परिपथ में विद्युत धारा सदैव इसकी किसी क्रिया से प्रकट होती है। यह एक निश्चित भार और वर्तमान के साथ की क्रिया दोनों में काम हो सकता है। इस प्रकार, करंट की क्रिया से, कोई किसी दिए गए सर्किट में उसकी उपस्थिति या अनुपस्थिति का न्याय कर सकता है: यदि लोड काम कर रहा है, तो करंट है। यदि एक विशिष्ट वर्तमान-संबंधित घटना देखी जाती है, तो सर्किट में करंट होता है, आदि।

सामान्य तौर पर, विद्युत प्रवाह विभिन्न क्रियाओं को करने में सक्षम होता है: थर्मल, रासायनिक, चुंबकीय (विद्युत चुम्बकीय), प्रकाश या यांत्रिक, और विभिन्न प्रकार की वर्तमान क्रियाएं अक्सर एक साथ दिखाई देती हैं। इस लेख में इन घटनाओं और वर्तमान की क्रियाओं पर चर्चा की जाएगी।

विद्युत प्रवाह का ऊष्मीय प्रभाव

जब एक प्रत्यक्ष या प्रत्यावर्ती विद्युत धारा किसी चालक से होकर गुजरती है, तो चालक गर्म हो जाता है। विभिन्न परिस्थितियों और अनुप्रयोगों के तहत ऐसे हीटिंग कंडक्टर हो सकते हैं: धातु, इलेक्ट्रोलाइट्स, प्लाज्मा, धातु पिघल, अर्धचालक, अर्धधातु।

सरलतम स्थिति में, यदि, मान लीजिए, एक नाइक्रोम तार के माध्यम से एक विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है, तो यह गर्म हो जाएगा। इस घटना का उपयोग हीटिंग उपकरणों में किया जाता है: इलेक्ट्रिक केटल्स, बॉयलर, हीटर, इलेक्ट्रिक स्टोव इत्यादि में। इलेक्ट्रिक आर्क वेल्डिंग में, इलेक्ट्रिक आर्क का तापमान आम तौर पर 7000 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है, और धातु आसानी से पिघल जाती है - यह थर्मल प्रभाव भी है वर्तमान का।

सर्किट खंड में जारी गर्मी की मात्रा इस खंड पर लागू वोल्टेज, प्रवाह के मूल्य और इसके प्रवाह के समय () पर निर्भर करती है।

सर्किट के एक खंड के लिए ओम के नियम को बदलकर, गर्मी की मात्रा की गणना करने के लिए वोल्टेज या करंट का उपयोग करना संभव है, लेकिन फिर सर्किट के प्रतिरोध को जानना अनिवार्य है, क्योंकि यह वह है जो करंट को सीमित करता है और कारण बनता है , वास्तव में, हीटिंग। या, सर्किट में करंट और वोल्टेज को जानकर, आप उतनी ही आसानी से निकली गर्मी की मात्रा का पता लगा सकते हैं।

विद्युत धारा की रासायनिक क्रिया

प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह की क्रिया के तहत आयनों वाले इलेक्ट्रोलाइट्स - यह वर्तमान का रासायनिक प्रभाव है। इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान ऋणात्मक आयन (आयन) धनात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) की ओर आकर्षित होते हैं, और धनात्मक आयन (धनायन) ऋणात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) की ओर आकर्षित होते हैं। यही है, इलेक्ट्रोलाइट में निहित पदार्थ, इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में, वर्तमान स्रोत के इलेक्ट्रोड पर जारी किए जाते हैं।

उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोड की एक जोड़ी को एक निश्चित एसिड, क्षार या नमक के घोल में डुबोया जाता है, और जब विद्युत प्रवाह को सर्किट से गुजारा जाता है, तो एक इलेक्ट्रोड पर एक सकारात्मक चार्ज और दूसरे पर एक नकारात्मक चार्ज बनता है। विलयन में निहित आयन विपरीत आवेश के साथ इलेक्ट्रोड पर जमा होने लगते हैं।

उदाहरण के लिए, कॉपर सल्फेट (CuSO4) के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, तांबे के धनायन Cu2+ धनात्मक आवेश के साथ ऋणात्मक आवेशित कैथोड में चले जाते हैं, जहाँ वे लापता चार्ज प्राप्त करते हैं, और इलेक्ट्रोड सतह पर बसने वाले तटस्थ तांबे के परमाणु बन जाते हैं। हाइड्रॉक्सिल समूह -OH एनोड पर इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देगा, और परिणामस्वरूप ऑक्सीजन जारी किया जाएगा। धनावेशित H+ हाइड्रोजन धनायन और ऋणात्मक आवेशित SO42-आयन विलयन में रहेंगे।

विद्युत प्रवाह की रासायनिक क्रिया का उपयोग उद्योग में किया जाता है, उदाहरण के लिए, पानी को उसके घटक भागों (हाइड्रोजन और ऑक्सीजन) में विघटित करने के लिए। इसके अलावा, इलेक्ट्रोलिसिस आपको कुछ धातुओं को उनके शुद्ध रूप में प्राप्त करने की अनुमति देता है। इलेक्ट्रोलिसिस की मदद से, एक निश्चित धातु (निकल, क्रोमियम) की एक पतली परत सतह पर लेपित होती है - यह, आदि।

1832 में, माइकल फैराडे ने पाया कि इलेक्ट्रोड पर जारी पदार्थ का द्रव्यमान m विद्युत आवेश q के सीधे आनुपातिक है जो इलेक्ट्रोलाइट से होकर गुजरा है। यदि एक समय t के लिए एक प्रत्यक्ष धारा I को इलेक्ट्रोलाइट से गुजारा जाता है, तो फैराडे का इलेक्ट्रोलिसिस का पहला नियम मान्य है:

यहाँ आनुपातिकता k के गुणांक को पदार्थ का विद्युत-रासायनिक तुल्यांक कहते हैं। यह संख्यात्मक रूप से इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से एकल विद्युत आवेश के पारित होने के दौरान जारी पदार्थ के द्रव्यमान के बराबर है, और पदार्थ की रासायनिक प्रकृति पर निर्भर करता है।

किसी भी चालक (ठोस, द्रव या गैसीय) में विद्युत धारा की उपस्थिति में चालक के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र देखा जाता है, अर्थात एक धारावाही चालक चुंबकीय गुण प्राप्त कर लेता है।

इसलिए, यदि कंडक्टर के पास एक चुंबक लाया जाता है जिसके माध्यम से धारा प्रवाहित होती है, उदाहरण के लिए, चुंबकीय कंपास सुई के रूप में, तो तीर कंडक्टर के लंबवत हो जाएगा, और यदि कंडक्टर लोहे के कोर पर घाव है और ए कंडक्टर के माध्यम से प्रत्यक्ष प्रवाह पारित किया जाता है, कोर एक विद्युत चुंबक बन जाएगा।

1820 में, ओर्स्टेड ने चुंबकीय सुई पर करंट के चुंबकीय प्रभाव की खोज की, और एम्पीयर ने करंट के साथ कंडक्टरों के चुंबकीय संपर्क के मात्रात्मक नियमों की स्थापना की।

एक चुंबकीय क्षेत्र हमेशा करंट से उत्पन्न होता है, अर्थात विद्युत आवेशों को गतिमान करके, विशेष रूप से आवेशित कणों (इलेक्ट्रॉनों, आयनों) द्वारा। विपरीत दिशा में निर्देशित धाराएं एक दूसरे को प्रतिकर्षित करती हैं, यूनिडायरेक्शनल धाराएं एक दूसरे को आकर्षित करती हैं।

इस तरह की यांत्रिक बातचीत धाराओं के चुंबकीय क्षेत्रों की बातचीत के कारण होती है, अर्थात, यह सबसे पहले, एक चुंबकीय संपर्क है, और उसके बाद ही एक यांत्रिक है। इस प्रकार, धाराओं का चुंबकीय संपर्क प्राथमिक है।

1831 में, फैराडे ने स्थापित किया कि एक सर्किट से एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र में दूसरे सर्किट में करंट उत्पन्न होता है: उत्पन्न ईएमएफ चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के समानुपाती होता है। यह तर्कसंगत है कि यह धाराओं की चुंबकीय क्रिया है जो आज तक सभी ट्रांसफार्मर में उपयोग की जाती है, न कि केवल विद्युत चुम्बकों में (उदाहरण के लिए, औद्योगिक में)।

अपने सरलतम रूप में, विद्युत प्रवाह के चमकदार प्रभाव को एक गरमागरम दीपक में देखा जा सकता है, जिसके सर्पिल को वर्तमान के माध्यम से सफेद गर्मी में गुजरने से गर्म किया जाता है और प्रकाश उत्सर्जित करता है।

एक गरमागरम लैंप के लिए, प्रकाश ऊर्जा आपूर्ति की गई बिजली का लगभग 5% है, शेष 95% गर्मी में परिवर्तित हो जाती है।

फ्लोरोसेंट लैंप अधिक कुशलता से वर्तमान ऊर्जा को प्रकाश में परिवर्तित करते हैं - 20% तक बिजली को फॉस्फोर के लिए दृश्य प्रकाश में परिवर्तित किया जाता है, जो पारा वाष्प में विद्युत निर्वहन या नियॉन जैसे निष्क्रिय गैस से प्राप्त होता है।

एल ई डी में विद्युत प्रवाह के चमकदार प्रभाव को अधिक प्रभावी ढंग से महसूस किया जाता है। जब आगे की दिशा में पी-एन जंक्शन के माध्यम से एक विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है, चार्ज वाहक - इलेक्ट्रॉन और छेद - फोटॉन के उत्सर्जन के साथ पुनर्संयोजित होते हैं (इलेक्ट्रॉनों के एक ऊर्जा स्तर से दूसरे में संक्रमण के कारण)।

सबसे अच्छा प्रकाश उत्सर्जक प्रत्यक्ष-अंतर अर्धचालक हैं (यानी, जो प्रत्यक्ष ऑप्टिकल बैंड-टू-बैंड संक्रमण की अनुमति देते हैं), जैसे GaAs, InP, ZnSe, या CdTe। अर्धचालकों की संरचना को बदलकर, पराबैंगनी (GaN) से मध्य-अवरक्त (PbS) तक सभी संभावित तरंग दैर्ध्य के लिए एलईडी बनाना संभव है। एक प्रकाश स्रोत के रूप में एक एलईडी की दक्षता औसतन 50% तक पहुँच जाती है।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, प्रत्येक कंडक्टर जिसके माध्यम से एक विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है, अपने चारों ओर बनता है। चुंबकीय क्रियाओं को गति में परिवर्तित किया जाता है, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रिक मोटर्स में, चुंबकीय उठाने वाले उपकरणों में, चुंबकीय वाल्व में, रिले में, आदि।

एक धारा की दूसरे पर यांत्रिक क्रिया एम्पीयर के नियम का वर्णन करती है। यह कानून पहली बार 1820 में आंद्रे मैरी एम्पीयर द्वारा प्रत्यक्ष धारा के लिए स्थापित किया गया था। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि एक दिशा में बहने वाली विद्युत धाराओं वाले समानांतर कंडक्टर आकर्षित होते हैं, और विपरीत दिशाओं में वे पीछे हटते हैं।

एम्पीयर के नियम को कानून भी कहा जाता है जो उस बल को निर्धारित करता है जिसके साथ एक चुंबकीय क्षेत्र वर्तमान-वाहक कंडक्टर के एक छोटे से खंड पर कार्य करता है। जिस बल के साथ चुंबकीय क्षेत्र एक चुंबकीय क्षेत्र में वर्तमान के साथ एक कंडक्टर तत्व पर कार्य करता है, वह कंडक्टर में वर्तमान और कंडक्टर लंबाई तत्व और चुंबकीय प्रेरण के वेक्टर उत्पाद के सीधे आनुपातिक होता है।

यह इस सिद्धांत पर आधारित है, जहां रोटर एक करंट के साथ एक फ्रेम की भूमिका निभाता है, जो स्टेटर के बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में टॉर्क एम के साथ उन्मुख होता है।