సింగిల్ ఫేజ్ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్

ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహాన్ని పొందడం

సవ్య దిశలో (Fig. 1) అయస్కాంతం యొక్క రెండు ధ్రువాల ద్వారా ఏర్పడిన అయస్కాంత ప్రవాహంలో వైర్ A తిప్పబడితే, అప్పుడు వైర్ అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలను దాటినప్పుడు, అది e. dని ప్రేరేపిస్తుంది. s దీని విలువ వ్యక్తీకరణ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది

E = Blvsinα,

ఇక్కడ B అనేది Tలో అయస్కాంత ప్రేరణ, l అనేది mలో వైర్ యొక్క పొడవు, v అనేది m / sలో వైర్ యొక్క వేగం, α - వైర్ అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలను దాటే కోణం.

ఈ సందర్భంలో B, I మరియు v స్థిరంగా ఉండనివ్వండి, ఆపై ప్రేరిత e. మొదలైనవి c. వైర్ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని దాటే కోణం αపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది. కాబట్టి, పాయింట్ 1 వద్ద, వైర్ అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖల వెంట కదులుతున్నప్పుడు, ప్రేరేపిత emf యొక్క విలువ. మొదలైనవి వైర్ పాయింట్ 3 oeకి కదిలినప్పుడు p సున్నా అవుతుంది. మొదలైనవి v. చాలా ప్రాముఖ్యత కలిగి ఉంటుంది, ఎందుకంటే శక్తి రేఖలు వాటికి లంబంగా ఉన్న దిశలో కండక్టర్ ద్వారా దాటబడతాయి మరియు చివరకు, ఉదా. మొదలైనవి v. వైర్‌ను పాయింట్ 5కి తరలించినట్లయితే మళ్లీ సున్నాకి చేరుకుంటుంది.

అన్నం. 1. ప్రేరిత eని మార్చడం. మొదలైనవి అయస్కాంత క్షేత్రంలో తిరిగే తీగలో pp

ఇంటర్మీడియట్ పాయింట్లు 2 మరియు 4 వద్ద, దీనిలో వైర్ α = 45 ° కోణంలో శక్తి రేఖలను దాటుతుంది, ఇది ప్రేరేపిత emf యొక్క విలువ. మొదలైనవి c. పాయింట్ 3 కంటే తదనుగుణంగా తక్కువగా ఉంటుంది. అందువలన, వైర్ పాయింట్ 1 నుండి పాయింట్ 5కి మారినప్పుడు, అంటే 180 ° ద్వారా, ప్రేరేపిత ఇ. మొదలైనవి v. సున్నా నుండి గరిష్టంగా మరియు తిరిగి సున్నాకి మారుతుంది.

180 ° (పాయింట్ల 6, 7, 8 మరియు 1 ద్వారా) కోణం ద్వారా వైర్ A యొక్క తదుపరి భ్రమణంపై, ప్రేరేపిత ఇలో మార్పు యొక్క స్వభావం చాలా స్పష్టంగా ఉంది. మొదలైనవి p. ఒకేలా ఉంటుంది, కానీ దాని దిశ వ్యతిరేక దిశకు మారుతుంది, ఎందుకంటే వైర్ ఇప్పటికే ఇతర ధ్రువం క్రింద ఉన్న అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలను దాటుతుంది, ఇది వ్యతిరేక మొదటి దిశలో వాటిని దాటడానికి సమానం.

అందువల్ల, వైర్ 360 ° తిప్పబడినప్పుడు, ప్రేరేపిత ఇ. మొదలైనవి v. అన్ని సమయాలలో పరిమాణంలో మార్పులను మాత్రమే కాకుండా, దాని దిశను కూడా రెండుసార్లు మారుస్తుంది.

వైర్ కొంత నిరోధకతకు మూసివేయబడితే, అప్పుడు వైర్ కనిపిస్తుంది విద్యుత్, పరిమాణం మరియు దిశలో కూడా మారుతూ ఉంటుంది.

ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్, పరిమాణం మరియు దిశలో నిరంతరం మారుతూ ఉంటుంది, దీనిని ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ అంటారు.

సైన్ వేవ్ అంటే ఏమిటి?

మార్పు యొక్క స్వభావం ఇ. మొదలైనవి (ప్రస్తుతం) ఎక్కువ స్పష్టత కోసం వైర్ యొక్క ఒక మలుపు కోసం, అవి వక్రరేఖను ఉపయోగించి గ్రాఫికల్‌గా సూచించబడతాయి. ఇ విలువ నుండి. మొదలైనవి c. sinαకి అనులోమానుపాతంలో, అప్పుడు, నిర్దిష్ట కోణాలను సెట్ చేయడం ద్వారా, పట్టికల సహాయంతో, ప్రతి కోణం యొక్క సైన్ విలువను నిర్ణయించడం మరియు e యొక్క మార్పు కోసం తగిన స్థాయిలో ఒక వక్రరేఖను నిర్మించడం సాధ్యమవుతుంది. మొదలైనవి c. దీన్ని చేయడానికి, క్షితిజ సమాంతర అక్షం మీద మేము వైర్ యొక్క భ్రమణ కోణాలను పక్కనపెడతాము మరియు నిలువు అక్షం మీద, తగిన స్థాయిలో, ప్రేరేపిత ఇ. మొదలైనవి తో

గతంలో అంజీర్లో సూచించినట్లయితే.1 పాయింట్లను మృదువైన వక్ర రేఖతో కనెక్ట్ చేయండి, అప్పుడు అది ప్రేరేపిత ఇలో మార్పు యొక్క పరిమాణం మరియు స్వభావం గురించి ఒక ఆలోచనను ఇస్తుంది. మొదలైనవి (ప్రస్తుతం) అయస్కాంత క్షేత్రంలో కండక్టర్ యొక్క ఏదైనా స్థానం వద్ద. ప్రేరేపిత ఇ యొక్క విలువ వాస్తవం కారణంగా. మొదలైనవి p. ఏ క్షణంలోనైనా వైర్ అంజీర్‌లో చూపిన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని దాటే కోణం యొక్క సైన్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. 1 వక్రరేఖను సైనూసోయిడ్ అంటారు, మరియు ఇ. మొదలైనవి s. - సైనూసోయిడల్.

అన్నం. 2. సైనూసోయిడ్ మరియు దాని లక్షణ విలువలు

మేము చూసిన మార్పులు ఇ. మొదలైనవి c. sinusoidally 360 ° కోణంలో ఒక అయస్కాంత క్షేత్రంలో వైర్ యొక్క భ్రమణానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. వైర్ తదుపరి 360 ° తిప్పబడినప్పుడు, ప్రేరేపిత e లో మార్పులు. మొదలైనవి s.(మరియు కరెంట్) మళ్లీ సైన్ వేవ్‌లో కనిపిస్తుంది, అంటే అవి క్రమానుగతంగా పునరావృతమవుతాయి.

దీని ప్రకారం, దీని వలన ఇ. మొదలైనవి c.ని ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్ సైనూసోయిడల్ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ అంటారు... వైర్ A చివర్లలో మనం కొలవగలిగే వోల్టేజ్, క్లోజ్డ్ ఎక్స్‌టర్నల్ సర్క్యూట్ సమక్షంలో కూడా సైనూసోయిడల్ పద్ధతిలో మారుతుందని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది.

మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్‌లో వైర్‌ను తిప్పడం ద్వారా లేదా కాయిల్‌లో కనెక్ట్ చేయబడిన వైర్ల వ్యవస్థ ద్వారా పొందిన ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌ను సింగిల్-ఫేజ్ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ అంటారు.

సైనూసోయిడల్ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌లు టెక్నాలజీలో అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. అయితే, మీరు సైన్ లా ప్రకారం మారని ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహాలను కనుగొనవచ్చు. ఇటువంటి ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహాలను నాన్-సైనోసోయిడల్ అంటారు.

ఇది కూడ చూడు: ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ అంటే ఏమిటి మరియు ఇది డైరెక్ట్ కరెంట్ నుండి ఎలా భిన్నంగా ఉంటుంది

సింగిల్-ఫేజ్ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క వ్యాప్తి, కాలం, ఫ్రీక్వెన్సీ

ప్రస్తుత బలం, ఒక సైనసాయిడ్ పాటు మారుతూ, నిరంతరం మారుతుంది. కాబట్టి, పాయింట్ A (Fig. 2) వద్ద ప్రస్తుత 3aకి సమానంగా ఉంటే, అప్పుడు పాయింట్ B వద్ద ఇది ఇప్పటికే ఎక్కువగా ఉంటుంది.సైనూసోయిడ్‌పై మరొక పాయింట్ వద్ద, ఉదాహరణకు పాయింట్ C వద్ద, కరెంట్ ఇప్పుడు కొత్త విలువను కలిగి ఉంటుంది మరియు మొదలైనవి.

సైనూసాయిడ్‌తో పాటుగా మారినప్పుడు నిర్దిష్ట సమయాల్లో కరెంట్ యొక్క బలాన్ని తక్షణ కరెంట్ విలువలు అంటారు.

సింగిల్-ఫేజ్ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క అతిపెద్ద తక్షణ విలువ అది సైనూసోయిడల్ యాంప్లిట్యూడ్‌తో మారినప్పుడు అంటారు... వైర్ యొక్క ఒక మలుపు కోసం కరెంట్ దాని వ్యాప్తి విలువను రెండుసార్లు చేరుకోవడం సులభం. aa' విలువలలో ఒకటి సానుకూలంగా ఉంటుంది మరియు 001 అక్షం నుండి తీసుకోబడుతుంది మరియు మరొకటి bv' ప్రతికూలంగా ఉంటుంది మరియు అక్షం నుండి క్రిందికి లాగబడుతుంది.

ప్రేరిత ఇ. మొదలైనవి (లేదా ప్రస్తుత శక్తి) మార్పుల మొత్తం చక్రం గుండా వెళుతుంది, అని పిలవబడే నెలవారీ చక్రం T (Fig. 2). కాలం సాధారణంగా సెకన్లలో కొలుస్తారు.

కాలం యొక్క అన్యోన్యతను ఫ్రీక్వెన్సీ (f) అంటారు. వేరే పదాల్లో, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ ఫ్రీక్వెన్సీ అనేది యూనిట్ సమయానికి వ్యవధి యొక్క సంఖ్య, అనగా. సెకన్లలో. కాబట్టి, ఉదాహరణకు, 1 సెకనులోపు ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ అదే విలువలు మరియు దిశను పదిసార్లు ఊహిస్తే, అటువంటి ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ సెకనుకు 10 పీరియడ్‌లుగా ఉంటుంది.

ఫ్రీక్వెన్సీని కొలవడానికి, సెకనుకు పీరియడ్‌ల సంఖ్యకు బదులుగా, హెర్ట్జ్ (హెర్ట్జ్) అనే యూనిట్ ఉపయోగించబడుతుంది. 1 హెర్ట్జ్ ఫ్రీక్వెన్సీ 1 lps / సెకను ఫ్రీక్వెన్సీకి సమానం. అధిక పౌనఃపున్యాలను కొలిచేటప్పుడు, హెర్ట్జ్ కంటే 1000 రెట్లు పెద్ద యూనిట్‌ను ఉపయోగించడం మరింత సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది, అనగా. కిలోహెర్ట్జ్ (kHz), లేదా హెర్ట్జ్ కంటే 1,000,000 రెట్లు ఎక్కువ — మెగాహెర్ట్జ్ (mhz).

ఫ్రీక్వెన్సీని బట్టి టెక్నాలజీలో ఉపయోగించే ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌లను తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ కరెంట్‌లు మరియు హై-ఫ్రీక్వెన్సీ కరెంట్‌లుగా విభజించవచ్చు.

AC rms విలువ

వైర్ గుండా వెళుతున్న డైరెక్ట్ కరెంట్ దానిని వేడి చేస్తుంది. మీరు వైర్ ద్వారా ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహాన్ని అమలు చేస్తే, వైర్ కూడా వేడెక్కుతుంది.ఇది అర్థం చేసుకోదగినది, ఎందుకంటే ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ దాని దిశను అన్ని సమయాలలో మార్చినప్పటికీ, వేడి విడుదల వైర్‌లోని కరెంట్ యొక్క దిశపై అస్సలు ఆధారపడదు.

లైట్ బల్బు ద్వారా ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ పంపినప్పుడు, దాని ఫిలమెంట్ మెరుస్తుంది. 50 Hz యొక్క ప్రామాణిక ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ ఫ్రీక్వెన్సీలో, కాంతి యొక్క మినుకుమినుకుమనే ఉండదు, ఎందుకంటే ప్రకాశించే బల్బ్ యొక్క ఫిలమెంట్, థర్మల్ జడత్వం కలిగి ఉంటుంది, సర్క్యూట్లో ప్రస్తుత సున్నాగా ఉన్నప్పుడు ఆ సమయాల్లో చల్లబరచడానికి సమయం ఉండదు. బల్బ్ యొక్క తీవ్రతలో అసహ్యకరమైన, కంటికి అలసట కలిగించే హెచ్చుతగ్గులు కనిపిస్తున్నందున లైటింగ్ కోసం 50 Hz కంటే తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీతో ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ ఉపయోగించడం ఇప్పుడు అవాంఛనీయమైనది.

డైరెక్ట్ కరెంట్ సారూప్యతను కొనసాగిస్తూ, వైర్ గుండా ప్రవహించే ప్రత్యామ్నాయ విద్యుత్ దాని చుట్టూ సృష్టిస్తుందని మనం ఆశించవచ్చు. అయిస్కాంత క్షేత్రం. వాస్తవానికి నాల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టించదు, కానీ అది సృష్టించే అయస్కాంత క్షేత్రం దిశ మరియు పరిమాణంలో కూడా వేరియబుల్ అవుతుంది.

ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ మాగ్నిట్యూడ్ మరియు డైరెక్షన్ NS రెండింటిలోనూ అన్ని సమయాలలో మారుతుంది. సహజంగానే, T వేరియబుల్‌ను ఎలా కొలవాలి అనే ప్రశ్న తలెత్తుతుంది మరియు సైనోసోయిడ్‌తో మారుతున్నప్పుడు దాని విలువ ఏమిటి అనేది ఈ లేదా ఆ చర్యకు కారణమవుతుంది.

సి ఈ ప్రయోజనం కోసం, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ అది డైరెక్ట్ కరెంట్‌తో ఉత్పత్తి చేసే చర్య పరంగా పోల్చబడుతుంది, దీని విలువ ప్రయోగం సమయంలో మారదు.

స్థిరమైన ప్రతిఘటన 10 A యొక్క వైర్ ద్వారా డైరెక్ట్ కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది మరియు వైర్ 50 ° ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేయబడిందని అనుకుందాం.ఇప్పుడు మనం అదే తీగ గుండా వెళితే డైరెక్ట్ కరెంట్ కాదు, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్, కాబట్టి మేము దాని విలువను ఎంచుకుంటాము (ఉదాహరణకు, రియోస్టాట్‌తో నటన) తద్వారా వైర్ కూడా 50 ° ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేయబడుతుంది, అప్పుడు ఈ సందర్భంలో, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క చర్య డైరెక్ట్ కరెంట్ యొక్క చర్యకు సమానం అని మనం చెప్పగలం.

రెండు సందర్భాలలో వైర్‌ను ఒకే ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేయడం వలన ఒక యూనిట్ సమయంలో ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ వైర్‌లో డైరెక్ట్ కరెంట్ వలె అదే మొత్తంలో వేడిని ఇస్తుంది.

ఒక యూనిట్ సమయానికి ఇచ్చిన రెసిస్టెన్స్ కోసం విడుదల చేసే ఆల్టర్నేటింగ్ సైనూసోయిడల్ కరెంట్, డైరెక్ట్ కరెంట్‌కి సమానమైన డైరెక్ట్ కరెంట్ అదే మొత్తంలో వేడిని విడుదల చేస్తుంది... ఈ ప్రస్తుత విలువను ప్రభావవంతమైన (Id) లేదా ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువ అంటారు. కాబట్టి, మా ఉదాహరణ కోసం, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువ 10 A అవుతుంది... ఈ సందర్భంలో, గరిష్ట (పీక్) ప్రస్తుత విలువలు పరిమాణంలో సగటు విలువలను మించిపోతాయి.

అనుభవం మరియు గణనలు ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువలు √2 (1.41) సార్లు దాని వ్యాప్తి విలువల కంటే తక్కువగా ఉన్నాయని చూపుతున్నాయి. కాబట్టి, కరెంట్ యొక్క గరిష్ట విలువ తెలిసినట్లయితే, ప్రస్తుత Id యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువను ప్రస్తుత Ia యొక్క వ్యాప్తిని √2తో భాగించడం ద్వారా నిర్ణయించవచ్చు, అనగా Id = Aza/√2

దీనికి విరుద్ధంగా, కరెంట్ యొక్క rms విలువ తెలిసినట్లయితే, కరెంట్ యొక్క గరిష్ట విలువను లెక్కించవచ్చు, అనగా Ia = Azd√2

e యొక్క వ్యాప్తి మరియు rms విలువలకు అదే సంబంధాలు ఉంటాయి. మొదలైనవి v. మరియు వోల్టేజీలు: యూనిట్ = Ea /√2, Ud = UA/√2

కొలిచే పరికరాలు చాలా తరచుగా వాస్తవ విలువలను చూపుతాయి, అందువల్ల, సంజ్ఞామానం ఉన్నప్పుడు, సూచిక «d» సాధారణంగా విస్మరించబడుతుంది, కానీ మీరు దాని గురించి మరచిపోకూడదు.

AC సర్క్యూట్లలో ఇంపెడెన్స్

ఇండక్టెన్స్ మరియు కెపాసిటెన్స్ వినియోగదారులు AC సర్క్యూట్‌కు కనెక్ట్ చేయబడినప్పుడు, యాక్టివ్ మరియు రియాక్టెన్స్ రెండింటినీ తప్పనిసరిగా పరిగణించాలి (కెపాసిటర్ ఆన్‌లో ఉన్నప్పుడు లేదా AC సర్క్యూట్‌లో ఉక్కిరిబిక్కిరి అవుతుంది) అందువల్ల, అటువంటి వినియోగదారుని ద్వారా ప్రస్తుత ప్రయాణాన్ని నిర్ణయించేటప్పుడు, సర్క్యూట్ (వినియోగదారు) యొక్క అవరోధం ద్వారా సరఫరా వోల్టేజ్ని విభజించడం అవసరం.

సింగిల్-ఫేజ్ AC సర్క్యూట్ యొక్క ఇంపెడెన్స్ (Z) క్రింది సూత్రం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది:

Z = √(R2 + (ωL - 1 / ωC)2

ఇక్కడ R అనేది ఓంలలో సర్క్యూట్ యొక్క క్రియాశీల ప్రతిఘటన, L అనేది హెన్రీస్‌లో సర్క్యూట్ యొక్క ఇండక్టెన్స్, C అనేది ఫారడ్స్‌లో సర్క్యూట్ (కెపాసిటర్) యొక్క కెపాసిటెన్స్, ω - ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క కోణీయ ఫ్రీక్వెన్సీ.

ప్రత్యామ్నాయ కరెంట్ సర్క్యూట్‌లలో వేర్వేరు వినియోగదారులు ఉపయోగించబడతారు, ఇక్కడ R, L, C యొక్క మూడు విలువలు లేదా వాటిలో కొన్నింటిని మాత్రమే పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం. అదే సమయంలో, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క కోణీయ ఫ్రీక్వెన్సీని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.

కొంతమంది వినియోగదారుల కోసం, సంబంధిత మూలలో ఫ్రీక్వెన్సీ విలువల వద్ద R మరియు L విలువలు మాత్రమే పరిగణనలోకి తీసుకోబడతాయి. ఉదాహరణకు, 50 Hz AC ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద సోలనోయిడ్ కాయిల్ లేదా జనరేటర్ వైండింగ్ క్రియాశీల మరియు ప్రేరక నిరోధకతను కలిగి ఉన్నట్లు మాత్రమే పరిగణించబడుతుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఈ సందర్భంలో కెపాసిటెన్స్ నిర్లక్ష్యం చేయవచ్చు. అటువంటి వినియోగదారు యొక్క AC ఇంపెడెన్స్ సూత్రం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది:

Z = √(R2 + ω2L2)

అటువంటి కాయిల్ లేదా ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ ఆపరేషన్ కోసం రూపొందించబడిన కాయిల్ అదే వోల్టేజ్ యొక్క డైరెక్ట్ కరెంట్‌కి అనుసంధానించబడి ఉంటే, కాయిల్ ద్వారా చాలా పెద్ద కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది, ఇది గణనీయమైన ఉష్ణ ఉత్పత్తికి దారితీస్తుంది మరియు కాయిల్ యొక్క ఇన్సులేషన్ దెబ్బతింటుంది. దీనికి విరుద్ధంగా , ఒక చిన్న కరెంట్ డైరెక్ట్ కరెంట్ సర్క్యూట్‌లో పనిచేసేలా రూపొందించబడిన కాయిల్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది మరియు అదే వోల్టేజ్ యొక్క ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ సర్క్యూట్‌కు కనెక్ట్ చేయబడుతుంది మరియు ఈ కాయిల్ ఉపయోగించిన పరికరం అవసరమైన చర్యను నిర్వహించదు.

నిరోధక త్రిభుజం, వోల్టేజ్ త్రిభుజం మరియు శక్తి త్రిభుజం: