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श्रृंखला और समानांतर सर्किट
बिजली हमारे दैनिक जीवन का एक मौलिक भाग है। यह हमारे घरों, हमारे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और यहां तक कि कुछ कारों को भी शक्ति देती है। बिजली और इसके सर्किट के बुनियादी अवधारणाओं को समझना महत्वपूर्ण है। इस पाठ में, हम बिजली और भौतिकी के क्षेत्रों में महत्वपूर्ण श्रृंखला और समानांतर सर्किट के सिद्धांतों की जांच करेंगे।
एक विद्युत सर्किट क्या है?
एक विद्युत सर्किट एक बंद पथ है जिसके माध्यम से विद्युत धारा बहती है। यह आमतौर पर एक ऊर्जा स्रोत जैसे बैटरी, चालक जैसे तार, और विभिन्न विद्युत घटक जैसे प्रतिरोधक, स्विच और लैंप शामिल होते हैं।
श्रृंखला सर्किट
एक श्रृंखला सर्किट में, घटक एक के बाद एक जुड़े होते हैं ताकि प्रत्येक घटक में समान धारा बहती है।
श्रृंखला सर्किट की विशेषताएँ
- सर्किट का कुल प्रतिरोध व्यक्तिगत प्रतिरोधों का योग होता है:
R कुल = R 1 + R 2 + R 3 + ... - प्रत्येक घटक में समान धारा प्रवाहित होती है।
- सर्किट में कुल वोल्टेज प्रत्येक घटक के वोल्टेज का योग होता है:
V कुल = V 1 + V 2 + V 3 + ...
बैटरी
,
,
[R1]---[R2]---[R3]
,
,
उपरोक्त के रूप में श्रृंखला में जुड़े तीन प्रतिरोधकों पर विचार करें। कुल प्रतिरोध सभी तीन प्रतिरोधकों का योग होता है।
श्रृंखला सर्किट का उदाहरण
मान लीजिए आपके पास तीन प्रतिरोधक हैं जिनके प्रतिरोध 2 ओम, 3 ओम और 5 ओम के हैं, जो 12 वोल्ट बैटरी से जुड़े हैं। कुल प्रतिरोध और धारा की गणना करने के लिए, विचार करें:
R कुल = 2 + 3 + 5 = 10 ओम
अब, ओम के नियम का उपयोग करते हुए ( V = IR ), हम धारा पाते हैं:
I = V / R = 12 वोल्ट / 10 ओम = 1.2 A
अनुप्रयोग
श्रृंखला सर्किट का उपयोग अक्सर उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जहाँ सर्किट का संचालन किसी एक घटक पर निर्भर नहीं होता है। उदाहरण के लिए, कुछ पुराने जमाने के क्रिसमस लाइट्स में, यदि एक बल्ब बंद हो जाता है, तो पूरी स्ट्रिंग बंद हो जाती है, क्योंकि उन्हें श्रृंखला में जोड़ा गया था।
समानांतर सर्किट
एक समानांतर सर्किट में, घटक दो समान बिंदुओं पर जुड़े होते हैं, जिससे विद्युत धारा के लिए कई पथ बनते हैं।
समानांतर सर्किट की विशेषताएँ
- प्रत्येक घटक के पार वोल्टेज समान होता है।
- सर्किट में कुल धारा विभिन्न पथों से होकर प्रवाहित होने वाली धाराओं का योग होता है:
I कुल = I 1 + I 2 + I 3 + ... - सर्किट में कुल प्रतिरोध सबसे छोटे व्यक्तिगत प्रतिरोध से कम होता है। इसे इस तरह से गणना किया जा सकता है:
1/R कुल = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3 + ...
बैटरी
,
,
[R1] [R2]
,
----[R3]----
उपरोक्त समानांतर सर्किट में, प्रत्येक प्रतिरोधक के पार वोल्टेज समान होता है। कुल धारा समानांतर शाखाओं में विभाजित होती है।
समानांतर सर्किट का उदाहरण
कल्पना करें कि आपके पास 6 ओम, 2 ओम और 3 ओम के तीन प्रतिरोधक हैं, जो 9 वोल्ट बैटरी के समानांतर जुड़े हुए हैं। कुल प्रतिरोध को इस तरह से गणना किया जा सकता है:
1/R कुल = 1/6 + 1/2 + 1/3
इसे सरल बनाकर, आपको मिलता है:
1/R कुल = 1/6 + 3/6 + 2/6 = 6/6
इसलिए, R कुल = 1 ओम
बैटरी द्वारा आपूर्ति की गई कुल धारा: I = V / R = 9 वोल्ट / 1 ओम = 9 A
अनुप्रयोग
समानांतर सर्किट आमतौर पर घरेलू वायरिंग सिस्टम में उपयोग किए जाते हैं। घर में प्रत्येक उपकरण, जैसे लाइट बल्ब या पावर आउटलेट, स्वतंत्र रूप से कार्य करते हैं। यदि एक काम करना बंद कर देता है, तो बाकी काम करते रहते हैं।
श्रृंखला और समानांतर सर्किट की तुलना
| विशेषताएँ | श्रृंखला सर्किट | समानांतर सर्किट |
|---|---|---|
| प्रतिरोध | योगात्मक | व्युत्क्रमी योग |
| धारा | सभी घटकों के माध्यम से समान | पथों के बीच विभाजन |
| वोल्टेज | घटकों में विभाजित होता है | सभी घटकों में समान |
| विफलता | यदि एक भी असफल हो जाता है तो सर्किट टूट जाता है | अन्य घटक कार्य करना जारी रखते हैं |
सूत्र पुनर्कथन
श्रृंखला सर्किट सूत्र
- कुल प्रतिरोध:
R कुल = R 1 + R 2 + R 3 + ... - धारा:
I = V / R कुल
समानांतर सर्किट सूत्र
- कुल प्रतिरोध:
1/R कुल = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3 + ... - धारा:
I = V / R कुल
निष्कर्ष
श्रृंखला और समानांतर सर्किट के अंतर को समझने से छात्रों और शौकियों को सर्किट डिज़ाइन करने में मदद मिलती है जो उनकी विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। श्रृंखला सर्किट सरल अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी होते हैं जहाँ समान धारा की आपूर्ति आवश्यक होती है, जबकि समानांतर सर्किट जटिल प्रणालियों के लिए स्थिरता और लचीलापन प्रदान करते हैं।
अपनी समझ का परीक्षण करें
इस परिदृश्य पर विचार करें: आपके पास एक 10 ओम प्रतिरोधक और एक 20 ओम प्रतिरोधक है जो श्रृंखला में 30 वोल्ट बैटरी से जुड़े हैं। कुल प्रतिरोध, कुल वोल्टेज और कुल धारा की गणना करें।
फिर कल्पना करें कि ये दो प्रतिरोधक समानांतर में उसी 30 वोल्ट बैटरी से जुड़े हैं। गणना कैसे बदलती है? इन समस्याओं को हल करके, आप श्रृंखला और समानांतर सर्किट की अपनी समझ को मजबूत कर सकते हैं।
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