ప్రాథమిక విద్యుత్ పరిమాణాలు: ఛార్జ్, వోల్టేజ్, కరెంట్, పవర్, రెసిస్టెన్స్

ప్రాథమిక విద్యుత్ పరిమాణాలు: కరెంట్, వోల్టేజ్, రెసిస్టెన్స్ మరియు పవర్.

ఛార్జింగ్

ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్లలో అత్యంత ముఖ్యమైన భౌతిక దృగ్విషయం చలనం విద్యుత్ ఛార్జ్… ప్రకృతిలో రెండు రకాల ఛార్జీలు ఉన్నాయి-పాజిటివ్ మరియు నెగటివ్. ఛార్జీలు ఆకర్షిస్తాయి, ఛార్జీలు తిప్పికొట్టినట్లు. ఇది సమాన మొత్తాలలో ప్రతికూలమైన వాటితో సానుకూల ఛార్జీలను సమూహానికి గురిచేసే ధోరణిని కలిగి ఉంది.

ఒక అణువు ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన కేంద్రకాన్ని కలిగి ఉంటుంది, దాని చుట్టూ ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్ల మేఘం ఉంటుంది. సంపూర్ణ విలువలో మొత్తం ప్రతికూల ఛార్జ్ కేంద్రకం యొక్క ధనాత్మక చార్జ్‌కి సమానం. కాబట్టి, పరమాణువు సున్నా మొత్తం ఛార్జ్ కలిగి ఉంటుంది, ఇది విద్యుత్ తటస్థంగా కూడా చెప్పబడుతుంది.

పట్టుకోగలిగే పదార్థాలలో విద్యుత్, కొన్ని ఎలక్ట్రాన్లు పరమాణువుల నుండి వేరు చేయబడతాయి మరియు వాహక పదార్థంలో కదిలే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఈ ఎలక్ట్రాన్‌లను మొబైల్ ఛార్జీలు లేదా ఛార్జ్ క్యారియర్లు అంటారు.

ప్రారంభ స్థితిలో ఉన్న ప్రతి పరమాణువు తటస్థంగా ఉన్నందున, ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్ యొక్క విభజన తర్వాత, అది ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన అయాన్ అవుతుంది.సానుకూల అయాన్లు స్వేచ్ఛగా కదలలేవు మరియు స్థిరమైన, స్థిరమైన ఛార్జీల వ్యవస్థను ఏర్పరుస్తాయి (చూడండి — ఏ పదార్థాలు విద్యుత్తును నిర్వహిస్తాయి).

సెమీకండక్టర్లలోమెటీరియల్స్ యొక్క ముఖ్యమైన తరగతిని ఏర్పరుస్తుంది, మొబైల్ ఎలక్ట్రాన్లు రెండు విధాలుగా కదలగలవు: లేదా ఎలక్ట్రాన్లు కేవలం ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన వాహకాలుగా ప్రవర్తిస్తాయి. లేదా మెటీరియల్‌లో ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన మొబైల్ క్యారియర్‌లు ఉన్నట్లుగా అనేక ఎలక్ట్రాన్ల సంక్లిష్ట సేకరణ కదులుతుంది. స్థిర ఛార్జీలు ఏ పాత్రలో అయినా ఉండవచ్చు.

వాహక పదార్థాలను మొబైల్ ఛార్జ్ క్యారియర్లు (రెండు సంకేతాలలో ఒకదానిని కలిగి ఉండవచ్చు) మరియు వ్యతిరేక ధ్రువణత యొక్క స్థిర ఛార్జీలను కలిగి ఉన్న పదార్థాలుగా భావించవచ్చు.

విద్యుత్తును నిర్వహించని అవాహకాలు అనే పదార్థాలు కూడా ఉన్నాయి. ఇన్సులేటర్‌లోని అన్ని ఛార్జీలు స్థిరంగా ఉంటాయి. ఇన్సులేటర్లకు ఉదాహరణలు గాలి, మైకా, గాజు, అనేక లోహాల ఉపరితలాలపై ఏర్పడే ఆక్సైడ్ల యొక్క పలుచని పొరలు మరియు, వాస్తవానికి, వాక్యూమ్ (దీనిలో ఎటువంటి ఛార్జీలు లేవు).

ఛార్జ్ కూలంబ్స్ (C)లో కొలుస్తారు మరియు సాధారణంగా Q ద్వారా సూచించబడుతుంది.

ఎలక్ట్రాన్‌కు ఛార్జ్ మొత్తం లేదా ప్రతికూల విద్యుత్ మొత్తం అనేక ప్రయోగాల ద్వారా స్థాపించబడింది మరియు 1.601 × 10-19 CL లేదా 4.803 x 10-10 ఎలక్ట్రోస్టాటిక్ ఛార్జీలుగా కనుగొనబడింది.

సాపేక్షంగా తక్కువ ప్రవాహాల వద్ద కూడా వైర్ ద్వారా ప్రవహించే ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య గురించి కొంత ఆలోచనను ఈ క్రింది విధంగా పొందవచ్చు. ఎలక్ట్రాన్ యొక్క ఛార్జ్ 1.601 • 10-19 CL కాబట్టి, కూలంబ్‌కు సమానమైన ఛార్జ్‌ను సృష్టించే ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్య ఇచ్చిన దానికి పరస్పరం, అంటే ఇది దాదాపు 6 • 1018కి సమానం.

1 A యొక్క కరెంట్ సెకనుకు 1 C ప్రవాహానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది మరియు వైర్ యొక్క క్రాస్ సెక్షన్ ద్వారా కేవలం 1 μmka (10-12 A) కరెంట్ వద్ద, సెకనుకు దాదాపు 6 మిలియన్ ఎలక్ట్రాన్లు.అటువంటి పరిమాణంలోని ప్రవాహాలు అదే సమయంలో చాలా తక్కువగా ఉంటాయి, వాటి గుర్తింపు మరియు కొలత గణనీయమైన ప్రయోగాత్మక ఇబ్బందులతో ముడిపడి ఉంటాయి.

ధనాత్మక అయాన్‌పై ఛార్జ్ అనేది ఎలక్ట్రాన్‌పై ఛార్జ్ యొక్క పూర్ణాంకం గుణకం, కానీ వ్యతిరేక గుర్తును కలిగి ఉంటుంది. ఏకంగా అయనీకరణం చేయబడిన కణాల కోసం, ఛార్జ్ ఎలక్ట్రాన్ యొక్క ఛార్జ్కి సమానంగా మారుతుంది.

న్యూక్లియస్ సాంద్రత ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రత కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది.మొత్తం పరమాణువు ఆక్రమించిన వాల్యూమ్‌లో ఎక్కువ భాగం ఖాళీగా ఉంటుంది.

విద్యుత్ దృగ్విషయం యొక్క భావన

రెండు వేర్వేరు శరీరాలను కలిపి రుద్దడం ద్వారా, అలాగే ఇండక్షన్ ద్వారా, శరీరాలకు ప్రత్యేక లక్షణాలను ఇవ్వవచ్చు - విద్యుత్. అలాంటి శరీరాలను ఎలక్ట్రిఫైడ్ అంటారు.

విద్యుదీకరించబడిన శరీరాల పరస్పర చర్యతో సంబంధం ఉన్న దృగ్విషయాలు అంటారు విద్యుత్ దృగ్విషయాలు.

విద్యుదీకరించబడిన శరీరాల మధ్య పరస్పర చర్య అని పిలవబడే ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరొక స్వభావం యొక్క శక్తుల నుండి భిన్నమైన విద్యుత్ శక్తులు వాటి కదలిక వేగంతో సంబంధం లేకుండా చార్జ్డ్ బాడీలు ఒకదానికొకటి తిప్పికొట్టడానికి మరియు ఆకర్షించడానికి కారణమవుతాయి.

ఈ విధంగా, చార్జ్డ్ బాడీల మధ్య పరస్పర చర్య భిన్నంగా ఉంటుంది, ఉదాహరణకు, గురుత్వాకర్షణ నుండి, ఇది శరీరాల ఆకర్షణ ద్వారా మాత్రమే వర్గీకరించబడుతుంది లేదా అయస్కాంత మూలం యొక్క శక్తుల నుండి, ఇది ఛార్జీల కదలిక యొక్క సాపేక్ష వేగంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది అయస్కాంతానికి కారణమవుతుంది. దృగ్విషయాలు.

ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ ప్రధానంగా లక్షణాల బాహ్య అభివ్యక్తి యొక్క చట్టాలను అధ్యయనం చేస్తుంది విద్యుద్దీకరించబడిన శరీరాలు - విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాల చట్టాలు.

వోల్టేజ్

వ్యతిరేక ఛార్జీల మధ్య బలమైన ఆకర్షణ కారణంగా, చాలా పదార్థాలు విద్యుత్ తటస్థంగా ఉంటాయి. ధనాత్మక మరియు ప్రతికూల చార్జీలను వేరు చేయడానికి శక్తి అవసరం.

అంజీర్ లో. 1 దూరంలో ఉన్న రెండు వాహక, ప్రారంభంలో ఛార్జ్ చేయని ప్లేట్‌లను చూపిస్తుంది d.ప్లేట్ల మధ్య ఖాళీ గాలి వంటి ఇన్సులేటర్‌తో నింపబడిందని లేదా అవి శూన్యంలో ఉన్నాయని భావించబడుతుంది.

అన్నం. 1. రెండు వాహక, ప్రారంభంలో ఛార్జ్ చేయని ప్లేట్లు: a - ప్లేట్లు విద్యుత్ తటస్థంగా ఉంటాయి; b — ఛార్జ్ -Q దిగువ ప్లేట్‌కు బదిలీ చేయబడుతుంది (ప్లేట్ల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం మరియు విద్యుత్ క్షేత్రం ఉంది).

అంజీర్ లో. 1, రెండు ప్లేట్‌లు తటస్థంగా ఉంటాయి మరియు ఎగువ ప్లేట్‌లోని మొత్తం జీరో ఛార్జ్‌ని ఛార్జీలు +Q మరియు -Q మొత్తం ద్వారా సూచించవచ్చు. అంజీర్ లో. 1b, ఛార్జ్ -Q ఎగువ ప్లేట్ నుండి దిగువ ప్లేట్‌కు బదిలీ చేయబడుతుంది. అంజీర్ లో ఉంటే. 1b, మేము ఒక వైర్తో ప్లేట్లను కనెక్ట్ చేస్తాము, అప్పుడు వ్యతిరేక ఛార్జీల ఆకర్షణ యొక్క శక్తులు ఛార్జ్ని త్వరగా తిరిగి బదిలీ చేయడానికి కారణమవుతాయి మరియు మేము అంజీర్లో చూపిన పరిస్థితికి తిరిగి వస్తాము. 1, ఎ. ధనాత్మక ఛార్జీలు ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడిన ప్లేట్‌కు మరియు ప్రతికూల ఛార్జీలు ధనాత్మకంగా ఛార్జ్ చేయబడిన ప్లేట్‌కు తరలించబడతాయి.

అంజీర్‌లో చూపిన చార్జ్డ్ ప్లేట్ల మధ్య మేము చెప్పాము. 1b, సంభావ్య వ్యత్యాసం ఉంది మరియు ధనాత్మకంగా ఛార్జ్ చేయబడిన ఎగువ ప్లేట్‌లో ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడిన దిగువ ప్లేట్ కంటే సంభావ్యత ఎక్కువగా ఉంటుంది. సాధారణంగా, ఆ పాయింట్ల మధ్య ప్రసరణ ఛార్జ్ బదిలీకి దారితీసినట్లయితే రెండు పాయింట్ల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం ఉంటుంది.

సానుకూల ఛార్జీలు అధిక సంభావ్యత ఉన్న పాయింట్ నుండి తక్కువ సంభావ్య బిందువుకు కదులుతాయి, ప్రతికూల ఛార్జీల కదలిక దిశ విరుద్ధంగా ఉంటుంది - తక్కువ సంభావ్యత నుండి అధిక సంభావ్య బిందువుకు.

సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కొలిచే యూనిట్ వోల్ట్ (V). సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని వోల్టేజ్ అంటారు మరియు సాధారణంగా U అక్షరంతో సూచిస్తారు.

రెండు పాయింట్ల మధ్య ఉద్రిక్తతను లెక్కించడానికి, భావన ఉపయోగించబడుతుంది విద్యుత్ క్షేత్రం… అంజీర్ చూపిన సందర్భంలో.1b, అధిక సంభావ్యత ఉన్న ప్రాంతం నుండి (పాజిటివ్ ప్లేట్ నుండి) తక్కువ పొటెన్షియల్ (నెగటివ్ ప్లేట్‌కి) ప్రాంతానికి దర్శకత్వం వహించిన ప్లేట్ల మధ్య ఏకరీతి విద్యుత్ క్షేత్రం ఉంది.

ఈ ఫీల్డ్ యొక్క బలం, మీటరుకు వోల్ట్‌లలో వ్యక్తీకరించబడింది, ప్లేట్‌లపై ఛార్జ్‌కు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు ఛార్జీల పంపిణీ తెలిసినట్లయితే భౌతిక శాస్త్ర నియమాల నుండి లెక్కించవచ్చు. విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క పరిమాణం మరియు ప్లేట్ల మధ్య వోల్టేజ్ U మధ్య సంబంధం U = E NS e (వోల్ట్ = వోల్ట్ / మీటర్ x మీటర్) రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

కాబట్టి, తక్కువ సంభావ్యత నుండి అధిక స్థాయికి మారడం అనేది ఫీల్డ్ యొక్క దిశకు వ్యతిరేకంగా కదలికకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. మరింత సంక్లిష్టమైన నిర్మాణంలో, విద్యుత్ క్షేత్రం ప్రతిచోటా ఏకరీతిగా ఉండకపోవచ్చు మరియు రెండు పాయింట్ల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని గుర్తించడానికి, U = E NS e సమీకరణాన్ని పదేపదే ఉపయోగించడం అవసరం.

మనకు ఆసక్తి ఉన్న పాయింట్ల మధ్య విరామం అనేక విభాగాలుగా విభజించబడింది, వీటిలో ప్రతి ఒక్కటి ఫీల్డ్‌లో ఏకరీతిగా ఉండేలా చిన్నది. అప్పుడు సమీకరణం ప్రతి విభాగానికి వరుసగా వర్తించబడుతుంది U = E NS e మరియు ప్రతి విభాగానికి సంభావ్య తేడాలు సంగ్రహించబడతాయి. అందువలన, ఛార్జీలు మరియు విద్యుత్ క్షేత్రాల యొక్క ఏదైనా పంపిణీకి, మీరు ఏవైనా రెండు పాయింట్ల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కనుగొనవచ్చు.

సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని నిర్ణయించేటప్పుడు, రెండు పాయింట్ల మధ్య వోల్టేజ్ యొక్క పరిమాణాన్ని మాత్రమే కాకుండా, ఏ పాయింట్ అత్యధిక సంభావ్యతను కలిగి ఉందో కూడా సూచించాల్సిన అవసరం ఉంది. అయినప్పటికీ, అనేక విభిన్న అంశాలను కలిగి ఉన్న ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్లలో, ఏ పాయింట్ అత్యధిక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉందో ముందుగానే గుర్తించడం ఎల్లప్పుడూ సాధ్యం కాదు. గందరగోళాన్ని నివారించడానికి, సంకేతాల కోసం పరిస్థితిని అంగీకరించడం అవసరం (Fig. 2).

అన్నం. 2... వోల్టేజ్ ధ్రువణతను నిర్ణయించడం (వోల్టేజ్ సానుకూలంగా లేదా ప్రతికూలంగా ఉండవచ్చు).

బైపోలార్ సర్క్యూట్ మూలకం రెండు టెర్మినల్స్ (Fig. 2, a) కలిగి ఉన్న బాక్స్ ద్వారా సూచించబడుతుంది. పెట్టె నుండి టెర్మినల్‌లకు దారితీసే పంక్తులు ఎలక్ట్రిక్ కరెంట్ యొక్క ఆదర్శ కండక్టర్లుగా భావించబడతాయి. ఒక టెర్మినల్ ప్లస్ గుర్తుతో, మరొకటి మైనస్ గుర్తుతో గుర్తించబడింది. ఈ అక్షరాలు సాపేక్ష ధ్రువణతను పరిష్కరిస్తాయి. అంజీర్లో వోల్టేజ్ U. 2, మరియు షరతు ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది U = (టెర్మినల్ యొక్క సంభావ్యత «+») — (టెర్మినల్ యొక్క సంభావ్యత «- «).

అంజీర్ లో. 2b, ఛార్జ్ చేయబడిన ప్లేట్లు టెర్మినల్‌లకు అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, తద్వారా «+» టెర్మినల్ అధిక సంభావ్యతతో ప్లేట్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది. ఇక్కడ వోల్టేజ్ U అనేది ధనాత్మక సంఖ్య. అంజీర్ లో. 2, «+» టెర్మినల్ తక్కువ సంభావ్య ప్లేట్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది. ఫలితంగా, మనకు ప్రతికూల వోల్టేజ్ వస్తుంది.

ఒత్తిడి ప్రాతినిధ్యం యొక్క బీజగణిత రూపం గురించి గుర్తుంచుకోవడం ముఖ్యం. ధ్రువణత నిర్ణయించబడిన తర్వాత, సానుకూల వోల్టేజ్ అంటే «+» టెర్మినల్ (అధిక సంభావ్యత) మరియు ప్రతికూల వోల్టేజ్ అంటే «-» టెర్మినల్ అధిక సంభావ్యతను కలిగి ఉంటుంది.

ప్రస్తుత

ధనాత్మక చార్జ్ క్యారియర్లు అధిక సంభావ్య ప్రాంతం నుండి తక్కువ సంభావ్య ప్రాంతానికి వెళతాయని పైన గుర్తించబడింది, అయితే ప్రతికూల చార్జ్ క్యారియర్లు తక్కువ సంభావ్య ప్రాంతం నుండి అధిక సంభావ్య ప్రాంతానికి కదులుతాయి. ఏదైనా రుసుము బదిలీ అంటే గడువు ముగుస్తుంది విద్యుత్.

అంజీర్ లో. 3 ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్ ప్రవాహం యొక్క కొన్ని సాధారణ సందర్భాలను చూపుతుంది, ఉపరితలం C ఎంపిక చేయబడింది మరియు నోషనల్ సానుకూల దిశ చూపబడుతుంది. కాలక్రమేణా dt విభాగం S ద్వారా, మొత్తం ఛార్జ్ Q ఎంచుకున్న దిశలో వెళుతుంది, అప్పుడు ప్రస్తుత I నుండి S I = dV/dTకి సమానంగా ఉంటుంది. కరెంట్ యొక్క కొలత యూనిట్ ఆంపియర్ (A) (1A = 1C / s).

అన్నం. 3... కరెంట్ యొక్క దిశ మరియు మొబైల్ ఛార్జీల ప్రవాహం యొక్క దిశ మధ్య సంబంధం.కొంత ఉపరితలం C ద్వారా ధనాత్మక చార్జీల ప్రవాహం ఎంచుకున్న దిశతో ఏకీభవిస్తే కరెంట్ సానుకూలంగా ఉంటుంది (a మరియు b). ఉపరితలం అంతటా ధనాత్మక చార్జీల ప్రవాహం ఎంచుకున్న దిశకు వ్యతిరేకం అయితే కరెంట్ ప్రతికూలంగా ఉంటుంది (b మరియు d).

ప్రస్తుత Iz యొక్క చిహ్నాన్ని నిర్ణయించడంలో తరచుగా ఇబ్బందులు తలెత్తుతాయి. మొబైల్ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు సానుకూలంగా ఉంటే, సానుకూల కరెంట్ ఎంచుకున్న దిశలో మొబైల్ క్యారియర్‌ల యొక్క వాస్తవ కదలికను వివరిస్తుంది, అయితే ప్రతికూల కరెంట్ ఎంచుకున్న దిశకు వ్యతిరేక మొబైల్ ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల ప్రవాహాన్ని వివరిస్తుంది.

మొబైల్ ఆపరేటర్లు ప్రతికూలంగా ఉంటే, కరెంట్ యొక్క దిశను నిర్ణయించేటప్పుడు మీరు జాగ్రత్తగా ఉండాలి. అంజీర్ పరిగణించండి. 3dలో ప్రతికూల మొబైల్ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు ఎంచుకున్న దిశలో Sని దాటుతాయి. ప్రతి క్యారియర్‌కు ఛార్జ్ -q మరియు S ద్వారా ప్రవాహం రేటు సెకనుకు n క్యారియర్‌లు అని ఊహించండి. dt సమయంలో, ఎంచుకున్న దిశలో ఛార్జీల మొత్తం C అనేది dV = -n NS q NS dt, ఇది ప్రస్తుత I = dV/ dTకి అనుగుణంగా ఉంటుంది.

కాబట్టి, Fig.3dలోని కరెంట్ ప్రతికూలంగా ఉంటుంది. అంతేకాకుండా, ఈ కరెంట్ ఎంచుకున్న దానికి వ్యతిరేక దిశలో సెకనుకు n క్యారియర్‌ల వేగంతో ఉపరితల S ద్వారా ఛార్జ్ + q తో సానుకూల వాహకాల కదలిక ద్వారా సృష్టించబడిన కరెంట్‌తో సమానంగా ఉంటుంది (Fig. 3, b). అందువలన, రెండంకెల ఛార్జీలు రెండంకెల కరెంట్‌లో ప్రతిబింబిస్తాయి. ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్‌లలో చాలా సందర్భాలలో, కరెంట్ యొక్క సంకేతం ముఖ్యమైనది మరియు ఏ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు (పాజిటివ్ లేదా నెగటివ్) ఆ కరెంట్‌ని తీసుకువెళుతున్నాయో పట్టింపు లేదు. అందువల్ల, వారు తరచుగా ఎలక్ట్రిక్ కరెంట్ గురించి మాట్లాడేటప్పుడు, ఛార్జ్ క్యారియర్లు సానుకూలంగా ఉంటాయని వారు ఊహిస్తారు (చూడండి — విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క దిశ).

సెమీకండక్టర్ పరికరాలలో, అయితే, ధనాత్మక మరియు ప్రతికూల ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల మధ్య వ్యత్యాసం పరికరం యొక్క ఆపరేషన్‌కు కీలకం.ఈ పరికరాల ఆపరేషన్ యొక్క వివరణాత్మక పరిశీలన మొబైల్ ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల సంకేతాలను స్పష్టంగా గుర్తించాలి. ఒక నిర్దిష్ట ప్రాంతం గుండా ప్రవహించే కరెంట్ భావనను సర్క్యూట్ మూలకం ద్వారా కరెంట్‌కి సులభంగా సాధారణీకరించవచ్చు.

అంజీర్ లో. 4 బైపోలార్ ఎలిమెంట్‌ను చూపుతుంది. సానుకూల ప్రవాహం యొక్క దిశ బాణం ద్వారా చూపబడుతుంది.

అన్నం. 4. సర్క్యూట్ మూలకం ద్వారా కరెంట్. ఛార్జీలు టెర్మినల్ A ద్వారా సెల్‌లోకి i (సెకనుకు కూలంబ్‌లు) చొప్పున ప్రవేశిస్తాయి మరియు అదే రేటుతో సెల్‌ను టెర్మినల్ A' ద్వారా వదిలివేస్తాయి.

సర్క్యూట్ మూలకం ద్వారా ధనాత్మక విద్యుత్ ప్రవహిస్తే, ధనాత్మక చార్జ్ సెకనుకు i కూలంబ్‌ల చొప్పున టెర్మినల్ Aలోకి ప్రవేశిస్తుంది. కానీ, ఇప్పటికే గుర్తించినట్లుగా, పదార్థాలు (మరియు సర్క్యూట్ మూలకాలు) సాధారణంగా విద్యుత్ తటస్థంగా ఉంటాయి. (అంజీర్ 1లోని "చార్జ్ చేయబడిన" సెల్ కూడా సున్నా మొత్తం ఛార్జ్‌ని కలిగి ఉంటుంది.) కాబట్టి, టెర్మినల్ A ద్వారా సెల్‌లోకి ఛార్జ్ ప్రవహిస్తే, టెర్మినల్ A' ద్వారా సెల్ నుండి సమానమైన ఛార్జ్ ఏకకాలంలో ప్రవహించాలి. సర్క్యూట్ మూలకం ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క ఈ కొనసాగింపు మొత్తం మూలకం యొక్క తటస్థత నుండి అనుసరిస్తుంది.

శక్తి

సర్క్యూట్‌లోని ఏదైనా బైపోలార్ ఎలిమెంట్ దాని టెర్మినల్స్ మధ్య వోల్టేజ్ కలిగి ఉంటుంది మరియు కరెంట్ దాని గుండా ప్రవహిస్తుంది. కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ యొక్క సంకేతాలు స్వతంత్రంగా నిర్ణయించబడతాయి, అయితే వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ యొక్క ధ్రువణాల మధ్య ముఖ్యమైన భౌతిక సంబంధం ఉంది, దీని యొక్క స్పష్టీకరణ కోసం కొన్ని అదనపు పరిస్థితులు సాధారణంగా తీసుకోబడతాయి.

అంజీర్ లో. వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ యొక్క సాపేక్ష ధ్రువణాలు ఎలా నిర్ణయించబడతాయో 4 చూపిస్తుంది. ప్రస్తుత దిశను ఎంచుకున్నప్పుడు, అది «+» టెర్మినల్‌లోకి ప్రవహిస్తుంది. ఈ అదనపు షరతు నెరవేరినప్పుడు, ఒక ముఖ్యమైన విద్యుత్ పరిమాణం-విద్యుత్ శక్తి-నిర్ధారించవచ్చు. అంజీర్‌లోని సర్క్యూట్ మూలకాన్ని పరిగణించండి. 4.

వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ సానుకూలంగా ఉంటే, అధిక సంభావ్యత నుండి తక్కువ సంభావ్య బిందువు వరకు సానుకూల చార్జీల నిరంతర ప్రవాహం ఉంటుంది. ఈ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించడానికి, ప్రతికూలమైన వాటి నుండి సానుకూల ఛార్జీలను వేరు చేయడం మరియు వాటిని «+» టెర్మినల్‌లో ప్రవేశపెట్టడం అవసరం. ఈ నిరంతర విభజనకు శక్తి యొక్క నిరంతర వ్యయం అవసరం.

ఛార్జీలు మూలకం గుండా వెళుతున్నప్పుడు, అవి ఈ శక్తిని విడుదల చేస్తాయి. మరియు శక్తి తప్పనిసరిగా నిల్వ చేయబడాలి కాబట్టి, అది సర్క్యూట్ మూలకంలో వేడిగా విడుదల చేయబడుతుంది (ఉదాహరణకు, టోస్టర్‌లో) లేదా దానిలో నిల్వ చేయబడుతుంది (ఉదాహరణకు, కారు బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేసేటప్పుడు). ఈ శక్తి మార్పిడి జరిగే రేటును అంటారు శక్తి మరియు వ్యక్తీకరణ P = U NS Az (వాట్స్ = వోల్ట్లు x ఆంపియర్లు) ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

శక్తి యొక్క కొలత యూనిట్ వాట్ (W), ఇది 1 J శక్తిని 1 సెగా మార్చడానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. అంజీర్లో నిర్వచించిన ధ్రువణతలతో వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ యొక్క ఉత్పత్తికి సమానమైన శక్తి. 4 అనేది బీజగణిత పరిమాణం.

పై సందర్భంలో వలె P > 0 అయితే, శక్తి మూలకంలో వెదజల్లుతుంది లేదా గ్రహించబడుతుంది. P <0 అయితే, ఈ సందర్భంలో మూలకం అది కనెక్ట్ చేయబడిన సర్క్యూట్‌కు శక్తిని సరఫరా చేస్తుంది.

నిరోధక అంశాలు

ప్రతి సర్క్యూట్ మూలకం కోసం, మీరు మూలకం ద్వారా టెర్మినల్ వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య నిర్దిష్ట సంబంధాన్ని వ్రాయవచ్చు. రెసిస్టివ్ ఎలిమెంట్ అనేది వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య సంబంధాన్ని రూపొందించగల మూలకం.ఈ గ్రాఫ్‌ను కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణం అంటారు. అటువంటి లక్షణం యొక్క ఉదాహరణ అంజీర్లో చూపబడింది. 5.

అన్నం. 5. నిరోధక మూలకం యొక్క ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణం

మూలకం D యొక్క టెర్మినల్స్ వద్ద వోల్టేజ్ తెలిసినట్లయితే, గ్రాఫ్ మూలకం D ద్వారా కరెంట్‌ని నిర్ణయించగలదు.అదేవిధంగా, కరెంట్ తెలిసినట్లయితే, వోల్టేజ్ నిర్ణయించబడుతుంది.

పరిపూర్ణ ప్రతిఘటన

ఆదర్శ నిరోధకత (లేదా రెసిస్టర్) సరళ నిరోధక మూలకం… లీనియరిటీ నిర్వచనం ప్రకారం, లీనియర్ రెసిస్టివ్ ఎలిమెంట్‌లో వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య సంబంధం అంటే కరెంట్ రెట్టింపు అయినప్పుడు, వోల్టేజ్ కూడా రెట్టింపు అవుతుంది. సాధారణంగా, వోల్టేజ్ కరెంట్‌కు అనులోమానుపాతంలో ఉండాలి.

వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య అనుపాత సంబంధాన్ని అంటారు సర్క్యూట్ యొక్క ఒక విభాగానికి ఓం యొక్క చట్టం మరియు రెండు విధాలుగా వ్రాయబడింది: U = I NS R, ఇక్కడ R అనేది మూలకం యొక్క ప్రతిఘటన, మరియు I = G NS U, ఇక్కడ G = I / R అనేది మూలకం యొక్క వాహకత. ప్రతిఘటన యొక్క యూనిట్ ఓమ్ (ఓం), మరియు వాహకత యొక్క యూనిట్ సిమెన్స్ (సెం.మీ.).

ఆదర్శ నిరోధకత యొక్క ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణం అంజీర్లో చూపబడింది. 6. గ్రాఫ్ అనేది Az/Rకి సమానమైన వాలుతో మూలం ద్వారా సరళ రేఖ.

అన్నం. 6. ఆదర్శ నిరోధకం యొక్క హోదా (a) మరియు ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణం (b).

సంపూర్ణ ప్రతిఘటనతో శక్తి

ఆదర్శ నిరోధకత ద్వారా గ్రహించబడిన శక్తిని వ్యక్తపరచడం:

P = U NS I = I2NS R, P = U2/ R

ఒక ఆదర్శ ప్రతిఘటనలో గ్రహించిన శక్తి వలె, కరెంట్ (లేదా వోల్టేజ్) యొక్క స్క్వేర్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఆదర్శ ప్రతిఘటనలో v శోషించబడిన శక్తి యొక్క సంకేతం R గుర్తుపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ప్రతికూల ప్రతిఘటన విలువలు కొన్నిసార్లు ఉపయోగించబడుతున్నప్పటికీ నిర్దిష్ట మోడ్‌లలో పనిచేసే కొన్ని రకాల పరికరాలను అనుకరిస్తున్నప్పుడు, అన్ని వాస్తవ ప్రతిఘటనలు సాధారణంగా సానుకూలంగా ఉంటాయి. ఈ ప్రతిఘటనల కోసం, శోషించబడిన శక్తి ఎల్లప్పుడూ సానుకూలంగా ఉంటుంది.

ప్రతిఘటన ద్వారా గ్రహించిన విద్యుత్ శక్తి, acc శక్తి పరిరక్షణ చట్టం, ఇతర జాతులలోకి NStransform ఉండాలి.చాలా తరచుగా, విద్యుత్ శక్తి జూల్ హీట్ అని పిలువబడే ఉష్ణ శక్తిగా మార్చబడుతుంది. విసర్జన రేటు జూల్ వేడి ప్రతిఘటన పరంగా, ఇది విద్యుత్ శక్తి యొక్క శోషణ రేటుతో సరిపోతుంది. మినహాయింపులు ఆ రెసిస్టివ్ ఎలిమెంట్స్ (ఉదాహరణకు, లైట్ బల్బ్ లేదా స్పీకర్), ఇక్కడ గ్రహించిన శక్తిలో కొంత భాగం ఇతర రూపాల్లోకి మార్చబడుతుంది (కాంతి మరియు ధ్వని శక్తి).

ప్రధాన విద్యుత్ పరిమాణాల పరస్పర సంబంధం

డైరెక్ట్ కరెంట్ కోసం, ప్రాథమిక యూనిట్లు అంజీర్లో చూపబడ్డాయి. 7.

అన్నం. 7. ప్రధాన విద్యుత్ పరిమాణాల పరస్పర సంబంధం

నాలుగు ప్రాథమిక యూనిట్లు - కరెంట్, వోల్టేజ్, రెసిస్టెన్స్ మరియు పవర్ - విశ్వసనీయంగా స్థాపించబడిన సంబంధాల ద్వారా ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, ఇది ప్రత్యక్షంగా మాత్రమే కాకుండా పరోక్షంగా కొలతలు చేయడానికి లేదా ఇతర కొలిచిన వాటి నుండి మనకు అవసరమైన విలువలను లెక్కించడానికి అనుమతిస్తుంది. కాబట్టి, సర్క్యూట్ యొక్క ఒక భాగంలో వోల్టేజ్ని కొలిచేందుకు, ఒక వోల్టమీటర్ను కలిగి ఉండాలి, కానీ అది లేనప్పుడు కూడా, సర్క్యూట్లో ప్రస్తుత మరియు ఈ విభాగంలో ప్రస్తుత నిరోధకతను తెలుసుకోవడం, మీరు వోల్టేజ్ విలువను లెక్కించవచ్చు.