नमस्कार दोस्तों इस लेख में हम जानेंगे कि विद्युत धारा का ऊष्मीय प्रभाव (Heating effect of Electric Current) क्या है? नाइक्रोम (Nichrome) किसे कहते है? तथा इससे जुड़े हुए अनेक तथ्यों के बारे में जानेंगे।
विद्युत धारा का ऊष्मीय प्रभाव | Heating effect of Electric Current
जब विद्युत धारा (अर्थात मुक्त इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह) किसी चालक से होकर गुजरती है, तो गतिमान इलेक्ट्रॉनों और चालक के अणुओं के बीच काफी ‘घर्षण’ होता है। इस ‘विद्युत घर्षण’ (जिसे हम विद्युत प्रतिरोध के रूप में संदर्भित करते हैं) को दूर करने के लिए कंडक्टर को आपूर्ति की जाने वाली विद्युत ऊर्जा गर्मी में परिवर्तित हो जाती है। इसे “विद्युत धारा का ऊष्मीय प्रभाव (Heating effect of Electric Current)” रूप में जाना जाता है।
उदाहरण :- यदि I एम्पीयर t सेकंड के लिए प्रतिरोध R ओम के एक कंडक्टर के माध्यम से बह रहा है, तो आपूर्ति की जाने वाली विद्युत ऊर्जा I²Rt जूल है। यह ऊर्जा नष्ट नहीं होती बल्कि संपूर्ण I²Rt जूल ऊष्मा में बदल जाती है। अर्थात
ऊष्मा का उत्पादन, H = I²Rt joules = I²Rt / 4.186 calories
विद्युत धारा के ऊष्मीय प्रभाव (Heating effect of electric current) का उपयोग कई ताप उपकरणों जैसे इलेक्ट्रिक हीटर, इलेक्ट्रिक टोस्टर, इलेक्ट्रिक केतली, सोल्डरिंग आयरन आदि के निर्माण में किया जाता है। इन सभी उपकरणों का मूल सिद्धांत एक ही है।
विद्युत प्रवाह को एक उच्च प्रतिरोध (हीटिंग तत्व कहा जाता है) के माध्यम से पारित किया जाता है, इस प्रकार आवश्यक गर्मी उत्पन्न होती है। हीटिंग तत्व बनाने के लिए कई पदार्थों का उपयोग किया जाता है। आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला एक निकल और क्रोमियम का मिश्र धातु है, जिसे “नाइक्रोम” कहा जाता है।
इस मिश्र धातु का प्रतिरोध तांबे के 50 गुना से अधिक है। हीटिंग तत्व या तो नाइक्रोम तार या कुछ इन्सुलेट सामग्री पर रिबन घाव हो सकता है जो गर्मी का सामना करने में सक्षम है।
हीटिंग उपकरणों पर समस्याओं से निपटने के लिए, निम्नलिखित बातों को ध्यान में रखा जा सकता है: –
kWh में विद्युत ऊर्जा को निम्नलिखित संबंध द्वारा जूल में परिवर्तित किया जा सकता है:
1 kWh = 36 × 10⁵ joules
कैलोरी में ऊष्मा ऊर्जा को निम्नलिखित संबंध द्वारा जूल में परिवर्तित किया जा सकता है:
1 calories = 4.186 joules
1 kcal = 4186 joules
kWh में विद्युत ऊर्जा को निम्नलिखित संबंध द्वारा कैलोरी (या किलोकैलोरी) में परिवर्तित किया जा सकता है:
1 kWh = 36 × 10⁵ joules
= 36 × 10⁵ / 4.186 calories = 860 × 10³ Calories
So, 1 kWh = 860 kcal
हीटिंग उपकरण को आपूर्ति की जाने वाली विद्युत ऊर्जा इनपुट ऊर्जा बनाती है। डिवाइस से प्राप्त गर्मी आउटपुट ऊर्जा है। दोनों के बीच का अंतर, यदि कोई हो, विद्युत से ऊष्मीय ऊर्जा में रूपांतरण के दौरान ऊर्जा के नुकसान का प्रतिनिधित्व करता है।