते है तब उसमे अपने से हल्की वस्तु को अपनी तरफ आकर्षित करने का गुण उत्पन्न हो जाता है। 

यह घटना केवल एम्बर तथा उन के साथ ही नहीं होती है अपितु दुनिया के प्रत्येक पदार्थ के साथ होती है। जब वस्तुए इस अवस्था को प्राप्त कर लेती है तब उन्हें आवेशित कहा जाता है।

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आवेश को पूर्ण रूप से परिभाषित नहीं किया जा सकता है लेकिन परिभाषा के तौर पर इतना जरूर कहा जा सकता है की आवेश किसी भी वस्तु का आंतरिक गुण है जो असंतुलन के अवस्था में वस्तु में एक अलग तरह का प्रभाव उत्पन्न कर देता है। 

प्रसिद्ध वैज्ञानिक बेंजामिन फ्रेंक्लिन ने आवेश की स्टडी की तथा बताया की आवेश मुख्यतः दो प्रकार के होते है 

• धन आवेश (Positive Charge)
• ऋण आवेश (Negative Charge)

आवेश संरक्षण सिद्धांत | Law of Conservation of charge

आवेश से जुड़ा यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण नियम है। इस नियम के अनुसार

आवेश अनाश्वर है अर्थात आवेश को न ही नष्ट किया जा सकता और न ही उत्पन्न किया जा सकता है। 

अगर हम इसे दूसरे भाषा में बोले तो किसी भी निकाय (System) में निहित कुल आवेश हमेशा संरक्षित रहते है। इन्हे हम किसी भी तरीके से नष्ट नहीं कर सकते है और न ही उत्पन्न कर सकते है। हम केवल इनको एक जगह से दूसरे जगह पर ट्रांसफर कर सकते है। आवेश संरक्षण का सिद्धांत ऊर्जा संरक्षण सिद्धांत के ही सामान है।  

विधुत धारा क्या होता है?| What is electric Current?

आज के आधुनिक युग में हम सभी विधुत धारा से अच्छी तरह परिचित है। हम सभी के घरो में विधुत उपकरण लगे है जो हमारे दैनिक जीवन का हिस्सा है। विधुत धारा का नाम तो हम बहुत ही सुनते है लेकिन जब हमसे कोई ये पूछता है की विधुत धारा की परिभाषा बताओ उस वक्त हमारा जबान रूक जाता है। अगर ये सभी चीजे आपके साथ भी होती है तब अब आपको घबराने की जरुरत नहीं है क्योकि हम आपको बड़े ही आसान तरीके से विधुत धारा की परिभाषा समझा देंगे। 

किसी भी प्रकार के आवेश के प्रवाह के दर को विधुत धारा कहते है। 

चूँकि आवेश की सबसे छोटी इकाई इलेक्ट्रान होते है इसलिए जब किसी चालक से विधुत धारा का प्रवाह होता है उस समय उस चालक के अनुप्रस्थ  से प्रति सेकंड आवेश एक प्रवाह होता रहता है। बिना आवेश प्रवाह का विधुत धारा का अस्तित्व ही नहीं है। 

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विधुत धारा एक भौतिक राशि है इसलिए इसे मापना जरुरी होता है और इसे एम्पेयर में मापा जाता है। जो युक्ति विधुत धारा को मापने के लिए प्रयोग की जाती है उसे Ammeter कटे है। 

Voltage क्या होता है? (What is Voltage?)

विधुत से संबंधित उपकरण में Voltage शब्द भी बहुत बार सुनने को मिलता है और बहुत ऐसे लोग है जो Voltage तथा Current में अंतर ही नहीं समझ पाते। जबकि दोनों अलग अलग राशि है। यदि यह Confusion आपको भी है तो घबराये नहीं हम आपके इस Confusion को भी दूर कर देते है। 

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Voltage को परिभाषित करना तथा इसके व्यावहारिक प्रभाव को समझना थोड़ा कठिन है। परिभाषा को समझने से पहले इसके प्रभाव को जान लेते है। हमने ऊपर देखा की आवेश के प्रवाह दर को विधुत धारा कहते है। 

लेकिन हम नहीं जानते है की आवेश का प्रवाह किस दिशा में होगा। आवेश के प्रवाह की दिशा आवेश के Potential Energy पर निर्भर करती है। आवेश हमेशा High Potential Energy से Low Potential Energy के तरफ प्रवाहीत होता है। 

आवेश के इसी Potential Energy को Voltage कहते है। अर्थात जिधर Voltage का मान ज्यादा रहेगा उधर से आवेश का प्रवाह Low Voltage के तरफ होगा। हम अकसर देखते है की बैटरी के दो टर्मिनल होते है। उनमे से एक पॉजिटिव तथा दूसरा नेगेटिव टर्मिनल होता है। 

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पॉजिटिव टर्मिनल का वोल्टेज हमेशा नेगेटिव टर्मिनल के वोल्टेज  अधिक होता है इसलिए विधुत धारा का प्रवाह हमेशा पॉजिटिव टर्मिनल से नेगेटिव टर्मिनल के तरफ होता है। यदि हम वोल्टेज का मान बढ़ा दे तभी विधुत धारा का प्रवाह बढ़ जाता है। 

विधुत धारा की तरह Voltage भी एक भौतिक राशि है इसलिए इसको मापा जा सकता है। Voltage की माप Volt में की जाती है तथा इसको मापने के लिए जिस यंत्र का प्रयोग किया जाता है उसको Voltmeter कहते है। 

EMF क्या होता है ?(what is EMF ?)

यह एक अजीब सा शब्द है जो इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग से जुड़ा हुआ है। यह शब्द बहुत ही कम सुनने को मिलता है। यदि आप किसी हाई स्कूल में पढ़ाने वाले विज्ञानं के शिक्षक से Voltage तथा EMF में अंतर को पूछो तो वे भी Confusion में पड़ जाते है। इसका मतलब यह नहीं है की उन्हें इस विषय का ज्ञान नहीं है। 

लेकिन ये दोनों शब्द इतने सिमिलर है की इनके बीच के अंतर को समझना मुश्किल हो जाता है। खैर हम आपको इसका मतलब बताने की कोशिश करता हु। 

EMF का पूरा नाम होता है  Electromotive Force

इसके नाम से मालूम होता है की यह किसी तरह का एक Force अर्थात बल है जिसकी इकाई newton होगी। लेकिन ऐसा कुछ भी नहीं है।

 AC वोल्टेज कैसे उत्पन्न की जाती है ? यहाँ जाने। 

वास्तव में जब किसी बैटरी के टर्मिनल को किसी बाहरी लोड के साथ जोड़ा जाता है तब बैटरी से विधुत ऊर्जा का प्रवाह लोड की तरफ होता है तथा इस ऊर्जा को लोड के तरफ ढोकर ले जाने का कार्य इलेक्ट्रान करते है।

इन इलेक्ट्रान को सर्किट में चलने के लिए बैटरी को हमेशा इन इलेक्ट्रॉन्स को एक नियत बल से धक्का देना पड़ता है जिससे की वे आगे बढे। बैटरी द्वारा आरोपित इस बल को ही emf कहते है। EMF का मान लोड बढ़ने या घटने से बदलता नहीं है बल्कि यह नियत रहता है। यह भी एक भौतिक राशि है जिसे Volt में मापा जाता है। 

Resistance क्या होता है ? (What is Resistance?)

दुनिया में जितने भी पदार्थ है उन सबके अंदर एक ऐसा गुण होता है जिससे वे उनसे होकर चलने वाली विधुत धारा का विरोध करते है। विधुत धारा के इस प्रकार  विरोध करने वाली गुण को Resistance कहते है। 

जो पदार्थ इस गुण को प्रदर्शित करता है उसे Resistor कहते है। इलेक्ट्रिक सर्किट में विधुत धारा के प्रवाह को कम करने के लिए Resistor का प्रयोग किया जाता है। Resistance एक भौतिक राशि है। 

इसलिए इसका मापन जरुरी है। रेजिस्टेंस को ओह्म में मापा जाता है। यह इसका SI मात्रक है तथा यह ग्रीक अक्षर ओमेगा (Ω) द्वारा प्रदर्शित किया जाता है। Resistor को सर्किट में निम्न चित्र द्वारा दिखाया जाता है। 

Resistor 

किसी पदार्थ का Resistance उसके भौतिक आकर पर निर्भर करता है। यदि किसी पदार्थ के Resistance  R हो तो उस पदार्थ का रेजिस्टेंस निम्न बातो पर निर्भर करता है :-

(1) पदार्थ का Resistance उसके लम्बाई के समानुपाती होता है 

R ∝ L --------(1)

(2) पदार्थ का Resistance उसके अनुप्रस्थ के क्षेत्रफल का व्युत्क्रमानुपाती होता है 

R ∝ 1/A ----- (2)

अगर ऊपर के दोनों समीकरण को एक किया जाये तो 

R ∝ (1/A)L 

R = ρ(L /A )

जहाँ ρ एक Proportionality Constant है। इस Constant को ही पदार्थ का Resistivity या Specific Resistance कहते है।  

जिस पदार्थ का Specific Resistance जितना अधिक होता है। उस पदार्थ का Resistance उतना ही ज्यादा होता है। अर्थात उस पदार्थ में विधुत धारा के परवाह को रोकने की क्षमता उतनी ही ज्यादा होती है। इसलिए उच्च मान के विधुत Resistance बनाने के लिए ऐसे पदार्थ का चयन किया जाता है जिसका Specific Resistance बहुत ज्यादा हो। 

Grouping of Resistor | Series and Parallel Connection of Resistor  

कभी कभी काम करते वक्त एक निश्चित मान का Resistor  की जरुरत पड़ती है लेकिन वह हमारे पास उपलब्ध नहीं रहता है लेकिन उससे बड़े या छोटे मान के Resistor हमारे पास उपलब्ध रहते है। 

इस कंडीशन में अपने पास उपलब्ध Resistor को ही आपस में विभिन्न तरीके से जोड़कर आवश्यकतानुसार मान वाले Resistor को बना लेते है।  इस तरह Resistor को आपस में जोड़ने की प्रक्रिया ग्रुपिंग ऑफ़ Resistance कहलाती है। 

Resistor को मुख्यतः दो प्रकार से जोड़ा जाता है :-

• (1) Series Connection 
• (2) Parallel Connection 

Series Connection of Resistor | सीरीज कनेक्शन क्या होता है?

जब दो या दो से अधिक Resistor को एक दूसरे से ऐसे जोड़ते है की पहले का टर्मिनल दूसरे के एक टर्मिनल से दूसरे का एक टर्मिनल तीसरे के एक टर्मिनल से और इसी तरह आगे भी जुड़ा रहे जैसा की नीचे दिए गए सर्किट डायग्राम में दिखाया गया है। तो इस तरह के कनेक्शन को Series Connection कहते है। 

Series Connection of Resistor 

 इस सर्किट डायग्राम में कुल चार Resistor को Series में जोड़ा गया है। इन चारो Resistor को जोड़ने से जो एक नया Resistor बनेगा उसका Resistance वैल्यू निम्न सूत्र द्वारा दिया जायेगा। 

R_eq = R₁+R₂ + R₃ + R₄

यदि मान लेते है की जुड़े Resistor का मान क्रमशः 2 Ω, 24Ω, 3Ω तथा 20Ω है। तब पुरे सर्किट का रेजिस्टेंस होगा 

R = 2+24+3+20 

R =49Ω

Parallel Connection of Resistor | समांतर कनेक्शन क्या होता है?

जब दो या दो से अधिक Resistor के टर्मिनल को एक साथ जोड़कर केवल टर्मिनल बनाया जाता है तब इस प्रकार के कनेक्शन को Parallel Connection  कहा जाता है। जैसा की नीचे के सर्किट डायग्राम में दिखाया गया है। 

Parallel Connection में सभी Resistor के बीच Voltage का मान सामान रहता है। विभिन्न Resistor में प्रवाहित विधुत धारा का मान अलग अलग हो सकता है अगर उनके Resistance का मान असमान हो तो। इस प्रकार कहा जा सकता है की Parallel Connection में विधुत धारा का बटवारा हो जाता है।  

Parallel Connection 

Parallel Connection में जुड़े Resistor का कुल प्रभावी Resistance  मान निम्न फार्मूला द्वारा ज्ञात किया जाता है। 

ओह्म का नियम | Ohm's Law

इंग्लैंड के भौतिक वैज्ञानिक जॉर्ज साइमन ओम ने एक समदैसिक तथा नियत तापमान पर किसी चालक से प्रवाहित विधुत धारा का अध्ययन किया तो उन्होंने पाया की चालक से प्रवाहीत विधुत धारा का परिमाण चालक के दोनों टर्मिनल पर लगाए गए वोल्टेज के अंतर के समानुपाती है। 

अर्थात जब दोनों टर्मिनल के बीच के वोल्टेज ( Voltage Difference) को घटाते है तो प्रवहित विधुत धारा का मान भी घट जाता है। इसके विपरीत जब वोल्टेज ( Voltage Difference) को बढ़ाते है तब प्रवाहीत विधुत धारा का मान बढ़ जाता है। 

यदि प्रवाहीत विधुत धारा I तथा आरोपित Voltage V तो ओह्म के नियमानुसार 

V ∝ I 

V = IR 

जहाँ R एक नियतांक है जिसे चालक का Resistance कहते है। Resistance की व्याख्या हम ऊपर कर चुके है। 

ओम का यह नियम केवल संदैशिक तथा नियत तापमान में ही संभव है। 

Ohm's Law 

KCL And KVL | Kirchoff's Current and Voltage Law In Hindi

किरचॉफ ने सन 1842 में इलेक्ट्रॉनिक्स के काम्प्लेक्स सर्किट को Solve करने के लिए दो बहुत ही महत्वपूर्ण नियम दिए। ये नियम आज भी इलेक्ट्रिकल से संबंधित अन्य इंजीनियरिंग के क्षेत्र में बहुत ही उपयोगी साबित होते है। अगर इस नियम को हम बारीकी से अध्ययन करे तो हमें मालूम पड़ता है की ये वास्तव में ओह्म के नियम के विस्तारित रूप है। ये दोनों नियम निम्न प्रकार है :-

किरचॉफ का करंट नियम | Kirchoff's Current law(KCL)

किरचॉफ के इस नियम के अनुसार किसी इलेक्ट्रिक सर्किट में किसी भी Junction पर मिलने वाली समस्त धाराओं का बीजगणितीय योग शून्य होता है। 

अगर हम इसको सरल भाषा में बोले तो यह कह सकते है की सर्किट में किसी भी एक पॉइंट पर विधुत धारा का मान शून्य होता हैऔर यह सही भी है क्योकि किसी भी पॉइंट पर जितनी विधुत धारा आती है उतनी विधुत धारा उस बिंदु से चली भी जाती है।

अर्थात संधि (Junction) पर आने वाली कुल धाराओं को योग ,Junction से जाने वाली धाराओं के योग के बराबर होता है। इलेक्ट्रिक सर्किट के किसी भी बिंदु पर किरचॉफ के इस नियम को प्रयुक्त करते समय चिन्ह परिपाटी का उपयोग करना पड़ता है।

चिन्ह परिपाटी के अनुसार यदि आप Junction पर आने वाली विधुत धारा को धनात्मक मानते है तब इससे दूर जाने वाली विधुत धारा को ऋणात्मक मानना होगा और इसका उल्टा भी सही है।

किरचॉफ का वोल्टेज नियम | Kirchoff's Voltage Law(KVL)

किरचॉफ के इस नियम के अनुसार इलेक्ट्रिक सर्किट के किसी भी बंद पाश (Closed Loop) में जुड़े Resistor या अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स कॉम्पोनेन्ट द्वारा ड्राप वोल्टेज का योग सर्किट से जुड़े विधुत ऊर्जा श्रोत (बैटरी ,सेल आदि) के वोल्टेज के बराबर होता है। 

इस नियम को प्रयुक्त करते समय भी चिन्ह परिपाटी का उपयोग करना पड़ता है। इसमें चिन्ह परिपाटी के अनुसार यदि आप विधुत श्रोत के वोल्टेज को पॉजिटिव मानते है तब आपको सर्किट में हुए वोल्टेज ड्राप को नेगेटिव मानना होगा और इसका उल्टा भी सही है। 

अर्थात यदि आप बैटरी के वोल्टेज को नेगेटिव मानते है तब आपको वोल्टेज ड्राप को पॉजिटिव मानना होगा।किरचॉफ का यह नियम ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत का एक उत्पन्न रूप है क्योकि बैटरी द्वारा जितनी ऊर्जा सर्किट से जुड़े कॉम्पोनेन्ट को दी जाती है वे सब कॉम्पोनेन्ट द्वारा उपयोग कर ली जाती है। 

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