ग्राउंडिंग (भौतिकी): यह कैसे काम करता है और यह महत्वपूर्ण क्यों है?

आधुनिक जीवन में बिजली एक अनिवार्य कारक है, और यद्यपि मानव जाति इसे उत्पन्न करने के लिए प्रमुख प्रकार के ईंधन का उपयोग करती है बड़ी चिंता का एक स्रोत हैं, जब तक सभ्यता अपने वर्तमान स्वरूप में है तब तक बिजली की आवश्यकता होगी कायम है। साथ ही, पहले सुरक्षा तथ्यों में से लगभग हर बच्चे को सिखाया जाता है कि बिजली बेहद खतरनाक है या हो सकती है।

इसके अलावा, मनुष्य जो बिजली उत्पन्न करता है और इसलिए उसे काफी हद तक नियंत्रित कर सकता है, वह यहां कहानी का केवल एक हिस्सा है। बिजली गिरने की घटना से बहुत छोटे बच्चे भी परिचित हैं, और साथ ही यह बड़ों के लिए भी विस्मय और चिंता का विषय है। लेकिन पृथ्वी के स्तर पर इसके "हड़ताल" लगभग अप्रत्याशित हैं क्योंकि वे संभावित रूप से घातक हैं, और करीब से देखें दुनिया भर में इमारतों और अन्य संरचनाओं में ऐड-ऑन इस सुरक्षा की तात्कालिकता को रेखांकित करते हैं विचार।

​इलेक्ट्रिक ग्राउंडिंग, यह भी कहा जाता हैग्राउंडिंग, जमीन में प्रवाहित होने के लिए एक मार्ग प्रदान करता है और अतिरिक्त विद्युत आवेश निर्माण और संभावित खतरा पैदा करने के बजाय फैलाने के लिए प्रदान करता है। यह काम करता है क्योंकि पृथ्वी, विद्युत रूप से तटस्थ होने के साथ-साथ विशाल होने के कारण, दोनों को स्वीकार और प्रदान कर सकती है इस "शून्य वोल्टेज" में ध्यान देने योग्य परिवर्तनों के बिना इलेक्ट्रॉनों की संख्या (मानव-उद्योग मानकों द्वारा) राज्य

​आवेशभौतिकी में मापा जाता हैकूलंब. प्राथमिक (अविभाज्य) आवेश एक इलेक्ट्रॉन (ई-) या प्रोटॉन पर होता है, जिसका परिमाण 1.60 10 होता है।^-19 सी और इलेक्ट्रॉनों के लिए एक नकारात्मक संकेत दिया। विपरीत आवेशित कणों के पृथक्करण से a. उत्पन्न होता हैवोल्टेज, या विद्युत संभावित अंतर, जिसे जूल प्रति कूलम्ब (J/C) में मापा जाता है और इलेक्ट्रॉनों को एक शुद्ध धनात्मक आवेश की दिशा में प्रवाहित करने के लिए प्रेरित करता है, जिसे एक गति कहा जाता हैविद्युत प्रवाह​.

• इलेक्ट्रॉनों "चाहते हैं" एक ही आवश्यक कारण के लिए एक सकारात्मक टर्मिनल या शुद्ध सकारात्मक वोल्टेज के अन्य क्षेत्र की ओर प्रवाहित होते हैं पानी "चाहता है" नीचे की ओर बहना: एक संभावित अंतर, लेकिन बल के बजाय विद्युत बल द्वारा स्थापित गुरुत्वाकर्षण।

इलेक्ट्रॉनों का यह प्रवाह, C/s or. में मापा जाता हैएम्पीयर("एम्प्स"), केवल तभी होता है जब वोल्टेज के स्रोतों के बीच का मार्ग aकंडक्टरऔर अधिकांश धातुओं की तरह, आसानी से वर्तमान प्रवाह की अनुमति देता है। अचालक पदार्थ कहलाते हैंरोधक, और उनमें प्लास्टिक, लकड़ी और रबर शामिल हैं (रोजमर्रा के उत्पादों में इंसुलेटर की बहुतायत स्पष्ट रूप से एक अच्छी बात है)। पिछली सादृश्यता में, नदी के प्रवाह के प्राकृतिक प्रवाह को रोकने वाला बांध एक इन्सुलेटर की तरह होता है, याढांकता हुआ​.

सभी सामग्रियों, यहां तक ​​कि अच्छे कंडक्टरों में भी कुछ विद्युत होती हैप्रतिरोध, निरूपितआरऔर ओम (Ω) में मापा जाता है। यह मात्रा वोल्टेज और वर्तमान प्रवाह के बीच औपचारिक संबंध की अनुमति देती है, जिसे कहा जाता हैओम कानून​:

विद्युत धारा को उच्च विभव से निम्न विभव की ओर प्रवाहित होने के रूप में परिभाषित किया जाता है (जो किवही परिणामचूंकि इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक से धनात्मक दिशा में प्रवाहित होते हैं - सावधान रहें कि इस बिंदु को भ्रमित न करें!) बशर्ते कि दोनों के बीच एक उपयुक्त पथ मौजूद हो। जब बैटरी के दो टर्मिनलों को एक संवाहक तार से जोड़ा जाता है, उदाहरण के लिए, न्यूनतम प्रतिरोध वाले लूप में करंट प्रवाहित होता है।

हालांकि, यदि संभावित अंतर को जोड़ने वाले कोई अत्यधिक प्रवाहकीय पथ नहीं हैं, तो इसके परिणामस्वरूप वर्तमान प्रवाह हो सकता हैढांकता हुआ टूटनायदि वोल्टेज काफी अधिक है - तो अपस्ट्रीम जलाशय में अभूतपूर्व मात्रा द्वारा लाए गए बांध की संरचनात्मक विफलता के साथ क्या होगा।

• यही कारण है कि बिजली "हड़ता है"; हवा जैसे ढांकता हुआ सामग्री में वर्तमान "नहीं होना चाहिए", लेकिन बिजली के भारी वोल्टेज इस कारक को प्रभावित करते हैं।

विद्युत प्रवाह, जैसे पानी एक कोमल, चट्टानी झुकाव के नीचे अपना रास्ता बना रहा है, हमेशा कम से कम प्रतिरोध का रास्ता अपनाने की कोशिश करता है। यदि यह कई अलग-अलग इन्सुलेट सामग्री से बाधित है, तो यह कम से कम इन्सुलेटिंग (यानी, सबसे अधिक संचालन) के माध्यम से बहना चाहेगा। यदि कोई प्रवाहकीय पथ मौजूद है, तो वह हमेशा उस पथ को अन्य सभी के ऊपर चुनेगा।

वायु एक इन्सुलेटर है, और मानव शरीर अपेक्षाकृत प्रवाहकीय है। इसलिए यदि आप बिजली के तूफान के दौरान किसी खेत में खड़े होते हैं, तो आपको बिजली के झटके का खतरा अधिक होता है।बिजली की छड़एक आसान साबित करके एक ग्राउंडिंग पथ प्रदान करें,कम प्रतिरोधबिजली गिरने का लक्ष्य। बिजली आपके माध्यम से धातु के माध्यम से बहेगी, इसलिए वह है।

बिजली की छड़ से जमीन तक के रास्ते में सभी ग्राउंडिंग सेट-अप की एक अनिवार्य विशेषता है: रास्ते में कोई चक्कर नहीं! बिजली सीधे पृथ्वी में ही प्रवाहित होती है क्योंकि उसके पास कोई अन्य विकल्प नहीं है। यही कारण है कि जमीन के "तारों" का एकल तार होना जरूरी नहीं है; वे धातु के फ्रेम हो सकते हैं,जब तक पृथ्वी का मार्ग पूरी तरह से आत्मनिहित है, जिसका अर्थ है कि यह एक साधारण सर्किट है।

• जैसा कि पहले ही सुझाव दिया गया है, पृथ्वी एक "इलेक्ट्रॉन दाता" के रूप में भी काम कर सकती है, क्योंकि इसकी चार्ज फैलाने की क्षमता है - सकारात्मक और साथ ही नकारात्मक, एक बड़ी मात्रा में - और न केवल एक "इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता" के रूप में जैसे कि बिजली की छड़ में मामला।

जबकि बिजली की छड़ें महत्वपूर्ण हैं, उन्हें दुनिया भर में घरों, कार्यालयों और विनिर्माण संयंत्रों में अनगिनत विद्युत सर्किटों की तरह हर दिन के हर पल का उपयोग नहीं किया जाता है।

विद्युत परिपथ में, एक ग्राउंडिंग तार शॉर्ट या अन्य खराबी की स्थिति में करंट के लिए एक अतिरिक्त पथ बनाता है। जब आप सर्किट घटकों को छूते हैं तो आपको चौंकाने के बजाय, अधिक प्रवाहकीय ग्राउंडिंग तार के माध्यम से करंट प्रवाहित होगा। ग्राउंडिंग न केवल आपको चौंकने से बचाती है, बल्कि यह आपके उपकरणों को मौजूदा उछाल से भी सुरक्षित रखती है जो अन्यथा इसे "झटका" भी देगी।

​नोट: हाई वोल्टेज अपने आप में कोई नुकसान नहीं करता है।हालांकि, एक बड़ा वोल्टेज अंतर चार्ज को कूदने के लिए और अधिक वांछनीय बनाता है, और ऐसा करने में, एक बड़ा करंट बनाता है। इसे ऐसे समझें जैसे किसी ऊंची चट्टान के किनारे पर खड़े हों। यह उच्च चट्टान पर नहीं है यही समस्या है। यह तब होता है जब आप नीचे की चट्टान के परिणामस्वरूप आपको गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव से "इन्सुलेट" नहीं करते हैं और हवा को आसानी से "आचरण" करने की अनुमति देते हैं (उम्मीद है कि एक सुरक्षा जाल में!)

घरेलू सेटिंग्स में, ग्राउंडिंग उपकरणों की सतहों पर आरोपों के अप्रत्याशित संचय की स्थिति में "लक्षण" और "बीमारी" दोनों का इलाज करती है। यह न केवल बदमाशों को तत्काल "वन-वे" निकास की अनुमति देता है ताकि वे कहीं और फैल सकें, बल्कि यह "अपस्ट्रीम" सर्किट को बाधित करके अधिक अवांछित शुल्कों के प्रवेश को भी रोकता है।

एक विशिष्ट आधुनिक आउटलेट में तीन छेद होते हैं: दो साइड-बाय-साइड स्लिट और नीचे लगभग एक गोल एपर्चर। छोटा वर्टिकल स्लिट आने वाले करंट के लिए "हॉट" वायर (या शाब्दिक रूप से, प्लग कंपोनेंट) के लिए है; इसका लंबा साझेदार तटस्थ (निकास) तार के लिए है। गोल प्लग एक ग्राउंड वायर होता है जो सीधे सर्किट से बाहर निकलने से जुड़ा होता है, इसलिए खतरनाक चार्ज जो अन्यथा किसी उपकरण की सतह के साथ प्रवाहित होते हैं, जमीन के लिए भाग सकते हैं। इस तार को इस तरह से लगाया जाता है कि किसी दिए गए वर्तमान स्तर से ऊपर, पूरा सर्किट टूट जाता है और आने वाली सभी धाराएं रुक जाती हैं।

ग्राउंडिंग सुरक्षित के लिए अनुमति देता हैवोल्टेज स्थिरीकरणबड़े सर्किट और सिस्टम में। एक वोल्टेज स्टेबलाइजर यह सुनिश्चित करता है कि आने वाली वोल्टेज, जो वास्तव में कॉम्प्लेक्स के अंदर एक बार अपने वांछित मूल्य के आसपास काफी उतार-चढ़ाव कर सकती है और संवेदनशील सर्किट जैसे कि एक कंप्यूटर माइक्रोप्रोसेसर, को वी को बढ़ाकर या घटाकर एक कड़े विवश मूल्य के लिए सामान्यीकृत किया जाता है आवश्यकता है।

एकविद्युतदर्शीएक कंडक्टर है जो बाहरी चार्ज की उपस्थिति का संकेत देने के लिए चार्ज इंडक्शन का उपयोग करता है। यह इस सिद्धांत का उपयोग करता है कि इलेक्ट्रॉन एक दूसरे को पीछे हटाते हैं। यदि इलेक्ट्रॉनों का एक स्रोत जैसे चार्ज ग्लास रॉड (स्थैतिक बिजली का एक उदाहरण; इलेक्ट्रॉन केवल "बैठते हैं" क्योंकि कांच इन्सुलेट कर रहा है) को कंडक्टिंग (लेकिन तटस्थ!) इलेक्ट्रोस्कोप के किनारे के करीब रखा जाता है, यह गेंद में इलेक्ट्रॉनों को "धक्का" देता है जहां तक ​​​​वे जा सकते हैं। यह इकाई के केंद्र में है, जहां धातु "पत्तियों" को अलग धकेल दिया जाता है ताकि छड़ की नोक की सतह पर गेंद के किनारे के पास एकत्रित इलेक्ट्रॉनों को संकेत दिया जा सके।

जैसा कि ऐसा होता है, अंदर के इलेक्ट्रॉनों के निर्माण को किसी तरह संतुलित करना पड़ता है, क्योंकि क्षेत्र का संचालन होता है। परिणामस्वरूप, जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, धनात्मक आवेश छड़ की नोक के पास एकत्रित होते हैं।

• इलेक्ट्रोस्कोप के इंसुलेटिंग बेस के चारों ओर जाने के लिए ग्राउंडिंग वायर के आवेदन से यह तस्वीर स्पष्ट रूप से बदल जाएगी। कैसे?