पर्यायी प्रवाहाचा कालावधी आणि वारंवारता

"पर्यायी विद्युत प्रवाह" ही संज्ञा गणितात सादर केलेल्या "चल प्रमाण" च्या संकल्पनेनुसार, कालांतराने कोणत्याही प्रकारे बदलणारा प्रवाह समजला पाहिजे. विद्युत अभियांत्रिकीमध्ये, तथापि, "पर्यायी विद्युत प्रवाह" या शब्दाचा अर्थ एका दिशेने (विपरीत विद्युत प्रवाह) असा होतो. स्थिर दिशेसह विद्युत प्रवाह) आणि म्हणूनच परिमाणात, कारण परिमाणातील संबंधित बदलांशिवाय दिशेने विद्युत प्रवाहातील बदलांची कल्पना करणे भौतिकदृष्ट्या अशक्य आहे.

कंडक्टरमधील इलेक्ट्रॉनची हालचाल, प्रथम एका दिशेने आणि नंतर दुसर्‍या दिशेने, याला अल्टरनेटिंग करंट ऑसिलेशन म्हणतात. प्रथम दोलन त्यानंतर दुसरे, नंतर तिसरे इ. जेव्हा तारेतील विद्युत् प्रवाह तिच्याभोवती दोलन करतो, तेव्हा चुंबकीय क्षेत्राशी संबंधित दोलन उद्भवते.

एका दोलनाच्या वेळेला कालावधी म्हणतात आणि T या अक्षराने दर्शविला जातो. कालावधी सेकंदात किंवा सेकंदाच्या अपूर्णांकांच्या एककांमध्ये व्यक्त केला जातो.हे आहेत: सेकंदाचा हजारवा हिस्सा म्हणजे 10-3 सेकेंडच्या बरोबरीचा मिलीसेकंद (ms), सेकंदाचा एक दशलक्षवावा भाग म्हणजे 10-6 s च्या बरोबरीचा मायक्रोसेकंद (μs) आणि सेकंदाचा एक अब्जावा भाग म्हणजे नॅनोसेकंद (ns) ) 10 -9 से.

वैशिष्ट्यपूर्ण महत्वाचे प्रमाण पर्यायी प्रवाह, वारंवारता आहे. हे दोलनांची संख्या किंवा प्रति सेकंद पूर्णविरामांची संख्या दर्शवते आणि f किंवा F या अक्षराने दर्शविले जाते. फ्रिक्वेन्सीचे एकक हर्ट्झ आहे, जर्मन शास्त्रज्ञ जी. हर्ट्झ यांच्या नावावर आहे आणि Hz (किंवा Hz) या अक्षरांचे संक्षिप्त रूप आहे. जर एका सेकंदात एक संपूर्ण दोलन होत असेल, तर वारंवारता एक हर्ट्झच्या बरोबरीची असते. जेव्हा एका सेकंदात दहा कंपने होतात तेव्हा वारंवारता 10 Hz असते. वारंवारता आणि कालावधी परस्पर आहेत:

आणि

10 Hz च्या वारंवारतेवर, कालावधी 0.1 s आहे. आणि जर कालावधी 0.01 s असेल तर वारंवारता 100 Hz आहे.

वारंवारता हे पर्यायी विद्युत् प्रवाहाचे सर्वात महत्त्वाचे वैशिष्ट्य आहे. इलेक्ट्रिकल मशीन आणि पर्यायी करंट उपकरणे ज्या वारंवारतेसाठी त्यांची रचना केली गेली आहे त्यावरच सामान्यपणे कार्य करू शकतात. सामान्य नेटवर्कमध्ये इलेक्ट्रिक जनरेटर आणि स्टेशनचे समांतर ऑपरेशन केवळ समान वारंवारतेवर शक्य आहे. म्हणून, सर्व देशांमध्ये पॉवर प्लांट्सद्वारे उत्पादित पर्यायी प्रवाहाची वारंवारता कायद्याद्वारे प्रमाणित केली जाते.

एसी इलेक्ट्रिकल नेटवर्कमध्ये, वारंवारता 50 हर्ट्झ असते. प्रवाह एका दिशेने सेकंदाला पन्नास वेळा आणि विरुद्ध दिशेने पन्नास वेळा वाहतो. ते त्याचे मोठेपणाचे मूल्य प्रति सेकंद शंभर वेळा पोहोचते आणि शून्याच्या शंभर वेळा होते, म्हणजेच जेव्हा ते शून्य मूल्य ओलांडते तेव्हा ते शंभर वेळा आपली दिशा बदलते. नेटवर्कशी कनेक्ट केलेले दिवे सेकंदाला शंभर वेळा बाहेर जातात आणि तेवढ्याच वेळा जास्त उजळतात, परंतु व्हिज्युअल जडत्वामुळे, म्हणजेच प्राप्त झालेले इंप्रेशन सुमारे 0.1 सेकंदांपर्यंत टिकवून ठेवण्याची क्षमता डोळ्यांना हे लक्षात येत नाही.

पर्यायी प्रवाहांसह गणना करताना, ते कोनीय वारंवारता देखील वापरतात, जी 2pif किंवा 6.28f च्या समान असते. हे हर्ट्झमध्ये व्यक्त केले जाऊ नये, परंतु रेडियन प्रति सेकंदात.

50 Hz च्या औद्योगिक प्रवाहाच्या स्वीकृत वारंवारतेसह, जनरेटरची जास्तीत जास्त संभाव्य गती 50 r / s (p = 1) आहे. टर्बाइन जनरेटर या संख्येच्या क्रांतीसाठी तयार केले जातात, म्हणजे स्टीम टर्बाइनद्वारे चालवलेले जनरेटर. हायड्रोलिक टर्बाइन आणि त्यांच्याद्वारे चालविलेल्या हायड्रोजन जनरेटरच्या आवर्तनांची संख्या नैसर्गिक परिस्थितीवर (प्रामुख्याने दाबावर) अवलंबून असते आणि विस्तृत मर्यादेत चढ-उतार होते, कधीकधी 0.35 - 0.50 क्रांती / सेकंदापर्यंत कमी होते.

क्रांत्यांच्या संख्येचा यंत्राच्या आर्थिक निर्देशकांवर - परिमाणे आणि वजनावर मोठा प्रभाव असतो. प्रति सेकंद काही आवर्तनांसह हायड्रो जनरेटरचा बाह्य व्यास 3 ते 5 पट मोठा असतो आणि त्याच शक्तीसह टर्बाइन जनरेटरपेक्षा अनेक पट जास्त वजन असते. n = 50 आवर्तने. आधुनिक अल्टरनेटरमध्ये, त्यांची चुंबकीय प्रणाली फिरते आणि ज्या तारांमध्ये EMF प्रेरित केले जाते ते यंत्राच्या स्थिर भागात ठेवलेले असतात.

पर्यायी प्रवाह सहसा वारंवारतेने विभागले जातात. 10,000 Hz पेक्षा कमी वारंवारता असलेल्या प्रवाहांना कमी-फ्रिक्वेंसी प्रवाह (LF प्रवाह) म्हणतात. या प्रवाहांसाठी, वारंवारता मानवी आवाजाच्या किंवा वाद्य वाद्यांच्या विविध आवाजांच्या वारंवारतेशी संबंधित असते आणि म्हणूनच त्यांना अन्यथा ऑडिओ वारंवारता प्रवाह म्हणतात (20 Hz पेक्षा कमी वारंवारता असलेले प्रवाह वगळता, जे ऑडिओ फ्रिक्वेन्सीशी संबंधित नाहीत) . रेडिओ अभियांत्रिकीमध्ये, कमी-फ्रिक्वेंसी प्रवाहांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो, विशेषत: रेडिओ टेलिफोन ट्रान्समिशनमध्ये.

तथापि, रेडिओ संप्रेषणामध्ये मुख्य भूमिका 10,000 Hz पेक्षा जास्त वारंवारता असलेल्या वैकल्पिक प्रवाहांद्वारे खेळली जाते, ज्याला उच्च-फ्रिक्वेंसी प्रवाह किंवा रेडिओ फ्रिक्वेन्सी (HF प्रवाह) म्हणतात.या प्रवाहांची वारंवारता मोजण्यासाठी, खालील एकके वापरली जातात: किलोहर्ट्झ (kHz), एक हजार हर्ट्झच्या बरोबरीने, मेगाहर्ट्झ (MHz), एक दशलक्ष हर्ट्झच्या बरोबरीने, आणि gigahertz (GHz), एक अब्ज हर्ट्झच्या बरोबरीने. अन्यथा, kilohertz, megahertz आणि gigahertz म्हणजे kHz, MHz, GHz. शेकडो मेगाहर्ट्झ आणि त्याहून अधिक वारंवारता असलेल्या प्रवाहांना अतिउच्च किंवा अतिउच्च वारंवारता प्रवाह (UHF आणि UHF) म्हणतात.

रेडिओ स्टेशन शेकडो किलोहर्ट्झ आणि त्याहून अधिक वारंवारता असलेल्या एचएफ पर्यायी प्रवाह वापरून कार्य करतात. आधुनिक रेडिओ तंत्रज्ञानामध्ये, अब्जावधी हर्ट्झची वारंवारता असलेले प्रवाह विशेष हेतूंसाठी वापरले जातात आणि अशी उपकरणे आहेत जी अशा अति-उच्च फ्रिक्वेन्सी अचूकपणे मोजू शकतात.