অণুবীক্ষণিক এবং ম্যাক্রোস্কোপিক উভয় প্রকারের ভৌত ঘটনাগুলির একটি বিশাল বৈচিত্র্য ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক প্রকৃতির। এর মধ্যে রয়েছে ঘর্ষণ এবং স্থিতিস্থাপকতার শক্তি, সমস্ত রাসায়নিক প্রক্রিয়া, বিদ্যুৎ, চুম্বকত্ব, আলোকবিদ্যা।
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মিথস্ক্রিয়া এর এই ধরনের একটি প্রকাশ হল চার্জযুক্ত কণার ক্রমানুসারে চলাচল। এটি প্রায় সমস্ত আধুনিক প্রযুক্তির একটি একেবারে প্রয়োজনীয় উপাদান যা বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয় - আমাদের জীবনের সংগঠন থেকে মহাকাশ ফ্লাইট পর্যন্ত৷
ঘটনার সাধারণ ধারণা
আধানযুক্ত কণার ক্রমাগত চলাচলকে বৈদ্যুতিক প্রবাহ বলে। চার্জের এই ধরনের আন্দোলন বিভিন্ন মিডিয়াতে নির্দিষ্ট কণার মাধ্যমে চালানো যেতে পারে, কখনও কখনও আধা-কণার মাধ্যমে।
কারেন্টের জন্য একটি পূর্বশর্ত হলঅবিকল সুশৃঙ্খল, নির্দেশিত আন্দোলন। চার্জযুক্ত কণাগুলি এমন বস্তু যা (পাশাপাশি নিরপেক্ষগুলি) তাপীয় বিশৃঙ্খল গতিসম্পন্ন। যাইহোক, কারেন্ট তখনই ঘটে যখন, এই ক্রমাগত বিশৃঙ্খল প্রক্রিয়ার পটভূমিতে, কোনও দিকে চার্জের একটি সাধারণ গতিবিধি থাকে৷
যখন একটি দেহ নড়াচড়া করে, সামগ্রিকভাবে বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ, তখন তার পরমাণু এবং অণুগুলির কণাগুলি অবশ্যই একটি দিকে চলে যায়, কিন্তু যেহেতু একটি নিরপেক্ষ বস্তুতে বিপরীত চার্জ একে অপরকে ক্ষতিপূরণ দেয়, তাই কোন চার্জ স্থানান্তর হয় না, এবং আমরা বর্তমান সম্পর্কে কথা বলতে পারি এই ক্ষেত্রেও কোন অর্থ নেই।
কীভাবে কারেন্ট জেনারেট হয়
সরাসরি বর্তমান উত্তেজনার সহজতম সংস্করণ বিবেচনা করুন। যদি একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র এমন একটি মাধ্যমে প্রয়োগ করা হয় যেখানে সাধারণ ক্ষেত্রে চার্জ বাহক উপস্থিত থাকে, তবে এতে চার্জযুক্ত কণাগুলির একটি আদেশকৃত গতি শুরু হবে। ঘটনাটিকে চার্জ ড্রিফট বলা হয়।
এটি সংক্ষেপে নিম্নরূপ বর্ণনা করা যেতে পারে। ক্ষেত্রের বিভিন্ন বিন্দুতে, একটি সম্ভাব্য পার্থক্য (ভোল্টেজ) দেখা দেয়, অর্থাৎ, এই বিন্দুতে অবস্থিত বৈদ্যুতিক চার্জগুলির মিথস্ক্রিয়া শক্তি, এই চার্জগুলির মাত্রার সাথে সম্পর্কিত, ভিন্ন হবে। যেহেতু যেকোন ভৌত ব্যবস্থা, যেমনটি পরিচিত, ভারসাম্যের অবস্থার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ ন্যূনতম সম্ভাব্য শক্তির দিকে ঝুঁকছে, তাই চার্জযুক্ত কণাগুলি সম্ভাবনার সমানীকরণের দিকে অগ্রসর হতে শুরু করবে। অন্য কথায়, ক্ষেত্রটি এই কণাগুলিকে সরানোর জন্য কিছু কাজ করে৷
যখন সম্ভাবনা সমান হয়, উত্তেজনা অদৃশ্য হয়ে যায়বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র - এটি অদৃশ্য হয়ে যায়। একই সময়ে, চার্জযুক্ত কণাগুলির আদেশকৃত চলাচল, কারেন্টও বন্ধ হয়ে যায়। একটি স্থির, অর্থাৎ সময়-স্বাধীন ক্ষেত্র পাওয়ার জন্য, একটি বর্তমান উত্স ব্যবহার করা প্রয়োজন যেখানে, নির্দিষ্ট প্রক্রিয়াগুলিতে শক্তির মুক্তির কারণে (উদাহরণস্বরূপ, রাসায়নিক), চার্জগুলি ক্রমাগত আলাদা করা হয় এবং খাওয়ানো হয়। খুঁটি, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অস্তিত্ব বজায় রাখে।
বর্তমান বিভিন্ন উপায়ে পাওয়া যেতে পারে। সুতরাং, চৌম্বক ক্ষেত্রের একটি পরিবর্তন এতে প্রবর্তিত পরিবাহী সার্কিটের চার্জগুলিকে প্রভাবিত করে এবং তাদের নির্দেশিত আন্দোলনের কারণ হয়। এই ধরনের কারেন্টকে বলা হয় ইন্ডাকটিভ।
কারেন্টের পরিমাণগত বৈশিষ্ট্য
মূল প্যারামিটার যার দ্বারা কারেন্টকে পরিমাণগতভাবে বর্ণনা করা হয় তা হল কারেন্টের শক্তি (কখনও কখনও তারা "মান" বা কেবল "কারেন্ট" বলে)। এটিকে নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের মধ্য দিয়ে প্রতি ইউনিট সময় পার হওয়া বিদ্যুতের পরিমাণ (চার্জের পরিমাণ বা প্রাথমিক চার্জের সংখ্যা) হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়, সাধারণত একটি কন্ডাকটরের ক্রস সেকশনের মাধ্যমে: I=Q/t। কারেন্ট অ্যাম্পিয়ারে পরিমাপ করা হয়: 1 A \u003d 1 C / s (কুলম্ব প্রতি সেকেন্ড)। বৈদ্যুতিক সার্কিটের বিভাগে, বর্তমান শক্তি সরাসরি সম্ভাব্য পার্থক্যের সাথে সম্পর্কিত এবং বিপরীতভাবে - কন্ডাকটরের প্রতিরোধের সাথে: I \u003d U / R। একটি সম্পূর্ণ সার্কিটের জন্য, এই নির্ভরতা (ওহমের সূত্র) I=Ԑ/R+r হিসাবে প্রকাশ করা হয়, যেখানে Ԑ হল উৎসের ইলেক্ট্রোমোটিভ বল এবং r হল এর অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ।
পরিবাহীর ক্রস সেকশনের সাথে বর্তমান শক্তির অনুপাত যার মাধ্যমে চার্জযুক্ত কণার ক্রমানুসারে চলাচল এটির লম্বভাবে ঘটে তাকে বর্তমান ঘনত্ব বলে: j=I/S=Q/St. এই মানটি একটি ইউনিট এলাকা দিয়ে প্রতি ইউনিট সময়ে প্রবাহিত বিদ্যুতের পরিমাণকে চিহ্নিত করে। ক্ষেত্রের শক্তি E এবং মধ্যম σ এর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা যত বেশি হবে, তড়িৎ প্রবাহের ঘনত্ব তত বেশি হবে: j=σ∙E। বর্তমান শক্তির বিপরীতে, এই পরিমাণটি ভেক্টর, এবং ধনাত্মক চার্জ বহনকারী কণাগুলির গতিবিধি বরাবর একটি দিক রয়েছে৷
বর্তমান দিক এবং প্রবাহের দিক
একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে, কুলম্ব শক্তির প্রভাবে চার্জ বহনকারী বস্তুগুলি চার্জের চিহ্নের বিপরীতে বর্তমান উত্সের মেরুতে একটি নির্দেশিত নড়াচড়া করবে। ধনাত্মক চার্জযুক্ত কণাগুলি ঋণাত্মক মেরু ("মাইনাস") এর দিকে প্রবাহিত হয় এবং বিপরীতভাবে, মুক্ত ঋণাত্মক চার্জ উত্সের "প্লাস" এর দিকে আকৃষ্ট হয়। কন্ডাক্টিং মিডিয়ামে উভয় চিহ্নের চার্জ বাহক থাকলে কণাগুলি একবারে দুটি বিপরীত দিকে যেতে পারে।
ঐতিহাসিক কারণে, এটি সাধারণত গৃহীত হয় যে কারেন্ট যেভাবে ইতিবাচক চার্জগুলি সরে যায় সেভাবে নির্দেশিত হয় - "প্লাস" থেকে "মাইনাস"। বিভ্রান্তি এড়াতে, এটি মনে রাখা উচিত যে যদিও ধাতব পরিবাহীতে কারেন্টের সবচেয়ে পরিচিত ক্ষেত্রে, কণার আসল গতিবিধি - ইলেকট্রন - ঘটে, অবশ্যই, বিপরীত দিকে, এই শর্তসাপেক্ষ নিয়ম সর্বদা প্রযোজ্য।
বর্তমান প্রচার এবং প্রবাহ গতি
প্রায়শই কারেন্ট কত দ্রুত চলে তা বুঝতে সমস্যা হয়। দুটি ভিন্ন ধারণা বিভ্রান্ত করা উচিত নয়: বর্তমানের প্রচারের গতি (বৈদ্যুতিকসংকেত) এবং কণার প্রবাহ বেগ - চার্জ বাহক। প্রথমটি হল যে গতিতে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মিথস্ক্রিয়া প্রেরণ করা হয় বা - যা একই - ক্ষেত্রটি প্রচার করে। এটি ভ্যাকুয়ামে আলোর গতির কাছাকাছি (প্রচারের মাধ্যম বিবেচনা করে) এবং প্রায় 300,000 কিমি/সেকেন্ড।
কণাগুলি তাদের সুশৃঙ্খল গতিশীলতা খুব ধীরে ধীরে করে (10-4–10-3 m/s)। প্রবাহের বেগ নির্ভর করে যে তীব্রতার সাথে প্রয়োগকৃত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তাদের উপর কাজ করে, তবে সব ক্ষেত্রেই এটি কণার তাপীয় র্যান্ডম গতির বেগের থেকে নিকৃষ্ট মাত্রার বেশ কয়েকটি ক্রম (105 –106m/s)। এটা বোঝা গুরুত্বপূর্ণ যে ক্ষেত্রের ক্রিয়াকলাপের অধীনে, সমস্ত বিনামূল্যের চার্জের একযোগে প্রবাহ শুরু হয়, তাই সমগ্র পরিবাহীতে অবিলম্বে কারেন্ট উপস্থিত হয়।
কারেন্টের প্রকার
প্রথমত, সময়ের সাথে চার্জ বাহকদের আচরণ দ্বারা স্রোত আলাদা করা হয়।
- একটি ধ্রুবক স্রোত এমন একটি স্রোত যা আকার (শক্তি) বা কণা চলাচলের দিক পরিবর্তন করে না। এটি চার্জযুক্ত কণাগুলি সরানোর সবচেয়ে সহজ উপায়, এবং এটি সর্বদা বৈদ্যুতিক প্রবাহের অধ্যয়নের শুরু।
- পরবর্তী স্রোতে, এই পরামিতিগুলি সময়ের সাথে পরিবর্তিত হয়। এর জেনারেশন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশনের ঘটনার উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে যা চৌম্বক ক্ষেত্রের পরিবর্তনের (ঘূর্ণন) কারণে একটি বন্ধ সার্কিটে ঘটে। এই ক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র পর্যায়ক্রমে তীব্রতা ভেক্টরকে বিপরীত করে। তদনুসারে, সম্ভাব্যতার চিহ্নগুলি পরিবর্তিত হয় এবং তাদের মান "প্লাস" থেকে "মাইনাস" পর্যন্ত শূন্য সহ সমস্ত মধ্যবর্তী মান অতিক্রম করে। ফলেপ্রপঞ্চ, চার্জিত কণার নির্দেশিত আন্দোলন সব সময় দিক পরিবর্তন করে। এই জাতীয় কারেন্টের মাত্রা সর্বোচ্চ থেকে সর্বনিম্ন পর্যন্ত ওঠানামা করে (সাধারণত সাইনোসয়েডভাবে, অর্থাৎ সুরেলাভাবে)। বিকল্প কারেন্টের এই দোলনের গতির একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে যেমন ফ্রিকোয়েন্সি - প্রতি সেকেন্ডে পরিবর্তনের সম্পূর্ণ চক্রের সংখ্যা।
এই সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ শ্রেণীবিভাগের পাশাপাশি, কারেন্ট যে মাধ্যমে প্রচার করে তার সাথে সম্পর্কিত চার্জ বাহকগুলির গতিবিধির প্রকৃতির মতো একটি মানদণ্ড অনুসারে স্রোতের মধ্যে পার্থক্যও তৈরি করা যেতে পারে৷
পরিবাহী স্রোত
একটি কারেন্টের সবচেয়ে বিখ্যাত উদাহরণ হল একটি শরীরের (মাঝারি) অভ্যন্তরে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়ায় চার্জযুক্ত কণাগুলির নির্দেশিত, নির্দেশিত চলাচল। একে কন্ডাকশন কারেন্ট বলে।
কঠিন পদার্থে (ধাতু, গ্রাফাইট, অনেক জটিল পদার্থ) এবং কিছু তরল (পারদ এবং অন্যান্য ধাতু গলে), ইলেকট্রন হল মোবাইল চার্জযুক্ত কণা। একটি পরিবাহীতে একটি আদেশকৃত গতি হল একটি পদার্থের পরমাণু বা অণুর সাথে সম্পর্কিত তাদের প্রবাহ। এই ধরনের পরিবাহিতাকে ইলেকট্রনিক বলা হয়। সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে, ইলেক্ট্রনগুলির গতিবিধির কারণেও চার্জ স্থানান্তর ঘটে, তবে বেশ কয়েকটি কারণে কারেন্ট বর্ণনা করার জন্য একটি গর্তের ধারণাটি ব্যবহার করা সুবিধাজনক - একটি ধনাত্মক কোয়াসিপার্টিকল, যা একটি চলমান ইলেকট্রন শূন্যতা৷
ইলেক্ট্রোলাইটিক দ্রবণে, ঋণাত্মক এবং ধনাত্মক আয়নগুলি বিভিন্ন মেরুতে চলে যাওয়ার কারণে কারেন্টের উত্তরণ সঞ্চালিত হয় - অ্যানোড এবং ক্যাথোড, যা দ্রবণের অংশ।
ট্রান্সফার স্রোত
গ্যাস - স্বাভাবিক অবস্থায় একটি অস্তরক - পর্যাপ্ত শক্তিশালী আয়নকরণের শিকার হলে এটি একটি পরিবাহী হতে পারে। গ্যাস বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা মিশ্রিত হয়। একটি ionized গ্যাস ইতিমধ্যে একটি প্লাজমা যেখানে ইলেকট্রন এবং আয়ন উভয়ই, অর্থাৎ সমস্ত চার্জযুক্ত কণা সরে যায়। তাদের নির্দেশিত আন্দোলন একটি প্লাজমা চ্যানেল গঠন করে এবং একে গ্যাস নিঃসরণ বলা হয়।
শুধুমাত্র পরিবেশের ভিতরেই চার্জের সরাসরি চলাচল ঘটতে পারে না। ধরুন ইলেকট্রন বা আয়নের একটি রশ্মি ভ্যাকুয়ামে চলমান, একটি ধনাত্মক বা ঋণাত্মক ইলেক্ট্রোড থেকে নির্গত হয়। এই ঘটনাটিকে ইলেক্ট্রন নির্গমন বলা হয় এবং এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, উদাহরণস্বরূপ, ভ্যাকুয়াম ডিভাইসে। অবশ্যই, এই আন্দোলন একটি স্রোত.
আরেকটি ঘটনা হল একটি বৈদ্যুতিক চার্জযুক্ত ম্যাক্রোস্কোপিক বডির নড়াচড়া। এটিও একটি স্রোত, যেহেতু এই ধরনের পরিস্থিতি নির্দেশিত চার্জ স্থানান্তরের শর্তকে সন্তুষ্ট করে।
উপরের সমস্ত উদাহরণগুলিকে চার্জযুক্ত কণাগুলির একটি আদেশকৃত গতি হিসাবে বিবেচনা করা উচিত। এই কারেন্টকে কনভেকশন বা ট্রান্সফার কারেন্ট বলে। এর বৈশিষ্ট্যগুলি, উদাহরণস্বরূপ, চৌম্বক, পরিবাহী স্রোতের মতো সম্পূর্ণরূপে অনুরূপ৷
বায়াস বর্তমান
এমন একটি ঘটনা রয়েছে যার চার্জ স্থানান্তরের সাথে কোন সম্পর্ক নেই এবং এটি ঘটে যেখানে একটি সময়-পরিবর্তিত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র রয়েছে যার "বাস্তব" পরিবাহী বা স্থানান্তর প্রবাহের বৈশিষ্ট্য রয়েছে: এটি একটি বিকল্প চৌম্বক ক্ষেত্রকে উত্তেজিত করে। এইঘটে, উদাহরণস্বরূপ, ক্যাপাসিটরের প্লেটগুলির মধ্যে বিকল্প বর্তমান সার্কিটগুলিতে। ঘটনাটি শক্তির স্থানান্তরের সাথে থাকে এবং একে স্থানচ্যুতি কারেন্ট বলা হয়।
আসলে, এই মানটি দেখায় যে কত দ্রুত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের আবেশ একটি নির্দিষ্ট পৃষ্ঠে তার ভেক্টরের দিকে লম্বভাবে পরিবর্তিত হয়। বৈদ্যুতিক আনয়নের ধারণার মধ্যে রয়েছে ক্ষেত্রের শক্তি এবং মেরুকরণ ভেক্টর। একটি ভ্যাকুয়ামে, শুধুমাত্র টান বিবেচনা করা হয়। পদার্থের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক প্রক্রিয়ার জন্য, অণু বা পরমাণুর মেরুকরণ, যেখানে, যখন একটি ক্ষেত্রের সংস্পর্শে আসে, আবদ্ধ (মুক্ত নয়!) চার্জের গতি সঞ্চালিত হয়, একটি অস্তরক বা পরিবাহীতে স্থানচ্যুতি কারেন্টে কিছু অবদান রাখে৷
এই নামটি 19 শতকে উদ্ভূত হয়েছিল এবং এটি শর্তসাপেক্ষ, যেহেতু একটি প্রকৃত বৈদ্যুতিক প্রবাহ হল আধানযুক্ত কণার একটি নির্দেশিত গতিবিধি। চার্জ প্রবাহের সাথে স্থানচ্যুতি কারেন্টের কোন সম্পর্ক নেই। অতএব, কঠোরভাবে বলতে গেলে, এটি একটি স্রোত নয়।
বর্তমান এর প্রকাশ (ক্রিয়া)
আধানযুক্ত কণার ক্রমানুসারে চলাফেরার সাথে সর্বদা নির্দিষ্ট কিছু ভৌত ঘটনা থাকে, যা আসলে এই প্রক্রিয়াটি ঘটছে কিনা তা বিচার করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই ধরনের ঘটনাকে (বর্তমান ক্রিয়া) তিনটি প্রধান গ্রুপে ভাগ করা সম্ভব:
- চৌম্বকীয় ক্রিয়া। একটি চলমান বৈদ্যুতিক চার্জ অগত্যা একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে। আপনি যদি একটি কন্ডাক্টরের পাশে একটি কম্পাস রাখেন যার মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হয়, তীরটি এই কারেন্টের দিকে লম্ব হয়ে যাবে। এই ঘটনার উপর ভিত্তি করে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ডিভাইসগুলি কাজ করে, উদাহরণস্বরূপ, বৈদ্যুতিক শক্তি রূপান্তর করার অনুমতি দেয়যান্ত্রিক মধ্যে।
- তাপীয় প্রভাব। কারেন্ট কন্ডাক্টরের প্রতিরোধকে কাটিয়ে উঠতে কাজ করে, যার ফলে তাপ শক্তির মুক্তি হয়। এর কারণ হল, প্রবাহের সময়, চার্জযুক্ত কণাগুলি স্ফটিক জালি বা পরিবাহী অণুর উপাদানগুলিতে বিক্ষিপ্ত হওয়ার অভিজ্ঞতা দেয় এবং তাদের গতিশক্তি দেয়। বলুন, কোনো ধাতুর জালি যদি পুরোপুরি নিয়মিত হতো, তাহলে ইলেকট্রনগুলো কার্যত তা লক্ষ্য করত না (এটি কণার তরঙ্গ প্রকৃতির পরিণতি)। যাইহোক, প্রথমত, জালি সাইটের পরমাণুগুলি নিজেরাই তাপীয় কম্পনের সাপেক্ষে যা এর নিয়মিততা লঙ্ঘন করে এবং দ্বিতীয়ত, জালির ত্রুটিগুলি - অপরিষ্কার পরমাণু, স্থানচ্যুতি, শূন্যতা - এছাড়াও ইলেকট্রনের গতিবিধিকে প্রভাবিত করে৷
- ইলেক্ট্রোলাইটে রাসায়নিক ক্রিয়া পরিলক্ষিত হয়। বিপরীতভাবে চার্জ করা আয়ন, যার মধ্যে ইলেক্ট্রোলাইটিক দ্রবণ বিচ্ছিন্ন হয়, যখন একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগ করা হয়, তখন বিপরীত ইলেক্ট্রোডে বিভক্ত হয়, যা ইলেক্ট্রোলাইটের রাসায়নিক পচনের দিকে পরিচালিত করে।
যখন চার্জযুক্ত কণার ক্রমানুসারে গতি বৈজ্ঞানিক গবেষণার বিষয়বস্তু ব্যতীত, এটি একজন ব্যক্তিকে এর ম্যাক্রোস্কোপিক প্রকাশে আগ্রহী করে। এটি আমাদের জন্য গুরুত্বপূর্ণ নয়, বরং উপরে তালিকাভুক্ত ঘটনা যা বৈদ্যুতিক শক্তির অন্য আকারে রূপান্তরের কারণে ঘটায়।
সমস্ত বর্তমান কর্ম আমাদের জীবনে দ্বৈত ভূমিকা পালন করে। কিছু ক্ষেত্রে, তাদের থেকে মানুষ এবং সরঞ্জাম রক্ষা করা প্রয়োজন, অন্যদের মধ্যে, বৈদ্যুতিক চার্জের নির্দেশিত স্থানান্তর দ্বারা সৃষ্ট এক বা অন্য প্রভাব প্রাপ্ত করা সরাসরি।বিভিন্ন ধরনের প্রযুক্তিগত ডিভাইসের উদ্দেশ্য।
