विद्युत धारा, यह कहां से आती है और हमारे घरों तक कैसे पहुंचती है? शुरुआती लोगों को बिजली के बारे में क्या जानने की ज़रूरत है? वीडियो: बिजली कहां से आती है?

यह कुछ आवेशित कणों की क्रमबद्ध गति है। बिजली की पूरी क्षमता का सक्षम रूप से उपयोग करने के लिए, विद्युत प्रवाह की संरचना और संचालन के सभी सिद्धांतों को स्पष्ट रूप से समझना आवश्यक है। तो, आइए जानें कि कार्य और वर्तमान शक्ति क्या हैं।

विद्युत धारा आती भी कहां से है?

प्रश्न की स्पष्ट सरलता के बावजूद, कुछ ही लोग इसका समझदारी भरा उत्तर देने में सक्षम हैं। बेशक, इन दिनों, जब तकनीक अविश्वसनीय गति से विकसित हो रही है, लोग विद्युत प्रवाह के संचालन के सिद्धांत जैसी बुनियादी चीजों के बारे में ज्यादा नहीं सोचते हैं। बिजली कहाँ से आती है? निश्चित रूप से कई लोग जवाब देंगे, "ठीक है, निश्चित रूप से सॉकेट से बाहर," या बस अपने कंधे उचका देंगे। इस बीच यह समझना बेहद जरूरी है कि करंट कैसे काम करता है। यह बात न केवल वैज्ञानिकों को, बल्कि उन लोगों को भी पता होनी चाहिए, जिनका विज्ञान की दुनिया से किसी भी तरह का संबंध नहीं है, ताकि उनके समग्र विविध विकास हो सके। लेकिन हर कोई करंट के संचालन सिद्धांत का सक्षम रूप से उपयोग नहीं कर सकता है।

तो, सबसे पहले आपको यह समझना चाहिए कि बिजली कहीं से भी प्रकट नहीं होती है: यह विशेष जनरेटर द्वारा उत्पादित की जाती है जो विभिन्न बिजली संयंत्रों में स्थित हैं। टरबाइन ब्लेड के घूमने के कारण, कोयले या तेल के साथ पानी को गर्म करने से उत्पन्न भाप ऊर्जा पैदा करती है, जिसे बाद में जनरेटर की मदद से बिजली में परिवर्तित किया जाता है। जनरेटर का डिज़ाइन बहुत सरल है: डिवाइस के केंद्र में एक विशाल और बहुत मजबूत चुंबक होता है, जो विद्युत आवेशों को तांबे के तारों के साथ चलने के लिए मजबूर करता है।

बिजली का करंट हमारे घरों तक कैसे पहुंचता है?

ऊर्जा (थर्मल या परमाणु) का उपयोग करके एक निश्चित मात्रा में विद्युत प्रवाह उत्पन्न होने के बाद, इसे लोगों को आपूर्ति की जा सकती है। बिजली की यह आपूर्ति निम्नानुसार काम करती है: सभी अपार्टमेंटों और व्यवसायों तक बिजली सफलतापूर्वक पहुंचने के लिए, इसे "पुश" करने की आवश्यकता है। और इसके लिए आपको उस बल को बढ़ाना होगा जो ऐसा करेगा। इसे विद्युत धारा वोल्टेज कहते हैं। ऑपरेशन का सिद्धांत इस प्रकार है: करंट ट्रांसफार्मर से होकर गुजरता है, जिससे इसका वोल्टेज बढ़ जाता है। इसके बाद, गहरे भूमिगत या ऊंचाई पर स्थापित केबलों के माध्यम से विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है (क्योंकि वोल्टेज कभी-कभी 10,000 वोल्ट तक पहुंच जाता है, जो मनुष्यों के लिए घातक है)। जब करंट अपने गंतव्य तक पहुंचता है, तो इसे फिर से ट्रांसफार्मर से गुजरना होगा, जिससे अब इसका वोल्टेज कम हो जाएगा। फिर यह तारों के साथ अपार्टमेंट इमारतों या अन्य इमारतों में स्थापित स्विचबोर्ड तक जाता है।

तारों के माध्यम से ले जाने वाली बिजली का उपयोग सॉकेट की एक प्रणाली के माध्यम से किया जा सकता है, जो घरेलू उपकरणों को उनसे जोड़ता है। दीवारों में अतिरिक्त तार होते हैं जिनके माध्यम से विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है, और इसके कारण ही घर में प्रकाश व्यवस्था और सभी उपकरण काम करते हैं।

वर्तमान कार्य क्या है?

विद्युत धारा द्वारा प्रवाहित ऊर्जा समय के साथ प्रकाश या ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है। उदाहरण के लिए, जब हम दीपक जलाते हैं तो ऊर्जा का विद्युत रूप प्रकाश में बदल जाता है।

सरल भाषा में कहें तो करंट का कार्य वह क्रिया है जो विद्युत स्वयं उत्पन्न करती है। इसके अलावा, सूत्र का उपयोग करके इसकी गणना बहुत आसानी से की जा सकती है। ऊर्जा संरक्षण के नियम के आधार पर, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि विद्युत ऊर्जा नष्ट नहीं हुई है, यह पूरी तरह या आंशिक रूप से दूसरे रूप में स्थानांतरित हो गई है, जिससे एक निश्चित मात्रा में गर्मी निकलती है। यह ऊष्मा धारा द्वारा किया गया कार्य है जब यह चालक से होकर गुजरती है और उसे गर्म करती है (हीट एक्सचेंज होता है)। जूल-लेन्ज़ फॉर्मूला इस तरह दिखता है: ए = क्यू = यू*आई*टी (कार्य गर्मी की मात्रा या वर्तमान शक्ति के उत्पाद और उस समय के बराबर होता है जिसके दौरान यह कंडक्टर के माध्यम से प्रवाहित होता है)।

दिष्ट धारा का क्या अर्थ है?

विद्युत धारा दो प्रकार की होती है: प्रत्यावर्ती और प्रत्यक्ष। वे इसमें भिन्न हैं कि उत्तरार्द्ध अपनी दिशा नहीं बदलता है, इसमें दो क्लैंप (सकारात्मक "+" और नकारात्मक "-") होते हैं और हमेशा "+" से अपना आंदोलन शुरू करते हैं। और प्रत्यावर्ती धारा के दो टर्मिनल होते हैं - चरण और शून्य। चालक के अंत में एक चरण की उपस्थिति के कारण ही इसे एकल-चरण भी कहा जाता है।

एकल-चरण प्रत्यावर्ती और प्रत्यक्ष विद्युत धारा के डिजाइन के सिद्धांत पूरी तरह से अलग हैं: स्थिरांक के विपरीत, प्रत्यावर्ती धारा अपनी दिशा (चरण से शून्य की ओर और शून्य से चरण की ओर प्रवाह का निर्माण) और इसके परिमाण दोनों को बदलती है। उदाहरण के लिए, प्रत्यावर्ती धारा समय-समय पर अपने आवेश का मान बदलती रहती है। यह पता चला है कि 50 हर्ट्ज (प्रति सेकंड 50 कंपन) की आवृत्ति पर, इलेक्ट्रॉन अपने आंदोलन की दिशा ठीक 100 बार बदलते हैं।

DC का उपयोग कहाँ किया जाता है?

प्रत्यक्ष विद्युत धारा की कुछ विशेषताएँ होती हैं। इस तथ्य के कारण कि यह सख्ती से एक ही दिशा में बहती है, इसे बदलना अधिक कठिन है। निम्नलिखित तत्वों को डीसी स्रोत माना जा सकता है:

• बैटरियां (क्षारीय और अम्ल दोनों);
• छोटे उपकरणों में उपयोग की जाने वाली साधारण बैटरियाँ;
• साथ ही कन्वर्टर्स जैसे विभिन्न उपकरण।

डीसी ऑपरेशन

इसकी मुख्य विशेषताएं क्या हैं? यह कार्य और वर्तमान शक्ति है, और ये दोनों अवधारणाएँ एक दूसरे से बहुत निकटता से संबंधित हैं। शक्ति का तात्पर्य समय की प्रति इकाई (प्रति 1 सेकंड) कार्य की गति से है। जूल-लेन्ज़ नियम के अनुसार, हम पाते हैं कि प्रत्यक्ष विद्युत धारा द्वारा किया गया कार्य स्वयं धारा की ताकत, वोल्टेज और उस समय के उत्पाद के बराबर होता है जिसके दौरान आवेशों को स्थानांतरित करने के लिए विद्युत क्षेत्र का कार्य किया गया था। कंडक्टर के साथ.

कंडक्टरों में प्रतिरोध पर ओम के नियम को ध्यान में रखते हुए, करंट का कार्य ज्ञात करने का यह सूत्र है: A = I 2 *R*t (कार्य कंडक्टर के प्रतिरोध के मान से गुणा किए गए करंट के वर्ग के बराबर है और फिर से उस समय से गुणा किया गया जिसके दौरान काम किया गया था)।

हमारे महानगर के स्थिर जीवन के लिए प्रतिदिन 100 मिलियन kWh के बराबर ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और प्रति वर्ष यह मात्रा लगभग 38 बिलियन kWh होती है। मास्को को बिजली की आपूर्ति कौन और क्या करता है? रौशस्काया तटबंध पर हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन नंबर 1 (राजधानी का सबसे पुराना बिजली संयंत्र) है, जो न केवल एक यूनेस्को स्मारक है, बल्कि राज्य ड्यूमा, क्रेमलिन, लुब्यंका स्क्वायर और मेट्रो को आपूर्ति करने के लिए बिजली भी पैदा करता है। स्टेशन की रेटेड पावर 86 मेगावाट है। स्टेशन को पहले ट्राम से बिजली जोड़ने के लिए सम्राट अलेक्जेंडर III के आदेश से बनाया गया था। एचपीपी-1 के अस्तित्व के 114 वर्षों में, इसकी क्षमता 10 गुना बढ़ गई है।
मॉस्को को बिजली आपूर्ति का मुख्य स्रोत 15 इकाइयों की मात्रा में थर्मल पावर प्लांट हैं।

मॉस्को की बिजली आपूर्ति की एक अन्य विशेषता मॉस्को एनर्जी रिंग है, जो शहर के भीतर और मॉस्को क्षेत्र में स्थित उच्च-वोल्टेज बिजली लाइनों (वोल्टेज 500 केवी) और शक्तिशाली सबस्टेशनों (पीएस) के एक समूह द्वारा बनाई गई है। इन नोड सबस्टेशनों का मुख्य कार्य वोल्टेज को 500 से 220 और 110 केवी तक कम करना और इसे नोड वितरण सबस्टेशनों में स्थानांतरित करना है।

यह प्रश्न पत्तागोभी की तरह है, आप इसे खोलिए और खोलिए, लेकिन "मौलिक" डंठल अभी भी दूर है। हालाँकि प्रश्न स्पष्ट रूप से इसी डंठल से संबंधित है, फिर भी आपको सभी गोभी पर काबू पाने का प्रयास करना होगा।

सबसे सतही नज़र में, करंट की प्रकृति सरल लगती है: करंट तब होता है जब आवेशित कण चलते हैं। (यदि कण गति नहीं करता है, तो कोई धारा नहीं है, केवल एक विद्युत क्षेत्र है।) धारा की प्रकृति को समझने की कोशिश करते हुए, और यह न जानते हुए कि धारा में क्या शामिल है, उन्होंने धारा के अनुरूप दिशा को चुना सकारात्मक कणों की गति की दिशा. बाद में यह पता चला कि जब नकारात्मक कण विपरीत दिशा में चलते हैं तो एक अप्रभेद्य धारा, प्रभाव में बिल्कुल समान, प्राप्त होती है। यह समरूपता धारा की प्रकृति की एक उल्लेखनीय विशेषता है।

कण कहाँ गति कर रहे हैं इसके आधार पर धारा की प्रकृति भी भिन्न होती है। वर्तमान सामग्री स्वयं भिन्न है:

• धातुओं में मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं;
• धातु और सिरेमिक सुपरकंडक्टर्स में भी इलेक्ट्रॉन होते हैं;
• तरल पदार्थों में - आयन जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान या किसी लागू विद्युत क्षेत्र के संपर्क में आने पर बनते हैं;
• गैसों में फिर से आयन, साथ ही इलेक्ट्रॉन भी होते हैं;
• लेकिन अर्धचालकों में, इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र नहीं होते हैं और "रिले रेस" में घूम सकते हैं। वे। यह वह इलेक्ट्रॉन नहीं है जो गति कर सकता है, बल्कि वह स्थान है जहां उसका अस्तित्व नहीं है - एक "छेद"। इस प्रकार की चालकता को छिद्र चालकता कहा जाता है। विभिन्न अर्धचालकों के जंक्शनों पर, ऐसे करंट की प्रकृति उन प्रभावों को जन्म देती है जो हमारे सभी रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स को संभव बनाते हैं।
  करंट के दो माप होते हैं: करंट ताकत और करंट घनत्व। आवेशों की धारा और उदाहरण के लिए, एक नली में पानी की धारा के बीच समानता से अधिक अंतर हैं। लेकिन वर्तमान की प्रकृति को समझने के लिए वर्तमान का ऐसा दृष्टिकोण काफी उपयोगी है। किसी चालक में धारा कण वेग का एक सदिश क्षेत्र है (यदि वे समान आवेश वाले कण हैं)। लेकिन वर्तमान का वर्णन करते समय हम आमतौर पर इन विवरणों को ध्यान में नहीं रखते हैं। हम इस धारा का औसत निकालते हैं।

यदि हम केवल एक कण (प्राकृतिक रूप से आवेशित और गतिमान) लेते हैं, तो समय के एक विशेष क्षण में आवेश और तात्कालिक गति के गुणनफल के बराबर धारा ठीक वहीं मौजूद होती है, जहां यह कण स्थित होता है। याद रखें कि इवासी युगल गीत "इट्स टाइम फॉर ए बीयर" में यह कैसा था: "... यदि जलवायु कठिन है और सूक्ष्म ग्रह प्रतिकूल है, यदि ट्रेन निकल चुकी है और सभी रेलें उखाड़ दी गई हैं... ” :)

और अब हम उस डंठल पर आते हैं जिसका हमने शुरुआत में उल्लेख किया था। किसी कण पर आवेश क्यों होता है (गति के साथ सब कुछ स्पष्ट लगता है, लेकिन आवेश क्या है)? सबसे मौलिक कण (अब निश्चित रूप से:) प्रतीत होता है कि अविभाज्य) जो चार्ज ले जाते हैं वे इलेक्ट्रॉन, पॉज़िट्रॉन (एंटीइलेक्ट्रॉन) और क्वार्क हैं। कारावास के कारण किसी एक क्वार्क को बाहर निकालना और उसका अध्ययन करना असंभव है; एक इलेक्ट्रॉन के साथ यह आसान लगता है, लेकिन यह अभी तक बहुत स्पष्ट नहीं है। फिलहाल, यह स्पष्ट है कि वर्तमान को परिमाणित किया गया है: कोई भी चार्ज नहीं देखा जाता है जो इलेक्ट्रॉन के चार्ज से छोटा हो (क्वार्क केवल समान या शून्य के कुल चार्ज के साथ हैड्रॉन के रूप में देखे जाते हैं)। आवेशित कण से अलग एक विद्युत क्षेत्र केवल एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ संयोजन में मौजूद हो सकता है, जैसे विद्युत चुम्बकीय तरंग, जिसकी मात्रा एक फोटॉन है। शायद विद्युत आवेश की प्रकृति की कुछ व्याख्याएँ क्वांटम भौतिकी के दायरे में हैं। उदाहरण के लिए, उनके द्वारा भविष्यवाणी की गई और अपेक्षाकृत हाल ही में खोजी गई हिग्स फ़ील्ड (यदि कोई बोसॉन है, तो एक फ़ील्ड है) कई कणों के द्रव्यमान की व्याख्या करती है, और द्रव्यमान इस बात का माप है कि कण गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र पर कैसे प्रतिक्रिया करता है। शायद चार्ज के साथ, विद्युत क्षेत्र की प्रतिक्रिया के उपाय के रूप में, कुछ ऐसी ही कहानी सामने आएगी। द्रव्यमान क्यों है और आवेश क्यों है, ये कुछ हद तक संबंधित प्रश्न हैं।

विद्युत धारा की प्रकृति के बारे में बहुत कुछ ज्ञात है, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण बात अभी भी ज्ञात नहीं है।

या विद्युत का झटकाइलेक्ट्रॉनों जैसे आवेशित कणों की दिशात्मक रूप से गतिमान धारा कहलाती है। बिजली का तात्पर्य आवेशित कणों की ऐसी गति के परिणामस्वरूप प्राप्त ऊर्जा और इस ऊर्जा के आधार पर प्राप्त होने वाली रोशनी से भी है। "बिजली" शब्द का प्रयोग अंग्रेजी वैज्ञानिक विलियम गिल्बर्ट ने 1600 में अपने निबंध "ऑन द मैग्नेट, मैग्नेटिक बॉडीज एंड द ग्रेट मैग्नेट-अर्थ" में किया था।

गिल्बर्ट ने एम्बर के साथ प्रयोग किए, जो कपड़े के साथ घर्षण के परिणामस्वरूप, अन्य प्रकाश पिंडों को आकर्षित करने में सक्षम था, अर्थात इसने एक निश्चित चार्ज प्राप्त कर लिया। और चूँकि एम्बर का ग्रीक से अनुवाद इलेक्ट्रॉन के रूप में किया गया है, वैज्ञानिक द्वारा देखी गई घटना को "बिजली" कहा गया।

बिजली

बिजली के बारे में एक छोटा सा सिद्धांत

बिजली विद्युत धारा के संवाहकों या आवेशित पिंडों के चारों ओर एक विद्युत क्षेत्र बना सकती है। विद्युत क्षेत्र के माध्यम से अन्य पिंडों को विद्युत आवेश से प्रभावित करना संभव है।fv

विद्युत आवेश, जैसा कि सभी जानते हैं, धनात्मक और ऋणात्मक में विभाजित होते हैं। यह विकल्प सशर्त है, हालांकि, इस तथ्य के कारण कि यह लंबे समय से ऐतिहासिक रूप से बनाया गया है, यही कारण है कि प्रत्येक चार्ज को एक निश्चित संकेत सौंपा गया है।

जिन पिंडों पर एक ही प्रकार के चिन्ह का आरोप होता है, वे एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, और जिन पर अलग-अलग प्रकार के आरोप होते हैं, वे इसके विपरीत आकर्षित होते हैं।

आवेशित कणों की गति अर्थात विद्युत के अस्तित्व के दौरान विद्युत क्षेत्र के अलावा एक चुंबकीय क्षेत्र भी उत्पन्न होता है। यह आपको सेट करने की अनुमति देता है बिजली और चुंबकत्व के बीच संबंध.

यह दिलचस्प है कि ऐसे पिंड हैं जो विद्युत प्रवाह का संचालन करते हैं या बहुत अधिक प्रतिरोध वाले पिंड हैं। इसकी खोज 1729 में अंग्रेजी वैज्ञानिक स्टीफन ग्रे ने की थी।

बिजली का अध्ययन, सबसे पूर्ण और मौलिक रूप से, थर्मोडायनामिक्स जैसे विज्ञान द्वारा किया जाता है। हालाँकि, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों और आवेशित कणों के क्वांटम गुणों का अध्ययन एक पूरी तरह से अलग विज्ञान - क्वांटम थर्मोडायनामिक्स द्वारा किया जाता है, लेकिन कुछ क्वांटम घटनाओं को सामान्य क्वांटम सिद्धांतों द्वारा काफी सरलता से समझाया जा सकता है।

बिजली की मूल बातें

बिजली की खोज का इतिहास

आरंभ करने के लिए, यह कहा जाना चाहिए कि ऐसा कोई वैज्ञानिक नहीं है जिसे बिजली का खोजकर्ता माना जा सके, क्योंकि प्राचीन काल से लेकर आज तक कई वैज्ञानिक इसके गुणों का अध्ययन कर रहे हैं और बिजली के बारे में कुछ नया सीख रहे हैं।

• बिजली में दिलचस्पी लेने वाले पहले व्यक्ति प्राचीन यूनानी दार्शनिक थेल्स थे। उन्होंने पाया कि एम्बर, जिसे ऊन से रगड़ा जाता है, अन्य प्रकाश पिंडों को आकर्षित करने का गुण प्राप्त कर लेता है।
• फिर एक अन्य प्राचीन यूनानी वैज्ञानिक, अरस्तू ने कुछ ईल का अध्ययन किया, जो दुश्मनों पर बिजली के डिस्चार्ज से हमला करती थीं, जैसा कि हम अब जानते हैं।
• 70 ई. में रोमन लेखक प्लिनी ने राल के विद्युत गुणों का अध्ययन किया।
• हालाँकि, फिर काफी समय तक बिजली के बारे में कोई जानकारी हासिल नहीं हुई।
• और केवल 16वीं शताब्दी में, अंग्रेजी महारानी एलिजाबेथ 1 के दरबारी चिकित्सक विलियम गिल्बर्ट ने विद्युत गुणों का अध्ययन करना शुरू किया और कई दिलचस्प खोजें कीं। इसके बाद वस्तुतः "विद्युत पागलपन" शुरू हुआ।
• केवल 1600 में "बिजली" शब्द सामने आया, जिसे अंग्रेजी वैज्ञानिक विलियम गिल्बर्ट ने पेश किया था।
• 1650 में, मैग्डेबर्ग के बर्गोमास्टर ओटो वॉन गुएरिके के लिए धन्यवाद, जिन्होंने एक इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीन का आविष्कार किया, बिजली के प्रभाव में निकायों के प्रतिकर्षण के प्रभाव का निरीक्षण करना संभव हो गया।
• 1729 में, अंग्रेजी वैज्ञानिक स्टीफन ग्रे ने दूर तक विद्युत धारा संचारित करने पर प्रयोग करते समय गलती से पता लगाया कि सभी सामग्रियों में समान रूप से विद्युत संचारित करने की क्षमता नहीं होती है।
• 1733 में, फ्रांसीसी वैज्ञानिक चार्ल्स ड्यूफे ने दो प्रकार की बिजली के अस्तित्व की खोज की, जिसे उन्होंने ग्लास और रेज़िन कहा। उन्हें ये नाम इस तथ्य के कारण प्राप्त हुए कि वे रेशम पर कांच और ऊन पर राल रगड़ने से प्रकट हुए थे।
• पहला कैपेसिटर, यानी एक बिजली भंडारण उपकरण, का आविष्कार 1745 में डचमैन पीटर वैन मुस्चेनब्रोक ने किया था। इस संधारित्र को लेडेन जार कहा जाता था।
• 1747 में अमेरिकी बी. फ्रैंकलिन ने बिजली का दुनिया का पहला सिद्धांत बनाया। फ्रेंकलिन के अनुसार विद्युत एक अभौतिक द्रव या तरल पदार्थ है। विज्ञान के प्रति फ्रैंकलिन की एक और सेवा यह है कि उन्होंने बिजली की छड़ का आविष्कार किया और इसकी मदद से यह साबित किया कि बिजली की उत्पत्ति विद्युत से हुई है। उन्होंने धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों की अवधारणा भी पेश की, लेकिन आवेशों की खोज नहीं की। यह खोज वैज्ञानिक सिमर द्वारा की गई थी, जिन्होंने आवेश ध्रुवों के अस्तित्व को साबित किया: सकारात्मक और नकारात्मक।
• 1785 में कूलम्ब द्वारा बिंदु विद्युत आवेशों के बीच होने वाले परस्पर क्रिया बल के नियम की खोज के बाद बिजली के गुणों का अध्ययन सटीक विज्ञान की ओर चला गया, जिसे कूलम्ब का नियम कहा गया।
• फिर, 1791 में, इतालवी वैज्ञानिक गैलवानी ने एक ग्रंथ प्रकाशित किया जिसमें कहा गया कि जब जानवर चलते हैं तो उनकी मांसपेशियों में विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है।
• 1800 में एक अन्य इतालवी वैज्ञानिक वोल्टा द्वारा बैटरी के आविष्कार से बिजली के विज्ञान का तेजी से विकास हुआ और इस क्षेत्र में महत्वपूर्ण खोजों की एक श्रृंखला शुरू हुई।
• इसके बाद फैराडे, मैक्सवेल और एम्पीयर की खोजें हुईं, जो केवल 20 वर्षों में हुईं।
• 1874 में, रूसी इंजीनियर ए.एन. लॉडगिन को कार्बन रॉड के साथ एक गरमागरम लैंप के लिए पेटेंट प्राप्त हुआ, जिसका आविष्कार 1872 में हुआ था। फिर लैंप ने टंगस्टन रॉड का उपयोग करना शुरू कर दिया। और 1906 में उन्होंने अपना पेटेंट थॉमस एडिसन की कंपनी को बेच दिया।
• 1888 में हर्ट्ज़ ने विद्युत चुम्बकीय तरंगें रिकॉर्ड कीं।
• 1879 में, जोसेफ थॉमसन ने इलेक्ट्रॉन की खोज की, जो बिजली का भौतिक वाहक है।
• 1911 में, फ्रांसीसी जॉर्जेस क्लाउड ने दुनिया के पहले नियॉन लैंप का आविष्कार किया।
• बीसवीं सदी ने दुनिया को क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स का सिद्धांत दिया।
• 1967 में बिजली के गुणों के अध्ययन की दिशा में एक और कदम उठाया गया। इस वर्ष इलेक्ट्रोवीक इंटरैक्शन का सिद्धांत बनाया गया था।

हालाँकि, ये केवल वैज्ञानिकों द्वारा की गई मुख्य खोजें हैं जिन्होंने बिजली के उपयोग में योगदान दिया। लेकिन अनुसंधान आज भी जारी है, और बिजली के क्षेत्र में खोजें हर साल होती हैं।

सभी को यकीन है कि बिजली से संबंधित खोजों के मामले में सबसे महान और शक्तिशाली निकोला टेस्ला थे। उनका जन्म स्वयं ऑस्ट्रियाई साम्राज्य में हुआ था, जो अब क्रोएशिया का क्षेत्र है। उनके आविष्कारों और वैज्ञानिक कार्यों में शामिल हैं: प्रत्यावर्ती धारा, क्षेत्र सिद्धांत, ईथर, रेडियो, अनुनाद और भी बहुत कुछ। कुछ लोग इस संभावना को स्वीकार करते हैं कि "तुंगुस्का उल्कापिंड" की घटना स्वयं निकोला टेस्ला के काम से ज्यादा कुछ नहीं है, अर्थात् साइबेरिया में भारी शक्ति का विस्फोट है।

विश्व के भगवान - निकोला टेस्ला

कुछ समय तक यह माना जाता था कि प्रकृति में बिजली का अस्तित्व नहीं है। हालाँकि, बी. फ्रैंकलिन द्वारा यह स्थापित करने के बाद कि बिजली की उत्पत्ति विद्युत से होती है, इस राय का अस्तित्व समाप्त हो गया।

प्रकृति के साथ-साथ मानव जीवन में भी बिजली का महत्व काफी बड़ा है। आख़िरकार, यह बिजली ही थी जिसके कारण अमीनो एसिड का संश्लेषण हुआ और परिणामस्वरूप, पृथ्वी पर जीवन का उदय हुआ।.

मनुष्यों और जानवरों के तंत्रिका तंत्र में चलने और सांस लेने जैसी प्रक्रियाएं तंत्रिका आवेगों के कारण होती हैं जो जीवित प्राणियों के ऊतकों में मौजूद बिजली से उत्पन्न होती हैं।

कुछ प्रकार की मछलियाँ खुद को दुश्मनों से बचाने के लिए, पानी के नीचे भोजन की तलाश करने और उसे प्राप्त करने के लिए बिजली, या बल्कि विद्युत निर्वहन का उपयोग करती हैं। ऐसी मछलियाँ हैं: ईल, लैम्प्रे, इलेक्ट्रिक किरणें और यहां तक ​​कि कुछ शार्क भी। इन सभी मछलियों में एक विशेष विद्युत अंग होता है जो एक संधारित्र के सिद्धांत पर काम करता है, यानी, यह काफी बड़ा विद्युत चार्ज जमा करता है और फिर इसे उस शिकार पर छोड़ देता है जो ऐसी मछली को छूता है। साथ ही, ऐसा अंग कई सौ हर्ट्ज़ की आवृत्ति के साथ संचालित होता है और इसमें कई वोल्ट का वोल्टेज होता है। मछली के विद्युत अंग की वर्तमान शक्ति उम्र के साथ बदलती रहती है: मछली जितनी बड़ी होती जाती है, विद्युत अंग की शक्ति उतनी ही अधिक होती है। इसके अलावा, विद्युत प्रवाह के कारण, अधिक गहराई पर रहने वाली मछलियाँ पानी में तैरती हैं। पानी में वस्तुओं की क्रिया से विद्युत क्षेत्र विकृत हो जाता है। और ये विकृतियाँ मछलियों को नेविगेट करने में मदद करती हैं।

घातक प्रयोग. बिजली

बिजली मिल रही है

बिजली संयंत्र विशेष रूप से बिजली पैदा करने के लिए बनाए गए थे। बिजली संयंत्रों में, जनरेटर की मदद से बिजली बनाई जाती है, जिसे बाद में बिजली लाइनों के माध्यम से उपभोग के स्थानों तक प्रेषित किया जाता है। विद्युत धारा यांत्रिक या आंतरिक ऊर्जा के विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण के कारण उत्पन्न होती है। बिजली संयंत्रों को विभाजित किया गया है: जलविद्युत ऊर्जा संयंत्र या एचपीपी, थर्मल परमाणु, पवन, ज्वारीय, सौर और अन्य बिजली संयंत्र।

जलविद्युत ऊर्जा संयंत्रों में, पानी के प्रवाह से संचालित जनरेटर टर्बाइन विद्युत प्रवाह उत्पन्न करते हैं। थर्मल पावर प्लांट या, दूसरे शब्दों में, थर्मल पावर प्लांट में, विद्युत प्रवाह भी उत्पन्न होता है, लेकिन पानी के बजाय जल वाष्प का उपयोग किया जाता है, जो ईंधन के दहन के दौरान पानी के गर्म होने पर उत्पन्न होता है, उदाहरण के लिए, कोयला।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र या परमाणु ऊर्जा संयंत्र में बिल्कुल समान संचालन सिद्धांत का उपयोग किया जाता है। केवल परमाणु ऊर्जा संयंत्र एक अलग प्रकार के ईंधन का उपयोग करते हैं - रेडियोधर्मी सामग्री, उदाहरण के लिए, यूरेनियम या प्लूटोनियम। उनके नाभिक विखंडन के परिणामस्वरूप बहुत बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है, जिसका उपयोग पानी को गर्म करने और इसे जल वाष्प में बदलने के लिए किया जाता है, जो फिर टरबाइन में प्रवेश करती है जो विद्युत प्रवाह उत्पन्न करती है। ऐसे स्टेशनों को संचालित करने के लिए बहुत कम ईंधन की आवश्यकता होती है। तो दस ग्राम यूरेनियम कोयले की एक कार जितनी बिजली पैदा करता है।

बिजली का उपयोग

आजकल बिजली के बिना जीवन असंभव होता जा रहा है। इक्कीसवीं सदी में यह लोगों के जीवन में काफी एकीकृत हो गया है। बिजली का उपयोग अक्सर प्रकाश व्यवस्था के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए इलेक्ट्रिक या नियॉन लैंप का उपयोग करना, और टेलीफोन, टेलीविजन और रेडियो और अतीत में टेलीग्राफ का उपयोग करके सभी प्रकार की जानकारी प्रसारित करने के लिए। इसके अलावा, बीसवीं सदी में, बिजली के अनुप्रयोग का एक नया क्षेत्र सामने आया: ट्राम, सबवे ट्रेनों, ट्रॉलीबसों और इलेक्ट्रिक ट्रेनों की इलेक्ट्रिक मोटरों के लिए एक शक्ति स्रोत। विभिन्न घरेलू उपकरणों के संचालन के लिए बिजली आवश्यक है, जो आधुनिक व्यक्ति के जीवन में काफी सुधार करती है।

आज, बिजली का उपयोग गुणवत्तापूर्ण सामग्री का उत्पादन करने और उन्हें संसाधित करने के लिए भी किया जाता है। बिजली से चलने वाले इलेक्ट्रिक गिटार का उपयोग संगीत बनाने के लिए किया जा सकता है। मृत्युदंड की अनुमति देने वाले देशों में अपराधियों को मारने के मानवीय तरीके (इलेक्ट्रिक चेयर) के रूप में बिजली का उपयोग जारी है।

इसके अलावा, यह देखते हुए कि आधुनिक व्यक्ति का जीवन कंप्यूटर और सेल फोन के बिना लगभग असंभव होता जा रहा है, जिन्हें संचालित करने के लिए बिजली की आवश्यकता होती है, बिजली के महत्व को कम करके आंकना काफी मुश्किल होगा।

पौराणिक कथाओं और कला में बिजली

लगभग सभी देशों की पौराणिक कथाओं में ऐसे देवता हैं जो बिजली फेंकने में सक्षम हैं, यानी जो बिजली का उपयोग कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, यूनानियों के बीच यह देवता ज़ीउस था, हिंदुओं के बीच यह अग्नि था, जो बिजली में बदल सकता था, स्लावों के बीच यह पेरुन था, और स्कैंडिनेवियाई लोगों के बीच यह थोर था।

कार्टून में भी बिजली होती है. तो डिज्नी कार्टून ब्लैक केप में एक एंटी-हीरो मेगावोल्ट है, जो बिजली को नियंत्रित करने में सक्षम है। जापानी एनिमेशन में, बिजली का उपयोग पोकेमॉन पिकाचु द्वारा किया जाता है।

निष्कर्ष

बिजली के गुणों का अध्ययन प्राचीन काल में शुरू हुआ और आज भी जारी है। बिजली के बुनियादी गुणों को जानने और उनका सही ढंग से उपयोग करने के बाद, लोगों ने अपने जीवन को बहुत आसान बना लिया है। बिजली का उपयोग कारखानों, कारखानों आदि में भी किया जाता है, अर्थात इसका उपयोग अन्य लाभ प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। प्रकृति और आधुनिक मनुष्य के जीवन दोनों में बिजली का महत्व बहुत अधिक है। बिजली जैसी विद्युत घटना के बिना, पृथ्वी पर जीवन उत्पन्न नहीं होता, और तंत्रिका आवेगों के बिना, जो बिजली के कारण भी उत्पन्न होते हैं, जीवों के सभी भागों के बीच समन्वित कार्य सुनिश्चित करना संभव नहीं होता।

लोग हमेशा बिजली के प्रति आभारी रहे हैं, तब भी जब उन्हें इसके अस्तित्व के बारे में पता नहीं था। उन्होंने अपने मुख्य देवताओं को बिजली फेंकने की क्षमता प्रदान की।

आधुनिक मनुष्य भी बिजली के बारे में नहीं भूलता, लेकिन क्या इसके बारे में भूलना संभव है? वह कार्टून और फिल्म के पात्रों को विद्युत शक्तियाँ देता है, बिजली पैदा करने के लिए बिजली संयंत्र बनाता है, और भी बहुत कुछ।

इस प्रकार, बिजली प्रकृति द्वारा हमें दिया गया सबसे बड़ा उपहार है और सौभाग्य से, हमने इसका उपयोग करना सीख लिया है।

एक आधुनिक व्यक्ति का जीवन इस तरह से व्यवस्थित होता है कि उसके बुनियादी ढांचे के समर्थन में विभिन्न तकनीकी और कार्यात्मक गुणों वाले कई घटक शामिल होते हैं। इसमें बिजली भी शामिल है. औसत उपभोक्ता ठीक से यह नहीं देख पाता या महसूस नहीं कर पाता कि वह अपने कार्य कैसे करता है, लेकिन अंतिम परिणाम घरेलू उपकरणों के संचालन में काफी ध्यान देने योग्य है, और इतना ही नहीं। साथ ही, समान घरेलू उपकरणों के कई उपयोगकर्ताओं के मन में बिजली कहां से आती है, इसके बारे में प्रश्न अनसुलझे रहते हैं। इस क्षेत्र में ज्ञान का विस्तार करने के लिए, बिजली की अवधारणा से शुरुआत करना उचित है।

बिजली क्या है?

इस अवधारणा की जटिलता समझ में आती है, क्योंकि ऊर्जा को दृश्य धारणा के लिए सुलभ एक सामान्य वस्तु या घटना के रूप में नामित नहीं किया जा सकता है। साथ ही, बिजली क्या है, इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए दो दृष्टिकोण हैं। वैज्ञानिकों की परिभाषा कहती है कि बिजली आवेशित कणों का प्रवाह है, जो निर्देशित गति की विशेषता है। एक नियम के रूप में, इलेक्ट्रॉनों को कणों के रूप में समझा जाता है।

ऊर्जा उद्योग में ही, बिजली को अक्सर सबस्टेशनों द्वारा उत्पन्न उत्पाद के रूप में देखा जाता है। इस दृष्टिकोण से, वे तत्व भी महत्वपूर्ण हैं जो विद्युत धारा उत्पन्न करने और संचारित करने की प्रक्रिया में सीधे तौर पर शामिल होते हैं। अर्थात्, इस मामले में हम एक चालक या अन्य आवेशित पिंड के चारों ओर निर्मित ऊर्जा क्षेत्र पर विचार कर रहे हैं। ऊर्जा की इस समझ को वास्तविक अवलोकन के करीब लाने के लिए, हमें निम्नलिखित प्रश्न को समझना चाहिए: बिजली कहाँ से आती है? करंट उत्पन्न करने के लिए अलग-अलग तकनीकी साधन हैं, और वे सभी एक ही कार्य के अधीन हैं - अंतिम उपभोक्ताओं को आपूर्ति करना। हालाँकि, इससे पहले कि उपयोगकर्ता अपने उपकरणों को ऊर्जा प्रदान कर सकें, इसे कई चरणों से गुजरना होगा।

विद्युत उत्पादन

आज ऊर्जा क्षेत्र में लगभग 10 प्रकार के स्टेशनों का उपयोग किया जाता है जो बिजली उत्पादन प्रदान करते हैं। यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके परिणामस्वरूप एक निश्चित प्रकार की ऊर्जा को करंट चार्ज में परिवर्तित किया जाता है। दूसरे शब्दों में, अन्य ऊर्जा को संसाधित करके बिजली उत्पन्न की जाती है। विशेष रूप से, विशेष सबस्टेशनों पर वे थर्मल, पवन, ज्वारीय, भूतापीय और अन्य का उपयोग मुख्य कार्य संसाधन के रूप में करते हैं। बिजली कहां से आती है, इस सवाल का जवाब देते हुए, यह उस बुनियादी ढांचे पर ध्यान देने योग्य है जिसके साथ प्रत्येक सबस्टेशन प्रदान किया जाता है। कोई भी विद्युत जनरेटर कार्यात्मक इकाइयों और नेटवर्क की एक जटिल प्रणाली से सुसज्जित है जो उत्पन्न ऊर्जा को संचयित करने और वितरण नोड्स में आगे संचरण के लिए तैयार करने की अनुमति देता है।

पारंपरिक बिजली संयंत्र

हालाँकि हाल के वर्षों में ऊर्जा के रुझान तेजी से बदले हैं, हम शास्त्रीय सिद्धांतों पर काम करने वाले मुख्य रुझानों की पहचान कर सकते हैं। सबसे पहले, ये थर्मल उत्पादन सुविधाएं हैं। संसाधन का उत्पादन अपशिष्ट के दहन और उसके बाद के परिवर्तन के परिणामस्वरूप होता है। साथ ही, हीटिंग और संघनन सहित ऐसे स्टेशन विभिन्न प्रकार के होते हैं। उनके बीच मुख्य अंतर दूसरे प्रकार की वस्तुओं की ताप प्रवाह उत्पन्न करने की क्षमता है। अर्थात्, बिजली कहाँ से आती है, इस प्रश्न का उत्तर देते समय, हम उन स्टेशनों को भी नोट कर सकते हैं जो एक साथ अन्य प्रकार की ऊर्जा का उत्पादन करते हैं। थर्मल उत्पादन सुविधाओं के अलावा, पनबिजली और परमाणु ऊर्जा संयंत्र काफी आम हैं। पहले मामले में, यह पानी की गति से माना जाता है, और दूसरे में, विशेष रिएक्टरों में परमाणुओं के विखंडन के परिणामस्वरूप।

वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत

ऊर्जा स्रोतों की इस श्रेणी में आमतौर पर सौर किरणें, हवा, उप-मृदा आदि शामिल होते हैं। सौर ऊर्जा को संचय करने और बिजली में परिवर्तित करने पर केंद्रित विभिन्न जनरेटर विशेष रूप से आम हैं। ऐसी स्थापनाएँ आकर्षक होती हैं क्योंकि इनका उपयोग कोई भी उपभोक्ता अपने घर में आपूर्ति के लिए आवश्यक मात्रा में कर सकता है। हालाँकि, ऐसे जनरेटर का व्यापक वितरण उपकरण की उच्च लागत के साथ-साथ काम करने वाले फोटोकल्स की निर्भरता के कारण संचालन में बारीकियों से बाधित होता है।

बड़ी ऊर्जा कंपनियों के स्तर पर, बिजली के पवन वैकल्पिक स्रोत सक्रिय रूप से विकसित हो रहे हैं। पहले से ही आज, कई देश इस प्रकार की ऊर्जा आपूर्ति में क्रमिक परिवर्तन के लिए कार्यक्रमों का उपयोग कर रहे हैं। हालाँकि, जनरेटर की कम शक्ति और उच्च लागत के कारण इस दिशा की अपनी बाधाएँ भी हैं। ऊर्जा का एक अपेक्षाकृत नया वैकल्पिक स्रोत पृथ्वी की प्राकृतिक ऊष्मा है। इस मामले में, स्टेशन भूमिगत चैनलों की गहराई से प्राप्त थर्मल ऊर्जा को परिवर्तित करते हैं।

विद्युत वितरण

बिजली उत्पादन के बाद उसके प्रसारण और वितरण का चरण शुरू होता है, जो ऊर्जा आपूर्ति कंपनियों द्वारा प्रदान किया जाता है। संसाधन आपूर्तिकर्ता उपयुक्त बुनियादी ढांचे को व्यवस्थित करते हैं, जिसका आधार विद्युत नेटवर्क है। दो प्रकार के चैनल हैं जिनके माध्यम से बिजली प्रसारित की जाती है - ओवरहेड और भूमिगत केबल लाइनें। ये नेटवर्क इस प्रश्न का अंतिम स्रोत और मुख्य उत्तर हैं कि विभिन्न उपयोगकर्ता आवश्यकताओं के लिए बिजली कहाँ से आती है। आपूर्तिकर्ता संगठन विभिन्न प्रकार के केबलों का उपयोग करके बिजली के वितरण के लिए विशेष मार्ग बनाते हैं।

बिजली उपभोक्ता

घरेलू और औद्योगिक दोनों क्षेत्रों में विभिन्न प्रकार के कार्यों के लिए बिजली की आवश्यकता होती है। इस ऊर्जा वाहक के उपयोग का एक उत्कृष्ट उदाहरण प्रकाश व्यवस्था है। हालाँकि, इन दिनों, घर में बिजली उपकरणों और उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला को शक्ति प्रदान करती है। और यह समाज की ऊर्जा आपूर्ति आवश्यकताओं का केवल एक छोटा सा हिस्सा है।

यह संसाधन परिवहन बुनियादी ढांचे के संचालन को बनाए रखने के लिए भी आवश्यक है: ट्रॉलीबस, ट्राम और मेट्रो लाइनों आदि को बनाए रखने के लिए। औद्योगिक उद्यम विशेष उल्लेख के लायक हैं। कारखानों, मिलों और प्रसंस्करण परिसरों को अक्सर बड़ी क्षमताओं के कनेक्शन की आवश्यकता होती है। हम कह सकते हैं कि ये बिजली के सबसे बड़े उपभोक्ता हैं, जो इस संसाधन का उपयोग तकनीकी उपकरणों और स्थानीय बुनियादी ढांचे के संचालन को सुनिश्चित करने के लिए करते हैं।

विद्युत ऊर्जा सुविधाओं का प्रबंधन

विद्युत ग्रिड के संगठन के अलावा, जो तकनीकी रूप से अंतिम उपभोक्ताओं को ऊर्जा संचारित और वितरित करने की संभावना प्रदान करता है, इस परिसर का संचालन नियंत्रण प्रणालियों के बिना असंभव है। इन कार्यों को लागू करने के लिए, आपूर्तिकर्ता परिचालन नियंत्रण केंद्रों का उपयोग करते हैं, जिनके कर्मचारी उन्हें सौंपी गई विद्युत ऊर्जा सुविधाओं के काम का केंद्रीकृत नियंत्रण और प्रबंधन करते हैं। विशेष रूप से, ऐसी सेवाएँ नेटवर्क के मापदंडों को नियंत्रित करती हैं जिनसे बिजली उपभोक्ता विभिन्न स्तरों पर जुड़े होते हैं। अलग से, यह उन विभागों पर ध्यान देने योग्य है जो नेटवर्क रखरखाव करते हैं, टूट-फूट को रोकते हैं और लाइनों के अलग-अलग हिस्सों में क्षति की मरम्मत करते हैं।

निष्कर्ष

अपने अस्तित्व के दौरान, ऊर्जा उद्योग विकास के कई चरणों से गुज़रा है। हाल ही में, वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के सक्रिय विकास के कारण नए परिवर्तन देखे गए हैं। इन क्षेत्रों का सफल विकास आज केंद्रीय नेटवर्क की परवाह किए बिना, व्यक्तिगत घरेलू जनरेटर से प्राप्त बिजली का घर में उपयोग करना संभव बनाता है। हालाँकि, इन उद्योगों में कुछ कठिनाइयाँ भी हैं। सबसे पहले, वे उपयुक्त उपकरण खरीदने और स्थापित करने की वित्तीय लागत से जुड़े हैं - बैटरी के साथ समान सौर पैनल। लेकिन चूँकि वैकल्पिक स्रोतों से उत्पन्न ऊर्जा पूरी तरह से मुफ़्त है, इसलिए इन क्षेत्रों में आगे बढ़ने की संभावनाएँ उपभोक्ताओं की विभिन्न श्रेणियों के लिए प्रासंगिक बनी हुई हैं।