दिष्ट धारा
दिष्ट धारा (DC) विद्युतआवेश का एक-दिशात्मक विद्युत प्रवाह है।विद्युत रासायनिक सेल दिष्ट धारा का एक प्रमुख उदाहरण है। दिष्ट धारा प्रवाहित होने के लिए अर्धचालक तार की आवश्यकता हो सकती है लेकिन यह अर्धचालक, इन्सुलेटर, इलेक्ट्रॉन या आयन बीम के रूप में निर्वात के माध्यम से भी प्रवाहित हो सकती है जैसे कि इलेक्ट्रॉन बीम में है। विद्युत प्रवाह एक स्थिर दिशा में प्रवाहित होता है जो इसे प्रत्यावर्ती धारा (एसी) से भिन्न करता है। इस प्रकार की विद्युत के लिए पहले उपयोग किए जाने वाला शब्द गैल्वेनिक करंट था।[1]
संक्षिप्त रूप से एसी और डीसी (दिष्ट धारा) का उपयोग सामान्यतः वैकल्पिक और प्रत्यक्ष के अर्थ हेतु किया जाता है, जैसे कि जब वे विद्युत या वोल्टेज को संशोधित करते हैं।[2][3]
दिष्ट धारा को एक दिष्टकारी के उपयोग से प्रत्यावर्ती धारा आपूर्ति से परिवर्तित किया जा सकता है जिसमें इलेक्ट्रानिक्स तत्व (सामान्य रूप से) या इलेक्ट्रोमैकेनिकल तत्व (ऐतिहासिक रूप से) होते हैं जो धारा को केवल एक दिशा में प्रवाहित करने की अनुमति देते हैं। इन्वर्टर (विद्युत) के माध्यम से दिष्ट धारा को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित किया जा सकता है।
दिष्ट धारा के कई उपयोग हैं। इसे बैटरी चार्ज करने से लेकर विद्युत प्रणालियां, मोटर आदि के लिए बड़ी बिजली आपूर्ति तक उपयोग किया जाता है। प्रत्यक्ष-धारा के माध्यम से प्रदान की जाने वाली बहुत बड़ी मात्रा में विद्युत ऊर्जा का उपयोग अल्युमीनियम और अन्य विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं को गलाने में उपयोग किया जाता है। इसका कुछ उपयोग रेलवे व मुख्य रूप से शहरी क्षेत्रों के लिए भी किया जाता है। उच्च वोल्टेज दिष्ट धारा का उपयोग दूर क्षेत्रों से बड़ी मात्रा में बिजली संचारित करने या वैकल्पिक करंट पावर ग्रिड (उच्च तनाव केबलों की एक प्रणाली) को अच्छी प्रकार से जोड़ने के लिए किया जाता है।
इतिहास
सन 1800 में इटली के भौतिक विज्ञानीएलेसेंड्रो वोल्टा की बैटरी उनके वोल्टाइक ढेर द्वारा प्रत्यक्ष धारा का उत्पादन किया गया था।[5] धारा कैसे प्रवाहित होती है इसकी प्रकृति अभी तक समझ में नहीं आई थी। फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी आंद्रे-मैरी एम्पीयर ने अनुमान लगाया कि धारा सकारात्मक से नकारात्मक की ओर एक दिशा में यात्रा करती है।[6] जब 1832 में फ्रांसीसी उपकरण निर्माता हिप्पोलीटे पिक्सी ने प्रथम डाइनेमो बनाया तो उन्होंने पाया कि जैसे चुंबक ने तार के किनारों को प्रत्येक आधे मोड़ पर तार के लूप को पारित किया, यह बिजली के प्रवाह को उल्टा कर देता है जिससे एक प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न होती है।[7] एम्पीयर के सुझाव पर पिक्सी ने बाद में एक कम्यूटेटर (इलेक्ट्रिक) (एक प्रकार का "स्विच" जहां शाफ्ट पर "ब्रश" संपर्कों के साथ दिष्ट धारा उत्पन्न करने के लिए कार्य करते हैं) जोड़ा ताकि दिष्ट धारा प्रवाह उत्पन्न हो सके।
सन 1870 के दशक के अंत और 1880 के दशक के प्रारंभ में बिजली स्टेशनों पर बिजली उत्पन्न होने लगी। ये शुरू में बहुत उच्च वोल्टेज (सामान्यतः 3000 वोल्ट से अधिक) दिष्ट धारा या प्रत्यावर्ती धारा पर चलने वाली पावर आर्क लाइटिंग (स्ट्रीट लाइटिंग का एक लोकप्रिय प्रकार) के लिए स्थापित किए गए थे।[8] इसके बाद आविष्कारक थॉमस एडीसन ने 1882 में अपने तापदीप्त बल्ब आधारित विद्युत सार्वजनिक उपयोगिता को प्रारंभ करने के बाद व्यापार और घरों में आंतरिक विद्युत प्रकाश व्यवस्था के लिए कम वोल्टेज प्रत्यक्ष धारा का व्यापक उपयोग किया गया। ट्रांसफार्मर का उपयोग करने मेंअधिक लंबी संचरण दूरी की अनुमति देने के लिए वोल्टेज बढ़ाने और कम करने के लिए अगले कुछ दशकों में बिजली वितरण में प्रत्यावर्ती धारा द्वारा दिष्ट धारा को बदल दिया गया। 1950 के दशक के मध्य में उच्च-वोल्टेज दिष्ट धारा संचार विकसित किया गया था और अब यह लंबी दूरी के उच्च वोल्टेज प्रत्यावर्ती धारा प्रणाली के स्थान पर एक विकल्प है। समुद्र के नीचे लंबी दूरी के केबलों हेतु (उदाहरण के लिए देशों के बीच, जैसे नॉरनेड ) प्रत्यक्ष धारा विकल्प एकमात्र तकनीकी रूप से व्यवहार्य विकल्प है। दिष्ट धारा की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, जैसे कि तीसरी रेल विद्युत प्रणाली, प्रत्यावर्ती धारा को एक सबस्टेशन में वितरित किया जाता है जो धारा को दिष्ट धारा में बदलने के लिए शोधक (रेक्टिफायर) का उपयोग करता है।
विभिन्न परिभाषाएं
दिष्ट धारा के डीसी शब्द का उपयोग बिजली प्रणालियों को संदर्भित करने के लिए किया जाता है जो वोल्टेज या धारा और निरंतर, शून्य-आवृत्ति या कम वोल्टेज या धारा के स्थानीय माध्य मान को संदर्भित करने के लिए एक विद्युत ध्रुवता मात्र का उपयोग करते हैं।[9] उदाहरण के लिए, डीसी वोल्टेज स्रोत में वोल्टेज स्थिर है जैसा कि डीसी वर्तमान स्रोत के माध्यम से होता है। विद्युत परिपथ का डीसी समाधान एक उपाय है जहां सभी वोल्टेज और धाराएं स्थिर होती हैं। यह दिखाया जा सकता है कि किसी भी स्थिर प्रक्रिया वोल्टेज या विद्युत तरंग को दिष्ट धारा घटक और शून्य-माध्य समय-भिन्न घटक के योग में विघटित किया जा सकता है जहां दिष्ट धारा घटक को अपेक्षित मान, वोल्टेज या धारा के औसत मान के रूप में सदैव परिभाषित किया गया है।
डीसी "डायरेक्ट करंट (दिष्ट धारा)" के लिए उपयोग किया जाता है जहां डीसी सामान्यतः "निरंतर ध्रुवीयता" को संदर्भित करता है। इस परिभाषा के अनुसार डीसी वोल्टेज समय के साथ अलग-अलग हो सकते हैं जैसा कि एक शोधक के कच्चे आउटपुट या टेलीफोन लाइन पर उतार-चढ़ाव वाले ध्वनि निर्देश में देखा जाता है।
दिष्ट धारा के कुछ रूपों (जैसे कि एक वोल्टेज नियामक द्वारा उत्पादित) में वोल्टेज में लगभग कोई भिन्नता नहीं होती है परंतु फिर भी प्राप्त विद्युत शक्ति और धारा में भिन्नता हो सकती है।
परिपथ
दिष्ट धारा परिपथ एक विद्युत परिपथ है जिसमें निरंतर वोल्टेज स्रोतों, निरंतर विद्युत स्रोतों और प्रतिरोधों का एक संयोजन होता है। इस स्थिति में सर्किट वोल्टेज और धाराएं समय से स्वतंत्र होती हैं। विशेष परिपथ वोल्टेज या धारा किसी भी परिपथ वोल्टेज या धारा के पिछले मान पर निर्भर नहीं करता है। इसका तात्पर्य है कि दिष्ट धारा परिपथ का प्रतिनिधित्व करने वाले समीकरणों की प्रणाली में समय के संबंध में अखंडता या भिन्नता सम्मिलित नहीं हैं।
यदि एक संधारित्र या प्रेरक को दिष्ट धारा परिपथ में जोड़ा जाता है तो परिणामस्वरूप परिपथ, दिष्ट धारा परिपथ नहीं होता है। जबकि ऐसे अधिकांश परिपथ में दिष्ट धारा समाधान होता है। जब परिपथ डीसी स्थिर अवस्था में होता है तो यह समाधान परिपथ वोल्टेज और धाराएं देता है। इस तरह के परिपथ को अंतर समीकरणों की एक प्रणाली द्वारा दर्शाया जाता है। इन समीकरणों के समाधान में सामान्य रूप से एक अलग-अलग या क्षणिक भाग के साथ-साथ स्थिर या स्थिर अवस्था वाला भाग होता है। यह स्थिर अवस्था वाला भाग है जो DC समाधान है। कुछ परिपथ ऐसे होते हैं जिनमें DC समाधान नहीं होता है। दो सरल उदाहरण, संधारित्र से जुड़ा निरंतर धारा स्रोत और प्रेरक से जुड़ा निरंतर वोल्टेज स्रोत है।
इलेक्ट्रॉनिक्स में, डीसी परिपथ के रूप में डीसी वोल्टेज स्रोत जैसे बैटरी या डीसी पावर सप्लाई के आउटपुट द्वारा संचालित परिपथ को संदर्भित करना सामान्य बात है किन्तु इसका अर्थ यह है कि परिपथ डीसी संचालित है।
अनुप्रयोग
घरेलू और व्यावसायिक भवन
दिष्ट धारा सामान्य रूप से कई अतिरिक्त- कम वोल्टेज अनुप्रयोगों और कुछ कम वोल्टेज अनुप्रयोगों में पायी जाती है मुख्यतः जहां ये बैटरी (बिजली) या सौर ऊर्जा प्रणालियों द्वारा संचालित होते हैं (क्योंकि दोनों केवल डीसी (दिष्ट धारा) का उत्पादन कर सकते हैं)।
अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक्स परिपथों को डीसी बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होती है।
घरेलू डीसी उपयोग में सामान्य रूप से विभिन्न प्रकार के जैक (कनेक्टर) , डीसी कनेक्टर और जुड़नार होते हैं जो प्रत्यावर्ती धारा के लिए उपयुक्त होते हैं। यह अधिकतर उपयोग किए गए कम वोल्टेज के कारण होता है जिसके परिणामस्वरूप उच्च धाराएं समान मात्रा में वाट का उत्पादन करती हैं।
दिष्ट धारा उपकरण के साथ सामान्य रूप से ध्रुवता का निरीक्षण करना महत्वपूर्ण होता है जब तक कि उपकरण में इसके लिए सही करने के लिए डायोड ब्रिज न हो।
इमर्ज अलायन्स हाइब्रिड (संकरण) घरों और वाणिज्यिक भवनों में DC बिजली वितरण के मानकों को विकसित करने वाला उद्योग संघ है।
मोटरवाहन
अधिकांश मोटरवाहन दिष्ट धारा का उपयोग करते हैं। मोटरवाहन बैटरी इंजन शुरू करने, लाइटिंग, दहन प्रणाली, परिस्थिति नियंत्रण और इंफोटेनमेंट सिस्टम सहित अन्य के लिए शक्ति प्रदान करती है। आवर्तित्र (अल्टरनेटर) एक यंत्र है जो बैटरी चार्ज करने हेतु दिष्ट धारा का उत्पादन करने के लिए शोधक का उपयोग करता है। अधिकांश राजमार्ग यात्री वाहन नाममात्र के 12 वोल्ट प्रणाली का उपयोग करते हैं। कई बड़े ट्रक, कृषि उपकरण, या डीजल इंजन वाले उपकरण 24 वोल्ट प्रणाली का उपयोग करते हैं। कुछ पुराने वाहनों में 6 वोल्ट का उपयोग किया गया था, जैसे कि मूल क्लासिक फॉक्सवैगन बीटल में। एक बिंदु पर 42 वोल्ट विद्युत प्रणाली ऑटोमोबाइल के लिए विचार किया गया था लेकिन इसका बहुत कम उपयोग हुआ। वजन और तार बचाने के लिए सामान्यतः वाहन के धातु के फ्रेम को बैटरी के एक पोल से जोड़ा जाता है और परिपथ में रिटर्न चालक के रूप में उपयोग किया जाता है। सामान्यतः ऋणात्मक ध्रुव चेसिस "धरती" से जुड़ा होता है, लेकिन कुछ पहिया या समुद्री वाहनों में धनात्मक "धरती" का इस्तेमाल किया जा सकता है।
बैटरी इलेक्ट्रिक वाहन में सामान्य रूप से दो अलग-अलग दिष्ट धारा प्रणालियां होती हैं। "कम वोल्टेज" DC सिस्टम सामान्य रूप से 12V पर काम करता है और आंतरिक दहन इंजन वाहन के समान उद्देश्य को पूरा करता है। "उच्च वोल्टेज" प्रणाली 300-400V (वाहन के आधार पर) पर संचालित होती है, और ट्रैक्शन मोटर के लिए शक्ति प्रदान करती है।[10] ट्रैक्शन मोटरों के लिए वोल्टेज बढ़ाने से उनके माध्यम से बहने वाली धारा कम हो जाती है तथा दक्षता बढ़ती है।
दूरसंचार
टेलिफ़ोन केंद्र संचार उपकरण मानक -48 वी डीसी बिजली की आपूर्ति का उपयोग करता है। ऋणात्मक ध्रुवता "धरती" द्वारा एवं धनात्मक टर्मिनल बिजली आपूर्ति प्रणाली और बैटरी बैंक द्वारा प्राप्त की जाती है। यह इलेक्ट्रोलिसिस जमाव को रोकने के लिए किया जाता है। बिजली के अवरोध के समय ग्राहक लाइनों के लिए बिजली बनाए रखने के लिए टेलीफ़ोन प्रतिष्ठानों में बैटरी प्रणाली होती है।
किसी भी सुविधाजनक वोल्टेज को प्रदान करने के लिए अन्य उपकरणों को डीसी-डीसी कनवर्टर का उपयोग करके दूरसंचार डीसी प्रणाली से संचालित किया जा सकता है।
कई टेलीफोन, तारों के व्यवर्तित युग्म से जुड़ते हैं और दो तारों के बीच वोल्टेज के डीसी घटक से दो तारों (ध्वनि निर्देश) के मध्य वोल्टेज के प्रत्यावर्ती धारा घटक को आंतरिक रूप से अलग करने के लिए बायस टी (टेलीफोन को बिजली देने के लिए उपयोग किया जाता है) का उपयोग करते हैं।
उच्च वोल्टेज बिजली संचरण
उच्च-वोल्टेज दिष्ट धारा (HVDC) इलेक्ट्रिक पॉवर ट्रांसमिशन सिस्टम अधिक सामान्य वैकल्पिक करंट सिस्टम के विपरीत विद्युत शक्ति के सह प्रसारण के लिए DC का उपयोग करते हैं। लंबी दूरी के प्रसारण के लिए एचवीडीसी प्रणाली अल्पमूल्य हो सकती है और बिजली के नुकसान को कम कर सकती है।
अन्य
ईंधन कोशिकाओं का उपयोग करने वाले अनुप्रयोग (उपोत्पाद के रूप में बिजली और पानी का उत्पादन करने के लिए एक उत्प्रेरक के साथ हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को मिलाकर) भी केवल डीसी का उत्पादन करते हैं।
हल्की विमानन विद्युत प्रणालियां सामान्य रूप से मोटर वाहनो के समान 12 वोल्ट या 24 वोल्ट डीसी (दिष्ट धारा) होती हैं।
यह भी देखें
- संयुक्त चार्जिंग प्रणाली
- दिष्ट धारा पूर्वाग्रह
- विद्युत प्रवाह
- उच्च-वोल्टेज दिष्ट धारा पावर ट्रांसमिशन
- टस्थ प्रत्यक्ष-वर्तमान टेलीग्राफ प्रणाली
- सौर पैनल
संदर्भ
- ↑ Andrew J. Robinson, Lynn Snyder-Mackler (2007). Clinical Electrophysiology: Electrotherapy and Electrophysiologic Testing (3rd ed.). Lippincott Williams & Wilkins. p. 10. ISBN 978-0-7817-4484-3.
- ↑ N. N. Bhargava and D. C. Kulshrishtha (1984). Basic Electronics & Linear Circuits. Tata McGraw-Hill Education. p. 90. ISBN 978-0-07-451965-3.
- ↑ National Electric Light Association (1915). Electrical meterman's handbook. Trow Press. p. 81.
- ↑ Mel Gorman. "Charles F. Brush and the First Public Electric Street Lighting System in America". Ohio History. Kent State University Press. Ohio Historical Society. 70: 142.[permanent dead link]
- ↑ "Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta – grants.hhp.coe.uh.edu". Archived from the original on 2017-08-28. Retrieved 2017-05-29.
- ↑ Jim Breithaupt, Physics, Palgrave Macmillan – 2010, p. 175
- ↑ "Pixii Machine invented by Hippolyte Pixii, National High Magnetic Field Laboratory". Archived from the original on 2008-09-07. Retrieved 2008-06-12.
- ↑ "The First Form of Electric Light History of the Carbon Arc Lamp (1800–1980s)".
- ↑ Roger S. Amos, Geoffrey William Arnold Dummer (1999). Newnes Dictionary of Electronic (4th ed.). Newnes. p. 83. ISBN 0-7506-4331-5.
- ↑ Arcus, Christopher (8 July 2018). "Tesla Model 3 & Chevy Bolt Battery Packs Examined". CleanTechnica. Retrieved 6 June 2022.
बाहरी संबंध
Media related to दिष्ट धारा at Wikimedia Commons- AC/DC: What's the Difference? Archived 2017-08-26 at the Wayback Machine – PBS Learning Media
- DC And AC Supplies Archived 2016-12-28 at the Wayback Machine – ITACA
