संपूर्ण सर्किट के लिए ओम का नियम: इतिहास और सूत्र। ओम कानून

एक भौतिक नियम जो किसी चालक में प्रवाहित धारा की शक्ति और चालक के प्रतिरोध के साथ संबंध (या विद्युत वोल्टेज) को परिभाषित करता है। 1826 में जॉर्ज ओम द्वारा स्थापित और उन्हीं के नाम पर इसका नाम रखा गया।

प्रत्यावर्ती धारा के लिए ओम का नियम

समय-भिन्न ईएमएफ वाले स्रोत (जनरेटर) का उपयोग करते समय विद्युत सर्किट के गुणों के बारे में उपरोक्त विचार मान्य रहते हैं। केवल उपभोक्ता के विशिष्ट गुणों को ध्यान में रखना, जिसके कारण वोल्टेज और करंट अलग-अलग समय पर अपने अधिकतम मूल्यों तक पहुंचते हैं, विशेष विचार के अधीन है, अर्थात, चरण बदलाव को ध्यान में रखते हुए।

यदि धारा चक्रीय आवृत्ति के साथ ज्यावक्रीय है ω (\displaystyle \ओमेगा ), और सर्किट में न केवल सक्रिय, बल्कि प्रतिक्रियाशील घटक (कैपेसिटेंस, इंडक्शन) भी होते हैं, तो ओम का नियम सामान्यीकृत होता है; इसमें शामिल मात्राएँ जटिल हो जाती हैं:

• यू = यू 0 ई मैंω टी - वोल्टेज या संभावित अंतर,
• मैं- वर्तमान ताकत,
• ज़ेड = पुनः −मैंδ - जटिल प्रतिरोध (विद्युत प्रतिबाधा),
• आर = √ आर ए 2 + आर आर 2 - कुल प्रतिरोध,
• आर आर = ω एल− 1/(ω सी) - प्रतिक्रिया (आगमनात्मक और कैपेसिटिव के बीच अंतर),
• आर ए- सक्रिय (ओमिक) प्रतिरोध, आवृत्ति से स्वतंत्र,
• δ = - आर्कटैन ( आर आर/आर ए) - वोल्टेज और करंट के बीच चरण बदलाव।

इस मामले में, वर्तमान और वोल्टेज के मूल्यों में जटिल चर से वास्तविक (मापा) मूल्यों में संक्रमण वास्तविक या काल्पनिक भाग (लेकिन सर्किट के सभी तत्वों में समान!) लेकर किया जा सकता है। इन मात्राओं के जटिल मान. तदनुसार, विपरीत संक्रमण का निर्माण किया जाता है, उदाहरण के लिए, यू = यू 0 पाप ⁡ (ω टी + φ) (\displaystyle U=U_(0)\sin(\omega t+\varphi))ऐसा चयन U = U 0 e i (ω t + φ) , (\displaystyle \mathbb (U) =U_(0)e^(i(\omega t+\varphi)),)क्या मैं ⁡ यू = यू .(\displaystyle \ऑपरेटरनाम (Im) \mathbb (U) =U.) फिर सर्किट में धाराओं और वोल्टेज के सभी मूल्यों पर विचार किया जाना चाहिए

इस लेख में मैं न केवल इस कानून का सूत्र बताना चाहूंगा, बल्कि इसका सार भी समझाऊंगा। ओम का नियम एक सूत्र है जो विद्युत सर्किट की मुख्य विशेषताओं, अर्थात् वोल्टेज (इलेक्ट्रोमोटिव बल), विद्युत प्रवाह (आवेशित कणों का प्रवाह) और प्रतिरोध (एक ठोस कंडक्टर में इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह का विरोध) की निर्भरता को दर्शाता है।

ओम के नियम को बेहतर ढंग से समझने के लिए, आइए पहले अवधारणा को अधिक स्पष्ट रूप से परिभाषित करें " विद्युत परिपथ " सरल शब्दों में, एक विद्युत परिपथ एक विद्युत परिपथ में वह पथ है जिसके साथ आवेश प्रवाहित होते हैं (तार, विद्युत और रेडियो तत्व, उपकरण, आदि)। एक विद्युत परिपथ स्वाभाविक रूप से एक शक्ति स्रोत से शुरू होता है। विद्युत आवेश इलेक्ट्रॉनों की अधिकता का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो आंतरिक कारकों (विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, रासायनिक प्रक्रियाएं, फोटोनिक घटनाएं, आदि) के प्रभाव में, इस शक्ति स्रोत के विपरीत टर्मिनल की ओर बढ़ते हैं।

सरल शब्दों में कहें तो आवेशित कणों की स्रोत के विपरीत दिशा में जाने की प्रवृत्ति का बल वोल्टेज होगा। किसी विद्युत परिपथ में प्रवाहित होने वाले आवेशित कणों (उनका प्रवाह) की संख्या विद्युत धारा होती है। और विभिन्न कारक जो आवेशित कणों के प्रवाह के लिए कंडक्टरों के अंदर अवरोध पैदा करते हैं, उनकी गति को रोकते हैं, स्वाभाविक रूप से प्रतिरोध होंगे। सामान्य बाहरी सर्किट के प्रतिरोध के अलावा, बिजली आपूर्ति का आंतरिक प्रतिरोध भी होता है। यदि आवश्यक हो तो गणना में इसे भी ध्यान में रखा जाना चाहिए। इन विद्युत विशेषताओं के बीच एक निश्चित, रैखिक संबंध है, जो ओम के नियम में दिखाया गया है:

मैं=उ⁄र+र, जिससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं: U=I×(R+r); R+r=U⁄I; r=U/I−R

• मैं- विद्युत परिपथ में धारा (एम्प्स)
• यू- वोल्टेज (वोल्ट)
• आर- सर्किट प्रतिरोध (ओम)
• आर- बिजली आपूर्ति का आंतरिक प्रतिरोध (ओम)

एक पूर्ण सर्किट के लिए पूर्ण ओम का नियम इस तरह लगता है: विद्युत सर्किट में वर्तमान ताकत इस सर्किट पर लागू वोल्टेज के सीधे आनुपातिक होगी, और बिजली स्रोत के आंतरिक प्रतिरोध और कुल प्रतिरोध के योग के व्युत्क्रमानुपाती होगी संपूर्ण सर्किट.

संपूर्ण सर्किट के लिए ओम के नियम का उपयोग करके, आप बिजली आपूर्ति टर्मिनलों पर कुल वोल्टेज, कुल वर्तमान (सर्किट द्वारा खपत), और पूरे सर्किट के कुल प्रतिरोध की गणना कर सकते हैं। लेकिन क्या होगा यदि हमें सर्किट के कुछ हिस्सों में इन बुनियादी विद्युत विशेषताओं को जानने की आवश्यकता है? इस नियम को सर्किट के एक विशिष्ट भाग पर लागू करें (सूत्र से बिजली आपूर्ति के आंतरिक प्रतिरोध को हटाते हुए): मैं=यू⁄आर

किसी भी विद्युत परिपथ (किसी भी जटिलता का) को सरल पथ के रूप में दर्शाया जा सकता है जिसके साथ इलेक्ट्रॉन चलते हैं। ऐसे किसी भी क्षेत्र को लेकर और उसे दो बिंदुओं से परिभाषित करके, आप उस पर ओम का नियम सुरक्षित रूप से लागू कर सकते हैं। इन बिंदुओं का अपना वोल्टेज ड्रॉप, अपना आंतरिक प्रतिरोध और अपना स्वयं का करंट होगा। ओम के नियम के अनुसार किन्हीं दो विशेषताओं के मूल्यों को जानकर, तीसरे की गणना करना हमेशा संभव होता है।

ऊपर हमने प्रत्यक्ष धारा के लिए ओम के नियम को देखा। प्रत्यावर्ती धारा का सूत्र क्या रूप लेगा? इससे पहले कि हम इसे सामने लाएँ, आइए इस प्रत्यावर्ती धारा का वर्णन करें। यह आवेशित कणों की गति है जो समय-समय पर दिशा और परिमाण में बदलती रहती है। प्रत्यक्ष धारा के विपरीत, प्रत्यावर्ती धारा को अतिरिक्त कारकों की उपस्थिति की विशेषता होती है जो एक अन्य प्रकार के प्रतिरोध को जन्म देती है। इस प्रतिरोध को प्रतिक्रियाशील कहा जाता है (कंडक्टरों का सामान्य प्रतिरोध सक्रिय होता है)। प्रतिक्रिया कैपेसिटर (कैपेसिटर) और इंडक्टेंस (कॉइल्स) की विशेषता है।

प्रत्यावर्ती धारा के लिए ओम का नियम इस तरह दिखेगा: मैं=यू⁄जेड

• मैं- विद्युत परिपथ में धारा
• यू- वोल्टेज
• जेड- जटिल प्रतिरोध

जटिल प्रतिरोध में सक्रिय और प्रतिक्रियाशील प्रतिरोधों का योग होता है। यदि प्रत्यावर्ती धारा वाले परिपथ में केवल सक्रिय प्रतिरोध हैं, तो ओम के नियम का सामान्य सूत्र उस पर लागू होता है, जैसा कि ऊपर दिया गया है (प्रत्यक्ष धारा के लिए)। जब सर्किट में इंडक्शन और कैपेसिटेंस भी होता है, तो जटिल प्रतिरोध की गणना निम्नानुसार की जाती है:

Z=R+1/ifC+ifL

• आर- सक्रिय प्रतिरोध (ओम)
• मैं- काल्पनिक इकाई (एक संख्या जिसका वर्ग -1 के बराबर है)
• एफ- हर्ट्ज़ में चक्रीय आवृत्ति (हमारे मामले में, नेटवर्क आवृत्ति)
• सी- कैपेसिटेंस आकार (फैराड)
• एल- प्रेरकत्व मान (हेनरी)

व्यवहार में (सामान्य इलेक्ट्रीशियन कार्य), प्रत्यावर्ती धारा के लिए ओम के नियम का उपयोग करते समय, इस सूत्र का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। आमतौर पर, एक परीक्षक या क्लैंप एक वैकल्पिक सर्किट में करंट को मापता है, और, वोल्टेज को जानकर, जटिल प्रतिरोध (यदि आवश्यक हो) की गणना करता है। यहीं पर मैं संपूर्ण सर्किट के लिए ओम का संपूर्ण नियम विषय समाप्त करूंगा।

पी.एस. जैसा कि वे कहते हैं: यदि आप ओम का नियम नहीं जानते हैं, तो घर पर रहें। यह ओम का नियम है जो मौलिक है, जिस पर सभी इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग आधारित है। जैसे ही आपको अज्ञात मात्राओं (अन्य ज्ञात मात्राओं को छोड़कर) में से किसी एक की गणना करने की आवश्यकता होती है, हमें तुरंत यह नियम याद आ जाता है! व्यवहार में, स्वयं देखें और देखें कि आप इसे कितनी बार याद रखेंगे!

संपूर्ण परिपथ के लिए ओम का नियम क्या है? तो, यह एक सूत्र है जिसमें विद्युत सर्किट के मुख्य मापदंडों के बीच संबंध स्पष्ट रूप से दिखाई देता है: वर्तमान, वोल्टेज और प्रतिरोध। कानून के सार को समझने के लिए, आइए पहले कुछ अवधारणाओं को समझें।

विद्युत परिपथ किसे कहते हैं?

विद्युत परिपथ विद्युत परिपथ में एक पथ है जिसके माध्यम से आवेश प्रवाहित होते हैं (विद्युत तत्व, तार और अन्य उपकरण)। निःसंदेह इसकी शुरुआत शक्ति स्रोत से मानी जाती है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, फोटोनिक घटना या रासायनिक प्रक्रियाओं के प्रभाव में, विद्युत आवेश इस शक्ति स्रोत के विपरीत टर्मिनल की ओर बढ़ते हैं।

विद्युत धारा क्या है?

विद्युत क्षेत्र या अन्य बाहरी बलों के संपर्क में आने पर आवेशित कणों की निर्देशित गति को विद्युत धारा कहा जाता है। इसकी दिशा प्रोटॉन (धनात्मक आवेश) की दिशा से निर्धारित होती है। यदि समय के साथ न तो इसकी शक्ति और न ही दिशा बदली है तो धारा स्थिर रहेगी।

ओम के नियम का इतिहास

एक कंडक्टर के साथ प्रयोग करते समय, भौतिक विज्ञानी जॉर्ज ओम यह स्थापित करने में सक्षम थे कि वर्तमान ताकत उसके सिरों पर लागू वोल्टेज के समानुपाती होती है:

आई/सिम यू या आई = जी/यू,

जहां G विद्युत चालकता है, और मान R = 1 / G कंडक्टर का विद्युत प्रतिरोध है। यह खोज प्रसिद्ध जर्मन भौतिकशास्त्री ने 1827 में की थी।

ओम के नियम

एक पूर्ण सर्किट के लिए, परिभाषा इस प्रकार होगी: विद्युत सर्किट में वर्तमान ताकत स्रोत के इलेक्ट्रोमोटिव बल (बाद में ईएमएफ के रूप में संदर्भित) और प्रतिरोधों के योग के अनुपात के बराबर है:

मैं = ई / (आर + आर),

जहां आर बाहरी सर्किट का प्रतिरोध है, और आर आंतरिक प्रतिरोध है, अक्सर, कानून का निर्माण कठिनाइयों का कारण बनता है, क्योंकि हर कोई ईएमएफ की अवधारणा से परिचित नहीं है, वोल्टेज से इसका अंतर, हर कोई नहीं जानता कि इसका क्या मतलब है। और आंतरिक प्रतिरोध कहाँ से आता है। यही कारण है कि स्पष्टीकरण की आवश्यकता है, क्योंकि संपूर्ण सर्किट के लिए ओम के नियम का गहरा अर्थ है।

शृंखला अनुभाग के लिए कानून का निर्माण पारदर्शी कहा जा सकता है। मुद्दा यह है कि इसे समझने के लिए किसी अतिरिक्त स्पष्टीकरण की आवश्यकता नहीं है: सर्किट में करंट वोल्टेज के सीधे आनुपातिक और प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होता है:

अर्थ

संपूर्ण परिपथ के लिए ओम का नियम ऊर्जा संरक्षण के नियम से निकटता से संबंधित है। आइए मान लें कि वर्तमान स्रोत में कोई आंतरिक प्रतिरोध नहीं है। इस मामले में क्या होना चाहिए? यह पता चला है कि यदि कोई प्रतिरोध नहीं था, तो बाहरी सर्किट को एक बड़ा प्रवाह दिया जाएगा, और तदनुसार शक्ति अधिक होगी।

अब इलेक्ट्रोमोटिव बल की अवधारणा को समझने का समय आ गया है। यह मान स्रोत के टर्मिनलों पर विद्युत क्षमता के बीच अंतर को दर्शाता है, लेकिन केवल बिना किसी भार के। आइए एक उदाहरण के रूप में एक ऊंचे टैंक में पानी के दबाव को लें। जल का स्तर तब तक बना रहेगा जब तक इसका उपभोग शुरू नहीं हो जाता। जब नल खोला जाएगा तो तरल स्तर कम हो जाएगा क्योंकि पंपिंग नहीं होगी। जब पानी किसी पाइप में प्रवेश करता है, तो उसे प्रतिरोध का अनुभव होता है और तार में विद्युत आवेशों के साथ भी यही होता है।

भार की अनुपस्थिति में, टर्मिनल खुली अवस्था में होते हैं, जिससे पता चलता है कि ईएमएफ और वोल्टेज परिमाण में समान हैं। उदाहरण के लिए, यदि हम एक प्रकाश बल्ब चालू करते हैं, तो सर्किट बंद हो जाएगा, और इलेक्ट्रोमोटिव बल इसमें उपयोगी कार्य करते हुए वोल्टेज बनाएगा। कुछ ऊर्जा आंतरिक प्रतिरोध के कारण नष्ट हो जाएगी (इसे हानि कहा जाता है)।

यदि उपभोक्ता प्रतिरोध आंतरिक प्रतिरोध से कम है, तो वर्तमान स्रोत पर अधिक शक्ति जारी की जाती है। और फिर बाहरी सर्किट में ईएमएफ गिर जाता है, और ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा आंतरिक प्रतिरोध पर खो जाता है। संरक्षण कानूनों का सार यह है कि प्रकृति जितना देती है उससे अधिक नहीं ले सकती।

आंतरिक प्रतिरोध का सार ख्रुश्चेव-युग के अपार्टमेंट के निवासियों को अच्छी तरह से पता है, जिनके अपार्टमेंट में एयर कंडीशनिंग है, लेकिन पुरानी वायरिंग को कभी नहीं बदला गया है। बिजली का मीटर ख़तरनाक गति से घूमता है, सॉकेट और दीवार उन जगहों पर गर्म हो जाती है जहां पुराने एल्यूमीनियम तार गुजरते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एयर कंडीशनर कमरे में हवा को मुश्किल से ठंडा करता है।

प्रकृति आर

"पूर्ण ओम" (जैसा कि इलेक्ट्रीशियन कानून को कॉल करने के आदी हैं) को कम समझा जाता है, क्योंकि स्रोत का आंतरिक प्रतिरोध, एक नियम के रूप में, प्रकृति में विद्युत नहीं है। आइए इसे नमक बैटरी के उदाहरण का उपयोग करके देखें। यह ज्ञात है कि एक इलेक्ट्रिक बैटरी में कई तत्व होते हैं, लेकिन हम केवल एक पर विचार करेंगे। तो, हमारे पास एक तैयार क्रोना बैटरी है, जिसमें श्रृंखला में जुड़े 7 तत्व शामिल हैं।

करंट कैसे उत्पन्न होता है? इलेक्ट्रोलाइट वाले एक बर्तन में हम एक कार्बन रॉड को मैंगनीज शेल में रखते हैं, जिसमें सकारात्मक इलेक्ट्रोड या एनोड होते हैं। इस विशेष उदाहरण में, कार्बन रॉड वर्तमान संग्राहक के रूप में कार्य करती है। जिंक धातु ऋणात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) से बनी होती है। स्टोर से खरीदी गई बैटरियों में आमतौर पर जेल इलेक्ट्रोलाइट होता है। तरल पदार्थ का प्रयोग बहुत ही कम किया जाता है। इलेक्ट्रोलाइट और एनोड वाला जिंक कप एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करता है।

यह पता चला है कि बैटरी का रहस्य इस तथ्य में निहित है कि मैंगनीज की विद्युत क्षमता जिंक जितनी अधिक नहीं है। इसलिए, इलेक्ट्रॉन कैथोड की ओर आकर्षित होते हैं, और यह बदले में, सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए जिंक आयनों को एनोड की ओर धकेलता है। परिणामस्वरूप, कैथोड धीरे-धीरे ख़त्म हो जाता है। शायद हर कोई जानता है कि अगर ख़राब बैटरी को समय पर नहीं बदला गया तो वह लीक हो सकती है। इसका संबंध किससे है? सब कुछ बहुत सरल है: इलेक्ट्रोलाइट डिस्कनेक्ट किए गए कप के माध्यम से बाहर निकलना शुरू हो जाएगा।

जैसे ही चार्ज कार्बन रॉड पर चलते हैं, सकारात्मक चार्ज मैंगनीज शेल में जमा हो जाते हैं, जबकि नकारात्मक चार्ज जिंक पर जमा हो जाते हैं। इसीलिए इन्हें एनोड और कैथोड कहा जाता है, लेकिन बैटरी के अंदर का हिस्सा अलग दिखता है। आवेशों के बीच अंतर एक इलेक्ट्रोमोटिव बल पैदा करेगा जब इलेक्ट्रोड सामग्री में संभावित अंतर ईएमएफ के मूल्य के बराबर होता है, और आकर्षक बल प्रतिकारक बलों के बराबर होते हैं।

आइए अब सर्किट बंद करें: ऐसा करने के लिए, बस प्रकाश बल्ब को बैटरी से कनेक्ट करें। कृत्रिम प्रकाश स्रोत से गुजरते हुए, प्रत्येक चार्ज अपने स्थान ("घर") पर वापस आ जाएगा, और प्रकाश बल्ब जल जाएगा। बैटरी के अंदर, इलेक्ट्रॉनों और आयनों की आवाजाही फिर से शुरू हो जाएगी, क्योंकि चार्ज खत्म हो गए हैं, और एक आकर्षक या प्रतिकारक बल फिर से प्रकट हो गया है।

वास्तव में, बैटरी करंट उत्पन्न करती है, जिसके कारण प्रकाश बल्ब जलता है, ऐसा जिंक की खपत के कारण होता है, जो इस प्रक्रिया में अन्य रासायनिक यौगिकों में परिवर्तित हो जाता है। ऊर्जा संरक्षण के नियम के अनुसार शुद्ध जस्ता निकालने के लिए इसे खर्च करना आवश्यक है, लेकिन विद्युत रूप में नहीं (बिल्कुल उतनी ही मात्रा जितनी प्रकाश बल्ब को दी गई थी)।

अब हम अंततः स्रोत के आंतरिक प्रतिरोध की प्रकृति को समझ सकते हैं। बैटरी में, यह बड़े आयनों की गति में बाधा है। आयनों के बिना इलेक्ट्रॉनों की गति असंभव है क्योंकि कोई आकर्षक बल नहीं है।

औद्योगिक जनरेटर में, आर न केवल वाइंडिंग के विद्युत प्रतिरोध के कारण, बल्कि बाहरी कारणों से भी प्रकट होता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, पनबिजली संयंत्रों में मात्रा का मूल्य टरबाइन की दक्षता, नाली में पानी के प्रवाह के प्रतिरोध के साथ-साथ यांत्रिक संचरण में होने वाले नुकसान पर निर्भर करता है। इसके अलावा, पानी का तापमान और उसमें कितनी गाद है, इसका भी कुछ प्रभाव पड़ता है।

ए.सी

हम पहले ही संपूर्ण डीसी सर्किट के लिए ओम के नियम को देख चुके हैं। प्रत्यावर्ती धारा के साथ सूत्र कैसे बदलेगा? इससे पहले कि हम इसे जानें, आइए अवधारणा को स्वयं चित्रित करें। प्रत्यावर्ती धारा विद्युत आवेशित कणों की गति है, जिसकी दिशा और मान समय के साथ बदलते रहते हैं। निरंतर प्रतिरोध के विपरीत, यह अतिरिक्त कारकों के साथ होता है जो एक नए प्रकार का प्रतिरोध (प्रतिक्रियाशील) उत्पन्न करते हैं। यह कैपेसिटर और इंडक्टर्स की विशेषता है।

प्रत्यावर्ती धारा के लिए पूर्ण परिपथ के लिए ओम का नियम है:

जहां Z एक जटिल प्रतिरोध है जिसमें सक्रिय और प्रतिक्रियाशील प्रतिरोध शामिल है।

यह सब बुरा नहीं है

संपूर्ण सर्किट के लिए ओम का नियम, ऊर्जा हानि का संकेत देने के अलावा, उन्हें खत्म करने के तरीके भी सुझाता है। जब सर्किट में कैपेसिटेंस या इंडक्टेंस होते हैं तो साधारण इलेक्ट्रीशियन जटिल प्रतिरोध खोजने के लिए शायद ही कभी सूत्र का उपयोग करते हैं। ज्यादातर मामलों में, करंट को क्लैंप या एक विशेष परीक्षक का उपयोग करके मापा जाता है। और जब वोल्टेज ज्ञात होता है, तो जटिल प्रतिरोध की गणना आसानी से की जा सकती है (यदि यह वास्तव में आवश्यक है)।

नमस्कार, इलेक्ट्रीशियन नोट्स वेबसाइट के प्रिय पाठकों..

आज मैं साइट पर एक नया अनुभाग खोल रहा हूं जिसका नाम है।

इस अनुभाग में मैं आपको इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के मुद्दों को स्पष्ट और सरल तरीके से समझाने का प्रयास करूंगा। मैं तुरंत कहूंगा कि हम सैद्धांतिक ज्ञान में बहुत आगे नहीं जाएंगे, लेकिन हम मूल बातें पर्याप्त क्रम में जान लेंगे।

पहली चीज़ जिससे मैं आपका परिचय कराना चाहता हूँ वह श्रृंखला के एक भाग के लिए ओम का नियम है। यह सबसे बुनियादी कानून है जिसे हर किसी को जानना चाहिए।

इस कानून का ज्ञान हमें सर्किट के एक खंड में वर्तमान, वोल्टेज (संभावित अंतर) और प्रतिरोध के मूल्यों को आसानी से और सटीक रूप से निर्धारित करने की अनुमति देगा।

ओम कौन है? थोड़ा इतिहास

ओम के नियम की खोज प्रसिद्ध जर्मन भौतिक विज्ञानी जॉर्ज साइमन ओम ने 1826 में की थी। वह ऐसा दिखता था.

मैं आपको जॉर्ज ओम की पूरी जीवनी नहीं बताऊंगा। आप अन्य संसाधनों पर इसके बारे में अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।

मैं केवल सबसे महत्वपूर्ण बातें ही कहूंगा।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का सबसे बुनियादी नियम उनके नाम पर रखा गया है, जिसे हम डिजाइन, उत्पादन और रोजमर्रा की जिंदगी में जटिल गणनाओं में सक्रिय रूप से उपयोग करते हैं।

किसी शृंखला के सजातीय खंड के लिए ओम का नियम इस प्रकार है:

I - सर्किट के एक खंड के माध्यम से बहने वाली धारा का मान (एम्पीयर में मापा गया)

यू - सर्किट के एक खंड पर वोल्टेज मान (वोल्ट में मापा जाता है)

आर - सर्किट अनुभाग का प्रतिरोध मान (ओम में मापा गया)

यदि सूत्र को शब्दों में समझाया जाए, तो यह पता चलता है कि वर्तमान ताकत वोल्टेज के समानुपाती होती है और सर्किट अनुभाग के प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

आइए एक प्रयोग करें

सूत्र को शब्दों में नहीं, बल्कि कर्मों में समझने के लिए, आपको निम्नलिखित आरेख को इकट्ठा करने की आवश्यकता है:

इस लेख का उद्देश्य स्पष्ट रूप से यह दिखाना है कि सर्किट के एक खंड के लिए ओम के नियम का उपयोग कैसे किया जाए। इसलिए, मैंने इस सर्किट को अपने कार्यक्षेत्र पर इकट्ठा किया। नीचे देखें वह कैसी दिखती है।

नियंत्रण (चयन) कुंजी का उपयोग करके, आप आउटपुट पर स्थिर वोल्टेज या वैकल्पिक वोल्टेज का चयन कर सकते हैं। हमारे मामले में, निरंतर वोल्टेज का उपयोग किया जाता है। मैं प्रयोगशाला ऑटोट्रांसफॉर्मर (एलएटीआर) का उपयोग करके वोल्टेज स्तर बदलता हूं।

हमारे प्रयोग में, मैं सर्किट के एक खंड में 220 (वी) के बराबर वोल्टेज का उपयोग करूंगा। हम वोल्टमीटर का उपयोग करके आउटपुट वोल्टेज की जांच करते हैं।

अब हम अपना स्वयं का प्रयोग करने और ओम के नियम को वास्तविकता में परखने के लिए पूरी तरह से तैयार हैं।

नीचे मैं 3 उदाहरण दूंगा. प्रत्येक उदाहरण में, हम 2 विधियों का उपयोग करके आवश्यक मान निर्धारित करेंगे: एक सूत्र का उपयोग करके और व्यावहारिक तरीके से।

उदाहरण #1

पहले उदाहरण में, हमें निरंतर वोल्टेज स्रोत की भयावहता और एलईडी लाइट बल्ब के प्रतिरोध मूल्य को जानकर, सर्किट में वर्तमान (I) को खोजने की आवश्यकता है।

डीसी वोल्टेज स्रोत वोल्टेज है यू = 220 (वी). एक LED लाइट बल्ब का प्रतिरोध होता है आर = 40740 (ओम).

सूत्र का उपयोग करके, हम सर्किट में करंट पाते हैं:

आई = यू/आर = 220/40740 = 0.0054 (ए)

हम एलईडी लाइट बल्ब के साथ श्रृंखला में जुड़ते हैं, एमीटर मोड में स्विच करते हैं, और सर्किट में करंट को मापते हैं।

मल्टीमीटर डिस्प्ले सर्किट करंट दिखाता है। इसका मान 5.4 (एमए) या 0.0054 (ए) है, जो सूत्र द्वारा पाए गए वर्तमान से मेल खाता है।

उदाहरण क्रमांक 2

दूसरे उदाहरण में, हमें सर्किट में करंट की मात्रा और एलईडी लाइट बल्ब के प्रतिरोध मान को जानकर, सर्किट के एक सेक्शन का वोल्टेज (यू) खोजने की जरूरत है।

मैं = 0.0054 (ए)

आर = 40740 (ओम)

सूत्र का उपयोग करके, हम सर्किट अनुभाग का वोल्टेज पाते हैं:

यू = आई*आर = 0.0054 *40740 = 219.9 (वी) = 220 (वी)

आइए अब प्राप्त परिणाम को व्यावहारिक तरीके से जांचें।

हम एलईडी लाइट बल्ब के समानांतर वोल्टमीटर मोड में चालू एक मल्टीमीटर को जोड़ते हैं और वोल्टेज को मापते हैं।

मल्टीमीटर डिस्प्ले मापा वोल्टेज दिखाता है। इसका मान 220 (V) है, जो सर्किट के एक खंड के लिए ओम के नियम के सूत्र का उपयोग करके पाए गए वोल्टेज से मेल खाता है।

उदाहरण संख्या 3

तीसरे उदाहरण में, हमें सर्किट में करंट के परिमाण और सर्किट सेक्शन के वोल्टेज मान को जानकर, सर्किट सेक्शन के प्रतिरोध (आर) को खोजने की जरूरत है।

मैं = 0.0054 (ए)

यू = 220 (वी)

फिर से, आइए सूत्र का उपयोग करें और सर्किट अनुभाग का प्रतिरोध ज्ञात करें:

आर = यू/मैं = 220/0.0054 = 40740.7 (ओम)

आइए अब प्राप्त परिणाम को व्यावहारिक तरीके से जांचें।

हम एक मल्टीमीटर का उपयोग करके एलईडी लाइट बल्ब के प्रतिरोध को मापते हैं।

परिणामी मूल्य था आर = 40740 (ओम), जो सूत्र द्वारा पाए गए प्रतिरोध से मेल खाता है।

सर्किट के एक भाग के लिए ओम के नियम को याद रखना कितना आसान है!!!

भ्रमित न होने और सूत्र को आसानी से याद रखने के लिए, आप एक छोटे से संकेत का उपयोग कर सकते हैं जिसे आप स्वयं कर सकते हैं।

नीचे दिए गए चित्र के अनुसार, एक त्रिभुज बनाएं और उसमें विद्युत परिपथ के पैरामीटर दर्ज करें। आपको इसे इस तरह प्राप्त करना चाहिए.

इसका उपयोग कैसे करना है?

संकेत त्रिकोण का उपयोग करना बहुत आसान और सरल है। अपनी उंगली से उस सर्किट पैरामीटर को बंद करें जिसे ढूंढने की आवश्यकता है।

यदि त्रिभुज पर शेष पैरामीटर समान स्तर पर स्थित हैं, तो उन्हें गुणा करने की आवश्यकता है।

यदि त्रिभुज पर शेष पैरामीटर विभिन्न स्तरों पर स्थित हैं, तो ऊपरी पैरामीटर को निचले पैरामीटर से विभाजित करना आवश्यक है।

संकेत त्रिकोण की सहायता से आप सूत्र में भ्रमित नहीं होंगे। लेकिन इसे गुणन सारणी की तरह सीखना बेहतर है।

निष्कर्ष

लेख के अंत में मैं एक निष्कर्ष निकालूंगा।

विद्युत धारा ऋणात्मक क्षमता वाले बिंदु B से धनात्मक क्षमता वाले बिंदु A की ओर इलेक्ट्रॉनों का एक निर्देशित प्रवाह है। और इन बिंदुओं के बीच संभावित अंतर जितना अधिक होगा, उतने ही अधिक इलेक्ट्रॉन बिंदु बी से बिंदु ए तक जाएंगे, यानी। सर्किट में करंट बढ़ जाएगा, बशर्ते कि सर्किट प्रतिरोध अपरिवर्तित रहे।

लेकिन प्रकाश बल्ब का प्रतिरोध विद्युत धारा के प्रवाह का विरोध करता है। और सर्किट में प्रतिरोध जितना अधिक होगा (कई प्रकाश बल्बों का श्रृंखला कनेक्शन), स्थिर नेटवर्क वोल्टेज पर सर्किट में करंट उतना ही कम होगा।

पी.एस. यहाँ इंटरनेट पर मुझे सर्किट के एक भाग के लिए ओम के नियम के विषय पर एक मज़ेदार लेकिन व्याख्यात्मक कार्टून मिला।

इस लेख को लिखने का कारण इन सूत्रों की जटिलता नहीं थी, बल्कि यह तथ्य था कि किसी भी सर्किट के डिजाइन और विकास के दौरान आवश्यक मापदंडों तक पहुंचने या सर्किट को संतुलित करने के लिए मूल्यों की एक श्रृंखला से गुजरना अक्सर आवश्यक होता है। . यह लेख और इसमें मौजूद कैलकुलेटर इस चयन को सरल बना देगा और आपकी योजनाओं को लागू करने की प्रक्रिया को तेज़ कर देगा। साथ ही लेख के अंत में मैं ओम के नियम के मूल सूत्र को याद करने के लिए कई तरीके बताऊंगा। यह जानकारी शुरुआती लोगों के लिए उपयोगी होगी. यद्यपि सूत्र सरल है, कभी-कभी इस बात को लेकर भ्रम होता है कि पैरामीटर कहाँ और कौन सा होना चाहिए, विशेषकर शुरुआत में।

रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, ओम का नियम और शक्ति की गणना के लिए सूत्र का उपयोग किसी भी अन्य सूत्र की तुलना में अधिक बार किया जाता है। वे चार सबसे आम विद्युत मात्राओं के बीच सख्त संबंध निर्धारित करते हैं: वर्तमान, वोल्टेज, प्रतिरोध और शक्ति।

ओम कानून। इस रिश्ते की खोज और प्रमाण जॉर्ज साइमन ओम ने 1826 में दिया था। सर्किट के एक भाग के लिए, यह इस तरह लगता है: करंट सीधे वोल्टेज के समानुपाती होता है, और प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होता है

मूल सूत्र इस प्रकार लिखा गया है:

मूल सूत्र को परिवर्तित करके, आप दो अन्य मात्राएँ पा सकते हैं:

शक्ति। इसकी परिभाषा इस प्रकार है: शक्ति विद्युत परिपथ के किसी भी भाग में वोल्टेज और करंट के तात्कालिक मूल्यों का उत्पाद है।

तात्कालिक विद्युत शक्ति का सूत्र:

ओम के नियम और शक्ति की गणना के लिए नीचे एक ऑनलाइन कैलकुलेटर है। यह कैलकुलेटर आपको चार विद्युत मात्राओं के बीच संबंध निर्धारित करने की अनुमति देता है: वर्तमान, वोल्टेज, प्रतिरोध और शक्ति। ऐसा करने के लिए, बस कोई दो मान दर्ज करें। ऊपर और नीचे तीरों का उपयोग करके आप दर्ज किए गए मान को एक के चरण में बदल सकते हैं। मात्राओं का आयाम भी चुना जा सकता है. इसके अलावा, मापदंडों के चयन की सुविधा के लिए, कैलकुलेटर आपको पहले से की गई दस गणनाओं को उन आयामों के साथ रिकॉर्ड करने की अनुमति देता है जिनके साथ गणना स्वयं की गई थी।

जब हम रेडियो इंजीनियरिंग कॉलेज में पढ़ते थे तो हमें बहुत सी चीजें याद रखनी पड़ती थीं। और इसे याद रखना आसान बनाने के लिए, ओम के नियम के लिए तीन चीट शीट हैं। यहां वे विधियां हैं जिनका हमने उपयोग किया है।

पहला एक स्मरणीय नियम है. यदि हम प्रतिरोध को ओम के नियम के सूत्र से व्यक्त करें तो R = कांच।

दूसरी है त्रिकोण विधि. इसे ओम के नियम का जादुई त्रिकोण भी कहा जाता है।

जो मान ज्ञात करना है उसे यदि हम फाड़ दें तो शेष भाग में हमें उसे ज्ञात करने का सूत्र प्राप्त हो जायेगा।

तीसरा। यह एक धोखा पत्र की तरह है जो चार विद्युत मात्राओं के लिए सभी बुनियादी सूत्रों को जोड़ता है।

इसे त्रिकोण की तरह उपयोग करना उतना ही आसान है। हम उस पैरामीटर का चयन करते हैं जिसकी हम गणना करना चाहते हैं, यह केंद्र में एक छोटे वृत्त में स्थित होता है और हमें इसकी गणना के लिए तीन सूत्र मिलते हैं। इसके बाद, वह चुनें जिसकी आपको आवश्यकता है।

त्रिभुज की तरह ही यह वृत्त जादुई कहा जा सकता है।