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Laws of illumination in hindi : प्रकार .सूत्र तथा व्याख्या - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

प्रदीपन का नियम क्या है?

किसी विशेष क्षेत्र में प्रकाश के तीव्रता के स्तर को प्रदीपन कहा जाता है। इसे अंग्रेजी में Illumination कहा जाता है। प्रकाश हमारे चारो तरफ फैले हुए खुबसूरत दुनिया देखने में आँखों की मदद करता है। लेकिन हमारे आँखे प्रकाश उर्जा के कुछ ही भाग को सुगमता से देख पाती है। जब किसी विशेष क्षेत्र में प्रकाश उर्जा का स्तर बढ़ जाता है तब उस क्षेत्र में रखी हुई वस्तुओ को देखने में कठिनाई होने लगती है। इसलिए यह जरुरी बन जाता है की उस विशेष क्षेत्र में प्रकाश उर्जा का स्तर इतना रहे की देखने में किसी भी प्रकार की कठिनाई न हो। प्रकाश श्रोत से उत्पन्न होने वाली प्रकाश की तीव्रता को दो प्रकार के नियम से समझा जा सकता है। ये दोनों नियम निम्न है :-
  • व्युत्क्रम वर्गों का नियम (The Inverse Square Law of Illuminance)
  • लैम्बर्ट का कोसाइन नियम (Lambert’s Cosine Law Law of Illuminance)

व्युत्क्रम वर्गों का नियम (The Inverse Square Law of Illuminance)

यदि एक खोखले गोले के केंद्र पर प्रकाश श्रोत को रख दिया जाए तब इससे उत्पन्न होने वाली प्रकाश उर्जा सामान रूप से गोले के आंतरिक भाग के सतह पर वितरित होगी। अर्थात सतह पर प्रकाश उर्जा की तीव्रता एक सामान होगी। अर्थात गोले के सतह का प्रत्येक वर्ग मीटर सामान मात्रा में प्रकाश उर्जा ग्रहण करेगा। यदि गोले की त्रिज्या को बढ़ा दिया जाए तब वही प्रकाश उर्जा की मात्रा एक बड़े क्षेत्रफल पर सामान रूप से वितरित होगी और यह गोले के त्रिज्या के वर्ग का समानुपाती होगा। जैसे जैसे त्रिज्या को बढाया जायेगा वैसे वैसे प्रत्येक वर्ग इकाई क्षेत्रफल पर पड़ने प्रकाश उर्जा की तीव्रता त्रिज्या के वर्ग  के व्युत्क्रमानुपात (Inversely Proportional) में घटता जायेगा। जैसे जैसे हम किसी प्रकाश श्रोत से दूर होते जाते है वैसे वैसे प्रकाश श्रोत धुधला दिखाई देने लगता है। किसी स्थान पर पड़ने वाली प्रकाश के तीव्रता में होने वाली इस प्रकार के परिवर्तन को ही Inverse Square Law of Illumination के नाम से जाना जाता है। यह किसी भी प्रकार के क्षेत्रफल के लिए लागु होता है। जैसे की निचे के चित्र में दिखाया गया है। 
ऊपर दिए गए चित्र में एक प्रकाश श्रोत बिंदु S पर स्थित है। इस बिंदु से r1तथा r2की दूरी पर क्रमशः A1तथा A2 दो क्षेत्र स्थित है जो प्रकाश श्रोत पर ω घन कोण बनाते है। माना की प्रकाश श्रोत से उत्पन्न होने वाली प्रकाश उर्जा की तीव्रता I है। तब प्रकाश श्रोत द्वारा उत्पन्न 
कुल Luminous Flux = Iω तथा 
A1= ωr12

अतः पहले वाले क्षेत्र A1पर illumination E1

E_{1}= \frac{I\omega }{A_{1}}
E_{1}= \frac{I\omega }{\omega r_{1}^{2}}
E_{1}= \frac{I }{ r_{1}^{2}}
E_{1}\propto \frac{1 }{ r_{1}^{2}}---(1)
दुसरे क्षेत्र का क्षेत्रफल 
A2= ωr22
अतः पहले वाले क्षेत्र A2पर illumination E2
E_{2}= \frac{I\omega }{A_{2}}
E_{2}= \frac{I\omega }{\omega r_{2}^{2}}
E_{2}= \frac{I }{ r_{2}^{2}}
E_{2}\propto \frac{1}{ r_{2}^{2}}---(2)

ऊपर प्राप्त समीकरण (1) तथा (2) से ज्ञात होता है की किसी क्षेत्र पर illumination ,श्रोत से दुरी के वर्ग का व्युत्क्रमानुपाती होता है। अर्थात जैसे जैसे क्षेत्र की दुरी प्रकाश श्रोत से बढ़ती जाएगी वैसे वैसे क्षेत्र धुधला दिखाई देने लगेगा। 

लैम्बर्ट का कोसाइन नियम (Lambert’s Cosine Law Law of Illuminance)

यह नियम वैसे क्षेत्र पर illumination लेवल ज्ञात करने के लिए उपयोग किया जाता है जिस पर प्रकाश श्रोत से निकलने वाली प्रकाश किरण लंबवत न पड़कर तिरछी पड़ती है। कभी कभी ऐसा भी होता है की जिस स्थान पर उजाला करना होता है वह प्रकाश श्रोत से आने वाली किरण के साथ कुछ कोण से झुका हुआ होता है। ऐसे क्षेत्र पर illumination लेवल झुके हुए कोण के कोसाइन के समानुपाती (proportional) होता है। इसे ही लैम्बर्ट का कोसाइन नियम (Lambert’s Cosine Law Law of Illuminance) कहते है। 
lambert Cosine law
जैसे ऊपर के चित्र में ,प्रकाश श्रोत S से कुछ दुरी पर एक पृष्ठ θ से झुका हुआ है। प्रकाश श्रोत से निकलने वाली प्रकाश किरणे ,पृष्ठ पर लंबवत न पड़कर कुछ कोण से पड रही है। यदि प्रकाश श्रोत से पृष्ठ की दुरी को नियत रखते हुए ,पृष्ठ का किरण के साथ लंबवत कम्पोनेंट ACosθ होगा जिसमे A पृष्ठ का कुल क्षेत्रफल है। 

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 ज्योति तीव्रता क्या होता है?

ज्योति तीव्रता किसी प्रकाश श्रोत द्वारा किसी निश्चित दिशा में प्रकाश उत्पन्न करने के क्षमता का माप होता है। दुसरे भाषा में ज्योति तीव्रता प्रकाश श्रोत से किसी दुरी पर स्थित क्षेत्रफल पर प्रकाश फैलने का दर होता है। यह भौतिक राशि है जो  प्रकाश श्रोत के क्षमता को दर्शाता है। जिस प्रकाश श्रोत की ज्योति तीव्रता जितनी अधिक होती है वह उतनी ही ज्यादा मात्रा में प्रकाश उत्पन्न करता है। ज्यादा मात्रा में प्रकाश उत्पन्न होने की वजह से किसी वस्तु को देखने में आसानी होती है और आँख पर ज्यादा दबाव भी नहीं पड़ता है। ज्योति तीव्रता को किताबो में निम्न तरीके से परिभाषित किया जाता है :-
किसी एक निश्चित दिशा में प्रकाश स्रोत के एकांक घन कोण में निकलने वाली ज्योति फ्लक्स  की मात्रा को उस  प्रकाश स्रोत की, उस दिशा में ज्योति तीव्रता कहते हैं।

 ज्योति तीव्रता ज्ञात करने का सूत्र क्या होता है?

ज्योति तीव्रता को अंग्रेजी के बड़े अक्षर I द्वारा इंगित किया जाता है। किसी भी प्रकाश श्रोत का किसी क्षेत्र में ज्योति तीव्रता ज्ञात करने के लिए निम्न दिए गए सूत्र का उपयोग किया जाता है :-
I = \frac{\Delta F}{\Delta\omega }
जहा 
ΔF =  ज्योति फ्लक्स
Δω =  प्रकाश श्रोत द्वारा अंतरित घन कोण (Solid Angle)

 ज्योति तीव्रता का SI मात्रक क्या होता है?

ऊपर दिए गए परिभाषा से ज्ञात होता है की ज्योति तीव्रता किसी प्रकाश श्रोत का गुण है। यह यह एक भौतिक राशि है इसलिए इसका मापन भी बहुत जरुरी है। परिभाषा के अनुसार ज्योति तीव्रता ज्योति फ्लक्स तथा घन कोण का अनुपात होता है। इसलिए इसका मात्रक भी ज्योति फ्लक्स के मात्रक तथा घन कोण के मात्रक का अनुपात होगा 
ज्योति तीव्रता  का मात्रक =  (ज्योति फ्लक्स)/(घन कोण का मात्रक)
ज्योति तीव्रता  का मात्रक =  (ल्युमेन )/( स्टेरेडियन)
ज्योति तीव्रता  का मात्रक =  (ल्युमेन )/( स्टेरेडियन)
 (ल्युमेन )/( स्टेरेडियन) को कैंडेला कहा जाता है। अर्थात ज्योति तीव्रता का SI मात्रक  कैंडेला होता है। इसका विमीय सूत्र [ M L² Tᐨ³]   होता है। 

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 Solid Angle क्या होता है?

किसी सतह को बनाने वाली बाहरी वक्र रेखा के सभी बिन्दुओ को कुछ दुरी पर स्थित एक बिंदु से मिलाने पर जो कोण बनता है उसे ठोस कोण या घन कोण कहा जाता है। इसे अंग्रेजी में Solid Angle कहा जाता है। ज्यामिति में ठोस कोण  एक निश्चित बिंदु से  किसी वस्तु द्वारा ,किसी क्षेत्र को Cover किये गए भाग को मापने का तरीका है। इससे यह ज्ञात किया जाता है की किसी एक बिंदु से देखने पर कोई वस्तु कितनी लंबी या बड़ी दिखाई देगी। जिस बिंदु से वस्तु को देखा जाता है उस बिंदु को Apex अर्थात शीर्ष कोण  कहा जाता है। 

Unit of Solid Angle | घन कोण का मात्रक क्या होता है ?

ठोस कोण को एक आयामहीन इकाई में व्यक्त किया जाता है जिसे स्टेरेडियन कहा जाता है तथा इसे Ω से सूचित किया जाता है। शीर्ष कोण को ढकने वाली काल्पनिक इकाई त्रिज्या वाले गोला के इकाई  सतह द्वारा शीर्ष पर अंतरित कोण को एक स्टेरेडियन कहा जाता है। 

Solid Angle Formula | घन कोण मापने का सूत्र क्या होता है?

ठोस कोण के परिभाषा से ज्ञात होता है की यह एक थ्री डी  कोण है। जो किस क्षेत्रफल द्वारा एक निश्चित बिंदु पर अंतरित किया जाता है। जैसे की निचे दिए चित्र में दिखाया गया है। पीले रंग के वृताकार क्षेत्र के सभी बिंदु को r दुरी पर स्थित बिंदु P पर मिलाने से जो कोण बनता है उसे घन कोण कहते है। 
Solid Angle  in hindi

बिंदु P पर बने हुए घन कोण को आंकिक रूप से ज्ञात करने के लिए निम्न फार्मूला का उपयोग किया जाता है :
\Omega = \frac{A}{r^{2}}
A =  क्षेत्रफल जिसके द्वारा कोण अंतरित किया गया  है। 
r  = बिंदु तथा क्षेत्रफल के बीच की दुरी है। 

उदहारण : 100 वर्ग मीटर के एक  आयताकार क्षेत्र द्वारा 5 मीटर की दुरी पर स्थित बिंदु पर अंतरित ठोस कोण ज्ञात करे। 

A = 100 वर्ग मीटर 
r = 5 मीटर 
ऊपर दिए गए सूत्र में निम्न वैल्यू को रखने पर 
\Omega = \frac{100}{5^{2}}=\frac{100}{25} =4\ sr
ठोस कोण = 4 Sr

घन कोण का कांसेप्ट Illumination इंजीनियरिंग में बहुत ही ज्यादा उपयोग किया जाता है। प्रकाश श्रोत से उत्पन्न प्रकाश सामान रूप से सभी दिशाओ में फैलता है। इसलिए प्रकाश उत्पन्न करने वाले श्रोत को बिंदु मानकर उससे उत्पन्न होने वाली प्रकाश की तीव्रता को किसी बिंदु पर ज्ञात किया जाता है। इकाई समय में किसी प्रकाश श्रोत से  उत्पन्न होकर सभी दिशाओ में फैलने वाली प्रकाश विकिरण को luminous Flux कहा जाता है तथा प्रति इकाई घन कोण से उत्पन्न होने वाली कुल  luminous Flux को  luminous Intensity कहा जाता है। 

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 प्रदीपन क्या होता है?

किसी प्रकाश श्रोत से ,प्रकाश उर्जा को उत्पन्न कर किसी क्षेत्र विशेष को दीप्तिमान करना प्रदीपन कहलाता है दीप्तिमान का अर्थ यह हुआ की उस क्षेत्र में  इतनी प्रकाश उर्जा उत्पन्न करना की उसे देखने में किसी भी प्रकार का कोई समस्या न हो। प्रदीपन को अंग्रेजी में illumination कहा जाता है। यह एक प्रक्रिया है जिसमे किसी क्षेत्र को प्रकाशमय किया जाता है। एयरपोर्ट ,सड़क ,फैक्ट्री ,खेल मैदान आदि जैसे जगह जहा 24 घंटा काम होता रहता है ,वैसे जगह पर रात के समय प्रॉपर लाइट अर्थात प्रकाश की जरुरत होती है। illumination एक भौतिक राशि है जो निम्न तरीके से परिभाषित होती है :-
किसी सतह के प्रति एकांक क्षेत्रफल पर पड़ने वाले Luminous Flux अर्थात प्रकाश उर्जा को Illumination कहा जाता है। इसे lumen/m2 व्यक्त किया जाता है। lumen/m2 को Lux भी कहा जाता है। 

 प्रदीपन में प्रकाश तथा प्रकाश श्रोत बहुत महत्वपूर्ण होते है क्योकि प्रकाश की वजह से ही यह देखने लायक है। इसलिए यह जरुरी बन जाता है ,सबसे पहले प्रकाश के बारे में जान लिया जाए। 

illumination meaning

प्रकाश क्या है ?

प्रकाश एक प्रकार का स्पंदनात्मक गति (vibratory motion) है  जो तरंग के रूप में संचारित होता है। जो वस्तुए प्रकाश उत्पन्न करती है उन्हें प्रकाश श्रोत कहा जाता है।  प्रकाश श्रोत से उत्पन्न होने के बाद प्रकाश सभी दिशाओ में तरंग के रूप में संचारित होता है। यह एक विधुत चुंबकीय  तरंग होता है जिसकी प्रकृति अनुप्रस्थ(transverse) होती है। यह निर्वात में 3 x 108 m/s की गति से चलता है। ऐसी विधुत चुंबकीय तरंगे जिनकी तरंगदैर्घ्य 10-6m या इसके करीब होता है वे दृश्य प्रकाश होती है। 

Lumious Flux क्या होता है ?

किसी प्रकाश श्रोत से प्रति सेकंड तरंग के रूप में निकलने वाली प्रकाश उर्जा को Luminous Flux कहा जाता है। यह एक भौतिक राशि है जिसे Lumen में मापा जाता है। 

Lumen क्या होता है?

Lumen ,luminous flux का SI मात्रक होता है अर्थात luminous flux को Lumen में मापा जाता है। एक  कैंडल शक्ति वाले श्रोत से प्रति इकाई ठोस कोण (Solid Angle) उत्पन्न lunimous Flux को एक Lumen कहा जाता है। 
1 Lumen = 0.0016 W

Luminous intensity क्या होता है?

किसी निश्चित दिशा में प्रकाश श्रोत द्वारा प्रति इकाई ठोस कोण (Solid Angle) उत्पन्न luminous flux  को 
luminous intensity कहा जाता है। यह के भौतिक राशि है इसलिए इसे lumen/Ω में मापा जाता है। 

 Standard candle क्या होता है?

इसे  हिंदी में मानक मोमबत्ती कहा जाता है। मानक मोमबत्ती ऐसा मोमबत्ती होता है जिसका वजन (75.5) ग्राम शुद्ध मोम के बराबर होता है और यह 120 ग्रेन प्रति घंटे की दर से जलता है। 

कैंडल पॉवर क्या होता है?

किसी मानक मोमबत्ती द्वारा उत्पन्न होने वाली प्रकाश शक्ति को कैंडल शक्ति या  कैंडल पॉवर कहा जाता है। 

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 अवतल दर्पण क्या होता है?

यह एक विशेष प्रकार का गोलीय दर्पण होता है जिसमे प्रकाश परावर्तन की क्रिया इसके आंतरिक भाग से होती है। इसके उभरे हुए भाग को कलई (polished) कर दिया जाता है इसलिए परावर्तन की क्रिया दर्पण के आंतरिक  भाग से होती है । अवतल दर्पण में मुख्य अक्ष के समांतर आने वाली प्रकाश किरणे परावर्तन के बाद मुख्य फोकस से गुजरती है। अर्थात अवतल दर्पण किरणों को अभिसारित करता है। जैसे की निचे के चित्र में दिखाया गया है। अवतल दर्पण

अवतल दर्पण की विशेषता क्या है?

उत्तल तथा समतल  दर्पण की तुलना में अवतल दर्पण के निम्न विशेषता होता है :-
  • अवतल दर्पण के मुख्य अक्ष के समांतर आने वाली किरणे परावर्तन के मुख्य फोकस से गुजरती है। 
  • यह किसी भी वस्तु का वास्तविक प्रतिबिम्ब(real image) बनाता है। 
  • इसमें बने हुए प्रतिबिंब हमेशा उल्टा होते है। 
  • जब किसी वस्तु को अवतल दर्पण के फोकस तथा ध्रुव के बीच में रखा जाता है तब उसका प्रतिबिंब सीधा तथा आभासी दर्पण के पीछे बनता है। 
  • इसके फोकस से गुजरने वाली प्रकाश किरणे परावर्तन के बाद मुख्य अक्ष के समांतर हो जाती है। 
  • ध्रुव तथा फोकस के बीच की दुरी को फोकस दुरी कहा जाता है। 
  • अवतल दर्पण के फोकस पर स्थित वस्तु का उल्टा तथा बहुत बड़ा वास्तविक प्रतिबिंब दर्पण के आगे अनंत पर बनता है। 
  • अवतल दर्पण के वक्रता केंद्र  पर स्थित वस्तु का उल्टा तथा वस्तु के आकार वास्तविक प्रतिबिंब दर्पण के आगे वक्रता केंद्र  पर बनता है। 
  • अवतल दर्पण के वक्रता केंद्र  तथा अनंत  के बीच में स्थित  वस्तु का उल्टा तथा वस्तु से बहुत छोटा  वास्तविक प्रतिबिंब दर्पण के आगे वक्रता केंद्र तथा फोकस के बीच में  बनता है। 

अवतल दर्पण का उपयोग कहा किया जाता है ?

अवतल दर्पण का उपयोग निम्न जगह पर किया जाता है :-
  • इसका उपयोग दाढ़ी या हजामत बनाने में किया जाता है। 
  • नाक ,कान तथा गाला का इलाज करने वाले डॉक्टर द्वारा अवतल दर्पण का उपयोग किया जाता है। 
  • टोर्च ,सर्च लाइट तथा वाहनों के हेड लाइट में अवतल दर्पण का उपयोग परावर्तक सतह के रूप में किया जाता है। 
  • डिश टीवी के एंटीना का परावर्तक सतह भी अवतलाकर होता है। 

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LED Bulb कैसे कार्य करता है ? | संरचना तथा उपयोग - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

LED बल्ब क्या होता है?

यह एक विशेष प्रकार का प्रकाश उत्पन्न करने वाला विधुत डायोड होता है। जब इस डायोड को फॉरवर्ड बायस किया जाता है तब यह दृश्य प्रकाश उत्पन्न करता है। चूँकि यह फॉरवर्ड बायस की दशा में प्रकाश उत्पन्न करता है। इसलिए इसे संचालित करने के लिए बहुत ही कम मात्रा में विधुत उर्जा की जरूरत पड़ती है। आज के वर्तमान समय में LED Bulb का ही उपयोग किया जा रहा है। 

Led Bulb से प्रकाश कैसे उत्पन्न होता है?

जब भी किसी PN Junction को फॉरवर्ड बायस किया जाता है तब N - टाइप अर्द्धचालक से इलेक्ट्रान निकलकर PN जंक्शन को पार करते हुए P - टाइप अर्द्धचलक में पहुच जाते है और इस P क्षेत्र में मौजूद होल्स के साथ  Recombine होने लगते है। उर्जा बैंड सिद्धांत के अनुसार फ्री इलेक्ट्रान Conduction बैंड में तथा होल्स वैलेंस बैंड में रहते है। जिससे यह साबित होता है की इलेक्ट्रान का उर्जा स्तर ,होल्स की तुलना में बहुत ज्यादा होता है। जब कोई इलेक्ट्रान होल्स के साथ Recombine होता है तब वह Conduction बैंड से वैलेंस बैंड में चला जाता है। अर्थात इस प्रक्रिया के दौरान इलेक्ट्रान का उर्जा स्तर ,Higher वैल्यू से Lower वैल्यू में परिवर्तित हो जाता है। इलेक्ट्रान का उच्च उर्जा स्तर से निम्न उर्जा स्तर में जाने के दौरान ,इलेक्ट्रान द्वारा  Conduction बैंड तथा वैलेंस बैंड के उर्जा स्तर के अंतर के बराबर का उर्जा उत्पन्न होता है। सामान्य डायोड में यह उर्जा ऊष्मा के रूप में उत्पन्न होता है जिससे डायोड गर्म हो जाता है लेकिन Led बल्ब कुछ विशेष प्रकार के पदार्थ से बनाया जाता है जिससे यह उर्जा एक फोटोन की रूप में उत्पन्न होती है जो की एक दृश्य प्रकाश(Visible Light) होता है। इसलिए इस प्रकार के डायोड को Light Emitting Diode भी कहा जाता है। डायोड से इस प्रकार प्रकाश उत्पन्न होने की घटना electroluminescence कहलाती है। 
led bulb
डायोड से उत्पन्न होने वाली प्रकाश उर्जा ,अर्द्धचालक पदार्थ के Forbidden Gap पर निर्भर करता है। इसी से उत्पन्न होने वाली प्रकाश की wavelength अर्थात तरंगदैर्घ्य निर्धारित होती है और हम सभी जानते है की कोई तरंग दृश्य होगा या अदृश्य यह उस तरंग के तरंग दैर्घ्य पर निर्भर करता है। डायोड से उत्पन्न होने वाली प्रकाश के रंग तथा दृश्यता (Visibility) को नियंत्रित करने के लिए विभिन्न प्रकार के अशुद्ध पदार्थ को डायोड के निर्माण के वक्त मिलाया जाता है। 

Led Bulb के निर्माण में किस प्रकार के पदार्थ का उपयोग किया जाता है?

LED Bulb के निर्माण में गैलियम आर्सेनाइड , गैलियम आर्सेनाइड फास्फाइड या गैलियम फास्फाइड जैसे पदार्थ का उपयोग किया जाता है। ये सभी गैलियम ,आर्सेनिक तथा फास्फोरस जैसे तत्व से बनाये जाते है। गैलियम आर्सेनाइड से निर्मित LED Bulb द्वारा उत्पन्न विकिरण  उर्जा अदृश्य होती है। गैलियम आर्सेनाइड फास्फाइड से निर्मित LED बल्ब द्वारा उत्पन्न प्रकाश का रंग लाल (Red) या पिला (Yellow) होता है। गैलियम फास्फाइड से निर्मित LED Bulb लाल या हरा (Green) प्रकाश उत्पन्न करता है। 

LED Bulb का सर्किट डायग्राम 

निचे दिए गए सर्किट डायग्राम में एक LED Bulb को दिखाया गया है। इसमें LED बल्ब को एक विधुत बैटरी(VS) द्वारा फॉरवर्ड बायस किया गया है। सर्किट में LED बल्ब को एक प्रतिरोध द्वारा जोड़ा गया है जिसका आंतरिक प्रतिरोध  RS है। इसका मुख्या कार्य बैटरी से ,बल्ब की तरफ प्रवहित होने वाली विधुत धारा को नियंत्रित करना तथा बल्ब को जलने से बचाना है। 
led Bulb Circuit diagram


यदि ऊपर दिए सर्किट डायग्राम में किरचोफ़ का वोल्टेज नियम आरोपित किया जाए तब 
V_{s} =I_sR_s + V_D
I_s= \frac{V_{s} - V_D}{R_{s}}
ISइस सर्किट से प्रवाहित होने वाली विधुत धारा की मात्रा है तथा VD Led बल्ब द्वारा ड्राप वोल्टेज का परिमाण है। 

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Resistive Transducer in Hindi : परिभाषा , कार्य सिद्धांत तथा उपयोग - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

 Resistive Transducer क्या होता है?

यदि किसी पदार्थ का प्रतिरोध पर्यावरण में होने वाली परिवर्तन की वजह से बदलता है तब उस पदार्थ को Resistive प्रतिरोध कहा जाता है। पदार्थ के प्रतिरोध में होने वाली इस परिवर्तन को ए०सी या डीसी वोल्टेज को मापने वाली डिवाइस से मापी जाती है। कम्पन,तापमान , विस्थापन आदि जैसे भौतिक राशि को मापने के लिए Resistive Transducer का उपयोग किया जाता है। पर्यावरण में होने वाली परिवर्तन से सम्बंधित भौतिक राशि को मापना आसान नहीं होता है। Resistive Transducer का आंतरिक प्रतिरोध इन परिवर्तन की वजह से बदलता रहता है। प्रतिरोध में होने वाली इस परिवर्तन को आसानी से मापा जा सकता है। चूँकि प्रतिरोध में होने वाली परिवर्तन पर्यावरण में होने वाली परिवर्तन पर निर्भर करता है इसलिए प्रतिरोध का माप ,पर्यावरण से सम्बंधित भौतिक राशि के माप के समानुपाती होता है। 

Resistive Transducer का कार्य सिद्धांत क्या है? 

हम सभी जानते है की किसी भी वस्तु का आंतरिक प्रतिरोध उसके लम्बाई के समानुपाती तथा अनुप्रस्थ क्षेत्रफल के व्युत्क्रमानुपाती होता है। अर्थात लम्बाई तथा अनुप्रस्थ क्षेत्रफल पर निर्भर करता है। जिसे निम्न सूत्र द्वारा ज्ञात किया जाता है :-
R = \rho \frac{L}{A}
जिसमे 
 R = वस्तु का आंतरिक प्रतिरोध 
L = वस्तु की लम्बाई 
A = अनुप्रस्थ क्षेत्रफल 
𝝆 = वस्तु की प्रतिरोधकता 
उपर दिए गए फार्मूला में से यदि किसी भी भौतिक राशि (L,A या 𝝆) में परिवर्तन होगा तब वस्तु का आंतरिक प्रतिरोध भी बदलेगा। और ये राशिया पर्यावरण में होने वाली परिवर्तन की वजह से बदलती है। जैसे यदि पर्यावरण का तापमान बदलेगा तब Transducer का आंतरिक प्रतिरोध बदलेगा जिसे आसानी से ओम मीटर द्वारा मापा जा सकता है। प्रतिरोध में होने वाली इस परिवर्तन को तापमान के पाठ्यांक में दिखाया जा सकता है। Resistive Transducer प्राइमरी तथा सेकेंडरी ,दोनों के रूप में उपयोग किया जाता है। 

Resistive Transducer का उपयोग क्या है?

Resistive transducer का निम्न उपयोग है :-
  • ज्यादातर इसका उपयोग तापमान मापने वाले डिवाइस में किया जाता है। 
  • पोटेंसियोमीटर ,स्ट्रेन गेज ,थर्मिस्टर आदि डिवाइस Resistive Transducer का उपयोग करते है। 
  • विस्थापन मापने वाली डिवाइस में भी Resistive Transducer का उपयोग किया जाता है। 
  • अर्द्धचालक पदार्थ का प्रतिरोध भी तापमान बदलने से बदलता है। इसलिए इसका उपयोग बल ,विस्थापन ,दाब आदि को मापने के लिए किया जाता है। 

Resistive Transducer उपयोग के लाभ क्या है ?

Resistive Transducer उपयोग के निम्न लाभ है :-
  • ये बाहरी वातावरण में होने वाले परिवर्तन के प्रति संवेदनशील होते है। 
  • ये विभिन्न आकार में आसानी से मिल जाते है और इनका प्रतिरोध भी उच्च होता है। 
  • ये DC एवं AC दोनों में कार्य करते है। 
  • ये बहुत सस्ते होते है। 
  • इनका उपयोग करना बहुत ही आसान होता है। 
  • इनकी विधुत से संबंधित दक्षता(efficiency) बहुत ज्यादा होती है। 

Resistive Transducer उपयोग का हानि क्या है ?

जब इसका उपयोग किया जाता है तब स्लाइडिंग कांटेक्ट को घुमाने के लिए बहुत ही ज्यादा मात्रा में उर्जा की जरूरत पड़ती है। चूँकि स्लाइडिंग कांटेक्ट मजबूती से एक दुसरे से चिपके हुए होते है इसलिए इनको घुमाते समय आवाज़ भी उत्पन्न होती है। इसका उपयोग मैकेनिकल से संबंधित भौतिक राशिय जैसे बल ,विस्थापन ,स्ट्रेन गेज आदि को विधुत सिग्नल में बदलने के लिए किया जाता है। 

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PNP ट्रांजिस्टर : परिभाषा ,Symbol ,संरचना तथा कार्य सिद्धांत - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

PNP ट्रांजिस्टर क्या होता है?

यह एक ऐसा ट्रांजिस्टर होता है जिसमे दो P-टाइप अर्द्धचालक के बीच में एक N-टाइप अर्द्धचालक को रखकर बनाया जाता है। यह एक करंट कण्ट्रोल डिवाइस होता है। अर्थात इस ट्रांजिस्टर में एमिटर तथा कलेक्टर के बीच प्रवाहित होने वाली विधुत धारा को ,बेस टर्मिनल से प्रवाहित होने वाली विधुत धारा द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इस ट्रांजिस्टर में मुख्य आवेश वाहक होल्स होते है। अर्थात इसमें विधुत धारा का प्रवाह होल्स के प्रवाहित होने से होता है। इस ट्रांजिस्टर में विधुत एमिटर टर्मिनल से कलेक्टर टर्मिनल के तरफ होता है। जब बेस टर्मिनल पर एक बहुत ही कम परिमाण का विधुत धारा आरोपित किया जाता है तब एमिटर तथा कलेक्टर के बीच विधुत धारा प्रवाहित होने लगती है। 

PNP ट्रांजिस्टर का Symbol कैसा होता है?

PNP ट्रांजिस्टर को पेपर पर एक चित्र द्वारा दिखाया जाता है जिसे ट्रांजिस्टर का Symbol कहा जाता है। PNP
ट्रांजिस्टर के सिंबल को निचे के चित्र में दिखाया गया है। इस चित्र में दिखाया गया तीर का चिन्ह ,ट्रांजिस्टर से प्रवाहित होने वाली मुख्य विधुत धारा की दिशा को इंगित करता है। इसमें विधुत धारा एमिटर से कलेक्टर के तरफ प्रवाहित होती है। 
PNP ट्रांजिस्टर

PNP ट्रांजिस्टर की संरचना कैसी होती है?

PNP ट्रांजिस्टर को बनाने के लिए दो P-टाइप तथा एक N-टाइप अर्द्धचालक का उपयोग किया जाता है। PNP ट्रांजिस्टर के निर्माण के लिए P-टाइप अर्द्धचालक को हाइली डोप किया जाता है। जिस P-टाइप अर्द्धचालक का उपयोग एमिटर के लिए करना होता है उसकी चौड़ाई ,कलेक्टर की तुलना में कम होता है। इन दोनों P-टाइप अर्द्धचालक के बीच में N-टाइप अर्द्धचालक को सैंडविच कर दिया जाता है। जैसे की निचे के चित्र में दिखाया गया है। बेस में उपयोग किये जाने वाले N-टाइप अर्द्धचालक की चौड़ाई तथा डोपिंग ,कलेक्टर तथा एमिटर की तुलना में बहुत ही कम होता है। 
पीएनप ट्रांजिस्टर

PNP ट्रांजिस्टर कार्य कैसे करता है?

जब एमिटर बेस को फॉरवर्ड बायस तथा कलेक्टर बेस को रिवर्स बायस मोड़ में जोड़ा जाता है तब PNP ट्रांजिस्टर एक एम्प्लीफायर की तरह कार्य करता है। एमिटर टर्मिनल को जब पॉजिटिव वोल्टेज से जोड़ा जाता है तब एमिटर बेस Junction की बीच मौजूद Depletion लेयर की चौड़ाई कम हो जाती है जिससे बहुत ज्यादा मात्रा में होल्स एमिटर से निकलकर बेस में प्रवेश कर जाते है। चूँकि बेस N-टाइप अर्द्धचालक से बना हुआ होता है इसलिए इसमें मौजूद इलेक्ट्रान ,एमिटर से आने वाले होल्स के साथ  कंबाइन हो जाते है। चूँकि आने वाले होल्स की तुलना में इलेक्ट्रान की संख्या बहुत ही कम होती है इसलिए ज्यादातर होल्स बेस कलेक्टर Junction तक पहुच जाते है। PNP ट्रांजिस्टर का कलेक्टर टर्मिनल रिवर्स बायस होता है इसलिए होल्स कलेक्टर टर्मिनल के तरफ आकर्षित होने लगते है। कलेक्टर टर्मिनल से प्रवाहित होने होल्स की वजह से ,कलेक्टर करंट प्रवाहित होने लगता है। 

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NPN Transistor in Hindi : परिचय ,Symbol,डायग्राम तथा कार्य सिद्धांत - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

 NPN Transistor क्या होता है ?

ऐसा ट्रांजिस्टर जिसमे दो N-टाइप अर्द्धाचालक पदार्थ के बीच में एक P-टाइप अर्द्धाचालक पदार्थ को रखकर बनाया जाता है उसे NPN ट्रांजिस्टर कहा जाता है। इस ट्रांजिस्टर का उपयोग कमजोर सिग्नल को आवर्धित (Amplify) करने के लिए किया जाता है। कमजोर सिग्नल को एमिटर से ट्रांजिस्टर को दिया जाता है तथा आवर्धित सिग्नल को कलेक्टर से प्राप्त किया जाता है। इस ट्रांजिस्टर में प्रवाहित होने वाली विधुत धारा ,इलेक्ट्रान प्रवाही जी वजह से होती है। अर्थात NPN ट्रांजिस्टर में Majority आवेश वाहक इलेक्ट्रान होते है। इस ट्रांजिस्टर में इलेक्ट्रान प्रवाह की दिशा  एमिटर से कलेक्टर के तरफ होता है। 

NPN ट्रांजिस्टर Symbol कैसा होता  है?

किसी विधुत सर्किट बोर्ड या पेपर पर NPN ट्रांजिस्टर को दिखाने के लिए एक विशेष प्रकार के चित्र का उपयोग किया जाता है। जिसे NPN ट्रांजिस्टर का Symbol कहते है। इस सिंबल में मुख्य आवेश वाहक एमिटर टर्मिनल से एक तीर द्वारा निकलते हुए दिखाया जाता  है। जैसे निचे के चित्र में दिखाया गया है।
npn ट्रांजिस्टर सिंबल

NPN ट्रांजिस्टर की संरचना कैसी होती है?

NPN ट्रांजिस्टर को बनाने के लिए दो N-टाइप तथा एक P-टाइप अर्द्धाचालक का उपयोग किया जाता है। दोनों N- टाइप अर्द्धचालक  के बीच में P-टाइप अर्द्धचालक को रख दिया जाता है। इन दोनों N-टाइप अर्द्धचालक में जिसकी चौड़ाई अधिक होती है उसे कलेक्टर टर्मिनल तथा जिसकी चौड़ाई कम होती है उसे एमिटर टर्मिनल कहा जाता है। कलेक्टर टर्मिनल के तुलना में एमिटर की डोपिंग उच्च होती है।  इन अर्द्धचालक के बीच में मौजूद P-टाइप अर्द्धचालक जिसकी चौड़ाई सबसे कम होती है उसे बेस टर्मिनल कहा जाता है।  ट्रांजिस्टर में प्रवाहित होने वाली विधुत धारा को बेस टर्मिनल द्वारा ही नियंत्रित किया जाता है। 
npn transistor in hindi

NPN ट्रांजिस्टर कैसे कार्य करता है?

NPN ट्रांजिस्टर के आंतरिक संरचना को निचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। इस चित्र में इलेक्ट्रान प्रवाह की दिशा को तीर द्वारा दिखाया गया है। चित्र में एमिटर तथा बेस को फॉरवर्ड बायस तथा बेस कलेक्टर को रिवर्स बायस किया गया है। ट्रांजिस्टर में फॉरवर्ड बायस करने वाले वोल्टेज (VEB) का परिमाण रिवर्स बायस वोल्टेज (VCB) के तुलना कम कम होता है।  जब ट्रांजिस्टर को फॉरवर्ड बायस किया जाता है तब एमिटर से होते हुए बेस के तरफ मेजोरिटी आवेश वाहक इलेक्ट्रान का प्रवाह होने लगता है। जिससे एमिटर करंट(IE) प्रवाहित होता है।
NPN Working

चूँकि ट्रांजिस्टर के बेस की डोपिंग कलेक्टर तथा एमिटर की तुलना में बहुत कम होता है  इसलिए इसमें प्रवाहित होने वाले बहुत हे कम इलेक्ट्रान होल्स से कंबाइन हो पाते है। शेष बचे हुए सभी इलेक्ट्रान कलेक्टर पर आरोपित रिवर्स वोल्टेज के कारण ,कलेक्टर क्षेत्र में आकर्षित कर लिए जाते है। ये सभी इलेक्ट्रान कलेक्टर टर्मिनल से होते हुए पुनः दुबारा रिवर्स वोल्टेज (VCB) में चले जाते है।   कलेक्टर से प्रवाहित होने वाले इन इलेक्ट्रॉन्स  के कारण कलेक्टर करंट (IC) का प्रवाह होता है। ट्रांजिस्टर द्वारा आवर्धित सिग्नल को कलेक्टर तथा बेस टर्मिनल द्वारा प्राप्त किया जाता है। 

NPN ट्रांजिस्टर का सर्किट डायग्राम कैसा होता है? 

NPN transistor

ऊपर दिखाया गया सर्किट डायग्राम ,फॉरवर्ड बायस में जुड़ा हुआ एक NPN ट्रांजिस्टर का है। दिए सर्किट डायग्राम में ट्रांजिस्टर के एमिटर बेस को फॉरवर्ड बायस तथा कलेक्टर बेस को रिवर्स बायस किया गया है। इस सर्किट डायग्राम में बेस का उपयोग ट्रांजिस्टर से प्रवाहित होने वाली विधुत धारा को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। बेस को एक on/off स्विच से जुडा हुआ रहता है। 

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