सिंगल फेज अल्टरनेटिंग करंट

पर्यायी प्रवाह प्राप्त करणे

जर वायर A चुंबकाच्या दोन ध्रुवांद्वारे घड्याळाच्या दिशेने बनवलेल्या चुंबकीय प्रवाहामध्ये (चित्र 1) फिरवला असेल, तर जेव्हा तार चुंबकीय क्षेत्र रेषा ओलांडते तेव्हा ते ई. डी. s ज्याचे मूल्य अभिव्यक्तीद्वारे निर्धारित केले जाते

E = Blvsinα,

जेथे B हे T मध्ये चुंबकीय प्रेरण आहे, l ही m मध्ये वायरची लांबी आहे, v ही m/s मधील वायरची गती आहे, α — ज्या कोनाने वायर चुंबकीय क्षेत्र रेषा ओलांडते.

या केससाठी B, I आणि v स्थिर राहू द्या, नंतर प्रेरित e. इ. c. फक्त α ज्या कोनावर वायर चुंबकीय क्षेत्र ओलांडते त्यावर अवलंबून असेल. तर, बिंदू 1 वर, जेव्हा तार चुंबकीय क्षेत्र रेषांच्या बाजूने फिरते, तेव्हा प्रेरित ईएमएफचे मूल्य. इ. जेव्हा वायर बिंदू 3 oe वर जाईल तेव्हा p शून्य असेल. इ. v. हे सर्वात महत्त्वाचे असेल, कारण बलाच्या रेषा कंडक्टरद्वारे त्यांच्या लंबवत दिशेने ओलांडल्या जातील आणि शेवटी, उदा. इ. वायर पॉइंट 5 वर हलवल्यास v. पुन्हा शून्यावर पोहोचेल.

तांदूळ. 1. प्रेरित ई बदलणे. इ. चुंबकीय क्षेत्रात फिरणाऱ्या वायरमध्ये pp

इंटरमीडिएट पॉइंट्स 2 आणि 4 वर, ज्यामध्ये वायर α = 45 ° कोनात शक्तीच्या रेषा ओलांडते, प्रेरित emf चे मूल्य. इ. c. बिंदू 3 पेक्षा अनुरूपपणे कमी असेल. अशा प्रकारे, जेव्हा वायर बिंदू 1 वरून बिंदू 5 कडे वळते, म्हणजे, 180 ° ने, प्रेरित e. इ. v. शून्यातून कमाल आणि परत शून्यावर बदलते.

हे अगदी स्पष्ट आहे की वायर A च्या पुढे 180 ° (बिंदू 6, 7, 8 आणि 1 द्वारे) च्या कोनातून फिरताना, प्रेरित ई मध्ये बदलाचे स्वरूप. इ. p. समान असेल, परंतु तिची दिशा विरुद्ध दिशेने बदलेल, कारण वायर आधीपासूनच दुसर्‍या ध्रुवाच्या खाली असलेल्या चुंबकीय क्षेत्र रेषा ओलांडतील, जे त्यांना विरुद्ध पहिल्या दिशेने ओलांडण्यासारखे आहे.

म्हणून, जेव्हा वायर 360° फिरवली जाते, तेव्हा प्रेरित ई. इ. v. केवळ परिमाणात नेहमीच बदल होत नाही तर त्याची दिशा दोनदा बदलते.

जर तार काही प्रतिकार करण्यासाठी बंद असेल तर वायर दिसेल वीज, आकार आणि दिशेने देखील भिन्न.

विद्युत प्रवाह, परिमाण आणि दिशेने सतत बदलत असतो, याला पर्यायी प्रवाह म्हणतात.

साइन वेव्ह म्हणजे काय?

बदलाचे स्वरूप ई. इ. (वर्तमान) अधिक स्पष्टतेसाठी वायरच्या एका वळणासाठी, ते वक्र वापरून ग्राफिकरित्या प्रस्तुत केले जातात. ई चे मूल्य असल्याने. इ. c. sinα च्या प्रमाणात, नंतर, विशिष्ट कोन सेट केल्यावर, टेबलच्या मदतीने, प्रत्येक कोनाच्या साइनचे मूल्य निर्धारित करणे आणि e च्या बदलासाठी वक्र तयार करणे योग्य प्रमाणात शक्य आहे. इ. c. हे करण्यासाठी, क्षैतिज अक्षावर आपण वायरच्या रोटेशनचे कोन बाजूला ठेवू, आणि उभ्या अक्षावर, योग्य प्रमाणात, प्रेरित ई. इ. सह

जर पूर्वी अंजीर मध्ये सूचित केले असेल.1 बिंदूंना गुळगुळीत वक्र रेषेने जोडा, नंतर ते प्रेरित ई मधील बदलाच्या विशालतेची आणि स्वरूपाची कल्पना देईल. इ. (वर्तमान) चुंबकीय क्षेत्रामध्ये कंडक्टरच्या कोणत्याही स्थानावर. मुळे प्रेरित ई चे मूल्य. इ. p. कोणत्याही क्षणी अंजीर मध्ये दर्शविलेले चुंबकीय क्षेत्र ज्या कोनात वायर ओलांडते त्या कोनाच्या साइनद्वारे निर्धारित केले जाते. 1 वक्रला सायनसॉइड म्हणतात, आणि ई. इ. s. - सायनसॉइडल.

तांदूळ. 2. साइनसॉइड आणि त्याची वैशिष्ट्यपूर्ण मूल्ये

आम्ही पाहिलेले बदल ई. इ. c. 360 ° च्या कोनात चुंबकीय क्षेत्रामध्ये वायरच्या रोटेशनशी सायनसॉइडली जुळते. जेव्हा वायर पुढील 360 ° फिरवली जाते, तेव्हा प्रेरित ई मध्ये बदल होतात. इ. s.(आणि करंट) पुन्हा साइन वेव्हमध्ये दिसतील, म्हणजेच ते वेळोवेळी पुनरावृत्ती होतील.

त्यानुसार, यामुळे ई. इ. c. याला इलेक्ट्रिक करंट सायनसॉइडल अल्टरनेटिंग करंट म्हणतात... हे अगदी स्पष्ट आहे की वायर A च्या टोकाला आपल्याद्वारे मोजता येणारा व्होल्टेज, बंद बाह्य सर्किटच्या उपस्थितीत, सायनसॉइडल पद्धतीने देखील बदलेल.

चुंबकीय प्रवाह किंवा कॉइलमध्ये जोडलेल्या तारांच्या सिस्टीममध्ये तार फिरवून प्राप्त होणारा पर्यायी विद्युतप्रवाह सिंगल-फेज अल्टरनेटिंग करंट म्हणतात.

तंत्रज्ञानामध्ये सायनसॉइडल अल्टरनेटिंग करंट्सचा सर्वाधिक वापर केला जातो. तथापि, आपण पर्यायी प्रवाह शोधू शकता जे साइन कायद्यानुसार बदलत नाहीत. अशा पर्यायी प्रवाहांना नॉन-साइनसॉइडल म्हणतात.

हे देखील पहा: अल्टरनेटिंग करंट म्हणजे काय आणि ते डायरेक्ट करंटपेक्षा कसे वेगळे आहे

मोठेपणा, कालावधी, सिंगल-फेज अल्टरनेटिंग करंटची वारंवारता

सध्याची ताकद, साइनसॉइडच्या बाजूने बदलणे, सतत बदलते. तर, जर बिंदू A (Fig. 2) वर प्रवाह 3a च्या बरोबरीचा असेल, तर बिंदू B वर तो आधीच मोठा असेल.सायनसॉइडवर इतर काही बिंदूवर, उदाहरणार्थ C बिंदूवर, वर्तमानाला आता नवीन मूल्य असेल आणि असेच.

सायनसॉइडच्या बाजूने बदलते तेव्हा विशिष्ट वेळी विद्युत् प्रवाहाची ताकद तात्काळ चालू मूल्ये म्हणतात.

सिंगल-फेज अल्टरनेटिंग करंटचे सर्वात मोठे तात्कालिक मूल्य असे म्हणतात जेव्हा ते साइनसॉइडल ऍम्प्लिट्यूडमध्ये बदलते... वायरच्या एका वळणासाठी विद्युत प्रवाह त्याच्या मोठेपणाच्या मूल्यापर्यंत दोनदा पोहोचतो हे पाहणे सोपे आहे. aa' चे एक मूल्य सकारात्मक आहे आणि ते 001 अक्षातून वर काढले आहे आणि दुसरे bv' ऋण आहे आणि अक्षातून खाली काढले आहे.

ज्या काळात प्रेरित ई. इ. (किंवा वर्तमान शक्ती) बदलांच्या संपूर्ण चक्रातून जाते, तथाकथित मासिक चक्र टी (चित्र 2). कालावधी सहसा सेकंदांमध्ये मोजला जातो.

कालावधीच्या परस्परसंबंधाला वारंवारता (f) म्हणतात. दुसऱ्या शब्दात, पर्यायी वर्तमान वारंवारता प्रति युनिट वेळेची संख्या आहे, म्हणजे सेकंदात. म्हणून, उदाहरणार्थ, जर 1 सेकंदाच्या आत एक पर्यायी प्रवाह दहा वेळा समान मूल्ये आणि दिशा गृहीत धरत असेल, तर अशा पर्यायी प्रवाहाची वारंवारता प्रति सेकंद 10 पूर्णविराम असेल.

वारंवारता मोजण्यासाठी, प्रति सेकंद पूर्णविरामांच्या संख्येऐवजी, हर्ट्झ (हर्ट्झ) नावाचे एकक वापरले जाते. 1 हर्ट्झची वारंवारता 1 एलपीएस / सेकंदाच्या वारंवारतेच्या बरोबरीची असते. उच्च फ्रिक्वेन्सी मोजताना, हर्ट्झपेक्षा 1000 पट मोठे युनिट वापरणे अधिक सोयीचे आहे, म्हणजे. kilohertz (kHz), किंवा हर्ट्झ पेक्षा 1,000,000 पट जास्त — मेगाहर्ट्झ (mhz).

तंत्रज्ञानामध्ये वापरलेले पर्यायी प्रवाह, वारंवारतेनुसार, कमी-फ्रिक्वेंसी प्रवाह आणि उच्च-फ्रिक्वेंसी प्रवाहांमध्ये विभागले जाऊ शकतात.

AC rms मूल्य

वायरमधून जाणारा थेट प्रवाह ते गरम करतो. तुम्ही वायरमधून पर्यायी प्रवाह चालवल्यास, वायर देखील गरम होईल.हे समजण्याजोगे आहे, कारण पर्यायी विद्युत् प्रवाह नेहमीच आपली दिशा बदलत असला तरी, उष्णता सोडणे हे वायरमधील विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेवर अजिबात अवलंबून नसते.

जेव्हा लाइट बल्बमधून पर्यायी प्रवाह जातो तेव्हा त्याचा फिलामेंट चमकतो. 50 हर्ट्झच्या मानक आलटून-पालटून येणार्‍या विद्युत् प्रवाहाच्या वारंवारतेवर, प्रकाशाचा कोणताही झगमगाट होणार नाही, कारण तापलेल्या बल्बच्या फिलामेंटमध्ये थर्मल जडत्व असते, जेव्हा सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह शून्य असतो तेव्हा थंड होण्यास वेळ नसतो. प्रकाशासाठी 50 Hz पेक्षा कमी वारंवारतेसह पर्यायी प्रवाह वापरणे आता अवांछित आहे कारण बल्बच्या तीव्रतेमध्ये अप्रिय, डोळ्यांना थकवा आणणारे चढउतार दिसून येतात.

डायरेक्ट करंटचे सादृश्य पुढे चालू ठेवून, वायरमधून वाहणारा पर्यायी विद्युत प्रवाह तिच्याभोवती निर्माण होईल अशी अपेक्षा करू शकतो. चुंबकीय क्षेत्र. वास्तविक nपर्यायी विद्युतप्रवाह चुंबकीय क्षेत्र तयार करत नाही, परंतु त्यामुळे निर्माण होणारे चुंबकीय क्षेत्र देखील दिशा आणि परिमाणात परिवर्तनशील असेल.

परिमाण आणि दिशा NS या दोन्हीमध्ये पर्यायी विद्युत् प्रवाह सतत बदलतो. साहजिकच, टी व्हेरिएबलचे मोजमाप कसे करायचे आणि सायनसॉइडच्या बाजूने बदलताना त्याचे मूल्य काय या किंवा त्या क्रियेस कारणीभूत ठरले पाहिजे असा प्रश्न उद्भवतो.

C या उद्देशासाठी, पर्यायी विद्युत् प्रवाहाची तुलना थेट विद्युत् विद्युत् प्रवाहाच्या कृतीशी केली जाते, ज्याचे मूल्य प्रयोगादरम्यान अपरिवर्तित राहते.

समजा की 10 A च्या स्थिर प्रतिकार असलेल्या तारेमधून थेट प्रवाह वाहतो आणि असे आढळले की वायर 50 ° तापमानाला गरम होते.जर आता आपण त्याच वायरमधून थेट प्रवाह नाही तर एक पर्यायी प्रवाह जातो आणि म्हणून आपण त्याचे मूल्य निवडतो (उदाहरणार्थ, रियोस्टॅटसह) जेणेकरून वायर देखील 50 ° तापमानात गरम होईल, नंतर या प्रकरणात आपण असे म्हणू शकतो की पर्यायी प्रवाहाची क्रिया थेट प्रवाहाच्या क्रियेइतकी असते.

दोन्ही प्रकरणांमध्ये वायरला समान तापमानाला गरम केल्याने असे दिसून येते की वेळेच्या एककामध्ये अल्टरनेटिंग करंट वायरमध्ये थेट प्रवाहाइतकीच उष्णता देते.

एक पर्यायी सायनुसॉइडल प्रवाह जो प्रति युनिट वेळेस दिलेल्या प्रतिकारासाठी थेट प्रवाहाच्या परिमाणात थेट प्रवाहाच्या समतुल्य उष्णता उत्सर्जित करतो... या वर्तमान मूल्याला पर्यायी प्रवाहाचे प्रभावी (आयडी) किंवा प्रभावी मूल्य म्हणतात.. म्हणून, आमच्या उदाहरणासाठी, पर्यायी प्रवाहाचे प्रभावी मूल्य 10 A असेल... या प्रकरणात, कमाल (शिखर) वर्तमान मूल्ये परिमाणातील सरासरी मूल्यांपेक्षा जास्त असतील.

अनुभव आणि गणना दर्शविते की पर्यायी प्रवाहाची प्रभावी मूल्ये √2 (1.41) वेळा त्याच्या मोठेपणाच्या मूल्यांपेक्षा लहान आहेत. म्हणून, जर विद्युत् प्रवाहाचे शिखर मूल्य ज्ञात असेल, तर वर्तमान Ia च्या मोठेपणाला √2, म्हणजे Id = Aza/√2 ने भागून वर्तमान Id चे प्रभावी मूल्य निर्धारित केले जाऊ शकते.

याउलट, जर विद्युत् प्रवाहाचे rms मूल्य ज्ञात असेल, तर विद्युत् प्रवाहाचे शिखर मूल्य काढले जाऊ शकते, म्हणजे Ia = Azd√2

e च्या मोठेपणा आणि rms मूल्यांसाठी समान संबंध असतील. इ. v. आणि व्होल्टेज: युनिट = Ea /√2, Ud = Uа/√2

मोजमाप साधने बहुतेकदा वास्तविक मूल्ये दर्शवितात, म्हणून, नोटेशन करताना, निर्देशांक «d» सहसा वगळला जातो, परंतु आपण त्याबद्दल विसरू नये.

एसी सर्किट्स मध्ये प्रतिबाधा

जेव्हा इंडक्टन्स आणि कॅपॅसिटन्स ग्राहक एसी सर्किटशी जोडलेले असतात, तेव्हा सक्रिय आणि अभिक्रिया दोन्ही विचारात घेतले पाहिजेत (कॅपॅसिटर चालू असताना प्रतिक्रिया येते किंवा एसी सर्किटमध्ये चोक). म्हणून, अशा उपभोक्त्यामधून जाणारा विद्युत् प्रवाह निश्चित करताना, सर्किट (ग्राहक) च्या प्रतिबाधाने पुरवठा व्होल्टेज विभाजित करणे आवश्यक आहे.

सिंगल-फेज एसी सर्किटचा प्रतिबाधा (Z) खालील सूत्राद्वारे निर्धारित केला जातो:

Z = √(R2 + (ωL — 1 / ωC)2

जेथे R हा ohms मधील सर्किटचा सक्रिय प्रतिरोध आहे, L हे हेन्रीजमधील सर्किटचा इंडक्टन्स आहे, C हा फॅराड्समधील सर्किटचा (कॅपॅसिटर) कॅपॅसिटन्स आहे, ω — पर्यायी प्रवाहाची कोनीय वारंवारता.

पर्यायी चालू सर्किट्समध्ये भिन्न ग्राहक वापरले जातात जेथे R, L, C या तीन मूल्यांचा विचार करणे आवश्यक आहे किंवा त्यापैकी काही. त्याच वेळी, पर्यायी प्रवाहाची कोनीय वारंवारता विचारात घेणे आवश्यक आहे.

काही वापरकर्त्यांसाठी, फक्त R आणि L ची मूल्ये संबंधित कॉर्नर फ्रिक्वेंसी व्हॅल्यूजवर विचारात घेतली जाऊ शकतात. उदाहरणार्थ, 50 Hz च्या AC फ्रिक्वेन्सीवर solenoid कॉइल किंवा जनरेटर वळण केवळ सक्रिय आणि प्रेरक प्रतिरोधक द्रव्ये असलेले मानले जाऊ शकते. दुसऱ्या शब्दांत, या प्रकरणात कॅपेसिटन्स दुर्लक्षित केले जाऊ शकते. मग अशा वापरकर्त्याच्या एसी प्रतिबाधाची गणना सूत्राद्वारे केली जाऊ शकते:

Z = √(R2 + ω2L2)

जर अशी कॉइल किंवा पर्यायी विद्युतप्रवाहासाठी तयार केलेली कॉइल समान व्होल्टेजच्या थेट विद्युत् प्रवाहाशी जोडलेली असेल, तर कॉइलमधून खूप मोठा प्रवाह वाहतो, ज्यामुळे लक्षणीय उष्णता निर्माण होऊ शकते आणि कॉइलचे इन्सुलेशन खराब होऊ शकते. याउलट, डायरेक्ट करंट सर्किटमध्ये ऑपरेट करण्यासाठी डिझाइन केलेल्या कॉइलमधून लहान विद्युत प्रवाह वाहतो आणि त्याच व्होल्टेजच्या वैकल्पिक करंट सर्किटला जोडलेला असतो आणि ज्या डिव्हाइसमध्ये ही कॉइल वापरली जाते ते आवश्यक क्रिया करू शकत नाही.

प्रतिकार त्रिकोण, व्होल्टेज त्रिकोण आणि शक्ती त्रिकोण: