विद्युत धारा एवं परिपथ
यह अध्याय विद्युत धारा, विद्युत परिपथ, ओम का नियम, प्रतिरोध, प्रतिरोधों का संयोजन (श्रेणीक्रम और समानांतर), विद्युत धारा का तापीय प्रभाव, विद्युत शक्ति और घरेलू विद्युत परिपथ जैसे महत्वपूर्ण अवधारणाओं को समझाता है। यह छात्रों को विद्युत के मूल सिद्धांतों और उनके दैनिक जीवन में अनुप्रयोगों को समझने में मदद करता है, जो विज्ञान की नींव के लिए महत्वपूर्ण है।
विद्युत धारा की परिभाषा और मापन
विद्युत धारा आवेशों के प्रवाह की दर है।
- परिभाषा: किसी चालक के अनुप्रस्थ काट से इकाई समय में प्रवाहित होने वाले आवेश की मात्रा को विद्युत धारा कहते हैं।
- सूत्र: \(I = \frac{Q}{t}\)
- \(I\) = विद्युत धारा (एम्पीयर)
- \(Q\) = आवेश (कुलॉम्ब)
- \(t\) = समय (सेकंड)
- SI मात्रक: एम्पीयर (A)
- 1 एम्पीयर = 1 कुलॉम्ब / 1 सेकंड
- छोटी इकाइयाँ:
- 1 मिली-एम्पीयर (mA) = \(10^{-3}\) A
- 1 माइक्रो-एम्पीयर (µA) = \(10^{-6}\) A
- मापन: विद्युत धारा का मापन अमीटर द्वारा किया जाता है।
- अमीटर को परिपथ में हमेशा श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है।
- अमीटर का प्रतिरोध बहुत कम होता है ताकि यह परिपथ की धारा को प्रभावित न करे।
- अमीटर के धनात्मक सिरे को सेल के धनात्मक सिरे से और ऋणात्मक सिरे को सेल के ऋणात्मक सिरे से जोड़ा जाता है।
- आवेश:
- आवेश का SI मात्रक कुलॉम्ब (C) है।
- एक इलेक्ट्रॉन पर आवेश = \(1.6 \times 10^{-19}\) C
- एक कुलॉम्ब आवेश में लगभग \(6 \times 10^{18}\) इलेक्ट्रॉन होते हैं।
- परंपरागत धारा की दिशा: इलेक्ट्रॉन के प्रवाह की दिशा के विपरीत मानी जाती है (धनात्मक से ऋणात्मक टर्मिनल की ओर)।
अमीटर को हमेशा श्रेणीक्रम में क्यों जोड़ते हैं? अमीटर का प्रतिरोध बहुत कम होता है। यदि इसे समानांतर क्रम में जोड़ा जाए, तो यह परिपथ के कुल प्रतिरोध को बहुत कम कर देगा, जिससे परिपथ में अत्यधिक धारा प्रवाहित होगी और अमीटर क्षतिग्रस्त हो सकता है। श्रेणीक्रम में जोड़ने पर यह पूरी धारा को मापता है।
चालक (Conductor): वे पदार्थ जिनमें से विद्युत धारा का प्रवाह आसानी से हो सकता है (जैसे धातुएँ)। विद्युतरोधी (Insulator): वे पदार्थ जिनमें से विद्युत धारा का प्रवाह नहीं हो सकता है (जैसे रबर, प्लास्टिक)।
विद्युत परिपथ के घटक और प्रतीक
एक विद्युत परिपथ विभिन्न घटकों से मिलकर बनता है जो विद्युत धारा के प्रवाह के लिए एक बंद मार्ग प्रदान करते हैं। इन घटकों को सरलता के लिए मानक प्रतीकों द्वारा दर्शाया जाता है।
सामान्य विद्युत परिपथ घटक और उनके प्रतीक:
| घटक | प्रतीक
