EMF क्या होता है (परिभाषा तथा मात्रक ) - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

emf क्या होता है?

emf का full form - electromotive force होता है। यह एक बहुत ही जटिल शब्द (Complex Word) है। ज्यादातर विद्यार्थी इसका असली मतलब समझ ही नहीं पाते है। यदि आप किसी से emf तथा विभवांतर में अंतर पूछेंगे वह व्यक्ति स्पष्ट रूप से आपको इन दो शब्दों के बीच अंतर नहीं बता पायेगा। 

emf को हिंदी में विधुत वाहक बल कहते है। जैसे नाम से ज्ञात होता है की यह किसी प्रकार का बल है जो विधुत का वाहन करता है। लेकिन यह किसी भी प्रकार का बल नहीं है। 

emf या विधुत वाहक बल किसी विधुत श्रोत (विधुत सेल ,बैटरी) आदि का एक आंतरिक गुण है जो सेल या बैटरी के अंदर रासायनिक अभिक्रिया से उत्पन्न हुए आयन्स को इलेक्ट्रोड्स (धनात्मक तथा ऋणामतक सिरों) के  तरफ धकेलता है या टर्मिनल्स पर बनाये रखता है। 

emf  का परिमाण टर्मिनल्स पर मौजूद आयन्स के संख्या पर निर्भर करता है, चूँकि आयन्स विधुतीय होते है और जब ये इलेक्ट्रोड के टर्मिनल पर इकठ्ठा होते है तब यह इलेक्ट्रोड का टर्मिनल एक विभव की तरह कार्य करने लगता है इसलिए इसे वोल्ट में मापा जाता है। इस कारण emf को भी वोल्ट में मापा जाता है। 

किसी भी बैटरी या सेल का emf इससे जुड़े लोड पर निर्भर नहीं करता है। यदि बैटरी से जुड़े लोड को बढ़ाया या घटाया जाये ,तब emf बदलता नहीं है। यह हमेशा नियत रहता है। 

Meaning of Induction in Hindi  | Induce Meaning in Hindi 

Induction  तथा Induce दोनों एक ही तरह से फिजिक्स में उपयोग होते है। यदि आप किसी भौतिकी शास्त्र के विद्यार्थी से इन दोनों शब्दों का अर्थ पूछेंगे तब वे आपको एक ही तरह का जवाब देंगे लेकिन यदि आप किसी अंग्रेजी भाषा के विद्धान या विद्यार्थी से पूछेंगे तो वे आपको इन दो शब्दों के अलग अलग अर्थ बताएँगे। 

Induce का हिंदी में अर्थ होता है प्रेरित करना। 

हमने अक्सर देखा है जब किसी चुंबकीय पदार्थ(निकिल ,लोहा आदि ) को किसी स्थायी चुम्बक के नजदीक लाते है तब इस चुम्बकीय पदार्थ में भी चुम्बकीय गुण उत्पन्न हो जाता है और यह स्थाई चुम्बक के तरफ आकर्षित होने लगता है। चुम्बकीय पदार्थ में इस प्रकार चुम्बकीय गुण उत्पन्न होने की घटना प्रेरण (Induction) कहलाती है। 

इसी प्रकार जब किसी आवेशित धातु के पास में कोई दूसरी धातु को रखा जाता है तब इस दूसरी धातु में भी विपरीत प्रवृति का आवेश उत्पन्न हो जाता है। इस प्रकार आवेश उत्पन्न होने की घटना प्रेरण(Induction) कहलाती है। 

प्रेरण (Induction) कैसे होता है?

आवेशित वस्तु हो या स्थाई चुम्बक ,सभी अपने चारो तरफ एक क्षेत्र उत्पन्न करते है। यदि यह क्षेत्र चुंबक द्वारा उत्पन्न हुआ है तब इसे चुंबकीय क्षेत्र (Magnetic Field) या यदि यह आवेशित वस्तु द्वारा उत्पन्न हुआ है तब इसे विधुत क्षेत्र (Electric Field) कहते है। 

जब इस विधुत क्षेत्र में कोई दूसरी वस्तु रखी जाती है तब वस्तु के परमाणु में उपस्थित इलेक्ट्रान अपने ऊपर एक विधुत बल को अनुभव करते है तथा इस क्षेत्र के विपरीत दिशा में भागने लगते है तथा धातु के दूसरे टर्मिनल पर इकठ्ठा (Collect) होने लगते है। जिससे यह टर्मिनल ऋणावेशित हो जाता है तथा इसके विपरीत दूसरे टर्मिनल पर धन आवेश इकठ्ठा होने लगते है और यह टर्मिनल धनावेशित हो जाता है। 

इस प्रकार धातु के दोनों टर्मिनल के बीच ऋण तथा धन आवेश उत्पन्न होने के कारण के कारण एक emf  उत्पन्न हो जाता है। इस प्रकार उत्पन्न हुए emf को induce emf कहते है। 

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Meaning of Impedance In Hindi - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

Impedance क्या होता है ?

इम्पीडेन्स इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग से जुड़ा हुआ एक शब्द है जो हमेशा पूछा जाता है। Impedance को हिंदी में प्रतिबाधा कहते है। इसे सामान्यतः अंग्रेजी के बड़े अक्षर Z द्वारा निर्देर्शित किया जाता है। इसका SI मात्रक (Ω)ओम होता है। यह एक प्रकार का प्रतिरोध होता है। यह किसी इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस का गुण नहीं है।  

प्रतिघात (Impedance) कैसे उत्पन्न होता है ?

यदि प्रतिबाधा किसी भी डिवाइस का गुण नहीं है तो यह  विधुत सर्किट में कैसे प्रभाव डालता है। यह एक बढ़िया प्रश्न है। जैसे दुनिया के जितने भी प्रकार के तत्व उपलब्ध है उन सभी में कुछ न कुछ विधुत धारा का विरोध करने के गुण पाया जाता है जिसे हम और आप प्रतिरोध कहते है। 

किसी विद्दुत परिपथ में प्रतिबाधा तब उत्पन्न होती  है जब उस परिपथ में कोई विधुत ऊर्जा स्टोर करने वाला डिवाइस जैसे कपैसिटर या इंडक्टर (Capacitor Inductor) आदि जुड़ा हुआ रहता है। ऐसा विधुत परिपथ जिसमे कपैसिटर या इंडक्टर या दोनों जुड़े हो ,में जब DC सप्लाई दी जाती है तब इस प्रकार के परिपथ का  कुल प्रतिरोध इन डिवाइस के आंतरिक प्रतिरोध के बराबर होता है लेकिन जब इस प्रकार के परिपथ को किसी AC  सप्लाई से जोड़ा जाता है तब इन डिवाइस में एक अलग प्रकार का प्रतिरोधक क्षमता उत्पन्न हो जाता है जो  परिपथ से प्रवाहित होने वाली अल्टेरनेटिंग धारा (Alternating Current) का विरोध करने लगता है। परिपथ में उत्पन्न इस प्रकार का प्रतिरोध तथा डिवाइस (Capacitor Inductor) के आंतरिक प्रतिरोध का योग ही प्रतिघात(Impedance) कहलाता है। 

प्रतिबाधा किसी विद्दुत परिपथ में केवल और केवल अल्टेरनेटिंग धारा आरोपित करने पर ही उत्पन्न होता है। यह दिष्ट धारा (DC वोल्टेज) आरोपित  करने से उत्पन्न नहीं होता है। किसी विधुत परिपथ में उत्पन्न प्रतिबाधा आरोपित अल्टेरनेटिंग वोल्टेज (AC Voltage) के आवृति पर निर्भर करता है। 

प्रतिघात की गणना कैसे की जाती है ?

हम प्रतिघात के गणना हेतु निम्न प्रकार के विधुत परिपथ पर चर्च करेंगे और इनसे जुड़े हुए प्रतिघात की गणना करेंगे। 

केवल इंडक्टर (Inductor) वाला AC परिपथ 

निचे दिया गया विधुत परिपथ एक AC Voltage श्रोत से जुड़ा हुआ है। इस परिपथ में एक Coil (Inductor) जुड़ा हुआ है जिसका आंतरिक प्रतिरोध शून्य  तथा Inductance L है। 

इस परिपथ से जुड़े Coil को एक AC वोल्टेज श्रोत V₀Sinωt से जोड़ा गया है। इस विधुत श्रोत के कारण  परिपथ से एक अल्टेरनेटिंग विधुत धारा प्रवाहित होती है। चूँकि प्रत्यावर्ती धारा होने के कारण इसका परिमाण तथा दिशा लगातार बदलता रहता है इसलिए Coil से संबंधित चुम्बकीय फ्लक्स उसी अनुसार बदलता रहता है जिसके कारण Coil में सेल्फ inductance के कारण EMF उत्पन्न रहता है। 

किसी इंडक्टर या Coil में उत्पन्न EMF को निम्न तरीके से ज्ञात किया जाता है। 

V  = -L (d I /dt )

यदि ऊपर के परिपथ में किरचॉफ का वोल्टेज नियम लगाया जाए तो 

 V₀Sinωt - L (d I /dt ) = 0 

V₀Sinωt = L (d I /dt ) 

d I = V₀Sinωt dt 

 I  = ഽV₀Sinωt dt 

I = - (V₀/ ωL) Cosωt

 यदि (V₀/ ωL) =I₀ हो तो 

I = - I₀ Cosωt होगा और या अल्टेरनेटिंग धारा का मान होगा जो  विधुत परिपथ से प्रवाहित होगा। 

(V₀/ ωL) =I₀ में प्रयुक्त ωL ही इस विधुत परिपथ का प्रभावी प्रतिरोध होगा। चूँकि यह प्रतिरोध केवल इंडक्टर के कारण उत्पन्न हुआ है इसलिए इसे प्रेरण प्रतिघात (Inductive Reactance) कहते है। इसे X_L से सूचित किया जाता है। अर्थात 

 X_L= ωL = 2 𝜋f L  यहाँ f  आरोपित वोल्टेज की आवृति है। 

उदाहरण के लिए यदि परिपथ से जुड़े इंडक्टर का Inductance L = 1 H तथा आरोपित वोल्टेज की आवृति 50 Hz हो तो परिपथ में उत्पन्न कुल प्रतिघात 

X_L= 2 𝜋f L = 2 *3.14 *50 *1 = 314 Ω होगा।  चूँकि ऊपर  देखा था की इंडक्टर का आंतरिक प्रतिरोध शून्य है लेकिन AC वोल्टेज आरोपित करने से  परिपथ में 314 Ω का प्रतिरोध उत्पन्न हो गया। 

यदि हम इसी परिपथ में अल्टेरनेटिंग वोल्टेज श्रोत के जगह DC वोल्टेज श्रोत को जोड़ दे तब परिपथ का कुल प्रतिरोध निम्न होगा  

X_L= 2 𝜋f L = 2 *3.14 *0 *1 = 0 Ω चूँकि DC श्रोत  आवृति शून्य  होती है। 

इसी प्रकार यदि किसी सर्किट में कोई कैपेसिटर जुड़ा हो तो उसके कारण परिपथ  में उत्पन्न प्रतिरोध को Capacitive Reactance कहते है। इसे Xc सूचित किया जाता है। 

 कपैसिटर के कारण उत्पन्न प्रतिरोध को ऐसे कैलकुलेट किया जाता है। 

  Xc = 1 /(ωc ) =  1 /(2 𝜋f c)

यदि किसी परिपथ में प्रतिरोध R ,inductor (L) तथा कैपेसिटर (C) तीनो जुड़े हो तो इनके प्रतिरोध के योग को प्रतिबाधा (Impedance)कहते है तथा Z द्वारा सूचित किया जाता है और इसे निम्न सूत्र द्वारा दिया जाता है :-

Z  = √{R² + (X_L-X_C)²} ओह्म 

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Insulator तथा Conductor के बीच अंतर - इलेक्ट्रिकल डायरी

 Conductor क्या होता है ?

conductor को हिंदी में चालक कहा जाता है। वैसा पदार्थ जो अपने से होकर विधुत आवेश को प्रवाहित होने दे चालक कहलाता है। यदि साधारण भाषा में बोले तो ऐसा पदार्थ जो विधुत धारा को प्रवाहित होने दे ऐसे पदार्थ को चालक कहा जाता है। हम अपने आस पास जितने भी प्रकार विधुत उपकरण देखते है वे सभी चालक से बनाये जाते है। विधुत चालक पदार्थ के तीनो अवस्था में हो सकता है। यह ठोस ,द्रव या गैस कुछ  भी हो सकता है लेकिन हमने अभी तक ज्यादातर चालक ठोस रूप में ही देखे है। चालक में विधुत धारा का परवाह इलेक्ट्रान के कारण होता है। 

चालक से प्रवाहित होने वाले आवेश के दर को विधुत धारा कहते है। चालक से विधुत आवेश  को प्रवाहित करने के लिए जो बाह्य बल कार्य करता है उसे वोल्टेज कहते है। 

जब किसी चालक  दोनों सिरों  को किसी बाह्य वोल्टेज श्रोत से जोड़ा जाता है तब विधुत श्रोत से इलेक्ट्रान निकलकर चालक के सतह पर तैरने लगते है और वोल्टेज श्रोत के पॉजिटिव टर्मिनल की तरफ भागने लगते है। जब कोई दूसरा चालक इस चालक के संपर्क में लाया जाता है तब ये इलेक्ट्रान उस चालक के सतह पर इकठा होने लगते है। चालक के सतह पर इलेक्ट्रान तब तक इकठा होते रहते है जबतक ये पूर्ण चालक के  सतह पर न फ़ैल जाए। इलेक्ट्रान के इस प्रकार इलेक्ट्रान के बहाव के कारण चालक से विधुत धारा का प्रवाह होने लगता है। 

चालक के कुछ उदहारण

विधुत धारा के कुछ बढ़िया चालक निम्न है :-

• सोना 
• चाँदी 
• ताम्बा 
• एल्युमीनियम 
• जस्ता 
• आदि 

Insulator क्या होता है ?

Insulator ऐसा पदार्थ है जो चालक के विपरीत कार्य करता है। इसे हिंदी में कुचालक कहते है। कुचालक ऐसे पदार्थ होते है अपने से होकर विधुत धारा और ऊष्मा ऊर्जा को प्रवाहीत नहीं होने देते है। चालक की तरह कुचालक भी पदार्थ के तीनो अवस्था में हो सकता है। यह ठोस गैस तथा द्रव तीनो में हो सकता है। इंसुलेटर का उपयोग विधुत उपकरणों में किया जाता है। 

इंसुलेटर के उदहारण 

इंसुलेटर के कुछ उदहारण निम्न है :-

• लकड़ी 
• कागज 
• घास 
• प्लास्टिक 
• पत्थर 

आदि 

Difference between conductor and insulator

Conductor (चालक)	Insulator (कुचालक )
वैसा पदार्थ जो ऊष्मा तथा विधुत को प्रवाहित होने दे।	वैसा पदार्थ जो ऊष्मा तथा विधुत को प्रवाहित न होने दे।
सोना ,चांदी ,ताम्बा आदि चालक के उदहारण है।	रेत ,कागज ,लकड़ी आदि चालक के उदहारण है।
चालक में इलेक्ट्रान मुक्त हो कर घूमते है।	कुचालक  में इलेक्ट्रान मुक्त हो कर घूम नहीं सकते है
चालक के अंदर विधुत क्षेत्र शून्य परन्तु बाहरी सतह पर होता है।	कुचालक में विधुत क्षेत्र हो ही नहीं सकता है।

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थ्री फेज ट्रांसफार्मर क्या होता है ?

ट्रांसफार्मर एक प्रकार का इलेक्ट्रिकल मशीन होता है जो इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन अर्थात विधुत चुम्बकीय प्रेणण सिद्धांत  पर विधुत ऊर्जा को एक सर्किट से दूसरे सर्किट में ट्रांसफर  करता है। ट्रांसफार्मर सर्किट में वोल्टेज को या तो कम करता है या बढ़ाता है। ट्रांसफार्मर में विभिन्न प्रकार के कल पुर्जे लगे होते है जो ट्रांसफार्मर को सुचारु रूप से कार्य करने मदद करते है। ट्रांसफार्मर से जुड़े कुछ महत्वपूर्ण भाग निम्न है जैसे :-

• कोर 
• वाइंडिंग 
• इंसुलेटिंग मटेरियल 
• ट्रांसफार्मर आयल 
• टैप चेंजर 
• कंज़र्वेटर 
• ब्रीथर 
• कूलिंग ट्यूब 
• बुकलोज़ रिलय
• एक्सप्लोसिव भेंट

आज के इस लेख में हम ट्रांसफार्मर से सम्बंधित सभी प्रकार कलपुर्ज़ों के बारे में जानेंगे। 

Image Credit: https://circuitglobe.com/what-is-a-transformer.html

वाइंडिंग क्या होता है ?

वाइंडिंग ट्रांसफार्मर का वह भाग होता है जो विधुत ऊर्जा को एक सर्किट से दूसरे सर्किट में स्थान्तरित करने का कार्य करता है। वाइंडिंग मुख्य रूप से कॉपर के बहुत सारे तार को आपस में मिलाकर तैयार किया जाता है। किसी ट्रांसफार्मर में उपयोग होने वाले वाइंडिंग की प्रवृति ट्रांसफार्मर के इनपुट - आउटपुट या ट्रांसफार्मर के प्रकार पर निर्भर करता है। 

कोर (Core) क्या होता है ?

कोर ट्रांसफार्मर का वह भाग होता है जिस पर वाइंडिंग को चढ़ाया जाता है। इसका मुख्य कार्य वाइंडिंग में उत्पन्न हुए चुम्बकीय फ्लक्स को एक सर्किट से दूसरे सर्किट में जाने के लिए रास्ता तैयार करना होता है। कोर में होने वाले Eddy Current तथा  Hysteresis loss को कम करने के लिए ,कोर के निर्माण हेतु ऐसे पदार्थ का चयन किया जाता है जिसकी Reluctance बहुत कम होता है। इसके लिए सॉफ्ट आयरन का उपयोग किया जाता है। 

ट्रांसफार्मर आयल क्या होता है ?

ट्रांसफार्मर आयल एक प्रकार का आर्गेनिक द्रव होता है। यह ट्रांसफार्मर में दो प्रकार का कार्य करता है। ट्रांसफार्मर में इस आयल को मुख्य रूप से कूलिंग के लिए उपयोग किया जाता है लेकिन यह कूलिंग के साथ साथ इंसुलेटिंग मटेरियल की तरह भी कार्य  है। ट्रांसफार्मर के अंदर आयल में थ्री फेज वाइंडिंग को पूर्ण रूप से डुबाया जाता है ताकि लोड के वक्त उत्पन्न ऊष्मा का सही ढंग से ट्रांसफर हो सके। 

Conservator क्या होता है ?

कंजर्वेटर एक बेलनाकार आकृति का एक टैंक होता है जो  ट्रांसफार्मर के बॉडी के साथ ऊपरी भाग से जुड़ा होता है। ट्रांसफार्मर में कंजर्वेटर का मुख्य कार्य आयल के लिए अतिरिक्त जगह उपलब्ध कराना होता है। यह ट्रांसफार्मर के आंतरिक भाग से पाइप द्वारा जुड़ा हुआ होता है। यह ट्रांसफार्मर के साथ ऐसे जुड़ा हुआ होता है की इसके आधे भाग में ही ट्रांसफार्मर आयल होता है। अधिक लोड  होने से वाइंडिंग से ज्यादा मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न होती है तब आयल का आयतन बढ़ने लगता है। उसी दशा में आयल का बढ़ा हुआ भाग कंज़र्वेटर में आकर इकठा होता है। जब ट्रांसफार्मर ठंढा होता तब यहाँ इकठा हुआ आयल पुनः ट्रांसफार्मर में आ जाता है। 

इंसुलेटिंग मटेरियल क्या होता है ?

इंसुलेटिंग मटेरियल जैसे पेपर कार्ड बोर्ड  आदि का उपयोग ट्रांसफार्मर के प्राइमरी तथा सेकेंडरी वाइंडिंग के साथ साथ ट्रांसफार्मर कोर अलग करने के लिए किया जाता है।चूँकि ट्रांसफार्मर में उच्च गुणवत्ता वाले ताम्बे के तार का प्रयोग किया जाता है जिससे कम मात्रा में ताम्बे के तार की जरुरत पड़ती है जिससे वाइंडिंग का आयतन बहुत कम होता है। कम आयतन वाले वाइंडिंग को जब कसा जाता है तब यह मुड जाता है। वाइंडिंग को मुड़ने से बचाने  के लिए इसके अगल बगल  में इंसुलेटिंग मटेरियल का प्रयोग किया जाता है। 

ब्रीथर क्या होता है ?

ब्रीथर ट्रांसफार्मर में नाक की तरह कार्य करता है। यह एक छोटा सा बेलनाकार आकार का बॉक्स होता है जिसमे सिलिका जेल नाम का एक पदार्थ भरा हुआ रहता है। इसका का मुख्य कार्य ट्रांसफार्मर में प्रवाहित होने वाली हवा को नामिमुक्त करना होता है। इसमें रखा हुआ सिलिका जेल हवा में मौजूद वाष्प कण को सोख लेता है। यदि हवा  में मौजूद वाष्प के कण को प्रवाहित होने से रोका नहीं गया तो यह आयल से रसायनिक अभिक्रिया कर इंसुलेशन से सम्बंधित समस्या उत्पन्न कर सकता है। 

Tap Changer क्या होता है ?

ट्रांसफार्मर के टर्मिनल के बीच वोल्टेज परिवर्तन को संतुलित करने के लिए Tap Changer का उपयोग किया जाता है। ट्रांसफार्मर में दो प्रकार का Tap Changer होता है। 

(1.) ऑन लोड टैप चेंजर 

(2. ) ऑफ लोड टैप चेंजर 

बुकलोज़ रिले क्या होता है ?

यह एक प्रकार का ट्रांसफार्मर आयल टैंक होता है जो पाइप द्वारा मुख्य कंज़र्वेटर टैंक से जुड़ा हुआ होता है। इसका मुख्य कार्य ट्रांसफार्मर में होने वाले फाल्ट को डिटेक्ट या सेंस करना होता है। यह ट्रांसफार्मर के आंतरिक भाग में होने वाले फाल्ट के कारण आयल से निकलने वाली गैस को सेन्स करता है और आपात काल में ट्रांसफार्मर के सुरक्षा हेतु मुख्य सप्लाई को बंद कर देता है या इमरजेंसी अलार्म को चालू कर देता है। 

कूलिंग ट्यूब क्या होता है ?

जैसे नाम से ही मालूम होता है की यह ट्रांसफार्मर में कूलिंग का कार्य करता है। ट्रांसफार्मर जब लोड पर होता है उस वक्त इसके वाइंडिंग में बहुत ही ज्यादा मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न होता है जिससे आयल गर्म हो जाता है। यदि ट्रांसफार्मर में उचित कूलिंग व्यवस्था नहीं की गयी तो ट्रांसफार्मर में आग लग सकती है। ट्रांसफार्मर को ठंडा करने के लिए कूलिंग ट्यूब का उपयोग किया जाता है।  

Explosive Vent  क्या होता है ?

जैसे नाम से ही ज्ञात होता है की यह एक्सप्लोड होने वाल वेंट होता है। Explosive Vent ट्रांसफार्मर के आंतरिक भाग से जुड़ा एक कमजोर कड़ी होता है जो की एक पाइप के माध्यम से ट्रांसफार्मर के ऊपरी भाग में लगा रहता है। जब ट्रांसफार्मर के आंतरिक भाग में किसी फाल्ट के कारण बहुत ही ज्यादा मात्रा में गैस बन जाती है और बुकलोज़ रिले कार्य नहीं करता है और ट्रांसफार्मर फटने को होता उसी वक्त यह वेंट खुल जाता है जिससे ट्रांसफार्मर फटने से बच जाता है।  

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