ओम का नियम विद्युत धारा और संभावित अंतर के बीच संबंध बताता है। अधिकांश कंडक्टरों के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा उस पर लागू वोल्टेज के सीधे आनुपातिक होती है। जर्मन भौतिक विज्ञानी जॉर्ज साइमन ओम, ओम के नियम को प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित करने वाले पहले व्यक्ति थे।
ओम के नियम की व्याख्या | om ka niyam
विद्युत परिपथ के सबसे बुनियादी और महत्वपूर्ण नियमों में से एक ओम का नियम है।
ओम का नियम कहता है कि किसी चालक पर वोल्टेज उसमें प्रवाहित धारा के सीधे आनुपातिक होता है, बशर्ते सभी भौतिक स्थितियाँ और तापमान स्थिर रहें।
गणितीय रूप से, यह वर्तमान-वोल्टेज संबंध इस प्रकार लिखा गया है,
समीकरण में, आनुपातिकता के स्थिरांक, R को प्रतिरोध कहा जाता है और इसमें प्रतीक Ω के साथ ओम की इकाइयाँ होती हैं।
वर्तमान और प्रतिरोध की गणना करने के लिए उसी सूत्र को क्रमशः निम्नानुसार फिर से लिखा जा सकता है:
ओम का नियम केवल तभी सत्य होता है जब प्रदान किया गया तापमान और अन्य भौतिक कारक स्थिर रहते हैं। कुछ घटकों में, धारा बढ़ाने से तापमान बढ़ जाता है। इसका एक उदाहरण एक प्रकाश बल्ब का फिलामेंट है, जिसमें करंट बढ़ने पर तापमान बढ़ता है। इस स्थिति में, ओम का नियम लागू नहीं किया जा सकता है। लाइटबल्ब फिलामेंट ओम के नियम का उल्लंघन करता है।
ओम का नियम कथन: ओम का नियम कहता है कि किसी चालक पर वोल्टेज उसके माध्यम से बहने वाली धारा के सीधे आनुपातिक होता है, बशर्ते सभी भौतिक स्थितियाँ और तापमान स्थिर रहें।
ओम का नियम समीकरण: V = IR, जहां V कंडक्टर के पार वोल्टेज है, I कंडक्टर के माध्यम से बहने वाली धारा है और R कंडक्टर द्वारा करंट के प्रवाह के लिए प्रदान किया गया प्रतिरोध है।वोल्टेज, करंट और प्रतिरोध के बीच संबंध
पंक्तियों 1, 2 और 3 का विश्लेषण करने पर, हमें यह समझ में आता है कि वोल्टेज को दोगुना और तिगुना करने से सर्किट में धारा दोगुनी और तिगुनी हो जाती है। इसी तरह, जब हम पंक्तियों 1 और 4 और पंक्तियों 2 और 5 की तुलना करते हैं, तो हमें समझ में आता है कि कुल प्रतिरोध को दोगुना करने से सर्किट में करंट आधा हो जाता है।
ओम के नियम के लिए जल पाइप सादृश्य
ओम का नियम एक प्रतिरोध के माध्यम से धारा प्रवाह का वर्णन करता है जब प्रतिरोध के प्रत्येक छोर पर विभिन्न विद्युत क्षमता (वोल्टेज) लागू होते हैं। चूँकि हम इलेक्ट्रॉनों को नहीं देख सकते हैं, जल-पाइप सादृश्य हमें विद्युत सर्किट को बेहतर ढंग से समझने में मदद करता है। पाइपों के माध्यम से बहने वाला पानी एक अच्छी यांत्रिक प्रणाली है जो विद्युत सर्किट के अनुरूप है।
यहां, वोल्टेज पानी के दबाव के अनुरूप है, करंट पाइप के माध्यम से बहने वाले पानी की मात्रा है, और प्रतिरोध पाइप का आकार है। जब अधिक दबाव (वोल्टेज) लगाया जाएगा और पाइप जितना बड़ा होगा (प्रतिरोध कम होगा) तो पाइप से अधिक पानी बहेगा (करंट)।
ओम के नियम का प्रायोगिक सत्यापन
ओम के नियम को निम्नलिखित प्रयोग द्वारा आसानी से सत्यापित किया जा सकता है:
आवश्यक उपकरण:
- अवरोध | Resistor
- एम्मिटर | Ammeter
- वाल्टमीटर | Voltmeter
- बैटरी | Battery
- प्लग कुंजी | Plug Key
- रिओस्तात | Rheostat
सर्किट आरेख:
प्रक्रिया: | Procedure:
- प्रारंभ में, कुंजी K को बंद कर दिया जाता है और एमीटर A और वोल्टमीटर V में न्यूनतम रीडिंग प्राप्त करने के लिए रिओस्टेट को समायोजित किया जाता है।
- रिओस्टेट के स्लाइडिंग टर्मिनल को घुमाकर सर्किट में करंट को धीरे-धीरे बढ़ाया जाता है। प्रक्रिया के दौरान, सर्किट में प्रवाहित धारा और प्रतिरोध तार आर के पार संभावित अंतर का संबंधित मान दर्ज किया जाता है।
- इस प्रकार वोल्टेज और करंट के मानों के विभिन्न सेट प्राप्त होते हैं।
- V और I के मानों के प्रत्येक सेट के लिए, V/I के अनुपात की गणना की जाती है।
- जब आप प्रत्येक मामले के लिए अनुपात V/I की गणना करते हैं, तो आप देखेंगे कि यह लगभग समान है। तो V/I = R, जो एक स्थिरांक है।
- विभवान्तर के विरुद्ध धारा का ग्राफ खींचिए, यह एक सीधी रेखा होगी। इससे पता चलता है कि धारा संभावित अंतर के समानुपाती होती है।
समान पाठन: Similar Reading:
- किरचॉफ का नियम | Kirchhoff’s Law
- फैराडे के नियम | Faraday’s Laws
- ऊष्मप्रवैगिकी के नियम | Laws of Thermodynamics
ओम का नियम जादुई त्रिभुज
आप विभिन्न चरों (V, I, R) को हल करने के लिए उपयोग किए जाने वाले ओम के नियम के विभिन्न समीकरणों को याद रखने के लिए ओम के नियम के जादुई त्रिकोण का उपयोग कर सकते हैं।
यदि वोल्टेज का मान पूछा गया है और धारा और प्रतिरोध का मान दिया गया है, तो वोल्टेज की गणना करने के लिए बस शीर्ष पर V को कवर करें। तो, हमारे पास I और R या I × R बचे हैं। इसलिए, वोल्टेज के लिए समीकरण करंट को प्रतिरोध से गुणा किया जाता है। ओम के नियम का उपयोग करके वोल्टेज निर्धारित करने के लिए जादुई त्रिकोण का उपयोग कैसे किया जाता है, इसके उदाहरण नीचे दिए गए हैं।
ओम का नियम समस्याओं का समाधान करता है | Ohm’s Law Solved Problems
उदाहरण 1: यदि किसी विद्युत इस्तरी का प्रतिरोध 50 Ω है और प्रतिरोध से 3.2 A धारा प्रवाहित होती है। दो बिंदुओं के बीच वोल्टेज ज्ञात करें।
समाधान:
यदि हमें धारा और प्रतिरोध के मान के साथ वोल्टेज के मान की गणना करने के लिए कहा जाए, तो त्रिकोण में V को कवर करें। अब, हमारे पास I और R या अधिक सटीक रूप से I × R बचे हैं।
इसलिए, हम V के मान की गणना के लिए निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करते हैं:
V = I × R
समीकरण में मानों को प्रतिस्थापित करने पर, हमें प्राप्त होता है
V = 3.2 A × 50 Ω = 160 V
| V = 160V |
उदाहरण 2: 8.0 वी का एक ईएमएफ स्रोत एक विशुद्ध रूप से प्रतिरोधी विद्युत उपकरण (एक प्रकाश बल्ब) से जुड़ा है। इसमें 2.0 A की विद्युत धारा प्रवाहित होती है। प्रवाहकीय तारों को प्रतिरोध-मुक्त मानें। विद्युत उपकरण द्वारा प्रस्तुत प्रतिरोध की गणना करें।
समाधान:
जब हमें वोल्टेज और करंट के मान दिए जाने पर प्रतिरोध का मान निर्धारित करने के लिए कहा जाता है, तो हम त्रिकोण में R को कवर करते हैं। यह हमारे पास केवल V और I, अधिक सटीक रूप से V ÷ I, छोड़ता है।
समीकरण में मानों को प्रतिस्थापित करने पर, हमें प्राप्त होता है
R = V ÷ I
R = 8 V ÷ 2 A = 4 Ω
| R = 4 Ω |
ओम के नियम का उपयोग करके विद्युत शक्ति की गणना | Calculating Electrical Power Using Ohm’s Law
वह दर जिस पर गतिमान आवेशों की विद्युत ऊर्जा से ऊर्जा के किसी अन्य रूप जैसे यांत्रिक ऊर्जा, ऊष्मा ऊर्जा, चुंबकीय क्षेत्र या विद्युत क्षेत्र में संग्रहीत ऊर्जा में परिवर्तित होती है, विद्युत शक्ति कहलाती है। शक्ति की इकाई वाट है। विद्युत शक्ति की गणना ओम के नियम का उपयोग करके और वोल्टेज, करंट और प्रतिरोध के मूल्यों को प्रतिस्थापित करके की जा सकती है।
शक्ति खोजने का फार्मूला | Formula to find power
जब वोल्टेज और करंट के मान दिए गए हों,
जब वोल्टेज और प्रतिरोध के मान दिए जाते हैं,
जब धारा और प्रतिरोध के मान दिए गए हों,
शक्ति त्रिभुज क्या है? | What is a Power Triangle?
जब अन्य दो मापदंडों के मान हमें दिए जाते हैं तो विद्युत शक्ति, वोल्टेज और करंट का मूल्य निर्धारित करने के लिए पावर त्रिकोण का उपयोग किया जा सकता है। शक्ति त्रिकोण में, शक्ति (P) शीर्ष पर है और धारा (I) और वोल्टेज (V) नीचे हैं।
जब धारा और वोल्टेज का मान दिया जाता है, तो शक्ति ज्ञात करने का सूत्र है,
जब शक्ति और वोल्टेज का मान दिया जाता है, तो धारा ज्ञात करने का सूत्र है,
जब शक्ति और धारा का मान दिया जाता है, तो वोल्टेज ज्ञात करने का सूत्र है,
ओम का नियम पाई चार्ट | Ohm’s Law Pie Chart
विभिन्न मापदंडों के बीच संबंध को बेहतर ढंग से समझने के लिए, हम वोल्टेज, करंट, प्रतिरोध और शक्ति को खोजने के लिए उपयोग किए जाने वाले सभी समीकरणों को ले सकते हैं और उन्हें एक सरल ओम के नियम पाई चार्ट में संक्षेपित कर सकते हैं जैसा कि नीचे दिखाया गया है।
ओम का नियम मैट्रिक्स तालिका | Ohm’s Law Matrix Table
ऊपर दिखाए गए ओम के नियम पाई चार्ट की तरह, हम अज्ञात मान की गणना करते समय आसान संदर्भ के लिए अलग-अलग ओम के कानून समीकरणों को एक सरल मैट्रिक्स तालिका में संक्षेपित कर सकते हैं जैसा कि नीचे दिखाया गया है।
ओम का नियम अनुप्रयोग | Ohm’s Law Applications
ओम के नियम के मुख्य अनुप्रयोग हैं:
- किसी विद्युत परिपथ के वोल्टेज, प्रतिरोध या धारा का निर्धारण करना।
- ओम का नियम इलेक्ट्रॉनिक घटकों में वांछित वोल्टेज ड्रॉप को बनाए रखता है।
- ओम के नियम का उपयोग डीसी एमीटर और अन्य डीसी शंट में करंट को मोड़ने के लिए भी किया जाता है।
ओम के नियम की सीमाएँ | Limitations of Ohm’s Law
ओम के नियम की सीमाएँ निम्नलिखित हैं:
- ओम का नियम डायोड और ट्रांजिस्टर जैसे एकतरफा विद्युत तत्वों पर लागू नहीं होता है क्योंकि वे करंट को केवल एक दिशा में प्रवाहित होने देते हैं।
- कैपेसिटेंस, प्रतिरोध इत्यादि जैसे पैरामीटर वाले गैर-रेखीय विद्युत तत्वों के लिए वोल्टेज और वर्तमान का अनुपात समय के संबंध में स्थिर नहीं होगा जिससे ओम के नियम का उपयोग करना मुश्किल हो जाएगा।
