इलेक्ट्रिकल सर्किट्समध्ये कॅपेसिटन्स आणि इंडक्टन्स

इलेक्ट्रिकल सर्किट्सच्या संदर्भात, कॅपॅसिटन्स आणि इंडक्टन्स खूप महत्वाचे आहेत, जेवढे महत्वाचे आहे तितकेच प्रतिरोध देखील आहे. परंतु जर आपण सक्रिय प्रतिकाराबद्दल बोललो, तर आपला अर्थ असा होतो की विद्युत उर्जेचे उष्णतेमध्ये अपरिवर्तनीय रूपांतरण, नंतर इंडक्टन्स आणि कॅपेसिटन्स हे विद्युत उर्जेचे संचय आणि रूपांतरण प्रक्रियेशी संबंधित आहेत, म्हणून ते इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीसाठी अनेक उपयुक्त व्यावहारिक संधी उघडतात.

जेव्हा विद्युत प्रवाह सर्किटमधून वाहतो तेव्हा चार्ज केलेले कण उच्च विद्युत संभाव्यतेच्या ठिकाणाहून कमी क्षमतेच्या ठिकाणी जातात.

समजा दिव्याच्या टंगस्टन फिलामेंटसारख्या सक्रिय प्रतिकारातून विद्युत् प्रवाह वाहतो. चार्ज केलेले कण थेट टंगस्टनमधून फिरत असताना, धातूच्या क्रिस्टल जाळीच्या नोड्ससह विद्युत् वाहकांच्या वारंवार टक्कर झाल्यामुळे या विद्युत् प्रवाहाची उर्जा सतत नष्ट होते.

येथे एक साधर्म्य काढता येईल.हा दगड एका वृक्षाच्छादित डोंगराच्या माथ्यावर (उच्च संभाव्यतेच्या बिंदूवर) पडलेला होता, परंतु नंतर तो वरच्या बाजूला ढकलला गेला आणि जंगलातून, झुडूपांमधून (प्रतिकार) सखल प्रदेशात (कमी क्षमतेच्या पातळीवर) आणला गेला. इ.

वनस्पतींशी आदळताना, दगड पद्धतशीरपणे आपली उर्जा गमावतो, त्यांच्याशी टक्कर होण्याच्या क्षणी झुडुपे आणि झाडांमध्ये हस्तांतरित करतो (अशाच प्रकारे, सक्रिय प्रतिकाराने उष्णता नष्ट होते), म्हणून त्याचा वेग (वर्तमान मूल्य) मर्यादित आहे आणि तेथे फक्त योग्यरित्या गती करण्यासाठी वेळ नाही.

आमच्या सादृश्यतेनुसार, दगड हा विद्युत प्रवाह आहे, चार्ज केलेले कण हलवित आहेत आणि त्याच्या मार्गातील वनस्पती हे कंडक्टरचे सक्रिय प्रतिकार आहेत; उंचीचा फरक - विद्युत क्षमतांमधील फरक.

क्षमता

कॅपेसिटन्स, सक्रिय प्रतिरोधनाच्या विपरीत, स्थिर विद्युत क्षेत्राच्या स्वरूपात विद्युत ऊर्जा जमा करण्याची सर्किटची क्षमता दर्शवते.

कॅपॅसिटन्स पूर्णपणे भरेपर्यंत थेट विद्युत प्रवाह कॅपॅसिटन्स असलेल्या सर्किटमधून पूर्वीप्रमाणे वाहू शकत नाही. जेव्हा क्षमता पूर्ण असेल तेव्हाच चार्ज वाहक संभाव्य फरक आणि सर्किटच्या सक्रिय प्रतिकाराने निर्धारित केलेल्या त्यांच्या मागील गतीने पुढे जाण्यास सक्षम असतील.

येथे समजण्यासाठी व्हिज्युअल हायड्रॉलिक साधर्म्य अधिक चांगले आहे. पाण्याचा नळ पाणी पुरवठ्याशी (विद्युतस्रोत) जोडलेला असतो, तो नळ उघडला जातो आणि ठराविक दाबाने पाणी बाहेर पडते आणि जमिनीवर पडते. येथे कोणतीही अतिरिक्त क्षमता नाही, पाण्याचा प्रवाह (वर्तमान मूल्य) स्थिर आहे आणि पाण्याचा वेग कमी करण्याचे कोणतेही कारण नाही, म्हणजेच त्याच्या प्रवाहाचा वेग कमी करा.

परंतु जर तुम्ही नळाच्या खाली एक रुंद बॅरल ठेवले तर काय होईल (आमच्या सादृश्यतेनुसार, सर्किटमध्ये कॅपेसिटर, कॅपेसिटर जोडा), त्याची रुंदी वॉटर जेटच्या व्यासापेक्षा खूप मोठी आहे.

आता बॅरल भरले आहे (कंटेनर चार्ज केला जातो, कॅपेसिटरच्या प्लेट्सवर चार्ज जमा होतो, प्लेट्सच्या दरम्यान इलेक्ट्रिक फील्ड मजबूत होते), परंतु पाणी जमिनीत पडत नाही. जेव्हा बॅरल काठोकाठ पाण्याने भरले जाते (कॅपॅसिटर चार्ज केला जातो), तेव्हाच पाणी बॅरलच्या टोकांमधून जमिनीवर समान प्रवाहाने वाहू लागते. ही कॅपेसिटर किंवा कंडेनसरची भूमिका आहे.

इच्छित असल्यास बॅरेल उलथून टाकले जाऊ शकते, थोडक्यात एकट्या नळाच्या तुलनेत अनेक पटींनी जास्त दबाव निर्माण करतो (त्वरीत कंडेन्सर काढून टाका), परंतु टॅपमधून घेतलेल्या पाण्याचे प्रमाण वाढणार नाही.

बॅरल उचलून आणि नंतर उलटे करून (कॅपॅसिटरला बराच काळ चार्ज करून आणि पटकन डिस्चार्ज करून), आपण पाण्याच्या वापराचा (विद्युत चार्ज, विद्युत ऊर्जा) मोड बदलू शकतो. बॅरल हळूहळू पाण्याने भरलेले असल्याने आणि काही काळानंतर त्याच्या काठावर पोहोचेल, असे म्हटले जाते की जेव्हा कंटेनर भरला जातो तेव्हा विद्युत प्रवाह व्होल्टेजकडे नेतो (आमच्या सादृश्यामध्ये, व्होल्टेज ही उंची आहे ज्यावर नळाची धार आहे. स्पाउट स्थित आहे).

अधिष्ठाता

इंडक्टन्स, कॅपेसिटन्सच्या विपरीत, विद्युत ऊर्जा स्थिर स्वरूपात नाही तर गतीज स्वरूपात साठवते.

इंडक्टरच्या कॉइलमधून जेव्हा विद्युतप्रवाह वाहतो तेव्हा त्यातील चार्ज कॅपेसिटरप्रमाणे जमा होत नाही, तो सर्किटच्या बाजूने फिरत राहतो, परंतु कॉइलच्या भोवती विद्युत प्रवाहाशी संबंधित चुंबकीय क्षेत्र मजबूत होते, ज्याचे प्रेरण होते. विद्युत् प्रवाहाच्या विशालतेच्या प्रमाणात.

जेव्हा कॉइलवर इलेक्ट्रिक व्होल्टेज लागू केले जाते, तेव्हा कॉइलमधील विद्युत् प्रवाह हळूहळू तयार होतो, चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा लगेचच नाही तर हळूहळू साठवते आणि ही प्रक्रिया चार्ज वाहकांच्या प्रवेगला प्रतिबंध करते. म्हणून, इंडक्टन्समध्ये, विद्युत् प्रवाह व्होल्टेज मागे असल्याचे म्हटले जाते. तथापि, कालांतराने, विद्युत् प्रवाह अशा मूल्यापर्यंत पोहोचतो की ते केवळ सर्किटच्या सक्रिय प्रतिकाराने मर्यादित आहे ज्यामध्ये ही कॉइल जोडलेली आहे.

एखाद्या वेळी सर्किटमधून DC कॉइल अचानक डिस्कनेक्ट झाल्यास, विद्युत प्रवाह ताबडतोब थांबू शकणार नाही, परंतु वेगाने मंद होण्यास सुरुवात होईल आणि कॉइल टर्मिनल्सवर संभाव्य फरक दिसून येईल, जितक्या वेगाने विद्युत प्रवाह थांबेल, म्हणजेच या विद्युतप्रवाहाचे चुंबकीय क्षेत्र वेगाने अदृश्य होते...

येथे हायड्रॉलिक साधर्म्य योग्य आहे. नळावर अत्यंत लवचिक आणि मऊ रबराचा चेंडू असलेल्या पाण्याच्या नळाची कल्पना करा.

बॉलच्या तळाशी एक ट्यूब आहे जी बॉलपासून जमिनीवर पाण्याचा दाब मर्यादित करते. जर पाण्याचा नळ उघडा असेल, तर बॉल जोरदारपणे फुगतो आणि पाणी एका पातळ प्रवाहात नळीतून वाहते, परंतु जास्त वेगाने, ते स्प्लॅशसह जमिनीवर आदळते.

पाण्याचा वापर अपरिवर्तित आहे. विद्युत् प्रवाह मोठ्या इंडक्टन्समधून वाहतो, तर चुंबकीय क्षेत्रामध्ये ऊर्जा साठा मोठा असतो (फुगा पाण्याने फुगलेला असतो). जेव्हा नळातून पाणी वाहू लागते, तेव्हा चेंडू फुगतो, त्याचप्रमाणे विद्युत प्रवाह वाढू लागतो तेव्हा इंडक्टन्स चुंबकीय क्षेत्रात ऊर्जा साठवते.

जर आपण आता नळातून बॉल बंद केला, तो ज्या बाजूने तोटीला जोडला होता तिथून तो चालू करून उलटा केला, तर पाईपचे पाणी नळाच्या उंचीपेक्षा खूप जास्त उंचीवर पोहोचू शकते, कारण फुगलेल्या बॉलमधील पाणी दाबाखाली आहे.इंडक्टर्सचा वापर त्याच प्रकारे केला जातो बूस्ट पल्स कन्व्हर्टरमध्ये.