बिजली किस तरीके से सर्किट बनाती है?


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इस गर्मी में कुछ सर्किटों के साथ काम करते हुए, मैं आखिरकार हर किसी में भाग गया: वर्तमान से + तक - इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के बावजूद (अच्छी तरह से प्रत्येक में टकराकर) - से + तक। मैं इसके लिए ऐतिहासिक पृष्ठभूमि को समझता हूं, लेकिन मेरे लिए जो इस सवाल को उठाता है:

यदि मैं मनमाने ढंग से बड़ी संख्या में द्विदिश तापदीप्त प्रकाश बल्बों को 10 प्रकाश सेकंड की लंबाई के तार पर फँसाता हूँ, और इसे पर्याप्त शक्तिशाली बैटरी तक झुका देता हूँ, तो क्या होगा? क्या प्रकाश के बल्ब एक ही बार में पूरे प्रकाश में आएंगे? क्या वे + से -, तक - से + तक प्रकाश करेंगे? पहले ही, आपका बहुत धन्यवाद। यह वास्तव में मुझे गुस्सा दिला रहा है।


बैटरी को कैसे जोड़ा जा रहा है? क्या यह पहले से ही बैटरी टर्मिनलों में से एक से जुड़ा है और आप बस दूसरी तरफ से कनेक्ट हो रहे हैं या दोनों लीड एक ही समय में बल्लेबाज से जुड़े होंगे?
गोरलोथ

मैंने ऐसा नहीं सोचा था, न ही मुझे पता है कि इससे कोई फर्क पड़ेगा। मान लीजिए कि आप इसे तीन बार करते हैं, इसे पहले पॉजिटिव फिर नेगेटिव, फिर नेगेटिव पॉजिटिव, फिर दोनों एक ही समय में करते हैं।
टॉम

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मुझे लगता है कि जब आपके पास एक सर्किट होता है जो बहुत लंबा होता है (10 प्रकाश सेकंड) बैटरी से जुड़ा एक लीड होता है जो सर्किट को उस क्षमता में डाल देगा, इसलिए दूसरे लीड को जोड़ने से तार, ट्रांसमिशन लाइन सामान और सभी नीचे एक पल्स का कारण होगा (मुझे लगता है कि इस स्थिति में लागू होता है)
गोरलोथ

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रोशनी के संबंध में आप कहां खड़े हैं? यदि आप सबसे
तेज़

@ जॉर्जल, हाँ यह एक वोल्टेज की लहर होगी जो पिछले टर्मिनल से जुड़ा हुआ है। ट्रांसमिशन लाइन सिद्धांत यहां लागू होता है।
ट्रेविसबार्टले

जवाबों:


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संक्षिप्त जवाब

जिस टर्मिनल को बंद किया जाता है उसके सबसे नजदीक का दीपक पहले प्रकाश में आएगा। यदि दोनों टर्मिनलों को एक साथ बंद किया जाता है, और सर्किट को शुरू में बिजली और जमीन की क्षमता के बीच में चार्ज किया जाता है, तो तारों के सिरों पर स्थित लैंप पहले हल्का हो जाएगा। बीच में एक दीपक के लिए पहले प्रकाश करना असंभव है। क्यों के रूप में एक स्पष्टीकरण के लिए पर पढ़ें।

समस्या का विवरण

मान लें कि हमारे पास श्रृंखला में वोल्टेज स्रोत से जुड़े दो लैंप हैं। लैंप से एक दूसरे तक और वोल्टेज स्रोत की दूरी इतनी महान है कि चार्ज के प्रसार के लिए आवश्यक देरी ध्यान देने योग्य है।

मान लें कि हमारे पास प्रत्येक दीपक में अनंत समय परिशुद्धता और अनंत प्रकाशीय परिशुद्धता के साथ एक डिटेक्टर है। इसके अलावा, मान लें कि प्रत्येक बल्ब का प्रकाश सीधे उसके टर्मिनलों पर वोल्टेज के लिए आनुपातिक है, इसलिए यहां तक ​​कि अगर एक माइनसक्यूल वोल्टेज है, तो एक माइनसक्यूल प्रकाश उत्पन्न होगा। यह परीक्षण सेटअप हमें बताएगा कि कौन सा बल्ब पहले रोशनी करता है।

यह इस अवधारणा को दूर करने में सहायक है कि तारों और घटकों का एक आदर्श तरीके से व्यवहार होता है। हम तारों को ट्रांसमिशन लाइनों के रूप में मॉडल करेंगे । इस मामले में, जुड़े हुए अंतिम टर्मिनल से वोल्टेज की लहर शुरू होगी। आइए प्रत्येक मामले को देखें। सापेक्ष वोल्टेज का प्रतिनिधित्व + और - के साथ किया जाता है। तो उच्च वोल्टेज से कम वोल्टेज तक ऑर्डर +++, ++, +, -, -, --- है।

केस 1: शुरू में जमीन से जुड़ा

इस मामले में, सर्किट नोड्स को शुरू में ग्राउंड वोल्टेज के लिए चार्ज किया जाता है।

ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध

जब बिजली की आपूर्ति जुड़ी होती है, तो विद्युत आपूर्ति टर्मिनल से एक वोल्टेज तरंग शुरू होती है क्योंकि विद्युत आपूर्ति द्वारा इलेक्ट्रॉनों को डूबो दिया जाता है। LAMP1 पहले वोल्टेज में अंतर है, इसलिए यह पहले हल्का होगा।

ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें

एक बार जब वोल्टेज तरंग जमीन के टर्मिनल पर पहुंच जाती है, तो इसका एक हिस्सा वापस प्रतिबिंबित हो सकता है और विपरीत दिशा में यात्रा कर सकता है ( रिंगिंग देखें )। प्रतिबिंब गुणांक के पूर्ण मान को 1 से कम मान लेने पर, तरंग अंततः एक अनंत समय के बाद गायब हो जाएगी, और सर्किट सर्किट के प्रत्येक नोड पर एक स्थिर वोल्टेज को स्थिर करेगा। व्यवहार में, लहर को लगभग तुरंत एक नगण्य प्रभाव होने का क्षय करना चाहिए।

ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें

केस 2: शुरू में जुड़ा हुआ पावर

इस मामले में, सर्किट नोड्स को शुरू में बिजली आपूर्ति वोल्टेज के लिए चार्ज किया जाता है।

ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें

जब जमीन कनेक्ट होती है, तो ग्राउंड टर्मिनल से एक वोल्टेज तरंग शुरू होती है क्योंकि इलेक्ट्रॉनों को जमीन से खट्टा किया जाता है। LAMP2 में पहला वोल्टेज अंतर होता है, इसलिए यह पहले हल्का होगा।

ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें

एक बार जब वोल्टेज की लहर बिजली आपूर्ति टर्मिनल तक पहुंच गई है, तो फिर से, इसका एक हिस्सा वापस दिखाई दे सकता है और विपरीत दिशा में यात्रा कर सकता है, इससे पहले कि सर्किट प्रत्येक नोड पर स्थिर वोल्टेज को स्थिर कर दे।

ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें

केस 3: दोनों टर्मिनल एक साथ जुड़े हुए हैं

दरअसल, यह मामला सर्किट के शुरुआती वोल्टेज पर निर्भर करता है। यदि यह बिजली की आपूर्ति वोल्टेज और जमीन के बीच में है, तो बिजली की आपूर्ति से एक वोल्टेज तरंग सर्किट को इलेक्ट्रॉनों को खींचेगी (सिंक करेगी), जबकि जमीन से एक वोल्टेज तरंग सर्किट में (स्रोत) इलेक्ट्रॉनों को धक्का देगी। संक्षेप में, इसके पिछले दो मामलों का एक संयोजन है, जिसमें दो तरंगें विपरीत दिशाओं में यात्रा करती हैं।

कौन सा दीपक पहले चालू होता है?

आरेखों से अंतर्ज्ञान से, हम जानते हैं कि स्विच के निकटतम बल्ब पहले प्रकाश करेगा। हो सकता है कि रोशनी एक बार में ही बंद हो जाए, या वे सर्किट के पार आगे-पीछे होने वाली तरंगों की तरह झिलमिला जाएं। वे धीरे-धीरे स्विच कर सकते हैं, या बहुत अचानक। व्यवहार समग्र सर्किट के प्रतिबाधा पर निर्भर करता है। यह वोल्टेज तरंगों (क्रमिक बनाम अचानक स्विचिंग) की तीव्रता और साथ ही प्रतिबिंबों की संख्या और तीव्रता (चंचलता) का निर्धारण करेगा।

आप मैक्सवेल के समीकरणों और पारेषण लाइन सिद्धांत में शामिल हो सकते हैं और यह पता लगा सकते हैं कि कौन सा प्रकाश किस मादा प्रोसेप्टेकॉन पर चालू होगा और इसके बारे में सुपर पांडित्य प्राप्त करेगा। लेकिन इस सवाल का जवाब देने के लिए साल क्यों बिताएं, जब आप बस कुछ ही मिनटों में अंतर्ज्ञान प्राप्त कर सकते हैं? आपको बस इतना पता होना चाहिए कि वोल्टेज, विद्युत संभावित अंतर के रूप में, एक तरंग में यात्रा करता है ! बस आपको इतना ही पता होना चाहिए!


@RedGrittyBrick, यह वह पेपर है जिसे मैंने इसे लिखते समय ध्यान में रखा था। यह दिखाता है कि एक वोल्टेज तरंग ट्रांसमिशन लाइन के माध्यम से कैसे फैलती है। मुझे यकीन है कि अन्य प्रभाव ट्रांसमिशन लाइन सिद्धांत से भी वास्तविकता को विचलित करते हैं, लेकिन मॉडल को इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए पर्याप्त होना चाहिए। web.cecs.pdx.edu/~greenwd/xmsnLine_notes.pdf
travisbartley

मैंने आपके उत्तर को गलत बताया (क्योंकि मैं आलसी हूं और यह लंबा है) इसलिए मैंने अपनी पिछली टिप्पणी हटा दी है। मुझे लगता है कि आपका निष्कर्ष यह है कि दीपक की रोशनी सबसे पहले बैटरी के किस तरफ (आपके आरेख में) स्विच पर स्थित है, इसलिए ओपी के क्यू का उत्तर है कि "से + से -, [या] का उत्तर - से + को? ” है - यह निर्भर करता है कि स्विच निकटतम है या निकटतम -
RedGrittyBrick

@RedGrittyBrick, वास्तव में, यह मायने रखता है कि किस टर्मिनल में स्विच है। मुझे आरेख को छोटा करने की आवश्यकता है ताकि पद इतना कठिन न हो, लेकिन मुझे नहीं पता कि कैसे। मुझे लगता है कि अन्य लोगों के पास भी मुद्दा है। meta.electronics.stackexchange.com/questions/2716/…
travisbartley

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यह एक बहुत अच्छा जवाब (उत्कीर्ण) है। मैं आपको इस पर और अधिक समय लुटाने के लिए प्रेस करने के लिए लालायित हूं, लेकिन हो सकता है कि शुरुआत में आपके निष्कर्ष का एक बहुत छोटा पाठ सारांश मेरे जैसे आलसी नारों की मदद कर सकता है। यदि आप वास्तव में वास्तव में वास्तव में संपादन आरेखों से प्यार करते हैं तो आपको एक अधिक कॉम्पैक्ट लेआउट मिल सकता है। हो सकता है कि पहले आरेख के बाद, आरेख के बाद बैटल + से बैटल तक एक क्षैतिज रेखा तक अप्रकाशित किया जा सकता है- मुझे यकीन नहीं है कि अगर समझ में बाधा होगी और बहुत अधिक स्पष्टीकरण की आवश्यकता होगी - तो पाठक को बताएं कि क्या यह सहमति के लिए किया गया है? सिर्फ एक विचार।
RedGrittyBrick

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@ trav1s इलेक्ट्रॉनों की गति EM तरंगों की गति को बाध्य नहीं करता है। मैं ध्वनि की गति से परे हवा के कणों को अच्छी तरह से तेज कर सकता हूं; इससे ध्वनि की गति तेज नहीं होती है। किसी माध्यम में प्रकाश के चरण वेग की तुलना में इलेक्ट्रॉनों को तेज करना संभव है, और जब आप इसे करते हैं, तो आपको वास्तव में नीली नीली चमक मिलती है । प्रकाश की गति के साथ इलेक्ट्रॉनों की गति बहुत कम होती है।
फिल फ्रॉस्ट

-1

बिना किसी धारिता / प्रेरण के साथ एक दोषरहित कंडक्टर को ग्रहण करें : इलेक्ट्रॉन अनंत वेग से नहीं चलते हैं, इसलिए यह एक स्विच को फ्लिप करने की कल्पना करने के लिए पूरी तरह से वैध है क्योंकि धीरे-धीरे ऊर्जा की एक लहर को प्रेरित करती है जो तार से नीचे जाती है; हालाँकि, जब बिजली का बल्ब प्रकाश प्रवाहित होता है, जब करंट प्रवाहित होता है, और चूंकि विद्युत प्रवाह शुरू होने के बाद से केवल धारा प्रवाहित होती है, तब तक रोशनी कम नहीं होगी, जब तक कि EM फ़ील्ड पूरी तरह से प्रचारित न हो जाए। सभी प्रकाश बल्ब एक ही समय में प्रकाश करेंगे।

तथापि! वह आदर्श मॉडल बकवास है। वास्तव में, आपके तारों में समाई और अधिष्ठापन है; ये सर्किट को प्रभावित करेंगे। कल्पना कीजिए कि बल्ब समानांतर में वायर्ड होते हैं। इस स्थिति में, जब आप स्विच को फ्लिप करते हैं (जो कि सकारात्मक या नकारात्मक पक्ष पर स्थापित किया जा सकता है, तो स्विच के निकटतम बल्ब पहले चालू होगा।


2
सभी लेकिन एक बात समझ में आती है। पूरा सर्किट पूरा हो या न हो, लाइटबल्बों को इस बात का कोई "ज्ञान" नहीं होता है कि केवल उनका हिस्सा है या नहीं, इसलिए अगर ईएम फील्ड को आधे रास्ते में रोशनी के माध्यम से प्रचारित किया जाता है, तो क्या यह नहीं होगा कि यह लाइट अप हो गया है, जैसे कि वे सोचेंगे कि ईएम क्षेत्र ने प्रचार किया था?
टॉम

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सभी बल्ब एक ही समय में, एक आदर्श, शून्य समाई, शून्य प्रेरण सर्किट के साथ प्रकाश नहीं डालेंगे। जैसा कि ईएम क्षेत्र प्रचार कर रहा है, इलेक्ट्रिक चार्ज बढ़ रहा है, और यह बल्बों को प्रकाश देगा, भले ही यह प्रचार न किया गया हो।
फिल फ्रॉस्ट
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