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 आणि त्याद्वारे काय केले जाऊ शकते याबद्दल फारच कमी लोकांना आश्चर्य वाटते. तथापि, त्याचा अभ्यास आपल्या युगाच्या खूप आधीपासून गुंतलेला होता आणि अजूनही काही रहस्ये अनुत्तरीत आहेत.
सामग्री
विद्युत प्रवाह म्हणजे काय
वीज ही विद्युत शुल्काच्या अस्तित्वाशी संबंधित घटनांचे एक जटिल आहे. हा शब्द बहुधा विद्युत प्रवाह आणि त्यामुळे होणाऱ्या सर्व प्रक्रियांचा संदर्भ देतो.
विद्युतीय प्रवाह म्हणजे विद्युत क्षेत्राच्या प्रभावाखाली प्रभार वाहून नेणाऱ्या कणांची दिशात्मक 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 शरीराचे अवयव सुन्न करणे किंवा अगदी मानवी मृत्यूचे स्पष्टीकरण देण्यासाठी त्यांना एका सिद्धांतात जोडणे हे सोपे काम नाही हे सिद्ध झाले आहे.
शास्त्रज्ञांनी प्राचीन काळापासून विजेच्या तीन अभिव्यक्तींचा अभ्यास केला आहे:
- वीज निर्मिती मासे;
- स्थिर वीज.;
- चुंबकत्व.
प्राचीन इजिप्तमध्ये, बरे करणार्‍यांना नाईल कॅटफिशच्या विचित्र क्षमतेबद्दल माहित होते आणि डोकेदुखी आणि इतर रोगांवर उपचार करण्यासाठी त्यांचा वापर करण्याचा प्रयत्न केला. प्राचीन रोमन डॉक्टरांनी अशाच उद्देशांसाठी इलेक्ट्रिक स्टिंग्रेचा वापर केला. प्राचीन ग्रीक लोकांनी स्टिंग्रेच्या विचित्र क्षमतेचा तपशीलवार अभ्यास केला आणि त्यांना माहित होते की हा प्राणी त्रिशूळ आणि मासेमारीच्या जाळ्यांद्वारे थेट संपर्क न करता माणसाला थक्क करू शकतो.
काहीसे पूर्वी, असे आढळून आले होते की जर तुम्ही लोकरीच्या तुकड्यावर एम्बर घासले तर ते लोकर आणि लहान वस्तूंना आकर्षित करण्यास सुरवात करेल. समान गुणधर्म असलेली आणखी एक सामग्री, टूमलाइन, नंतर शोधली गेली.
सुमारे 500 बीसी. भारतीय आणि अरबी शास्त्रज्ञांना लोह आकर्षित करण्यास सक्षम पदार्थांबद्दल माहिती होती आणि त्यांनी ही क्षमता विविध क्षेत्रात सक्रियपणे वापरली. सुमारे 100 ईसा पूर्व, 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 "वीज" (ग्रीक "अंबर" मधून) ही संकल्पना सादर केली. त्याच्या लेखनात, लोकरीवर एम्बर घासण्याचे प्रयोग आणि होकायंत्राची उत्तरेकडे निर्देशित करण्याची क्षमता एका सिद्धांतात एकत्रित होऊ लागली. खालील चित्रात, तो एलिझाबेथ I ला चुंबक दाखवतो.
1633 मध्ये, अभियंता ओट्टो वॉन गुएरिकने इलेक्ट्रोस्टॅटिक मशीनचा शोध लावला, जे केवळ वस्तूंना आकर्षित करू शकत नाही तर ते दूर करू शकते आणि 1745 मध्ये पीटर व्हॅन मुशेनब्रोक यांनी जगातील पहिले विद्युत चार्ज संचयक तयार केले.
1800 मध्ये, इटालियन अॅलेसॅन्ड्रो व्होल्टाने पहिला शोध लावला वीज पुरवठा - निर्माण करणारी इलेक्ट्रिक बॅटरी थेट वर्तमान. तो दूरवर विद्युत प्रवाह प्रसारित करण्यास सक्षम होता. त्यामुळे हे वर्ष अनेकजण विजेच्या शोधाचे वर्ष मानतात.
1831 मध्ये माईक फॅराडे यांनी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनची घटना शोधून काढली आणि विद्युत प्रवाहावर आधारित विविध उपकरणांच्या शोधाचा मार्ग खुला केला.
एकोणिसाव्या आणि विसाव्या शतकाच्या शेवटी निकोला टेस्ला यांच्या कार्यामुळे अनेक शोध आणि प्रगती झाली. इतरांपैकी, त्याने उच्च-फ्रिक्वेंसी जनरेटरचा शोध लावला आणि रोहीत्रइलेक्ट्रिक मोटर, रेडिओ सिग्नलसाठी अँटेना.
विजेचे विज्ञान
वीज ही एक नैसर्गिक घटना आहे. याचा अंशतः जीवशास्त्र, रसायनशास्त्र आणि भौतिकशास्त्रात अभ्यास केला जातो. इलेक्ट्रिक चार्जेसचा पूर्णपणे इलेक्ट्रोडायनामिक्सच्या चौकटीत विचार केला जातो, भौतिकशास्त्रातील एक शाखा.
विजेचे सिद्धांत आणि कायदे
वीज ज्या नियमांचे पालन करते ते कमी आहेत, परंतु ते या घटनेचे पूर्णपणे वर्णन करतात:
- उर्जेच्या संवर्धनाचा नियम हा मूलभूत नियम आहे ज्याचे विद्युत घटना देखील पालन करतात;
- ओमचा नियम हा विद्युत प्रवाहाचा मूलभूत नियम आहे;
- इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनचा नियम - इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक आणि चुंबकीय क्षेत्रांबद्दल;
- अँपिअरचा कायदा - प्रवाहांसह दोन कंडक्टरच्या परस्परसंवादाबद्दल;
- जौल-लेन्झ कायदा - विजेच्या उष्णतेच्या प्रभावाबद्दल;
- कुलॉम्बचा कायदा - इलेक्ट्रोस्टॅटिक्स बद्दल;
- उजव्या आणि डाव्या हाताचे नियम - चुंबकीय क्षेत्रामध्ये कंडक्टरवर कार्य करणार्‍या बलाच्या चुंबकीय क्षेत्र रेषा आणि अँपिअर फोर्सची दिशा ठरवणे;
- लेन्झचा नियम - प्रेरण प्रवाहाची दिशा ठरवणे;
- फॅराडेचे नियम - इलेक्ट्रोलिसिस बद्दल.
विजेचा पहिला प्रयोग
विजेचे पहिले प्रयोग प्रामुख्याने मनोरंजक स्वरूपाचे होते. त्यांचे सार हलके वस्तू होते जे खराब समजल्या जाणार्‍या शक्तीच्या कृती अंतर्गत आकर्षित करतात आणि दूर करतात. आणखी एक मनोरंजक अनुभव म्हणजे हात धरलेल्या लोकांच्या साखळीतून विजेचे प्रसारण. विजेच्या शारीरिक प्रभावांचा सक्रियपणे अभ्यास जीन नोलेटने केला होता, ज्याने 180 लोकांमधून इलेक्ट्रिक चार्ज पास केले.
विद्युत प्रवाह कशाचा समावेश होतो
विद्युत प्रवाह म्हणजे चार्ज केलेल्या कणांची (इलेक्ट्रॉन, आयन) निर्देशित किंवा आदेशित हालचाल. अशा कणांना इलेक्ट्रिक चार्ज वाहक म्हणतात. गती येण्यासाठी, 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. प्रकरण स्वतः बाहेर पडत नाही - धातूचे आयन संरचनेच्या नोड्समध्ये घट्टपणे स्थिर असतात आणि फक्त किंचित चढ-उतार होतात.
द्रवांमध्ये, आयन चार्ज घेतात: सकारात्मक चार्ज केलेले केशन आणि नकारात्मक चार्ज केलेले आयन. कण उलट चार्जसह इलेक्ट्रोडकडे धावतात, जिथे ते तटस्थ होतात आणि स्थिर होतात.
वायूंमध्ये, विविध क्षमता असलेल्या शक्तींच्या कृती अंतर्गत प्लाझ्मा तयार होतो. शुल्क दोन्ही ध्रुवांच्या मुक्त इलेक्ट्रॉन आणि आयनद्वारे वाहून जाते.
सेमीकंडक्टर्समध्ये, चार्ज इलेक्ट्रॉनद्वारे वाहून नेला जातो, अणूपासून अणूकडे जातो आणि सकारात्मक चार्ज मानल्या जाणार्‍या खंडितता सोडतात.
विद्युत प्रवाह कोठून येतो
विविध पॉवर प्लांटमधील विद्युत जनरेटरद्वारे घरांमध्ये तारांमधून वाहणारी वीज तयार केली जाते. यामध्ये, जनरेटर सतत फिरणाऱ्या टर्बाइनला जोडलेला असतो.
रचना मध्ये जनरेटरचे एक रोटर, एक कॉइल आहे, जो चुंबकाच्या ध्रुवांच्या दरम्यान ठेवला जातो. 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 तुम्ही अनेक प्रकारे टर्बाइन फिरवू शकता. ते तीन प्रकारांमध्ये विभागलेले आहेत:
- नूतनीकरणक्षम - अक्षय्य स्त्रोतांपासून मिळवलेली ऊर्जा: पाण्याचे प्रवाह, सूर्यप्रकाश, वारा, भू-औष्णिक स्रोत आणि जैवइंधन;
- नूतनीकरणीय - वापराच्या दराशी विसंगत अशा संसाधनांमधून मिळवलेली ऊर्जा, जी अतिशय मंद गतीने उद्भवते: कोळसा, तेल, पीट, नैसर्गिक वायू;
- न्यूक्लियर - पेशींच्या विभक्त विखंडनाच्या प्रक्रियेतून मिळवलेली ऊर्जा.
वीज बहुतेकदा खालील ऑपरेशनद्वारे तयार केली जाते:
- हायड्रोइलेक्ट्रिक पॉवर प्लांट्स (एचपीपी) - नद्यांवर बांधले जातात आणि पाण्याच्या प्रवाहाच्या शक्तीचा वापर करतात;
- थर्मल पॉवर प्लांट्स (टीपीपी) - जळत्या इंधनापासून औष्णिक उर्जेवर चालतात;
- अणुऊर्जा प्रकल्प (NPPs) अणु अभिक्रिया प्रक्रियेतून मिळणाऱ्या औष्णिक ऊर्जेवर चालतात.
रूपांतरित ऊर्जा तारांमधून ट्रान्सफॉर्मर सबस्टेशन्स आणि स्विचगियर्समध्ये वाहते आणि नंतर ती शेवटच्या ग्राहकापर्यंत पोहोचते.
आजकाल, तथाकथित पर्यायी प्रकारचे ऊर्जा सक्रियपणे विकसित होत आहेत. यामध्ये पवन टर्बाइन, सौर पॅनेल, भू-औष्णिक स्त्रोतांचा वापर आणि असामान्य घटनांद्वारे वीज मिळविण्याचे इतर मार्ग समाविष्ट आहेत. वैकल्पिक ऊर्जा पारंपारिक स्त्रोतांच्या कामगिरी आणि परतफेडीच्या तुलनेत अत्यंत निकृष्ट आहे, परंतु काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये पैसे वाचविण्यात आणि मुख्य पॉवर ग्रिडवरील भार कमी करण्यात मदत होते.
च्या अस्तित्वाची मिथक देखील आहे BTGS - इंधनविरहित जनरेटर. इंटरनेटवर त्यांच्या कामाचे प्रात्यक्षिक करणारे आणि त्यांना विकण्याची ऑफर देणारे व्हिडिओ आहेत. परंतु या माहितीच्या विश्वासार्हतेबद्दल मोठा वाद आहे.
निसर्गातील विजेचे प्रकार
वीज नैसर्गिकरित्या निर्माण होण्याचे सर्वात सोपे उदाहरण म्हणजे वीज. ढगांमधील पाण्याचे कण सतत एकमेकांशी आदळत असतात, सकारात्मक किंवा नकारात्मक चार्ज होत असतात. हलके, सकारात्मक चार्ज केलेले कण ढगाच्या शीर्षस्थानी संपतात, तर जड, नकारात्मक कण खाली सरकतात. जेव्हा असे दोन ढग एकमेकांपासून पुरेसे जवळ असतात, परंतु भिन्न उंचीवर असतात, तेव्हा एकाचे सकारात्मक शुल्क दुसऱ्याच्या नकारात्मक कणांद्वारे परस्पर आकर्षित होतात. जेव्हा वीज पडते तेव्हा असे होते. ही घटना ढग आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागादरम्यान देखील घडते.
निसर्गातील विजेचे आणखी एक प्रकटीकरण म्हणजे मासे, किरण आणि ईल यांचे विशेष अवयव. ते त्यांचा वापर भक्षकांपासून स्वतःचा बचाव करण्यासाठी किंवा त्यांच्या बळींना थक्क करण्यासाठी इलेक्ट्रिक चार्ज तयार करण्यासाठी करू शकतात.त्यांची संभाव्य श्रेणी अत्यंत कमकुवत स्त्राव, मानवांना अदृश्य, प्राणघातक लोकांपर्यंत आहे. काही मासे शिकार शोधण्यात आणि गढूळ पाण्यात नॅव्हिगेट करण्यात मदत करण्यासाठी स्वत:भोवती कमकुवत विद्युत क्षेत्र तयार करतात. कोणतीही भौतिक वस्तू एका मार्गाने किंवा दुसर्या मार्गाने विकृत करते, जे आसपासच्या जागेला पुन्हा तयार करण्यास आणि डोळ्यांशिवाय "पाहण्यास" मदत करते.
वीज सजीवांच्या मज्जासंस्थेमध्ये देखील प्रकट होते. मज्जातंतू आवेग एका पेशीपासून दुसर्या पेशीमध्ये माहिती प्रसारित करते, ज्यामुळे आपण बाह्य आणि अंतर्गत उत्तेजनांना प्रतिसाद देऊ शकता, विचार करू शकता आणि आपल्या हालचाली नियंत्रित करू शकता.
संबंधित लेख:
