बिजली क्या है ?? वोल्टेज || विद्युत धारा ||

क्या आपने कभी आपके बैडरूम की लाइट चलाई है ? और आपको कभी आश्चर्य हुआ है कि बल्ब कैसे चमकने लगा है ? इस प्रश्न का उत्तर है -बिजली। बिजली हम  हमारे चारों तरफ देखते हैं। बिजली हम्मरे घरो को चमकती है, हमारे मोबाइल को चार्ज करती है और हमे गर्म भी रखती है। इस अध्याय में हम बिजली के बारे में अध्ययन करेंगे।  

Introduction 

1752 में, फ्रैंकलिन ने अपना पतंग का प्रयोग किया था। फ्रेंकलिन ने इस प्रयोग में बताया था कि प्रकश की बिजली है। उन्होंने एक आंधी के दौरान पतंग उड़ाया और बिजली का संचालन करने के लिए पतंग स्ट्रिंग में एक धातु की चाबी बांध दी। जैसा उसने सोचा था, तूफानी बादलों से बिजली पतंग के द्वारा तार से होकर नीचे की ओर बहकर आ जाती है  और उसे एक झटका दिया। वह खुशकिस्मत थे कि उन्हें कोई चोट नहीं आई, लेकिन उन्होंने इस विचार को साबित करने के लिए इसे झटका नहीं माना। इसी से बिजली की खोज हुई। विद्युत एक प्रकार की ऊर्जा है जो इलेक्ट्रॉनों की गति के कारण होती है। इलेक्ट्रॉन चार्ज बनाते हैं, जिसे उपयोग हम काम करने के लिए तैयार करते हैं। इस ऊर्जा का उपयोग बिजली के उपकरणों जैसे मोबाइल फोन, एयर कंडीशनर, टीवी, कंप्यूटर, टैबलेट आदि को चलाने के लिए किया जाता है।

विद्युत ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों (परमाणुओं में कणों) के कारण होती है जो एक विद्युत धारा बनाने के लिए चलती है। हमारे घरों, स्कूलों और ऑफिस तक तारों और केबलों के माध्यम से बिजली पहुंचाई जाती है। एक इलेक्ट्रॉन नकारात्मक रूप से चार्ज होने वाला उप-परमाणु कण है। यह या तो मुक्त हो सकता है, या परमाणु के नाभिक से बंधा हुआ। परमाणु प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों जैसे अत्यंत छोटे कणों से मिलकर बने होते हैं। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन परमाणु के केंद्र में होते हैं, जिससे नाभिक बनता है। इलेक्ट्रॉन नाभिक को घेर लेते हैं। प्रोटॉन का धनात्मक आवेश होता है जबकि इलेक्ट्रॉनों का ऋणात्मक आवेश होता है।

Current:

विद्युत प्रवाह को इकाई समय में किसी विशेष क्षेत्र से बहने वाले आवेश की मात्रा द्वारा व्यक्त किया जाता है। इसे सूक्ष्म कणों के प्रवाह के रूप में भी कहा जा सकता है, जिसे विद्युत धारा कहते हैं। 

विद्युत प्रवाह को दर के रूप में भी जाना जाता है, जिस पर आवेश प्रवाहित होता है यानी

                                            I = q / t

                                               यहाँ:- इलेक्ट्रॉनों का आवेश = q 

                                                                     समय अवधि= t 

विद्युत प्रवाह की व्याख्या करने के लिए एक आरेख:

हम ऊपर दिए गए आरेख में देख सकते हैं कि इलेक्ट्रॉनों को दाएं से बाएं दिशा में प्रवाहित किया जाता है इसलिए धारा विपरीत दिशा में बह रही है जो दाएं से बाएं है।

 

 

 

Alternating current करंट के साथ, इलेक्ट्रॉन वास्तव में चलते नहीं हैं; वे केवल नकारात्मक से सकारात्मक और सकारात्मक से नकारात्मक में आगे-पीछे कंपन करते हैं। Alternating Current में इलेक्ट्रॉन एक निरंतर कंपन नहीं है जिस प्रकार से DC में इलेक्ट्रॉन निरंतर प्रवाह करते है। Alternating Current में इलेक्ट्रॉन समय के साथ साथ एक दूसरे के साथ भी तालमेल में कंपन करते हैं, और यह समय जनरेटर की गति को बदलकर नियंत्रित किया जाता है। जनरेटर Alternating Current उत्पन्न करने के लिए प्रयोग किया जाने वाला उपकरण है।

Voltage:

इसलिए हम कह सकते है कि इलेक्ट्रिसिटी वोल्टेज और विद्युत धारा का कॉबिनेशन होता है।

 

वोल्टेज दो बिंदुओं के बीच आवेश (Charge) का अंतर है। विद्युत धारा वह दर है जिस पर आवेश (Charge) बह रहा है। प्रतिरोध आवेश के प्रवाह (Current) का प्रतिरोध करने की Material’s Tendency है।

x

विद्युत धारा को दो भागों में विभाजित किया गया है :

1.     Alternative Current 

2.     Direct Current 

Direct Current (DC): 

DC Current के साथ, इलेक्ट्रॉन्स केवल एक ही दिशा में बहते है। इलेक्ट्रॉन्स हमेशा (-) negative से (+) positive दिशा में ही चलते है। DC Current का amplitude हमेशा स्थिर रहता है। यह एक निरंतर प्रवाहित होने वाली धारा है जो स्विच ऑफ होने या इसका पावर स्रोत के बंद होने तक निरंतर चलती है। बैटरी से प्राप्त Current हमेशा DC Current होता है। 

मान लीजिये हमारे पास एक Circuit है जिसमे एक बल्ब लगा हुआ है। हम जानते है कि direct current हमेशा (-) negative से  (+) positive दिशा में ही चलती है। इस circuit में स्विच इलेक्ट्रान के पथ में एक गेट की तरह काम करता है। जब स्विच चालू (ON) होता है है Circuit पूर्ण होप्ता है और यह इलेक्ट्रोनो को प्रवाह करने की अनुमति प्रदान करता है। विद्युत धारा स्विच से होते हुए बल्ब तक पहुँचती है। जिससे बल्ब इलेक्ट्रॉनों से चार्ज  लेकर चमकने लगता है। इस प्रकार इलेक्ट्रोन एक बार फिर चार्ज होने के लिए बैटरी के पॉजिटिव टर्मिनल पर आ जाता है। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि बैटरी अंततः अपना चार्ज खो देती है।

Alternating Current (~):

Alternating Current (AC) आवेश के प्रवाह को दर्शाती है जो आवेश समय समय पर अपनी दिशा बदलते है। इस प्रकार वोल्टेज भी विद्धुत धारा के साथ साथ अपना स्तर बदलता रहता है। Alternating Current का उपयोग घरों, ऑफिस आदि में बिजली पहुँचाने में बहुत उपयोगी होती है। 

 

एलेसेंड्रो वोल्टा एक भौतिक विज्ञानी(physicist), एक रसायनज्ञ(chemist) और विद्युत विज्ञान(electrical science) के अग्रणी थे। वह इलेक्ट्रिक बैटरी के अपने आविष्कार के लिए प्रसिद्ध हैं। उनके नाम पर वोल्टेज शब्द रखा गया था।

वोल्टेज एक इलेक्ट्रिकल force होता है जिसके कारण किन्ही दो बिंदुओं के बिच में विद्युत धारा प्रवाहित होती है।  अर्थात जब दो बिंदुओं के मध्य Potential अंतर होता है तो वोल्टेज एक Force लगता है जिसके कारण आवेश एक बिंदु से दूसरे बिंदु की ओर गति करता है। जिसके कारण Circuit में धारा प्रवाहित होने लगती है। इसलिए हम कह सकते है कि जब भी दो बिंदुओं के मध्य आवेश का अंतर होता है तो इसे वोल्टेज कहते है।

 

Voltage को मापने के लिए Voltmeter, Potentiometer और Oscilloscope से मापते है और वर्तमान में Student के लिए Multi-meter वेहतरीन विकल्प है।

SI Unit: Volt

Symbol: V

Fig- वोल्टेज और करंट को समझने के लिए एक आसान उदाहरण

हम उपरोक्त चित्र में देख सकते हैं कि वोल्टेज इलेक्ट्रॉनों पर Pressure लगा रहा है ताकि इलेक्ट्रॉनों का तार के माध्यम से प्रवाह हो सके। प्रतिरोध की इकाई "ओम" है। प्रतिरोध धारा के प्रवाह का विरोध कर रहा है। इसलिए, हम कह सकते हैं कि:

वोल्टेज दो बिंदुओं के बीच आवेश (Charge) का अंतर है। विद्युत धारा वह दर है जिस पर आवेश (Charge) बह रहा है। प्रतिरोध आवेश के प्रवाह (Current) का प्रतिरोध करने की Material’s Tendency है।