વીજળી શું છે
વ્યાપક અર્થમાં, વીજળી એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઘટનાનો સંપૂર્ણ સમૂહ છે, જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રના વિવિધ અભિવ્યક્તિઓ અને પદાર્થ સાથે તેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે; સંકુચિત અર્થમાં તેનો ઉપયોગ "વીજળીના જથ્થા" અભિવ્યક્તિમાં થાય છે, જે બાદમાંના પરિમાણમાં "ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ" નો સમાનાર્થી છે.
જ્યારે તમે "વીજળી" અથવા "વીજળી" શબ્દ સાંભળો છો ત્યારે મનમાં શું આવે છે? એક વ્યક્તિ ઇલેક્ટ્રિકલ સોકેટની કલ્પના કરશે, બીજો - પાવર લાઇન, ટ્રાન્સફોર્મર અથવા વેલ્ડીંગ મશીન, એક માછીમાર વીજળી વિશે વિચારશે, એક ગૃહિણી તેની આંગળીથી બેટરી અથવા મોબાઇલ ફોન ચાર્જર વિશે વિચારશે, ટર્નર વિચારશે ઇલેક્ટ્રિક મોટર, અને કોઈ કલ્પના પણ કરશે નિકોલા ટેસ્લાતેની લેબોરેટરીમાં પડઘો પાડતી ઇન્ડક્શન કોઇલની નજીક બેઠો હતો જે વીજળી ફૂટી રહ્યો હતો.
એક અથવા બીજી રીતે, આધુનિક વિશ્વમાં વીજળીના ઘણા અભિવ્યક્તિઓ છે. આજની સંસ્કૃતિની સંપૂર્ણ રીતે વીજળી વિના કલ્પના કરવી અશક્ય છે. પરંતુ આપણે તેના વિશે શું જાણીએ છીએ? ચાલો આ માહિતી સ્પષ્ટ કરીએ.
પાવર પ્લાન્ટથી લઈને વિદ્યુત ઉપકરણ સુધી
જ્યારે આપણે ઘરે સોકેટમાં પ્લગ ઇન કરીએ છીએ, કેટલ ચાલુ કરીએ છીએ અથવા સ્વીચ દબાવીએ છીએ, મૂળભૂત રીતે બલ્બ પ્રગટાવવા માંગીએ છીએ, ત્યારે તે સમયે આપણે વચ્ચેની સર્કિટ બંધ કરીએ છીએ સ્ત્રોત અને વીજળી પ્રાપ્ત કરનારઇલેક્ટ્રિક ચાર્જને મુસાફરી કરવા માટેનો માર્ગ પ્રદાન કરવા માટે, ઉદાહરણ તરીકે કેટલના સર્પાકાર દ્વારા.
આપણા ઘરમાં વીજળીનો સ્ત્રોત સામાન્ય રીતે આઉટલેટ હોય છે. વાયરમાંથી પસાર થતો ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ (જે અમારા ઉદાહરણમાં કેટલ પર નિક્રોમ કોઇલ છે) છે. વીજળી… વાયર સોકેટને બે વાયર વડે યુઝર સાથે જોડે છે: એક વાયર સાથે ચાર્જ સોકેટમાંથી યુઝર તરફ જાય છે, બીજા વાયર સાથે તે જ સમયે — યુઝર પાસેથી — સોકેટમાં જાય છે. જો વર્તમાન વૈકલ્પિક હોય, તો વાયર દર સેકન્ડે 50 વખત તેમની ભૂમિકા બદલે છે.
શહેરના નેટવર્કમાં ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ (અથવા વધુ સરળ રીતે, વીજળીનો સ્ત્રોત) ની હિલચાલ માટે ઊર્જાનો સ્ત્રોત મુખ્યત્વે પાવર પ્લાન્ટ છે. પાવર પ્લાન્ટમાં પાવરફુલ દ્વારા વીજળી ઉત્પન્ન થાય છે જનરેટર, જેનું રોટર પરમાણુ સ્થાપન અથવા અન્ય પ્રકારના પાવર પ્લાન્ટ (ઉદાહરણ તરીકે, હાઇડ્રો ટર્બાઇન) દ્વારા પરિભ્રમણમાં ચલાવવામાં આવે છે.
જનરેટરની અંદર, ચુંબકીય રોટર સ્ટેટર વાયરને પાર કરે છે, જેના કારણે થાય છે ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ (EMF)જનરેટરના ટર્મિનલ્સ વચ્ચે વોલ્ટેજ પેદા કરે છે. અને તે હંમેશા છે 50 હર્ટ્ઝની આવર્તન સાથે વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ, કારણ કે જનરેટરના રોટરમાં 2 ચુંબકીય ધ્રુવો છે અને તે 3000 rpm ની આવર્તન પર ફરે છે, અથવા 4 ધ્રુવો અને 1500 rpm ની ઝડપ ધરાવે છે.
તે આપણા સંપર્કમાં રહેલું તણાવ છે જેનો આપણે દરરોજ વિચાર્યા વિના ઉપયોગ કરીએ છીએ. વીજળીના લાંબા માર્ગ વિશે પાવર સ્ટેશનથી અમારા આઉટલેટ સુધી પ્રકાશની ઝડપે (299,792,458 મીટર પ્રતિ સેકન્ડ — વાયરની સાથે ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડના પ્રસારની ગતિ, જે તેમની અંદર ઇલેક્ટ્રોનને ધકેલે છે, વર્તમાન બનાવે છે).
આઉટપુટ પર એસી વોલ્ટેજ 220 વોલ્ટ
આઉટપુટ માટે જનરેટ થયેલ વોલ્ટેજ વેરિયેબલ છે કારણ કે: પ્રથમ, તે સરળતાથી રૂપાંતરિત થઈ શકે છે (ઘટાડો અથવા વધારો), અને બીજું, તે વધુ સરળતાથી જનરેટ થાય છે અને સતત વોલ્ટેજ કરતાં વાયરમાં ઓછા નુકશાન સાથે પ્રસારિત થાય છે.
વાયરને પાવર કરીને જે તે જોડાયેલ છે ટ્રાન્સફોર્મર, વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ, આપણે મેળવીએ છીએ વૈકલ્પિક પ્રવાહ, જે પ્રતિ સેકન્ડમાં 50 વખત તેની દિશા સુમેળપૂર્વક બદલે છે, તે ટ્રાન્સફોર્મરના ચુંબકીય સર્કિટમાં વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ છે, જે બદલામાં, ફરીથી સેકન્ડરી વિન્ડિંગ્સના વાયરમાં વિદ્યુત પ્રવાહને ઉત્તેજિત કરવામાં સક્ષમ છે. ચુંબકીય સર્કિટ...
જો કોઇલ દ્વારા આવરી લેવામાં આવેલી જગ્યામાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર સ્થિર હોત, તો કોઇલમાંનો પ્રવાહ ફક્ત નિર્દેશિત ન હોત (cf. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનો કાયદો).
વર્તમાન મેળવવા માટે, અવકાશમાં ચુંબકીય પ્રવાહ બદલવો જરૂરી છે, જેના પછી તે આસપાસ સમાપ્ત થશે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર, તે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ પર કાર્ય કરશે, જે ઉદાહરણ તરીકે બદલાતા ચુંબકીય પ્રવાહ સાથે આ જગ્યાની આસપાસ સ્થિત કોપર વાયર (ફ્રી ઇલેક્ટ્રોન) ની અંદર સ્થિત હોઈ શકે છે.
જનરેટર અને ટ્રાન્સફોર્મર બંનેનું સંચાલન આ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે, માત્ર એટલો જ તફાવત છે કે ટ્રાન્સફોર્મરમાં કોઈ ફરતા કામના ભાગો નથી: ટ્રાન્સફોર્મરમાં વૈકલ્પિક ચુંબકીય પ્રવાહનો સ્ત્રોત પ્રાથમિક વિન્ડિંગનો વૈકલ્પિક પ્રવાહ છે, અને જનરેટરમાં કાયમી ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ફરતું રોટર છે.
અને અહીં અને ત્યાં, બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના કાયદા અનુસાર, એક એડી ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે, જે વાયરની અંદર મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન પર કાર્ય કરે છે, આ ઇલેક્ટ્રોનને ગતિમાં સેટ કરે છે. જો સર્કિટ ઉપભોક્તા માટે બંધ હોય, તો વર્તમાન ગ્રાહક દ્વારા વહેશે.
વીજળીનો સંગ્રહ અને સીધો પ્રવાહ
રાસાયણિક ઉર્જાના સ્વરૂપમાં રોજિંદા જીવનમાં વીજળી એકઠી કરવી સૌથી અનુકૂળ છે બેટરીમાં... જ્યારે બાહ્ય સર્કિટ વપરાશકર્તા માટે બંધ હોય ત્યારે ઇલેક્ટ્રોડ્સ સાથેની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા વર્તમાન બનાવવા માટે સક્ષમ હોય છે, અને બેટરી ઇલેક્ટ્રોડ્સનો વિસ્તાર જેટલો મોટો હોય છે, તેમાંથી વધુ પ્રવાહ મેળવી શકાય છે અને તેની સામગ્રીના આધારે. ઇલેક્ટ્રોડ્સ અને બેટરીમાં શ્રેણીમાં જોડાયેલા કોષોની સંખ્યા, બેટરી દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ વોલ્ટેજ અલગ હોઈ શકે છે.
તેથી, લિથિયમ-આયન બેટરી માટે, એક કોષનું પ્રમાણભૂત વોલ્ટેજ 3.7 વોલ્ટ છે અને તે 4.2 વોલ્ટ સુધી જઈ શકે છે. ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન, હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલ લિથિયમ આયનો ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં કોપર અને ગ્રેફાઇટ પર આધારિત એનોડ (-)માંથી એલ્યુમિનિયમ પર આધારિત કેથોડ (+) તરફ જાય છે, અને કેથોડથી એનોડમાં ચાર્જિંગ દરમિયાન, જ્યાં ઇએમએફની ક્રિયા હેઠળ ચાર્જર ગ્રેફાઇટ-લિથિયમ સંયોજન રચાય છે, જેના પરિણામે ઊર્જા રાસાયણિક સંયોજનના રૂપમાં સંચિત થાય છે.
ઈલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટર્સ એ જ રીતે કામ કરે છે, જે ઓછી વિદ્યુત ક્ષમતા ધરાવતી બેટરીથી અલગ છે, પરંતુ મોટી સંખ્યામાં ચાર્જ-ડિસ્ચાર્જ ચક્રમાં.
લિથિયમ-આયન બેટરી માટે, સંપૂર્ણ જીવન મહત્તમ 1000 ચાર્જ-ડિસ્ચાર્જ ચક્ર સુધી મર્યાદિત છે, અને ચોક્કસ ઊર્જા સામગ્રી 250 Wh/kg સુધી પહોંચે છે. ઇલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટર્સ માટે, તેમના સુધારેલા વર્તમાન જીવનનો અંદાજ હજારો કલાકો છે, પરંતુ ઊર્જા વપરાશ સામાન્ય રીતે 0.25 Wh/kg કરતા ઓછો હોય છે.
સ્થિર વીદ્યુત
જો તમે વૂલન ધાબળા ઉપર રેશમની ચાદર મૂકો, તેને સારી રીતે એકસાથે દબાવો, અને પછી તેને અલગ-અલગ ફેલાવવાનો પ્રયાસ કરો, તો ત્યાં હશે. વીજળીકરણ... આવું થશે કારણ કે વિવિધ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકો સાથે શરીરના ઘર્ષણની સ્થિતિમાં, તેમની સપાટી પર ચાર્જનું વિભાજન થાય છે: ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક ધરાવતી સામગ્રી હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરવામાં આવશે, અને નીચલા ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક સાથેની સામગ્રી - નકારાત્મક રીતે .
આ પરિમાણોમાં જેટલો મોટો તફાવત, તેટલું મજબૂત વિદ્યુતીકરણ. જ્યારે તમે તમારા પગને વૂલન કાર્પેટથી ઘસો છો, ત્યારે તમે નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરો છો અને કાર્પેટ હકારાત્મક રીતે. સંભવિત સ્તરો અહીં હજારો વોલ્ટ સુધી પહોંચી શકે છે, અને સ્પર્શ કરવાથી, ઉદાહરણ તરીકે, ગ્રાઉન્ડેડ કંઈક સાથે જોડાયેલ પાણીનો નળ તમને ઇલેક્ટ્રિક આંચકો આપશે. પરંતુ વિદ્યુત ક્ષમતા દુર્લભ હોવાથી, આ અપ્રિય ઘટના તમારા જીવન માટે કોઈ મોટો ખતરો નહીં બનાવે.
બીજી વસ્તુ એ ઇલેક્ટ્રોફોરેટિક મશીન છે, જેમાં ઘર્ષણ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ સ્થિર ચાર્જ કેપેસિટરમાં એકઠા થાય છે. લેડેન બેંકમાં એકઠા થયેલો ચાર્જ પહેલેથી જ જીવલેણ છે.
સૌથી મહત્વપૂર્ણ શરતો અને વ્યાખ્યાઓ
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર શું છે
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડ એ એક વિશિષ્ટ પ્રકારનું દ્રવ્ય છે જે અવકાશમાં સતત વિતરણ (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો) દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે અને બંધારણ (ફોટોન્સ) ની વિવેકબુદ્ધિ દર્શાવે છે, જે શૂન્યાવકાશમાં ફેલાવવાની ક્ષમતા (મજબૂત ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રોની ગેરહાજરીમાં) દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. ચાર્જ થયેલા કણો પર તેમની ગતિના આધારે બળ અસર કરે છે.
ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ શું છે
ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ એ પદાર્થ અથવા શરીરના કણોની મિલકત છે જે તેમના પોતાના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર સાથેના તેમના સંબંધો અને બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર સાથેની તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દર્શાવે છે. તેના બે પ્રકારો છે જે ધન ચાર્જ (પ્રોટોન, પોઝીટ્રોન વગેરેનો ચાર્જ) અને નકારાત્મક ચાર્જ (ઇલેક્ટ્રોનનો ચાર્જ વગેરે) તરીકે ઓળખાય છે. જથ્થા તરીકે, તે એક ચાર્જ થયેલ શરીરના બીજા ચાર્જ થયેલ શરીર સાથે મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા પરિમાણિત થાય છે.
ચાર્જ થયેલ કણ શું છે
ચાર્જ થયેલ કણ એ પદાર્થનો એક કણ છે જે વિદ્યુત ચાર્જ ધરાવે છે.
ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર શું છે
ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડની બે બાજુઓમાંથી એક છે, જે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ અને ચુંબકીય ક્ષેત્રના ફેરફારોને કારણે થાય છે, જે ચાર્જ થયેલા કણો અને શરીર પર બળની અસર કરે છે અને સ્થિર ચાર્જ થયેલા શરીર અને કણો પર બળની અસર દ્વારા પ્રગટ થાય છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્ર શું છે
ચુંબકીય ક્ષેત્ર એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રની બે બાજુઓમાંથી એક છે જે ચાર્જ કરેલા કણો અને શરીર પરના ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જને કારણે થાય છે અને ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં ફેરફાર દ્વારા થાય છે જે ગતિશીલ ચાર્જ કણો પર બળનો ઉપયોગ કરે છે અને સામાન્ય રીતે નિર્દેશિત બળ ક્રિયા દ્વારા પ્રગટ થાય છે. આ કણોની હિલચાલની દિશાને સંબંધિત અને તેમની ગતિના પ્રમાણસર.
ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ શું છે
વિદ્યુત પ્રવાહ એ ચાર્જ કરેલા કણોની હિલચાલની ઘટના છે અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે સમય જતાં ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં થતા ફેરફારોની ઘટના છે.
વિદ્યુત ક્ષેત્રની ઉર્જા શું છે
વિદ્યુત ક્ષેત્ર ઉર્જા - વિદ્યુત ક્ષેત્ર સાથે સંકળાયેલ ઉર્જા અને જ્યારે વિદ્યુત ક્ષેત્ર બદલાય ત્યારે ઊર્જાના અન્ય સ્વરૂપોમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઊર્જા શું છે
મેગ્નેટિક ફિલ્ડ એનર્જી - ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે સંકળાયેલ અને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ત્રણ ફેરફારો દ્વારા ઊર્જાના અન્ય સ્વરૂપોમાં રૂપાંતરિત ઊર્જા.
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક એનર્જી શું છે (વિદ્યુત ઊર્જા)
વિદ્યુત ઊર્જા - ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રની ઊર્જા, જેમાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ઊર્જા અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઊર્જાનો સમાવેશ થાય છે.
આ પણ જુઓ:
ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના અસ્તિત્વ માટેની શરતો