जूल प्रभाव नुकसान
सर्किट के प्रतिरोधी तत्वों में उत्सर्जित ऊष्मा ऊर्जा की गणना करें।
"सर्किट के प्रतिरोधी तत्वों में ऊष्मा के रूप में उत्सर्जित शक्ति।"
महत्वपूर्ण सूत्र: जूल का नियम
Q = I² × R × t
या
Q = P × t
जहाँ:
Q: ऊष्मा ऊर्जा (जूल, J)
I: धारा (एम्पियर, A)
R: प्रतिरोध (ओम, Ω)
t: समय (सेकंड, s)
P: शक्ति (वाट, W)
नोट: दोनों सूत्र एक समान हैं। जब आप धारा और प्रतिरोध को जानते हैं, तो $ Q = I^2 R t $ का उपयोग करें।
पैरामीटर की परिभाषाएँ
1. प्रतिरोध (R)
विद्युत धारा के प्रवाह को विरोध करने की क्षमता, जो ओम (Ω) में मापी जाती है।
उच्च प्रतिरोध एक ही धारा के लिए अधिक ऊष्मा उत्पादन करता है।
उदाहरण: 100 Ω प्रतिरोधक धारा को सीमित करता है और ऊष्मा उत्पन्न करता है।
2. शक्ति (P)
किसी घटक द्वारा आपूर्तित या अवशोषित विद्युत शक्ति, जो वाट (W) में मापी जाती है।
1 वाट = 1 जूल प्रति सेकंड।
इसे इस प्रकार गणना की जा सकती है: P = I² × R या P = V × I
उदाहरण: 5W LED प्रति सेकंड 5 जूल उपयोग करता है।
3. धारा (I)
किसी सामग्री में विद्युत आवेश का प्रवाह, जो एम्पियर (A) में मापा जाता है।
ऊष्मा धारा के वर्ग के समानुपाती होती है — धारा को दोगुना करने से ऊष्मा चार गुना हो जाती है!
उदाहरण: 1 A, 2 A, 10 A — प्रत्येक बहुत अलग-अलग ऊष्मा स्तर उत्पन्न करता है।
4. समय (t)
धारा का प्रवाह कितने समय तक, जो सेकंड (s) में मापा जाता है।
लंबा समय → अधिक कुल ऊष्मा उत्पन्न।
उदाहरण: 1 सेकंड बनाम 60 सेकंड → 60 गुना अधिक ऊष्मा।
यह कैसे काम करता है
जब धारा एक प्रतिरोधक के माध्यम से प्रवाहित होती है:
इलेक्ट्रॉन सामग्री के माध्यम से चलते हैं
वे परमाणुओं से टकराते हैं, गतिज ऊर्जा खोते हैं
यह ऊर्जा दोलनी ऊर्जा के रूप में स्थानांतरित होती है → ऊष्मा
कुल ऊष्मा धारा, प्रतिरोध, और अवधि पर निर्भर करती है
प्रक्रिया अपरिवर्तनीय है — विद्युत ऊर्जा ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाती है।
आवेदन दृश्य
गर्मी तत्वों का डिजाइन (उदाहरण के लिए, विद्युत स्टोव, बालों की सुखाने वाली मशीन)
ट्रांसमिशन लाइनों में शक्ति की हानि की गणना
PCB ट्रेस और घटकों में तापमान वृद्धि का अनुमान
शक्ति रेटिंग के आधार पर उचित प्रतिरोधकों का चयन
संचालन के दौरान उपकरणों को गर्म होने के कारण समझना
सर्किट में सुरक्षा विश्लेषण (अतिगर्मीकरण और आग के जोखिम से बचना)
