इलेक्ट्रॉनिक्स की मूल बातें समझने का मतलब है सर्किट को समझना, वे कैसे काम करते हैं और विभिन्न प्रकार के सर्किट के आसपास कुल प्रतिरोध जैसी चीजों की गणना कैसे करें। वास्तविक दुनिया के सर्किट जटिल हो सकते हैं, लेकिन आप उन्हें उस बुनियादी ज्ञान से समझ सकते हैं जिसे आप सरल, आदर्श सर्किट से उठाते हैं।
दो मुख्य प्रकार के सर्किट श्रृंखला और समानांतर हैं। एक श्रृंखला सर्किट में, सभी घटकों (जैसे प्रतिरोधों) को एक पंक्ति में व्यवस्थित किया जाता है, जिसमें सर्किट बनाने वाले तार का एक लूप होता है। एक समानांतर सर्किट प्रत्येक पर एक या अधिक घटकों के साथ कई पथों में विभाजित हो जाता है। श्रृंखला सर्किट की गणना करना आसान है, लेकिन अंतरों को समझना और दोनों प्रकारों के साथ कैसे काम करना है, यह महत्वपूर्ण है।
विद्युत सर्किट की मूल बातें
विद्युत केवल परिपथों में प्रवाहित होती है। दूसरे शब्दों में, कुछ काम करने के लिए इसे एक पूर्ण लूप की आवश्यकता होती है। यदि आप उस लूप को स्विच से तोड़ते हैं, तो बिजली प्रवाहित होना बंद हो जाती है, और आपका प्रकाश (उदाहरण के लिए) बंद हो जाएगा। एक साधारण सर्किट परिभाषा एक कंडक्टर का एक बंद लूप है जो इलेक्ट्रॉनों के चारों ओर यात्रा कर सकता है, आमतौर पर एक शक्ति से युक्त होता है स्रोत (एक बैटरी, उदाहरण के लिए) और एक विद्युत घटक या उपकरण (जैसे एक रोकनेवाला या एक प्रकाश बल्ब) और कंडक्टर तार।
सर्किट कैसे काम करते हैं, यह समझने के लिए आपको कुछ बुनियादी शब्दावली से परिचित होना होगा, लेकिन आप दैनिक जीवन के अधिकांश शब्दों से परिचित होंगे।
एक "वोल्टेज अंतर" दो स्थानों के बीच विद्युत संभावित ऊर्जा में अंतर के लिए एक शब्द है, प्रति यूनिट चार्ज। बैटरियां अपने दो टर्मिनलों के बीच क्षमता में अंतर पैदा करके काम करती हैं, जो एक सर्किट में जुड़े होने पर करंट को एक से दूसरे में प्रवाहित करने की अनुमति देता है। एक बिंदु पर संभावित तकनीकी रूप से वोल्टेज है, लेकिन व्यवहार में वोल्टेज में अंतर महत्वपूर्ण है। एक 5-वोल्ट बैटरी में दो टर्मिनलों के बीच 5 वोल्ट का संभावित अंतर होता है, और 1 वोल्ट = 1 जूल प्रति कूलम्ब होता है।
एक कंडक्टर (जैसे तार) को बैटरी के दोनों टर्मिनलों से जोड़ने से एक सर्किट बनता है, जिसके चारों ओर विद्युत धारा प्रवाहित होती है। करंट को एम्प्स में मापा जाता है, जिसका अर्थ है प्रति सेकंड कूलम्ब (चार्ज का)।
किसी भी कंडक्टर में विद्युत "प्रतिरोध" होगा, जिसका अर्थ है कि सामग्री का प्रवाह के प्रवाह का विरोध। प्रतिरोध को ओम (Ω) में मापा जाता है, और 1 वोल्ट के वोल्टेज से जुड़े 1 ओम प्रतिरोध वाला एक कंडक्टर 1 amp की धारा को प्रवाहित करने की अनुमति देगा।
इनके बीच संबंध ओम के नियम द्वारा समझाया गया है:
वी = आईआर
शब्दों में, "वोल्टेज प्रतिरोध से गुणा करंट के बराबर होता है।"
श्रृंखला बनाम। समानांतर सर्किट
दो मुख्य प्रकार के सर्किटों को अलग-अलग किया जाता है कि उनमें घटकों को कैसे व्यवस्थित किया जाता है।
एक साधारण श्रृंखला सर्किट परिभाषा है, "एक सीधी रेखा में व्यवस्थित घटकों के साथ एक सर्किट, इसलिए सभी वर्तमान प्रत्येक घटक के माध्यम से बारी-बारी से प्रवाहित होते हैं।" अगर आपने दो प्रतिरोधों से जुड़ी बैटरी के साथ एक बुनियादी लूप सर्किट बनाया है, और फिर बैटरी पर वापस चलने वाला एक कनेक्शन है, दो प्रतिरोधक अंदर होंगे श्रृंखला। तो करंट बैटरी के पॉजिटिव टर्मिनल से जाएगा (सम्मेलन के अनुसार आप करंट को मानो मानो) सकारात्मक छोर से निकलता है) पहले अवरोधक तक, उससे दूसरे अवरोधक तक और फिर वापस बैटरी।
एक समानांतर सर्किट अलग है। समानांतर में दो प्रतिरोधों वाला एक सर्किट दो पटरियों में विभाजित होगा, प्रत्येक पर एक रोकनेवाला। जब करंट किसी जंक्शन पर पहुंचता है, तो जंक्शन में प्रवेश करने वाली करंट की मात्रा को भी जंक्शन से बाहर जाना पड़ता है। इसे चार्ज का संरक्षण कहा जाता है, या विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए, किरचॉफ का वर्तमान कानून। यदि दो रास्तों में समान प्रतिरोध है, तो एक समान धारा उनके नीचे प्रवाहित होगी, इसलिए यदि 6 amps का करंट दोनों रास्तों पर समान प्रतिरोध के साथ एक जंक्शन तक पहुँचता है, तो प्रत्येक में 3 amps प्रवाहित होंगे। सर्किट को पूरा करने के लिए बैटरी को फिर से जोड़ने से पहले पथ फिर से जुड़ जाते हैं।
एक श्रृंखला सर्किट के लिए प्रतिरोध की गणना करना
एकाधिक प्रतिरोधों से कुल प्रतिरोध की गणना श्रृंखला बनाम श्रृंखला के बीच के अंतर पर जोर देती है। समानांतर सर्किट। एक श्रृंखला सर्किट के लिए, कुल प्रतिरोध (आरसंपूर्ण) केवल व्यक्तिगत प्रतिरोधों का योग है, इसलिए:
R_{कुल}=R_1 + R_2 + R_3 + ...
तथ्य यह है कि यह एक श्रृंखला सर्किट है, इसका मतलब है कि पथ पर कुल प्रतिरोध उस पर व्यक्तिगत प्रतिरोधों का योग है।
एक अभ्यास समस्या के लिए, तीन प्रतिरोधों के साथ एक श्रृंखला सर्किट की कल्पना करें:आर1 = 2 Ω, आर2 = 4 औरआर3 = 6 Ω. सर्किट में कुल प्रतिरोध की गणना करें।
यह केवल व्यक्तिगत प्रतिरोधों का योग है, इसलिए समाधान है:
\आरंभ {गठबंधन} R_{कुल}&=R_1 + R_2 + R_3 \\ &=2 \; \ ओमेगा \; + 4 \; \ ओमेगा \; +6 \; \ओमेगा \\ &=12 \; \ओमेगा \अंत{गठबंधन}
समानांतर सर्किट के लिए प्रतिरोध की गणना
समानांतर सर्किट के लिए, की गणनाआरसंपूर्ण थोड़ा अधिक जटिल है। सूत्र है:
{1 \ऊपर{2pt}R_{कुल}} = {1 \ऊपर{2pt}R_1} + {1 \ऊपर{2pt}R_2} + {1 \ऊपर{2pt}R_3}
याद रखें कि यह सूत्र आपको प्रतिरोध का व्युत्क्रम देता है (अर्थात, प्रतिरोध से विभाजित एक)। तो आपको कुल प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए उत्तर से एक को विभाजित करने की आवश्यकता है।
कल्पना कीजिए कि पहले से उन्हीं तीन प्रतिरोधों को इसके बजाय समानांतर में व्यवस्थित किया गया था। कुल प्रतिरोध द्वारा दिया जाएगा:
\शुरू {गठबंधन} {1 \ ऊपर{2pt}R_{कुल}} और = {1 \ऊपर{2pt}R_1} + {1 \ऊपर{2pt}R_2} + {1 \ऊपर{2pt}R_3}\\ &= {1 \ऊपर{2pt}2 \; Ω} + {1 \ऊपर{2pt}4 \; Ω} + {1 \ऊपर{2pt}6\; Ω}\\ &= {6 \ऊपर{2pt}12 \; Ω} + {3 \ऊपर{2pt}12 \; } + {2 \ऊपर{2pt}12 \; Ω}\\ &= {11 \ऊपर{2pt}12Ω}\\ &= 0.917 \; Ω^{-1} \end{गठबंधन}
लेकिन यह 1 / हैआरसंपूर्ण, तो उत्तर है:
\आरंभ {गठबंधन} \ R_ {कुल} और = {1 \ ऊपर {2pt} 0.917 \; Ω^{-1}}\\ &= 1.09 \; \ओमेगा \अंत{गठबंधन}
एक श्रृंखला और समानांतर संयोजन सर्किट को कैसे हल करें
आप सभी सर्किटों को श्रृंखला और समानांतर सर्किट के संयोजन में तोड़ सकते हैं। समानांतर सर्किट की एक शाखा में श्रृंखला में तीन घटक हो सकते हैं, और एक सर्किट एक पंक्ति में तीन समानांतर, शाखाओं वाले वर्गों की एक श्रृंखला से बना हो सकता है।
इस तरह की समस्याओं को हल करने का मतलब केवल सर्किट को खंडों में तोड़ना और उन्हें बारी-बारी से काम करना है। एक साधारण उदाहरण पर विचार करें, जहां समानांतर सर्किट पर तीन शाखाएं हैं, लेकिन उनमें से एक शाखा में तीन प्रतिरोधों की एक श्रृंखला जुड़ी हुई है।
समस्या को हल करने की चाल पूरे सर्किट के लिए श्रृंखला प्रतिरोध गणना को बड़े में शामिल करना है। समानांतर सर्किट के लिए, आपको अभिव्यक्ति का उपयोग करना होगा:
{1 \ऊपर{2pt}R_{कुल}} = {1 \ऊपर{2pt}R_1} + {1 \ऊपर{2pt}R_2} + {1 \ऊपर{2pt}R_3}
लेकिन पहली शाखा,आर1, वास्तव में श्रृंखला में तीन अलग-अलग प्रतिरोधों से बना है। इसलिए यदि आप पहले इस पर ध्यान केंद्रित करते हैं, तो आप जानते हैं कि:
R_1=R_4 + R_5 + R_6
कल्पना करो किआर4 = 12 Ω, आर5 = 5 औरआर6 = 3 Ω. कुल प्रतिरोध है:
\शुरू {गठबंधन} R_1&=R_4 + R_5 + R_6 \\ &= 12 \; \ ओमेगा \; + 5 \; \ ओमेगा \; + 3 \; \ओमेगा \\ &= 20 \; \ओमेगा \अंत{गठबंधन}
इस परिणाम के साथ पहली शाखा के लिए, आप मुख्य समस्या पर जा सकते हैं। शेष पथों में से प्रत्येक पर एक एकल रोकनेवाला के साथ, कहो किआर2 = ४० औरआर3 = 10 Ω. अब आप गणना कर सकते हैं:
\प्रारंभ{गठबंधन} {1 \ऊपर{2pt}R_{कुल}} &= {1 \ऊपर{2pt}R_1} + {1 \ऊपर{2pt}R_2} + {1 \ऊपर{2pt}R_3}\\ &= {1 \ऊपर{2pt}20 \; Ω} + {1 \ऊपर{2pt}40 \; Ω} + {1 \ऊपर{2pt}10\; Ω}\\ &= {2 \ऊपर{2pt}40 \; Ω} + {1 \ऊपर{2pt}40 \; Ω} + {4 \ऊपर{2pt}40 \; Ω}\\ &= {7 \ऊपर{2pt}40 \; Ω}\\ &= 0.175 \; Ω^{-1} \end{गठबंधन}
तो इसका मतलब:
\आरंभ {गठबंधन} \ R_ {कुल} और = {1 \ ऊपर {2pt} ०.१७५ \; Ω^{-1}}\\ &= 5.7 \; \ओमेगा \अंत{गठबंधन}
अन्य गणना
समानांतर सर्किट की तुलना में श्रृंखला सर्किट पर प्रतिरोध की गणना करना बहुत आसान है, लेकिन हमेशा ऐसा नहीं होता है। समाई के लिए समीकरण (सी) श्रृंखला में और समानांतर सर्किट मूल रूप से विपरीत तरीके से काम करते हैं। एक श्रृंखला सर्किट के लिए, आपके पास समाई के पारस्परिक के लिए एक समीकरण है, इसलिए आप कुल समाई की गणना करते हैं (सीसंपूर्ण) साथ से:
{1 \ऊपर{2pt}C_{कुल}} = {1 \ऊपर{2pt}C_1} + {1 \ऊपर{2pt}C_2} + {1 \ऊपर{2pt}C_3} + ...
और फिर आपको खोजने के लिए इस परिणाम से एक को विभाजित करना होगासीसंपूर्ण.
समानांतर सर्किट के लिए आपके पास एक सरल समीकरण है:
C_{कुल} = C_1 + C_2 + C_3 + ...
हालांकि, श्रृंखला बनाम श्रृंखला के साथ समस्याओं को हल करने के लिए मूल दृष्टिकोण। समानांतर सर्किट समान हैं।