हमारे दैनिक जीवन का अधिकांश भाग बिजली से चलता है, फिर भी हम में से अधिकांश को 60-वाट और 75-वाट प्रकाश बल्ब के बीच का अंतर नहीं पता है, या दीवार सॉकेट से वोल्टेज कैसे एक छोटा डेस्क लैंप और दोनों को चलाने के लिए पर्याप्त रस की आपूर्ति करता है। एक शक्तिशाली माइक्रोवेव।
बिजली में तीन सबसे बुनियादी इकाइयाँ वोल्टेज ( V ), करंट ( I , अपरकेस "i") और प्रतिरोध ( R ) हैं। वोल्टेज में मापा जाता है वोल्ट , वर्तमान में मापा जाता है amps और प्रतिरोध में मापा जाता है ओम ।
इन शर्तों को समझने में मदद करने के लिए एक साफ सादृश्य प्लंबिंग पाइप की एक प्रणाली है । वोल्टेज पानी के दबाव के बराबर है, वर्तमान प्रवाह दर के बराबर है, और प्रतिरोध पाइप के आकार के समान है।
इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में एक बुनियादी समीकरण है जो बताता है कि तीन शब्द कैसे संबंधित हैं। यह कहता है कि करंट प्रतिरोध या I = V/R से विभाजित वोल्टेज के बराबर है। इसे ओम के नियम के रूप में जाना जाता है।
आइए देखें कि यह संबंध प्लंबिंग सिस्टम पर कैसे लागू होता है। मान लीजिए कि आपके पास एक नली से जुड़े दबाव वाले पानी का एक टैंक है जिसका उपयोग आप बगीचे को पानी देने के लिए कर रहे हैं।
यदि आप टैंक में दबाव बढ़ाते हैं तो क्या होता है? आप शायद अनुमान लगा सकते हैं कि इससे नली से अधिक पानी निकलता है। विद्युत प्रणाली के बारे में भी यही सच है: वोल्टेज बढ़ने से अधिक प्रवाह होगा।
मान लीजिए कि आप नली के व्यास और टैंक की सभी फिटिंग्स को बढ़ाते हैं। आपने शायद अनुमान लगाया होगा कि इससे नली से अधिक पानी भी निकलता है। यह एक विद्युत प्रणाली में प्रतिरोध को कम करने जैसा है, जिससे करंट प्रवाह बढ़ता है।
विद्युत शक्ति को वाट में मापा जाता है । एक विद्युत प्रणाली में शक्ति ( पी ) वर्तमान से गुणा वोल्टेज के बराबर होती है।
जल सादृश्य अभी भी लागू होता है। एक नली लें और इसे पानी के पहिये पर इंगित करें जैसे कि पानी की चक्की में पत्थरों को पीसने के लिए इस्तेमाल किया जाता था। आप जलचक्र द्वारा उत्पन्न शक्ति को दो प्रकार से बढ़ा सकते हैं। यदि आप नली से निकलने वाले पानी का दबाव बढ़ाते हैं, तो यह पानी के पहिये से बहुत अधिक बल से टकराता है और पहिया तेजी से मुड़ता है, जिससे अधिक शक्ति उत्पन्न होती है। यदि आप प्रवाह दर में वृद्धि करते हैं, तो अतिरिक्त पानी के भार के कारण पानी का पहिया तेजी से मुड़ता है।
अगले पृष्ठ पर, हम विद्युत दक्षता के बारे में अधिक बात करेंगे।
विद्युत दक्षता
एक विद्युत प्रणाली में, या तो करंट या वोल्टेज बढ़ने से उच्च शक्ति प्राप्त होगी। मान लें कि आपके पास एक 6-वोल्ट लाइट बल्ब वाला एक सिस्टम है जो 6-वोल्ट बैटरी से जुड़ा है । प्रकाश बल्ब का बिजली उत्पादन 100 वाट है। समीकरण I = P/V का उपयोग करके , हम गणना कर सकते हैं कि इस 6-वोल्ट बल्ब से 100 वाट प्राप्त करने के लिए amps में कितनी धारा की आवश्यकता होगी।
आप जानते हैं कि पी = 100 डब्ल्यू, और वी = 6 वी। तो, आप I के लिए हल करने के लिए समीकरण को पुनर्व्यवस्थित कर सकते हैं और संख्याओं में स्थानापन्न कर सकते हैं।
मैं = 100 डब्ल्यू / 6 वी = 16.67 एएमपीएस
यदि आप 100 वाट बिजली प्राप्त करने के लिए 12-वोल्ट की बैटरी और 12-वोल्ट के प्रकाश बल्ब का उपयोग करते हैं तो क्या होगा?
मैं = 100 डब्ल्यू/12 वी = 8.33 एएमपीएस
तो, यह बाद वाली प्रणाली समान शक्ति का उत्पादन करती है, लेकिन आधी धारा के साथ। एक फायदा है जो समान मात्रा में बिजली बनाने के लिए कम करंट का उपयोग करने से आता है। बिजली के तारों में प्रतिरोध बिजली की खपत करता है, और बिजली की खपत बढ़ जाती है क्योंकि तारों से गुजरने वाली धारा बढ़ जाती है। आप दो समीकरणों को थोड़ा सा पुनर्व्यवस्थित करके देख सकते हैं कि यह कैसे होता है। आपको प्रतिरोध और करंट के संदर्भ में शक्ति के लिए एक समीकरण की आवश्यकता है। आइए पहले समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करें:
I = V/R को V = I*R . के रूप में पुनर्कथित किया जा सकता है
अब आप V के समीकरण को दूसरे समीकरण में बदल सकते हैं:
P = V*I V को प्रतिस्थापित करने पर हमें P = I*R*I, या P = I 2 *R प्राप्त होता है
यह समीकरण आपको बताता है कि यदि तारों का प्रतिरोध बढ़ता है (उदाहरण के लिए, यदि तार छोटे हो जाते हैं या कम प्रवाहकीय सामग्री से बने होते हैं) तो तारों द्वारा खपत की जाने वाली शक्ति बढ़ जाती है। लेकिन यह नाटकीय रूप से बढ़ जाता है अगर तारों से गुजरने वाली धारा बढ़ जाती है। इसलिए, करंट को कम करने के लिए उच्च वोल्टेज का उपयोग करके विद्युत प्रणालियों को अधिक कुशल बनाया जा सकता है। उच्च वोल्टेज पर इलेक्ट्रिक मोटर्स की दक्षता में भी सुधार होता है।
दक्षता में इस सुधार ने ऑटोमोबाइल उद्योग को 1990 के दशक में 12-वोल्ट विद्युत प्रणालियों से 42-वोल्ट सिस्टम पर स्विच करने पर विचार करने के लिए प्रेरित किया। जैसे ही बिजली से चलने वाली सुविधाओं के साथ अधिक कारों को भेज दिया गया - वीडियो डिस्प्ले, सीट हीटर, "स्मार्ट" जलवायु नियंत्रण - उन्हें पर्याप्त करंट की आपूर्ति के लिए तारों के मोटे बंडलों की आवश्यकता थी। उच्च-वोल्टेज सिस्टम पर स्विच करने से थिनर-गेज वायरिंग के साथ अधिक शक्ति प्रदान होगी।
स्विच कभी नहीं हुआ , क्योंकि कार निर्माता कंपनियों 12 वोल्ट पर डिजिटल प्रौद्योगिकी और अधिक कुशल बिजली के पंपों के साथ क्षमता को बढ़ावा देने में सक्षम थे। लेकिन कुछ नए मॉडल हाइब्रिड सिस्टम को एक अलग 48-वोल्ट जनरेटर के साथ नियोजित करते हैं, जो समग्र सिस्टम दक्षता को बढ़ाते हुए निष्क्रिय शट-ऑफ जैसी उन्नत सुविधाओं को शक्ति प्रदान करते हैं।
बिजली और संबंधित विषयों के बारे में अधिक जानने के लिए, अगले पृष्ठ पर दिए गए लिंक देखें।
मूल रूप से प्रकाशित: 31 अक्टूबर 2000
