विद्युत धारा का तापीय प्रभाव

Heating Effects of Electric current

विद्युत धारा का तापन प्रभाव वह घटना है जिसमें विद्युत ऊर्जा किसी चालक से प्रवाहित होने पर ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। इस प्रभाव का व्यापक रूप से विभिन्न विद्युत उपकरणों जैसे कि इलेक्ट्रिक आयरन, हीटर और बल्ब में उपयोग किया जाता है। जब किसी चालक में से विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो चालक में ऊष्मा पैदा होती है, इसे विद्युत धारा का तापीय प्रभाव कहते हैं।

विद्युत धारा के तापीय प्रभाव से उत्पन्न होने वाली ऊष्मा, ऊर्जा का ही एक रूप है।  

विद्युत धारा के तापीय प्रभाव पर ये तीन कारक निर्भर करते हैं:

• चालक का प्रतिरोध: प्रतिरोध जितना ज़्यादा होगा, उतनी ज़्यादा ऊष्मा पैदा होगी।
• धारा प्रवाह का समय: धारा जितने ज़्यादा समय तक प्रवाहित होगी, उतनी ज़्यादा ऊष्मा पैदा होगी।
• धारा की मात्रा: धारा जितनी ज़्यादा होगी, उतनी ज़्यादा ऊष्मा पैदा होगी।

विद्युत धारा के तापीय प्रभाव के कुछ उदाहरण

• जब बिजली का बल्ब लगातार चालू रहता है, तो कुछ समय बाद वह गर्म हो जाता है।
• अगर बिजली की आपूर्ति ज़रूरी मात्रा में न हो, तो बल्ब नहीं जलता।
• विद्युत धारा के तापीय प्रभाव का इस्तेमाल फ़्यूज़ बनाने में किया जाता है। फ़्यूज़ बनाने के लिए इस्तेमाल होने वाले तार, कुछ खास सामग्री से बने होते हैं। जब इन तारों से ज़्यादा विद्युत धारा गुज़रती है, तो ये जल्दी पिघलकर टूट जाते हैं।

जूल का तापन नियम

किसी चालक में विद्युत धारा के कारण उत्पन्न ऊष्मा जूल के तापन नियम द्वारा दी जाती है, जो बताता है:

$H=I^{2}Rt$

जहाँ:

H: उत्पादित ऊष्मा (J),

I: धारा (A),

R: चालक का प्रतिरोध (Ω),

t: वह समय जिसके लिए धारा प्रवाहित होती है (s)।

तापन को प्रभावित करने वाले कारक

धारा (I):

ताप धारा के वर्ग के समानुपाती होता है।

प्रतिरोध (R):

अधिक प्रतिरोध से अधिक ताप उत्पादन होता है।

समय (t):

ताप धारा के प्रवाहित होने के समय के समानुपाती होता है।

ताप प्रभाव के अनुप्रयोग

विद्युत उपकरण

विद्युत हीटर, टोस्टर, ओवन और गीजर जैसे उपकरण ताप उत्पन्न करने के लिए ताप प्रभाव का उपयोग करते हैं।

विद्युत बल्ब

जब धारा प्रवाहित होता है तो बल्ब का फिलामेंट गर्म हो जाता है और प्रकाश उत्सर्जित करता है।

फ़्यूज़

जब अत्यधिक धारा प्रवाहित होता है तो फ़्यूज़ पिघल जाते हैं, जिससे सर्किट ओवरलोड होने से बच जाते हैं।

विद्युत वेल्डिंग

विद्युत धारा द्वारा उत्पन्न ऊष्मा का उपयोग धातुओं की वेल्डिंग के लिए किया जाता है।