Electron in hindi : परिभाषा,खोज तथा आवेश - इलेक्ट्रिकल हिंदी डायरी

 इलेक्ट्रान क्या है?(Definition of Electron In Hindi)

इलेक्ट्रान एक Subatomic Particle है जिसका मतलब हुआ उप-परमाणु कण। अर्थात परमाणु के अन्दर पाया जाने वाला कण। हम सभी जानते है की दुनिया में जितने भी पदार्थ है वे सभी छोटे छोटे कणों से मिलकर बने हुए होते है ,इन छोटे छोटे कणों को परमाणु (Atom) कहते है। प्रयोग द्वारा पाया गया की परमाणु भी तीन प्रकार के छोटे छोटे कणों से मिलकर बना हुआ होता है। ये छोटे छोटे कण है : - 

• इलेक्ट्रान 
• प्रोटोन 
•  न्यूट्रॉन। 

इन तीनो कणों को उप परमाणुवीय कण (Subatomic Particle) भी कहा जाता है। रदरफोर्ड के परमाणु सिधांत के अनुसार परमाणु के केन्द्रीय भाग में एक छोटा से क्षेत्र होता है जिसे नाभिक (Nucleus) कहते है। इस नाभिक के अन्दर प्रोटोन तथा न्यूट्रॉन रहते है तथा इलेक्ट्रान नाभिक के चारो तरफ एक निश्चित कक्षा में नाभिक का चक्कर लगाते रहता है। 

इलेक्ट्रान की खोज किसने किया?

वैसे इलेक्ट्रान की खोज का श्रेय जे.जे थामसन को दिया जाता है लेकिन थामसन से पहले 1838 में, ब्रिटिश प्राकृतिक दार्शनिक रिचर्ड लेमिंग ने परमाणुओं के रासायनिक गुणों की व्याख्या करने के लिए विधुत आवेश (Electric Charge) की एक अविभाज्य मात्रा की अवधारणा (Concept) की परिकल्पना के बारे में बताया । उनके बाद  आयरलैंड के  भौतिक वैज्ञानिक  जॉर्ज जॉनस्टोन स्टोनी ने 1891 में इस आवेश धारित अविभाज्य मात्रा को  ‘इलेक्ट्रॉन’ नाम दिया और  कुछ वर्षो बाद जे.जे थॉमसन और ब्रिटिश भौतिकविदों की उनकी टीम ने इसे 1897 में एक कण के रूप में पहचाना और उसके बाद दुनिया में इस कण को इलेक्ट्रान के नाम से जाना जाने लगा। इस प्रकार इलेक्ट्रान का खोज हुआ। 

कैथोड किरण डिस्चार्ज tube क्या है?

कैथोड किरण डिस्चार्ज Tube  जे.जे थामसन का प्रसिद्ध प्रयोग था। इस प्रयोग के लिए एक कांच की परिनालिका (tube) जिसमे दो इलेक्ट्रोड (एनोड तथा कैथोड) तथा एक निर्वात पंप (Vaccum Pump) लगा हुआ रहता है। इस परिनालिका के एनोड इलेक्ट्रोड के पीछे जिंक सल्फाइड (ZnS) की एक परत लगी हुयी रहती है। सबसे पहले निर्वात पंप (Vaccum Pump) के मदद से परिनालिका के अन्दर मौजूद हवा को निकाला जाता है जिससे की किसी भी प्रकार के हवा कण परिनालिका में मौजूद न रहे।

 इसके बाद दोनों इलेक्ट्रोड के बीच उच्च वोल्टता (High Voltage) आरोपित किया जाता है। आरोपित किये गए वोल्टता का परिमाण लगभग 10 हज़ार वोल्ट का होता है। वोल्टेज आरोपित करने के बाद देखा जाता है की एनोड के पीछे वाली जिंक सल्फाइड की परत चमकने लगती है। जिससे निष्कर्ष यह निकलता है की वोल्टेज आरोपित होने के बाद कैथोड से कुछ अदृष्य कण  निकलते  है और जिंक सल्फाइड से टकराते  है जिससे जिंक सल्फाइड चमकने लगता है। 

अब इस कणों  की प्रकृति जानने के लिए Cathode Ray Discharge tube पर विधुत क्षेत्र (Electric Field) आरोपित किया गया  जिसे दिए गए चित्र में + तथा - प्लेट से दिखाया गया है। विधुत क्षेत्र आरोपित करने के बाद जब पुनः दुबारा वोल्टेज आरोपित किया गया तब देखाया की कैथोड से निकलने वाले कण + धनात्मक प्लेट के तरफ आकर्षित होने लगे। इस प्रयोग से यह ज्ञात हो गया की कैथोड से निकलने वाले ये विधुत कण धनात्मक प्लेट के तरफ आकर्षित हो रहे है इसका मतलब यह हुआ की ये ऋणात्मक आवेशित कण (Negatively Charge Particle) है। इन ऋणात्मक आवेशित कणों को ही इलेक्ट्रान कहा गया। 

इलेक्ट्रान के द्रव्यमान तथा आवेश (Mass and Charge of Electron)

इलेक्ट्रान कोई काल्पनिक कण नहीं है। ये वास्तव में परमाणु के अन्दर विद्यमान रहते है। इसलिए इलेक्ट्रान का अपना द्रव्यमान तथा आवेश होता है। इलेक्ट्रान के द्रव्यमान को (M_e) तथा आवेश को  (Q) द्वारा दिखाया जाता है। 

बंधन ऊर्जा (Binding Energy) क्या होता है?

चूँकि हम  है की इलेक्ट्रान नाभिक के चारो तरफ एक वृत्ताकार पथ पर चक्कर लगाता रहता है और इस गति को बनाये रखने के लिए इलेक्ट्रान के पास ऊर्जा होनी चाहिए और इलेक्ट्रान को यह ऊर्जा उसे नाभिक से मिलती जिसे इलेक्ट्रान की बंधन ऊर्जा (Binding Energy) कहते है। 

किसी भी पदार्थ का मौलिक कण इलेक्ट्रान होता है और उस पदार्थ में मौजूद इलेक्ट्रान के विस्तार पर ही उस पदार्थ के भौतिक तथा रासायनिक गुण निर्भर करते है। अर्थात इलेक्ट्रान किसी भी पदार्थ के भौतिक तथा रासायनिक गुणों के वाहक होते है। 

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 What is Science In Hindi?

इन्सान ने हमेशा से प्रकृति के गोद में छिपी हुई रहस्यों को जानने की कोशिश किया है। इस इंसानी जिज्ञासा ने  प्रकृति के गोद से बहुत सारे रहस्यों को खोज निकाला है और आगे भी खोज ही रहे है। किसी तथ्य के रूप में प्राप्त ज्ञान ही विज्ञान कहते  है। किसी वस्तु ,घटना या अन्य चीज के बारे में उपलब्ध जानकारी जिसे क्रमबद्ध ,संगठित और सुव्यस्थित तरीके से प्राप्त किया गया हो उसे ही विज्ञान कहते है। 

विज्ञान को अंग्रेजी में साइंस (Science) कहते है। साइंस शब्द की उत्पत्ति लैटिन शब्द सिंटिया (Scientia) से हुई है जिसका मतलब होता है  वस्तु या अन्य चीज से संबंधित जानकारी जो किसी प्रयोग द्वारा ज्ञात किया गया हो और जिसे भौतिक रूप से प्रस्तुत किया जा सके। अर्थात विज्ञान (साइंस) को को निम्न तरीके से परिभाषित किया जा सकता है :- 

प्रकृति तथा इसमें उपस्थित वस्तुओ से संबंधित ज्ञान जो  विचार, अवलोकन, अध्ययन और प्रयोग से अर्जन किया गया हो उसे विज्ञानं कहते है। 

विज्ञान के प्रकार 

प्रकृति तथा इसमें उपस्थित वस्तु के गुण ,प्रवृति आदि के अध्ययन के आधार पर विज्ञान को मुख्य रूप से तीन वर्गों में विभाजित किया गया है जो निम्न है :-

• भौतिक विज्ञान (Physics)
•  रसायन विज्ञान (Chemistry)
•  जीव विज्ञान (Biology)

भौतिक विज्ञान किसे कहते है?

यह विज्ञानं की वह शाखा है जिसमे किसी पदार्थ के भौतिक गुणों का अध्ययन किया जाता है। भौतिक गुण से हमारा अभिप्राय वस्तुओ के ऐसे गुण या लक्षण जो भौतिक से रूप से उपलब्ध हो। पदार्थ के भौतिक गुणों के अध्ययन कर ,उसको इंसानी जीवन में उपयोग करना ही विज्ञान का मूल सिधांत है। जैसे कोई वस्तु जिसके पास गति के कारण गतिज उर्जा है तब हम इस वस्तु के गतिज उर्जा का उपयोग किसी दुसरे वस्तु को विस्थापित करने के लिए कर सकते है। किसी ऊचाई पर स्थित तालाब के पानी में स्थितिज उर्जा होती है। इस स्थितिज उर्जा को विधुत उर्जा में बदलना और उसका उपयोग करना भौतिक विज्ञानं के अंतर्गत आता है। इसके अतिरिक्त वस्तुओ के भौतिक गुण जैसे चुम्बकत्व ,उर्जा ,तापमान ध्वनि ,गति ,विधुत बल ,विधुत क्षेत्र आदि का अध्ययन भौतिक विज्ञान के अंतर्गत आता है। भौतिक विज्ञानं का दायरा बहुत बड़ा है इसलिए इसके अध्ययन हेतु इसे पुनः कई उपवर्गों में विभाजित किया गया है जैसे :-

• अंतरिक्ष विज्ञान
• प्रकाशिकी (Optics)
• एयरोनॉटिक्स
• खगोलिकी 
• समुद्र विज्ञान
• भूविज्ञान
• रत्न विज्ञान
• मुद्राविज्ञान 
• हेलियोलॉजी

रसायन विज्ञान किसे कहते है?

विज्ञान की वह शाखा जिसमे पदार्थ के मौलिक कण (Fundamental Particle) के संरचना ,गुण तथा अन्य दुसरे पदार्थ के मौलिक कण (परमाणु या अणु) के साथ क्रिया आदि का अध्ययन किया जाता है उसे रसायन विज्ञान कहते है। जैसे हाइड्रोजन तथा ऑक्सीजन के परमाणुओं के परस्पर अभिक्रिया के बाद जो नया पदार्थ बनेगा उसका गुण (रंग ,स्वाद ,आयतन आदि ) का अध्ययन कर उसका पूर्वानुमान लगाना रासायनिक विज्ञान के अंतर्गत आता है। रासायन विज्ञान में आयन ,अणु ,परमाणु का अध्ययन किया जाता है। दो परमाणुओं या अणुओं के आपस में रासायनिक अभिक्रिया के फलस्वरूप नया पदार्थ क्या बनेगा और उसका रासायनिक तथा भौतिक गुण क्या होंगे इसका पूर्वानुमान लगाना रासायन विज्ञान के अंतर्गत आता है। भौतिक विज्ञान की तरह रसायन विज्ञान का भी दायरा बहुत बड़ा है इसलिए इसके अध्ययन हेतु इसे पुनः कई उपवर्गों में विभाजित किया गया है जैसे :-

• परिस्थितिकी विज्ञान
• एग्रोलॉजी
• कीट विज्ञान
• जीवाशिमकी
• ब्रायोफाइटा-विज्ञान 
• बैलनियोलॉजी
• मौसम विज्ञान 
• माइक्रोलॉजी
• शैल लक्षण विज्ञान
• लिम्नोलॉजी

जीव विज्ञान किसे कहते है?

विज्ञान की वह शाखा जिसमे जीव जन्तुओ के शारीर ,जीवन शैली ,प्रकार ,शारीर की बनावट ,आहार श्रंखला ,सेहत संबंधित जानकारी आदि का अध्ययन किया जाता उसे जीव विज्ञान कहते है। मौजूदा समय में जीव विज्ञानं ने बहुत तरक्की कर ली है। जीव विज्ञान में विकाश की वजह से ही इंसानी जीवन में बहुत ही सुधार हुआ है और आज लोग बढ़िया जीवन जी रहे है। रासयन तथा भौतिक विज्ञान की तरह ही जीव विज्ञानं का भी दायरा बहुत बड़ा है लेकिन जीव विज्ञान को मुख्य रूप से दो भागो में विभाजित किया गया है :-

• जंतु विज्ञान
• पादप विज्ञान 

जंतु विज्ञानं क्या है?

जंतु विज्ञान ,जीव विज्ञान की वह शाखा है जिसमे जीव् जन्तुओ तथा उससे सम्बंधित बीमारी आदि का अध्ययन किया जाता है। जंतु विज्ञानं को अंग्रेजी में जूलॉजी (Zoology) कहते है। 

पादप विज्ञानं किसे कहते है?

पादप विज्ञान ,जीव विज्ञान की वह शाखा है जिसमे पेड़ पौधों तथा उससे सम्बंधित बीमारी आदि का अध्ययन किया जाता है। पादप  विज्ञानं को अंग्रेजी में बोटनी (Botony) कहते है।

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Electric Field in Hindi :परिभाषा ,प्रकार तथा गुण -हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

विधुत क्षेत्र क्या होता है?

किसी विधुत आवेश(Electric Charge) के चारो तरफ का वह क्षेत्र जिसमे किसी अन्य परिक्षण आवेश (Test Charge) को रखने पर यह परिक्षण आवेश एक बल का अनुभव करता तब इस  क्षेत्र को विधुत क्षेत्र (Electric Field) कहते है। यदि विधुत आवेश का परिमाण ज्यादा हो तो यह अपने चारो तरफ एक मजबूत विधुत क्षेत्र उत्पन्न करता है। विधुत क्षेत्र एक सदिश राशी (Vector Quantity) है। इसका SI मात्रक न्यूटन प्रति कूलम्ब(N/C) या वोल्ट प्रति मीटर(V/m) होता है। विधुत क्षेत्र को अंग्रेजी के बड़े अक्षर E द्वारा निर्देशित किया जाता है। 

विधुत क्षेत्र की तीव्रता (Electric Field Intensity)

विधुत क्षेत्र में रखे गए प्रति इकाई आवेश द्वारा अनुभव किए गए विधुत बल को विधुत क्षेत्र की तीव्रता (Intensity of Electric Field)कहते है। दुसरे शब्दों में 

विधुत क्षेत्र में किसी बिंदु पर रखे गए परिक्षण आवेश पर लगने वाले बल तथा परिक्षण आवेश के परिमाण के अनुपात को उस बिंदु पर विधुत क्षेत्र की तीव्रता कहते है। 

विधुत क्षेत्र की तीव्रता आवेश के चारो तरफ के क्षेत्र में किसी एक बिंदु पर उसकी प्रबलता को दर्शाता है।  विधुत क्षेत्र की तीव्रता एक सदिश राशि है और इसकी दिशा वही होती है जो आवेश पर लगने वाले विधुत बल की होती है। यदि किसी विधुत क्षेत्र जिसकी तीव्रता E है ,में कोई आवेश Q रखा जाये तो इस आवेश द्वारा अनुभव किये गए विधुत बल(Electric Force) F  को निम्न तरीके से ज्ञात किया जा सकता है।

 विधुत बल रेखाए क्या होती है ? (Electric Field Lines )

किसी विधुत क्षेत्र में यदि किसी विधुत आवेश को स्वतंत्र रूप से घुमने के लिए छोड़ दिया जाए तो वह बल की दिशा में घुमने लगेगा। विधुत क्षेत्र में कोई धन आवेश जिस पथ पर चलता है उसे एक  रेखा या वक्र द्वारा दिखाया जाता है जिसे विधुत बल रेखा कहते है। दुसरे भाषा में बोले तो 

विधुत बल रेखा किसी विधुत क्षेत्र में खीचा गया गया वह वक्र है जिस पर एक विलगित तथा स्वंतंत्र आवेश गति करता है। विधुत बल रेखा के किसी भी बिंदु पर खींची गई स्पर्श रेखा उस बिंदु पर विधुत क्षेत्र की दिशा को प्रदर्शित करती है। विधुत क्षेत्र का अध्ययन करने के लिए इसे विधुत बल रेखा द्वारा निरुपित किया जाता है। 

 विधुत बल रेखाओ के गुण (Properties of Electric Field Lines)

• विधुत बल रेखाए धन आवेश से उत्पन्न होती है तथा ऋण आवेश पर समाप्त होती है। 
• विधुत बल रेखा के किसी भी बिंदु पर खींचा गया स्पर्श रेखा उस बिंदु पर विधुत क्षेत्र की दिशा को प्रदर्शित  करता है। 
• दो विधुत बल रेखा कभी भी एक दुसरे को प्रतिछेद नहीं करती है। 
• विधुत बल रेखाए किसी खींची हुई लचीली डोरी की भाति लम्बाई में सिकुड़ने की कोशिश करती है। 
• विधुत बल रेखाए अपनी लम्बाई की लम्वत दिशा में एक दुसरे से दूर भागने का प्रयाश करती है। 
• समरूप विधुत क्षेत्र में खींची गयी बल रेखाए परस्पर सामानांतर होती है तथा एक दुसरे से सामान दुरी पर होती है
• यदि कोई धन आवेश अकेला होता है तब विधुत बल रेखाए अन्नत पर समाप्त होती है। 
• यदि ऋण आवेश अकेला है तब विधुत बल रेखाए अन्नत से आती हुई प्रतित होती है। 
• किसी आवेश से उत्पन्न कुल बल रेखाए आवेश के परिमाण के समानुपाती होती है। 

विधुत बल रेखा के प्रकार (Types of Electric Field)

विधुत बल रेखा को मुख्य रूप से दो भाग में विभाजित किया जाता है। विधुत बल रेखा के ये दो प्रकार है :-

• सामान विधुत क्षेत्र (Uniform Electric Field)
• असमान विधुत क्षेत्र (Non- Uniform Electric Field) 

सामान विधुत क्षेत्र (Uniform Electric Field)

किसी विधुत क्षेत्र में ,क्षेत्र के प्रत्येक बिंदु पर विधुत क्षेत्र का परिमाण यदि नियत (Constant) हो तब इस प्रकार के विधुत क्षेत्र को सामान विधुत क्षेत्र कहते है। समान विधुत क्षेत्र में ,क्षेत्र के प्रत्येक बिंदु पर विधुत विभव का मान सामान होता है। अर्थात Uniform Electric Feild में  दो बिंदु के बीच विभावंतर हमेशा शून्य (Zero) रहता है। जैसे दो आवेशित प्लेट के बीच मौजूद विधुत क्षेत्र हमेश नियत अर्थात Uniform रहता है। जैसे की निचे के चित्र में दिखाया गया है। 

असमान विधुत क्षेत्र (Non-Uniform Electric Field)

असमान विधुत क्षेत्र ,सामान विधुत क्षेत्र के विपरीत होता है। अर्थात असमान विधुत क्षेत्र में ,क्षेत्र के अलग अलग बिंदु पर विधुत धारा का परिमाण अलग अलग होता है। इस प्रकार के विधुत क्षेत्र में ,क्षेत्र के प्रत्येक बिंदु पर विधुत क्षेत्र का परिमाण तथा दिशा अलग अलग होता है। 

असमान विधुत क्षेत्र 

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PIN Diode : परिभाषा ,बनावट तथा उपयोग - हिंदी इलेक्ट्रिक डायरी

 PIN Diode क्या होता है?

यह एक दो टर्मिनल वाला इलेक्ट्रॉनिक्स डिवाइस होता है जिसे P तथा N टाइप अशुद्ध अर्द्धचालक(P तथा N) के बीच में शुद्ध अर्द्धचालक (intrinsic) के लेयर को डालकर बनाया जाता है। दोनों P तथा N पदार्थ के बीच शुद्ध अर्द्धचालक पदार्थ डालने की वजह से डायोड के Junction का आंतरिक विधुत क्षेत्र (Electric Field)बढ़ जाता है जिससे ज्यादा मात्रा में इलेक्ट्रॉन्स - होल्स उत्पन्न होने लगते  है। ज्यादा मात्रा में इलेक्ट्रॉन्स होल्स उत्पन्न होने की वजह से डायोड की चालकता बढ़ जाती है। ज्यादा चालकता होने की वजह से यह Weak Signal को भी आसानी से डिटेक्ट कर लेता है। PIN Diode का उपयोग फोटो डिटेक्टर की तरह प्रकाश उर्जा को विधुत उर्जा में बदलने के लिए भी  किया जाता है। 

P तथा N Junction के बीच शुद्ध अर्द्धचालक रहने की वजह से दोनों Junction के बीच की दुरी बढ़ जाती है। जिसके वजह से Diode के Capacitance कम हो जाता है क्योकि Capacitance दोनों प्लेट (N तथा P) के दुरी (d) के व्युत्क्रमानुपाती होता हो। 

Symbol of PIN Diode 

PIN डायोड का सिंबल निचे के चित्र में दिखाया गया है। निचे दिए गए चित्र में डायोड के दो टर्मिनल है जिन्हे एनोड तथा कैथोड कहा जाता है। PIN डायोड में एनोड धनात्मक तथा कैथोड ऋणात्मक टर्मिनल होता है। 

PIN डायोड का निर्माण (Construction of PIN Diode)

PIN डायोड एक तीन लेयर (P लेयर ,N लेयर तथा Intrensic लेयर) का इलेक्ट्रॉनिक्स देवीचे होता है। P लेयर का निर्माण शुद्ध अर्द्धचालक में त्रिसंयोजक (trivalent) अशुद्ध पदार्थ को मिलाकर किया जाता है जबकि N लेयर का निर्माण शुद्ध अर्द्धचालक में पंचसंयोजक (Pentavalent) पदार्थ को मिलाकर किया जाता है। Intrensic लेयर शुद्ध अर्द्धचालक होता है। PIN डायोड के Construction को निचे के चित्र में दिखाया गया है। 

image credit:https://electronicsdesk.com/pin-diode.html

PIN डायोड के P लेयर में होल्स आवेश वाहक तथा N लेयर में इलेक्ट्रॉन्स आवेश वाहक होते है। Intrensic लेयर में किसी भी प्रकार के आवेश वाहक नहीं होते है। यह एक कुचालक (Insulator) की तरह P तथा N लेयर के बीच कार्य करता है। चूँकि Intrensic लेयर में किसी भी प्रकार के आवेश वाहक नहीं होते है इसलिए इसका प्रतिरोध अन्य दो लेयर की तुलना में ज्यादा होता है इसलिए यह सामान्य अवस्था में आवेश प्रवाह का विरोध करता है। 

PIN  Diode का कार्य सिद्धांत (Working of PIN Diode)

दुसरे सामान्य डायोड की तरह  ही PIN डायोड कार्य करता है। चूँकि सामान्य अवस्था में Intrensic लेयर की चौड़ाई ज्यादा होती है इसलिए कोई भी आवेश वाहक (होल्स तथा इलेक्ट्रॉन्स) अपने Junction को पार नहीं कर पाते है। फिर भी intrensic लेयर तथा N लेयर के बीच , N लेयर से इलेक्ट्रॉन्स निकलकर Intrensic लेयर में चले जाते है जिससे इसके पास एक depletion लेयर का निर्माण हो जाता है। यह प्रक्रिया P तथा Intrensic लेयर के बीच भी होता है और वहा भी एक depletion लेयर बन जाता है। PIN डायोड भी अन्य डायोड की तरह फॉरवर्ड तथा रिवर्स बायस मोड में कार्य करता है। 

फॉरवर्ड बायस मोड़ में PIN डायोड का कार्य सिधांत 

जब डायोड के P क्षेत्र को  किसी बैटरी के Positive तथा N क्षेत्र को Negative टर्मिनल से कनेक्ट किया जाता है तब इस प्रकार के कनेक्शन को फॉरवर्ड बायस कहा जाता है। जब PIN डायोड को फॉरवर्ड बायस  में जोड़ा जाता है तब P क्षेत्र से (होल्स) तथा N क्षेत्र से (इलेक्ट्रॉन्स) आवेश वाहक Intrensic लेयर के तरफ भागते है। फॉरवर्ड वोल्टेज आरोपित करने पर depletion लेयर की चौड़ाइ कम होने लगती है इसलिए डायोड का आंतरिक प्रतिरोध कम होने लगता है। जैसे जैसे फॉरवर्ड वोल्टेज को बढ़ाते है वैसे वैसे ज्यादा मात्रा में इलेक्ट्रॉन्स तथा होल्स Junction के तरफ भागते है और डायोड से प्रवाहित होने वाली विधुत धारा का परिमाण बढ़ने लगता है और PIN डायोड एक सामान्य डायोड की तरह कार्य करने लगता है। वोल्टेज बढ़ाने से प्रवाहित विधुत धारा का मान बढ़ता है तथा डायोड का आंतरिक प्रतिरोध कम होता है इसलिए कहते है की PIN डायोड के पास Variable Resistance का गुण होता है। 

रिवर्स बायस मोड़ में PIN डायोड का कार्य सिधांत 

जब डायोड के N क्षेत्र को बैटरी के धनात्मक टर्मिनल तथा P क्षेत्र को बैटरी के ऋणात्मक टर्मिनल से कनेक्ट किया जाता है तब इसे रिवर्स बायस मोड़ में कहा जाता है। आरोपित रिवर्स वोल्टेज लगातार बढ़ने से Depletion लेयर की चौड़ाई लगातार बढ़ने लगती है क्योकि N लेयर में मौजूद फ्री इलेक्ट्रान बैटरी के धनात्मक तथा P क्षेत्र में मौजूद होल्स बैटरी के ऋणात्मक टर्मिनल के तरफ अपने ऊपर एक आकर्षण बल का अनुभव करने लगते है। इस बल के कारण ये Intrensic लेयरदूर भागने लगते है। आरोपित वोल्टेज लगातार बढ़ने से वोल्टेज का एक ऐसा मान (Value) जिस पर Intrensic लेयर में मौजूद सभी आवेश वाहक (इलेक्ट्रॉन्स तथा होल्स) बाहर निकल आते है उस वोल्टेज Swept Out Voltage कहा जाता है। सामान्यतः इस वोल्टेज का मान - 2V होता है। 

रिवर्स बायस मोड़ में  PIN डायोड  एक कैपासिटर की तरह कार्य करता है जिसमे P तथा N लेयर दो समान्तर प्लेट की तरह कार्य करते है। 

PIN डायोड का प्रयोग (Application of PIN Diode)

PIN डायोड का प्रयोग निम्न तरीके से किया जाता है :-

• फोटो डिटेक्टर 
• वोल्टेज रेक्टिफायर 
• रेडियो फ्रीक्वेंसी स्विच 

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Schottky Diode क्या होता है?

यह एक दो टर्मिनल वाला इलेक्ट्रॉनिक्स डिवाइस है जो सामान्य डायोड की तरह Bipolar न होकर Unipolar होता है अर्थात Schottky Diode में केवल एक ही प्रकार के अर्द्धचालक का प्रयोग किया जाता है। इसे hot Carrier diode या Schottky Carrier Diode  के नाम से भी जाना जाता है। Schottky Diode में आवेश वाहक के रूप में केवल इलेक्ट्रॉन्स होते है। इसमें सामान्य डायोड की तरह आवेश वाहक के रूप में होल्स नहीं होते है। इसमें अन्य डायोड की तुलना में विधुत उर्जा (Electric Energy) का ह्रास (loss) बहुत कम होता है।  

Symbol of Schottky Diode

Schottky Diode दो टर्मिनल वाला डायोड होता है जिसमे एक N टाइप अर्द्धचालक तथा दूसरा धातु से बना होता है। N टाइप अर्द्धचालक से बने हुए टर्मिनल को कैथोड तथा धातु से बने हुए टर्मिनल को एनोड कहा जाता है। Schottky Diode का अध्ययन करते समय इसे ग्राफ या कागज पर एक चित्र द्वारा दिखाया जाता है जिसे Symbol of Schottky diode कहते है। जिसे निचे के चित्र में दिखाया गया है। 

Schottky Diode की संरचना (Construction of Schottky Diode)

जैसे की हम सभी जानते है की एक सामान्य डायोड में एक P टाइप तथा N टाइप अर्द्धचालक पदार्थ को आपस में Merge कर एक PN Junction बनाया जाता है लेकिन Schottky Diode का निर्माण सामान्य डायोड की तुलना में अलग तरीके से किया जाता है। 

Schottky Diode के निर्माण में केवल N टाइप अर्द्धचालक का प्रयोग किया जाता है और दुसरे टर्मिनल के लिए Gold, Silver, Molybdenum, Tungsten or Platinum जैसे धतुयिक पदार्थ का उपयोग किया जाता है।  N टाइप अर्द्धचालक के निर्माण के लिए मुख्य रूप से गैलियम का उपयोग किया जाता है। Low फ्रीक्वेंसी पर कार्य करने वाले डायोड के निर्माण में सिलिकॉन का भी प्रयोग किया जाता है। अर्द्धचालक तथा धातु को आपस में Merge या मिलाने से जो Junction बनता है उसे धातु-अर्द्धचालक Junction कहते है। इस Junction के बीच एक Depeletion लेयर का निर्माण होता है जिसे Schottky barrier कहते है। इस डायोड में दो प्रकार के Schottky barrier का निर्माण होता है जिसे Rectifying तथा Non-rectifying Schottky barrier कहते है। 

जब कम डोपिंग वाले N टाइप अर्द्धचालक को धातु के के साथ मिलाया जाता है और इससे जो Depeltion लेयर बनता है उसे Rectifying Schottky barrier कहते है इसके विपरीत जब एक हाइली डोपिंग वाले N टाइप अर्द्धचालक को धातु के साथ मिलाया जाता है और इससे जो Depletion लेयर बनता है उसे Non-rectifying Schottky barrier कहते है। 

Schottky Diode का कार्य सिद्धांत 

सामान्य डायोड की तरह ही Schottky Diode भी फॉरवर्ड बायस तथा रिवर्स बायस मोड में कार्य करता है। अतः यहाँ हम Schottky Diode के लिए फॉरवर्ड बायस तथा रिवर्स बायस दोनों मोड में डायोड का अध्ययन करेंगे। 

Schottky Diode का फॉरवर्ड बायस 

जब डायोड के धातु वाले टर्मिनल को बैटरी के धनात्मक (Positive) तथा N टाइप वाले टर्मिनल को बैटरी के ऋणात्मक (Negative) टर्मिनल से जोड़ा जाता है तब इस प्रकार के कनेक्शन को फॉरवर्ड बायस मोड़ में कहा जाता है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज को 0.2 वोल्ट से ज्यादा बढाया जाता है तब N टाइप वाले अर्द्धचालक से ज्यादा मात्रा में इलेक्ट्रॉन्स उत्पन्न होते है और बहुत तेजी से धातु अर्द्धचालक Junction की तरफ भागते है जिससे Depletion लेयर की चौड़ाई कम होने लगती है। आवेश वाहक इलेक्ट्रॉन्स के इस प्रकार प्रवाह के कारण डायोड से विधुत धारा का प्रवाह प्रारंभ हो जाता है। 

Schottky Diode का रिवर्स बायस मोड़ 

जब डायोड के धातु वाले टर्मिनल को बैटरी के ऋणात्मक (Negative) तथा N टाइप वाले टर्मिनल को बैटरी के धनात्मक  (Positive) टर्मिनल से जोड़ा जाता है तब इस प्रकार के कनेक्शन को रिवर्स बायस मोड़ में कहा जाता है। जब डायोड को रिवर्स बायस मोड में जोड़ा जाता है तब बैटरी के धनात्मक टर्मिनल के तरफ ऋण आवेशित इलेक्ट्रॉन्स N टाइप अर्द्धचालक से निकलकर भागने लगते है जिससे Depletion लेयर की चौड़ाई बढ़ने लगती है और डायोड से विधुत धारा का प्रवाह नहीं होता है। चूँकि Schottky Diode में Depletion लेयर की चौड़ाई बहुत कम होती है इसलिए रिवर्स वोल्टेज आरोपित करने पर डायोड से बहुत ही कम मात्रा में विधुत धारा का प्रवाह होते रहता है जिसे Lekage Current कहते है। डायोड के दोनों टर्मिनल के बीच रिवर्स वोल्टेज को और ज्यादा बढ़ाने से एक समय बाद डायोड से अचानक विधुत धारा का प्रवाह होने लगता है। अचानक से इतनी ज्यादा मात्रा में विधुत धारा के प्रवाह होने से बहुत ही ज्यादा मात्रा में Junction के पास उष्मीय उर्जा उत्पन्न होने लगता है जिससे डायोड जल जाता है। 

Schottky Diode के उपयोग 

• इस डायोड का उपयोग SMPS में किया जाता है। 
• इस डायोड का उपयोग रिवर्स करंट प्रोटेक्शन में किया जाता है। 
• इस डायोड का उपयोग वोल्टेज Clamping सर्किट में किया जाता है।
• इस डायोड का उपयोग सोलर सेल में किया जाता है। 

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Laser Diode In Hindi : परिभाषा,कार्य सिधांत तथा उपयोग - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

 Laser Diode क्या होता है?

लेज़र डायोड एक Optoelectronic डिवाइस है जो विधुत उर्जा को प्रकाश उर्जा में परिवर्तित करता है। लेज़र डायोड में अर्द्धचालक का PN Junction  लेज़र माध्यम की तरह कार्य करता है। जब लेज़र डायोड को फॉरवर्ड बायस में जोड़ा जाता है तब यह उच्च तीव्रता का एकवर्णी (monochromatic) Coherent प्रकाश पुंज (Light Beam)उत्पन्न करता है। लेज़र डायोड का कार्य सिधांत एक सामान्य LED की तरह होता है लेकिन दोनों से उत्पन्न होने वाली प्रकाश पुंज में अंतर होता है। Led से उत्पन्न होने वाला प्रकाश पुंज एकवर्णी तथा Coherent नहीं होता है जबकि लेज़र डायोड से उत्पन्न होने वाला प्रकाश पुंज एकवर्णी तथा Coherent होता है। 

लेज़र(LASER) क्या होता है? 

LASER का पूरा नाम Light Amplification By Stimulated Emission And Radiation जिसका मतलब होता है  विकिरण के उद्दीप्त उत्सर्जन द्वारा प्रकाश का प्रवर्धन अर्थात लेज़र एक प्रकार का Amplify किया हुआ प्रकाश है। लेज़र सामान्य प्रकश से भिन्न होता है। इसकी तीव्रता सामान्य प्रकाश की तुलना में बहुत तेज होती है। 

लेजर डायोड निर्माण

लेज़र डायोड का निर्माण डोप्ड किये हुए दो गैलियम आर्सेनाइड के परत (Layer) द्वारा किया जाता है। इनमे से एक गैलियम आर्सेनाइड का लेयर N टाइप तथा दूसरा गैलियम आर्सेनाइड का लेयर P टाइप होता है। लेज़र डायोड के निर्माण में सेलेनियम ,एल्युमीनियम आदि का प्रयोग डोपिंग एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है। गैलियम आर्सेनाइड से तैयार किये हुए P तथा N टाइप पदार्थ को आपस में जोड़कर एक PN Junction बनाया जाता है। इस Junction के बीच में एक बहुत ही पतली सी बिना डोपिंग की हुई गैलियम आर्सेनाइड की परत डाली जाती है। बिना डोपिंग की हुई इस पतली परत को P तथा N Junction के बीच डालने का मकसद इलेक्ट्रॉन्स तथा होल्स को आपस में Combine होने के लिए अतिरिक्त जगह उपलब्ध कराना है। इस बिना डोपिंग किये हुए परत को डालने की वजह् से ज्यादा मात्रा में फोटोन उत्पन्न होते है। जैसे की निचे के चित्र में दिखाया गया है।

लेज़र डायोड कैसे कार्य करता है?

लेज़र डायोड के कार्य करने की प्रक्रिया को समझने के लिए हमें इससे संबंधित तीन प्रक्रिया को समझाना पड़ेगा है। ये तीन प्रक्रिया है : -

• Absorption (अवशोषण)
• Spontaneous Emission (स्वत: उत्सर्जन)
• Stimulated Emission (प्रेरित उत्सर्जन)

Absorption (अवशोषण)

जब कोई वस्तु उर्जा ग्रहण करता है तब इस प्रक्रिय को उर्जा का अवशोषण (Absorption of Energy) कहते है। जब लेज़र डायोड को बाह्य उर्जा श्रोत से नहीं जोड़ा जाता है तब अर्द्धचालक के परमाणु में मौजूद इलेक्ट्रान उर्जा के निम्न स्तर अर्थात संयोजी बैंड(Valence Band) में रहते है। माना संयोजी बैंड की उर्जा स्तर E₁ है। जब लेज़र डायोड को बाह्य उर्जा श्रोत से जोड़ा जाता है तब संयोजी बैंड में मौजूद इलेक्ट्रान उर्जा श्रोत से उर्जा का अवशोषण करते है जिससे ये इलेक्ट्रॉन्स उतेजित (Excite) हो जाते है। उर्जा ग्रहण करने के बाद इलेक्ट्रॉन्स परमाणु के केन्द्रीय बंधन से मुक्त हो जाते है और अगले उर्जा स्तर E₂ पर पहुच जाते है। जिसे चालन बैंड (Conduction Band) कहा जाता है। इलेक्ट्रॉन्स जब संयोजी बैंड से बाहर निकलकर चालन बैंड में जाते है तब संयोजी बैंड में एक खाली  स्थान बन जाता है जिसे होल्स (Holes) कहा जाता है। जैसे की निचे के चित्र में दिखाया गया है :-

Spontaneous Emission (स्वत: उत्सर्जन)

बाह्य उर्जा श्रोत से उर्जा ग्रहण करने के बाद इलेक्ट्रॉन्स उच्च उर्जा स्तर पर चले जाते है। उच्च उर्जा स्तर ग्रहण करने के बाद इलेक्ट्रॉन्स वहा पर बहुत ही कम समय(10^-5s) के लिए रुकते है और पुनः दुबारा संयोजी बैंड में उत्पन्न हुए होल्स के साथ Recombine होने के लिए उच्च उर्जा स्तर (E₂) तथा निम्न उर्जा स्तर(E₁) के अंतर (E₂ – E₁) बराबर के उर्जा का एक फोटोन उत्पन्न कर पुनः दुबारा निम्न उर्जा स्तर पर चले आते है। इस प्रकार उत्पन्न फोटोन प्रकाश के रूप में दिखाई देता है और इस पूरी प्रक्रिया को Spontaneous Emission (स्वत: उत्सर्जन) कहा जाता है। जैसे की निचे के चित्र में दिखाया गया है। 

Stimulated Emission (प्रेरित उत्सर्जन)

जब लेज़र डायोड को बाह्य उर्जा श्रोत से जोड़ा जाता है तब इलेक्ट्रॉन्स उत्सर्जन की प्रक्रिया प्रारंभ हो जाती है।  एक समय ऐसा आता है जब उच्च उर्जा स्तर पर पंहुचा हुआ इलेक्ट्रॉन्स अपना पूरा समय (10^-5s) व्यतित करने से पहले ही अन्य दुसरे उत्पन्न हुए फोटोन या इलेक्ट्रॉन्स द्वारा बल पूर्वक उच्च उर्जा स्तर से हटा दिए जाते है। जिससे ये इलेक्ट्रॉन्स उच्च उर्जा स्तर तथा निम्न उर्जा स्तर के बराबर के दो फोटोन उत्पन्न कर निम्न उर्जा स्तर में आ जाते है। इस प्रकार फोटोन उत्पन्न करने की प्रक्रिया Stimulated Emission (प्रेरित उत्सर्जन) कहलाती है।Stimulated Emission द्वारा उत्पन्न सभी फोटोन एक ही दिशा में चलते है जिससे उच्च तीव्रता वाला एक प्रकाश पुंज उत्पन्न होता है जिसे Laser Light कहते है। जैसे की निचेर दिखाया गया है :-

लेज़र डायोड के लाभ 

• लेज़र डायोड की दक्षता (Efficiency) ज्यादा होती है। 
• लेज़र डायोड आकार में छोटे होते है। 
• लेज़र डायोड का वजन बहुत कम होता है। 
• लेज़र डायोड लम्बे समय तक कार्य करते है। 
• लेज़र डायोड अन्य डायोड की तुलना में सस्ते होते है। 

लेज़र डायोड के हानि 

• लेज़र डायोड जिस जगह ज्यादा पॉवर की जरुरत पड़ती है वहा के लिए ठीक नहीं होते है। 
• लेज़र डायोड तापमान पर निर्भर करते है। 

लेज़र डायोड के उपयोग 

• लेज़र डायोड का उपयोग लेज़र पॉइंटर में किया जाता है।  
• लेज़र डायोड का प्रयोग Absorption स्पेक्ट्रोमेट्री में किया जाता है। 
• लेज़र डायोड का प्रयोग लेज़र प्रिंटिंग में किया जाता है। 
• लेज़र डायोड का प्रयोग लेज़र स्कैनिंग में किया जाता है। 

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Tunnel Diode क्या होता है?

Tunnel डायोड एक विशेष प्रकार का PN Junction डायोड होता है जिसे Esaki Diode भी कहा जाता है। यह Tunnel Effect पर कार्य करता है इसलिए इसे Tunnel डायोड कहा जाता है। Tunnel Diode में उपयोग किये जाने वाले PN Junction Heavily Doped होते है। 

Tunnel Diode अन्य डायोड के तुलना में बहुत तेजी से कार्य करते है इसलिए इसका उपयोग फ़ास्ट switching वाले विधुत उपकरण (कंप्यूटर ,कैलकुलेटर अदि) में किया जाता है। सामान्य PN Junction डायोड में अशुद्ध पदार्थ (Impurity) की सांद्रता प्रत्येक 10⁸ शुद्ध परमाणु पर एक अशुद्ध पदार्थ का परमाणु होता है। 

जबकि Tunnel Diode में अशुद्ध पदार्थ (Impurity) की सांद्रता प्रत्येक 10³ शुद्ध परमाणु पर एक अशुद्ध पदार्थ का परमाणु होता है। इतना मजबूत डोपिंग की वजह से Tunnel Diode फॉरवर्ड बायस तथा रिवर्स बायस दोनों मोड़ में कार्य करता है। 

Tunnel Diode का Symbol

Tunnel Diode के symbol को नीचे दिखाया गया है। अन्य डायोड की तरह Tunnel डायोड के भी दो टर्मिनल होते है जिसे एनोड तथा कैथोड कहते है।  P टाइप पदार्थ से बना हुआ टर्मिनल ऋण आवेशित इलेक्ट्रॉन्स को अपनी तरफ आकर्षित करता है इसलिए इसे एनोड कहा जाता है जबकि N टाइप पदार्थ से बना हुआ टर्मिनल ऋण आवेशित इलेक्ट्रान उत्सर्जित करता है इसलिए इसे कैथोड कहा जाता है। 

Tunneling Effect क्या होता है?

कोई आवेशित कण जिसकी  गतिज उर्जा  किसी Barrier Potential से कम होने के बावजूद जब उस Barrier Potential को भेद कर पार कर जाता है तब इस प्रभाव को Tunneling effect कहा जाता है। इस effect को लियो एसाकी नाम के वैज्ञानिक ने 1958 में खोजा था। उनके इस खोज के लिए 1973 में नोबेल पुरस्कार भी दिया गया।

Tunnel Diode को कैसे बनाया जाता है?

Tunnel diode का निर्माण hevily doped N तथा P टाइप पदार्थ से बनाया जाता है। P टाइप पदार्थ से बने हुए टर्मिनल को एनोड कहा जाता है जबकि N टाइप पदार्थ से बने हुए टर्मिनल को कैथोड कहा जाता है। N टाइप तथा P टाइप पदार्थ के रूप में गैलियम आर्सेनाइड ,जर्मेनियम तथा गैलियम एंटीमोनाइड का प्रयोग किया जाता है।

जर्मेनियम से बनाए गए Tunnel डायोड में ,डायोड से प्रवाहित होने वाली अधिकतम तथा न्यूनतम विधुत धारा का अनुपात ज्यादा होता है इसलिए Tunnel डायोड के निर्माण के लिए सिलिकॉन के बजाये जर्मेनियम का उपयोग किया जाता है। Tunnel डायोड में उपयोग किये गए P तथा N टाइप पदार्थ की doping अन्य साधारण डायोड की तुलना में 1000 गुणा ज्यादा होता है। 

Tunnel Diode का कार्य सिद्धांत  

Tunnel डायोड का कार्य सिधांत Tunneling प्रभाव निर्भर है। Tunneling अर्द्धचालक पदार्थ में विधुत धारा प्रवाह की घटना है जिसमे आवेश वाहक अपने बीच में पड़ने वाली बाधा (Barrier) जिसे Depletion लेयर कहते है,को लाँघ कर जाने की बजाए उसमे एक सुरंग (Tunnel) बनाकर पार कर जाता है जिससे विधुत धारा का प्रवाह होने लगता है। 

Tunnel Diode कैसे कार्य करता है?

जैसे की हम जानते है की Tunnel diode में प्रयुक्त N तथा P पदार्थ हाइली डोप्ड होते है ,इसी कारन से N तथा P टाइप पदार्थ को आपस में मिलाने पर जो Depletion लेयर बनता है उसकी चौड़ाई बहुत कम होती है। Depletion लेयर की चौड़ाई कम होने की वजह से आवेश वाहक के पास कम उर्जा होने के बाद भी वे depletion लेयर को आसानी से भेद कर पार कर जाते है 

Tunnel डायोड के कार्य करने की प्रक्रिया को दो चरण में समझा जा सकता है (1) जब डायोड पर किसी भी प्रकार का वोल्टेज न आरोपित किया गया हो (2) जब डायोड के दोनों टर्मिनल के बीच वोल्टेज आरोपित किया गया हो। 

(1) जब डायोड पर किसी भी प्रकार का कोई वोल्टेज आरोपित नहीं किया गया हो 

जब डायोड के दोनों टर्मिनल के बीच किसी भी प्रकार का कोई वोल्टेज आरोपित नहीं होता है उस दशा में N क्षेत्र का चालन बैंड (Conduction Band) तथा P क्षेत्र का संयोजी बैंड (Valence Band) एक दुसरे के ऊपर चढ़े हुए (Overlap) होते है जिससे दोनों की उर्जा स्तर सामान होता है। चूँकि Depletion लेयर की चौड़ाई बहुत कम होती है इसलिए वातावरण के तापमान में वृद्धि के कारण कुछ इलेक्ट्रॉन्स N क्षेत्र से निकलकर P क्षेत्र में चले जाते है तथा कुछ होल्स P क्षेत्र से निकलकर N क्षेत्र में चले जाते है। चूँकि P तथा N क्षेत्र में होल्स तथा इलेक्ट्रॉन्स की संख्या सामान होती है इसलिए बिना किसी वोल्टेज पर डायोड से किसी भी प्रकार विधुत धारा प्रवाहित नहीं होता है। 

(2) जब डायोड पर  वोल्टेज आरोपित  किया गया हो 

जब डायोड के दोनों टर्मिनल के बीच उसके barrier Potential से कम का वोल्टेज (Forward Voltage) आरोपित किया जाता है तब भी डायोड से  विधुत धारा का प्रवाह नहीं होता है लेकिन आरोपित क्षीण वोल्टेज के कारण कुछ इलेक्ट्रान N क्षेत्र के चालन बैंड से निकलकर  पतले Depeltion लेयर को पार करते हुए P क्षेत्र के संयोजी बैंड में चले जाते है जिससे डायोड से एक क्षीण करंट का प्रवाह देखने को मिलता है। 

जब आरोपित फॉरवर्ड वोल्टेज का मान Barrier Potential से थोडा सा ज्यादा होता है तब डायोड से ज्यादा  मात्रा में विधुत धारा प्रवाह होने लगता है क्योकि चालन बैंड तथा संयोजी बैंड एक दुसरे के समांतर हो जाते है। जिससे आवेश वाहक इलेक्ट्रॉन्स की उर्जा इतनी ज्यादा हो जाती है की वे depletion लेयर को आसानी से सुरंग बनाकर पार कर जाते है। इस दशा में डायोड से प्रवाहित विधुत धारा, आरोपित वोल्टेज (V_p) के एक मान पर अपने शिखर मान(Peak Value) को प्राप्त करता है। जिसे द्वारा I_p सूचित किया जाता है। 

आरोपित फॉरवर्ड वोल्टेज का (V_p)  से ज्यादा आगे बढाने पर  चालन बैंड (Conduction Band) तथा संयोजी बैंड (Valence Band) एक दुसरे पर पुनः चढ़ने (Overlap) लगते है जिससे डायोड से प्रवाहित होने वाली विधुत धारा  का मान कम होने लगता है। प्रवाहित होने वाली विधुत धारा कम होते हुए अपने एक न्यूनतम मान(Minimum Value) को प्राप्त करता है  जिसे Valley Current कहा जाता है। Valley Current प्राप्त करने बाद जब दुबारा फॉरवर्ड वोल्टेज को बढाया जाता है तब दुबारा  चालन बैंड तथा संयोजी बैंड एक दुसरे  के समांतर हो जाते है और इस दशा में डायोड से विधुत धारा का प्रवाह एक सामान्य डायोड की तरह होने लगता है। 

Tunnel Diode के लाभ 

• अन्य डायोड की तुलना में Tunnel डायोड में विधुत उर्जा की हानि कम होती है। 
• यह अन्य डायोड की तुलना में सस्ता होता है। 
• अन्य डायोड की तुलना में टनल डायोड का उपयोग करना आसान होता है। 
• टनल डायोड High Switching प्रोवाइड करता है। 

Tunnel Diode के हानि 

• टनल डायोड में आउटपुट वोल्टेज स्विंग करता है। 
• चूँकि टनल डायोड दो टर्मिनल वाला इलेक्ट्रॉनिक्स डिवाइस है इसलिए इसके इनपुट तथा आउटपुट को अलग से मेन्टेन नहीं किया जा सकता है। 

Tunnel Diode के उपयोग 

• इसका उपयोग कंप्यूटर में किया जाता है। 
• इसका उपयोग Oscillator में किया जाता है। 
• इसका उपयोग एम्पलीफायर में किया जाता है। 

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इलेक्ट्रिकल अर्थिंग क्यों की जाती है?

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 इलेक्ट्रिकल अर्थिंग क्या होता है?

कम प्रतिरोध वाले तार की मदद से विधुत उर्जा (Electrical Energy) के तत्काल निर्वहन को सीधे पृथ्वी तक स्थान्तरित करने की प्रक्रिया इलेक्ट्रिकल अर्थिंग कहलाती है। विधुत उपकरण के बाहरी भाग जो  विधुत उपकरण को सुरक्षा प्रदान करते  है ,को किसी चालक द्वारा  सीधे पृथ्वी से जोड़कर  अर्थिंग  की जाती है। जैसे की निचे के चित्र में दिखाया गया है :-

अर्थिंग क्यों किया जाता है?

अर्थिंग से विधुत उपकरण सुरक्षित हो जाते है। अर्थात अर्थिंग करने का मुख्य उदेश्य विधुत उपकरण के साथ साथ उसके संपर्क में आने वाली जीव जंतु सुरक्षित करना है। किसी कारण से जब विधुत उपकरण का इंसुलेशन टूट जाता है तब उपकरण के सर्किट से विधुत धारा का प्रवाह उपकरण के फ्रेम में होने लगता है जिससे उपकरण में लगे दुसरे भाग ख़राब हो जाते है। इसके अतिरिक्त यदि कोई जीव जंतु जब इसको छूता है तब उसे विधुत का झटका लग जाता है। परन्तु जब उपकरण को चालक के मदद से पृथ्वी से जोड़ दिया जाता है तब यह विधुत धारा चालक की मदद से पृथ्वी में चली जाती है जिससे विधुत उपकरण सुरक्षित हो जाते है और इसको छूने पर विधुत का झटका भी नहीं लगता है। 

Electrical Earthing कितने  प्रकार की होती है?

किसी भी विधुत उपकरण में दो ऐसे भाग होते है जिसमे किसी भी प्रकार का विधुत धारा प्रवाहित नहीं होता है। उनमे से एक उस विधुत उपकरण का फ्रेम होता है और दूसरा उस विधुत उपकरण के आंतरिक सर्किट का न्यूट्रल बिंदु (Neutral Point) होता है। इन दोनों को पृथ्वी से जोड़ने के आधार पर इलेक्ट्रिकल अर्थिंग को दो भागो में विभाजित किया जा सकता है :-

• न्यूट्रल अर्थिंग (Neutral Earthing)
• उपकरण अर्थिंग (Equipment Earthing)

न्यूट्रल अर्थिंग क्या होती है?

इस प्रकार के अर्थिंग में सर्किट के न्यूट्रल पॉइंट को कम प्रतिरोध वाले चालक के मदद से सीधे पृथ्वी से जोड़ दिया जाता है। इस प्रकार की अर्थिंग वैसे विधुत उपकरण में की जाती है जिनमे स्टार कनेक्शन किया हुआ होता है। जैसे थ्री फेज वाले ट्रांसफार्मर और मोटर जिनमे स्टार वाइंडिंग की हुई होती है। 

उपकरण अर्थिंग क्या होती है?

इस प्रकार के अर्थिंग में विधुत उपकरण के फ्रेम जो कि किसी धातु के बने होते है , को कम प्रतिरोध वाले चालक के मदद से सीधे पृथ्वी से जोड़ दिया जाता है। यदि किसी कारण से विधुत उपकरण में शोर्ट सर्किट होता है और विधुत धारा उपकरण के बाहरी फ्रेम में चलने लगती है तब वह विधुत धारा चालक से होते हुए पृथ्वी में चली जाएगी जिससे विधुत उपकरण सुरक्षित हो जायेगा। जैसे की निचे दिखाया गया है। 

Electrical अर्थिंग के महत्व 

• इलेक्ट्रिकल अर्थिंग करने से शोर्ट सर्किट करंट से सुरक्षा होती है। 
• इंसुलेशन टूटने के बाद जो शोर्ट सर्किट करंट होते है उसे प्रवाहित होने के लिए आसान रास्ता मिल जाता है। 
• अर्थिंग हाई वोल्टेज  तथा Surge वोल्टेज से सुरक्षा प्रदान करता है। 

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Difference between Frequency and Time Period In Hindi - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

आवर्त कल तथा आवृति में अंतर 

Time Period जिसे हिंदी में आवर्त काल तथा Frequency जिसे हिंदी में आवृति कहते है, तरंग (Wave) से संबंधित दो महत्वपूर्ण पैरामीटर है। Time Period तथा Frequency दोनों एक दुसरे के विपरीत अर्थ वाले पैरामीटर है। किसी तरंग के लिए एक पूर्ण Cycle पूरा करने में जो समय लगता है उसे Time Period अर्थात आवर्त काल कहा जाता है। इसके  विपरीत तरंग द्वारा एक सेकंड में लगाये गए पुरे चक्कर की संख्या(Number of Cycle) को frequency अर्थात आवृति कहते है। 

किसी माध्यम में उत्पन्न विक्षोभ (Disturbance) जो अपने साथ उर्जा तथा संवेग या इनमे से किसी एक को एक स्थान से दुसरे स्थान तक स्थांतरित (Transfer) करता है तब उसे तरंग (Wave) कहा जाता है। यदि कोई वस्तु किसी एक बिंदु के आगे पीछे एक निश्चित समय अंतराल के बाद अपने गति को दुहराती रहती है तब इस प्रकार के गति को आवर्त गति कहा जाता है। 

प्रत्येक प्रकार के तरंग (Wave) की गति आवर्त होती है। किसी तरंग की पूर्ण व्याख्या करने के लिए ,तरंग से सम्बंधित पैरामीटर जैसे आयाम (Amplitude),आवृति (Frequency),तरंग दैर्ध्य (Wavelength) ,आदि की जानकारी होना अति आवश्यक होता है। इन सभी पैरामीटर में आवृति तथा आवर्त काल दो ऐसे पैरामीटर है जिसमे लोग अंतर स्पष्ट रूप से समझ नहीं पाते है।

आवर्त काल की परिभाषा (Definition of Time Period )

आवर्त गति में घूम रही किसी वस्तु द्वारा एक चक्कर पूरा करने में जो समय लगता है उसे आवर्त काल कहा जाता है। इसे अंग्रेजी के बड़े अक्षर T द्वारा निर्देशित किया जाता है। इसका SI मात्रक सेकंड होता है।

जैसे सूर्य के चारो तरफ चक्कर लगाती पृथ्वी, आवर्त गति में घूम रही रही है और यह सूर्य का एक चक्कर पुरे एक वर्ष में पूरा करती है। इसलिए इसकी आवर्त काल एक साल होगा। अर्थात पृथ्वी के लिए आवर्त काल T = एक वर्ष = 365 दिन = 365x24x 60x60 सेकंड होगा।

यदि कोई वस्तु किसी वृताकार पथ पर घूम रही है और प्रत्येक 5 सेकंड में 10 चक्कर लगाती है। अतः वस्तु द्वारा एक चक्कर लगाने में लगा समय वस्तु का आवर्त काल होगा।

आवर्त काल = T

अतः वस्तु का आवर्त काल = 0.5 s है इसका मतलब हुआ की प्रत्येक 0.5 सेकंड के बाद वस्तु अपने गति को दुहरा (repeat) कर रही है।

आवृति की परिभाषा (Definition of Frequency)

आवर्त गति में घूम रही किसी वस्तु द्वारा एक सेकंड में लगाए गए कुल चक्करों की संख्या आवृति कहलाती है। । इसे अंग्रेजी के छोटे अक्षर f द्वारा निर्देशित किया जाता है। इसका SI मात्रक cycles प्रति सेकंड होता है। जिसे हर्ट्ज़ कहते है और इसे Hz लिखा जाता है।

जैसे की ऊपर की उदहारण में हमने देखा की वृताकार पथ पर घूम रही वस्तु प्रत्येक 5 सेकंड में वृताकार पथ का 10 चक्कर लगाती है। अतः यदि वस्तु की frequency f हो तब

f = (कुल चक्कर की संख्या) / (लगा हुआ समय)

अर्थात इसका मतलब हुआ की वस्तु प्रत्येक एक सेकंड में वृताकार पथ पर दो चक्कर लगा रही है। 

आवृति तथा आवर्त काल में संबंध 

तरंग के आवृति तथा आवर्त काल दोनों अलग अलग राशि है परन्तु इन दोनों एक दुसरे से संबंधित है। यदि आवर्त काल को T तथा आवृति को f द्वारा निर्देशित किया जाए तब इनके बीच के संबंध को निम्न तरीके से लिखा जा सकता है। 

या 

इन दोनों संबंध के मदद से किसी एक पैरामीटर के मदद से दुसरे को ज्ञात किया जा सकता है। जैसे यदि किसी वस्तु का आवर्त काल T = 0.2 सेकंड है तो इसकी आवृति ज्ञात कीजिये। 

इस प्रश्न में दिया गया है की आवर्त काल T = 0.2 सेकंड

माना की वस्तु की आवृति f है तब दिए गए दुसरे फार्मूला से 

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 DC मोटर क्या होता है?

डीसी मोटर एक इलेक्ट्रिकल मशीन  है जो डीसी विधुत उर्जा (Electrical Energy) को यांत्रिक उर्जा (Mechanical Energy) में परिवर्तित करता है। डीसी मोटर का उपयोग लिफ्ट ,वाशिंग, मशीन आदि में किया जाता है। डीसी मशीन की controlling ,AC मशीन से आसन होता है इसलिए डीसी मशीन  का उपयोग भी बहुत किया जाता है। 

DC मोटर के पार्ट्स 

डीसी मोटर को बनाने के लिए विभिन्न प्रकार के अलग अलग पुरजो को जरुरत पड़ती है। डीसी मशीन के महत्वपूर्ण  पार्ट्स निम्न है :-

• स्टेटर (Stator)
• रोटर (Rotor)
• योक (Yoke)
• पोल (Poles)
• फील्ड वाइंडिंग (Field windings)
• आर्मेचर वाइंडिंग (Armature windings)
• कम्यूटेटर (Commutator)
• ब्रश (Brushes)

स्टेटर  तथा रोटर क्या होता है?

स्टेटर डीसी मोटर का static अर्थात न घूमने वाला भाग या हिस्सा होता है। इसके विपिरत रोटर डीसी मोटर का घुमने वाला भाग होता है। दोनों को बनाने के लिए उच्च किस्म के मिश्र धातु का प्रयोग किया जाता है। 

योक क्या होता है?

Imge source:www.electrical4u.com

योक डीसी मोटर के स्टेटर का भाग होता है। यह कास्ट आयरन से बनाया जाता है। योक मोटर के आंतरिक भाग को सुरक्षा प्रदान करता है। अर्थात यह मोटर का ढाचा होता है। योक के आंतरिक भाग में ही स्लॉट होते है जिसमे फील्ड वाइंडिंग को रखा जाता है। 

डीसी मोटर में पोल क्या होता है?

पोल या चुम्बकीय पोल डीसी मोटर के  स्टेटर के आंतरिक भाग में होते है। पोल पर मैग्नेटिक फील्ड वाइंडिंग को लगाया जाता है। पोल स्टील के (1 - 1.5) mm मोटी पत्ती को लैमिनेट कर बनाया जाता है। पोल फील्ड वाइंडिंग में उत्पन्न हुए चुम्बकीय फ्लक्स को प्रवाहित होने के लिए रास्ता तैयार करता है।

पोल के दो भाग होते है जिन्हें पोल कोर (Pole Core ) तथा पोल शू (Pole Shoe) कहा जाता है। पोल कोर का अनुप्रस्थ क्षेत्रफल बहुत कम होता है और इसका मुख्य कार्य पोल शू को योक से जोड़ कर रखना होता है। 

इसके अतिरिक्त पोल शू का अनुप्रस्थ क्षेत्रफल ज्यादा होता  है और इसका मुख्य कार्य मैग्नेटिक फील्ड वाइंडिंग  में उत्पन्न चुम्बकीय फ्लक्स को सामान रूप से स्टेटर तथा रोटर के बीच  मौजूद Air Gap में फैलाना होता है।

फील्ड वाइंडिंग क्या होता है? 

डीसी मोटर के स्टेटर तथा रोटर के बीच चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए ,पोल कोर पर वाइंडिंग की जाती है। इस वाइंडिंग को ही फील्ड वाइंडिंग कहा जाता है। डीसी  मोटर में यदि चुम्बकीय क्षेत्र  को उत्पन्न न किया जाये तो मोटर घूमेगा ही नहीं। 

आर्मेचर वाइंडिंग क्या होता है?

डीसी मोटर के रोटर पर उसके लम्बाई के अनुदिश खांचे बनाये गए होते है। इन खांचो में एलुमिनियम या कॉपर के पतले तार को डाला जाता है। इस प्रकार प्रत्येक खांचे में बहुत सारे तार को डाल कर एक प्रकार की वाइंडिंग  बनाई जाती है जिसे आर्मेचर वाइंडिंग कहते है।

साधारण भाषा में रोटर के ऊपर लगाये गए वाइंडिंग को आर्मेचर वाइंडिंग कहते है। यह आर्मेचर वाइंडिंग जब चुंबकीय फ्लक्स से इंटरैक्ट करता है तब इसमें emf उत्पन्न हो जाता है जिससे इसमें एक विधुत धारा का प्रवाह होने लगता है और इस विधुत धारा के कारण रोटर पर एक बल आघूर्ण कार्य करने लगता है जिससे मोटर घुमने लगता है। 

कम्यूटेटर क्या होता है?

डीसी मोटर में कम्यूटेटर रोटर के घूर्णन अक्ष पर बाहर से लगाया जाता है। चूँकि रोटर लगातार घूमता रहता है इसलिए इसके वाइंडिंग का स्थान भी लगातार बदलता रहता है इसलिए रोटर के वाइंडिंग में प्रवाहित विधुत धारा की दिशा भी बदलती जाएगी। रोटर के वाइंडिंग में प्रवाहित विधुत धारा की दिशा नियत बनाये रखने के लिए कम्यूटेटर का प्रयोग किया जाता है।  

ब्रश क्या होता है ?

ब्रुश का कार्य कम्यूटेटर में  विधुत धारा को  बाहरी परिपथ से भेजना होता है। ब्रुश कॉपर तथा कार्बन पदार्थ के बनाए जाते हैं परंतु अधिकतर ब्रुश कार्बन के बने होते हैं क्योंकि कॉपर की अपेक्षा कार्बन का प्रतिरोध बहुत अधिक होता है जिसके कारण इसमें स्पार्क(spark) होने की संभावना कम होती है।

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 V-I Characteristics क्या होता है?

रिवर्स या फॉरवर्ड बायस में आरोपित वोल्टेज के कारण ,डायोड से प्रवाहित होने वाली विधुत धारा तथा वोल्टेज के बीच के सम्बंध को एक ग्राफ द्वारा दिखाया जाता है। इस प्रकार ग्राफ द्वारा वोल्टेज तथा डायोड करंट को दिखाना डायोड का VI characteristics कहलाता है। जैसा की निचे   दिखाया गया है 

जहाँ  

 I_f = फॉरवर्ड बायस करंट 

V_f = फॉरवर्ड बायस वोल्टेज 

V_R = रिवर्स बायस वोल्टेज 

Forward Bias क्षेत्र 

जब डायोड को फॉरवर्ड बायस मोड में जोड़ा जाता है तब अचानक से डायोड से विधुत धारा का प्रवाह नहीं होने लगता है। डायोड के दोनों टर्मिनल के बीच आरोपित वोल्टेज का मान जब तक Barrier Potential से ज्यादा नहीं हो जाता है तब तक डायोड से विधुत धारा का प्रवाह नहीं होता है। Barrier Potential को ऊपर के ग्राफ में बिंदु A द्वारा दिखाया गया है।  

जब दोनों टर्मिनल के बीच आरोपित वोल्टेज का मान Barrier पोटेंशियल से ज्यादा होता है तब डायोड से विधुत धारा का मान अचानक से बढ़ जाता है और प्रवाहित होने लगता है। इसके बाद Forward वोल्टेज में थोड़ी से बढ़ोतरी होने पर विधुत धारा में बहुत ज्यादा बढ़ोतरी होती है। 

डायोड के दोनों टर्मिनल के बीच मौजूद फॉरवर्ड वोल्टेज का वह मान जिस पर डायोड से विधुत धारा का प्रवाह प्रारंभ हो जाता है उस वोल्टेज के मान को Cut In Voltage कहा जाता है। 

Reverse Bias क्षेत्र 

जब डायोड को रिवर्स बायस मोड में जोड़ा जाता है तब PN जंक्शन पर मौजूद Depletion layer की चौड़ाई बढ़ने लगती है जिससे Depletion लेयर के दोनों तरफ मौजूद आवेश वाहक (Charge Carrier) PN Junction से दूर भागने लगते है इसी कारन रिवर्स बायस में डायोड से विधुत धारा का प्रवाह नहीं होता है। 

लेकिन यदि डायोड के दोनों टर्मिनल के बीच मौजूद रिवर्स वोल्टेज को लगातार बढ़ाते रहे तब एक समय बाद डायोड से विधुत धारा का प्रवाह होने लगता है। इस रिवर्स वोल्टेज को Reverse Breakdown Voltage कहते है।   के ग्राफ में रिवर्स ब्रेक डाउन वोल्टेज को बिंदु B द्वारा दिखाया गया है। 

वोल्टेज का वह मान जिस पर रिवर्स बायस मोड में डायोड से विधुत धारा का प्रवाह होने लगता है ,वोल्टेज का यह मान  Reverse Breakdown Voltage कहलाता है। 

सामान्यतः कोई भी डायोड रिवर्स मोड में कार्य नहीं करता है क्योकि डायोड को रिवर्स बायस मोड में जोड़ने पर ,जब डायोड का जंक्शन टूटता है तब बहुत ही ज्यादा मात्रा में उष्मीय उर्जा उत्पन्न होता है। इस उष्मीय उर्जा के कारण डायोड जल जाता है। रिवर्स मोड में कार्य करने के लिए कुछ विशेष प्रकार के डायोड बनाये जाते है जिन्हें जेनर डायोड कहा जाता है। 

डायोड के VI Characteristics से मिलने वाली जानकारी  

डायोड का अध्ययन करते समय उसके VI Characteristics की जरुरत पड़ती है। इससे हमें डायोड से सम्बंधित निम्न जानकारी प्राप्त होती है :-

• डायोड के Cut InVoltage की जानकारी प्राप्त होती है। 
• Breakdown Voltage की जानकारी प्राप्त होती है। 
• फॉरवर्ड वोल्टेज तथा फॉरवर्ड करंट की मदद से डायोड की फॉरवर्ड Resistance को ज्ञात किया जा सकता है  

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 Capacitive Load क्या होता है?

कोई भी इलेक्ट्रिकल डिवाइस जिसमे कुछ Capacitance होता है वह Capacitive लोड की श्रेणी में आता है। Inductive लोड की तरह Capacitive लोड भी विधुत उर्जा को स्टोर करते है। Capacitive लोड अपने संचालन के वक्त Active Power को Consume करते है और Reactive Power उर्जा श्रोत को वापस करते है। Capacitive लोड पर जब प्रत्यावर्ती विधुत धारा आरोपित किया जाता है तब Capacitive load वोल्टेज परिवर्तन (Rate of Change of Voltage) का विरोध करता है। जिससे Alternating Current, Voltage से 90 डिग्री आगे निकल जाता है अर्थात Capacitive लोड में Electric Current आरोपित वोल्टेज को Lead करता है। 

Capacitive Load में वोल्टेज तथा करंट का Waveform

जैसे की हमने ऊपर बताया की Capacitive लोड में आरोपित वोल्टेज ,प्रत्यावर्ती विधुत धारा (AC) से 90 डिग्री पिछड़ जाता है। अर्थात Capacitive Load के विधुत धारा तथा वोल्टेज के लिए Waveform बनाते समय Current को वोल्टेज से 90 आगे दिखाया जाता है जैसे की नीचे के चित्र में दिखाया गया है:-

ऊपर दिए गए waveform  से ज्ञात होता है की जब Capacitive लोड में आरोपित वोल्टेज का मान शून्य या न्यूनतम होता है उस वक्त लोड से प्रवाहित होने वाली विधुत धारा का मान अधिकतम होता है। Inductive लोड की तरह Capacitive load भी आधे समय अन्तराल (half Time Period) के लिए विधुत उर्जा श्रोत (जनरेटर आदि ) से विधुत उर्जा ग्रहण करता है और अगले आधे समय अन्तराल के लिए विधुत उर्जा श्रोत को विधुत उर्जा वापस करता है। Capacitve तथा Inductive Load में अंतर बस इतना होता है की Capacitve लोड विधुत उर्जा Electric field के रूप में स्टोर करता है जबकि Inductive load विधुत उर्जा को Magnetic Field के रूप में स्टोर करता है। 

Capacitive load के उदाहरण 

Capacitve लोड के कुछ उदाहरण निम्न है ;-

• रेडियो सर्किट 
• सिंक्रोनस मोटर 
• कैपेसिटर बैंक 
• टीवी पिक्चर tube 
• मोटर स्टार्टर सर्किट 

Capacitive load पॉवर फार्मूला 

Capacitve लोड द्वारा उपभोग किये पॉवर को निम्न सूत्र द्वारा ज्ञात किया जाता है :-

P  = V_rmsI_rmsCosф

जहाँ 
P = पॉवर 
V_rms= आरोपित वोल्टेज 
I_rms= प्रवाहित विधुत धारा 
Cosф = लोड का पॉवर फैक्टर 

Capacitive लोड का उपयोग 

• Inductive लोड को संतुलित करने के लिए 
• पॉवर फैक्टर बढाने के लिए 

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Inductive load क्या होता है?

Inductive load ऐसे लोड होते है जो Reactive Power का उपभोग(Consume) करते है क्योकि Inductive load के कंडीशन में आरोपित विधुत धारा ,आरोपित वोल्टेज से पिछड़(lag) जाता है। Inductive load में जब AC वोल्टेज आरोपित किया जाता है तब ये अपने चारो तरफ एक चुम्बकीय क्षेत्र (Magnetic Field) उत्पन्न कर लेते है। Inductive load को बनाने के लिए Coil का उपयोग किया जाता है। 

Inductive load का Waveform

जैसा  हमने ऊपर बताया की जब Inductive load को AC वोल्टेज से जोड़ा जाता है तब लोड में प्रवाहित होने वाली विधुत धारा आरोपित वोल्टेज से  90 डिग्री पिछड़ जाता है। अर्थात Inductive लोड के Waveform को बनाते समय वोल्टेज के Waveform को  करंट के Waveform से 90 डिग्री आगे दिखाया जाता है।  जैसे की निचे के चित्र में दिखाया गया है:-

ऊपर दिए गए Waveform डायग्राम से यह ज्ञात होता है की Inductive load में जब आरोपित वोल्टेज का मान (Value) अधिकतम होता है उसी वक्त लोड से प्रवाहित होने वाली विधुत धारा का मान न्यूनतम होता है। Inductive लोड आधे समय के लिए विधुत उर्जा श्रोत (जनरेटर आदि) से विधुत उर्जा ग्रहण करते है तथा अगले आधे समय में विधुत उर्जा श्रोत को विधुत उर्जा वापस करते है अर्थात Inductive load आधे समय के लिए लोड की तरह कार्य करते है तथा अगले आधे समय के लिए विधुत उर्जा श्रोत की तरह कार्य करते है। Inductive load के इस व्यावहार की वजह से inductive load से आवाज़ निकलती है। 

Inductive load में विधुत धारा क्यों पिछड़ (Lag) जाती है?

Inductive load में विधुत धारा की पिछड़ने की मुख्य वजह लोड का चुम्बकित(magnetize) होना है। Inductive load को जब AC वोल्टेज श्रोत से जोड़ा जाता है तब उसमे विधुत का प्रवाह होने लगता है और इस विधुत धारा की वजह से लोड चुम्बकित होने लगता है जब तक लोड पूर्ण रूप से चुम्बकित नहीं हो जाता तब उससे आगे विधुत धारा प्रवाहित नहीं होता है और इसी समय अन्तराल में आरोपित वोल्टेज अपने अधिकतम मान को प्राप्त कर लेता है। 

Inductive load द्वारा उपभोग किया गया Electric Power 

यदि आरोपित वोल्टेज = V = V₀Sin(ωt)

आरोपित विधुत धारा  = I = I₀ Sin(ωt - 90)

तब खपत की गयी विधुत शक्ति  P 

P = V x I

P = [ V₀Sin(ωt) ] [I₀ Sin(ωt - 90)]

P = - [ V₀I₀ Sin(ωt)Cos(ωt)]

P = - (1/2) [ V₀I₀ Sin(ωt)Cos(ωt)]

P = (1/2) [ V₀I₀ Sin(2ωt)]

P = - (1/2) [ V₀I₀ Sin(2ωt)]

P = - [(1/2) V₀I₀ ] Sin(2ωt)

एक पुरे चक्र के लिए औसत पावर P 

P = - [(1/2) V₀I₀ ] Sin(2ωt) = P = - [(1/2) V₀I₀] (0 )  [ चूँकि Sinx का औसत मान शून्य होता है ]

P  = 0 

अर्थात एक  Pure Inductive load  पुरे एक समय अंतराल में किसी भी प्रकार के विधुत ऊर्जा का उपभोग नहीं करता है। 

यदि सर्किट से जुड़े लोड में विधुत धारा आरोपित वोल्टेज से 90 से कम किसी कोण (Ө)  से पिछड़े  तब लोड का पावर फैक्टर PF  = CosӨ होगा  इस परिस्थिति में लोड द्वारा उपयोग किया गया विधुत शक्ति P  निम्न फार्मूला द्वारा ज्ञात किया जायेगा 

P = V_rms I_rms CosӨ

Inductive  load  के उदाहरण 

Inductive लोड  के उदाहरण निम्न है :-

• इलेक्ट्रिक मोटर 
• विधुत बल्ब चौक 
• ट्रांसफार्मर 
• पंखा 
• वाशिंग मशीन 

Inductive load के गुण 

Inductive लोड के गन निम्न है :-

• Inductive लोड का पावर फैक्टर एक से कम होता है। 
• Inductive लोड का पावर फैक्टर lagging  होता है। 
• Inductive में करंट तथा वोल्टेज Out of फेज  है। 

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यदि हम Electrical load को load के Nature के आधार पर विभाजित करे तो हम इसे तीन भागो में विभाजित कर  सकते है। इस ब्लॉग पोस्ट में हम तीनो प्रकार के इलेक्ट्रिकल लोड के बारे में जानेंगे। विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रिकल लोड के बारे में जानने से पहले हम जानते है की इलेक्ट्रिकल लोड होता क्या है:-

Electrical load क्या होता है?

अगर सरल भाषा में बोले तो कोई भी उपकरण या मशीन जो विधुत उर्जा का उपभोग कर कुछ कार्य करता है उसे हम विधुत लोड (Electrical Load) कहते है। जैसे इलेक्ट्रिक बल्ब,टीवी, रेफ्रीजिरेटर,कूलर ,पंखा ,मोटर आदि सभी इलेक्ट्रिकल लोड के श्रेणी में आते है क्योकि ये सभी विधुत उर्जा द्वारा संचालित होते है। यदि हम इलेक्ट्रिकल लोड को उसके प्रकृति के आधार पर वर्गीकृत करे तब इसे हम तीन भागो में विभाजित कर सकते है:-

• Resistive Load
• Inductive Load
• Capacitive Load 

Resistive load क्या होता है?

Resistive load ऐसे इलेक्ट्रिकल  लोड होते है जो विधुत उर्जा श्रोत से केवल विधुत उर्जा ग्रहण करते है और उसे उर्जा के अन्य रूप में परिवर्तित करते है। ये विधुत उर्जा श्रोत को किसी भी प्रकार से विधुत उर्जा वापस नहीं भेजते है। Resistive लोड केवल Active Power का उपभोग करते है। Resistive लोड के वोल्टेज तथा करंट के Waveform एक ही फेज में होते है। अर्थात इसका मतलब यह हुआ की करंट तथा वोल्टेज दोनों एक ही साथ अपने शिखर मान (Peak Value)  तथा न्यूनतम मान को ग्रहण करते है। जैसे की निचे के चित्र में दिखाया गया है। 

चूँकि Resistive लोड में करंट तथा वोल्टेज एक ही फेज में होते है जिसका मतलब यह हुआ की करंट तथा वोल्टेज के बीच किसी भी प्रकार का कालांतर (Phase Difference) नहीं होता है अर्थात (Φ = 0 डिग्री) इसलिए Resistive Load के लिए पॉवर फैक्टर P का मान 

 P = CosΦ = Cos(0) = 1

Resistive load के लिए Power Factor का मान एक होता है जो की बहुत बढ़िया है। 

Resistive load के उदाहरण

• विधुत बल्ब 
• हीटर 
• अन्य दुसरे विधुत उर्जा उत्पन्न करने वाले विधुत उपकरण 

Resistive Load के गुण

• ये केवल Active Power का उपयोग करते है। 
• इनमे करंट तथा वोल्टेज के Waveform एक ही फेज में होते है। 
• इसकी पॉवर फैक्टर हमेशा एक होता है। 
• ये संचालन के वक्त शोर (Noise) नहीं करते है।
• इनमे विधुत उर्जा का बहाव हमेशा विधुत उर्जा श्रोत से लोड के तरफ होता है। 
• ये विधुत उर्जा को स्टोर नहीं करते है। 

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