एसी सर्किट सिद्धांत: एसी क्या है और इसकी उत्पत्ति कैसे हुई

परिचय

एक विद्युत सर्किट एक पूर्ण प्रवाहकीय पथ है जिसके माध्यम से इलेक्ट्रॉनों स्रोत से लोड और स्रोत पर वापस आते हैं। इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह की दिशा और परिमाण हालांकि स्रोत के प्रकार पर निर्भर करती है। में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, वहाँ मूल रूप से वोल्टेज या वर्तमान (विद्युत ऊर्जा) स्रोत है जो सर्किट की तरह परिभाषित करता है और वे कर रहे हैं के दो प्रकार हैं; प्रत्यावर्ती धारा (या वोल्टेज) और प्रत्यक्ष धारा ।

अगले कुछ पदों के लिए, हम प्रत्यावर्ती धारा पर ध्यान केंद्रित करेंगे, और एसी तरंग तरंगों आदि के लिए प्रत्यावर्ती धारा क्या है से लेकर विषयों के माध्यम से आगे बढ़ेंगे ।

एसी सर्किट

नाम के रूप में एसी सर्किट (प्रत्यावर्ती धारा) का तात्पर्य केवल एक प्रत्यावर्ती स्रोत, या तो वोल्टेज या करंट द्वारा संचालित सर्किट हैं। एक प्रत्यावर्ती धारा या वोल्टेज, वह है जिसमें वोल्टेज या करंट का मान किसी विशेष माध्य मान के बारे में भिन्न होता है और समय-समय पर दिशा को उलट देता है।

अधिकांश वर्तमान घरेलू और औद्योगिक उपकरण और सिस्टम बारी-बारी से चालू का उपयोग करके संचालित होते हैं। सभी डीसी आधारित उपकरणों और रिचार्जेबल बैटरी आधारित उपकरणों में प्लग-इन तकनीकी रूप से वैकल्पिक चालू पर चलते हैं क्योंकि वे सभी डीसी पावर के कुछ रूप का उपयोग अपनी बैटरी की चार्जिंग या सिस्टम की पावरिंग के लिए करते हैं। इस प्रकार अल्टरनेटिंग करंट वह रूप है जिसके माध्यम से बिजली मेन में पहुंचाई जाती है।

अल्टरनेटिंग सर्किट 1980 के दशक में अस्तित्व में आया जब टेस्ला ने थॉमस एडिसन के डीसी जनरेटर की लंबी दूरी की अक्षमता को हल करने का फैसला किया। उन्होंने एक उच्च वोल्टेज पर बिजली हस्तांतरित करने का एक तरीका मांगा और फिर उसे बदलने के लिए या तो नीचे या नीचे वितरण के लिए ट्रांसफार्मर के उपयोग को नियोजित किया जा सकता है और इस प्रकार एक बड़ी दूरी पर बिजली के नुकसान को कम करने में सक्षम था जो कि प्रत्यक्ष की मुख्य समस्या थी वर्तमान समय में।

वैकल्पिक वर्तमान वीएस डायरेक्ट करंट (एसी बनाम डीसी)

एसी और डीसी पीढ़ी से संचरण, और वितरण तक कई मायनों में भिन्न हैं, लेकिन सादगी के लिए, हम इस पद के लिए उनकी विशेषताओं की तुलना रखेंगे।

एसी और डीसी के बीच प्रमुख अंतर, जो उनकी अलग विशेषताओं का कारण भी है, विद्युत ऊर्जा के प्रवाह की दिशा है। डीसी में, इलेक्ट्रॉनों एक दिशा या आगे में लगातार प्रवाह करते हैं, जबकि एसी में, इलेक्ट्रॉनों आवधिक अंतराल में प्रवाह की अपनी दिशा को वैकल्पिक करते हैं। यह वोल्टेज स्तर में भी बारी-बारी से आता है क्योंकि यह वर्तमान के अनुरूप सकारात्मक से नकारात्मक में बदल जाता है।

नीचे एसी और डीसी के बीच कुछ अंतर को उजागर करने के लिए एक तुलना चार्ट है । अन्य अंतर पर प्रकाश डाला जाएगा क्योंकि हम वैकल्पिक वर्तमान सर्किट की खोज में अधिक जाते हैं।

तुलना बेसिस	एसी	डीसी
ऊर्जा संचरण क्षमता	कम से कम ऊर्जा हानि के साथ लंबी दूरी की यात्रा	लंबी दूरी पर भेजे जाने पर बड़ी मात्रा में ऊर्जा खो जाती है
पीढ़ी की मूल बातें	एक तार के साथ एक चुंबक घूम रहा है।	एक तार के साथ स्थिर चुंबकत्व
आवृत्ति	आमतौर पर देश के आधार पर 50 हर्ट्ज या 60 हर्ट्ज	फ्रीक्वेंसी जीरो है
दिशा	सर्किट के माध्यम से बहने पर समय-समय पर दिशा को उलट देता है	यह एक दिशा में स्थिर प्रवाह।
वर्तमान	समय के साथ इसका परिमाण भिन्न है	लगातार चुंबकत्व
स्रोत	सभी प्रकार के एसी जेनरेटर और मेन्स	सेल, बैटरी, एसी से रूपांतरण
निष्क्रिय पैरामीटर	प्रतिबाधा (आरसी, आरएलसी, आदि)	प्रतिरोध केवल
शक्ति तत्व	0 और 1 के बीच झूठ	हमेशा 1
तरंग	साइनसोइडल, ट्रेपेज़ॉइडल, त्रिकोणीय और वर्ग	सीधी रेखा, कभी-कभी धड़कन।

बेसिक एसी सोर्स (सिंगल कॉइल एसी जेनरेटर)

एसी पीढ़ी के आसपास का सिद्धांत सरल है। यदि चुंबकीय क्षेत्र या चुंबक को कुंडल (तारों) के एक स्थिर सेट के साथ घुमाया जाता है या एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र के चारों ओर एक कुंडली का रोटेशन होता है, तो एक एसी जनरेटर (अल्टरनेटर) का उपयोग करके एक प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न होती है।

एसी जनरेटर के सबसे सरल रूप में तार का एक लूप होता है जो एक चुंबक के उत्तर और दक्षिण ध्रुवों के बीच स्थित होते हुए यंत्र को एक अक्ष के बारे में घुमाता है।

नीचे दी गई छवि पर विचार करें।

चूंकि आर्मेचर कॉइल उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव मैग्नेट द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र के भीतर घूमता है, कॉइल परिवर्तन के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह, और आरोपों को तार के माध्यम से मजबूर किया जाता है, जिससे एक प्रभावी वोल्टेज या प्रेरित वोल्टेज को जन्म दिया जाता है। लूप के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के सापेक्ष लूप के कोण के परिणामस्वरूप होता है। नीचे दी गई छवियों पर विचार करें;

ऊपर दिखाई गई छवियों से, हम यह अनुमान लगा सकते हैं कि, निश्चित संख्या में चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं काट दी जाएंगी क्योंकि आर्मेचर घूमता है, 'लाइनों में कटौती' की मात्रा वोल्टेज आउटपुट को निर्धारित करती है। घुमाव के कोण में प्रत्येक परिवर्तन और चुंबकीय लाइनों के खिलाफ आर्मेचर के परिणामी परिपत्र गति के साथ, 'चुंबकीय लाइनों में कटौती' की मात्रा भी बदल जाती है, इसलिए आउटपुट वोल्टेज भी बदल जाता है। उदाहरण के लिए, शून्य डिग्री पर कटे हुए चुंबकीय क्षेत्र की रेखाएं शून्य होती हैं, जिससे परिणामी वोल्टेज शून्य हो जाता है, लेकिन 90 डिग्री पर, लगभग सभी चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं कट जाती हैं, इस प्रकार एक दिशा में अधिकतम वोल्टेज एक दिशा में उत्पन्न होता है। वही 270 डिग्री पर ही है कि यह विपरीत दिशा में उत्पन्न होता है। इस प्रकार वोल्टेज में एक परिणामी परिवर्तन होता है क्योंकि आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र के भीतर घूमता है जो साइनसोइडल तरंग के गठन की ओर जाता है । परिणामी प्रेरित वोल्टेज इस प्रकार साइनसोइडल है, प्रति सेकंड रेडियन में एक कोणीय आवृत्ति is के साथ।

ऊपर सेटअप में प्रेरित धारा समीकरण द्वारा दे रहा है:

मैं = वी / आर

जहां V = NABwsin (wt)

जहाँ N = गति

ए = क्षेत्र

बी = चुंबकीय क्षेत्र

w = कोणीय आवृत्ति।

रियल एसी जनरेटर स्पष्ट रूप से इससे अधिक जटिल हैं लेकिन वे ऊपर वर्णित के अनुसार विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के सिद्धांतों और कानूनों के आधार पर काम करते हैं। प्रत्यावर्ती धारा भी कुछ प्रकार के ट्रांसड्यूसर और ऑसिलेटर सर्किट का उपयोग करके उत्पन्न होती है जैसा कि इनवर्टर में पाया जाता है।

ट्रान्सफ़ॉर्मर

प्रेरण सिद्धांत, जिस पर एसी आधारित है, केवल इसकी पीढ़ी तक ही सीमित नहीं है, बल्कि इसके संचरण और वितरण में भी है । जैसा कि उस समय जब एसी की गणना शुरू हुई थी, एक मुख्य मुद्दा यह था कि डीसी को लंबी दूरी पर प्रेषित नहीं किया जा सकता था, इस प्रकार मुख्य मुद्दों में से एक, एसी को व्यवहार्य बनने के लिए हल किया जाना था, सक्षम होना था वी श्रेणी में वोल्टेज का उपयोग करने वाले उपभोक्ताओं को उत्पन्न उच्च वोल्टेज (केवी) को सुरक्षित रूप से वितरित करने के लिए और केवी नहीं। यह एक कारण है कि ट्रांसफार्मर को एसी के प्रमुख प्रवर्तकों में से एक के रूप में वर्णित किया गया है और इसके बारे में बात करना महत्वपूर्ण है।

ट्रांसफार्मर में, दो कॉइल को इस तरह से तार किया जाता है कि जब एक में एक अल्टरनेटिंग करंट लगाया जाता है, तो यह दूसरे में वोल्टेज को प्रेरित करता है। ट्रांसफार्मर वे उपकरण होते हैं जिनका उपयोग या तो एक चरण (प्राइमरी कॉइल) पर लगाए गए या स्टेप अप वोल्टेज के लिए किया जाता है, जो ट्रांसफॉर्मर के दूसरे छोर (सेकेंडरी कॉइल) पर क्रमशः कम या उच्च वोल्टेज उत्पन्न करता है। माध्यमिक कॉइल में प्रेरित वोल्टेज हमेशा प्राथमिक कॉइल पर माध्यमिक कॉइल पर घुमावों की संख्या के अनुपात से गुणा किए गए प्राथमिक के बराबर होता है।

एक ट्रांसफॉर्मर एक स्टेप डाउन या स्टेप अप ट्रांसफॉर्मर होता है, इस प्रकार द्वितीयक कॉइल पर घुमावों की संख्या के अनुपात पर निर्भर करता है, जो प्राइमरी कॉइल पर कंडक्टर के घुमावों की संख्या पर निर्भर करता है। यदि माध्यमिक की तुलना में प्राथमिक कॉइल पर अधिक घुमाव हैं, तो ट्रांसफार्मर वोल्टेज को नीचे ले जाता है, लेकिन अगर प्राथमिक कॉइल में सेकेंडरी कॉइल की तुलना में घुमावों की संख्या कम होती है, तो ट्रांसफार्मर प्राथमिक पर लगाए गए वोल्टेज को बढ़ाता है।

ट्रांसफ़ॉर्मरों ने लंबी दूरी पर बिजली का वितरण बहुत संभव, लागत प्रभावी और व्यावहारिक बनाया है। ट्रांसमिशन के दौरान होने वाले नुकसान को कम करने के लिए, विद्युत शक्ति को उच्च वोल्टेज और कम प्रवाह पर उत्पन्न करने वाले स्टेशनों से प्रेषित किया जाता है और फिर ट्रांसफार्मर की सहायता से कम वोल्टेज और उच्च धाराओं पर घरों और कार्यालयों में वितरित किया जाता है।

इसलिए हम यहां रुकेंगे ताकि बहुत अधिक जानकारी के साथ लेख को अधिभार न डालें। इस लेख के भाग दो में, हम एसी तरंगों पर चर्चा करेंगे और कुछ समीकरणों और गणनाओं में शामिल होंगे। बने रहें।