बहुतेक लोकांसाठी वीज ही एक सामान्य आणि महत्वाची घटना आहे. आणि कोणत्याही परिचित गोष्टीप्रमाणे, हे क्वचितच लक्षात येते. ते कोठून येते, ते कसे कार्य करते, त्यासह काय केले जाऊ शकते याबद्दल फार कमी लोकांना आश्चर्य वाटते. तथापि, त्याचे संशोधन आपल्या युगाच्या खूप आधी केले गेले होते आणि आजपर्यंत, काही रहस्ये अनुत्तरीत आहेत.
सामग्री
विद्युत प्रवाह म्हणजे काय
वीज ही विद्युत शुल्काच्या अस्तित्वाशी संबंधित घटनांचे एक जटिल आहे. या शब्दाचा अर्थ बहुतेक वेळा विद्युत प्रवाह आणि त्यामुळे होणाऱ्या सर्व प्रक्रिया असा होतो.
विद्युत प्रवाह म्हणजे विद्युत क्षेत्राच्या प्रभावाखाली चार्ज वाहून नेणाऱ्या कणांची निर्देशित हालचाल होय.
विजेचा शोध कोणी लावला - इतिहास
विजेच्या विशिष्ट अभिव्यक्तींचा अभ्यास आपल्या युगाच्या खूप आधी झाला होता.परंतु आकाशातील विजेचा लखलखाट, वस्तूंचे आकर्षण, आग लावण्याची क्षमता आणि शरीराच्या अवयवांचे बधीर होणे किंवा एखाद्या व्यक्तीचा मृत्यू देखील स्पष्ट करणार्या एका सिद्धांतामध्ये त्यांचे एकत्रीकरण करणे कठीण काम होते.
प्राचीन काळापासून, शास्त्रज्ञांनी विजेच्या तीन अभिव्यक्तींचा अभ्यास केला आहे:
- वीज निर्माण करणारे मासे;
- स्थिर वीज;
- चुंबकत्व.
प्राचीन इजिप्तमध्ये, बरे करणार्यांना नाईल कॅटफिशच्या विचित्र क्षमतेबद्दल माहित होते आणि त्याद्वारे डोकेदुखी आणि इतर रोगांवर उपचार करण्याचा प्रयत्न केला. प्राचीन रोमन डॉक्टरांनी समान हेतूंसाठी इलेक्ट्रिक रॅम्पचा वापर केला. प्राचीन ग्रीक लोकांनी स्टिंग्रेच्या विचित्र क्षमतेचा तपशीलवार अभ्यास केला आणि त्यांना माहित होते की एखादा प्राणी त्रिशूळ आणि मासेमारीच्या जाळ्यांद्वारे थेट संपर्क न करता एखाद्या व्यक्तीला थक्क करू शकतो.
काहीसे पूर्वी, असे आढळून आले की जर तुम्ही लोकरीच्या तुकड्यावर एम्बर घासले तर ते लोकर आणि लहान वस्तूंना आकर्षित करण्यास सुरवात करेल. नंतर, समान गुणधर्म असलेली दुसरी सामग्री सापडली - टूमलाइन.
सुमारे 500 B.C. भारतीय आणि अरब शास्त्रज्ञांना लोह आकर्षित करण्यास सक्षम पदार्थांबद्दल माहिती होती आणि त्यांनी ही क्षमता विविध क्षेत्रात सक्रियपणे वापरली. सुमारे 100 B.C. चिनी शास्त्रज्ञांनी चुंबकीय होकायंत्राचा शोध लावला.
1600 मध्ये, एलिझाबेथ I आणि जेम्स I चे कोर्ट फिजिशियन विल्यम गिल्बर्ट यांनी शोधून काढले की संपूर्ण ग्रह एक विशाल होकायंत्र आहे आणि "विद्युत" (ग्रीक "अंबर" मधून) संकल्पना सादर केली. त्याच्या लिखाणात, लोकरीवर एम्बर घासण्याचे प्रयोग आणि उत्तरेकडे निर्देश करण्याची होकायंत्राची क्षमता एकत्रितपणे एका सिद्धांतात जोडली जाऊ लागली. खालील चित्रात, तो एलिझाबेथ I ला चुंबक दाखवतो.
1633 मध्ये, अभियंता ओट्टो वॉन गुएरिकने इलेक्ट्रोस्टॅटिक मशीनचा शोध लावला जो केवळ आकर्षित करू शकत नाही तर वस्तूंना मागे टाकू शकतो आणि 1745 मध्ये पीटर व्हॅन मुशेनब्रोकने जगातील पहिले इलेक्ट्रिक चार्ज स्टोरेज डिव्हाइस तयार केले.
1800 मध्ये, इटालियन अॅलेसॅन्ड्रो व्होल्टाने पहिला शोध लावला वर्तमान स्रोत - एक इलेक्ट्रिक बॅटरी जी तयार करते डी.सी.. तो दूर अंतरावर विद्युत प्रवाह प्रसारित करण्यास सक्षम होता. त्यामुळे हे वर्ष अनेकजण विजेच्या शोधाचे वर्ष मानतात.
1831 मध्ये, माईक फॅराडेने इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनची घटना शोधली आणि विद्युत प्रवाहावर आधारित विविध उपकरणांच्या शोधाचा मार्ग उघडला.
XIX-XX शतकांच्या वळणावर, निकोला टेस्लाच्या क्रियाकलापांमुळे मोठ्या संख्येने शोध आणि यश मिळाले. इतर गोष्टींबरोबरच, त्याने उच्च-फ्रिक्वेंसी जनरेटरचा शोध लावला आणि रोहीत्र, इलेक्ट्रिक मोटर, रेडिओ सिग्नलसाठी अँटेना.
विजेचा अभ्यास करणारे विज्ञान
वीज ही एक नैसर्गिक घटना आहे. जीवशास्त्र, रसायनशास्त्र आणि भौतिकशास्त्रात याचा अंशतः अभ्यास केला जातो. इलेक्ट्रोडायनामिक्सच्या चौकटीत सर्वात संपूर्ण विद्युत शुल्क मानले जाते - भौतिकशास्त्राच्या शाखांपैकी एक.
विजेचे सिद्धांत आणि कायदे
वीज नियंत्रित करणारे काही कायदे आहेत, परंतु ते या घटनेचे पूर्णपणे वर्णन करतात:
- उर्जेच्या संवर्धनाचा नियम हा एक मूलभूत कायदा आहे ज्याचे विद्युत घटना देखील पालन करतात;
- ओमचा नियम हा विद्युत प्रवाहाचा मूलभूत नियम आहे;
- इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनचा नियम - इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक आणि चुंबकीय क्षेत्रांबद्दल;
- अँपियरचा नियम - प्रवाहांसह दोन कंडक्टरच्या परस्परसंवादाबद्दल;
- जौल-लेन्झ कायदा - विजेच्या थर्मल इफेक्टबद्दल;
- कुलॉम्बचा कायदा - इलेक्ट्रोस्टॅटिक्स बद्दल;
- उजव्या आणि डाव्या हातांचे नियम - चुंबकीय क्षेत्राच्या रेषांचे दिशानिर्देश आणि चुंबकीय क्षेत्रामध्ये कंडक्टरवर कार्य करणारे अँपियर बल;
- लेन्झचा नियम - प्रेरण प्रवाहाची दिशा ठरवणे;
- फॅराडेचे नियम इलेक्ट्रोलिसिसबद्दल आहेत.
विजेचा पहिला प्रयोग
विजेचे पहिले प्रयोग प्रामुख्याने मनोरंजक होते. त्यांचे सार हलक्या वस्तूंमध्ये होते जे खराब समजल्या जाणार्या शक्तीच्या प्रभावाखाली आकर्षित आणि दूर केले गेले. आणखी एक मनोरंजक अनुभव म्हणजे हात धरलेल्या लोकांच्या साखळीतून विजेचे प्रसारण. विजेच्या शारीरिक प्रभावाचा सक्रियपणे अभ्यास जीन नोलेटने केला होता, ज्याने 180 लोकांमधून इलेक्ट्रिक चार्ज पास केले.
विद्युत प्रवाह कशापासून बनतो?
विद्युत प्रवाह म्हणजे चार्ज केलेल्या कणांची (इलेक्ट्रॉन, आयन) निर्देशित किंवा क्रमबद्ध हालचाल. अशा कणांना इलेक्ट्रिक चार्जचे वाहक म्हणतात. गती दिसण्यासाठी, पदार्थामध्ये मुक्त चार्ज केलेले कण असणे आवश्यक आहे. चार्ज केलेल्या कणांची पदार्थात हालचाल करण्याची क्षमता त्या पदार्थाची चालकता ठरवते. चालकतेनुसार, पदार्थ कंडक्टर, सेमीकंडक्टर, डायलेक्ट्रिक्स आणि इन्सुलेटरमध्ये वेगळे केले जातात.
धातूंमध्ये, चार्ज इलेक्ट्रॉनद्वारे हलविला जातो. त्याच वेळी, पदार्थ स्वतःच कोठेही गळत नाही - मेटल आयन संरचनेच्या नोड्समध्ये सुरक्षितपणे निश्चित केले जातात आणि फक्त किंचित दोलन करतात.
द्रवांमध्ये, चार्ज आयनद्वारे वाहून नेले जाते: सकारात्मक चार्ज केलेले केशन आणि नकारात्मक चार्ज केलेले आयन. कण उलट चार्जसह इलेक्ट्रोडकडे धावतात, जिथे ते तटस्थ होतात आणि स्थिर होतात.
वेगवेगळ्या क्षमता असलेल्या शक्तींच्या कृती अंतर्गत वायूंमध्ये प्लाझमा तयार होतो. शुल्क दोन्ही ध्रुवांच्या मुक्त इलेक्ट्रॉन आणि आयनद्वारे वाहून जाते.
सेमीकंडक्टरमध्ये, इलेक्ट्रॉनद्वारे चार्ज हलविला जातो, अणूपासून अणूकडे जातो आणि सकारात्मक चार्ज मानल्या जाणार्या खंडितता मागे सोडतात.
विद्युत प्रवाह कोठून येतो
तारांद्वारे घरांमध्ये येणारी वीज विविध वीज केंद्रांवर विद्युत जनरेटरद्वारे तयार केली जाते. त्यांच्यावर, जनरेटर सतत फिरणाऱ्या टर्बाइनशी जोडलेला असतो.
डिझाइनमध्ये जनरेटर तेथे एक रोटर आहे - एक कॉइल जो चुंबकाच्या ध्रुवांच्या दरम्यान स्थित आहे. जेव्हा टर्बाइन या रोटरला चुंबकीय क्षेत्रात फिरवते, तेव्हा भौतिकशास्त्राच्या नियमांनुसार, विद्युत प्रवाह दिसून येतो किंवा प्रेरित होतो. अशा प्रकारे, जनरेटरचा उद्देश रोटेशनच्या गतिज शक्तीचे विजेमध्ये रूपांतर करणे हा आहे.
विविध उर्जा स्त्रोतांचा वापर करून टर्बाइन स्पिन बनवण्याचे अनेक मार्ग आहेत. ते तीन प्रकारांमध्ये विभागलेले आहेत:
- नूतनीकरणक्षम - अक्षय स्त्रोतांपासून मिळवलेली ऊर्जा: पाण्याचे प्रवाह, सूर्यप्रकाश, वारा, भू-औष्णिक स्रोत आणि जैवइंधन;
- नूतनीकरणीय - अत्यंत हळूवारपणे उद्भवलेल्या स्त्रोतांमधून प्राप्त केलेली ऊर्जा, वापराच्या दराशी विसंगत: कोळसा, तेल, पीट, नैसर्गिक वायू;
- न्यूक्लियर - अणु कोशिका विभाजनाच्या प्रक्रियेतून मिळवलेली ऊर्जा.
बर्याचदा, खालील कार्याद्वारे वीज तयार केली जाते:
- हायड्रोइलेक्ट्रिक पॉवर प्लांट (एचपीपी) - नद्यांवर बांधलेले आणि पाण्याच्या प्रवाहाची शक्ती वापरतात;
- थर्मल पॉवर प्लांट्स (टीपीपी) - इंधनाच्या ज्वलनातून औष्णिक उर्जेवर कार्य करतात;
- अणुऊर्जा प्रकल्प (NPPs) - आण्विक अभिक्रिया प्रक्रियेतून मिळणाऱ्या औष्णिक ऊर्जेवर चालतात.
रूपांतरित ऊर्जा ट्रान्सफॉर्मर सबस्टेशन्स आणि स्विचगिअर्सना तारांद्वारे पुरवली जाते आणि त्यानंतरच अंतिम ग्राहकांपर्यंत पोहोचते.
आता तथाकथित पर्यायी प्रकारचे ऊर्जा सक्रियपणे विकसित होत आहेत. यामध्ये विंड टर्बाइन, सौर पॅनेल, भू-औष्णिक स्त्रोतांचा वापर आणि असामान्य घटनांद्वारे वीज मिळविण्याचे इतर मार्ग समाविष्ट आहेत. उत्पादकता आणि पारंपारिक स्त्रोतांना परतफेड करण्याच्या दृष्टीने पर्यायी ऊर्जा खूपच कनिष्ठ आहे, परंतु काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये ते पैसे वाचविण्यात आणि मुख्य पॉवर ग्रिडवरील भार कमी करण्यास मदत करते.
अस्तित्वाबद्दलही एक समज आहे BTG - इंधनविरहित जनरेटर. इंटरनेटवर त्यांचे कार्य प्रदर्शित करणारे व्हिडिओ आहेत आणि त्यांची विक्री ऑफर केली जाते. परंतु या माहितीच्या विश्वासार्हतेबद्दल बरेच विवाद आहेत.
निसर्गातील विजेचे प्रकार
नैसर्गिकरित्या विजेचे सर्वात सोपे उदाहरण म्हणजे वीज. ढगांमधील पाण्याचे कण सतत एकमेकांशी टक्कर घेतात, सकारात्मक किंवा नकारात्मक चार्ज घेतात. हलके, सकारात्मक चार्ज केलेले कण ढगाच्या शीर्षस्थानी संपतात, तर जड, नकारात्मक कण खाली सरकतात. जेव्हा दोन समान ढग पुरेसे जवळच्या अंतरावर असतात, परंतु भिन्न उंचीवर असतात, तेव्हा एकाचे सकारात्मक शुल्क दुसर्याच्या नकारात्मक कणांद्वारे परस्पर आकर्षित होऊ लागते. या क्षणी, वीज येते. तसेच, ही घटना ढग आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागादरम्यान घडते.
निसर्गातील विजेचे आणखी एक प्रकटीकरण म्हणजे मासे, किरण आणि ईलमधील विशेष अवयव. त्यांच्या मदतीने, ते भक्षकांपासून स्वतःचे रक्षण करण्यासाठी किंवा त्यांच्या शिकारीला थक्क करण्यासाठी इलेक्ट्रिक चार्ज तयार करू शकतात. त्यांची संभाव्य श्रेणी अत्यंत कमकुवत स्रावांपासून, मानवांना अगोदर नसलेल्या, प्राणघातक लोकांपर्यंत आहे.काही मासे त्यांच्या आजूबाजूला कमकुवत विद्युत क्षेत्र तयार करतात, ज्यामुळे त्यांना शिकार शोधण्यात आणि गढूळ पाण्यात नेव्हिगेट करण्यात मदत होते. कोणतीही भौतिक वस्तू कशी तरी ती विकृत करते, जी आसपासची जागा पुन्हा तयार करण्यात आणि डोळ्यांशिवाय "पाहण्यास" मदत करते.
सजीवांच्या मज्जासंस्थेच्या कार्यामध्ये वीज देखील प्रकट होते. मज्जातंतू आवेग एका पेशीपासून दुसर्या पेशीमध्ये माहिती प्रसारित करते, ज्यामुळे आपल्याला बाह्य आणि अंतर्गत उत्तेजनांना प्रतिसाद देण्याची, विचार करण्याची आणि आपल्या हालचालींवर नियंत्रण ठेवण्याची परवानगी मिळते.
तत्सम लेख:
