વોલ્ટેજ અને વર્તમાન વીજળીમાં પાયાનો ખ્યાલ છે. અમે આ મૂળભૂત વિદ્યુત જથ્થાઓ માટે અમારા પ્રથમ માનસિક મોડેલો બનાવીશું. અમે પાવર વિશે પણ વાત કરીશું, જે ત્યારે થાય છે જ્યારે વોલ્ટેજ અને કરંટ એક સાથે કાર્ય કરે છે.
· Charge ચાર્જ
વીજળીનો ખ્યાલ કુદરતના નિરીક્ષણથી ઉદ્ભવે છે. આપણે પદાર્થો વચ્ચે બળ જોતા હોઈએ છીએ, જે ગુરુત્વાકર્ષણની જેમ અંતરે કાર્ય કરે છે. આ બળના સ્ત્રોતને નામ ચાર્જ આપવામાં આવ્યો છે. ઇલેક્ટ્રિક બળ વિશે ખૂબ જ નોંધપાત્ર બાબત એ છે કે તે વિશાળ છે, ગુરુત્વાકર્ષણ બળ કરતાં ઘણી વધારે છે. ગુરુત્વાકર્ષણથી વિપરીત, જો કે, ત્યાં બે પ્રકારના ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ છે. વિપરીત પ્રકારના ચાર્જ આકર્ષિત કરે છે, અને ચાર્જના પ્રકારોને દૂર કરે છે. ગુરુત્વાકર્ષણનો એક જ પ્રકાર છે: તે માત્ર આકર્ષે છે, કદી પાછો ખેંચતો નથી.
· Conductors and insulators
કંડક્ટર એવા અણુઓથી બનેલા હોય છે જેમના બાહ્ય, અથવા વેલેન્સ, ઇલેક્ટ્રોન તેમના ન્યુક્લી સાથે પ્રમાણમાં નબળા બંધન ધરાવે છે, જેમ કે તાંબાના અણુની આ કાલ્પનિક છબીમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. જ્યારે ધાતુના અણુઓનો સમૂહ એકસાથે હોય છે, ત્યારે તેઓ રાજીખુશીથી તેમના બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનને એકબીજા સાથે વહેંચે છે, જે ચોક્કસ ન્યુક્લિયસ સાથે સંકળાયેલા ન હોય તેવા ઇલેક્ટ્રોનનું "સ્વોર્મ" બનાવે છે. ખૂબ નાનું ઇલેક્ટ્રિક બળ ઇલેક્ટ્રોન સ્વોર્મ ખસેડી શકે છે. કોપર, સોનું, ચાંદી અને એલ્યુમિનિયમ સારા વાહક છે. મીઠું પાણી પણ છે.
નબળા કંડક્ટર પણ છે. ટંગસ્ટન - લાઇટ બલ્બ ફિલામેન્ટ્સ માટે વપરાતી ધાતુ - અને કાર્બન - હીરાના સ્વરૂપમાં પ્રમાણમાં નબળા વાહક છે કારણ કે તેમના ઇલેક્ટ્રોન ખસેડવાની ઓછી સંભાવના ધરાવે છે.
Insulators
ઇન્સ્યુલેટર એવી સામગ્રી છે જેના બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન તેમના ન્યુક્લી સાથે ચુસ્તપણે બંધાયેલા હોય છે. સાધારણ ઇલેક્ટ્રિક દળો આ ઇલેક્ટ્રોનને મુક્ત રીતે ખેંચી શકતા નથી. જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક બળ લાગુ પડે છે, ત્યારે અણુની આસપાસ ઇલેક્ટ્રોન વાદળો ખેંચાય છે અને બળના જવાબમાં વિકૃત થાય છે, પરંતુ ઇલેક્ટ્રોન જતા નથી. કાચ, પ્લાસ્ટિક, પથ્થર અને હવા અવાહક છે. ઇન્સ્યુલેટર માટે પણ, ઇલેક્ટ્રિક બળને હંમેશા ઇલેક્ટ્રોનને ફાડી નાખવા માટે પૂરતી turnedંચી કરી શકાય છે - તેને બ્રેકડાઉન કહેવામાં આવે છે. જ્યારે તમે સ્પાર્ક જોશો ત્યારે હવાના અણુઓ સાથે આવું થઈ રહ્યું છે.
Semiconductor
સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી ઇન્સ્યુલેટર અને કંડક્ટર વચ્ચે પડે છે. તેઓ સામાન્ય રીતે ઇન્સ્યુલેટરની જેમ કાર્ય કરે છે, પરંતુ અમે તેમને ચોક્કસ સંજોગોમાં કંડક્ટરની જેમ કાર્ય કરી શકીએ છીએ. સૌથી જાણીતી સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી સિલિકોન (અણુ નંબર 141414) છે. સિલિકોનના ઇન્સ્યુલેટીંગ અને સંચાલન ગુણધર્મોને બારીક રીતે નિયંત્રિત કરવાની આપણી ક્ષમતા આપણને કોમ્પ્યુટર અને મોબાઇલ ફોન જેવા આધુનિક અજાયબીઓ બનાવવા માટે પરવાનગી આપે છે. સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેની અણુ-સ્તરની વિગતો ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના સિદ્ધાંતો દ્વારા સંચાલિત થાય છે.
Current
Current ચાર્જ પ્રવાહ
છે
સીમામાંથી પસાર થતા એકમ સમય દીઠ શુલ્કની સંખ્યા તરીકે Current ની જાણ કરવામાં આવે છે. વાયર મારફતે બધી રીતે સરહદ મૂકીને કલ્પના કરો. તમારી જાતને સીમાની નજીક રાખો અને પસાર થતા શુલ્કની સંખ્યાની ગણતરી કરો. એક સેકન્ડમાં સીમામાંથી કેટલો ચાર્જ પસાર થયો તેની જાણ કરો. અમે સકારાત્મક ચાર્જ જે દિશામાં ચાલતા હોય તેને અનુરૂપ વર્તમાનને હકારાત્મક સંકેત સોંપીએ છીએ.
વર્તમાન એક નિશ્ચિત સમયમાં સીમામાંથી પસાર થતા ચાર્જની માત્રા હોવાથી, તે નીચેના સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને ગાણિતિક રીતે વ્યક્ત કરી શકાય છે:
i= dt/dq
Current પર કેટલીક ટિપ્પણીઓ
ધાતુમાં વર્તમાન શું વહન કરે છે? ઇલેક્ટ્રોન ધાતુઓમાં ફરવા માટે સ્વતંત્ર હોવાથી, મૂવિંગ ઇલેક્ટ્રોન ધાતુઓમાં વર્તમાન બનાવે છે. ધાતુના અણુઓમાં ધનનું કેન્દ્ર કેન્દ્રિત છે અને વર્તમાનમાં ફાળો આપતું નથી. ભલે ઇલેક્ટ્રોન નકારાત્મક ચાર્જ ધરાવે છે અને મોટાભાગના ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટમાં લગભગ તમામ કાર્ય કરે છે, તેમ છતાં આપણે હકારાત્મક પ્રવાહને વ્યાખ્યાયિત કરીએ છીએ કારણ કે સકારાત્મક ચાર્જ કઈ દિશામાં જશે. આ બહુ જૂનું Aaiતિહાસિક સંમેલન છે.
શું સકારાત્મક ચાર્જ દ્વારા વર્તમાન વહન કરી શકાય છે?
હા. ઘણા બધા ઉદાહરણો છે. મીઠાના પાણીમાં સકારાત્મક અને નકારાત્મક બંને ચાર્જ દ્વારા પ્રવાહ વહન કરવામાં આવે છે: જો આપણે સામાન્ય ટેબલ મીઠું પાણીમાં નાખીએ તો તે સારો વાહક બને છે. ટેબલ મીઠું સોડિયમ ક્લોરાઇડ, NaCl છે. મીઠું પાણીમાં ઓગળી જાય છે, મુક્ત તરતા ના^++ માં સુપરસ્ક્રિપ્ટ શરૂ કરો, વત્તા, અંત સુપરસ્ક્રિપ્ટ અને Cl^-− સુપરસ્ક્રિપ્ટ શરૂ કરો, બાદબાકી કરો, સુપરસ્ક્રિપ્ટ આયનો સમાપ્ત કરો. બંને આયનો ઇલેક્ટ્રિક બળને પ્રતિભાવ આપે છે અને ખારા પાણીના દ્રાવણથી વિરુદ્ધ દિશામાં આગળ વધે છે. આ કિસ્સામાં, પ્રવાહ હલનચલન કરતા અણુઓથી બનેલો છે, બંને હકારાત્મક અને નકારાત્મક આયનો, માત્ર છૂટક ઇલેક્ટ્રોન નહીં. આપણા શરીરની અંદર, વિદ્યુત પ્રવાહો હકારાત્મક અને નકારાત્મક બંને આયનોને ખસેડી રહ્યા છે. વર્તમાન કાર્યોની સમાન વ્યાખ્યા: નિશ્ચિત સમયમાં પસાર થતા શુલ્કની સંખ્યાની ગણતરી કરો.
Current નું કારણ શું છે?
ચાર્જ કરેલી વસ્તુઓ ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય દળોના પ્રતિભાવમાં ફરે છે. આ દળો ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોમાંથી આવે છે, જે બદલામાં અન્ય ચાર્જની સ્થિતિ અને ગતિથી આવે છે.
Current ની ઝડપ કેટલી છે?
અમે Current
ની ગતિ વિશે ઘણી વાર વાત કરતા નથી. પ્રશ્નનો જવાબ, " Current કેટલો ઝડપથી વહે છે?" એક જટિલ શારીરિક ઘટનાની સમજ જરૂરી છે અને તે ઘણી વખત સંબંધિત નથી. Current
સામાન્ય રીતે મીટર પ્રતિ સેકન્ડ નથી, તે પ્રતિ સેકન્ડ ચાર્જ છે. વધુ વખત, અમે આ પ્રશ્નનો જવાબ આપીએ છીએ કે "કેટલો પ્રવાહ વહે છે?"
આપણે current વિશે કેવી રીતે વાત કરીએ?
current ની ચર્ચા કરતી વખતે, સમાન શબ્દો અને તેમાં ઘણો અર્થઘટન કરે છે. current એક રેઝિસ્ટર દ્વારા વહે છે; વાયરમાં પ્રવાહ વહે છે. જો તમે સાંભળો છો, " current માં ...", તે વિચિત્ર લાગવું જોઈએ.
Definition of Current
વર્તમાન એ વોલ્ટેજની અસર છે. જ્યારે સંભવિત તફાવત સમગ્ર સંચાલન સામગ્રી પર લાગુ થાય છે, ત્યારે વિદ્યુત ચાર્જ વાહક એક અણુથી બીજા પર ખસેડવાનું શરૂ કરે છે. વર્તમાન પ્રતીક I દ્વારા રજૂ થાય છે અને તેમનું SI એકમ એમ્પીયર છે. વર્તમાનનો એક એમ્પીયર 6.24 × 1018 ચાર્જ કેરિયરનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. મોટાભાગના ચાર્જ × 1018 ચાર્જ કેરિયરનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. મોટાભાગના ચાર્જ વાહકો નકારાત્મક ચાર્જ વાહક છે, અને પ્રવાહના પ્રવાહની દિશા નકારાત્મક બિંદુથી પ્રમાણમાં સકારાત્મક બિંદુ સુધી છે.
વિદ્યુત પ્રવાહ મુખ્યત્વે બે પ્રકારમાં વહેંચાયેલો છે, એટલે કે વૈકલ્પિક પ્રવાહ અને સીધો પ્રવાહ. સીધા પ્રવાહમાં, ઇલેક્ટ્રોન
Definition of Voltage
વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળનો પ્રકાર છે. જ્યારે વોલ્ટેજની તીવ્રતા વધારે હોય છે, ત્યારે સર્કિટ દ્વારા મોટો પ્રવાહ વહે છે અને જ્યારે તેમની તીવ્રતા ઓછી હોય છે ત્યારે તેના દ્વારા વર્તમાન પ્રવાહ ઓછો થાય છે. વોલ્ટેજ પ્રતીક V દ્વારા રજૂ થાય છે, અને તેમનું SI એકમ વોલ્ટ છે.
વોલ્ટેજને મુખ્યત્વે બે પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, એટલે કે, વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ અને ડાયરેક્ટ વોલ્ટેજ. વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ તેની ધ્રુવીયતામાં ફેરફાર કરે છે, અને સીધો વોલ્ટેજ તેની ધ્રુવીયતામાં ફેરફાર કરતો નથી. ડાયરેક્ટ વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સેલના ટર્મિનલ વચ્ચેના સંભવિત તફાવત દ્વારા પેદા થાય છે, અને વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ ઓલ્ટરનેટર દ્વારા થાય છે.
કેટલીકવાર ટ્રાન્સમિશન લાઇનમાં, મોકલવાના અંતમાં વોલ્ટેજ પ્રાપ્ત અંતના વોલ્ટેજ કરતા ઓછું હોય છે. વોલ્ટેજ ગરમીના સ્વરૂપમાં વિખેરાઈ જાય છે અને તેથી વોલ્ટેજના આ નુકશાનને વોલ્ટેજ ડ્રોપ કહેવામાં આવે છે. ભારે ભારને કારણે વોલ્ટેજ ડ્રોપ થાય છે. જ્યારે ભારે ભાર સમગ્ર રેખામાં જોડાય છે, ત્યારે તે ભારે પ્રવાહ ખેંચે છે જેના કારણે વોલ્ટેજ નુકશાન થાય છે.
જ્યારે રીસીવિંગ એન્ડ વોલ્ટેજ સેન્ડિંગ વોલ્ટેજ કરતા વધારે હોય, ત્યારે લાઇનમાં વોલ્ટેજ વધારો થાય છે. વોલ્ટેજમાં વધારો ફેરાન્ટી અસર કહેવાય છે, અને તે મુખ્યત્વે ટ્રાન્સમિશન લાઇનના ચાર્જિંગ કરંટને કારણે થાય છે.
Comparison Chart
|
Basis for Comparison |
Voltage |
Current |
|
Definition |
Difference between two points of an electric
field |
Flow of charges between two points |
|
Unit |
Volt |
Ampere |
|
Symbol |
V |
I |
|
Formula |
 |
 |
|
Field Created |
Magnetic Field |
Electrostatic Field |
|
Types |
Alternating voltage & Direct voltage |
Alternating Current and Direct Current |
|
Polarity |
Alternating voltage changes, but direct
voltage can not change it polarity. |
Alternating current change its polarity but
the polarity of the direct current remain constant. |
|
Produces |
Alternator |
Voltage |
|
Measuring instrument |
Voltmeter |
Ammeter |
|
Charges |
1 Volt = 1 Joule/ Coulomb |
1 Amperes = 1 coulomb /second |
|
Series Connection |
Unequal in all the components |
Equally distributed in all the component |
|
Parallel Connection |
Magnitude of voltage remain same in all the
component |
Magnitude of current vary in all the
components. |
|
Loss |
Due to impedance |
Due to passive elements |
|
Relation |
It is the cause of the current |
It is the effect of the volt |
Key Differences Between Voltage and Current
· વોલ્ટેજ એ વિદ્યુત ક્ષેત્રના બે બિંદુઓ વચ્ચે વિદ્યુત શુલ્કનો તફાવત છે, જ્યારે વિદ્યુત ક્ષેત્રના બિંદુ વચ્ચે વિદ્યુત શુલ્કનો પ્રવાહ વર્તમાન છે.
· વોલ્ટેજનું SI (ધોરણનું આંતરરાષ્ટ્રીય એકમ) વોલ્ટ છે, અને વર્તમાનનું SI એકમ એમ્પીયર છે.
· વોલ્ટેજ પ્રતીક V દ્વારા રજૂ થાય છે જ્યારે વર્તમાન પ્રતીક I દ્વારા રજૂ થાય છે.
·
વોલ્ટેજને
ચાર્જ પર કરવામાં આવેલા
કામના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, જ્યારે વર્તમાન એ સમયના ચાર્જનો
ગુણોત્તર છે
· વોલ્ટેજ તેની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર પેદા કરે છે જ્યારે વર્તમાન તેની આસપાસ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્ર બનાવે છે.
· વૈકલ્પિક વોલ્ટેજની ધ્રુવીયતા બદલાતી રહે છે અને આ વૈકલ્પિક વોલ્ટેજને કારણે, વૈકલ્પિક પ્રવાહ પ્રેરિત કરે છે. પરંતુ સીધા વોલ્ટેજની ધ્રુવીયતા સતત રહે છે, અને તેમની અસર સીધો પ્રવાહ લાવે છે.
· વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રમાં બિંદુ વચ્ચેનો તફાવત છે, જ્યારે વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહને કારણે વર્તમાન થાય છે.
· વોલ્ટેજને વોલ્ટમીટર નામના સાધન દ્વારા માપવામાં આવે છે જ્યારે વર્તમાનને એમીટર દ્વારા માપવામાં આવે છે.
· એક વોલ્ટ 1 જુલ/કુલોમ્બની બરાબર છે જ્યારે એક એમ્પીયર એક સ્તંભ/સેકંડ જેટલો છે.
· શ્રેણી સર્કિટમાં, સર્કિટના તમામ ઘટકોમાં વોલ્ટેજની તીવ્રતા અલગ રહે છે જ્યારે વર્તમાનની તીવ્રતા સમાન રહે છે.
· સમાંતર સર્કિટમાં, સર્કિટની તમામ શાખાઓમાં વોલ્ટેજ સમાન રહે છે જ્યારે સર્કિટ ઘટકમાં વર્તમાન અસમાન રીતે વહેંચાય છે.
· વોલ્ટેજ ડ્રોપ મુખ્યત્વે સર્કિટના અવરોધને કારણે થાય છે જ્યારે વર્તમાન ડ્રોપ સર્કિટના નિષ્ક્રિય તત્વ (રેઝિસ્ટર જેવા) ને કારણે થાય છે.
· અવરોધ એ વિદ્યુત સર્કિટ દ્વારા વિદ્યુત પ્રવાહના પ્રવાહમાં અવરોધ પેદા કરે છે જ્યારે સંભવિત તફાવત તેમના પર લાગુ થાય છે.
· વોલ્ટેજ વર્તમાનનું કારણ છે જ્યારે વર્તમાન વોલ્ટેજની અસર છે.
Conclusion
ઓહ્મના કાયદા અનુસાર, વોલ્ટેજ વર્તમાનમાં સીધા પ્રમાણસર છે. પરિમાણીય વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન થાય છે જ્યારે પ્રવાહ કન્ડક્ટર દ્વારા કાપવામાં આવે છે જે ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની વચ્ચે મૂકવામાં આવે છે. આ વોલ્ટેજ સર્કિટમાં વર્તમાનને પ્રેરિત કરે છે. આમ, આપણે કહી શકીએ કે વોલ્ટેજ વર્તમાન વગર અસ્તિત્વ ધરાવે છે, પરંતુ વર્તમાન વોલ્ટેજ વગર અસ્તિત્વમાં નથી. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, વર્તમાન એ વોલ્ટેજની અસર છે, અને વોલ્ટેજ વર્તમાનનું કારણ છે.
ચાર્જ
દ્વારા અનુભવાયેલી energyર્જાના પરિવર્તન તરીકે આપણે ગાણિતિક રીતે બે બિંદુઓ વચ્ચેનું
વોલ્ટેજ વ્યક્ત કરી શકીએ છીએ:
