ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું કાર્ય અને શક્તિ

વાયરમાંથી પસાર થતો વિદ્યુત પ્રવાહ વિદ્યુત ઉર્જાને અન્ય કોઈપણ ઊર્જામાં ફેરવીને કામ કરે છે: ગરમી, પ્રકાશ, યાંત્રિક, રાસાયણિક, વગેરે. વધુ વિગતો માટે અહીં જુઓ: વિદ્યુત પ્રવાહની ક્રિયા

જો વિદ્યુત ઉર્જાના ઉપભોક્તા પર એક વોલ્ટનો વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, તો તેનો અર્થ એ છે કે વિદ્યુત ઉર્જાનો સ્ત્રોત, ગ્રાહક દ્વારા વીજળીના એક પેન્ડન્ટને સ્થાનાંતરિત કરીને, તેમાં વિદ્યુત ઉર્જાનો એક જૌલ વાપરે છે.

વિદ્યુત પ્રવાહ આ ઊર્જાને અન્ય પ્રકારની ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે, અને તેથી એવું કહેવાનો રિવાજ છે કે ઉપભોક્તામાંથી પસાર થતો વિદ્યુત પ્રવાહ કામ કરે છે... આ કાર્યની માત્રા સ્ત્રોત દ્વારા વપરાશમાં લેવાયેલી વિદ્યુત ઉર્જા જેટલી હોય છે.

પાવર એ મૂલ્ય છે જે ઝડપની લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે ઊર્જા રૂપાંતરઅથવા જે દરે કામ કરવામાં આવે છે.

રાસાયણિક દળો (પ્રાથમિક કોષો અને બેટરીઓમાં) અથવા ઇલેક્ટ્રિક જનરેટરમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક દળોના પ્રભાવ હેઠળ ઇએમએફના સ્ત્રોતમાં, ચાર્જનું વિભાજન થાય છે.

સ્ત્રોતમાં બાહ્ય દળો દ્વારા કરવામાં આવેલું કાર્ય જ્યારે ચાર્જ અંદર જાય છે અથવા, જેમ કહેવાય છે તેમ, સ્ત્રોતમાં "વિકસિત" થાય છે. વિદ્યુત ઊર્જા, સૂત્ર દ્વારા જોવા મળે છે:

A = QE

જો સ્ત્રોત બાહ્ય સર્કિટ માટે બંધ હોય, તો તેમાં સતત ચાર્જિસ છૂટા કરવામાં આવે છે અને બાહ્ય દળો હજુ પણ A = QE અથવા તે Q = It, A = EIt કાર્ય કરી રહ્યા છે.

થી ઊર્જા સંરક્ષણનો કાયદો તે જ સમય દરમિયાન EMF સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્પન્ન થતી વિદ્યુત ઉર્જા વિદ્યુત સર્કિટના વિભાગોમાં અન્ય પ્રકારની ઊર્જામાં "ખર્ચ" (એટલે ​​કે રૂપાંતરિત) થાય છે.

ઊર્જાનો એક ભાગ બાહ્ય વિભાગમાં ખર્ચવામાં આવે છે:

A1 = UQ = UIt,

જ્યાં U એ સ્ત્રોત ટર્મિનલ વોલ્ટેજ છે, જે બાહ્ય સર્કિટ બંધ હોવા સાથે હવે EMF ની બરાબર નથી.

ઊર્જાનો બીજો ભાગ સ્ત્રોતની અંદર "ખોવાયેલો" (ગરમીમાં રૂપાંતરિત) છે:

A2 = A — A1 = (E — U) It = UoIt

છેલ્લા સૂત્રમાં, Uo — આ EMF અને સ્ત્રોત ટર્મિનલ વોલ્ટેજ વચ્ચેનો તફાવત છે, જેને આંતરિક વોલ્ટેજ ડ્રોપ કહેવામાં આવે છે... તેથી,

Uo = E — U,

જ્યાં

E = U + Uo

એટલે કે સ્ત્રોત emf એ ટર્મિનલ વોલ્ટેજ અને આંતરિક વોલ્ટેજ ડ્રોપના સરવાળા સમાન છે.

એક ઉદાહરણ. ઇલેક્ટ્રિક કેટલ 220 વોલ્ટના નેટવર્ક સાથે જોડાયેલ છે. જો કેટલના હીટિંગ એલિમેન્ટમાં વર્તમાન 2.5 A હોય તો 12 મિનિટ માટે કેટલમાં વપરાશમાં લેવાયેલી ઊર્જા નક્કી કરવી જરૂરી છે.

A = 220 · 2.5 · 60 = 396000 J.

જે દરે ઉર્જાનું રૂપાંતર થાય છે અથવા જે દરે કામ કરવામાં આવે છે તેનું લક્ષણ દર્શાવતું મૂલ્ય પાવર (નોટેશન P) કહેવાય છે:

P = A/t

વિદ્યુત પ્રવાહની મજબૂતાઈ એ એકમ સમય દીઠ તેનું કાર્ય છે.

સ્ત્રોતમાં યાંત્રિક અથવા અન્ય ઉર્જાને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવાના દરને દર્શાવતું મૂલ્ય જનરેટર પાવર કહેવાય છે:

Pr = A / t = EIt / t = EI

સર્કિટના બાહ્ય વિભાગોમાં વિદ્યુત ઊર્જાનું અન્ય પ્રકારની ઊર્જામાં રૂપાંતર થાય છે તે દરને દર્શાવતું મૂલ્ય, જેને ગ્રાહક શક્તિ કહે છે:

P1 = A1 / t = UIt / t = UI

વિદ્યુત ઊર્જાના બિન-ઉત્પાદક વપરાશને દર્શાવતી શક્તિ, ઉદાહરણ તરીકે જનરેટરની અંદર ગરમીના નુકસાન માટે, તેને પાવર લોસ કહેવામાં આવે છે:

Po = (A — A1) / t = UoIt / t = UoI

ઊર્જાના સંરક્ષણના કાયદા અનુસાર, જનરેટરની શક્તિ શક્તિઓના સરવાળા જેટલી છે; વપરાશકર્તાઓ અને નુકસાન:

Pr = P1 + Po

કાર્ય અને શક્તિના એકમો

પાવર યુનિટ P = A/t = j/sec સૂત્રમાંથી મળે છે. જો તે દર સેકન્ડે એક જૌલ જેટલું કામ કરે તો વિદ્યુત પ્રવાહ એક વોટમાં પાવર વિકસાવે છે.

પાવર j/s ના માપનના એકમને વૉટ (હોદ્દો W) કહેવામાં આવે છે, એટલે કે. 1 W = 1 j/s.

બીજી બાજુ, A = QE 1 J = 1 Kx l V, જ્યાંથી 1 W = (1V x 1K) / 1s1 = 1V x 1 A = 1 VA, એટલે કે, વોટ એ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની શક્તિ છે 1 A 1 V ના વોલ્ટેજ પર.

પાવરના મોટા એકમો છે હેક્ટોવોટ 1 GW = 100 W અને કિલોવોટ — 1 kW = 103 W

વિદ્યુત ઉર્જા સામાન્ય રીતે આમાં ગણવામાં આવે છે: વોટ-કલાક (Wh) અથવા બહુવિધ એકમો: હેક્ટોવોટ-કલાક (GWh) અને કિલોવોટ-કલાક (kWh). 1 કિલોવોટ-કલાક = 3,600,000 જ્યુલ્સ.