ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ

ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ#

ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ એ એક માર્ગ છે જે વીજળીને પ્રવાહિત થવા દે છે. તેમાં વીજળીના ઊર્જા સ્ત્રોતનો સમાવેશ થાય છે, જેમ કે બેટરી, અને લોડ, જેમ કે લાઇટ બલ્બ. ઊર્જાનો સ્ત્રોત વિદ્યુત સંભવિત તફાવત અથવા વોલ્ટેજ પૂરો પાડે છે, જે પ્રવાહને પ્રવાહિત થવા માટે કારણભૂત બને છે. લોડ વિદ્યુત ઊર્જાનો વપરાશ કરે છે અને તેને બીજા સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરે છે, જેમ કે પ્રકાશ અથવા ઉષ્મા.

ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટના ઘટકો#

ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટના મૂળભૂત ઘટકો છે:

• વિદ્યુત ઊર્જાનો સ્ત્રોત: આ બેટરી, જનરેટર અથવા બીજું કોઈ ઉપકરણ હોઈ શકે છે જે પ્રવાહને ચલાવવા માટે વોલ્ટેજ પૂરો પાડે છે.
• લોડ: આ તે ઉપકરણ છે જે વિદ્યુત ઊર્જાનો વપરાશ કરે છે અને તેને બીજા સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
• વાહકો: આ એવી સામગ્રી છે જે વીજળીને સરળતાથી પ્રવાહિત થવા દે છે. તે સામાન્ય રીતે ધાતુઓથી બનેલા હોય છે, જેમ કે તાંબું અથવા એલ્યુમિનિયમ.
• ઇન્સ્યુલેટરો: આ એવી સામગ્રી છે જે વીજળીને સરળતાથી પ્રવાહિત થવા દેતી નથી. તે સામાન્ય રીતે પ્લાસ્ટિક અથવા રબરથી બનેલા હોય છે.

સર્કિટ વિશ્લેષણ#

સર્કિટ વિશ્લેષણ એ સર્કિટમાં પ્રવાહ, વોલ્ટેજ અને પાવર નક્કી કરવાની પ્રક્રિયા છે. આ વિવિધ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• ઓહમનો નિયમ: ઓહમનો નિયમ જણાવે છે કે સર્કિટમાં પ્રવાહ વોલ્ટેજના સીધા પ્રમાણમાં અને પ્રતિકારના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
• કિર્ચહોફના નિયમો: કિર્ચહોફના નિયમો બે સંરક્ષણ નિયમો છે જે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ્સ પર લાગુ પડે છે. કિર્ચહોફનો પ્રવાહનો નિયમ જણાવે છે કે જંક્શનમાં પ્રવેશતા કુલ પ્રવાહ જંક્શન છોડતા કુલ પ્રવાહ જેટલો હોવો જોઈએ. કિર્ચહોફનો વોલ્ટેજનો નિયમ જણાવે છે કે સર્કિટમાં બંધ લૂપની આસપાસના વોલ્ટેજનો સરવાળો શૂન્યની બરાબર હોવો જોઈએ.
• થેવેનિનનું પ્રમેય: થેવેનિનનું પ્રમેય જણાવે છે કે કોઈપણ સર્કિટને એક જ વોલ્ટેજ સ્ત્રોત અને એક જ રેઝિસ્ટર દ્વારા બદલી શકાય છે.
• નોર્ટનનું પ્રમેય: નોર્ટનનું પ્રમેય જણાવે છે કે કોઈપણ સર્કિટને એક જ પ્રવાહ સ્ત્રોત અને એક જ રેઝિસ્ટર દ્વારા બદલી શકાય છે.

સર્કિટના ઉપયોગો#

ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ્સનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારના ઉપયોગોમાં થાય છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• પાવર વિતરણ: પાવર પ્લાન્ટ્સથી ઘરો અને વ્યવસાયોમાં વીજળી વિતરિત કરવા માટે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ્સનો ઉપયોગ થાય છે.
• લાઇટિંગ: લાઇટને પાવર આપવા માટે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ્સનો ઉપયોગ થાય છે.
• પરિવહન: ઇલેક્ટ્રિક વાહનોને પાવર આપવા માટે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ્સનો ઉપયોગ થાય છે.
• ઔદ્યોગિક મશીનરી: ઔદ્યોગિક મશીનરીને પાવર આપવા માટે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ્સનો ઉપયોગ થાય છે.
• ઇલેક્ટ્રોનિક્સ: ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ્સનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારના ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં થાય છે, જેમ કે કમ્પ્યુટર્સ, ટેલિવિઝન અને સેલ ફોન.

ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ્સ આપણી આધુનિક દુનિયાનો એક આવશ્યક ભાગ છે. તેનો ઉપયોગ પાવર વિતરણથી ઇલેક્ટ્રોનિક્સ સુધીના વિવિધ પ્રકારના ઉપયોગોમાં થાય છે. ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ્સ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે સમજવું ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગના ક્ષેત્રમાં કામ કરવા ઇચ્છતા કોઈપણ વ્યક્તિ માટે આવશ્યક છે.

ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ સંજ્ઞાઓ#

ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ સંજ્ઞાઓનો ઉપયોગ સર્કિટ ડાયાગ્રામમાં વિવિધ ઘટકો અને જોડાણોને રજૂ કરવા માટે થાય છે. આ સંજ્ઞાઓ સર્કિટ ડિઝાઇનને સંચાર કરવાની એક પ્રમાણિત રીત પૂરી પાડે છે અને સર્કિટ્સને સમજવા અને વિશ્લેષણ કરવા સરળ બનાવે છે. અહીં કેટલીક સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ સંજ્ઞાઓ છે:

મૂળભૂત સંજ્ઞાઓ#

• બેટરી: બેટરીને બે સમાંતર રેખાઓ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જેના એક છેડે પ્લસ (+) ચિહ્ન અને બીજા છેડે માઈનસ (-) ચિહ્ન હોય છે.
• રેઝિસ્ટર: રેઝિસ્ટરને ઝિગઝેગ લાઇન દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે.
• કેપેસિટર: કેપેસિટરને ગેપ દ્વારા અલગ કરાયેલી બે સમાંતર રેખાઓ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે.
• ઇન્ડક્ટર: ઇન્ડક્ટરને વાયરના કોઇલ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે.
• ડાયોડ: ડાયોડને ત્રિકોણ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જેની એક બાજુ પર લંબરૂપ રેખા હોય છે.
• ટ્રાન્ઝિસ્ટર: ટ્રાન્ઝિસ્ટરને વર્તુળ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જેની સાથે ત્રણ રેખાઓ જોડાયેલી હોય છે.

સ્વીચો#

• સિંગલ-પોલ સિંગલ-થ્રો (SPST) સ્વીચ: SPST સ્વીચને વર્તુળ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જે બે બિંદુઓને જોડતી રેખા ધરાવે છે.
• ડબલ-પોલ સિંગલ-થ્રો (DPST) સ્વીચ: DPST સ્વીચને બે વર્તુળો દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જે દરેક વર્તુળ પર બે બિંદુઓને જોડતી રેખા ધરાવે છે.
• સિંગલ-પોલ ડબલ-થ્રો (SPDT) સ્વીચ: SPDT સ્વીચને વર્તુળ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જેની સાથે ત્રણ રેખાઓ જોડાયેલી હોય છે.
• ડબલ-પોલ ડબલ-થ્રો (DPDT) સ્વીચ: DPDT સ્વીચને બે વર્તુળો દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જે દરેક વર્તુળ સાથે ત્રણ રેખાઓ જોડાયેલી હોય છે.

મીટરો#

• વોલ્ટમીટર: વોલ્ટમીટરને વર્તુળ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જેની અંદર V હોય છે.
• એમીટર: એમીટરને વર્તુળ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જેની અંદર A હોય છે.
• ઓહમમીટર: ઓહમમીટરને વર્તુળ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જેની અંદર Ω હોય છે.

અન્ય સંજ્ઞાઓ#

• ગ્રાઉન્ડ: ગ્રાઉન્ડને આડી રેખા દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જેની સાથે ઊભી રેખા જોડાયેલી હોય છે.
• સિગ્નલ: સિગ્નલને તરંગી રેખા દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે.
• પાવર: પાવરને વર્તુળ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જેની અંદર P હોય છે.
• ફ્યૂઝ: ફ્યૂઝને વર્તુળ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જેની અંદર F હોય છે.
• રિલે: રિલેને વર્તુળ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જેની અંદર R હોય છે.

આ ઉપયોગમાં લેવાતી અનેક ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ સંજ્ઞાઓમાંથી થોડીક છે. આ સંજ્ઞાઓને સમજીને, તમે સર્કિટ ડાયાગ્રામને સરળતાથી વાંચી અને સમજી શકો છો અને તમારા પોતાના સર્કિટ્સ ડિઝાઇન કરી શકો છો.

ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટના ઘટકો#

ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ એ એક માર્ગ છે જે વીજળીને પ્રવાહિત થવા દે છે. તેમાં વિવિધ ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે જે વિદ્યુત ઊર્જાને નિયંત્રિત કરવા અને ઉપયોગમાં લેવા માટે એકસાથે કાર્ય કરે છે. અહીં ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટના મુખ્ય ઘટકો છે:

1. પાવર સ્ત્રોત:#

પાવર સ્ત્રોત એ ઘટક છે જે સર્કિટને વિદ્યુત ઊર્જા પૂરી પાડે છે. તે બેટરી, જનરેટર અથવા કોઈપણ અન્ય ઉપકરણ હોઈ શકે છે જે વોલ્ટેજ તફાવત ઉત્પન્ન કરી શકે.

2. વાહક:#

વાહક એ એક સામગ્રી છે જે ઇલેક્ટ્રોનને મુક્તપણે પ્રવાહિત થવા દે છે. ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટમાં, ઘટકોને જોડવા અને પ્રવાહને પ્રવાહિત થવા માટે માર્ગ પૂરો પાડવા માટે વાહકોનો ઉપયોગ થાય છે. તેમની ઉચ્ચ વાહકતાને કારણે તાંબાના વાયર સામાન્ય રીતે વાહક તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

3. લોડ:#

લોડ એ ઘટક છે જે સર્કિટમાંથી વિદ્યુત ઊર્જાનો વપરાશ કરે છે. તે લાઇટ બલ્બ, મોટર, રેઝિસ્ટર અથવા કોઈપણ અન્ય ઉપકરણ હોઈ શકે છે જે વિદ્યુત ઊર્જાને ઊર્જાના બીજા સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

4. સ્વીચ:#

સ્વીચ એ એક ઉપકરણ છે જે સર્કિટમાં પ્રવાહના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરે છે. તે સરળ ચાલુ/બંધ સ્વીચ અથવા વધુ જટિલ સ્વીચ હોઈ શકે છે જે સર્કિટમાંથી વહેતા પ્રવાહની માત્રાને નિયંત્રિત કરે છે.

5. રેઝિસ્ટર:#

રેઝિસ્ટર એ એક ઘટક છે જે સર્કિટમાં પ્રવાહના પ્રવાહનો વિરોધ કરે છે. તે સર્કિટમાંથી વહેતા પ્રવાહની માત્રાને મર્યાદિત કરે છે અને વોલ્ટેજ અને પ્રવાહના સ્તરોને નિયંત્રિત કરવા માટે ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે.

6. કેપેસિટર:#

કેપેસિટર એ એક ઘટક છે જે વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં વિદ્યુત ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે. તેનો ઉપયોગ વોલ્ટેજ ફ્લક્ચ્યુએશનને સરળ બનાવવા અને ઊર્જાના અસ્થાયી સ્ત્રોત પૂરા પાડવા માટે થઈ શકે છે.

7. ઇન્ડક્ટર:#

ઇન્ડક્ટર એ એક ઘટક છે જે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વિદ્યુત ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે. તેનો ઉપયોગ પ્રવાહ પ્રવાહમાં ફેરફારનો વિરોધ કરવા માટે થઈ શકે છે અને ફિલ્ટર્સ અને ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે.

8. ટ્રાન્સફોર્મર:#

ટ્રાન્સફોર્મર એ એક ઉપકરણ છે જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન દ્વારા એક સર્કિટથી બીજી સર્કિટમાં વિદ્યુત ઊર્જા સ્થાનાંતરિત કરે છે. તેનો ઉપયોગ સર્કિટમાં વોલ્ટેજ અને પ્રવાહના સ્તરોને બદલવા માટે થઈ શકે છે.

9. ડાયોડ:#

ડાયોડ એ એક સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણ છે જે પ્રવાહને ફક્એક દિશામાં જ પ્રવાહિત થવા દે છે. તેનો ઉપયોગ અલ્ટરનેટિંગ કરંટ (AC)ને ડાયરેક્ટ કરંટ (DC)માં સુધારવા માટે થાય છે અને વિવિધ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં પણ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

10. ટ્રાન્ઝિસ્ટર:#

ટ્રાન્ઝિસ્ટર એ એક સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણ છે જે ઇલેક્ટ્રોનિક સિગ્નલને એમ્પ્લિફાય અથવા સ્વીચ કરી શકે છે. તે આધુનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સનો મૂળભૂત બિલ્ડિંગ બ્લોક છે અને કમ્પ્યુટર્સ, સ્માર્ટફોન અને વિવિધ અન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે.

આ ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટના મુખ્ય ઘટકો છે. આ ઘટકોને વિવિધ રીતે જોડીને, વિવિધ પ્રકારના ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો અને સિસ્ટમ્સ બનાવવાનું શક્ય છે.

ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ ફોર્મ્યુલા#

ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ એ વીજળીને પ્રવાહિત થવા માટેનો માર્ગ છે. તેમાં વિદ્યુત ઊર્જાનો સ્ત્રોત, જેમ કે બેટરી, અને લોડ, જેમ કે લાઇટ બલ્બનો સમાવેશ થાય છે. સર્કિટમાં વીજળીનો પ્રવાહ કેટલાક મૂળભૂત સૂત્રો દ્વારા શાસિત થાય છે.

ઓહમનો નિયમ#

ઓહમનો નિયમ સર્કિટ સિદ્ધાંતમાં સૌથી મૂળભૂત સૂત્ર છે. તે જણાવે છે કે વાહકમાંથી વહેતો પ્રવાહ તેના પર લાગુ કરાયેલા વોલ્ટેજના સીધા પ્રમાણમાં અને વાહકના પ્રતિકારના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.

$$I = V/R$$

જ્યાં:

• I એ એમ્પીયર (A) માં પ્રવાહ છે
• V એ વોલ્ટ (V) માં વોલ્ટેજ છે
• R એ ઓહમ (Ω) માં પ્રતિકાર છે

પાવર ફોર્મ્યુલા#

સર્કિટ દ્વારા વપરાશમાં લેવાતી પાવર એ દર છે જેના પર વિદ્યુત ઊર્જા લોડમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. તેની ગણતરી વોલ્ટેજને પ્રવાહ વડે ગુણાકાર કરીને કરવામાં આવે છે.

$$P = VI$$

જ્યાં:

• P એ વોટ (W) માં પાવર છે
• V એ વોલ્ટ (V) માં વોલ્ટેજ છે
• I એ એમ્પીયર (A) માં પ્રવાહ છે

પ્રતિકાર ફોર્મ્યુલા#

વાહકનો પ્રતિકાર એ પ્રવાહના પ્રવાહનો તેનો વિરોધ માપવાનું માપ છે. તેની ગણતરી વાહક પર લાગુ કરાયેલા વોલ્ટેજને તેમાંથી વહેતા પ્રવાહ વડે ભાગીને કરવામાં આવે છે.

$$R = V/I$$

જ્યાં:

• R એ ઓહમ (Ω) માં પ્રતિકાર છે
• V એ વોલ્ટ (V) માં વોલ્ટેજ છે
• I એ એમ્પીયર (A) માં પ્રવાહ છે

કિર્ચહોફનો પ્રવાહનો નિયમ (KCL)#

કિર્ચહોફનો પ્રવાહનો નિયમ જણાવે છે કે જંક્શનમાં પ્રવેશતા કુલ પ્રવાહ જંક્શન છોડતા કુલ પ્રવાહ જેટલો હોવો જોઈએ. આ નિયમ ચાર્જના સંરક્ષણના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે.

$$\Sigma I_{in} = \Sigma I_{out}$$

જ્યાં:

• Iin એ જંક્શનમાં પ્રવેશતો પ્રવાહ છે
• Iout એ જંક્શન છોડતો પ્રવાહ છે

કિર્ચહોફનો વોલ્ટેજનો નિયમ (KVL)#

કિર્ચહોફનો વોલ્ટેજનો નિયમ જણાવે છે કે સર્કિટમાં બંધ લૂપની આસપાસના વોલ્ટેજનો સરવાળો શૂન્યની બરાબર હોવો જોઈએ. આ નિયમ ઊર્જાના સંરક્ષણના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે.

$$\Sigma V = 0$$

જ્યાં: V એ બંધ લૂપની આસપાસનો વોલ્ટેજ છે

કેપેસિટન્સ ફોર્મ્યુલા#

કેપેસિટન્સ એ ઘટકની વિદ્યુત ચાર્જ સંગ્રહિત કરવાની ક્ષમતા છે. તેની ગણતરી ઘટક પર સંગ્રહિત ચાર્જને તેના પર લાગુ કરાયેલા વોલ્ટેજ વડે ભાગીને કરવામાં આવે છે.

$$C = Q/V$$

જ્યાં:

• C એ ફેરડ (F) માં કેપેસિટન્સ છે
• Q એ કુલંબ (C) માં ચાર્જ છે
• V એ વોલ્ટ (V) માં વોલ્ટેજ છે

ઇન્ડક્ટન્સ ફોર્મ્યુલા#

ઇન્ડક્ટન્સ એ ઘટકની ચુંબકીય ઊર્જા સંગ્રહિત કરવાની ક્ષમતા છે. તેની ગણતરી ઘટક દ્વારા ચુંબકીય ફ્લક્સ લિંકેજને તેમાંથી વહેતા પ્રવાહ વડે ભાગીને કરવામાં આવે છે.

$$L = \Phi/I$$

જ્યાં:

• L એ હેનરી (H) માં ઇન્ડક્ટન્સ છે
• Φ એ વેબર-ટર્ન (Wb-t) માં ચુંબકીય ફ્લક્સ લિંકેજ છે
• I એ એમ્પીયર (A) માં પ્રવાહ છે

આ સર્કિટ સિદ્ધાંતમાં ઉપયોગમાં લેવાતા મૂળભૂત સૂત્રોમાંથી થોડા જ છે. આ સૂત્રોને સમજીને, તમે તમારી ચોક્કસ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ્સનું વિશ્લેષણ અને ડિઝાઇન કરી શકો છો.

ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ્સના પ્રકારો#

ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ્સ તેમાંથી વહેતા પ્રવાહની પ્રકૃતિના આધારે બે મુખ્ય પ્રકારમાં વર્ગીકૃત થયેલ છે:

1. ડાયરેક્ટ કરંટ (DC) સર્કિટ્સ:#

• DC સર્કિટ્સ એવી છે જેમાં પ્રવાહ એક સતત દિશામાં વહે છે.
• DC સર્કિટ્સમાં પ્રવાહ સામાન્ય રીતે બેટરી અથવા અન્ય DC પાવર સ્ત્રોતો દ્વારા પૂરો પાડવામાં આવે છે.
• DC સર્કિટ્સનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્ર