ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ప్రాథమిక పారామితులు: పీరియడ్, ఫ్రీక్వెన్సీ, ఫేజ్, యాంప్లిట్యూడ్, హార్మోనిక్ డోలనాలు

ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ అనేది ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్, దీని దిశ మరియు బలం క్రమానుగతంగా మారుతాయి. సాధారణంగా ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క బలం సైనూసోయిడల్ చట్టం ప్రకారం మారుతుంది కాబట్టి, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ అనేది వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్‌లో సైనూసోయిడల్ హెచ్చుతగ్గులు.

అందువల్ల, సైనూసోయిడల్ ఎలక్ట్రికల్ డోలనాలకు వర్తించే ప్రతిదీ ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహానికి వర్తిస్తుంది. సైనూసోయిడల్ ఆసిలేషన్స్ అనేది డోలనాలు, దీనిలో డోలనం విలువ సైన్ లా ప్రకారం మారుతుంది.ఈ వ్యాసంలో మనం AC పారామితుల గురించి మాట్లాడుతాము.

EMFలో మార్పు మరియు అటువంటి మూలానికి అనుసంధానించబడిన లీనియర్ లోడ్ యొక్క కరెంట్‌లో మార్పు సైనూసోయిడల్ చట్టాన్ని అనుసరిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, ఆల్టర్నేటింగ్ EMFలు, ఆల్టర్నేటింగ్ వోల్టేజీలు మరియు కరెంట్‌లు వాటి ప్రధాన నాలుగు పారామితుల ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి:

• కాలం;

• తరచుదనం;

• వ్యాప్తి;

• సమర్థవంతమైన విలువ.

అదనపు పారామితులు కూడా ఉన్నాయి:

• కోణీయ ఫ్రీక్వెన్సీ;

• దశ;

• తక్షణ విలువ.

తరువాత, మేము ఈ పారామితులన్నింటినీ విడిగా మరియు కలిసి చూస్తాము.

కాలం T.

కాలం — డోలనం చేసే వ్యవస్థ అన్ని ఇంటర్మీడియట్ స్టేట్స్ గుండా వెళ్లి మళ్లీ దాని ప్రారంభ స్థితికి తిరిగి రావడానికి పట్టే సమయం.

ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క కాలం T అనేది కరెంట్ లేదా వోల్టేజ్ మార్పుల యొక్క పూర్తి చక్రం చేసే సమయ విరామం.

ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క మూలం జనరేటర్ అయినందున, కాలం దాని రోటర్ యొక్క భ్రమణ వేగానికి సంబంధించినది మరియు జనరేటర్ యొక్క వైండింగ్ లేదా రోటర్ యొక్క భ్రమణ వేగం ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఉత్పత్తి చేయబడిన ప్రత్యామ్నాయ EMF యొక్క కాలం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు, తదనుగుణంగా, లోడ్ యొక్క ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహం, అది మారుతుంది.

ఈ కరెంట్ పరిగణించబడే నిర్దిష్ట పరిస్థితిని బట్టి కాలం సెకన్లు, మిల్లీసెకన్లు, మైక్రోసెకన్లు, నానోసెకన్లలో కొలుస్తారు. స్థిరమైన లక్షణ వ్యవధి Tని కలిగి ఉన్నప్పుడు వోల్టేజ్ U కాలక్రమేణా ఎలా మారుతుందో పై బొమ్మ చూపిస్తుంది.

ఫ్రీక్వెన్సీ f

ఫ్రీక్వెన్సీ f అనేది వ్యవధి యొక్క పరస్పరం మరియు 1 సెకనులో ప్రస్తుత లేదా EMF మార్పు యొక్క కాలాల సంఖ్యకు సంఖ్యాపరంగా సమానంగా ఉంటుంది. అంటే, f = 1 / T. ఫ్రీక్వెన్సీని కొలిచే యూనిట్ హెర్ట్జ్ (Hz), 19వ శతాబ్దంలో ఎలక్ట్రోడైనమిక్స్ అభివృద్ధికి గణనీయమైన కృషి చేసిన జర్మన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త హెన్రిచ్ హెర్ట్జ్ పేరు పెట్టారు. తక్కువ కాలం, EMF లేదా ప్రస్తుత మార్పు యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ ఎక్కువ.

నేడు రష్యాలో, ఎలక్ట్రికల్ నెట్‌వర్క్‌లలో ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ప్రామాణిక ఫ్రీక్వెన్సీ 50 Hz, అంటే, నెట్‌వర్క్ వోల్టేజ్ యొక్క 50 హెచ్చుతగ్గులు 1 సెకనులో కనిపిస్తాయి.

ఎలక్ట్రోడైనమిక్స్ యొక్క ఇతర రంగాలలో, అధిక పౌనఃపున్యాలు ఉపయోగించబడతాయి, ఉదాహరణకు ఆధునిక ఇన్వర్టర్‌లలో 20 kHz మరియు అంతకంటే ఎక్కువ, మరియు ఎలక్ట్రోడైనమిక్స్ యొక్క ఇరుకైన ప్రాంతాలలో అనేక MHz వరకు. పై చిత్రంలో మీరు ఒక సెకనులో 50 పూర్తి డోలనాలు ఉన్నాయని చూడవచ్చు, ప్రతి ఒక్కటి 0.02 సెకన్లు మరియు 1 / 0.02 = 50 ఉంటుంది.

కాలక్రమేణా సైనూసోయిడల్ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌లో మార్పుల గ్రాఫ్‌ల నుండి, వేర్వేరు పౌనఃపున్యాల ప్రవాహాలు ఒకే సమయ వ్యవధిలో వేర్వేరు కాలాలను కలిగి ఉన్నాయని చూడవచ్చు.

కోణీయ ఫ్రీక్వెన్సీ

కోణీయ ఫ్రీక్వెన్సీ — 2pi సెకనులో చేసిన డోలనాల సంఖ్య.

ఒక కాలంలో, సైనూసోయిడల్ EMF లేదా సైనూసోయిడల్ కరెంట్ యొక్క దశ 2pi రేడియన్‌లు లేదా 360 ° ద్వారా మారుతుంది, కాబట్టి ఆల్టర్నేటింగ్ సైనూసోయిడల్ కరెంట్ యొక్క కోణీయ పౌనఃపున్యం దీనికి సమానంగా ఉంటుంది:

2pi సెకనులో డోలనాల సంఖ్యను ఉపయోగించండి. (1 సెకనులో కాదు.) ఇది అనుకూలమైనది ఎందుకంటే ఫార్ములాల్లో వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ యొక్క మార్పు యొక్క చట్టాన్ని హార్మోనిక్ డోలనాల సమయంలో వ్యక్తీకరించడం, ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహం యొక్క ప్రేరక లేదా కెపాసిటివ్ నిరోధకతను వ్యక్తీకరించడం మరియు చాలా వరకు ఇతర సందర్భాల్లో డోలనం ఫ్రీక్వెన్సీ n గుణకం 2piతో కలిసి కనిపిస్తుంది.

దశ

దశ - ఆవర్తన ప్రక్రియ యొక్క స్థితి, దశ. సైనూసోయిడల్ డోలనాల విషయంలో దశ అనే పదానికి మరింత ఖచ్చితమైన అర్థం ఉంది. ఆచరణలో, ఇది సాధారణంగా పాత్రను పోషించే దశ కాదు, కానీ ఏదైనా రెండు ఆవర్తన ప్రక్రియల మధ్య దశ మార్పు.

ఈ సందర్భంలో, "దశ" అనే పదాన్ని ప్రక్రియ యొక్క అభివృద్ధి దశగా అర్థం చేసుకోవచ్చు మరియు ఈ సందర్భంలో, ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహాలు మరియు సైనూసోయిడల్ వోల్టేజ్‌లకు సంబంధించి, దశను ఒక నిర్దిష్ట క్షణంలో ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క స్థితి అంటారు. సమయం.

గణాంకాలు చూపుతాయి: దశలో వోల్టేజ్ U1 మరియు ప్రస్తుత I1 యొక్క యాదృచ్చికం, యాంటీఫేస్‌లో వోల్టేజ్ U1 మరియు U2, అలాగే ప్రస్తుత I1 మరియు వోల్టేజ్ U2 మధ్య దశ మార్పు. ఫేజ్ షిఫ్ట్ రేడియన్‌లలో, ఒక పీరియడ్‌లోని భాగాలు, డిగ్రీలలో కొలుస్తారు.

ఇది కూడ చూడు: దశ, దశ కోణం మరియు దశ షిఫ్ట్ అంటే ఏమిటి

వ్యాప్తి ఉమ్ మరియు ఇమ్

సైనూసోయిడల్ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ లేదా సైనూసోయిడల్ ఆల్టర్నేటింగ్ EMF యొక్క పరిమాణం గురించి మాట్లాడుతూ, EMF లేదా కరెంట్ యొక్క అత్యధిక విలువను వ్యాప్తి లేదా వ్యాప్తి (గరిష్ట) విలువ అంటారు.

వ్యాప్తి — హార్మోనిక్ డోలనాలను ప్రదర్శించే పరిమాణం యొక్క అతిపెద్ద విలువ (ఉదాహరణకు, ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహంలో ప్రస్తుత బలం యొక్క గరిష్ట విలువ, సమతౌల్య స్థానం నుండి డోలనం చేసే లోలకం యొక్క విచలనం), ఒక నిర్దిష్ట విలువ నుండి డోలనం పరిమాణం యొక్క అతిపెద్ద విచలనం, షరతులతో ప్రారంభ సున్నాగా అంగీకరించబడింది.

ఖచ్చితంగా చెప్పాలంటే, యాంప్లిట్యూడ్ అనే పదం సైనూసోయిడల్ డోలనాలను మాత్రమే సూచిస్తుంది, అయితే ఇది సాధారణంగా అన్ని డోలనాలకు పై అర్థంలో వర్తించబడుతుంది (చాలా సరిగ్గా లేదు).

మేము ఆల్టర్నేటర్ గురించి మాట్లాడినట్లయితే, దాని టెర్మినల్స్ యొక్క EMF వ్యవధికి రెండుసార్లు ఒక వ్యాప్తి విలువను చేరుకుంటుంది, వీటిలో మొదటిది + Em, రెండవది Em, వరుసగా, సానుకూల మరియు ప్రతికూల అర్ధ-చక్రాల సమయంలో. ప్రస్తుత I అదే విధంగా ప్రవర్తిస్తుంది మరియు తదనుగుణంగా Im ద్వారా సూచించబడుతుంది.

హార్మోనిక్ కంపనాలు - డోలనాలు, దీనిలో ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్‌లోని వోల్టేజ్ వంటి డోలనం పరిమాణం, హార్మోనిక్ సైనూసోయిడల్ లేదా కొసైన్ చట్టం ప్రకారం కాలానుగుణంగా మారుతుంది. సైనూసోయిడల్ కర్వ్ ద్వారా గ్రాఫికల్‌గా సూచించబడుతుంది.

నిజమైన ప్రక్రియలు హార్మోనిక్ డోలనాలను మాత్రమే అంచనా వేయగలవు. అయినప్పటికీ, డోలనాలు ప్రక్రియ యొక్క అత్యంత లక్షణ లక్షణాలను ప్రతిబింబిస్తే, అటువంటి ప్రక్రియ హార్మోనిక్గా పరిగణించబడుతుంది, ఇది అనేక భౌతిక మరియు సాంకేతిక సమస్యల పరిష్కారాన్ని బాగా సులభతరం చేస్తుంది.

హార్మోనిక్ డోలనాలకు దగ్గరగా ఉండే కదలికలు వివిధ వ్యవస్థలలో జరుగుతాయి: యాంత్రిక (లోలకం యొక్క డోలనాలు), ధ్వని (అవయవ పైపులో గాలి కాలమ్ యొక్క డోలనాలు), విద్యుదయస్కాంత (LC సర్క్యూట్‌లో డోలనాలు) మొదలైనవి.డోలనాల సిద్ధాంతం ఈ దృగ్విషయాలను భౌతిక స్వభావంలో విభిన్నంగా, ఏకీకృత దృక్కోణం నుండి పరిగణిస్తుంది మరియు వాటి సాధారణ లక్షణాలను నిర్ణయిస్తుంది.

ఈ వెక్టార్‌కు లంబంగా ఉన్న అక్షం చుట్టూ స్థిరమైన కోణీయ వేగంతో తిరిగే వెక్టార్‌ను ఉపయోగించి మరియు దాని మూలం గుండా వెళుతున్న హార్మోనిక్ డోలనాలను గ్రాఫికల్‌గా సూచించడం సౌకర్యంగా ఉంటుంది. వెక్టార్ యొక్క భ్రమణ కోణీయ వేగం హార్మోనిక్ డోలనం యొక్క వృత్తాకార ఫ్రీక్వెన్సీకి అనుగుణంగా ఉంటుంది.

హార్మోనిక్ వైబ్రేషన్ యొక్క వెక్టర్ రేఖాచిత్రం

ఏదైనా రూపం యొక్క ఆవర్తన ప్రక్రియ వివిధ పౌనఃపున్యాలు, వ్యాప్తి మరియు దశలతో కూడిన సాధారణ హార్మోనిక్ డోలనాల అనంత శ్రేణిగా కుళ్ళిపోతుంది.

శ్రావ్యమైన — ఫండమెంటల్ టోన్ అని పిలువబడే కొన్ని ఇతర కంపనం యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే మొత్తం రెట్లు ఎక్కువ పౌనఃపున్యం ఉన్న హార్మోనిక్ వైబ్రేషన్. హార్మోనిక్ సంఖ్య ప్రాథమిక స్వరం యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే దాని ఫ్రీక్వెన్సీ ఎన్ని రెట్లు ఎక్కువగా ఉందో సూచిస్తుంది (ఉదాహరణకు, మూడవ హార్మోనిక్ అనేది ప్రాథమిక స్వరం యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే మూడు రెట్లు ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీతో కూడిన హార్మోనిక్ వైబ్రేషన్).

ఏదైనా ఆవర్తన కానీ శ్రావ్యంగా లేని (అనగా, సైనూసోయిడల్ నుండి భిన్నమైన ఆకారం) డోలనాలను హార్మోనిక్ డోలనాల మొత్తంగా సూచించవచ్చు-ప్రాథమిక స్వరం మరియు అనేక హార్మోనిక్స్. పరిగణించబడిన డోలనం సైనూసోయిడల్ నుండి రూపంలో ఎంత భిన్నంగా ఉంటుంది, అది మరింత హార్మోనిక్స్ కలిగి ఉంటుంది.

u మరియు i యొక్క తక్షణ విలువ

ఒక నిర్దిష్ట సమయంలో EMF లేదా కరెంట్ యొక్క విలువను తక్షణ విలువ అంటారు, అవి u మరియు i అనే చిన్న అక్షరాలతో సూచించబడతాయి. కానీ ఈ విలువలు అన్ని సమయాలలో మారుతూ ఉంటాయి కాబట్టి, వాటి నుండి AC ప్రవాహాలు మరియు EMF లను అంచనా వేయడం అసౌకర్యంగా ఉంటుంది.

I, E మరియు U యొక్క RMS విలువలు

మోటారు యొక్క రోటర్‌ను యాంత్రికంగా తిప్పడం లేదా తాపన పరికరంలో వేడిని ఉత్పత్తి చేయడం వంటి ఉపయోగకరమైన పనిని నిర్వహించడానికి ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహ సామర్థ్యం emfs మరియు ప్రవాహాల ప్రభావవంతమైన విలువల ద్వారా సౌకర్యవంతంగా అంచనా వేయబడుతుంది.

కాబట్టి, ప్రభావవంతమైన ప్రస్తుత విలువ పరిగణనలో ఉన్న ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ఒక కాలంలో కండక్టర్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు, అదే యాంత్రిక పనిని లేదా ఈ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ వలె అదే మొత్తంలో వేడిని ఉత్పత్తి చేసే అటువంటి డైరెక్ట్ కరెంట్ యొక్క విలువ అని పిలుస్తారు.

వోల్టేజీలు, emfలు మరియు ప్రవాహాల యొక్క RMS విలువలు పెద్ద అక్షరాలు I, E మరియు U ద్వారా సూచించబడతాయి. సైనూసోయిడల్ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ మరియు సైనూసోయిడల్ ఆల్టర్నేటింగ్ వోల్టేజ్ కోసం, ప్రభావవంతమైన విలువలు:

ఎలక్ట్రికల్ నెట్వర్క్లను వివరించడానికి, ప్రస్తుత మరియు వోల్టేజ్ యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువను ఉపయోగించడం సౌకర్యంగా ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, 220-240 వోల్ట్ల విలువ ఆధునిక గృహ సాకెట్లలో వోల్టేజ్ యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువ, మరియు వ్యాప్తి చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది - 311 నుండి 339 వోల్ట్ల వరకు.

కరెంట్‌తో సమానంగా ఉంటుంది, ఉదాహరణకు, గృహ తాపన పరికరం ద్వారా 8 ఆంపియర్‌ల కరెంట్ ప్రవహిస్తుందని వారు చెప్పినప్పుడు, దీని అర్థం సమర్థవంతమైన విలువ, అయితే వ్యాప్తి 11.3 ఆంపియర్‌లు.

ఒక విధంగా లేదా మరొక విధంగా, ఎలక్ట్రికల్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లలో మెకానికల్ పని మరియు విద్యుత్ శక్తి వోల్టేజ్‌లు మరియు ప్రవాహాల ప్రభావవంతమైన విలువలకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటాయి. కొలిచే పరికరాలలో ముఖ్యమైన భాగం వోల్టేజీలు మరియు ప్రవాహాల యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువలను ఖచ్చితంగా చూపుతుంది.