जो कोई भी स्विमिंग पूल के आसपास ज्यादा समय बिताता है, उसे जल्दी पता चलता है कि लोग आमतौर पर बहुत ज्यादा होते हैं पानी के पास बिजली के उपकरण रखने के बारे में चिंतित - और भी अधिक यदि वे प्लग हो जाते हैं में।
यह सच है, वास्तव में, अधिकांश स्थितियों में जहां विद्युत प्रवाह के ज्ञात प्रवाह के पास कहीं भी पानी का पर्याप्त भंडार मौजूद होता है। पानी की चालकता के लिए धन्यवाद, शैतानी "बाथटब में टोस्टर" अपराध पुराने स्कूल, हत्या-रहस्य की कहानियों में एक प्रिय क्लिच है।
यहां बात यह नहीं है कि आप बिजली से खुद को चोट पहुंचा सकते हैं, हालांकि यह हमेशा ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है; यह है कि सबसे सतर्क वयस्क, और उस मामले के लिए मध्य-विद्यालय के बच्चे, किसी भी रूप में पानी के साथ पानी को मिलाने से बचना जानते हैं, चाहे वे भौतिकी जानते हों या नहीं। (वास्तव में, कुछ अत्यधिक सतर्क विचार बने रहते हैं, जैसे कि यह धारणा कि यदि आप अपनी उंगलियों के गीले होने पर प्लास्टिक लाइट स्विच को इतना छूते हैं तो आपको झटका लगने की संभावना है।)
फिलहाल के लिए अधिक महत्वपूर्ण यह सवाल है कि बिजली कम से कम कैसे "बहती" हैकुछतरल पदार्थ जब कम से कम
कुछठोस इसमें शामिल हो सकते हैं। क्या यह सिर्फ पानी है जो इस तरह से बिजली से संपर्क करता है? गिरा हुआ दूध या जूस के बारे में क्या? और अधिक आम तौर पर, पदार्थ के कौन से गुण इसके मूल्य में योगदान करते हैंप्रवाहकत्त्व?बिजली मूल बातें
बिजली के रूप में जानी जाने वाली घटना वास्तव में की गति से अधिक नहीं हैइलेक्ट्रॉनोंकिसी प्रकार के भौतिक माध्यम, या सामग्री के माध्यम से।
आप हवा को एक सामग्री के रूप में नहीं सोच सकते हैं, लेकिन वास्तव में, विभिन्न अणुओं में समृद्ध हवा जिसे आप नहीं देख सकते हैं, जिनमें से बहुत से विद्युत प्रवाह में भाग ले सकते हैं और करते हैं। आप स्पष्ट रूप से इलेक्ट्रॉनों को नहीं देख सकते हैं, इसलिए यदि आप बिजली में विश्वास करते हैं, तो आपको विश्वास करना चाहिए कि आश्चर्यजनक रूप से छोटी चीजें रोजमर्रा की सामग्री के व्यवहार में बहुत बड़ी भूमिका निभाती हैं!
विभिन्न सामग्री इलेक्ट्रॉनों के इस मार्ग के लिए अनुमति देती है - और उनके साथ, उनके विद्युत शुल्क - उनके व्यक्तिगत आणविक और परमाणु संरचनाओं के आधार पर अलग-अलग डिग्री तक। इलेक्ट्रॉनों को ज़िप करके अनुभव की गई अन्य छोटी वस्तुओं के साथ टकराव जितना कम होता है, उतनी ही आसानी से वे प्रश्न में मामले के माध्यम से प्रसारित होते हैं।
धारा प्रवाह के लिए सामान्य समीकरण है
मैं = \ फ़्रेक {वी} {आर}
कहां हैमैंएम्पीयर में वर्तमान प्रवाह है,वीवोल्ट ("वोल्टेज") और. में विद्युत संभावित अंतर हैआरओम में प्रतिरोध है। प्रतिरोध चालकता से संबंधित है, जैसा कि आप जल्द ही जानेंगे।
चालकता क्या है?
चालकता, या अधिक औपचारिक रूप सेविद्युत चालकता, बिजली के संचालन की सामग्री की क्षमता का गणितीय उपाय है। यह ग्रीक अक्षर सिग्मा. द्वारा दर्शाया गया है(σ)और इसकी SI (मीट्रिक प्रणाली) इकाई हैसीमेंस प्रति मीटर (एस/एम).
- सीमेंस को a. भी कहा जाता हैमहो, जो "ओम" है जिसे पीछे की ओर लिखा जाता है। हालाँकि, यह शब्द २०वीं शताब्दी के अंत तक आम उपयोग से बाहर हो गया था।
चालकता केवल का गणितीय व्युत्क्रम हैप्रतिरोधकताप्रतिरोधकता को छोटे ग्रीक अक्षर rho (ρ) द्वारा दर्शाया जाता है और इसे ओम-मीटर (Ωm) में मापा जाता है, जिसका अर्थ है कि S/m को पारस्परिक ओम-मीटर (1/Ωm या Ωm) के रूप में भी वर्णित किया जा सकता है।-1). विस्तार से, आप देख सकते हैं कि एक सीमेन एक ओम का व्युत्क्रम है। जबसेसंचालनवास्तविक दुनिया में कुछ इसके विपरीत हैविरोधइसका मार्ग, यह भौतिक समझ में आता है।
एक सामग्री की चालकता उस सामग्री की एक आंतरिक संपत्ति है और इससे कोई संबंध नहीं है कि कैसे एक सर्किट या अन्य सिस्टम को इकट्ठा किया जाता है, जिसे सीमेंस यूनिट में "प्रति मीटर" के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है। यह एक सामग्री के प्रतिरोध से संबंधित है, अक्सर इन स्थितियों से जुड़े भौतिक विज्ञान की समस्याओं में एक तार, अभिव्यक्ति द्वारा
आर=\frac{\rho एल}{ए}
कहां हैलीलंबाई है अगर मीटर में तार औरएइसका क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र एम. में2.
चालकता बनाम। प्रवाहकत्त्व
जैसा कि उल्लेख किया गया है, चालकता प्रयोगात्मक सेट-अप पर निर्भर नहीं करती है और यह केवल इस बात का प्रतिबिंब है कि दी गई सामग्री (ठोस, तरल या गैसीय) "कैसे है।" कुछ सामग्री स्वाभाविक रूप से मजबूत कंडक्टर (और इस प्रकार खराब प्रतिरोधक) बनाते हैं जबकि अन्य बिजली को कमजोर रूप से संचालित कर सकते हैं या बिल्कुल नहीं और अच्छे प्रतिरोधक (या विद्युत) बना सकते हैं इन्सुलेटर)।
एक विद्युत परिपथ के साथ, आप सेट-अप में हेरफेर कर सकते हैं ताकि आप जो भी प्रतिरोध तत्वों को शामिल करते हैं, उन्हें आप जो भी स्तर पसंद करते हैं उसे प्राप्त कर सकें। यही कारण है कि प्रतिरोध नामित हैआरऔर इसकी इकाइयों में कोई लंबाई नहीं है; यह एक सिस्टम के गुणों का माप है, न कि किसी सामग्री का। तदनुसार,प्रवाहकत्त्व(पत्र द्वारा प्रतीकात्मकजीऔर सीमेंस में मापा जाता है) उसी तरह काम करता है। लेकिन यह सामान्य रूप से उपयोग करने के लिए अधिक सुविधाजनक हैआरयाρइसके साथ जाने की तुलना मेंजीयाσ.
एक सादृश्य के रूप में, विचार करें कि एक फुटबॉल टीम का कोच अपने व्यक्तिगत खिलाड़ियों की ताकत और गति को बदल सकता है, लेकिन अंत में, हर फुटबॉल अस्तित्व में टीम में समान आवश्यक बाधाएं हैं: एक तरफ 11 मानव खिलाड़ी, उनकी शारीरिक क्षमताओं में भिन्नता है लेकिन एक ही मूल है गुण।
विद्युत चालकता और पानी: एक सिंहावलोकन
इस लेख में आप सबसे चौंकाने वाली बात सीखेंगे (और यह सिर्फ एक वाक्य नहीं है, ईमानदार!) यह है कि पानी, सख्ती से बोल रहा है, बिजली का एक भयानक संवाहक है। अर्थात् शुद्ध ह2O (हाइड्रोजन और ऑक्सीजन 2:1 के अनुपात में) बिजली का संचालन नहीं करता है।
जैसा कि आप पहले ही निष्कर्ष निकाल चुके हैं, इसका मतलब है कि वास्तव में शुद्ध पानी का सामना कुछ ऐसा है जो अनिवार्य रूप से कभी नहीं होता है। यहां तक कि एक प्रयोगशाला सेटिंग में, आयनों (आवेशित कणों) के लिए पानी में "चुपके" करना आसान होता है, जिसे शुद्ध भाप, यानी आसुत से संघनित किया जाता है।
पाइप से और सीधे प्राकृतिक स्रोतों से पानी खनिज, रसायन और मिश्रित घुलित पदार्थों जैसी अशुद्धियों से भरपूर होता है। यह निश्चित रूप से एक बुरी बात नहीं है; उदाहरण के लिए, समुद्र के पानी में वह सारा नमक, समुद्र में तैरना थोड़ा आसान बनाता है यदि वह आपका खेल है।
जैसा कि होता है, टेबल नमक (सोडियम क्लोराइड, या NaCl) बेहतर ज्ञात पदार्थों में से एक है जो एच में भंग होने पर इसके इन्सुलेट गुणों के पानी को लूट सकता है।2ओ
पानी में चालकता का महत्व
यू.एस. नदियों में पानी की चालकता व्यापक रूप से लगभग ५० से १,५०० μS/cm तक होती है। अंतर्देशीय मीठे पानी की धाराएँ जो मछलियों को पनपने देती हैं, उनकी प्रवृत्ति १५० और ५०० µS/cm के बीच होती है। उच्च या निम्न चालकता यह संकेत दे सकती है कि पानी मछली या मैक्रोइनवर्टेब्रेट्स की कुछ प्रजातियों के लिए उपयुक्त नहीं है। औद्योगिक जल १०,००० µS/cm जितना ऊंचा हो सकता है।
चालकता एक अप्रत्यक्ष उपाय है, उदाहरण के लिए, जल की गुणवत्ता को प्रवाहित करना। प्रत्येक जलमार्ग एक अपेक्षाकृत स्थिर श्रेणी का दावा करता है जिसका उपयोग पेयजल मानक की आधारभूत चालकता के रूप में किया जा सकता है। a. का उपयोग करके किया गया नियमित चालकता आकलनजल चालकता मीटर. चालकता में बड़े बदलाव सफाई के प्रयास की आवश्यकता का संकेत दे सकते हैं।
ऊष्मीय चालकता
यह लेख स्पष्ट रूप से विद्युत चालकता के बारे में है। भौतिकी में, हालांकि, आपने गर्मी के संचालन के बारे में सुना होगा, जो थोड़ा अलग है क्योंकि गर्मी को ऊर्जा में मापा जाता है जबकि बिजली, जो ऊर्जा प्रदान कर सकती है, नहीं है।
किसी सामग्री की तापीय चालकता में परिवर्तन उसकी विद्युत चालकता में समानांतर परिवर्तन करते हैं, हालांकि आमतौर पर समान पैमाने पर नहीं। सामग्रियों की एक दिलचस्प संपत्ति यह है कि उनमें से अधिकांश गर्म होने पर खराब कंडक्टर बन जाते हैं (कण तेजी से घूमते हैं और जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, वे इलेक्ट्रॉनों के साथ "हस्तक्षेप" करने की अधिक संभावना रखते हैं), यह सामग्री के एक वर्ग के लिए सही नहीं है अर्धचालक।