विद्युत धारा

एक विद्युत प्रवाह आवेश ित कणों की एक धारा है, जैसे कि  इलेक्ट्रॉन  या  आयन, एक  विद्युत कंडक्टर  या स्थान के माध्यम से चलते हैं। इसे सतह के माध्यम से या  नियंत्रण मात्रा  में विद्युत आवेश के प्रवाह की शुद्ध दर के रूप में मापा जाता है।   गतिमान कणों को आवेश वाहक कहा जाता है, जो  सेमीकंडक्टर  के आधार पर कई प्रकार के कणों में से एक हो सकता है।  विद्युत परिपथ ों में आवेश वाहक अक्सर एक  तार  के माध्यम से गतिमान  इलेक्ट्रॉन छेद  हैं। अर्धचालकों में वे इलेक्ट्रॉन या इलेक्ट्रॉन छिद्र हो सकते हैं। इलेक्ट्रोलाइट # इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री में चार्ज वाहक आयन होते हैं, जबकि  प्लाज्मा (भौतिकी)  में, एक आयनित गैस, वे आयन और इलेक्ट्रॉन होते हैं। विद्युत प्रवाह की इकाई इकाई की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली एम्पेयर, या amp है, जो एक सतह पर एक  कूलम्ब  प्रति सेकंड की दर से विद्युत आवेश का प्रवाह है। एम्पीयर (प्रतीक: ए) एक एसआई आधार इकाई है।  विद्युत धारा को एक  एम्मीटर  नामक उपकरण का उपयोग करके मापा जाता है। विद्युत धाराएं चुंबकीय क्षेत्र  बनाती हैं, जिनका उपयोग मोटर्स, जनरेटर,  प्रारंभ करनेवाला ्स और  ट्रांसफार्मर  में किया जाता है। साधारण कंडक्टरों में, वे  जूल हीटिंग  का कारण बनते हैं, जो  गरमागरम प्रकाश बल्ब ों में प्रकाश पैदा करता है। समय-भिन्न धाराएं विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जन करती हैं, जिनका उपयोग  दूरसंचार  में सूचना प्रसारित करने के लिए किया जाता है।

प्रतीक
धारा के लिए पारंपरिक प्रतीक है $I$, जो फ़्रांसीसी मुहावरे intensité du courant, (वर्तमान तीव्रता) से उत्पन्न हुआ है। वर्तमान तीव्रता को अक्सर केवल वर्तमान के रूप में संदर्भित किया जाता है।   $I$ }} प्रतीक का उपयोग आंद्रे-मैरी एम्पीयर द्वारा किया गया था, जिसके बाद एम्पीयर के बल कानून (1820) को तैयार करने में विद्युत प्रवाह की इकाई का नाम दिया गया था। संकेतन फ्रांस से ग्रेट ब्रिटेन तक गया, जहां यह मानक बन गया, हालांकि कम से कम एक पत्रिका का उपयोग करने से नहीं बदला $C$ प्रति $I$ 1896 तक।

कन्वेंशन
विद्युत चालक में गतिमान आवेशित कण जो विद्युत धारा का निर्माण करते हैं, आवेश वाहक कहलाते हैं। धातुओं में, जो अधिकांश विद्युत परिपथों में तार और अन्य संवाहक बनाते हैं, परमाणुओं के धनात्मक आवेशित परमाणु नाभिक  एक निश्चित स्थिति में होते हैं, और ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉन आवेश वाहक होते हैं, जो धातु में घूमने के लिए स्वतंत्र होते हैं। अन्य सामग्रियों में, विशेष रूप से अर्धचालक, चार्ज वाहक सकारात्मक या नकारात्मक हो सकते हैं, जो इस्तेमाल किए गए डोपेंट पर निर्भर करता है। सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज वाहक एक ही समय में मौजूद हो सकते हैं, जैसा कि  विद्युत रासायनिक सेल  में  इलेक्ट्रोलाइट  में होता है।

धनात्मक आवेशों का प्रवाह समान विद्युत धारा देता है, और परिपथ में विपरीत दिशा में ऋणात्मक आवेशों के समान प्रवाह के समान प्रभाव डालता है। चूँकि करंट या तो धनात्मक या ऋणात्मक आवेशों का प्रवाह हो सकता है, या दोनों, विद्युत धारा की दिशा के लिए एक परिपाटी की आवश्यकता होती है जो आवेश वाहकों के प्रकार से स्वतंत्र होती है। पारंपरिक धारा की दिशा को मनमाने ढंग से उस दिशा के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसमें धनात्मक आवेश प्रवाहित होते हैं। ऋणात्मक रूप से आवेशित वाहक, जैसे कि इलेक्ट्रॉन (धातु के तारों और कई अन्य विद्युत सर्किट  घटकों में आवेश वाहक), इसलिए विद्युत परिपथ में पारंपरिक धारा प्रवाह की विपरीत दिशा में प्रवाहित होते हैं।

संदर्भ दिशा
एक तार या सर्किट तत्व  में एक धारा दो दिशाओं में प्रवाहित हो सकती है। एक  चर (गणित)  को परिभाषित करते समय $$I$$ वर्तमान का प्रतिनिधित्व करने के लिए, सकारात्मक धारा का प्रतिनिधित्व करने वाली दिशा निर्दिष्ट की जानी चाहिए, आमतौर पर सर्किट आरेख  योजनाबद्ध आरेख  पर एक तीर द्वारा। इसे धारा की संदर्भ दिशा कहते हैं $$I$$. जब सर्किट विश्लेषण, एक विशिष्ट सर्किट तत्व के माध्यम से वर्तमान की वास्तविक दिशा आमतौर पर अज्ञात होती है जब तक कि विश्लेषण पूरा नहीं हो जाता। नतीजतन, धाराओं के संदर्भ निर्देश अक्सर मनमाने ढंग से सौंपे जाते हैं। जब सर्किट को हल किया जाता है, तो वर्तमान के लिए एक नकारात्मक मान का अर्थ है कि सर्किट तत्व के माध्यम से वर्तमान की वास्तविक दिशा चुनी गई संदर्भ दिशा के विपरीत है।

ओम का नियम
ओम का नियम बताता है कि दो बिंदुओं के बीच एक कंडक्टर के माध्यम से वर्तमान दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर  के लिए सीधे  आनुपातिकता (गणित)  है। आनुपातिकता की निरंतरता का परिचय, विद्युत प्रतिरोध, एक सामान्य गणितीय समीकरण पर आता है जो इस संबंध का वर्णन करता है: $$I = \frac{V}{R},$$ जहां मैं एम्पीयर की इकाइयों में कंडक्टर के माध्यम से वर्तमान है, वी वाल्ट  की इकाइयों में कंडक्टर में मापा गया संभावित अंतर है, और आर  ओम  की इकाइयों में कंडक्टर का विद्युत प्रतिरोध है। अधिक विशेष रूप से, ओम का नियम कहता है कि इस संबंध में R स्थिर है, धारा से स्वतंत्र है।

प्रत्यावर्ती और प्रत्यक्ष धारा
प्रत्यावर्ती धारा (AC) प्रणालियों में, विद्युत आवेश की गति समय-समय पर दिशा को उलट देती है। एसी  विद्युत शक्ति  का एक रूप है जो आमतौर पर व्यवसायों और आवासों को दिया जाता है।  ए सी पॉवर  सर्किट का सामान्य  तरंग  एक साइन लहर है, हालांकि कुछ अनुप्रयोग वैकल्पिक तरंगों का उपयोग करते हैं, जैसे  त्रिभुज तरंग  या वर्ग तरंगें। बिजली के तारों पर ले जाने वाले  ऑडियो आवृत्ति  और  आकाशवाणी आवृति  सिग्नल भी प्रत्यावर्ती धारा के उदाहरण हैं। इन अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण लक्ष्य एसी सिग्नल पर एन्कोडेड (या संशोधित) जानकारी की वसूली है।

इसके विपरीत, एकदिश धारा  (DC) एक ऐसी प्रणाली को संदर्भित करता है जिसमें विद्युत आवेश की गति केवल एक दिशा में होती है (कभी-कभी इसे यूनिडायरेक्शनल फ्लो कहा जाता है)। डायरेक्ट करंट का उत्पादन  बैटरी (विद्युत),  थर्मोकपल ,  सौर सेल  और  डाइनेमो  टाइप की  कम्यूटेटर (इलेक्ट्रिक)  -टाइप इलेक्ट्रिक मशीनों जैसे स्रोतों द्वारा किया जाता है। प्रत्यावर्ती धारा को  सही करनेवाला  के उपयोग के माध्यम से दिष्ट धारा में भी परिवर्तित किया जा सकता है। एक तार जैसे  कंडक्टर (सामग्री)  में प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित हो सकती है, लेकिन अर्धचालक, विद्युत इन्सुलेशन, या यहां तक ​​कि एक  खालीपन  के माध्यम से भी प्रवाहित हो सकती है जैसे कि  इलेक्ट्रॉन बीम  में। प्रत्यक्ष धारा के लिए एक पुरातनता गैल्वेनिक धारा थी।

घटनाएं
विद्युत प्रवाह के प्राकृतिक अवलोकन योग्य उदाहरणों में बिजली, स्थैतिक बिजली  और सौर हवा,  ध्रुवीय अरोरा  का स्रोत शामिल हैं।

विद्युत प्रवाह की मानव निर्मित घटनाओं में धातु के तारों में चालन इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह शामिल होता है जैसे कि ओवरहेड पावर लाइनें जो लंबी दूरी तक विद्युत शक्ति संचरण  प्रदान करती हैं और विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के भीतर छोटे तार। एड़ी धाराएँ विद्युत धाराएँ होती हैं जो बदलते चुंबकीय क्षेत्रों के संपर्क में आने वाले कंडक्टरों में होती हैं। इसी तरह, विद्युत धाराएं, विशेष रूप से सतह में,  विद्युत चुम्बकीय तरंग ों के संपर्क में आने वाले कंडक्टरों की होती हैं। जब  रेडियो एंटीना  के भीतर विद्युत धाराएं सही वोल्टेज पर प्रवाहित होती हैं, तो  रेडियो तरंग ें उत्पन्न होती हैं।

इलेक्ट्रानिक्स में, विद्युत प्रवाह के अन्य रूपों में प्रतिरोधों के माध्यम से या  वेक्यूम - ट्यूब  में वैक्यूम के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह,  बैटरी (बिजली)  के अंदर आयनों का प्रवाह, और धातुओं और अर्धचालकों के भीतर इलेक्ट्रॉन छेद का प्रवाह शामिल है।

करंट का एक जैविक उदाहरण न्यूरॉन्स  और तंत्रिकाओं में आयनों का प्रवाह है, जो विचार और संवेदी धारणा दोनों के लिए जिम्मेदार है।

वर्तमान माप
एमीटर का उपयोग करके करंट को मापा जा सकता है।

विद्युत धारा को सीधे बिजली की शक्ति नापने का यंत्र  से मापा जा सकता है, लेकिन इस विधि में विद्युत परिपथ को तोड़ना शामिल है, जो कभी-कभी असुविधाजनक होता है।

करंट से जुड़े चुंबकीय क्षेत्र का पता लगाकर सर्किट को तोड़े बिना भी करंट को मापा जा सकता है। सर्किट स्तर पर उपकरण, करंट मापने के लिए विभिन्न वर्तमान संवेदन तकनीक  का उपयोग करते हैं:
 * शंट रोकनेवाला
 * हॉल प्रभाव करंट सेंसर ट्रांसड्यूसर
 * वर्तमान करेंट ट्रांसफॉर्मर हालांकि डीसी को मापा नहीं जा सकता)
 * magnetoresistance फील्ड सेंसर
 * रोगोवस्की कुंडल
 * वर्तमान क्लैंप

प्रतिरोधक ताप
जूल हीटिंग, जिसे ओमिक हीटिंग और प्रतिरोधक हीटिंग के रूप में भी जाना जाता है, बिजली अपव्यय की प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक चालक (सामग्री) के माध्यम से विद्युत प्रवाह के पारित होने से चालक की  आंतरिक ऊर्जा  बढ़ जाती है,   थर्मोडायनामिक कार्य  को ऊष्मा में परिवर्तित करना।  इस घटना का पहली बार 1841 में  जेम्स प्रेस्कॉट जूल  द्वारा अध्ययन किया गया था। जूल ने  पानी  के एक निश्चित  द्रव्यमान  में तार की लंबाई को डुबोया और 30  मिनट  की अवधि के लिए तार के माध्यम से एक ज्ञात धारा के कारण  तापमान  वृद्धि को मापा। तार की धारा और लंबाई में परिवर्तन करके उसने यह निष्कर्ष निकाला कि उत्पन्न गर्मी तार के विद्युत प्रतिरोध से गुणा की गई धारा के  वर्ग (बीजगणित)  के अनुपात (गणित) थी।

$$P \propto I^2 R. $$ इस संबंध को जूल का प्रथम नियम जूल का नियम कहते हैं।  ऊर्जा  की SI इकाई को बाद में जूल नाम दिया गया और इसे प्रतीक J दिया गया।  शक्ति की सामान्य रूप से ज्ञात एसआई इकाई,  वाट  (प्रतीक: डब्ल्यू), एक जूल प्रति सेकंड के बराबर है।

विद्युत चुम्बक
विद्युत चुम्बक में तारों की एक कुण्डली चुम्बक की भाँति व्यवहार करती है जब उसमें से विद्युत धारा प्रवाहित होती है। जब करंट को बंद कर दिया जाता है, तो कॉइल तुरंत अपना चुंबकत्व खो देता है। विद्युत धारा एक चुंबकीय क्षेत्र  उत्पन्न करती है। चुंबकीय क्षेत्र को तार के चारों ओर वृत्ताकार क्षेत्र रेखाओं के एक पैटर्न के रूप में देखा जा सकता है जो तब तक बना रहता है जब तक कि करंट रहता है।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण
चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग विद्युत धाराएं बनाने के लिए भी किया जा सकता है। जब एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र को एक कंडक्टर पर लागू किया जाता है, तो एक विद्युत प्रभावन बल  (ईएमएफ) प्रेरित होता है,  जो एक उपयुक्त मार्ग होने पर विद्युत प्रवाह शुरू करता है।

रेडियो तरंगें
जब रेडियो फ्रीक्वेंसी  पर  एंटीना (रेडियो)  में विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो  रेडियो तरंगें  उत्पन्न की जा सकती हैं। ये प्रकाश की गति से यात्रा करते हैं और दूर के कंडक्टरों में विद्युत धाराएं पैदा कर सकते हैं।

विभिन्न मीडिया में चालन तंत्र
धात्विक ठोसों में, विद्युत आवेश निम्न से उच्च विद्युत क्षमता  की ओर इलेक्ट्रॉनों के माध्यम से प्रवाहित होता है। अन्य मीडिया में, आवेशित वस्तुओं की कोई भी धारा (आयन, उदाहरण के लिए) एक विद्युत प्रवाह का निर्माण कर सकती है। चार्ज वाहक के प्रकार से स्वतंत्र वर्तमान की परिभाषा प्रदान करने के लिए, पारंपरिक धारा को सकारात्मक चार्ज प्रवाह के समान दिशा में आगे बढ़ने के रूप में परिभाषित किया गया है। इसलिए, धातुओं में जहां आवेश वाहक (इलेक्ट्रॉन) ऋणात्मक होते हैं, पारंपरिक धारा समग्र इलेक्ट्रॉन गति के विपरीत दिशा में होती है। कंडक्टरों में जहां चार्ज वाहक सकारात्मक होते हैं, पारंपरिक धारा उसी दिशा में होती है जैसे चार्ज वाहक।

निर्वात में, आयनों या इलेक्ट्रॉनों का एक पुंज बन सकता है। अन्य प्रवाहकीय सामग्रियों में, विद्युत प्रवाह एक ही समय में धनात्मक और ऋणात्मक रूप से आवेशित दोनों कणों के प्रवाह के कारण होता है। अभी भी अन्य में, करंट पूरी तरह से प्रोटॉन कंडक्टर  के कारण होता है। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोलाइट्स में विद्युत धाराएं सकारात्मक और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों के प्रवाह हैं। एक सामान्य लेड-एसिड  विद्युत रसायन  सेल में, विद्युत धाराएं एक दिशा में बहने वाले सकारात्मक  हाइड्रोनियम  आयनों और दूसरी दिशा में बहने वाले नकारात्मक सल्फेट आयनों से बनी होती हैं। विद्युत स्पार्क या  प्लाज्मा भौतिकी  में विद्युत धाराएं इलेक्ट्रॉनों के साथ-साथ सकारात्मक और नकारात्मक आयनों का प्रवाह हैं। बर्फ में और कुछ ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स में, विद्युत प्रवाह पूरी तरह से बहने वाले आयनों से बना होता है।

धातु
एक धातु में, प्रत्येक परमाणु में कुछ बाहरी इलेक्ट्रॉन अलग-अलग अणुओं से बंधे नहीं होते हैं क्योंकि वे आणविक ठोस  में होते हैं, या पूर्ण बैंड में होते हैं क्योंकि वे इन्सुलेट सामग्री में होते हैं, लेकिन धातु # परिभाषा के भीतर जाने के लिए स्वतंत्र होते हैं। ये  चालन इलेक्ट्रॉन  करंट ले जाने वाले चार्ज कैरियर के रूप में काम कर सकते हैं। धातुएं विशेष रूप से प्रवाहकीय होती हैं क्योंकि इनमें से कई मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं। कोई बाहरी  विद्युत क्षेत्र  लागू नहीं होने से, ये इलेक्ट्रॉन  तापीय ऊर्जा  के कारण बेतरतीब ढंग से घूमते हैं, लेकिन औसतन, धातु के भीतर शून्य शुद्ध धारा होती है। कमरे के तापमान पर, इन यादृच्छिक गतियों की औसत गति 10. है6 मीटर प्रति सेकंड। एक सतह को देखते हुए जिसके माध्यम से एक धातु का तार गुजरता है, इलेक्ट्रॉन दोनों दिशाओं में सतह पर समान दर से चलते हैं। जैसा कि जॉर्ज गामो  ने अपनी  लोकप्रिय विज्ञान  पुस्तक, वन, टू, थ्री...इन्फिनिटी (1947) में लिखा है, धात्विक पदार्थ अन्य सभी सामग्रियों से इस तथ्य से भिन्न होते हैं कि उनके परमाणुओं के बाहरी कोश शिथिल रूप से बंधे होते हैं, और अक्सर एक उनके इलेक्ट्रॉन मुक्त हो जाते हैं। इस प्रकार एक धातु का आंतरिक भाग बड़ी संख्या में अनासक्त इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है जो विस्थापित व्यक्तियों की भीड़ की तरह लक्ष्यहीन रूप से यात्रा करते हैं। जब एक धातु के तार को उसके विपरीत सिरों पर विद्युत बल लगाया जाता है, तो ये मुक्त इलेक्ट्रॉन बल की दिशा में भागते हैं, इस प्रकार जिसे हम विद्युत प्रवाह कहते हैं, का निर्माण करते हैं।

जब एक धातु के तार को एक डायरेक्ट करंट वोल्टेज स्रोत  जैसे बैटरी (बिजली) के दो टर्मिनलों से जोड़ा जाता है, तो स्रोत कंडक्टर के पार एक विद्युत क्षेत्र रखता है। जिस क्षण संपर्क किया जाता है, कंडक्टर के मुक्त इलेक्ट्रॉनों को इस क्षेत्र के प्रभाव में  सकारात्मक (विद्युत ध्रुवीयता)  टर्मिनल की ओर जाने के लिए मजबूर किया जाता है। इसलिए मुक्त इलेक्ट्रॉन एक विशिष्ट ठोस चालक में आवेश वाहक होते हैं।

एक सतह के माध्यम से चार्ज के एक स्थिर प्रवाह के लिए, वर्तमान I (एम्पीयर में) की गणना निम्नलिखित समीकरण के साथ की जा सकती है: $$I = {Q \over t} \, ,$$ जहाँ Q एक समय  t में सतह के माध्यम से स्थानांतरित विद्युत आवेश है। यदि Q और t को क्रमशः कूलम्ब और सेकंड में मापा जाता है, तो I एम्पीयर में होता है।

अधिक सामान्यतः, विद्युत धारा को उस दर के रूप में दर्शाया जा सकता है जिस पर किसी दी गई सतह से आवेश प्रवाहित होता है: $$I = \frac{\mathrm{d}Q}{\mathrm{d}t} \, .$$

इलेक्ट्रोलाइट्स
इलेक्ट्रोलाइट्स में विद्युत धाराएं विद्युत आवेशित कणों (आयनों) का प्रवाह होती हैं। उदाहरण के लिए, यदि सोडियम  के विलयन के आर-पार एक विद्युत क्षेत्र रखा जाता है+ और  क्लोरीन - (और स्थितियां सही हैं) सोडियम आयन ऋणात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) की ओर बढ़ते हैं, जबकि क्लोराइड आयन धनात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) की ओर बढ़ते हैं। दोनों इलेक्ट्रोड सतहों पर प्रतिक्रियाएं होती हैं, प्रत्येक आयन को बेअसर करती हैं।

पानी-बर्फ और कुछ ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स जिन्हें प्रोटॉन कंडक्टर कहा जाता है, में सकारात्मक हाइड्रोजन आयन (प्रोटॉन) होते हैं जो मोबाइल होते हैं। इन सामग्रियों में, विद्युत धाराएं चलती प्रोटॉन से बनी होती हैं, जो धातुओं में गतिमान इलेक्ट्रॉनों के विपरीत होती हैं।

कुछ इलेक्ट्रोलाइट मिश्रणों में, चमकीले रंग के आयन गतिमान विद्युत आवेश होते हैं। रंग की धीमी प्रगति वर्तमान को दृश्यमान बनाती है।

गैस ों और प्लाज्मा
ब्रेकडाउन क्षेत्र के नीचे हवा और अन्य सामान्य गैसों में, विद्युत चालन का प्रमुख स्रोत रेडियोधर्मी गैसों, पराबैंगनी प्रकाश या ब्रह्मांडीय किरणों द्वारा उत्पादित अपेक्षाकृत कुछ मोबाइल आयनों के माध्यम से होता है। चूंकि विद्युत चालकता कम है, गैसें डाइलेक्ट्रिक्स या विद्युत इन्सुलेशन हैं। हालांकि, एक बार जब लागू विद्युत क्षेत्र ढांकता हुआ  टूटने के मूल्य तक पहुंच जाता है, तो मुक्त इलेक्ट्रॉनों को विद्युत क्षेत्र द्वारा पर्याप्त रूप से त्वरित किया जाता है ताकि हिमस्खलन टूटने की प्रक्रिया में टकराकर, और आयनीकरण, तटस्थ गैस परमाणुओं या  अणु ओं को अतिरिक्त मुक्त इलेक्ट्रॉनों का निर्माण किया जा सके। टूटने की प्रक्रिया एक प्लाज्मा (भौतिकी) बनाती है जिसमें इसे विद्युत चालक बनाने के लिए पर्याप्त मोबाइल इलेक्ट्रॉन और सकारात्मक आयन होते हैं। इस प्रक्रिया में, यह एक प्रकाश उत्सर्जक प्रवाहकीय पथ बनाता है, जैसे  स्थिरविद्युत निर्वाह,  इलेक्ट्रिक आर्क  या लाइटनिंग।

प्लाज़्मा (भौतिकी) पदार्थ की वह अवस्था है जहाँ गैस के कुछ इलेक्ट्रॉनों को उनके अणुओं या परमाणुओं से अलग या आयनित किया जाता है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एक प्लाज्मा उच्च तापमान, या एक उच्च विद्युत या वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र के अनुप्रयोग द्वारा बनाया जा सकता है। अपने कम द्रव्यमान के कारण, एक प्लाज्मा में इलेक्ट्रॉन भारी धनात्मक आयनों की तुलना में विद्युत क्षेत्र की प्रतिक्रिया में अधिक तेज़ी से गति करते हैं, और इसलिए वर्तमान के थोक को ले जाते हैं। मुक्त आयन नए रासायनिक यौगिक बनाने के लिए पुनर्संयोजन करते हैं (उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय ऑक्सीजन को एकल ऑक्सीजन में तोड़ना [O .]2 → 2O], जो फिर ओजोन  बनाने के लिए पुनर्संयोजन करता है [O3]).

वैक्यूम
चूंकि एक खाली स्थान में कोई आवेशित कण नहीं होता है, यह सामान्य रूप से एक आदर्श इन्सुलेटर के रूप में व्यवहार करता है। हालांकि, धातु इलेक्ट्रोड सतह क्षेत्र इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन  या थर्मोनिक उत्सर्जन के माध्यम से मुक्त इलेक्ट्रॉनों या आयनों को इंजेक्ट करके निर्वात के क्षेत्र को प्रवाहकीय बनने का कारण बन सकती है। ऊष्मीय उत्सर्जन तब होता है जब तापीय ऊर्जा धातु के कार्य कार्य से अधिक हो जाती है, जबकि क्षेत्र इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन तब होता है जब धातु की सतह पर विद्युत क्षेत्र  क्वांटम टनलिंग  का कारण बनने के लिए पर्याप्त होता है, जिसके परिणामस्वरूप धातु से मुक्त इलेक्ट्रॉनों को निर्वात में निकाल दिया जाता है।. बाहरी रूप से गर्म इलेक्ट्रोड का उपयोग अक्सर एक इलेक्ट्रॉन बादल  उत्पन्न करने के लिए किया जाता है जैसे कि  विद्युत फिलामेंट  या अप्रत्यक्ष रूप से वैक्यूम ट्यूब के  गर्म कैथोड  में। जब छोटे तापदीप्त  क्रिट्रोन  (कैथोड स्पॉट या एनोड स्पॉट कहा जाता है) बनते हैं, तो  ठंडा कैथोड  स्वचालित रूप से थर्मिओनिक उत्सर्जन के माध्यम से इलेक्ट्रॉन बादलों का उत्पादन कर सकता है। ये इलेक्ट्रोड सतह के गरमागरम क्षेत्र हैं जो स्थानीयकृत उच्च धारा द्वारा बनाए जाते हैं। इन क्षेत्रों को क्षेत्र इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन द्वारा शुरू किया जा सकता है, लेकिन एक बार वैक्यूम चाप बनने के बाद स्थानीयकृत थर्मोनिक उत्सर्जन द्वारा बनाए रखा जाता है। ये छोटे इलेक्ट्रॉन उत्सर्जक क्षेत्र उच्च विद्युत क्षेत्र के अधीन धातु की सतह पर काफी तेजी से, यहां तक ​​कि विस्फोटक रूप से भी बना सकते हैं। वैक्यूम ट्यूब और क्रिट्रॉन वैक्यूम चालकता पर आधारित कुछ इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग और एम्पलीफाइंग डिवाइस हैं।

अतिचालकता
अतिचालकता बिल्कुल शून्य विद्युत प्रतिरोध और चालकता  और कुछ सामग्रियों में होने वाले चुंबकीय क्षेत्रों के निष्कासन की एक घटना है जब  क्रायोजेनिक्स  एक विशेषता  महत्वपूर्ण बिंदु (ऊष्मप्रवैगिकी)  के नीचे होता है। इसकी खोज 8 अप्रैल, 1911 को  प्रमुख  में  हेइक कामेरलिंग ओन्नेस  ने की थी।  लौह चुम्बकत्व  और  परमाणु वर्णक्रमीय रेखा ओं की तरह, अतिचालकता एक  क्वांटम यांत्रिकी  घटना है। यह मेइस्नर प्रभाव की विशेषता है, सुपरकंडक्टर के आंतरिक भाग से चुंबकीय क्षेत्र की पूर्ण अस्वीकृति के रूप में यह सुपरकंडक्टिंग राज्य में संक्रमण करता है।  मीस्नर प्रभाव  की घटना इंगित करती है कि अतिचालकता को केवल  शास्त्रीय भौतिकी  में पूर्ण चालक के आदर्शीकरण के रूप में नहीं समझा जा सकता है।

अर्धचालक
एक अर्धचालक में कभी-कभी सकारात्मक इलेक्ट्रॉन छिद्र के प्रवाह के कारण धारा के बारे में सोचना उपयोगी होता है (मोबाइल धनात्मक आवेश वाहक जो ऐसे स्थान होते हैं जहां अर्धचालक क्रिस्टल में एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन गायब होता है)। पी-टाइप सेमीकंडक्टर में यही स्थिति है। एक अर्धचालक में विद्युत चालकता और एक इन्सुलेटर (विद्युत)  के बीच परिमाण में विद्युत चालकता मध्यवर्ती होती है। इसका मतलब है कि चालकता मोटे तौर पर 10. की सीमा में है-2 से 10. तक4 सीमेंस (इकाई)  प्रति सेंटीमीटर (S⋅cm .)-1)।

क्लासिक क्रिस्टलीय अर्धचालकों में, इलेक्ट्रॉनों में केवल कुछ बैंड (यानी ऊर्जा के स्तर की सीमा) के भीतर ही ऊर्जा हो सकती है। ऊर्जावान रूप से, ये बैंड जमीनी अवस्था की ऊर्जा के बीच स्थित होते हैं, वह अवस्था जिसमें इलेक्ट्रॉन पदार्थ के परमाणु नाभिक से कसकर बंधे होते हैं, और मुक्त इलेक्ट्रॉन ऊर्जा, बाद में एक इलेक्ट्रॉन के लिए पूरी तरह से बचने के लिए आवश्यक ऊर्जा का वर्णन करता है। सामग्री। ऊर्जा बैंड प्रत्येक इलेक्ट्रॉनों के कई असतत क्वांटम राज्यों के अनुरूप होते हैं, और कम ऊर्जा वाले अधिकांश राज्यों (नाभिक के करीब) पर कब्जा कर लिया जाता है, एक विशेष बैंड तक जिसे संयोजी बंध  कहा जाता है। सेमीकंडक्टर्स और इंसुलेटर  धातुओं  से अलग होते हैं क्योंकि किसी भी धातु में वैलेंस बैंड सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत लगभग इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है, जबकि उनमें से बहुत कम (सेमीकंडक्टर) या वस्तुतः कोई भी (इन्सुलेटर) कंडक्शन बैंड में उपलब्ध नहीं होता है, बैंड तुरंत ऊपर वैलेंस बैंड।

संयोजकता बैंड से चालन बैंड तक अर्धचालक में रोमांचक इलेक्ट्रॉनों की आसानी बैंड के बीच ऊर्जा अंतराल  पर निर्भर करती है। इस ऊर्जा बैंड अंतराल का आकार अर्धचालकों और विद्युत इन्सुलेशन के बीच एक मनमानी विभाजन रेखा (लगभग 4  इलेक्ट्रॉनवोल्ट ) के रूप में कार्य करता है।

सहसंयोजक बंधों के साथ, एक इलेक्ट्रॉन एक पड़ोसी बंधन में कूदकर चलता है। पाउली अपवर्जन सिद्धांत  की आवश्यकता है कि इलेक्ट्रॉन को उस बंधन की उच्च विरोधी बंधन अवस्था में उठा लिया जाए। स्थानीयकृत राज्यों के लिए, उदाहरण के लिए एक आयाम में – वह एक  नैनोवायर  में है, प्रत्येक ऊर्जा के लिए एक अवस्था होती है जिसमें एक दिशा में इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह होता है और दूसरी अवस्था में इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह होता है। एक शुद्ध धारा के प्रवाह के लिए, एक दिशा के लिए दूसरी दिशा की तुलना में अधिक राज्यों पर कब्जा किया जाना चाहिए। ऐसा होने के लिए, ऊर्जा की आवश्यकता होती है, क्योंकि अर्धचालक में अगले उच्च राज्य बैंड गैप से ऊपर होते हैं। अक्सर इसे इस प्रकार कहा जाता है: पूर्ण बैंड विद्युत चालकता में योगदान नहीं करते हैं। हालांकि, जैसे ही अर्धचालक का तापमान पूर्ण शून्य से ऊपर उठता है, अर्धचालक में जाली कंपन पर और कंडक्शन बैंड में रोमांचक इलेक्ट्रॉनों पर खर्च करने के लिए अधिक ऊर्जा होती है। चालन बैंड में वर्तमान-वाहक इलेक्ट्रॉनों को मुक्त इलेक्ट्रॉनों के रूप में जाना जाता है, हालांकि उन्हें अक्सर इलेक्ट्रॉन कहा जाता है यदि यह संदर्भ में स्पष्ट है।

वर्तमान घनत्व और ओम का नियम
वर्तमान घनत्व वह दर है जिस पर आवेश एक चुने हुए इकाई क्षेत्र से होकर गुजरता है। इसे एक  वेक्टर (ज्यामितीय)  के रूप में परिभाषित किया गया है जिसका परिमाण प्रति इकाई क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र में वर्तमान है।  जैसा कि #Reference दिशा में चर्चा की गई है, दिशा मनमानी है। परंपरागत रूप से, यदि गतिमान आवेश धनात्मक होते हैं, तो धारा घनत्व का वही चिह्न होता है जो आवेशों के वेग का होता है। ऋणात्मक आवेशों के लिए, धारा घनत्व का चिन्ह आवेशों के वेग के विपरीत होता है।   SI  में, धारा घनत्व (प्रतीक: j) एम्पीयर प्रति वर्ग मीटर की SI आधार इकाइयों में व्यक्त किया जाता है। धातु जैसे रैखिक पदार्थों में, और कम आवृत्तियों के तहत, कंडक्टर की सतह पर वर्तमान घनत्व एक समान होता है। ऐसी स्थितियों में, ओम का नियम कहता है कि धारा उस धातु (आदर्श) प्रतिरोधक (या अन्य ओमिक डिवाइस ) के दो सिरों (पार) के बीच संभावित अंतर के सीधे आनुपातिक है: $$I = {V \over R} \, ,$$ कहाँ पे $$I$$ वर्तमान है, एम्पीयर में मापा जाता है; $$V$$ वोल्ट में मापा जाने वाला संभावित अंतर है; तथा $$R$$ विद्युत प्रतिरोध है, जिसे ओम (इकाई)  में मापा जाता है। वैकल्पिक धाराओं के लिए, विशेष रूप से उच्च आवृत्तियों पर, त्वचा के प्रभाव के कारण सतह के पास उच्च घनत्व के साथ, कंडक्टर क्रॉस-सेक्शन में असमान रूप से फैलता है, इस प्रकार स्पष्ट प्रतिरोध में वृद्धि होती है।

बहाव गति
एक चालक के भीतर चल रहे आवेशित कण गैस के कणों की तरह लगातार यादृच्छिक दिशाओं में चलते हैं। (अधिक सटीक रूप से, एक फर्मी गैस ।) आवेश का शुद्ध प्रवाह बनाने के लिए, कणों को भी एक औसत बहाव दर के साथ चलना चाहिए। अधिकांश धातुओं में इलेक्ट्रॉन आवेश वाहक होते हैं और वे एक अनिश्चित पथ का अनुसरण करते हैं, परमाणु से परमाणु तक उछलते हैं, लेकिन आम तौर पर विद्युत क्षेत्र की विपरीत दिशा में बहते हैं। वे जिस गति से बहाव करते हैं उसकी गणना समीकरण से की जा सकती है: $$I=nAvQ \, ,$$ कहाँ पे आमतौर पर, ठोस पदार्थों में विद्युत आवेश धीरे-धीरे प्रवाहित होते हैं। उदाहरण के लिए, क्रॉस-सेक्शन 0.5 मिमी. के तांबे के तार में2, 5 A की धारा लेकर, इलेक्ट्रॉनों का बहाव वेग एक मिलीमीटर प्रति सेकंड के क्रम पर है। एक अलग उदाहरण लेने के लिए, कैथोड रे ट्यूब  के अंदर के पास-वैक्यूम में, इलेक्ट्रॉन प्रकाश की गति के दसवें हिस्से के करीब-सीधी रेखाओं में यात्रा करते हैं।
 * $$I$$ विद्युत धारा है
 * $$n$$ प्रति इकाई आयतन में आवेशित कणों की संख्या है (या आवेश वाहक घनत्व)
 * $$A$$ कंडक्टर का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है
 * $$v$$ बहाव वेग है, और
 * $$Q$$ प्रत्येक कण पर आवेश है।

कोई भी त्वरित विद्युत आवेश, और इसलिए कोई भी विद्युत प्रवाह, एक विद्युत चुंबकत्व  तरंग को जन्म देता है जो कंडक्टर की सतह के बाहर बहुत तेज गति से फैलता है। यह गति आमतौर पर प्रकाश की गति का एक महत्वपूर्ण अंश है, जैसा कि मैक्सवेल के समीकरणों से निकाला जा सकता है, और इसलिए इलेक्ट्रॉनों के बहाव वेग से कई गुना तेज है। उदाहरण के लिए, विद्युत शक्ति संचरण में, विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा की तरंगें तारों के बीच की जगह के माध्यम से फैलती हैं, एक स्रोत से दूर के  बाहरी विद्युत भार  तक जाती हैं, भले ही तारों में इलेक्ट्रॉन केवल थोड़ी दूरी पर आगे-पीछे होते हैं।

मुक्त स्थान में विद्युत चुम्बकीय तरंग की गति और प्रकाश की गति के अनुपात को वेग कारक  कहा जाता है, और यह कंडक्टर के विद्युत चुम्बकीय गुणों और उसके आसपास की इन्सुलेट सामग्री और उनके आकार और आकार पर निर्भर करता है।

इन तीन वेगों के परिमाण (प्रकृति नहीं) को गैसों से जुड़े तीन समान वेगों के साथ सादृश्य द्वारा चित्रित किया जा सकता है। ( हाइड्रोलिक सादृश्य भी देखें।)
 * आवेश वाहकों का कम बहाव वेग वायु गति के अनुरूप होता है; दूसरे शब्दों में, हवाएँ।
 * विद्युत चुम्बकीय तरंगों की उच्च गति गैस में ध्वनि की गति के लगभग समान होती है (ध्वनि तरंगें हवा में बड़े पैमाने की गति जैसे संवहन की तुलना में बहुत तेज गति से चलती हैं)
 * आवेशों की यादृच्छिक गति ऊष्मा के अनुरूप होती है – बेतरतीब ढंग से कंपन करने वाले गैस कणों का तापीय वेग।

यह भी देखें

 * वर्तमान घनत्व
 * विद्युत का झटका
 * विद्युत माप
 * इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का इतिहास
 * मात्राओं की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली
 * एसआई विद्युत चुंबकत्व इकाइयाँ
 * एकल चरण विद्युत शक्ति
 * स्थैतिक बिजली
 * तीन चरण विद्युत शक्ति
 * दो चरण विद्युत शक्ति

इस पृष्ठ में अनुपलब्ध आंतरिक कड़ियों की सूची

 * आवेशित कण
 * प्रभारी वाहक
 * इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली
 * रोशनी
 * विद्युतचुम्बकीय तरंगें
 * दोपंत
 * विद्युत कंडक्टर
 * विद्युतीय प्रतिरोध
 * स्क्वेर वेव
 * साइन तरंग
 * संग्राहक
 * प्राचीन्तावाद
 * विद्युतीय इन्सुलेशन
 * भंवर धारा
 * अवरोध
 * सौर पवन
 * आकाशीय बिजली
 * शक्ति का अपव्यय
 * गर्मी
 * जौल
 * और संयुक्त
 * solenoid
 * इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन
 * प्रकाश कि गति
 * बिजली की चिंगारी
 * प्रोटोन
 * हिमस्खलन टूटना
 * ढांकता हुआ टूटना
 * आयनीकृत
 * मुक्त स्थान
 * किसी गर्म स्त्रोत से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन
 * निर्वात चाप
 * समारोह का कार्य
 * सही कंडक्टर
 * इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी
 * कितना राज्य
 * परम शुन्य
 * त्वचा का प्रभाव
 * बहाव का वेग
 * ताँबा
 * कंवेक्शन
 * एकल-चरण विद्युत शक्ति