विद्युत धारा और परिपथ

Electric Current and Circuit

विद्युत धारा (I)

विद्युत धारा तारों और घटकों के माध्यम से बहने वाले कणों (इलेक्ट्रॉनों) का प्रवाह है। आवेश के प्रवाह की दर है। यदि विद्युत आवेश किसी चालक से होकर बहता है, तो हम कहते हैं कि चालक में विद्युत धारा है। धातु के तारों का उपयोग करने वाले सर्किट में, इलेक्ट्रॉन आवेशों का प्रवाह बनाते हैं। किसी चालक के माध्यम से विद्युत आवेश के प्रवाह की दर।

सूत्र:

$I={\frac {Q}{t}}$

जहाँ:

I = विद्युत धारा (एम्पीयर में, A)

Q = आवेश (कूलम्ब में, C)

t = समय (सेकंड में, s)

दिशा: पारंपरिक धारा धनात्मक से ऋणात्मक टर्मिनल की ओर प्रवाहित होती है, जबकि इलेक्ट्रॉन का प्रवाह ऋणात्मक से धनात्मक की ओर होता है।

SI इकाई: एम्पीयर (A)

विद्युत-परिपथ

जिस पथ से होकर विद्युत-धारा का प्रवाह होता है, उसे विद्युत-परिपथ (electric circuit) कहते हैं। विद्युत धारा, आवेश के प्रवाह की दर को कहते हैं। इसका मात्रक एम्पीयर होता है। एक कूलॉम प्रति सेकंड की दर से प्रवाहित विद्युत आवेश को एक एम्पीयर धारा कहते हैं। विद्युत परिपथ, वह पथ होता है जिससे होकर विद्युत धारा का प्रवाह होता है।

$I={\frac {V}{R}}$

• विद्युत धारा, तारों और घटकों के ज़रिए बहने वाले इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह है।
• विद्युत धारा प्रवाहित होने के लिए, परिपथ पूरा होना ज़रूरी है।
• विद्युत धारा को एम्पीरेज भी कहा जाता है. इसे एमीटर नाम के उपकरण से मापा जाता है।

ओम का नियम, वैद्युत (बिजली) में एक मूलभूत सिद्धांत है जो विद्युत परिपथ में वोल्टेज ($V$), करंट ($I$), और प्रतिरोध ($R$) से संबंधित है। इसमें कहा गया है कि किसी चालक से प्रवाहित होने वाली धारा उस पर लागू वोल्टेज के सीधे आनुपातिक होती है और चालक के प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

$V=I\cdot R$

इस समीकरण में:

  $V$: विद्युतीय चालक पर वोल्टेज (वोल्ट, $V$ में मापा जाता है)।

  $I$: विद्युतीय चालक के माध्यम से बहने वाली धारा (एम्पीयर, $A$ में मापी गई)।

  $R$: विद्युतीय चालक का प्रतिरोध (ओम, $\Omega$ में मापा जाता है)।

विद्युत धारा के कुछ प्रभाव

• विद्युत धारा के कारण चुंबकीय क्षेत्र बनता है। इसका इस्तेमाल मोटर, जनरेटर, प्रेरक, और ट्रांसफ़ॉर्मर में किया जाता है।
• साधारण कंडक्टरों में विद्युत धारा से जूल हीटिंग होती है जिससे तापदीप्त प्रकाश बल्ब में रोशनी होती है।
• समय-भिन्न धाराएं विद्युत चुंबकीय तरंगें उत्सर्जित करती हैं। इन तरंगों का इस्तेमाल दूरसंचार में सूचना भेजने के लिए किया जाता है.

विद्युत परिपथ के प्रकार

विद्युत परिपथ के दो मुख्य प्रकार होते हैंः

• श्रृंखला परिपथ
• समानांतर परिपथ

श्रृंखला परिपथ

श्रृंखला परिपथ में इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के लिए सिर्फ़ एक ही रास्ता होता है (नीचे श्रृंखला परिपथ की छवि देखें)। इस परिपथ का मुख्य नुकसान यह है कि अगर परिपथ में कोई क्षति होती है तो पूरा परिपथ खुला रहता है और कोई करंट प्रवाहित नहीं होगा। श्रृंखला का एक उदाहरण कई सस्ते क्रिसमस पेड़ों पर लगी लाइटें होंगी। अगर एक लाइट बुझ जाती है तो सभी लाइटें बुझ जाएंगी।

समानांतर परिपथ

समानांतर परिपथ में, विद्युत परिपथ के विभिन्न भाग कई अलग-अलग शाखाओं पर होते हैं। इलेक्ट्रॉन कई अलग-अलग रास्तों से प्रवाहित हो सकते हैं। यदि परिपथ की एक शाखा में अवसर है तो इलेक्ट्रॉन अभी भी अन्य शाखाओं में प्रवाहित हो सकते हैं (नीचे समानांतर परिपथ की छवि देखें)। आपका घर समानांतर परिपथ के दौरान वायर्ड होता है, इसलिए यदि एक लाइट बल्ब बुझ जाता है तो दूसरा बल्ब जलता रहेगा।

समानांतर परिपथ में, विद्युत परिपथ के विभिन्न भाग कई अलग-अलग शाखाओं पर होते हैं। इलेक्ट्रॉन कई अलग-अलग रास्तों से प्रवाहित हो सकते हैं। यदि परिपथ की एक शाखा में अवसर है तो इलेक्ट्रॉन अभी भी अन्य शाखाओं में प्रवाहित हो सकते हैं (नीचे समानांतर परिपथ की छवि देखें)। आपका घर समानांतर परिपथ के दौरान वायर्ड होता है, इसलिए यदि एक लाइट बल्ब बुझ जाता है तो दूसरा बल्ब जलता रहेगा। समान्तर क्रम में जुड़े दो या अधिक 'दो सिरों वाले' विद्युत अवयवों में सभी के सिरों के बीच विभवान्तर समान होता है किन्तु इनमें से होकर बहने वाली धारा अलग-अलग हो सकती है जो उन अवयवों के प्रतिरोध, प्रेरकत्व, धारिता एवं अन्य बातों पर निर्भर करती है। घरों में लगे हुए बिजली के बल्ब, पंखे, ट्यूबलाइट आदि सभी समान्तरक्रम में जुड़े होते हैं।

$I_{\mathrm {total} }=V\left({\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{R_{n}}}\right)$

प्रतिरोधों में

${\frac {1}{R_{\mathrm {total} }}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{R_{n}}}$.

विद्युत धारा के प्रकार

विद्युत धारा निम्नलिखित दो प्रकार की होती है:

1. प्रत्यक्ष धारा या DC - डीसी का परिमाण और दिशा निश्चित होती है। यहाँ इलेक्ट्रॉन एक ही दिशा में निरंतर गति से प्रवाहित होते हैं।

2. प्रत्यावर्ती धारा या AC - AC का परिमाण और दिशा समय के साथ बदलती रहती है। यहाँ इलेक्ट्रॉन अलग-अलग गति से इधर-उधर प्रवाहित होते हैं।