विद्युत पुरवठा म्हणजे काय?

आधुनिक मनुष्य दैनंदिन जीवनात आणि कामावर सतत विजेचा सामना करतो, विद्युत प्रवाह वापरणारी उपकरणे आणि ती निर्माण करणारी उपकरणे वापरतो. त्यांच्याबरोबर काम करताना, आपण नेहमी त्यांच्या तांत्रिक वैशिष्ट्यांमध्ये अंतर्निहित क्षमता विचारात घेतल्या पाहिजेत.

कोणत्याही विद्युत उपकरणाच्या मुख्य सूचकांपैकी एक म्हणजे विद्युत उर्जेसारखे भौतिक प्रमाण... वीज निर्मितीची तीव्रता किंवा वेग, इतर प्रकारच्या ऊर्जेमध्ये वीजेचे प्रसारण किंवा रूपांतरण, उदाहरणार्थ, उष्णता, प्रकाश, यांत्रिक

औद्योगिक हेतूंसाठी मोठ्या विद्युत उर्जेची वाहतूक किंवा हस्तांतरण त्यानुसार केले जाते उच्च व्होल्टेज पॉवर लाईन्स.

परिवर्तन विद्युत ऊर्जा ट्रान्सफॉर्मर सबस्टेशनवर चालते.

विविध कारणांसाठी घरगुती आणि औद्योगिक उपकरणांमध्ये विजेचा वापर होतो. त्यांच्या सामान्य प्रकारांपैकी एक आहे विविध रेटिंगचे इनॅन्डेन्सेंट दिवे.

डीसी आणि एसी सर्किट्समधील जनरेटर, पॉवर लाइन आणि ग्राहकांच्या विद्युत शक्तीचा समान भौतिक अर्थ आहे, जो एकत्रित सिग्नलच्या आकारावर अवलंबून वेगवेगळ्या गुणोत्तरांमध्ये एकाच वेळी व्यक्त केला जातो. सामान्य नमुने, तात्कालिक मूल्यांच्या संकल्पना परिभाषित करण्यासाठी... ते पुन्हा वेळेवर विजेच्या परिवर्तन दराच्या अवलंबित्वावर जोर देतात.

तात्काळ विद्युत शक्तीचे निर्धारण

सैद्धांतिक इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये, वर्तमान, व्होल्टेज आणि शक्ती यांच्यातील मूलभूत संबंध प्राप्त करण्यासाठी, त्यांच्या प्रतिमा तात्काळ मूल्यांच्या स्वरूपात, ज्या वेळेच्या एका विशिष्ट टप्प्यावर निश्चित केल्या जातात, वापरल्या जातात.

जर फार कमी कालावधीत ∆ व्होल्टेज U च्या प्रभावाखाली एकल प्राथमिक शुल्क q बिंदू «1» वरून «2» बिंदूकडे सरकले, तर ते या बिंदूंमधील संभाव्य फरकाइतके कार्य करते. वेळेच्या अंतराने ∆t ने भागल्यास, आम्हाला तात्काळ पॉवर प्रति युनिट चार्ज Pe (1-2) साठी अभिव्यक्ती मिळते.

लागू केलेल्या व्होल्टेजच्या क्रियेखाली केवळ एकच चार्जच फिरत नाही, तर या शक्तीच्या प्रभावाखाली असलेले सर्व लगतचे चार्ज देखील, ज्याची संख्या सोयीस्करपणे Q क्रमांकाद्वारे दर्शविली जाते, त्यानंतर पॉवर PQ चे तात्काळ मूल्य. (1-2) त्यांच्यासाठी लिहिता येईल.

साधी परिवर्तने केल्यानंतर, आम्ही पॉवर P साठी अभिव्यक्ती प्राप्त करतो आणि तात्कालिक वर्तमान i (t) आणि व्होल्टेज u (t) च्या उत्पादनाच्या घटकांवर त्याच्या तात्काळ मूल्य p (t) चे अवलंबित्व प्राप्त करतो.

स्थिर विद्युत शक्तीचे निर्धारण

व्ही डीसी सर्किट्स सर्किट विभागातील व्होल्टेज ड्रॉपची परिमाण आणि त्यातून वाहणारा विद्युतप्रवाह बदलत नाही आणि तात्काळ मूल्यांच्या बरोबरीने स्थिर राहतो.म्हणून, स्पष्टीकरणात्मक चित्रात दर्शविल्याप्रमाणे, या सर्किटमधील शक्ती ही मूल्ये गुणाकार करून किंवा परिपूर्ण कार्य A ला त्याच्या अंमलबजावणीच्या कालावधीनुसार विभाजित करून निर्धारित केली जाऊ शकते.

वैकल्पिक वर्तमान विद्युत शक्तीचे निर्धारण

इलेक्ट्रिकल नेटवर्क्सद्वारे प्रसारित होणारे प्रवाह आणि व्होल्टेजच्या साइनसॉइडल भिन्नतेचे नियम अशा सर्किट्समधील शक्तीच्या अभिव्यक्तीवर त्यांचा प्रभाव टाकतात. येथे स्पष्ट शक्ती येते, ज्याचे वर्णन शक्ती त्रिकोणाद्वारे केले जाते आणि त्यात सक्रिय आणि प्रतिक्रियाशील घटक असतात.

सर्व विभागांमध्ये मिश्रित प्रकारच्या भारांसह पॉवर लाईन्समधून जाताना सायनसॉइडल विद्युत प्रवाह त्याच्या हार्मोनिकचा आकार बदलत नाही. आणि प्रतिक्रियाशील भारांवर व्होल्टेज ड्रॉप टप्प्याटप्प्याने एका विशिष्ट दिशेने बदलतो. मोमेंट व्हॅल्यू एक्स्प्रेशन्स सर्किटमधील पॉवर बदल आणि त्याच्या दिशेवर लागू केलेल्या भारांचा प्रभाव समजून घेण्यास मदत करतात.

त्याच वेळी, ताबडतोब या वस्तुस्थितीकडे लक्ष द्या की जनरेटरपासून ग्राहकाकडे वर्तमान प्रवाहाची दिशा आणि तयार केलेल्या सर्किटद्वारे प्रसारित केलेली शक्ती पूर्णपणे भिन्न गोष्टी आहेत, ज्या काही प्रकरणांमध्ये केवळ एकसमान नसतात, परंतु देखील असू शकतात. विरुद्ध दिशेने निर्देशित.

वेगवेगळ्या प्रकारच्या भारांसाठी त्यांच्या आदर्श, शुद्ध प्रकटीकरणात या संबंधांचा विचार करा:

• सक्रिय;

• capacitive;

• आगमनात्मक

सक्रिय लोड पॉवर अपव्यय

आम्ही असे गृहीत धरू की जनरेटर एक आदर्श साइनसॉइडल व्होल्टेज u तयार करतो जो सर्किटच्या पूर्णपणे सक्रिय प्रतिकारांवर लागू केला जातो. Ammeter A आणि व्होल्टमीटर V प्रत्येक वेळी टी वर्तमान I आणि व्होल्टेज U मोजतात.

आलेख दर्शवितो की प्रवाहाचे सायनसॉइड्स आणि व्होल्टेज ड्रॉप सक्रिय प्रतिकारशक्तीमध्ये वारंवारता आणि टप्प्यात जुळतात, समान दोलन बनवतात. त्‍यांच्‍या उत्‍पादनाद्वारे व्‍यक्‍त केलेले बल हे वारंवारतेच्‍या दुप्पट वेगाने फिरते आणि नेहमी धनात्मक राहते.

p = u ∙ i = Um ∙ sinωt ∙ Um / R ∙ sinωt = Um2/ R ∙ sin2ωt = Um2/ 2R ∙ (1-cos2ωt).

अभिव्यक्तीकडे गेलो तर ऑपरेटिंग व्होल्टेज, नंतर आपल्याला मिळेल: p = P ∙ (1-cos2ωt).

त्यानंतर आम्ही एका दोलन T च्या कालावधीत शक्ती एकत्रित करू आणि या मध्यांतरादरम्यान ऊर्जा वाढ ∆W वाढते हे आमच्या लक्षात येईल. कालांतराने, आलेखामध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, प्रतिकार विजेच्या नवीन भागांचा वापर करत राहतो.

प्रतिक्रियाशील भारांसह, उर्जेच्या वापराची वैशिष्ट्ये भिन्न आहेत, त्यांचा आकार वेगळा आहे.

कॅपेसिटिव्ह पॉवर डिसिपेशन

जनरेटरच्या इलेक्ट्रिकल सर्किटमध्ये, प्रतिरोधक घटक कॅपेसिटन्स C च्या कॅपेसिटरसह बदला.

कॅपेसिटन्समधील विद्युत् प्रवाह आणि व्होल्टेज ड्रॉप यांच्यातील संबंध गुणोत्तराने व्यक्त केला जातो: I = C ∙ dU / dt = ω ∙ C ∙ Um ∙ cosωt.

आम्ही विद्युत् प्रवाहाच्या तात्कालिक अभिव्यक्तींच्या मूल्यांचा व्होल्टेजसह गुणाकार करतो आणि कॅपेसिटिव्ह लोडद्वारे वापरल्या जाणार्‍या शक्तीचे मूल्य मिळवतो.

p = u ∙ i = um ∙ sinωt ω ωc ∙ um ∙ cosωt = ω ∙ c ∙ um2 ∙ Sinωt ∙ cosωt = um2/ um2/ (2x ° c) ∙ sin2ωT = u2/ (2x ° से) ∙ पाप.

येथे तुम्ही पाहू शकता की लागू केलेल्या व्होल्टेजच्या दुप्पट वारंवारतेने शक्ती शून्याच्या आसपास चढ-उतार होते. हार्मोनिक कालावधीसाठी त्याचे एकूण मूल्य, तसेच ऊर्जा लाभ शून्य आहे.

याचा अर्थ असा की ऊर्जा सर्किटच्या बंद सर्किटसह दोन्ही दिशेने फिरते, परंतु कार्य करत नाही.अशी वस्तुस्थिती या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केली जाते की जेव्हा स्त्रोत व्होल्टेज निरपेक्ष मूल्यामध्ये वाढते, तेव्हा शक्ती सकारात्मक असते आणि सर्किटद्वारे ऊर्जा प्रवाह कंटेनरकडे निर्देशित केला जातो, जेथे ऊर्जा जमा होते.

व्होल्टेज फॉलिंग हार्मोनिक विभागात गेल्यानंतर, कॅपेसिटरपासून सर्किटमधून स्त्रोताकडे ऊर्जा परत केली जाते. दोन्ही प्रक्रियेत कोणतेही उपयुक्त काम केले जात नाही.

एक प्रेरक भार मध्ये शक्ती अपव्यय

आता, पुरवठा सर्किटमध्ये, इंडक्टन्स एल सह कॅपेसिटर बदला.

येथे इंडक्टन्सद्वारे प्रवाह गुणोत्तराने व्यक्त केला जातो:

I = 1 / L∫udt = -Um / ωL ∙ cos ωt.

मग आम्हाला मिळते

p = u ∙ i = Um ∙ sinωt ∙ ωC ∙ (-Um / ωL ∙ cosωt) = — Um2/ ωL ∙ sinωt ∙ cosωt = -Um2/ (2ХL) ∙in∙ ωs/2Х) =2ХL) ∙ ωt.

परिणामी अभिव्यक्ती आपल्याला शक्तीच्या दिशेतील बदलाचे स्वरूप आणि इंडक्टन्सवरील उर्जेची वाढ पाहण्याची परवानगी देतात, जे समान दोलन करतात जे कार्य करण्यासाठी निरुपयोगी असतात, जसे की कॅपेसिटन्सवर.

प्रतिक्रियात्मक भारांमध्ये सोडलेल्या शक्तीला प्रतिक्रियात्मक घटक म्हणतात. आदर्श परिस्थितीत, जेव्हा कनेक्टिंग तारांना सक्रिय प्रतिकार नसतो, तेव्हा ते निरुपद्रवी दिसते आणि कोणतेही नुकसान होत नाही. परंतु वास्तविक उर्जा परिस्थितीत, नियतकालिक क्षणिक आणि प्रतिक्रियाशील उर्जा चढउतारांमुळे कनेक्टिंग वायरसह सर्व सक्रिय घटक गरम होतात, ज्यासाठी काही ऊर्जा वापरली जाते आणि स्त्रोताच्या लागू केलेल्या पूर्ण शक्तीचे मूल्य कमी होते.

पॉवरच्या प्रतिक्रियात्मक घटकांमधील मुख्य फरक असा आहे की तो उपयुक्त कार्य अजिबात करत नाही, परंतु विद्युत उर्जेचे नुकसान आणि उपकरणांवर अतिरिक्त भार ठरतो, जे विशेषतः गंभीर परिस्थितीत धोकादायक असतात.

या कारणांमुळे, प्रतिक्रियाशील शक्तीचा प्रभाव दूर करण्यासाठी, esp त्याच्या भरपाईसाठी तांत्रिक प्रणाली.

मिश्रित लोडवर वीज वितरण

उदाहरण म्हणून, आम्ही सक्रिय कॅपेसिटिव्ह वैशिष्ट्यासह जनरेटरचा भार वापरतो.

चित्र सुलभ करण्यासाठी, प्रवाह आणि व्होल्टेजचे साइनसॉइड्स दिलेल्या आलेखामध्ये दर्शविले जात नाहीत, परंतु हे लक्षात घेतले पाहिजे की लोडच्या सक्रिय-कॅपेसिटिव्ह स्वरूपासह, वर्तमान वेक्टर व्होल्टेजचे नेतृत्व करतो.

p = u ∙ i = Um ∙ sinωt ∙ ωC ∙ Im ∙ sin (ωt + φ).

परिवर्तनानंतर आपल्याला मिळते: p = P ∙ (1- cos 2ωt) + Q ∙ sin2ωt.

शेवटच्या अभिव्यक्तीतील या दोन संज्ञा तात्कालिक उघड शक्तीचे सक्रिय आणि प्रतिक्रियात्मक घटक आहेत. यापैकी फक्त पहिले उपयुक्त कार्य करते.

पॉवर मापन साधने

विजेच्या वापराचे विश्लेषण करण्यासाठी आणि त्याची गणना करण्यासाठी, मोजमाप यंत्रे वापरली जातात, ज्यांना बर्याच काळापासून म्हणतात. "काउंटर"… त्यांचे कार्य वर्तमान आणि व्होल्टेजची प्रभावी मूल्ये मोजण्यावर आणि माहितीच्या आउटपुटसह स्वयंचलितपणे गुणाकार करण्यावर आधारित आहे.

मीटर लोड अंतर्गत मीटर चालू केल्याच्या क्षणापासून वाढीव आधारावर विद्युत उपकरणांच्या कार्यकाळाची मोजणी करून ऊर्जेचा वापर प्रदर्शित करतात.

एसी सर्किट्समधील पॉवरचा सक्रिय घटक मोजण्यासाठी, वॅटमीटर, आणि प्रतिक्रियाशील - varmeters. त्यांच्याकडे भिन्न युनिट पदनाम आहेत:

• वॅट (डब्ल्यू, डब्ल्यू);

• var (var, var, var).

एकूण ऊर्जेचा वापर निर्धारित करण्यासाठी, वॅटमीटर आणि व्हरमीटरच्या रीडिंगवर आधारित पॉवर त्रिकोण सूत्र वापरून त्याचे मूल्य मोजणे आवश्यक आहे. हे त्याच्या स्वतःच्या युनिट्समध्ये व्यक्त केले जाते - व्होल्ट-अँपिअर.

प्रत्येक युनिटच्या स्वीकृत पदनामांमुळे इलेक्ट्रिशियनला केवळ त्याचे मूल्यच नाही तर पॉवर घटकाचे स्वरूप देखील तपासण्यात मदत होते.