ভোল্টেজ, কারেন্ট, রেজিস্ট্যান্স এবং ওহমের আইন: ৫ টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:03

এই টিউটোরিয়ালে আচ্ছাদিত

বৈদ্যুতিক চার্জ কীভাবে ভোল্টেজ, কারেন্ট এবং রেজিস্ট্যান্সের সাথে সম্পর্কিত।

ভোল্টেজ, কারেন্ট এবং রেজিস্ট্যান্স কি।

ওহমের আইন কী এবং এটি কীভাবে বিদ্যুৎ বোঝার জন্য ব্যবহার করা যায়।

এই ধারণাগুলি প্রদর্শন করার জন্য একটি সহজ পরীক্ষা।

ধাপ 1: বৈদ্যুতিক চার্জ

বৈদ্যুতিক চার্জ হল পদার্থের ভৌত সম্পত্তি যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডে স্থাপন করার সময় এটি একটি শক্তি অনুভব করে। দুটি ধরণের বৈদ্যুতিক চার্জ রয়েছে: ইতিবাচক এবং নেতিবাচক (সাধারণত যথাক্রমে প্রোটন এবং ইলেকট্রন দ্বারা বাহিত)। যেমন চার্জ প্রতিহত করে এবং আকর্ষণের বিপরীতে। নেট চার্জের অনুপস্থিতিকে নিরপেক্ষ বলা হয়। কোনো বস্তুর ইলেকট্রনের আধিক্য থাকলে তা নেতিবাচকভাবে চার্জ করা হয়, এবং অন্যথায় ধনাত্মকভাবে চার্জ করা হয় বা চার্জ করা হয় না। বৈদ্যুতিক চার্জের এসআই প্রাপ্ত ইউনিট হল কুলম্ব (সি)। ইলেকট্রিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং-এ, এটি অ্যাম্পিয়ার-আওয়ার (আহ) ব্যবহার করাও সাধারণ; রসায়নের সময়, প্রাথমিক চার্জ (ই) একটি ইউনিট হিসাবে ব্যবহার করা সাধারণ। প্রতীক Q প্রায়শই চার্জ বোঝায়। চার্জযুক্ত পদার্থগুলি কীভাবে ইন্টারঅ্যাক্ট করে তার প্রাথমিক জ্ঞানকে এখন ক্লাসিক্যাল ইলেক্ট্রোডাইনামিক্স বলা হয়, এবং কোয়ান্টাম প্রভাব বিবেচনা করার প্রয়োজন হয় না এমন সমস্যার জন্য এখনও সঠিক।

বৈদ্যুতিক চার্জ হল কিছু উপ -পারমাণবিক কণার মৌলিক সংরক্ষিত সম্পত্তি, যা তাদের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মিথস্ক্রিয়া নির্ধারণ করে। বৈদ্যুতিকভাবে চার্জ করা পদার্থ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ড দ্বারা প্রভাবিত বা উৎপন্ন হয়। একটি চলমান চার্জ এবং একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া হল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফোর্সের উৎস, যা চারটি মৌলিক শক্তির মধ্যে একটি (আরও দেখুন: ম্যাগনেটিক ফিল্ড)।

বিংশ শতাব্দীর পরীক্ষাগুলি প্রমাণ করেছে যে বৈদ্যুতিক চার্জ পরিমাপ করা হয়; অর্থাৎ, এটি প্রাথমিক চার্জ নামক পৃথক ছোট এককের পূর্ণসংখ্যার গুণে আসে, ই, প্রায় 1.602 × 10-19 কুলম্বের সমান (কোয়ার্ক নামক কণা ছাড়া, যার চার্জ আছে যা 1/3 ই এর পূর্ণসংখ্যা গুণক)। প্রোটনের চার্জ +ই এবং ইলেকট্রনের chargee চার্জ থাকে। চার্জযুক্ত কণার অধ্যয়ন, এবং কিভাবে তাদের মিথস্ক্রিয়া ফোটন দ্বারা মধ্যস্থ হয়, তাকে বলা হয় কোয়ান্টাম ইলেক্ট্রোডায়নামিক্স।

ধাপ 2: ভোল্টেজ

ভোল্টেজ, বৈদ্যুতিক সম্ভাব্য পার্থক্য, বৈদ্যুতিক চাপ বা বৈদ্যুতিক টান (আনুষ্ঠানিকভাবে ∆V বা ∆U নির্দেশিত, কিন্তু প্রায়শই V বা U হিসাবে সরলীকৃত হয়, উদাহরণস্বরূপ ওহম বা কিরচফের সার্কিট আইন প্রসঙ্গে) দুটি মধ্যে বৈদ্যুতিক সম্ভাব্য শক্তির পার্থক্য পয়েন্ট প্রতি ইউনিট বৈদ্যুতিক চার্জ। দুটি পয়েন্টের মধ্যে ভোল্টেজটি একটি স্থির বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের বিপরীতে চার্জ প্রতি ইউনিট করা কাজের সমান যা পরীক্ষার চার্জ দুটি পয়েন্টের মধ্যে স্থানান্তরিত করে। এটি ভোল্টের এককে পরিমাপ করা হয় (একটি কুলম্ব প্রতি জুল)।

স্থিতিশীল বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, চৌম্বক ক্ষেত্রের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক প্রবাহ, সময়-পরিবর্তিত চৌম্বক ক্ষেত্র বা এই তিনটির কিছু সংমিশ্রণের ফলে ভোল্টেজ হতে পারে। [1] [2] একটি ভোল্টমিটার একটি সিস্টেমে দুটি পয়েন্টের মধ্যে ভোল্টেজ (বা সম্ভাব্য পার্থক্য) পরিমাপ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে; প্রায়শই একটি সাধারণ রেফারেন্স সম্ভাবনা যেমন সিস্টেমের স্থলটি পয়েন্টগুলির একটি হিসাবে ব্যবহৃত হয়। একটি ভোল্টেজ হয় শক্তির উৎস (ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স) অথবা হারিয়ে যাওয়া, ব্যবহার করা বা সঞ্চিত শক্তির প্রতিনিধিত্ব করতে পারে (সম্ভাব্য ড্রপ)

ভোল্টেজ, কারেন্ট এবং রেজিস্ট্যান্স বর্ণনা করার সময়, একটি সাধারণ উপমা হল একটি জলের ট্যাংক। এই সাদৃশ্যের মধ্যে, চার্জ পানির পরিমাণ দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়, ভোল্টেজটি পানির চাপ দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়, এবং বর্তমানটি পানির প্রবাহ দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়। সুতরাং এই উপমা জন্য, মনে রাখবেন:

পানি = চার্জ

চাপ = ভোল্টেজ

প্রবাহ = বর্তমান

মাটির উপরে একটি নির্দিষ্ট উচ্চতায় একটি জলের ট্যাঙ্ক বিবেচনা করুন। এই ট্যাঙ্কের নীচে একটি পায়ের পাতার মোজাবিশেষ আছে।

সুতরাং, উচ্চ প্রতিরোধের সঙ্গে ট্যাংক বর্তমান কম।

ধাপ 3: বিদ্যুৎ

বৈদ্যুতিক চার্জের উপস্থিতি এবং প্রবাহ। তামার তারের মতো পরিবাহীর মাধ্যমে ইলেকট্রনের প্রবাহ হল এর সর্বাধিক পরিচিত রূপ।

বিদ্যুৎ হল শক্তির একটি রূপ যা ইতিবাচক এবং নেতিবাচক আকারে আসে, যা স্বাভাবিকভাবেই ঘটে (যেমন বজ্রপাতের মতো), অথবা উৎপাদিত হয় (জেনারেটরের মতো)। এটি শক্তির একটি রূপ যা আমরা মেশিন এবং বৈদ্যুতিক যন্ত্রগুলিতে ব্যবহার করি। যখন চার্জ চলতে থাকে না, তখন বিদ্যুতকে স্থির বিদ্যুৎ বলে। যখন চার্জগুলি নড়াচড়া করে তখন সেগুলি একটি বৈদ্যুতিক স্রোত, যাকে কখনও কখনও 'গতিশীল বিদ্যুৎ' বলা হয়। বজ্রপাত প্রকৃতির সবচেয়ে সুপরিচিত এবং বিপজ্জনক ধরনের বিদ্যুৎ, কিন্তু কখনও কখনও স্থির বিদ্যুৎ জিনিসগুলিকে একসঙ্গে আটকে রাখে।

বিদ্যুৎ বিপজ্জনক হতে পারে, বিশেষ করে পানির আশেপাশে কারণ জল হল পরিবাহকের একটি রূপ। Eteনবিংশ শতাব্দী থেকে, আমাদের জীবনের প্রতিটি অংশে বিদ্যুৎ ব্যবহার করা হয়েছে। ততক্ষণ পর্যন্ত, এটি একটি বজ্রপাতের মধ্যে দেখা একটি কৌতূহল ছিল।

চুম্বক ধাতুর তারের কাছাকাছি চলে গেলে বিদ্যুৎ তৈরি করা যায়। এটি একটি জেনারেটর দ্বারা ব্যবহৃত পদ্ধতি। সবচেয়ে বড় জেনারেটর বিদ্যুৎকেন্দ্রে রয়েছে। দুটি ভিন্ন ধরণের ধাতব রডের সাথে একটি জারে রাসায়নিক মিশ্রিত করেও বিদ্যুৎ উৎপন্ন করা যায়। এটি একটি ব্যাটারিতে ব্যবহৃত পদ্ধতি। দুটি পদার্থের মধ্যে ঘর্ষণের মাধ্যমে স্থির বিদ্যুৎ তৈরি হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি উলের টুপি এবং একটি প্লাস্টিকের শাসক। তাদের একসাথে ঘষা একটি স্ফুলিঙ্গ তৈরি করতে পারে। ফোটোভোলটাইক কোষের মতো সূর্য থেকে শক্তি ব্যবহার করেও বিদ্যুৎ তৈরি করা যায়।

বিদ্যুৎ উৎপাদিত স্থান থেকে তারের মাধ্যমে বাড়িতে পৌঁছায়। এটি বৈদ্যুতিক বাতি, বৈদ্যুতিক হিটার ইত্যাদি দ্বারা ব্যবহৃত হয়। অনেক গৃহস্থালী যন্ত্রপাতি যেমন ওয়াশিং মেশিন এবং বৈদ্যুতিক কুকার বিদ্যুৎ ব্যবহার করে কারখানায় বিদ্যুৎ শক্তি মেশিন আছে। যারা আমাদের বাড়িতে এবং কারখানায় বিদ্যুৎ এবং বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি নিয়ে কাজ করে তাদের "ইলেকট্রিশিয়ান" বলা হয়।

এখন বলা যাক যে আমাদের দুটি ট্যাঙ্ক আছে, প্রতিটি ট্যাংক নীচে থেকে একটি পায়ের পাতার মোজাবিশেষ সহ। প্রতিটি ট্যাঙ্কে ঠিক একই পরিমাণ পানি থাকে, কিন্তু একটি ট্যাঙ্কের পায়ের পাতার মোজাবিশেষ অন্য পায়ের পাতার মোজাবিশেষের চেয়ে সংকীর্ণ।

আমরা উভয় পায়ের পাতার মোজাবিশেষ শেষে একই পরিমাণ চাপ পরিমাপ, কিন্তু যখন জল প্রবাহ শুরু হয়, সংকীর্ণ পায়ের পাতার মোজাবিশেষ সঙ্গে জলের প্রবাহ হার ট্যাংক মধ্যে জল প্রবাহ হার কম হবে বিস্তৃত পায়ের পাতার মোজাবিশেষ বৈদ্যুতিক পরিপ্রেক্ষিতে, সরু পায়ের পাতার মোজাবিশেষের মাধ্যমে স্রোত বৃহত্তর পায়ের পাতার মোজাবিশেষের মাধ্যমে বর্তমানের চেয়ে কম। যদি আমরা উভয় পায়ের পাতার মধ্য দিয়ে প্রবাহ একই হতে চাই, তাহলে আমাদের সংকীর্ণ পায়ের পাতার মোজাবিশেষ দিয়ে ট্যাঙ্কে পানির পরিমাণ (চার্জ) বাড়াতে হবে।

ধাপ 4: বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ এবং আচার

হাইড্রোলিক সাদৃশ্যের মধ্যে, একটি তারের (বা প্রতিরোধক) মাধ্যমে প্রবাহিত বিদ্যুৎ একটি পাইপের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত পানির মতো, এবং তারের জুড়ে ভোল্টেজ ড্রপ হল চাপের ড্রপের মতো যা পাইপের মাধ্যমে পানি ঠেলে দেয়। প্রদত্ত চাপের জন্য পরিবাহিতা কতটা প্রবাহিত হয় তার সমানুপাতিক, এবং প্রদত্ত প্রবাহ অর্জনের জন্য কতটা চাপ প্রয়োজন তার সমানুপাতিক। (আচার এবং প্রতিরোধ পারস্পরিক।)

ভোল্টেজ ড্রপ (যেমন, প্রতিরোধকের একপাশে ভোল্টেজের পার্থক্য এবং অন্যটি), ভোল্টেজ নিজেই নয়, ড্রাইভিং ফোর্স সরবরাহ করে যা একটি প্রতিরোধকের মাধ্যমে বর্তমানকে ধাক্কা দেয়। জলবিদ্যায়, এটি একই রকম: একটি পাইপের দুই পাশের মধ্যে চাপের পার্থক্য, চাপ নিজেই নয়, এটির মাধ্যমে প্রবাহ নির্ধারণ করে। উদাহরণস্বরূপ, পাইপের উপরে একটি বড় জলের চাপ থাকতে পারে, যা পাইপের মাধ্যমে পানি নিচে ঠেলে দেওয়ার চেষ্টা করে। কিন্তু পাইপের নীচে সমানভাবে বড় পানির চাপ থাকতে পারে, যা পাইপের মাধ্যমে জলকে আবার ধাক্কা দেওয়ার চেষ্টা করে। যদি এই চাপ সমান হয়, জল প্রবাহিত হয় না। (ডানদিকে ছবিতে পাইপের নিচে পানির চাপ শূন্য।)

একটি তার, প্রতিরোধক, বা অন্যান্য উপাদানের প্রতিরোধ এবং পরিবাহিতা বেশিরভাগ দুটি বৈশিষ্ট্য দ্বারা নির্ধারিত হয়:

• জ্যামিতি (আকৃতি), এবং
• উপাদান

জ্যামিতি গুরুত্বপূর্ণ কারণ একটি প্রশস্ত, ছোট পাইপের চেয়ে লম্বা, সরু পাইপের মধ্য দিয়ে পানি ঠেলে দেওয়া আরও কঠিন। একইভাবে, একটি লম্বা, পাতলা তামার তারের একটি ছোট, পুরু তামার তারের চেয়ে বেশি প্রতিরোধ ক্ষমতা (নিম্ন পরিবাহিতা) থাকে।

উপকরণগুলিও গুরুত্বপূর্ণ। চুল দিয়ে ভরা একটি পাইপ একই আকৃতি এবং আকারের একটি পরিষ্কার পাইপের চেয়ে পানির প্রবাহকে বেশি সীমাবদ্ধ করে। একইভাবে, ইলেকট্রন একটি তামার তারের মাধ্যমে অবাধে এবং সহজে প্রবাহিত হতে পারে, কিন্তু একই আকৃতি এবং আকারের একটি স্টিলের তারের মধ্য দিয়ে সহজে প্রবাহিত হতে পারে না, এবং তারা মূলত রাবারের মতো একটি অন্তরকের মাধ্যমে প্রবাহিত হতে পারে না, তার আকৃতি নির্বিশেষে। তামা, ইস্পাত এবং রাবারের মধ্যে পার্থক্য তাদের মাইক্রোস্কোপিক কাঠামো এবং ইলেকট্রন কনফিগারেশনের সাথে সম্পর্কিত, এবং প্রতিরোধকতা নামে একটি সম্পত্তি দ্বারা পরিমাপ করা হয়।

জ্যামিতি এবং উপাদান ছাড়াও, অন্যান্য বিভিন্ন কারণ রয়েছে যা প্রতিরোধ এবং আচার -আচরণকে প্রভাবিত করে।

এটি যুক্তিযুক্ত যে আমরা একই চাপে বিস্তৃত একের চেয়ে একটি সরু পাইপের মাধ্যমে বেশি পরিমাণে মাপসই করতে পারি না। এটি প্রতিরোধ। সরু পাইপটি এর মধ্য দিয়ে জলের প্রবাহকে "প্রতিরোধ করে" যদিও জলটি বিস্তৃত পাইপের সাথে ট্যাঙ্কের মতো একই চাপে থাকে।

বৈদ্যুতিক পরিভাষায়, এটি সমান ভোল্টেজ এবং বিভিন্ন প্রতিরোধের দুটি সার্কিট দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়। উচ্চতর প্রতিরোধের সার্কিট কম চার্জ প্রবাহের অনুমতি দেবে, অর্থাত উচ্চতর প্রতিরোধের সার্কিটটি এর মধ্য দিয়ে কম প্রবাহিত হবে।

ধাপ 5: ওহমের আইন

ওহমের আইন বলে যে দুটি পয়েন্টের মধ্যে একটি কন্ডাক্টরের মাধ্যমে বর্তমানটি দুটি পয়েন্ট জুড়ে ভোল্টেজের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। সমানুপাতিকতা, প্রতিরোধের ধ্রুবক পরিচয় করিয়ে, একজন সাধারণ গাণিতিক সমীকরণে উপস্থিত হয় যা এই সম্পর্ক বর্ণনা করে:

যেখানে আমি অ্যাম্পিয়ারের এককগুলিতে কন্ডাক্টরের মাধ্যমে বর্তমান, V হল কন্ডাকটর জুড়ে ভোল্টের ইউনিটগুলিতে পরিমাপ করা ভোল্টেজ, এবং R হল ওহমের ইউনিটে কন্ডাক্টরের প্রতিরোধ। আরো সুনির্দিষ্টভাবে, ওহমের আইন বলে যে এই সম্পর্কের R স্থির, বর্তমান থেকে স্বাধীন।

আইনটি জার্মান পদার্থবিজ্ঞানী জর্জ ওহমের নামে নামকরণ করা হয়েছিল, যিনি 1827 সালে প্রকাশিত একটি গ্রন্থে তারের বিভিন্ন দৈর্ঘ্যের ধারণকারী সাধারণ বৈদ্যুতিক সার্কিটের মাধ্যমে প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ এবং বর্তমানের পরিমাপ বর্ণনা করেছিলেন। ওহম তার পরীক্ষামূলক ফলাফলকে উপরের আধুনিক ফর্মের চেয়ে একটু জটিল সমীকরণ দ্বারা ব্যাখ্যা করেছেন (ইতিহাস দেখুন)।

পদার্থবিজ্ঞানে, ওহমের আইন শব্দটি মূলত ওহম দ্বারা প্রণীত আইনের বিভিন্ন সাধারণীকরণের জন্য ব্যবহৃত হয়।