एसी इंडक्टर

इंडक्टर असलेल्या सर्किटचा विचार करा आणि समजा की कॉइल वायरसह सर्किटचा प्रतिकार इतका लहान आहे की त्याकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते. या प्रकरणात, कॉइलला थेट विद्युत् प्रवाहाच्या स्त्रोताशी जोडल्यास शॉर्ट सर्किट होईल, ज्यामध्ये, ज्ञात आहे, सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह खूप मोठा असेल.

जेव्हा कॉइल AC स्त्रोताशी जोडलेली असते तेव्हा परिस्थिती वेगळी असते. या प्रकरणात, शॉर्ट सर्किट होत नाही. हे दाखवते. प्रेरक त्यामधून जाणार्‍या पर्यायी विद्युत् प्रवाहाला काय विरोध करतो.

या प्रतिकाराचे सार काय आहे आणि ते कसे कंडिशन केलेले आहे?

या प्रश्नाचे उत्तर देण्यासाठी, लक्षात ठेवा स्व-प्रेरणाची घटना… कॉइलमधील करंटमधील कोणत्याही बदलामुळे त्यात सेल्फ-इंडक्शनचा EMF दिसून येतो, जो करंटमधील बदल टाळतो. सेल्फ-इंडक्शनच्या EMF चे मूल्य थेट प्रमाणात आहे कॉइलचे इंडक्टन्स मूल्य आणि त्यातील वर्तमान बदलाचा दर. पण पासून पर्यायी प्रवाह सतत बदलते सेल्फ-इंडक्शनसाठी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन जे कॉइलमध्ये सतत दिसून येते ते पर्यायी विद्युत् प्रवाहास प्रतिकार निर्माण करते.

मध्ये होत असलेल्या प्रक्रिया समजून घेण्यासाठी पर्यायी वर्तमान सर्किट्स इंडक्टरसह, आलेख पहा.आकृती 1 वक्र रेषा दर्शविते ज्या अनुक्रमे सर्किटमधील चिन्ह, कॉइलमधील व्होल्टेज आणि त्यात उद्भवणारे सेल्फ-इंडक्शनचे ईएमएफ दर्शवतात. आकृतीत केलेले बांधकाम बरोबर असल्याची खात्री करूया.

इंडक्टरसह एसी सर्किट

t = 0 या क्षणापासून, म्हणजे, विद्युत् प्रवाहाचे निरीक्षण करण्याच्या सुरुवातीच्या क्षणापासून, ते वेगाने वाढू लागते, परंतु जसजसे ते त्याच्या कमाल मूल्याजवळ येते, तसतसे विद्युत प्रवाहाच्या वाढीचा दर कमी होतो. ज्या क्षणी वर्तमान त्याच्या कमाल मूल्यापर्यंत पोहोचले, तेव्हा त्याच्या बदलाचा दर क्षणार्धात शून्याच्या समान झाला, म्हणजेच वर्तमान बदल थांबला. मग प्रवाह सुरुवातीला हळूहळू सुरू झाला आणि नंतर झपाट्याने कमी झाला आणि कालावधीच्या दुसऱ्या तिमाहीनंतर तो शून्यावर आला. या तिमाहीत वर्तमान बदलाचा दर, बुलेटपासून वाढत असताना, जेव्हा वर्तमान शून्याच्या बरोबरीचे होते तेव्हा सर्वोच्च मूल्यापर्यंत पोहोचते.

आकृती 2. प्रवाहाच्या तीव्रतेवर अवलंबून, कालांतराने वर्तमानातील बदलांचे स्वरूप

आकृती 2 मधील बांधकामांवरून, हे पाहिले जाऊ शकते की जेव्हा वर्तमान वक्र वेळ अक्षातून जातो, तेव्हा वर्तमान वक्र त्याच्या शिखरावर पोहोचते तेव्हा त्याच कालावधीपेक्षा कमी कालावधीत T अधिक वाढतो.

त्यामुळे, विद्युतप्रवाहाच्या बदलाचा दर जसजसा वाढतो तसतसा कमी होतो आणि प्रवाह कमी होताना वाढतो, सर्किटमधील विद्युत् प्रवाहाची दिशा काहीही असो.

हे स्पष्ट आहे की कॉइलमधील सेल्फ-इंडक्टन्सचा ईएमएफ जेव्हा विद्युत् प्रवाहाच्या बदलाचा दर सर्वात जास्त असतो तेव्हा सर्वात जास्त असणे आवश्यक आहे आणि जेव्हा त्याचा बदल थांबतो तेव्हा तो शून्यावर कमी होतो. खरं तर, आलेखावर, कालावधीच्या पहिल्या तिमाहीत सेल्फ-इंडक्शन eL चे EMF वक्र, कमाल मूल्यापासून सुरू होऊन, ते शून्यावर आले (चित्र 1 पहा).

कालावधीच्या पुढील तिमाहीत, कमाल मूल्यापासून वर्तमान शून्यावर कमी होते, परंतु त्याच्या बदलाचा दर हळूहळू वाढतो आणि जेव्हा वर्तमान शून्य असतो तेव्हा तो सर्वात मोठा असतो. त्यानुसार, या तिमाहीत सेल्फ-इंडक्शनचा EMF, कॉइलमध्ये पुन्हा दिसून येतो, हळूहळू वाढतो आणि प्रवाह शून्याच्या बरोबरीने जास्तीत जास्त होतो.

तथापि, सेल्फ-इंडक्शन ईएमएफची दिशा उलट दिशेने बदलली, कारण या कालावधीच्या पहिल्या तिमाहीत प्रवाहातील वाढ दुसऱ्या तिमाहीत त्याच्या घटाने बदलली गेली.

इंडक्टन्ससह सर्किट

सेल्फ-इंडक्शनच्या ईएमएफच्या वक्र तयार करणे पुढे चालू ठेवून, आम्हाला खात्री आहे की कॉइलमधील करंट बदलण्याच्या कालावधीत आणि त्यातील सेल्फ-इंडक्शनचा ईएमएफ त्याच्या बदलाचा पूर्ण कालावधी पूर्ण करेल. त्याची दिशा ठरलेली असते लेन्झचा कायदा: करंटच्या वाढीसह, सेल्फ-इंडक्शनचा ईएमएफ वर्तमान (कालावधीच्या पहिल्या आणि तिसर्या तिमाहीत) विरूद्ध निर्देशित केला जाईल, आणि प्रवाह कमी झाल्यास, त्याउलट, ते त्याच्या दिशेने एकरूप होईल ( कालावधीचा दुसरा आणि चौथा तिमाही).

म्हणून, पर्यायी प्रवाहामुळे होणारे सेल्फ-इंडक्शनचे ईएमएफ स्वतःच त्याला वाढण्यापासून प्रतिबंधित करते आणि, उलट, खाली उतरताना ते राखते.

आता कॉइल व्होल्टेज आलेखाकडे वळूया (चित्र 1 पहा). या आलेखामध्ये, कॉइल टर्मिनल व्होल्टेजची साइन वेव्ह सेल्फ-इंडक्टन्स ईएमएफच्या साइन वेव्हच्या समान आणि विरुद्ध दर्शविली आहे. त्यामुळे, कोणत्याही क्षणी कॉइलच्या टर्मिनल्सवरील व्होल्टेज त्यात उद्भवणाऱ्या सेल्फ-इंडक्शनच्या EMF च्या बरोबरीचे आणि विरुद्ध असते. हे व्होल्टेज अल्टरनेटरद्वारे तयार केले जाते आणि ईएमएफ सेल्फ-इंडक्शन सर्किटमधील क्रिया शांत करण्यासाठी जाते.

म्हणून, AC सर्किटशी जोडलेल्या इंडक्टरमध्ये, विद्युत् प्रवाह वाहताना प्रतिरोध निर्माण होतो. परंतु अशा प्रतिकारामुळे अखेरीस कॉइलचे इंडक्टन्स प्रेरित होत असल्याने त्याला प्रेरक प्रतिरोध म्हणतात.

प्रेरक प्रतिरोध XL द्वारे दर्शविला जातो आणि ohms मध्ये प्रतिकार म्हणून मोजला जातो.

सर्किटचा प्रेरक प्रतिरोध जितका मोठा, तितका मोठा वर्तमान स्रोत वारंवारतासर्किट पुरवठा आणि मोठे सर्किट इंडक्टन्स. म्हणून, सर्किटचा प्रेरक प्रतिकार विद्युत प्रवाहाच्या वारंवारतेच्या आणि सर्किटच्या इंडक्टन्सच्या थेट प्रमाणात असतो; सूत्र XL = ωL द्वारे निर्धारित केले जाते, जेथे ω — उत्पादन 2πe… — n मध्ये सर्किट इंडक्टन्स द्वारे निर्धारित वर्तुळाकार वारंवारता.

ओमचा कायदा इंडक्टिव्ह रेझिस्टन्स ध्वनी असलेल्या एसी सर्किटसाठी अशा प्रकारे: विद्युत् प्रवाहाचे प्रमाण थेट व्होल्टेजच्या प्रमाणात असते आणि एनएसआयच्या प्रेरक प्रतिकाराच्या व्यस्त प्रमाणात असते, म्हणजे. I = U/XL, जेथे I आणि U ही प्रभावी वर्तमान आणि व्होल्टेज मूल्ये आहेत आणि xL हे सर्किटचे प्रेरक प्रतिरोध आहे.

कॉइलमधील विद्युत् प्रवाहाच्या बदलाचे आलेख लक्षात घेता. त्याच्या टर्मिनल्सवर सेल्फ-इंडक्शन आणि व्होल्टेजचे ईएमएफ, आम्ही या वस्तुस्थितीकडे लक्ष दिले आहे की त्यांच्यातील बदल व्हॅल्यू वेळेत जुळत नाहीत. दुसऱ्या शब्दांत, विचाराधीन सर्किटसाठी वर्तमान, व्होल्टेज आणि सेल्फ-इंडक्शन ईएमएफ साइनसॉइड्स एकमेकांच्या सापेक्ष वेळ-शिफ्टेड असल्याचे दिसून आले. एसी तंत्रज्ञानामध्ये, या घटनेला सामान्यतः फेज शिफ्ट म्हणतात.

जर दोन व्हेरिएबल परिमाण समान नियमानुसार (आमच्या बाबतीत सायनसॉइडल) समान कालावधीत बदलत असतील, तर एकाच वेळी त्यांचे जास्तीत जास्त मूल्य पुढे आणि उलट दोन्ही दिशांनी गाठतात आणि त्याच वेळी शून्यापर्यंत कमी होतात, तर अशा परिवर्तनीय प्रमाणांचे चरण समान असतात किंवा, जसे ते म्हणतात, टप्प्यात जुळवा.

उदाहरण म्हणून, आकृती 3 फेज-जुळणारे वर्तमान आणि व्होल्टेज वक्र दाखवते. आम्ही नेहमी AC सर्किटमध्ये अशी फेज जुळणी पाहतो ज्यामध्ये फक्त सक्रिय प्रतिकार असतो.

ज्या परिस्थितीत सर्किटमध्ये प्रेरक प्रतिरोध, विद्युत् प्रवाह आणि व्होल्टेजचे टप्पे असतात, जसे अंजीर मध्ये पाहिले आहे. 1 जुळत नाही, म्हणजेच या व्हेरिएबल्समध्ये फेज शिफ्ट आहे. या प्रकरणातील वर्तमान वक्र व्होल्टेज वक्र कालावधीच्या एक चतुर्थांशाने मागे असल्याचे दिसते.

म्हणून, जेव्हा AC सर्किटमध्ये इंडक्टर समाविष्ट केला जातो, तेव्हा सर्किटमध्ये विद्युत् प्रवाह आणि व्होल्टेजमधील फेज शिफ्ट होते आणि करंट टप्प्यात व्होल्टेजला कालावधीच्या एक चतुर्थांश अंतराने मागे टाकतो... याचा अर्थ असा की जास्तीत जास्त प्रवाह एक चतुर्थांश होतो. कमाल व्होल्टेजपर्यंत पोहोचल्यानंतरचा कालावधी.

सेल्फ-इंडक्शनचा ईएमएफ कॉइलच्या व्होल्टेजसह अँटीफेजमध्ये असतो, जो करंटच्या एक चतुर्थांश कालावधीने मागे असतो. या प्रकरणात, करंट बदलण्याचा कालावधी, व्होल्टेज, तसेच ईएमएफ सेल्फ-इंडक्शन बदलत नाही आणि सर्किटला फीड करणार्‍या जनरेटरच्या व्होल्टेजच्या बदलाच्या कालावधीइतकेच राहते. या मूल्यांमधील बदलाचे साइनसॉइडल स्वरूप देखील जतन केले जाते.

आकृती 3. सक्रिय प्रतिकार सर्किटमध्ये वर्तमान आणि व्होल्टेजची फेज जुळणी

आता सक्रिय प्रतिकारासह अल्टरनेटर लोड आणि त्याच्या प्रेरक प्रतिरोधासह लोडमधील फरक समजून घेऊ.

जेव्हा AC सर्किटमध्ये फक्त एक सक्रिय प्रतिकार असतो, तेव्हा वर्तमान स्त्रोताची ऊर्जा सक्रिय प्रतिकारामध्ये शोषली जाते, वायर गरम करणे.

जेव्हा सर्किटमध्ये सक्रिय प्रतिकार नसतो (आम्ही सामान्यतः शून्य मानतो), परंतु केवळ कॉइलचा प्रेरक प्रतिकार असतो, तेव्हा वर्तमान स्त्रोताची उर्जा तारा गरम करण्यावर खर्च केली जात नाही, परंतु केवळ सेल्फ-इंडक्शनची ईएमएफ तयार करण्यासाठी खर्च केली जाते. , म्हणजे, ती चुंबकीय क्षेत्राची ऊर्जा बनते... पर्यायी प्रवाह, तथापि, परिमाण आणि दिशा या दोन्हीमध्ये सतत बदलत असतो आणि म्हणूनच, चुंबकीय क्षेत्र कॉइल सतत बदलत राहते. कालावधीच्या पहिल्या तिमाहीत, जेव्हा विद्युत् प्रवाह वाढत असतो, तेव्हा सर्किट वर्तमान स्त्रोताकडून ऊर्जा प्राप्त करते आणि कॉइलच्या चुंबकीय क्षेत्रात साठवते. परंतु जसजसे विद्युत् प्रवाह, कमाल मर्यादा गाठला जातो, कमी होऊ लागतो, तेव्हा ते कॉइलच्या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये साठवलेल्या उर्जेच्या खर्चावर सेल्फ-इंडक्शनच्या ईएमएफद्वारे राखले जाते.

म्हणून, वर्तमान स्त्रोताने, कालावधीच्या पहिल्या तिमाहीत सर्किटला त्याची काही उर्जा दिली आहे, ती दुसऱ्या तिमाहीत कॉइलमधून परत मिळते, जे एक प्रकारचे वर्तमान स्त्रोत म्हणून कार्य करते. दुस-या शब्दात सांगायचे तर, केवळ प्रेरक प्रतिकार असलेले एसी सर्किट कोणतीही ऊर्जा वापरत नाही: या प्रकरणात, स्त्रोत आणि सर्किटमध्ये ऊर्जेचा उतार-चढ़ाव असतो. सक्रिय प्रतिकार, त्याउलट, सध्याच्या स्त्रोताकडून हस्तांतरित केलेली सर्व ऊर्जा शोषून घेते.

इंडक्टर, ओमिक रेझिस्टन्सच्या विपरीत, एसी स्त्रोताच्या संदर्भात निष्क्रिय असल्याचे म्हटले जाते, म्हणजे. प्रतिक्रियात्मक... म्हणून, कॉइलच्या प्रेरक प्रतिरोधनाला अभिक्रिया देखील म्हणतात.

इंडक्टन्स असलेले सर्किट बंद करताना वर्तमान उदय वक्र - इलेक्ट्रिकल सर्किट्समधील क्षणिक.

या धाग्यावर आधी: डमीसाठी वीज / इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीची मूलभूत तत्त्वे

इतर काय वाचत आहेत?

# 1 पोस्ट केलेले: अलेक्झांडर (मार्च 4, 2010 5:45 PM)

   
जनरेटर emf सह वर्तमान टप्प्यात आहे का? आणि त्याची किंमत कमी होते?

#2 लिहिले: प्रशासक (7 मार्च 2010 दुपारी 4:35 वाजता)

   
फक्त सक्रिय प्रतिकार असलेल्या AC सर्किटमध्ये, वर्तमान आणि व्होल्टेजचे टप्पे जुळतात.
       

# 3 ने लिहिले: अलेक्झांडर (मार्च 10, 2010 09:37)

   
व्होल्टेज सेल्फ-इंडक्शनच्या ईएमएफच्या समान आणि विरुद्ध का आहे, शेवटी, ज्या क्षणी सेल्फ-इंडक्शनचा ईएमएफ जास्तीत जास्त आहे, तेव्हा जनरेटरचा ईएमएफ शून्याच्या समान आहे आणि हा व्होल्टेज तयार करू शकत नाही? (तणाव) कुठून येतो?

* फक्त एक इंडक्टर असलेल्या सर्किटमध्ये ज्यामध्ये सक्रिय प्रतिकार नसतो, सर्किटमधून विद्युत प्रवाह जनरेटर emf (ईएमएफ जो फ्रेमच्या स्थितीवर (नियमित जनरेटरमध्ये) जनरेटरच्या व्होल्टेजवर अवलंबून नसतो) सह टप्प्याटप्प्याने वाहतो का?