विद्युत क्या है और विद्युत की उत्पत्ति और उपयोग कैसे होता है
कुछ आविष्कार मानव सभ्यता को बदल दिए। पहला आविष्कार चक्र था, दूसरा आविष्कार बिजली था, तीसरा आविष्कार संचार था, और चौथा आविष्कार कंप्यूटर था। हम बिजली का मूल विवरण चर्चा करेंगे। इस ब्रह्मांड में प्रत्येक पदार्थ कई परमाणुओं से बना होता है और प्रत्येक परमाणु में ऋणात्मक इलेक्ट्रॉनों और धनात्मक प्रोटोनों की समान संख्या होती है।
इस परिणाम से, हम कह सकते हैं कि प्रत्येक तटस्थ पदार्थ में इलेक्ट्रॉन और प्रोटोन की समान संख्या होती है। प्रोटोन अचल होते हैं और परमाणुओं के नाभिक से मजबूत रूप से जुड़े होते हैं। इलेक्ट्रॉन भी परमाणुओं से बंधे होते हैं और नाभिक के चारों ओर अलग-अलग स्तरों पर घूमते हैं। लेकिन कुछ इलेक्ट्रॉन बाहरी प्रभावों के कारण स्वतंत्र रूप से गति कर सकते हैं या अपनी कक्ष से बाहर निकल सकते हैं। ये स्वतंत्र और तनावपूर्ण बंधे इलेक्ट्रॉन बिजली का कारण बनते हैं।
तटस्थ स्थिति में, किसी भी पदार्थ के टुकड़े में इलेक्ट्रॉन और प्रोटोन की संख्या समान होती है। लेकिन यदि किसी तरह से किसी पदार्थ में इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रोटोनों की संख्या से अधिक हो जाती है, तो पदार्थ ऋणात्मक आवेशित हो जाता है, क्योंकि प्रत्येक इलेक्ट्रॉन का शुद्ध आवेश ऋणात्मक होता है। यदि किसी पदार्थ में इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रोटोनों की संख्या से कम हो जाती है, तो पदार्थ धनात्मक आवेशित हो जाता है।
स्वतंत्र इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता हमेशा समान होने की कोशिश करती है। यही बिजली का एकमात्र कारण है। आइए विस्तार से समझें। यदि दो असमान आवेशित चालक शरीर संपर्क में आते हैं, तो उच्च इलेक्ट्रॉन सांद्रता वाले शरीर से इलेक्ट्रॉन निम्न इलेक्ट्रॉन सांद्रता वाले शरीर में चलने लगते हैं ताकि दोनों शरीरों की इलेक्ट्रॉन सांद्रता संतुलित हो सके। इस आवेश की गति (क्योंकि इलेक्ट्रॉन आवेशित कण हैं) बिजली है।
बिजली से संबंधित पद
विद्युत आवेश: जैसा कि हमने पहले बताया है कि तटस्थ शरीर में इलेक्ट्रॉनों और प्रोटोनों की संख्या बराबर होती है। तटस्थ शरीर में ऋणात्मक आवेश और धनात्मक आवेश की मात्रा भी बराबर होती है, क्योंकि इलेक्ट्रॉन और प्रोटोन का विद्युत आवेश संख्यात्मक रूप से बराबर होता है लेकिन उनकी ध्रुवता विपरीत होती है। लेकिन किसी भी कारण से, शरीर में इलेक्ट्रॉनों और प्रोटोनों की संख्या का संतुलन वितरित हो जाता है, तो शरीर विद्युत आवेशित हो जाता है। यदि इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रोटोनों की संख्या से अधिक हो, तो शरीर ऋणात्मक आवेशित हो जाता है और आवेश की मात्रा शरीर में अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करती है। इसी तरह, हम शरीर के धनात्मक आवेश की व्याख्या कर सकते हैं। यहाँ इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रोटोनों की संख्या से कम हो जाती है। शरीर की धनात्मकता शरीर में प्रोटोन और इलेक्ट्रॉनों के बीच के अंतर पर निर्भर करती है।
विद्युत धारा: जब आवेश एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक एकसमान आवेश वितरण बनाने के लिए फ्लो करता है, तो आवेश फ्लो की दर को विद्युत धारा कहा जाता है। यह दर मुख्य रूप से दो बिंदुओं के आवेशित स्थिति के बीच के अंतर और आवेश फ्लो के माध्यम से शरीर की स्थिति पर निर्भर करती है। विद्युत धारा की इकाई ऐम्पियर होती है और यह कुलॉम प्रति सेकंड ही होता है।
विद्युत संभावना: शरीर की आवेशित स्थिति का स्तर विद्युत संभावना के रूप में जाना जाता है। जब शरीर आवेशित होता है, तो उसे काम करने की क्षमता मिलती है। विद्युत संभावना आवेशित शरीर की काम करने की क्षमता का माप है। चालक में फ्लो करने वाली धारा दो छोरों के बीच विद्युत संभावना के अंतर के अनुक्रमानुपाती होती है। विद्युत संभावना को दो जल टंकियों के बीच के जल स्तर के अंतर के रूप में देखा जा सकता है, जो पाइपलाइन से जुड़े हैं। ऊँचे सिरे वाले टंकी से निम्न सिरे वाले टंकी में पानी की गति सिरों के अंतर या जल स्तर के अंतर पर निर्भर करती है, न कि टंकियों में जमा पानी की मात्रा पर। इसी तरह, दो शरीरों के बीच विद्युत धारा दो शरीरों के बीच विद्युत संभावना के अंतर पर निर्भर करती है, न कि शरीरों में जमा आवेश की मात्रा पर।
विद्युत क्षेत्र: दो निकटवर्ती आवेशित शरीरों के बीच हमेशा एक बल होता है। बल आकर्षक या विकर्षक हो सकता है, दो शरीरों के आवेश की प्रकृति पर निर्भर करता है। जब एक आवेशित शरीर दूसरे आवेशित शरीर के निकटवर्ती क्षेत्र में प्रवेश करता है, तो बल व्यावहारिक रूप से अनुभव किया जाता है। एक आवेशित शरीर के चारों ओर वह स्थान जहाँ दूसरा आवेशित शरीर बल का अनुभव कर सकता है, उसे पूर्ववर्ती शरीर का विद्युत क्षेत्र कहा जाता है।
उपरोक्त चार पद बिजली के मुख्य पैरामीटर हैं।
आम तौर पर बिजली उत्पादन के तीन मूल तरीके होते हैं।
विद्युत-यांत्रिक प्रक्रिया: जब एक चालक एक चुंबकीय क्षेत्र में चलता है और चालक फ्लक्स रेखाओं को काटता है, तो चालक में बिजली उत्पन्न होती है। इस सिद्धांत पर आधारित सभी विद्युत जनरेटर, जैसे डीसी जनरेटर, एल्टरनेटर और सभी प्रकार के डायनामो काम करते हैं।
विद्युत-रासायनिक प्रक्रिया: सभी प्रकार की बैटरियों में रासायनिक अभिक्रियाओं के कारण बिजली उत्पन्न होती है। यहाँ रासायनिक ऊर्जा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।
ठोस अवस्था विद्युत उत्पादन: यह विद्युत उत्पादन की सबसे आधुनिक प्रक्रिया है। यहाँ, एक PN जंक्शन पर स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन और छिद्र उत्पन्न होते हैं और जब जंक्शन प्रकाश में रखा जाता है, तो आवेश वाहकों का वितरण असंतुलित हो जाता है। ये स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन और छिद्र और उनका जंक्शन पर असंतुलित वितरण बाहरी परिपथ में बिजली का कारण बनते हैं। इस सिद्धांत पर, PV सौर सेल काम करते हैं।
बिजली के प्रकार
जब जनरेटर के आर्मेचर में बिजली उत्पन्न होती है, तो वह हमेशा वैकल्पिक होती है। इसका अर्थ है कि बिजली की ध्रुवता एक नियमित अंतराल में बदलती है। डीसी जनरेटर में आर्मेचर में उत्पन्न बिजली को कम्यूटेटर द्वारा रेक्टीफाइड किया जाता है। एल्टरनेटर में, आर्मेचर में उत्पन्न एसी बिज
