સંપૂર્ણ સર્કિટ માટે ઓહ્મનો નિયમ

ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં શરતો છે: વિભાગ અને સંપૂર્ણ સર્કિટ.

સાઇટને કહેવામાં આવે છે:

• વર્તમાન અથવા વોલ્ટેજના સ્ત્રોતની અંદર વિદ્યુત સર્કિટનો ભાગ;

• સ્ત્રોત અથવા તેના ભાગ સાથે જોડાયેલ વિદ્યુત તત્વોનું સમગ્ર બાહ્ય અથવા આંતરિક સર્કિટ.

"સંપૂર્ણ સર્કિટ" શબ્દનો ઉપયોગ તમામ સર્કિટ એસેમ્બલ કરેલ સર્કિટનો સંદર્ભ આપવા માટે થાય છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• સ્ત્રોતો;

• વપરાશકર્તાઓ;

• કનેક્ટિંગ વાયર.

આવી વ્યાખ્યાઓ સર્કિટને વધુ સારી રીતે નેવિગેટ કરવામાં, તેમની લાક્ષણિકતાઓને સમજવામાં, કાર્યનું વિશ્લેષણ કરવામાં, નુકસાન અને ખામીઓ શોધવામાં મદદ કરે છે. તેઓ ઓહ્મના કાયદામાં એમ્બેડેડ છે, જે તમને માનવ જરૂરિયાતો માટે વિદ્યુત પ્રક્રિયાઓને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે સમાન પ્રશ્નો હલ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

જ્યોર્જ સિમોન ઓહ્મનું મૂળભૂત સંશોધન વર્ચ્યુઅલ રીતે દરેકને લાગુ પડે છે સર્કિટનો વિભાગ અથવા સંપૂર્ણ યોજનાકીય.

સંપૂર્ણ ડીસી સર્કિટ માટે ઓહ્મનો કાયદો કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

ઉદાહરણ તરીકે, ચાલો એક ગેલ્વેનિક સેલ લઈએ, જેને લોકપ્રિય રીતે બેટરી કહેવામાં આવે છે, જેમાં એનોડ અને કેથોડ વચ્ચે સંભવિત તફાવત U છે. અમે ફિલામેન્ટ સાથેના લાઇટ બલ્બને તેના ટર્મિનલ્સ સાથે જોડીએ છીએ, જેમાં સરળ પ્રતિકારક પ્રતિકાર R હોય છે.

ધાતુમાં ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ દ્વારા બનાવેલ વર્તમાન I = U/R ફિલામેન્ટમાંથી વહેશે. બેટરી વાયર, કનેક્ટિંગ વાયર અને બલ્બ દ્વારા રચાયેલ સર્કિટ સર્કિટના બાહ્ય ભાગનો સંદર્ભ આપે છે.

બેટરી ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના આંતરિક વિભાગમાં પણ કરંટ વહેશે. તેના વાહકો હકારાત્મક અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ આયન હશે. ઇલેક્ટ્રોન કેથોડ તરફ આકર્ષિત થશે અને હકારાત્મક આયનો તેમાંથી એનોડ તરફ ભગાડવામાં આવશે.

આ રીતે, કેથોડ અને એનોડ પર હકારાત્મક અને નકારાત્મક ચાર્જ એકઠા થાય છે, અને તેમની વચ્ચે સંભવિત તફાવત સર્જાય છે.

ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં આયનોની સંપૂર્ણ હિલચાલ અવરોધાય છે બેટરીનો આંતરિક પ્રતિકાર«r» સાથે ચિહ્નિત. તે વર્તમાન આઉટપુટને બાહ્ય સર્કિટમાં મર્યાદિત કરે છે અને તેની શક્તિને ચોક્કસ મૂલ્ય સુધી ઘટાડે છે.

સર્કિટના સંપૂર્ણ સર્કિટમાં, પ્રવાહ આંતરિક અને બાહ્ય સર્કિટમાંથી વહે છે, શ્રેણીમાં બે વિભાગોના કુલ પ્રતિકાર R + r પર કાબુ મેળવે છે. તેનું મૂલ્ય ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર લાગુ બળથી પ્રભાવિત થાય છે, જેને ટૂંકમાં ઇલેક્ટ્રોમોટિવ અથવા EMF કહેવામાં આવે છે અને તે ઇન્ડેક્સ «E» દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.

તેનું મૂલ્ય લોડ વિના બેટરીના ટર્મિનલ્સ પર વોલ્ટમીટર વડે માપી શકાય છે (કોઈ બાહ્ય સર્કિટ નથી). તે જ જગ્યાએ જોડાયેલ લોડ સાથે, વોલ્ટમીટર વોલ્ટેજ U બતાવે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો: બેટરી ટર્મિનલ્સ પર કોઈ ભાર વિના, U અને E તીવ્રતામાં મેળ ખાય છે, અને જ્યારે વર્તમાન બાહ્ય સર્કિટમાંથી વહે છે, U < E.

ફોર્સ E સંપૂર્ણ સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની હિલચાલ બનાવે છે અને તેનું મૂલ્ય I = E / (R + r) નક્કી કરે છે.

આ ગાણિતિક અભિવ્યક્તિ સંપૂર્ણ ડીસી સર્કિટ માટે ઓહ્મના નિયમને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. તેની ક્રિયા ચિત્રની જમણી બાજુએ વધુ વિગતમાં દર્શાવવામાં આવી છે.તે બતાવે છે કે સમગ્ર સંપૂર્ણ સર્કિટમાં બે અલગ વર્તમાન સર્કિટનો સમાવેશ થાય છે.

તે પણ જોઈ શકાય છે કે બેટરીની અંદર, જ્યારે બાહ્ય સર્કિટ લોડ બંધ હોય ત્યારે પણ, ચાર્જ થયેલા કણો ખસેડે છે (સ્વ-ડિસ્ચાર્જ વર્તમાન) અને તેથી કેથોડ પર ધાતુનો બિનજરૂરી વપરાશ થાય છે. બૅટરી ઊર્જા, આંતરિક પ્રતિકારને કારણે, ગરમી અને પર્યાવરણમાં વિસર્જન કરવામાં ખર્ચવામાં આવે છે, અને સમય જતાં તે અદૃશ્ય થઈ જાય છે.

પ્રેક્ટિસ બતાવે છે કે અંતિમ ઉત્પાદનની ઝડપથી વધતી કિંમતો અને તેના બદલે ઉચ્ચ સ્વ-ડિસ્ચાર્જને કારણે રચનાત્મક પદ્ધતિઓ દ્વારા આંતરિક પ્રતિકાર r ઘટાડવા આર્થિક રીતે વાજબી નથી.

તારણો

બેટરીની કાર્યક્ષમતા જાળવવા માટે, તેનો ઉપયોગ ફક્ત તેના ઉદ્દેશ્ય હેતુ માટે જ થવો જોઈએ, ફક્ત ઓપરેશનના સમયગાળા માટે બાહ્ય સર્કિટને કનેક્ટ કરવું.

કનેક્ટેડ લોડનો પ્રતિકાર જેટલો વધારે છે, તેટલી લાંબી બેટરી આવરદા. તેથી, સમાન તેજસ્વી પ્રવાહ સાથે નાઇટ્રોજનથી ભરેલા કરતાં ઓછા વર્તમાન વપરાશ સાથે અગ્નિથી પ્રકાશિત ફિલામેન્ટ સાથેના ઝેનોન લેમ્પ્સ ઉર્જા સ્ત્રોતોની લાંબી સેવા જીવનની ખાતરી આપે છે.

ગેલ્વેનિક તત્વોનો સંગ્રહ કરતી વખતે, બાહ્ય સર્કિટના સંપર્કો વચ્ચેના પ્રવાહના માર્ગને વિશ્વસનીય અલગતા દ્વારા બાકાત રાખવું આવશ્યક છે.

એવી ઘટનામાં કે બેટરીની બાહ્ય સર્કિટ પ્રતિકાર R નોંધપાત્ર રીતે આંતરિક મૂલ્ય r કરતાં વધી જાય, તેને વોલ્ટેજ સ્ત્રોત ગણવામાં આવે છે, અને જ્યારે વિપરીત સંબંધ પૂર્ણ થાય છે, ત્યારે તે વર્તમાન સ્ત્રોત છે.

સંપૂર્ણ AC સર્કિટ માટે ઓહ્મના કાયદાનો ઉપયોગ કેવી રીતે થાય છે

ઇલેક્ટ્રિકલ ઉદ્યોગમાં એસી ઇલેક્ટ્રિકલ સિસ્ટમ્સ સૌથી સામાન્ય છે.આ ઉદ્યોગમાં, તેઓ પાવર લાઇન પર વીજળીનું પરિવહન કરીને વિશાળ લંબાઈ સુધી પહોંચે છે.

જેમ જેમ ટ્રાન્સમિશન લાઇનની લંબાઈ વધે છે તેમ તેમ તેનો વિદ્યુત પ્રતિકાર વધે છે, જે વાયરને ગરમ કરે છે અને ટ્રાન્સમિશન માટે ઉર્જાની ખોટ વધે છે.

ઓહ્મના કાયદાના જ્ઞાને પાવર એન્જિનિયરોને વીજળીના પરિવહનના બિનજરૂરી ખર્ચને ઘટાડવામાં મદદ કરી. આ કરવા માટે, તેઓએ વાયરમાં પાવર લોસના ઘટકની ગણતરીનો ઉપયોગ કર્યો.

ગણતરી ઉત્પાદિત સક્રિય શક્તિ P = E ∙ I ના મૂલ્ય પર આધારિત છે, જે દૂરસ્થ ગ્રાહકોને ગુણાત્મક રીતે સ્થાનાંતરિત થવી જોઈએ અને કુલ પ્રતિકારને દૂર કરવી જોઈએ:

• જનરેટર પર આંતરિક આર;

• વાયરનો બાહ્ય આર.

જનરેટર ટર્મિનલ્સ પર EMF ની તીવ્રતા E = I ∙ (r + R) તરીકે નક્કી કરવામાં આવે છે.

સંપૂર્ણ સર્કિટના પ્રતિકારને દૂર કરવા માટે પાવર લોસ Pp ચિત્રમાં બતાવેલ ફોર્મ્યુલા દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવશે.

તેમાંથી જોઈ શકાય છે કે વાયરની લંબાઈ / પ્રતિકારના પ્રમાણમાં વીજ વપરાશ વધે છે અને જનરેટરના EMF અથવા લાઇન વોલ્ટેજને વધારીને પાવરના પરિવહન દરમિયાન તેને ઘટાડવાનું શક્ય છે. પાવર લાઇનના જનરેટરના છેડે સર્કિટમાં સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર્સ અને ઇલેક્ટ્રિકલ સબસ્ટેશનના પ્રાપ્ત બિંદુ પર સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર્સનો સમાવેશ કરીને આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે.

જો કે, આ પદ્ધતિ મર્યાદિત છે:

• કોરોનરી ડિસ્ચાર્જની ઘટના સામે લડવા માટે તકનીકી ઉપકરણોની જટિલતા;

• પૃથ્વીની સપાટીથી પાવર લાઇનને અંતર અને અલગ કરવાની જરૂરિયાત;

• અવકાશમાં એર લાઇન રેડિયેશનની ઊર્જામાં વધારો (એન્ટેના અસરનો દેખાવ).

sinusoidal વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટમાં ઓહ્મના કાયદાની કામગીરીની લાક્ષણિકતાઓ

ઔદ્યોગિક ઉચ્ચ વોલ્ટેજ અને સ્થાનિક ત્રણ-તબક્કા / સિંગલ-ફેઝ ઇલેક્ટ્રિક પાવરના આધુનિક વપરાશકર્તાઓ ઉચ્ચારિત પ્રેરક અથવા કેપેસિટીવ લાક્ષણિકતાઓ સાથે માત્ર સક્રિય જ નહીં, પણ પ્રતિક્રિયાશીલ લોડ પણ બનાવે છે. તેઓ લાગુ વોલ્ટેજના વેક્ટર અને સર્કિટમાં વહેતા પ્રવાહો વચ્ચેના તબક્કામાં પરિવર્તન તરફ દોરી જાય છે.

આ કિસ્સામાં, હાર્મોનિક્સના સમયના વધઘટના ગાણિતિક સંકેત માટે, ઉપયોગ કરો જટિલ સ્વરૂપઅને વેક્ટર ગ્રાફિક્સનો ઉપયોગ અવકાશી રજૂઆત માટે થાય છે. પાવર લાઇન દ્વારા પ્રસારિત વર્તમાન સૂત્ર દ્વારા રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે: I = U / Z.

જટિલ સંખ્યાઓ સાથે ઓહ્મના કાયદાના મુખ્ય ઘટકોનું ગાણિતિક સંકેત, પાવર સિસ્ટમમાં સતત થતી જટિલ તકનીકી પ્રક્રિયાઓને નિયંત્રિત કરવા અને સંચાલિત કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના અલ્ગોરિધમ્સને પ્રોગ્રામિંગ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

જટિલ સંખ્યાઓ સાથે, બધા ગુણોત્તર લખવાના વિભેદક સ્વરૂપનો ઉપયોગ થાય છે. સામગ્રીના વાહક ગુણધર્મોનું વિશ્લેષણ કરવા માટે તે અનુકૂળ છે.

કેટલાક તકનીકી પરિબળો સંપૂર્ણ સર્કિટ માટે ઓહ્મના નિયમનું ઉલ્લંઘન કરી શકે છે. તેઓ સમાવેશ થાય છે:

• જ્યારે ચાર્જ કેરિયર્સના વેગને પ્રભાવિત કરવાનું શરૂ થાય ત્યારે ઉચ્ચ કંપનશીલ આવર્તન. તેમની પાસે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રમાં ફેરફારોની ગતિ સાથે આગળ વધવાનો સમય નથી;

• નીચા તાપમાને ચોક્કસ વર્ગના પદાર્થોની સુપરકન્ડક્ટિવિટીની સ્થિતિઓ;

• ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ દ્વારા વર્તમાન વાયરની ગરમીમાં વધારો. જ્યારે વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા તેના રેખીય પાત્રને ગુમાવે છે;

• ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ડિસ્ચાર્જ દ્વારા ઇન્સ્યુલેશન સ્તરનો વિનાશ;

• ગેસ અથવા વેક્યુમ ઇલેક્ટ્રોન ટ્યુબનું માધ્યમ;

• સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો અને તત્વો.