వోల్టేజ్ ప్రతిధ్వని

AC సర్క్యూట్ సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయబడితే ప్రేరకం మరియు కెపాసిటర్, అప్పుడు వారు తమ సొంత మార్గంలో సర్క్యూట్ మరియు కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ మధ్య దశ కనెక్షన్లను తినే జనరేటర్ను ప్రభావితం చేస్తారు.

ఒక ఇండక్టర్ ఫేజ్ షిఫ్ట్‌ను ప్రవేశపెడుతుంది, ఇక్కడ కరెంట్ వోల్టేజ్‌ను పావు వంతు వ్యవధిలో లాగ్ చేస్తుంది, అయితే కెపాసిటర్, దీనికి విరుద్ధంగా, సర్క్యూట్‌లోని వోల్టేజ్ కరెంట్‌ను పావు పీరియడ్‌లో లాగ్ చేస్తుంది. అందువలన, ఒక సర్క్యూట్లో ప్రస్తుత మరియు వోల్టేజ్ మధ్య దశ మార్పుపై ప్రేరక నిరోధకత యొక్క ప్రభావం కెపాసిటివ్ నిరోధకత యొక్క ప్రభావానికి విరుద్ధంగా ఉంటుంది.

సర్క్యూట్లో ప్రస్తుత మరియు వోల్టేజ్ మధ్య మొత్తం దశ షిఫ్ట్ ప్రేరక మరియు కెపాసిటివ్ నిరోధక విలువల నిష్పత్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది అనే వాస్తవానికి ఇది దారితీస్తుంది.

సర్క్యూట్ యొక్క కెపాసిటివ్ రెసిస్టెన్స్ యొక్క విలువ ఇండక్టివ్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, అప్పుడు సర్క్యూట్ కెపాసిటివ్ స్వభావం కలిగి ఉంటుంది, అనగా, వోల్టేజ్ ప్రస్తుత దశలో వెనుకబడి ఉంటుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, సర్క్యూట్ యొక్క ప్రేరక నిరోధకత కెపాసిటివ్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, అప్పుడు వోల్టేజ్ కరెంట్‌కు దారి తీస్తుంది మరియు అందువల్ల సర్క్యూట్ ప్రేరకంగా ఉంటుంది.

మేము పరిశీలిస్తున్న సర్క్యూట్ యొక్క మొత్తం ప్రతిచర్య Xtot కాయిల్ XL యొక్క ప్రేరక నిరోధకత మరియు కెపాసిటర్ XC యొక్క కెపాసిటివ్ నిరోధకతను జోడించడం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

కానీ సర్క్యూట్లో ఈ ప్రతిఘటనల చర్య విరుద్ధంగా ఉన్నందున, వాటిలో ఒకటి, అంటే Xc, మైనస్ గుర్తును కేటాయించింది మరియు మొత్తం ప్రతిచర్య సూత్రం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది:

ఈ సర్క్యూట్‌కు వర్తించండి ఓం యొక్క చట్టం, మాకు దొరికింది:

ఈ సూత్రాన్ని ఈ క్రింది విధంగా మార్చవచ్చు:

ఫలిత సమీకరణంలో, AzxL - సర్క్యూట్ యొక్క మొత్తం వోల్టేజ్ యొక్క భాగం యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువ, ఇది సర్క్యూట్ యొక్క ప్రేరక నిరోధకతను అధిగమిస్తుంది మరియు AzNSC - సర్క్యూట్ యొక్క మొత్తం వోల్టేజ్ యొక్క భాగం యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువ. కెపాసిటివ్ నిరోధకతను అధిగమించండి.

అందువల్ల, కాయిల్ మరియు కెపాసిటర్ యొక్క సిరీస్ కనెక్షన్‌తో కూడిన సర్క్యూట్ యొక్క మొత్తం వోల్టేజ్ రెండు పదాలను కలిగి ఉన్నట్లు పరిగణించబడుతుంది, వీటి విలువలు ప్రేరక మరియు కెపాసిటివ్ నిరోధకత యొక్క విలువలపై ఆధారపడి ఉంటాయి సర్క్యూట్.

అటువంటి సర్క్యూట్కు క్రియాశీల నిరోధకత లేదని మేము విశ్వసించాము. అయినప్పటికీ, సర్క్యూట్ యొక్క క్రియాశీల ప్రతిఘటన చాలా తక్కువగా ఉండని సందర్భాలలో, సర్క్యూట్ యొక్క మొత్తం నిరోధం క్రింది సూత్రం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది:

ఇక్కడ R అనేది సర్క్యూట్ యొక్క మొత్తం క్రియాశీల నిరోధకత, XL -NSC — దాని మొత్తం ప్రతిచర్య. ఓం యొక్క సూత్రం యొక్క సూత్రానికి వెళుతున్నప్పుడు, వ్రాయడానికి మాకు హక్కు ఉంది:

AC వోల్టేజ్ ప్రతిధ్వని

శ్రేణిలో అనుసంధానించబడిన ఇండక్టివ్ మరియు కెపాసిటివ్ రెసిస్టెన్స్‌లు AC సర్క్యూట్‌లో కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ మధ్య తక్కువ దశ మార్పుకు కారణమవుతాయి, అవి సర్క్యూట్‌లో విడిగా చేర్చబడిన దానికంటే.

మరో మాటలో చెప్పాలంటే, సర్క్యూట్లో విభిన్న స్వభావం యొక్క ఈ రెండు ప్రతిచర్యల యొక్క ఏకకాల చర్య నుండి, దశల మార్పు యొక్క పరిహారం (పరస్పర విధ్వంసం) సంభవిస్తుంది.

పూర్తి పరిహారం, అనగా. ప్రేరక నిరోధకత సర్క్యూట్ యొక్క కెపాసిటివ్ రెసిస్టెన్స్‌కు సమానంగా ఉన్నప్పుడు, అంటే XL = XC లేదా, ωL = 1 / ωC అయినప్పుడు, అటువంటి సర్క్యూట్‌లో కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ మధ్య దశ మార్పు యొక్క పూర్తి తొలగింపు జరుగుతుంది.

ఈ సందర్భంలో, సర్క్యూట్ పూర్తిగా క్రియాశీల ప్రతిఘటనగా ప్రవర్తిస్తుంది, అంటే, దానికి కాయిల్ లేదా కెపాసిటర్ లేనట్లుగా. ఈ ప్రతిఘటన యొక్క విలువ కాయిల్ మరియు కనెక్ట్ చేసే వైర్ల యొక్క క్రియాశీల ప్రతిఘటనల మొత్తం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. దేని వద్ద సమర్థవంతమైన కరెంట్ సర్క్యూట్‌లో అతిపెద్దది మరియు ఓంస్ లా ఫార్ములా ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది I = U / R ఇక్కడ Z ఇప్పుడు R ద్వారా భర్తీ చేయబడింది.

అదే సమయంలో, కాయిల్ UL = AzxL మరియు కెపాసిటర్ Uc = AzNSCCపై పనిచేసే వోల్టేజీలు సమానంగా ఉంటాయి మరియు వీలైనంత పెద్దవిగా ఉంటాయి. సర్క్యూట్ యొక్క తక్కువ క్రియాశీల ప్రతిఘటనతో, ఈ వోల్టేజీలు సర్క్యూట్ టెర్మినల్స్ యొక్క మొత్తం వోల్టేజ్ U కంటే చాలా సార్లు మించిపోతాయి. ఈ ఆసక్తికరమైన దృగ్విషయాన్ని ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో వోల్టేజ్ రెసొనెన్స్ అంటారు.

అంజీర్ లో. 1 సర్క్యూట్లో ప్రతిధ్వని వోల్టేజీల వద్ద వోల్టేజీలు, ప్రవాహాలు మరియు శక్తి యొక్క వక్రతలను చూపుతుంది.

వోల్టేజ్ ప్రతిధ్వని వద్ద వోల్టేజ్ కరెంట్ మరియు పవర్ యొక్క గ్రాఫ్

XL మరియు C నిరోధకాలు కరెంట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీపై ఆధారపడి ఉండే వేరియబుల్స్ అని గుర్తుంచుకోవాలి మరియు దాని ఫ్రీక్వెన్సీని కనీసం కొద్దిగా మార్చడం విలువైనదే, ఉదాహరణకు, XL = ωL గా పెంచడం పెరుగుతుంది మరియు XSC = = 1 / ωC తగ్గుతుంది మరియు తద్వారా సర్క్యూట్‌లోని వోల్టేజ్ ప్రతిధ్వని వెంటనే చెదిరిపోతుంది, అయితే క్రియాశీల నిరోధకతతో పాటు, ప్రతిచర్య సర్క్యూట్‌లో కనిపిస్తుంది. మీరు సర్క్యూట్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ లేదా కెపాసిటెన్స్ విలువను మార్చినట్లయితే అదే జరుగుతుంది.

వోల్టేజ్ ప్రతిధ్వనితో, ప్రస్తుత మూలం యొక్క శక్తి సర్క్యూట్ యొక్క క్రియాశీల ప్రతిఘటనను అధిగమించడానికి మాత్రమే ఖర్చు చేయబడుతుంది, అంటే, వైర్లను వేడి చేయడానికి.

వాస్తవానికి, ఒకే ఇండక్టివ్ కాయిల్ ఉన్న సర్క్యూట్లో, శక్తి హెచ్చుతగ్గులు సంభవిస్తాయి, అనగా. జనరేటర్ నుండి శక్తి యొక్క ఆవర్తన బదిలీ అయిస్కాంత క్షేత్రం కాయిల్స్. కెపాసిటర్ ఉన్న సర్క్యూట్లో, అదే విషయం జరుగుతుంది, కానీ కెపాసిటర్ యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క శక్తి కారణంగా. వోల్టేజ్ రెసొనెన్స్ (ХL = XС) వద్ద కెపాసిటర్ మరియు ఇండక్టర్ ఉన్న సర్క్యూట్‌లో, ఒకసారి సర్క్యూట్ ద్వారా నిల్వ చేయబడిన శక్తి, కాలానుగుణంగా కాయిల్ నుండి కెపాసిటర్‌కు మరియు వైస్ వెర్సాకు వెళుతుంది మరియు క్రియాశీల ప్రతిఘటనను అధిగమించడానికి అవసరమైన శక్తి వినియోగం మాత్రమే సర్క్యూట్ కరెంట్ యొక్క మూలం యొక్క వాటాపై వస్తుంది. అందువల్ల, కెపాసిటర్ మరియు కాయిల్ మధ్య శక్తి మార్పిడి దాదాపుగా జనరేటర్ యొక్క భాగస్వామ్యం లేకుండా జరుగుతుంది.

విలువ ద్వారా వోల్టేజ్ ప్రతిధ్వనిని విచ్ఛిన్నం చేయాలి, కాయిల్ యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క శక్తి కెపాసిటర్ యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క శక్తికి ఎలా అసమానంగా మారుతుంది మరియు ఈ క్షేత్రాల మధ్య శక్తి మార్పిడి ప్రక్రియలో, అదనపు శక్తి ఉంటుంది. కనిపిస్తాయి, ఇది క్రమానుగతంగా సర్క్యూట్‌లోని మూలం నుండి బయటకు ప్రవహిస్తుంది, ఆపై దానిని సర్క్యూట్‌లో తిరిగి ఫీడ్ చేస్తుంది.

ఈ దృగ్విషయం క్లాక్‌వర్క్‌లో జరిగేదానికి చాలా పోలి ఉంటుంది. గడియారం యొక్క లోలకం దాని కదలికను నెమ్మదింపజేసే ఘర్షణ శక్తుల కోసం లేకుంటే, స్ప్రింగ్ (లేదా క్లాక్ వాకర్‌లో బరువు) సహాయం లేకుండా నిరంతరం డోలనం చేయగలదు.

స్ప్రింగ్, సరైన సమయంలో లోలకంలో కొంత శక్తిని ప్రసారం చేయడం ద్వారా, ఘర్షణ శక్తులను అధిగమించడానికి సహాయపడుతుంది, తద్వారా డోలనం యొక్క కొనసాగింపును సాధిస్తుంది.

అదేవిధంగా, ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్‌లో, దానిలో ప్రతిధ్వని సంభవించినప్పుడు, ప్రస్తుత మూలం సర్క్యూట్ యొక్క క్రియాశీల ప్రతిఘటనను అధిగమించడానికి మాత్రమే దాని శక్తిని ఖర్చు చేస్తుంది, తద్వారా దానిలోని ఓసిలేటరీ ప్రక్రియకు సహాయపడుతుంది.

అందువల్ల మేము ఒక జనరేటర్ మరియు సిరీస్-కనెక్ట్ చేయబడిన ఇండక్టర్ మరియు కెపాసిటర్‌తో కూడిన ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ సర్క్యూట్, నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో XL = XС ఒక డోలనం చేసే వ్యవస్థగా మారుతుందని నిర్ధారణకు వచ్చాము... ఈ సర్క్యూట్‌కు ఆసిలేటింగ్ సర్క్యూట్ అని పేరు పెట్టారు.

XL = XС సమీకరణం నుండి వోల్టేజ్ ప్రతిధ్వని యొక్క దృగ్విషయం సంభవించే జనరేటర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క విలువలను నిర్ణయించడం సాధ్యమవుతుంది:

వోల్టేజ్ ప్రతిధ్వని సంభవించే సర్క్యూట్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ మరియు ఇండక్టెన్స్ అర్థం:

ఈ విధంగా, ఈ మూడు పరిమాణాలలో దేనినైనా మార్చడం (ఎరెస్, ఎల్ మరియు సి), సర్క్యూట్‌లో వోల్టేజ్ ప్రతిధ్వనిని కలిగించడం సాధ్యమవుతుంది, అంటే సర్క్యూట్‌ను ఓసిలేటింగ్ సర్క్యూట్‌గా మార్చడం.

వోల్టేజ్ ప్రతిధ్వని యొక్క ఉపయోగకరమైన అప్లికేషన్ యొక్క ఉదాహరణ: రిసీవర్ యొక్క ఇన్‌పుట్ సర్క్యూట్ ఒక వేరియబుల్ కెపాసిటర్ (లేదా వేరియోమీటర్) ద్వారా వోల్టేజ్ రెసొనెన్స్ సంభవించే విధంగా సర్దుబాటు చేయబడుతుంది. యాంటెన్నా సృష్టించిన సర్క్యూట్ వోల్టేజ్‌తో పోలిస్తే ఇది సాధారణ రిసీవర్ ఆపరేషన్‌కు అవసరమైన కాయిల్ వోల్టేజ్‌లో పెద్ద పెరుగుదలను సాధిస్తుంది.

ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో వోల్టేజ్ రెసొనెన్స్ దృగ్విషయం యొక్క ఉపయోగకరమైన ఉపయోగంతో పాటు, వోల్టేజ్ ప్రతిధ్వని హాని కలిగించే సందర్భాలు తరచుగా ఉన్నాయి.వోల్టేజ్‌తో పోలిస్తే సర్క్యూట్‌లోని వ్యక్తిగత విభాగాలలో (కాయిల్ లేదా కెపాసిటర్‌పై) వోల్టేజ్‌లో పెద్ద పెరుగుదల జనరేటర్ యొక్క ప్రత్యేక భాగాలు మరియు కొలిచే పరికరాల నష్టానికి దారితీయవచ్చు.