विद्युत प्रतिरोध: यो के हो?

Electrical4u

फील्ड: मूलभूत विद्युत

China

विद्युत प्रतिरोध क्या है?

प्रतिरोध (जिसे ओमिक प्रतिरोध या विद्युत प्रतिरोध भी कहा जाता है) एक विद्युत परिपथ में विद्युत धारा के प्रवाह के विरोध का माप है। प्रतिरोध ओम में मापा जाता है, जिसे ग्रीक अक्षर ओमेगा (Ω) से प्रतिनिधित किया जाता है।

प्रतिरोध बड़ा होने पर, विद्युत धारा के प्रवाह के लिए अधिक बाधा होती है।

जब संभावित अंतर एक चालक पर लगाया जाता है, तो धारा चलना शुरू होती है, या मुक्त इलेक्ट्रॉन चलना शुरू करते हैं। चलते समय, मुक्त इलेक्ट्रॉन चालक के परमाणुओं और अणुओं से टकराते हैं।

टकराव या बाधा के कारण, इलेक्ट्रॉनों या विद्युत धारा के प्रवाह की दर सीमित हो जाती है। इसलिए, हम कह सकते हैं कि इलेक्ट्रॉनों या धारा के प्रवाह के लिए कुछ विरोध है। इस प्रकार, किसी पदार्थ द्वारा विद्युत धारा के प्रवाह के लिए दिया गया विरोध प्रतिरोध कहलाता है।

चालक सामग्री का प्रतिरोध निम्नलिखित पाया गया है—

सामग्री की लंबाई के अनुक्रमानुपाती
सामग्री के अनुप्रस्थ क्षेत्रफल के व्युत्क्रमानुपाती
सामग्री की प्रकृति पर निर्भर करता है
तापमान पर निर्भर करता है

गणितीय रूप से, एक चालक सामग्री का प्रतिरोध निम्न प्रकार व्यक्त किया जा सकता है,

$\begin{align*} R \propto \frac{l}{a} \end{align*}$

$\begin{align*} R = \rho \frac{l}{a} \,\, \Omega \end{align*}$

यहाँ R = चालकको प्रतिरोध

$l$ = चालकको लम्बाइ

a = चालकको काटावटी क्षेत्रफल

$\rho$ = सामग्रीको आनुपातिकता नियतांक, जसलाई विशिष्ट प्रतिरोध वा प्रतिरोधकता भनिन्छ

१ ओह्म प्रतिरोधको परिभाषा

यदि एउटा चालकको दुई छडाहरूमा १ वोल्टको विद्युत स्थितिज शक्ति लगाइएको छ र यदि त्यहाँ १ अम्पियरको धारा प्रवाहित हुन्छ, भने त्यो चालकको प्रतिरोध १ ओह्म भनिन्छ।

$\begin{align*} R = \frac{V}{I} \end{align*}$

$\begin{align*} 1 \,\, Ohm = \frac{1 \,\, Volt}{1 \,\, Ampere} \end{align*}$

विद्युत प्रतिरोध को किस इकाई में मापा जाता है?

विद्युत प्रतिरोध को (एक SI इकाई) ओम में मापा जाता है, और इसे Ω से प्रदर्शित किया जाता है। ओम (Ω) इकाई का नाम ग्रेट जर्मन भौतिकशास्त्री और गणितज्ञ जॉर्ज साइमन ओह्म के नाम पर रखा गया है।

SI प्रणाली में, एक ओम 1 वोल्ट प्रति एम्पियर के बराबर होता है। इसलिए,

$\begin{align*} 1 \,\, Ohm = \frac{1 \,\, Volt}{1 \,\, Ampere} \end{align*}$

इसलिए, प्रतिरोध को वोल्ट प्रति एम्पियर में भी मापा जाता है।

रेजिस्टरहरू विस्तृत मानको भित्र उत्पादन र निर्दिष्ट गरिन्छ। मध्यम प्रतिरोध मानको लागि ओम एकाइ प्रयोग गरिन्छ, तर ठूलो र छोटो प्रतिरोध मानलाई मिलिओम, किलोओम, मेगाओम आदि मा व्यक्त गर्न सकिन्छ।

अतएव, रेजिस्टरहरूको व्युत्पन्न एकाहरू उनीहरूको मानको अनुसार बनाइन्छ, जस्तोकि तल दिएको टेबलमा देखाइएको छ।

Unit Name	Abbreviation	Values in Ohm $(\Omega)$
Milli Ohm	$m\,\,\Omega$	$10^-^3\,\,\Omega$
Micro Ohm	$\micro\,\,\Omega$	$10^-^6\,\,\Omega$
Nano Ohm	$n\,\,\Omega$	$10^-^9\,\,\Omega$
Kilo Ohm	$K\,\,\Omega$	$10^3\,\,\Omega$
Mega Ohm	$M\,\,\Omega$	$10^6\,\,\Omega$
Giga Ohm	$G\,\,\Omega$	$10^9\,\,\Omega$

प्रतिरोधको व्युत्पन्न एकाइ

विद्युत प्रतिरोध संकेत

विद्युत प्रतिरोधको लागि दुई मुख्य परिपथ संकेतहरू प्रयोग गरिन्छ।

सबैभन्दा प्रचलित प्रतिरोधको संकेत एउटा जिगजाग रेखा हुन्छ जुन उत्तर अमेरिकामा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। अर्को प्रतिरोधको संकेत एउटा सानो आयत हुन्छ जुन युरोप र एशियामा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, यसलाई अन्तर्राष्ट्रिय प्रतिरोध संकेत भनिन्छ।

प्रतिरोधको लागि परिपथ संकेत तलको चित्रमा देखाइएको छ।

企业微信截图_17099630627029.png 企业微信截图_17099630544755.png

विद्युत प्रतिरोध फार्मुला

प्रतिरोधको बुनियादी फार्मुला छ:

प्रतिरोध, वोल्टेज र करेंटको बीचको सम्बन्ध (ओमचा नियम)
प्रतिरोध, शक्ति, र वोल्टेजको बीचको सम्बन्ध
प्रतिरोध, शक्ति, र करेंटको बीचको सम्बन्ध

यी सम्बन्धहरू तलको चित्रमा सारणीबद्ध गरिएका छन्।

प्रतिरोध फार्मुला १ (ओमचा नियम)

ओमचा नियम अनुसार

$\begin{align*} V = I * R \end{align*}$

यसरी, प्रतिरोध विद्युत वोल्टेज र धारा को अनुपात हो।

$\begin{align*} R = \frac{V}{I} \,\,\Omega \end{align*}$

प्रतिरोध सूत्र २ (शक्ति र वोल्टेज)

हस्तान्तरित शक्ति विद्युत वोल्टेज र धाराको गुणनफल हो।

$\begin{align*} P = V * I \end{align*}$

अब, $I = \frac{V}{R}$ यो समीकरणमा राख्दा हामीले पाउँछौं,

$\begin{align*} P = \frac{V^2}{R} \end{align*}$

यसरी, हामीले प्रतिरोध वोल्टेजको वर्ग र शक्ति को अनुपात हुन्छ भन्ने पाउँछौं। गणितीय रूपमा,

$\begin{align*} R = \frac{V^2}{P} \,\,\Omega \end{align*}$

प्रतिरोध सूत्र ३ (शक्ति र धारा)

हामी जान्छौं कि, $P = V * I$

उपरोक्त समीकरणमा $V = I *R$ राख्दा हामी पाउँछौं,

$\begin{align*} P = I^2 * R \end{align*}$

यसरी गर्दा हामीले प्रतिरोध र विद्युत धारा को वर्गको अनुपातको रूपमा प्राप्त गर्छौं। गणितीय रूपमा,

$\begin{align*} R = \frac{P}{I^2} \,\, \Omega \end{align*}$

AC र DC प्रतिरोधको बीचको फरक

AC प्रतिरोध र DC प्रतिरोधको बीच एउटा फरक छ। यसबारे संक्षेपमा चर्चा गरौं।

AC प्रतिरोध

AC परिपथमा कुल प्रतिरोध (प्रतिरोध, आवेगीय प्रतिक्रिया, र क्षमतात्मक प्रतिक्रिया) लाई अवरोध भनिन्छ। त्यसैले, AC प्रतिरोधलाई अवरोध भनिन्छ।

प्रतिरोध = अवरोध अर्थात्,

$\begin{align*} R = Z \end{align*}$

निम्न फारमूला AC सर्किटहरूको AC प्रतिरोध वा इम्पीडेन्सको मान दिन्छ:

$\begin{align*} R_A_C = \sqrt{R^2 + (X_L-X_C)^2} \,\, \Omega \end{align*}$

DC प्रतिरोध

DC को आकार स्थिर छ, यानी DC सर्किटहरूमा आवृत्ति छैन; अत्यंत DC सर्किटहरूमा क्षमतात्मक प्रतिक्रिया र आवेशप्रतिक्रिया शून्य हुन्छ।

अतः, DC आपूर्ति लगाउँदा केवल चालक वा तारको प्रतिरोध मान खेल मा आउँछ।

त्यसैले, ओमची नियम अनुसार, हामी DC प्रतिरोधको मान गणना गर्न सक्छौं।

$\begin{align*} R_D_C = \frac{V}{I} \,\, \Omega \end{align*}$

कुन एक बढी छ: AC प्रतिरोध वा DC प्रतिरोध?

DC परिपथमा स्किन प्रभाव छैन किनभने DC आपूर्ति मा आवृत्ति शून्य हुन्छ। यसैले, स्किन प्रभावको कारण AC प्रतिरोध DC प्रतिरोध भन्दा बढी हुन्छ।

$\begin{align*} R_A_C = R_D_C \end{align*}$

सामान्यतया, AC प्रतिरोधको मान DC प्रतिरोधको मानबाट १.६ गुना अधिक हुन्छ।

$\begin{align*} R_A_C = 1.6 * R_D_C \end{align*}$

विद्युत प्रतिरोध, उष्मा र तापक्रिया

विद्युत प्रतिरोध र उष्मा

जब विद्युत धारा (अर्थात् स्वतंत्र इलेक्ट्रानहरूको प्रवाह) एउटा चालकद्वारा गर्दछ, त्यसमा गतिमान इलेक्ट्रानहरू र चालकको अणुहरू बीच केही 'गर्मी' छ। यो गर्मीलाई विद्युत प्रतिरोध भनिन्छ।

यसैले, चालकलाई प्रदान गरिएको विद्युत ऊर्जा गर्मी वा विद्युत प्रतिरोधको कारण गर्मीमा परिवर्तित हुन्छ। यसलाई विद्युत प्रतिरोधले उत्पन्न गरेको विद्युत धाराको गर्मी प्रभाव भनिन्छ।

यदि I एम्पियर कुनै रेसिस्टर R ओहमको लागि t सेकेन्ड फ्लो गर्छ, भने प्रदान गरिएको विद्युत ऊर्जा I2Rt जूल हुन्छ। यो ऊर्जा तापको रूपमा परिवर्तित हुन्छ।

अतएव,

$\begin{align*} Heat \,\, produced \,\,(H) = I^2 * R * t \,\, joules \end{align*}$

$\begin{align*} = \frac{I^2 * R * t}{4.186} \,\, calories \end{align*}$

यो तापको प्रभाव अनेक विद्युत उष्मा उपकरण जस्तै विद्युत उष्मा उपकरण, विद्युत टोस्टर, विद्युत चाय बर्तन, विद्युत आयरन, सोल्डरिङ आयरन आदि बनाउन उपयोग गरिन्छ। यी उपकरणहरूको मूल तत्व समान छ, यानी जब विद्युत धारा उच्च रेसिस्टन्स (उष्मा उत्पादक तत्व भनिन्छ) मा प्रवाहित हुन्छ भने यसले आवश्यक ताप उत्पादन गर्छ।

निकेल र क्रोमियमको एक सामान्य रूपमा प्रयोग गरिने इन्टी निकेल-क्रोमियम नामक एक मिश्रधातु छ जसको रेसिस्टन्स तामा भन्दा ५० गुना बढी छ।

तापको प्रभाव विद्युत रेसिस्टन्समा

सबै पदार्थहरूको रेसिस्टन्स तापको परिवर्तनले प्रभावित हुन्छ। तापको परिवर्तनले प्रभाव भिन्न भिन्न पदार्थ अनुसार फरक हुन्छ।

धातुहरू

शुद्ध धातुहरू (जस्ता, कपर, एल्युमिनियम, सिल्वर, आदि) को विद्युत प्रतिरोध तापक्रम बढ्दा बढ्छ। यो प्रतिरोध बढ्ने राम्रो तापक्रम श्रेणीमा ठूलो हुन्छ। यसैले, धातुहरूको धनात्मक तापक्रम गुणांक छ।

मिश्रधातुहरू

मिश्रधातुहरू (जस्ता, निक्रोम, मंगनिन, आदि) को विद्युत प्रतिरोध पनि तापक्रम बढ्दा बढ्छ। यो प्रतिरोध बढ्ने अनियमित र धेरै सानो छ। यसैले, मिश्रधातुहरूको धनात्मक तापक्रम गुणांकको मान सानो छ।

अर्धचालक, अवरोधक र इलेक्ट्रोलाइटहरू

अर्धचालकहरू, अर्धचालकहरू, अवरोधकहरू र इलेक्ट्रोलाइटहरूको विद्युत प्रतिरोध तापक्रम बढ्दा घट्छ। तापक्रम बढ्दा धेरै स्वतंत्र इलेक्ट्रॉनहरू बन्छन्। यसैले, विद्युत प्रतिरोधको मान घट्छ। यसैले, यस्ता पदार्थहरूको ऋणात्मक तापक्रम गुणांक छ।

प्रतिरोध बारेको सामान्य प्रश्नहरू

मानव शरीरको विद्युत प्रतिरोध

मानव शरीरको त्वचाको प्रतिरोध उच्च छ, तर अन्तःशरीरको प्रतिरोध निम्न छ। जब मानव शरीर सुकिएको हुन्छ, त्यसको औसत प्रभावी प्रतिरोध उच्च छ, र जब गीतो हुन्छ, प्रतिरोध धेरै घट्छ।

सुकिएको परिस्थितिमा, मानव शरीरले दिइने प्रभावी प्रतिरोध १,००,००० ओम हुन्छ, र गीतो वा फटिएको त्वचाको परिस्थितिमा, प्रतिरोध १,००० ओममा घट्छ।

यदि उच्च वोल्टेज विद्युत ऊर्जा मानव त्वचामा प्रवेश गर्छ, भने यो त्वचालाई झन्डा भएर शरीरले दिइने प्रतिरोध ५०० ओममा घट्छ।

वायुको विद्युत प्रतिरोध

हामीले जान्छौं कि कुनै पनि सामग्रीको विद्युत प्रतिरोध उसकी प्रतिरोधकता वा विशिष्ट प्रतिरोधद्वारा निर्भर गर्छ। वायुको प्रतिरोधकता वा विशिष्ट प्रतिरोध लगभग $10^6$ देखि $10^1^5$ $\Omega-m$ 20°C मा हुन्छ।

वायुको विद्युत प्रतिरोध वायुको विद्युत धारा रोक्ने क्षमताको माप हो। वायु प्रतिरोध वस्तुको अग्लो सतह र वायुका अणुहरूबीचको टक्करको परिणाम हो। वायु प्रतिरोधको परिमाण वस्तुको गति र वस्तुको छेदक क्षेत्रफल दुई मुख्य कारकहरूद्वारा प्रभावित हुन्छ।

वायुको ब्रेकडाउन वा डाइएलेक्ट्रिक स्थिरता 21.1 kV/cm (RMS) वा 30 kV/cm (शिखर) हो, यो अर्थ वायु 21.1 kV/cm (RMS) वा 30 kV/cm (शिखर) सम्म विद्युत प्रतिरोध प्रदान गर्छ। यदि वायुमा विद्युत आकर्षण 21.1 kV/cm (RMS) भन्दा बढ्यो भने वायुको ब्रेकडाउन घट्ने भइन्छ; यसैले, हामी भन्न सक्छौं कि वायु प्रतिरोध शून्य हुन्छ।

पानीको विद्युत प्रतिरोध

पानीको विशिष्ट प्रतिरोध वा प्रतिरोधकता विद्युत धारा रोक्ने क्षमताको माप हो, जो पानीमा घुलेका लवणहरूको सान्द्रतामा निर्भर गर्छ।

शुद्ध पानीमा विशिष्ट प्रतिरोध वा प्रतिरोधकताको उच्च मान हुन्छ किनभने यसमा कुनै पनि आयनहरू छैन। जब लवणहरू शुद्ध पानीमा घुल्दा, स्वतन्त्र आयनहरू उत्पन्न हुन्छन्। यी आयनहरू विद्युत धारा चालाउन सक्छ; यसैले प्रतिरोध घट्छ।

घुलेका लवणहरूको उच्च सान्द्रताको पानीमा विशिष्ट प्रतिरोध वा प्रतिरोधकता निम्न हुन्छ र उल्टैपनि। तल दिएको टेबलमा विभिन्न प्रकारको पानीको प्रतिरोधकताको मान दिइएको छ।

पानीको प्रकारहरू	ओम-मीटरमा प्रतिबाधा $(\Omega-m)$
शुद्ध पानी	२०,०००,०००
समुद्री पानी	२०-२५
डिस्टिल्ड पानी	५,००,०००
बर्षाको पानी	२०,०००
नदीको पानी	२००
पिउँदो पानी	२ देखि २००
डिओनाइज्ड पानी	१,८०,०००

ताम्रको विद्युत प्रतिरोध

ताम्र एक उत्तम चालक हो; अतः यसको प्रतिरोध मान धेरै सानो हुन्छ। ताम्रद्वारा प्रदान गरिने स्वाभाविक प्रतिरोधलाई विशिष्ट प्रतिरोध वा ताम्रको प्रतिरोधकता भनिन्छ।

ताम्रको विशिष्ट प्रतिरोध वा प्रतिरोधकताको मान $1.68 * 10^-^8\,\,\Omega-m$ हुन्छ।

विद्युत प्रतिरोध शून्य हुनेखण्ड यस घटनालाई के भनिन्छ?

जब विद्युत प्रतिरोध शून्य हुन्छ, यस घटनालाई सुपरकंडक्तिविता भनिन्छ।

ओह्मको नियमअनुसार,

$\begin{align*} I = \frac{V}{R} \end{align*}$

यदि विद्युत प्रतिरोध यानी, R = 0 भएको छ भने,

$\begin{align*} I = \frac{V}{0} = \infty \end{align*}$

अतः, यदि कोई चालकको प्रतिरोध शून्य हुन्छ भने, त्यस चालकमा अनन्त विद्युत धारा प्रवाहित हुन्छ; यस घटनालाई सुपरकंडक्तिविता भनिन्छ।

हामी भन्न सक्छौं कि यदि विद्युत प्रतिरोध शून्य हो, तब यसको चालकता अनन्त हुन्छ।

$\begin{align*} G = \frac{1}{R} = \frac{1}{0} = \infty \end{align*}$

प्रतिरोधकता ले प्रतिरोधमा कसरी प्रभाव फलाउँछ?

जस्तै जस्तै हामी जान्छौं, एउटा चालक पदार्थको प्रतिरोध यसरी व्यक्त गर्न सकिन्छ,

$\begin{align*} R \propto \frac{l}{a} \end{align*}$

$\begin{align*} R = \rho \frac{l}{a} \,\, \Omega \end{align*}$

यत्र R = चालकको प्रतिरोध

$l$ = चालकको लामो

a = चालकको क्षेत्रफल

$\rho$ = सामग्रीको विशिष्ट प्रतिरोध वा प्रतिरोधकता भनिने सामग्रीको अनुपात नियतांक

अब, यदि $l = 1\,\,m , a = 1\,\,m^2$ भए

$\begin{align*} R = \rho \end{align*}$

यसैले, सामग्रीको विशिष्ट प्रतिरोध वा प्रतिरोधकता एकाइ लम्बाई र एकाइ क्षेत्रफलको सामग्रीद्वारा प्रदत्त प्रतिरोध हो।

हामी जान्छौं कि प्रत्येक चालक सामग्रीको विशिष्ट प्रतिरोध वा प्रतिरोधकताको फरक मान हुन्छ; यसैले, प्रतिरोधको मान चालक सामग्रीको लम्बाई र क्षेत्रफलद्वारा निर्धारित हुन्छ।

स्रोत: Electrical4u

थप: मूल सम्मान गर्नुहोस्, राम्रो लेखहरू शेयर गर्ने लायक छन्, यदि उल्लंघन छ भने डिलिट गर्ने संपर्क गर्नुहोस्।