इलेक्ट्रॉनिक्स परिचय भाग – २

व्होल्टेज आणि करंट
नळातील  पाणी ज्याप्रमाणे जास्त दाबाकडून कमी दाबाकडे वाहते त्याचप्रमाणे विद्युतप्रवाहही जास्त विद्युत दाबाकडून कमी विद्युतदाबाकडे किंवा जास्त व्होल्टेज पासून कमी व्होल्टेजच्या दिशेने वाहतो. पाण्याच्या प्रवाहाचे मोजमाप ज्याप्रमाणे दाब आणि प्रवाहगती या दोन परिमाणांनी मोजतात. त्याप्रमाणे विजेचा प्रवाह मोजण्यासाठी विद्युत दाब (Voltage) आणि विद्युतप्रवाह (Current) अशी दोन  परिमाणे वापरली जातात. इलेक्ट्रिक सर्कीटमध्ये रेझिस्टर  (विद्युतरोधक) असला की व्होल्टेजमध्ये घट तर करंटमध्ये वाढ होते.

रेझिस्टन्स - 
रेझिस्टन्स म्हणजे  विद्युतप्रवाहाला असणारा विरोध. याचा व्होल्टेज व करंटशी असणारा संबंध खालील सूत्राने मांडता येतो. V = I x R

एसी (AC) आणि डीसी (DC)
बॅटरी सेलचा वापर इलेक्ट्रिक सर्कीटमध्ये केला तर विजेचा प्रवाह अनोड टोकाकडून कॅथोड टोकाकडे एकाच दिशेने वाहतो. याला एकदिश किंवा डायरेक्ट करंट (DC) असे म्हणतात. आपण घरात जी वीज वापरतो. ती या प्रकारची नसते. त्यातील विद्युतप्रवाहाची दिशा सतत उलट सुलट अशी बदलत असते याला अल्टरनेटिंग करंट (AC) असे म्हणतात.या विजेचा दाब किंवा व्होल्टेजही खूप जास्त म्हणजे 230-250 V असते. त्यामुळे अशा विजेच्या उघड्या तारेला स्पर्श झाल्यास जीवघेणा विद्युतशॉक बसण्याची शक्यता असते. साहजिकच विजेच्या उपकरणांचा वापर करताना फार काळजी घ्यावी लागते.

 विजेचा दाब आणि प्रवाह यांचा संबंध व्यस्त प्रमाणात असतो.  विद्युत दाब ( Voltage - V) आणि विद्युतप्रवाह (Current I) यांचा गुणाकार केला की एकूण विद्युत शक्ती किंवा इलेक्ट्रीक पॉवर ( E) मिळते. ती वॅटमध्ये मोजली जाते. १००० वॅट किंवा १ किलोवॅट वीज एक तास वापरली की त्याला  एक युनिट वीज वापरली असे म्हटले जाते.

Electric Energy E = V x I

 अल्टरनेटिंग करंट  जनरेटरमध्ये स्टेटर ( बाहेरचा स्थिर भाग)  व रोटर ( मध्यभागी असणारा व यांत्रिक शक्तीने फिरणारा भाग) असे दोन भाग असतात. विद्युत निर्मिती करताना स्टेटरमधील वायरिंगच्या साहाय्याने मॅग्नेटिक फील्ड तयार करण्यात येते. रोटर फिरत असल्याने  मॅग्नेटिक फील्डच्या इन्डक्शनमुळे  रोटरवरील वरील तारेत इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फोर्स निर्माण होतो व त्यामुळे   वीज वाहू लागते. मात्र  रोटरवरील तारेची दिशा मॅग्नेटिक फिल्डसंदर्भात सतत बदलत असल्याने इन्डक्शनही बदलत राहते. तारेची स्थिती मॅग्नेटिक फिल्डलाईन्सशी काटकोनात असताना इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फोर्स (emf)  सर्वात जास्त असतो (E₀) तर  समांतर असताना शून्य असतो. कोणत्याही स्थितीत  असणारे emf  आणि current खालील सूत्राने दाखविता येते.

 E=E₀ Sin wt  and I=I₀ Sin wt

ग्राफवर हा बदल साईन व्हेवच्या स्वरूपात दर्शविता येतो.

रोटरची एक पूर्ण फेरी होताना emf किंवा current मध्ये जेबदल होतात त्यांना cycle (सायकल) असे म्हणतात.
एक सायकल पुर्ण होण्यास लागणार्‍या कालावधीला period (पीरीयड) असे म्हणतात. एका सेकंदात किती सायकल पूर्ण होतात याला फ्रिक्वेन्सी असे म्हणतात.  Amplitude  म्हणजे महत्तम व लघुत्तम emf किंवा current  व्हॅल्युमधील अंतर.

ट्रॅन्स्फॉर्मर (Transformer)
घरात, ऑफिसमध्ये, कारखान्यात वा मोठ्या प्रकल्पांच्या उभारणीसाठी उच्च शक्तीची वीज  लागते. मात्र त्यासाठी लागणारे व्होल्टेज व करंट यांची आवश्यकता वेगळी असू शकते.  विजेच्या जास्त दाबाचे कमी दाबात किंवा कमी दाबाचे जास्त दाबात रुपांतर करण्यासाठी ट्रॅन्स्फॉर्मर ( Transformer)  नावाचे उपकरण वापरतात. अर्थात यावेळी एकूण विद्युतशक्तीत बदल होत नसल्याने विजेच्या करंटमध्ये उलट परिणाम होतो. त्यामुळे  ट्रॅन्स्फॉर्मरच्या साहाय्याने जास्त दाब व कमी प्रवाह असणार्‍या विजेचे रुपांतर कमी दाब व जास्त प्रवाहामध्ये (स्टेप डाऊन ट्रॅन्स्फॉर्मर) किंवा कमी दाब व जास्त प्रवाह असणार्‍या विजेचे रुपांतर  जास्त  दाब व कमी प्रवाहामध्ये (स्टेप अप ट्रॅन्स्फॉर्मर) करता येते.

इलेक्ट्रॉनिक सर्कीट (Electronic Circuit)
उच्च शक्तीच्या  वीजप्रवाहाचे  व्यवस्थित संचालन करण्यासाठी, त्यात आवश्यक ते बदल करण्यासाठी  किंवा त्याचे मोजमाप करण्यासाठी अत्यंत कमी विद्युतदाबावर चालणारी  इलेक्ट्रॉनिक सर्कीट  वापरली जातात.  इलेक्ट्रॉनिक सर्कीटद्वारे हे कसे साध्य केले जाते याची माहिती करून देणे हा इलेक्ट्रॉनिक छंदवर्गाचा उद्देश आहे.

इलेक्ट्रॉनिक सर्कीटमध्ये  ( बहुतेकवेळा बॅटरी सेलचा वापर करून ) कमी दाबाची विद्युत शक्ती वापरली त असल्याने इलेक्ट्रॉनिक सर्कीट बनविताना विद्युतशॉक बसण्याची कोणतीही भीती नसते.