वोल्टेज क्या है?

वोल्टेज एक सर्किट में दो बिंदुओं के बीच विद्युत विभव का अंतर है। यह वह बल है जो विद्युत आवेश (धारा) को एक चालक के माध्यम से धकेलता है। वोल्टेज के बिना, कोई धारा प्रवाहित नहीं होती। वोल्टेज को वोल्ट (V) में मापा जाता है और इसे कभी-कभी विद्युत चालक बल (EMF), विभवांतर, या विद्युत दबाव भी कहा जाता है।

वोल्टेज कैसे काम करता है

हर विद्युत सर्किट को काम करने के लिए वोल्टेज के स्रोत की आवश्यकता होती है। एक बैटरी, पावर सप्लाई, या वॉल आउटलेट वोल्टेज प्रदान करता है — यह अपने दो टर्मिनलों के बीच विद्युत विभव में अंतर पैदा करता है। यह अंतर ही इलेक्ट्रॉनों को सर्किट में तारों और घटकों के माध्यम से चलाता है।

वोल्टेज को पाइप में पानी के दबाव की तरह समझें। दबाव का मतलब यह नहीं है कि पानी हिल रहा है — इसका मतलब है कि जब वाल्व खुलता है तो पानी को धकेलने के लिए एक बल उपलब्ध है। इसी तरह, एक 9V बैटरी के टर्मिनलों पर 9 वोल्ट का विद्युत दबाव होता है, चाहे इससे कुछ भी जुड़ा हो या न हो।

जब आप एक सर्किट को वोल्टेज स्रोत से जोड़ते हैं, धारा उच्च-विभव टर्मिनल (धनात्मक) से सर्किट के माध्यम से निम्न-विभव टर्मिनल (ऋणात्मक) तक प्रवाहित होना शुरू हो जाती है। जो धारा प्रवाहित होती है उसकी मात्रा सर्किट में प्रतिरोध पर निर्भर करती है, जैसा कि ओम के नियम में वर्णित है।

वोल्टेज का सूत्र

वोल्टेज, धारा, और प्रतिरोध के बीच मौलिक संबंध ओम का नियम है:

V = I × R

जहाँ:

• V = वोल्ट (V) में वोल्टेज
• I = एम्पीयर (A) में धारा
• R = ओम (Ω) में प्रतिरोध

इसका मतलब है:

• यदि आप धारा और प्रतिरोध जानते हैं, वोल्टेज की गणना करें: V = I × R
• यदि आप वोल्टेज और प्रतिरोध जानते हैं, धारा की गणना करें: I = V / R
• यदि आप वोल्टेज और धारा जानते हैं, प्रतिरोध की गणना करें: R = V / I

आप शक्ति का उपयोग करके भी वोल्टेज की गणना कर सकते हैं: V = P / I, जहाँ P वाट में शक्ति है। हमारे ओम के नियम कैलकुलेटर के साथ इन गणनाओं को तुरंत आज़माएं।

श्रेणी और समानांतर सर्किट में वोल्टेज

वोल्टेज का व्यवहार इस पर निर्भर करता है कि घटक श्रेणी या समानांतर में जुड़े हैं या नहीं।

श्रेणी सर्किट में वोल्टेज

श्रेणी सर्किट में, कुल स्रोत वोल्टेज प्रत्येक घटक में विभाजित होता है। सभी घटकों में वोल्टेज ड्रॉप स्रोत वोल्टेज के बराबर होता है। उदाहरण के लिए, यदि एक 12V बैटरी श्रेणी में तीन समान प्रतिरोधकों को शक्ति देती है, तो प्रत्येक प्रतिरोधक को 4V ड्रॉप मिलता है।

V_total = V₁ + V₂ + V₃ + ...

इसे वोल्टेज डिवाइडर प्रभाव कहा जाता है। काम किए गए उदाहरणों के लिए हमारी वोल्टेज ड्रॉप गाइड और वोल्टेज डिवाइडर कैलकुलेटर देखें।

समानांतर सर्किट में वोल्टेज

समानांतर सर्किट में, प्रत्येक शाखा पर वोल्टेज समान होता है और स्रोत वोल्टेज के बराबर होता है। यदि एक 12V बैटरी समानांतर में तीन प्रतिरोधकों को शक्ति देती है, तो प्रत्येक प्रतिरोधक पर उसके प्रतिरोध मान की परवाह किए बिना 12V होता है।

V_total = V₁ = V₂ = V₃

वोल्टेज के प्रकार

DC वोल्टेज (प्रत्यक्ष धारा)

DC वोल्टेज एक निरंतर ध्रुवता बनाए रखता है — धनात्मक और ऋणात्मक टर्मिनल वही रहते हैं। बैटरियाँ, USB चार्जर, सौर सेल, और अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक सर्किट DC वोल्टेज का उपयोग करते हैं। एक 9V बैटरी हमेशा समान दिशा में 9 वोल्ट प्रदान करती है।

AC वोल्टेज (प्रत्यावर्ती धारा)

AC वोल्टेज समय-समय पर ध्रुवता को उलट देता है, आमतौर पर साइन वेव के रूप में। वॉल आउटलेट AC वोल्टेज प्रदान करते हैं — उत्तरी अमेरिका में 60 Hz पर 120V, यूरोप के अधिकांश हिस्सों में 50 Hz पर 230V। वोल्टेज प्रति सेकंड कई बार धनात्मक और ऋणात्मक मानों के बीच घूमता है।

हमारी AC बनाम DC गाइड में अंतर के बारे में और जानें।

सामान्य वोल्टेज स्तर

वोल्टेज कैसे मापें

वोल्टेज को वोल्टमीटर या मल्टीमीटर से मापा जाता है जो वोल्टेज मोड में सेट हो। धारा माप (जिसमें सर्किट तोड़ने की आवश्यकता होती है) के विपरीत, वोल्टेज को समानांतर में मापा जाता है — आप प्रोबों को उस घटक या बिंदुओं पर रखते हैं जिन्हें आप बिना कुछ डिसकनेक्ट किए मापना चाहते हैं।

वोल्टेज मापने के चरण

1. अपने मल्टीमीटर को उपयुक्त वोल्टेज मोड पर सेट करें — बैटरियों और इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए DC (V⎓), वॉल आउटलेट के लिए AC (V~)।
2. यदि आपका मीटर ऑटो-रेंजिंग नहीं है, तो अपेक्षित वोल्टेज से अधिक रेंज चुनें।
3. लाल प्रोब को उच्च-विभव बिंदु (धनात्मक पक्ष) पर स्पर्श करें।
4. काली प्रोब को निम्न-विभव बिंदु (ऋणात्मक पक्ष या ग्राउंड) पर स्पर्श करें।
5. डिस्प्ले पर वोल्टेज पढ़ें।

यदि आपको नकारात्मक रीडिंग मिलती है, तो आपकी प्रोब उल्टी हैं — लाल प्रोब निम्न-विभव पक्ष पर है। इससे मीटर को नुकसान नहीं होगा; बस प्रोबों को अदला-बदली करें।

वोल्टेज ड्रॉप

जैसे ही धारा एक घटक के माध्यम से प्रवाहित होती है, कुछ वोल्टेज "उपयोग" हो जाता है — इसे वोल्टेज ड्रॉप कहा जाता है। सर्किट में हर प्रतिरोधक, LED, मोटर, और तार वोल्टेज ड्रॉप पैदा करता है। श्रेणी सर्किट में सभी वोल्टेज ड्रॉप का योग स्रोत वोल्टेज के बराबर होता है (यह किर्चहॉफ का वोल्टेज नियम है)।

व्यावहारिक रूप से वोल्टेज ड्रॉप मायने रखता है: यदि आप 5V Arduino पिन से एक LED को शक्ति दे रहे हैं, तो LED लगभग 2V ड्रॉप करता है और आपको शेष 3V को ड्रॉप करने के लिए एक प्रतिरोधक की आवश्यकता होती है। सही प्रतिरोधक मान खोजने के लिए हमारे LED प्रतिरोधक कैलकुलेटर का उपयोग करें।

विस्तृत वॉकथ्रू के लिए, प्रतिरोधकों में वोल्टेज ड्रॉप की गणना के लिए हमारी गाइड पढ़ें।

वोल्टेज बनाम धारा बनाम प्रतिरोध

ये तीन गुण ओम के नियम से जुड़े हैं: V = I × R। यदि आप प्रतिरोध को समान रखते हुए वोल्टेज बढ़ाते हैं, धारा बढ़ती है। यदि आप वोल्टेज को समान रखते हुए प्रतिरोध बढ़ाते हैं, धारा घटती है।

वोल्टेज के साथ सामान्य गलतियाँ

• वोल्टेज और धारा को भ्रमित करना। वोल्टेज धक्का है; धारा प्रवाह है। स्थैतिक झटका उच्च वोल्टेज (हजारों वोल्ट) लेकिन अत्यंत कम धारा होता है, यही कारण है कि यह चुभता है लेकिन मारता नहीं।
• यह मानना कि अधिक वोल्टेज का मतलब अधिक खतरा है। यह आपके शरीर के माध्यम से धारा है जो नुकसान पहुंचाती है, केवल वोल्टेज नहीं। हालांकि, उच्च वोल्टेज शरीर के प्रतिरोध के माध्यम से अधिक धारा धकेल सकता है, इसलिए उच्च वोल्टेज अभी भी खतरनाक है।
• वोल्टेज ड्रॉप को भूलना। श्रेणी सर्किट में, प्रत्येक घटक कुछ वोल्टेज का उपयोग करता है। यदि आप श्रेणी में बहुत सारी LEDs को श्रृंखलाबद्ध करते हैं, तो अंतिम LEDs प्रकाशित नहीं होंगी क्योंकि कोई वोल्टेज बचा नहीं है।
• समानांतर के बजाय श्रेणी में वोल्टेज मापना। वोल्टमीटर को मापे जाने वाले घटक के साथ समानांतर में जोड़ा जाना चाहिए, कभी भी इसके साथ श्रेणी में नहीं।

सारांश

वोल्टेज दो बिंदुओं के बीच विद्युत विभवांतर है, जो वोल्ट में मापा जाता है। यह हर विद्युत सर्किट के पीछे की चालक शक्ति है — इसके बिना, कोई धारा प्रवाहित नहीं होती। वोल्टेज ओम के नियम (V = I × R) के माध्यम से धारा और प्रतिरोध से संबंधित है। श्रेणी सर्किट में, वोल्टेज घटकों में विभाजित होता है; समानांतर सर्किट में, वोल्टेज सभी शाखाओं में समान होता है। आप मल्टीमीटर का उपयोग करके समानांतर में वोल्टेज मापते हैं।