मैंने अलग-अलग फोरम पढ़े हैं और कुछ यूटूबेस (मेरी पाठ्यपुस्तक की रीडिंग के अलावा) देखे हैं और स्पष्टीकरण कम पड़ रहे हैं। यह मुद्दा ऐसा प्रतीत होता है कि कैसे हमें पहली बार वोल्टेज और करंट के बीच सीधा संबंध के बारे में पढ़ाया जाता है (यानी वोल्टेज में वृद्धि वर्तमान में वृद्धि को बढ़ाती है यदि प्रतिरोध समान रहता है) और फिर हमें उच्च वोल्टेज वाले बिजली लाइनों के बारे में पढ़ाया जाता है और कम वर्तमान (क्योंकि अन्य बुद्धिमान हमें मोटी तारों की आवश्यकता होगी जो उच्च धारा को ले जाते हैं [जो जूल प्रभाव या कुछ या किसी अन्य के कारण ओवरहीटिंग के जोखिम को चलाएगा)। तो कृपया मुझे यह न समझाएं कि उच्च वोल्टेज, बिजली की लाइनों के लिए निम्न धारा क्यों आवश्यक है। मुझे सिर्फ यह जानना है कि हाई वोल्टेज, कम करंट कैसे संभव है। मैं केवल डीसी का अध्ययन कर रहा हूँ अब तक शायद एसी के नियम हैं जो मुझे बताएंगे ...
उच्च वोल्टेज और कम वर्तमान होना कैसे संभव है? यह E = IR में करंट और वोल्टेज के बीच संबंध का खंडन करता प्रतीत होता है
जवाबों:
आप "हाई वोल्टेज" के साथ "हाई वोल्टेज" को भ्रमित कर रहे हैं। ओम का नियम किसी दिए गए वर्तमान प्रवाह से गुजरने के लिए एक प्रतिरोध में वोल्टेज के नुकसान को नियंत्रित करता है। चूंकि वर्तमान कम है, इसलिए वोल्टेज का नुकसान कम होता है।
आप उपभोक्ता भार और केबलों के प्रतिरोध के बारे में उलझन में हैं।
मुद्दा यह है कि बिजली वोल्टेज और वर्तमान का उत्पाद है। उपभोक्ता भार में समान शक्ति संचारित करने के लिए, आप वोल्टेज बढ़ा सकते हैं और करंट घटा सकते हैं।
यदि आपके घर में प्रकाश को 100W की आवश्यकता है, तो 10A पर 10A कहें, इसे सीधे बिजली संयंत्र से स्थानांतरित किया जा सकता है।
मान लीजिए कि आपके घर और संयंत्र के बीच केबल में 10 ओम है। यदि आप संयंत्र से 10 ए सिंक करते हैं, तो संयंत्र को 110V प्रदान करना होगा: 10A पर, केबल पर 100V का वोल्टेज ड्रॉप होता है, साथ ही 10V की आपको आवश्यकता होती है। इसका मतलब है, आप 100W का उपभोग करते हैं जबकि केबल 1000W बर्बाद करता है।
अब, मान लीजिए कि आपके घर को 1000 वी प्राप्त है।
बेशक, आपको प्रकाश द्वारा आवश्यक वोल्टेज को वितरित वोल्टेज में परिवर्तित करने के लिए एक ट्रांसफार्मर की आवश्यकता है!
संयंत्र से खपत होने वाली धारा अब केवल 0.1 ए है।
केबल पर वोल्टेज ड्रॉप अब सिर्फ 1V है, जिसका अर्थ है कि आपके 100W प्रकाश को बिजली देने के लिए 0.1W नुकसान। यह काफी बेहतर है।
बिंदु ट्रांसफार्मर का उपयोग होता है जो शक्ति बनाए रखते हुए वोल्टेज और धाराओं को परिवर्तित करने की अनुमति देता है:
power = U*I, एक केबल में उच्च धाराएं उच्च वोल्टेज ड्रॉप / बिजली हानि का कारण बनती हैं और आपको ट्रांसफार्मर की आवश्यकता होती है।
एक शब्द: प्रतिरोध । याद रखें कि वोल्टेज की गणना प्रतिरोध द्वारा धारा को गुणा करके की जाती है। आपके पास एक उच्च संभावित अंतर हो सकता है (जो कि वोल्टेज है), और कम प्रवाह , बस उस वर्तमान को अवरुद्ध करने के लिए उच्च प्रतिरोध होने से।
इसे ऐसे समझें कि पानी की नली पूरी तरह से ब्लास्ट में बदल गई, जिसमें नली की बंदूक अंत तक लगी हुई थी। नली बंदूक उपयोगकर्ता द्वारा नियंत्रित एक अलग अवरोधक के रूप में कार्य करता है, इसलिए भले ही नली में उच्च संभावित ऊर्जा हो (प्रवाह करने के लिए पानी चाहिए), प्रतिरोध इतना महान है कि थोड़ा भी पानी नहीं बहता है। जैसे ही उपयोगकर्ता ट्रिगर दबाता है, प्रतिरोध कम हो जाता है जब तक कि पानी अधिक से अधिक बहता नहीं है।
बिजली वितरण प्रणाली वोल्टेज को ऊपर या नीचे स्थानांतरित करने के लिए ट्रांसफार्मर का उपयोग करती है।
ट्रांसफॉर्मर पावर (वोल्टेज बार वर्तमान) संभालते हैं। एक ट्रांसफार्मर में खिलाया गया बिजली ट्रांसफार्मर से ली गई शक्ति के बराबर होगा (छोटे नुकसान की उपेक्षा) इसलिए हम सूत्र का उपयोग करके ट्रांसफार्मर के प्रत्येक पक्ष पर वोल्टेज और वर्तमान की गणना कर सकते हैं
Vin x Iin = Vout x Iout
इस सूत्र का उपयोग करते हुए, आप देख सकते हैं कि यदि इनपुट वोल्टेज आउटपुट वोल्टेज का 10 गुना है, तो इनपुट वर्तमान आउटपुट आउटपुट का 1/10 होना चाहिए।
आपका भ्रम इस तथ्य से है कि आप रिसीवर के प्रतिरोध के बारे में भूल रहे हैं। मूल रूप से यह इस तरह दिखता है:
power plant -> wire -> receiver -> return wire -> power plant
तार (या पावर प्लांट) में वोल्टेज अधिक है और तारों का प्रतिरोध कम है, इसलिए आपको लगता है कि करंट अधिक होना चाहिए। सही, लेकिन अब विचार करें कि रिसीवर के पास बहुत अधिक प्रतिरोध है। यही वह है जो इस सर्किट में करंट को कम करता है।
तो आपके पास तारों के बीच रिसीवर के उच्च प्रतिरोध के कारण उच्च वोल्टेज और कम वर्तमान है। यह ओम के नियम के साथ पूरी तरह से संगत है: और R बहुत बड़ा है, इसलिए मैं छोटा हूं।
इस सरलीकृत परिदृश्य में यदि हम पावर प्लांट के वोल्टेज को बढ़ाते हैं, तो हमें रिसीवर के प्रतिरोध को भी बढ़ाना होगा, यदि हम रिसीवर की शक्ति को स्थिर रखना चाहते हैं।
वास्तविकता में रिसीवर ट्रांसफॉर्मर के पीछे चलते हैं जो उच्च वोल्टेज को निम्न (यूरोप में निरंतर 230V) में परिवर्तित करते हैं। इसलिए उपरोक्त परिदृश्य में जब हम पावर प्लांट में वोल्टेज बढ़ाते हैं, तो हमें केवल ट्रांसफार्मर (उनके प्रतिरोध) को बदलने की आवश्यकता होती है - रिसीवर के प्रतिरोध को बदलने की कोई आवश्यकता नहीं है। यह सब अंत-उपयोगकर्ता के लिए पारदर्शी है।
यह बताता है कि उच्च वोल्टेज और कम वर्तमान होना कैसे संभव है। और यह बेहतर क्यों है?
प्रतिरोध और वर्तमान के संबंध में शक्ति का सूत्र याद रखें - यह । यदि आपके पास एक तार है जिसमें कुछ निरंतर प्रतिरोध आर है, और फिर आप वर्तमान 2 बार कम करते हैं (वोल्टेज को 2 गुना बढ़ाकर), इस तार में खोई हुई शक्ति 4 गुना कम हो जाती है। इसलिए हाई वोल्टेज होना अच्छा है।
इसे देखने का एक तरीका यह पूछना है कि पावर-लाइन के दूसरे छोर पर क्या है: एक ग्राहक। ग्राहक वर्तमान या वोल्टेज नहीं खरीदता है, वह बिजली (वाट) खरीदता है। इसलिए, यदि कोई बिजली आपूर्तिकर्ता एक निश्चित मात्रा में बिजली वितरित करता है, तो वे वोल्टेज को बढ़ाकर और बिजली की दी गई मात्रा के लिए करंट को कम करके तारों का उपयोग कर सकते हैं।
आप कहते हैं, "अर्थात्, वोल्टेज में वृद्धि वर्तमान में वृद्धि को बढ़ाती है यदि प्रतिरोध समान रहता है"। यह सही है कि उच्च वोल्टेज सर्किट किसी दिए गए पावर के लिए उच्च लोड प्रतिरोध का उपयोग करते हैं।
उदाहरण के लिए 120 W, 120 V बल्ब 1 A. (I = P / V = 120/120 = 1.) खींचेगा। यह प्रतिरोध (जब गर्म होता है) 120) होगा। (आर = वी / आई = १२०/१ = १२०।)
इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध
एक 120 W, 12 V बल्ब 10 A (I = P / V = 120/12 = 10) खींचेगा। यह प्रतिरोध (जब गर्म होता है) 1.2Ω (R = V / I = 12/10 = 1.2) होगा। ध्यान दें कि वोल्टेज को 10 के कारक से छोड़ने पर समान शक्ति देने के लिए वर्तमान को 10 के कारक से बढ़ाने की आवश्यकता होती है। यह भी ध्यान दें कि प्रतिरोध में 10² = 100 की कमी हुई!
जैसा कि आपके आंत ने आपको बताया था, यदि आप प्रतिरोध को बढ़ाए बिना वोल्टेज बढ़ाते हैं तो वर्तमान में वृद्धि होगी।
यदि P = IV का अर्थ यह होगा कि यदि V बढ़ता है तो मुझे घटाना होगा। उदाहरण के लिए: यदि P = 12 a V = 3 है तो मुझे 4 होना होगा। लेकिन यदि आप V को चरणबद्ध करते हैं - तो आप उदाहरण के लिए I को नीचे छोड़ते हैं: यदि V बन गया 8 तो मैं 1.5 हो जाऊंगा। एक कम धारा आवश्यक है क्योंकि कम ऊर्जा खो जाती है। कल्पना कीजिए कि केबल के भीतर के इलेक्ट्रॉन खरीदार थे और उन्होंने जो ऊर्जा ली, वह पैसा था। अब 100 दुकानदारों की एक पंक्ति की कल्पना कीजिए जो प्रत्येक भवन में $ 15 ले जाता है, लेकिन सभी को एक गली (केबल होने वाली गली) से गुजरना पड़ता है और हर बार जब वे एक दूसरे से टकराते हैं तो वे $ 1 खो देते हैं (ऊर्जा ऊष्मा ऊर्जा खो जाती है)। अब कल्पना करें कि ऐसा क्या होगा यदि केवल $ 150 ले जाने वाले 10 लोग थे और वे कितना कम खो देंगे।
मूल पोस्ट की सीधी प्रतिक्रिया में, यह मुझे लगता है कि आप सभी को अधिक जटिल लगता है कि वास्तव में उसके प्रश्न का उत्तर क्या है। हालाँकि आपकी प्रदान की गई जानकारी शामिल करने के लिए बहुत बढ़िया है, लेकिन सवाल अनुत्तरित लगता है। ई = आईआर आपकी समझ है कि वोल्टेज में वृद्धि से करंट में वृद्धि सही होनी चाहिए - एक 9 वी के लिए एक साधारण सर्किट में 3v बैटरी को स्वैप करें और आपने 3x करंट भी जंप किया है।
उच्च वोल्टेज / कम वर्तमान और इसके विपरीत, जो वहां पहले से ही एक परिवर्तन है - आप दूसरे के साथ बैटरी (या किसी भी वोल्टेज स्रोत) को स्वैप नहीं कर रहे हैं। वाट के नियम के कारण एक ट्रांसफार्मर काम करता है: शक्ति स्थिर है (ओम के नियम में प्रतिरोध स्थिर है) और विद्युत धारा x वोल्टेज है, या "P = EI"
वोल्टेज में परिवर्तन वर्तमान में एक उलटा परिवर्तन है, और इसके विपरीत, जहां शक्ति का संरक्षण होता है।
यह मुझे प्रतीत होता है कि आपको अवधारणा संबंधी परेशानियां हो रही हैं , जिन्हें मैं अपने उत्तर में संबोधित करूंगा।
यह सच है (1) ई = आईआर एक सार्वभौमिक सूत्र है। हालाँकि, आपको यह समझना होगा कि इसे (2) R = E / I, और (3) I = E / R के रूप में भी व्यक्त किया जा सकता है।
फॉर्म (2) का उपयोग करते हुए, मैं सूत्र की आपकी वर्तमान समझ दिखाऊंगा। यदि आप वोल्टेज को 10 गुना बड़ा (10E) बनाते हैं, तो प्रतिरोध को समान (अपरिवर्तित) रखने के लिए, करंट को भी 10 गुना R = E / I = 10E / 10I बढ़ाना होगा। हालांकि, मैं वोल्टेज को बढ़ा भी सकता हूं और प्रतिरोध को 10 गुना बढ़ाकर 10% I = E / R = 10E / 10R कर सकता हूं। तो , फॉर्म (3) के साथ, मैं यह दिखाने में सक्षम हूं कि वर्तमान में वृद्धि (वर्तमान "कम" (I) बनाए रखने के बिना) वोल्टेज (10E) को बढ़ाना संभव है ।
ऐसा लगता है कि इस सवाल के अब तक तीन सामान्य उत्तर हैं। संक्षेप में:
- ट्रांसफॉर्मर जादू है। एक बार जब आप ट्रांसफार्मर शुरू करते हैं, तो V = IR अब लागू नहीं होता है इसलिए उच्च वोल्टेज और कम चालू होना ठीक है क्योंकि सिस्टम अब ओहमिक नहीं है। प्रणाली, हालांकि, ट्रांसफार्मर समीकरण का पालन करती है,
पावर प्लांट - पावर लाइन - रिसीवर सिस्टम को अनिवार्य रूप से सिंगल रेसिस्टर सर्किट (जहां पावर प्लांट = बैटरी, पावर लाइन = वायर, और रिसीवर = सिंगल रेसिस्टर) के रूप में मॉडल किया जा सकता है। इस प्रकार यह रिसीवर का प्रतिरोध है जो मायने रखता है, और क्योंकि यह प्रतिरोध पूरे सिस्टम को उच्च बनाता है, ओम के नियम का पालन करता है: उच्च वोल्टेज और उच्च प्रतिरोध उपज कम वर्तमान
बिजली लाइन की लंबाई पर। पावर लाइन में काफी कम प्रतिरोधकता होती है, इसलिए कुल प्रतिरोध कम होता है, और इसलिए ओम के नियम के अनुसार कम वोल्टेज की गिरावट और कम प्रतिरोध की उपज कम होती है। इस तरह, उच्च वोल्टेज मान और बिजली लाइनों में कम वर्तमान होना पूरी तरह से ठीक है।
इन तीन स्पष्टीकरणों में से, मैं तीसरे पर विश्वास करना चाहता हूं। पहला समीकरण का केवल एक प्रतिबंध है, और हमें भौतिक तंत्र या स्थिति के तर्क के बारे में कोई अतिरिक्त जानकारी नहीं देता है। दूसरा संभव है, लेकिन ऐसा लगता है कि यह इस तथ्य से अधिक जटिल होगा कि वास्तव में बिजली लाइनों पर कई रिसीवर ड्राइंग कर रहे हैं, इसलिए इसे वास्तव में बहुत अधिक जटिल सर्किट के रूप में तैयार किया जाना चाहिए। तीसरा हमें ओम के नियम को अक्षुण्ण बनाए रखने की अनुमति देता है जबकि अन्य प्रासंगिक समीकरणों के साथ इसे दूर करता है।
यह सब कहा जा रहा है, यह एक सरल मॉडल है जो डीसी के बजाय एसी के कारण अधिक जटिल प्रभावों की अनदेखी करने जा रहा है।
यदि आप बस सर्किट को डिस्कनेक्ट करते हैं, तो आपके पास उच्च वोल्टेज, और 0 वर्तमान भी हो सकता है।