बिजली हमारे दैनिक जीवन का एक मूलभूत हिस्सा है, जो स्मार्टफोन जैसे छोटे उपकरणों से लेकर शहर के बिजली ग्रिड जैसे बड़े सिस्टम तक सब कुछ संचालित करती है। जब हम वर्तमान बिजली के बारे में बात करते हैं, तो हम एक कंडक्टर, जैसे कि धातु के तार, के माध्यम से विद्युत आवेश के प्रवाह को संदर्भित करते हैं, जो इसके पार संभावित अंतर या वोल्टेज के कारण होता है। यह प्रवाह हमारे विद्युत उपकरणों को शक्ति प्रदान करता है।
विद्युत धारा को समझने के लिए, हम आवेश की मूल इकाई से शुरू करते हैं, जिसे इलेक्ट्रॉन कहा जाता है। विद्युत धारा तब उत्पन्न होती है जब इलेक्ट्रॉन किसी पदार्थ से होकर गुजरते हैं। विद्युत धारा के प्रवाह के लिए पारंपरिक रूप से मानी जाने वाली दिशा इलेक्ट्रॉन की गति की दिशा के विपरीत होती है, जो किसी शक्ति स्रोत के धनात्मक से ऋणात्मक टर्मिनल तक होती है।
किसी निश्चित समय में किसी चालक के एक भाग से गुजरने वाले विद्युत आवेश की मात्रा को विद्युत धारा कहते हैं, और इसे एम्पीयर (A) में मापा जाता है। गणितीय रूप से, इसे इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:
\(I = \frac{Q}{t}\)जहाँ \(I\) एम्पीयर में धारा है, \(Q\) कूलम्ब में आवेश है, और \(t\) सेकंड में वह समय है जिसके दौरान आवेश प्रवाहित होता है।
वोल्टेज , या विद्युत विभवांतर, वह चालक बल है जो विद्युत आवेश को चालक के माध्यम से धकेलता है। इसे वोल्ट (V) में मापा जाता है और इसे विद्युत दाब के रूप में समझा जा सकता है जो विद्युत आवेशों को गतिमान करता है।
प्रतिरोध वह प्रतिरोध है जो कोई पदार्थ विद्युत धारा के प्रवाह के लिए प्रस्तुत करता है। यह पदार्थ के गुणों के साथ-साथ उसकी लंबाई और अनुप्रस्थ काट के क्षेत्रफल पर भी निर्भर करता है। प्रतिरोध को ओम ( \(\Omega\) ) में मापा जाता है। वोल्टेज (V), करंट (I) और प्रतिरोध (R) के बीच संबंध ओम के नियम द्वारा दिया गया है:
\(V = I \times R\)यह समीकरण दर्शाता है कि दो बिंदुओं के बीच एक चालक के माध्यम से प्रवाहित धारा, दोनों बिंदुओं के बीच वोल्टेज के सीधे आनुपातिक होती है, तथा उनके बीच प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
एक श्रृंखला सर्किट में, घटक अंत-से-अंत तक जुड़े होते हैं, इसलिए करंट के प्रवाह के लिए केवल एक ही रास्ता होता है। यदि सर्किट का कोई भी हिस्सा टूट जाता है, तो पूरा सर्किट काम करना बंद कर देता है। एक श्रृंखला सर्किट का कुल प्रतिरोध व्यक्तिगत प्रतिरोधों का योग है:
\(R_{total} = R_1 + R_2 + R_3 + \ ... \)समानांतर सर्किट में, घटक सामान्य बिंदुओं या जंक्शनों से जुड़े होते हैं, जो करंट के प्रवाह के लिए कई रास्ते प्रदान करते हैं। समानांतर सर्किट में प्रत्येक घटक में वोल्टेज समान होता है। समानांतर सर्किट में कुल प्रतिरोध का व्युत्क्रम प्रत्येक प्रतिरोध के व्युत्क्रम के योग के बराबर होता है:
\(\frac{1}{R_{total}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \ ... \)विद्युत परिपथ की शक्ति वह दर है जिस पर विद्युत ऊर्जा विद्युत परिपथ द्वारा स्थानांतरित की जाती है। शक्ति की SI इकाई वाट (W) है। शक्ति की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:
\(P = V \times I\)यह सूत्र यह दर्शाता है कि शक्ति (वाट में) वोल्टेज (वोल्ट में) और धारा (एम्पीयर में) का गुणनफल है।
विद्युत आवेश के आसान प्रवाह की अनुमति देने वाली सामग्रियों को कंडक्टर कहा जाता है। अधिकांश धातुएँ, जैसे कि तांबा और एल्युमीनियम, अच्छे कंडक्टर होते हैं और आमतौर पर बिजली के तारों में उपयोग किए जाते हैं। दूसरी ओर, इन्सुलेटर ऐसी सामग्री होती है जो विद्युत आवेश को स्वतंत्र रूप से प्रवाहित नहीं होने देती। उदाहरणों में रबर, कांच और प्लास्टिक शामिल हैं। इन सामग्रियों का उपयोग कंडक्टरों को कोट करने या घेरने के लिए किया जाता है ताकि बिजली के अवांछित प्रवाह को रोका जा सके, जिससे सुरक्षा सुनिश्चित हो सके।
एक सरल विद्युत परिपथ विद्युत धारा के सिद्धांतों को प्रदर्शित कर सकता है। एक परिपथ पर विचार करें जिसमें एक बैटरी, एक प्रतिरोधक और एक प्रकाश बल्ब शामिल है जो सभी श्रृंखला में जुड़े हुए हैं। जब परिपथ बंद होता है, तो बैटरी एक वोल्टेज बनाती है जो परिपथ के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों को धकेलती है। प्रतिरोधक इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को सीमित करता है, जिससे धारा नियंत्रित होती है। प्रकाश बल्ब विद्युत ऊर्जा को प्रकाश में परिवर्तित करता है, जो विद्युत शक्ति के उपयोग को दर्शाता है।
ओम के नियम को प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित करने के लिए, कोई व्यक्ति एक परिवर्तनशील विद्युत आपूर्ति, धारा मापने के लिए एक एमीटर और प्रतिरोधक में वोल्टेज मापने के लिए एक वोल्टमीटर के साथ एक सर्किट स्थापित कर सकता है। वोल्टेज को बदलकर और संबंधित धारा को रिकॉर्ड करके, कोई व्यक्ति पाता है कि प्रतिरोधक में वोल्टेज उसके माध्यम से प्रवाहित धारा के सीधे आनुपातिक है, जो ओम के नियम के अनुरूप है।
विद्युत धारा एक विशाल क्षेत्र है जिसमें विद्युत धारा, वोल्टेज, प्रतिरोध, सर्किट और विद्युत शक्ति सहित कई मूलभूत अवधारणाएँ शामिल हैं। इन अवधारणाओं को समझना यह समझने के लिए आवश्यक है कि विद्युत उपकरण कैसे कार्य करते हैं और बिजली के सुरक्षित और प्रभावी उपयोग के लिए। ओम के नियम जैसे सिद्धांतों को लागू करके और श्रृंखला और समानांतर सर्किट के व्यवहार को समझकर, कोई भी व्यक्ति विभिन्न सेटिंग्स में बिजली के प्रवाह की भविष्यवाणी और नियंत्रण कर सकता है।
