વિદ્યુત પુરવઠો શું છે?

આધુનિક માણસ રોજિંદા જીવનમાં અને કામ પર સતત વીજળીનો સામનો કરે છે, એવા ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરે છે જે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનો વપરાશ કરે છે અને ઉપકરણો કે જે તેને ઉત્પન્ન કરે છે. તેમની સાથે કામ કરતી વખતે, તમારે હંમેશા તેમની તકનીકી લાક્ષણિકતાઓમાં રહેલી તેમની ક્ષમતાઓને ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ.

કોઈપણ વિદ્યુત ઉપકરણના મુખ્ય સૂચકોમાંનું એક એ વિદ્યુત ઉર્જા જેવી ભૌતિક માત્રા છે... વીજળીના અન્ય પ્રકારની ઊર્જામાં ઉત્પાદન, પ્રસારણ અથવા રૂપાંતરણની તીવ્રતા અથવા ઝડપને કૉલ કરવાનો રિવાજ છે, ઉદાહરણ તરીકે, ગરમી, પ્રકાશ, યાંત્રિક

ઔદ્યોગિક હેતુઓ માટે મોટા વિદ્યુત ઉર્જાના પરિવહન અથવા સ્થાનાંતરણ અનુસાર હાથ ધરવામાં આવે છે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પાવર લાઇન.

પરિવર્તન વિદ્યુત ઊર્જા ટ્રાન્સફોર્મર સબસ્ટેશન પર હાથ ધરવામાં આવે છે.

વિવિધ હેતુઓ માટે ઘરગથ્થુ અને ઔદ્યોગિક ઉપકરણોમાં વીજળીનો વપરાશ થાય છે. તેમના સામાન્ય પ્રકારો પૈકી એક છે વિવિધ રેટિંગ્સના અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવા.

ડીસી અને એસી સર્કિટમાં જનરેટર, પાવર લાઇન અને ગ્રાહકોની વિદ્યુત શક્તિ સમાન ભૌતિક અર્થ ધરાવે છે, જે સંયુક્ત સિગ્નલોના આકારના આધારે વિવિધ ગુણોત્તરમાં એક સાથે વ્યક્ત થાય છે. સામાન્ય પેટર્નને વ્યાખ્યાયિત કરવા માટે, ત્વરિત મૂલ્યોની કલ્પનાઓ... તેઓ ફરીથી સમયસર વીજળીના પરિવર્તન દરની અવલંબન પર ભાર મૂકે છે.

ત્વરિત વિદ્યુત શક્તિનું નિર્ધારણ

સૈદ્ધાંતિક વિદ્યુત ઇજનેરીમાં, વર્તમાન, વોલ્ટેજ અને પાવર વચ્ચેના મૂળભૂત સંબંધોને મેળવવા માટે, તેમની છબીઓ તાત્કાલિક મૂલ્યોના સ્વરૂપમાં, જે ચોક્કસ સમયે નિશ્ચિત હોય છે, તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

જો ખૂબ જ ટૂંકા ગાળામાં ∆ વોલ્ટેજ U ના પ્રભાવ હેઠળ એક પ્રાથમિક ચાર્જ q બિંદુ «1» થી બિંદુ «2» તરફ ખસે છે, તો તે આ બિંદુઓ વચ્ચેના સંભવિત તફાવતની બરાબર કાર્ય કરે છે. તેને સમય અંતરાલ ∆t વડે ભાગતા, અમને એકમ ચાર્જ Pe (1-2) દીઠ તાત્કાલિક શક્તિ માટે અભિવ્યક્તિ મળે છે.

લાગુ કરેલ વોલ્ટેજની ક્રિયા હેઠળ માત્ર એક જ ચાર્જ જ નહીં, પણ આ બળના પ્રભાવ હેઠળના તમામ સંલગ્ન ચાર્જ પણ ફરે છે, જેની સંખ્યા Q દ્વારા અનુકૂળ રીતે દર્શાવવામાં આવે છે, પછી પાવર PQ નું તાત્કાલિક મૂલ્ય (1-2) તેમના માટે લખી શકાય.

સરળ પરિવર્તનો કર્યા પછી, અમે પાવર P માટે અભિવ્યક્તિ અને તાત્કાલિક વર્તમાન i (t) અને વોલ્ટેજ u (t) ના ઉત્પાદનના ઘટકો પર તેના તાત્કાલિક મૂલ્ય p (t) ની અવલંબન મેળવીએ છીએ.

સતત વિદ્યુત શક્તિનું નિર્ધારણ

વી ડીસી સર્કિટ્સ સર્કિટ વિભાગમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપની તીવ્રતા અને તેમાંથી વહેતો પ્રવાહ બદલાતો નથી અને ત્વરિત મૂલ્યોની સમાન સ્થિર રહે છે.તેથી, આ સર્કિટની શક્તિ આ મૂલ્યોનો ગુણાકાર કરીને અથવા સંપૂર્ણ કાર્ય A ને તેના અમલના સમયગાળા દ્વારા વિભાજીત કરીને નક્કી કરી શકાય છે, જેમ કે સ્પષ્ટીકરણ ચિત્રમાં બતાવ્યા પ્રમાણે.

વૈકલ્પિક વર્તમાન વિદ્યુત શક્તિનું નિર્ધારણ

વિદ્યુત નેટવર્ક્સ દ્વારા પ્રસારિત કરંટ અને વોલ્ટેજના સિનુસોઇડલ વિવિધતાના નિયમો આવા સર્કિટ્સમાં શક્તિની અભિવ્યક્તિ પર તેમનો પ્રભાવ લાદે છે. દેખીતી શક્તિ અહીં રમતમાં આવે છે, જેનું વર્ણન પાવર ત્રિકોણ દ્વારા કરવામાં આવ્યું છે અને તેમાં સક્રિય અને પ્રતિક્રિયાશીલ ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે.

તમામ વિભાગોમાં મિશ્ર પ્રકારના લોડ સાથે પાવર લાઈનોમાંથી પસાર થતા સાઈનુસાઈડલ વિદ્યુત પ્રવાહ તેના હાર્મોનિકનો આકાર બદલતો નથી. અને પ્રતિક્રિયાશીલ લોડ પર વોલ્ટેજ ડ્રોપ તબક્કામાં ચોક્કસ દિશામાં શિફ્ટ થાય છે. ક્ષણ મૂલ્ય અભિવ્યક્તિઓ સર્કિટ અને તેની દિશામાં પાવર ફેરફાર પર લાગુ લોડની અસરને સમજવામાં મદદ કરે છે.

તે જ સમયે, તરત જ એ હકીકત પર ધ્યાન આપો કે જનરેટરથી ઉપભોક્તા તરફના વર્તમાન પ્રવાહની દિશા અને બનાવેલ સર્કિટ દ્વારા પ્રસારિત શક્તિ સંપૂર્ણપણે અલગ વસ્તુઓ છે, જે કેટલાક કિસ્સાઓમાં માત્ર એકરૂપ જ નથી, પણ હોઈ શકે છે. વિરુદ્ધ દિશામાં નિર્દેશિત.

આ સંબંધોને વિવિધ પ્રકારના ભાર માટે તેમના આદર્શ, શુદ્ધ અભિવ્યક્તિમાં ધ્યાનમાં લો:

• સક્રિય;

• કેપેસિટીવ;

• પ્રેરક

સક્રિય લોડ પાવર ડિસીપેશન

અમે ધારીશું કે જનરેટર એક આદર્શ સિનુસોઇડલ વોલ્ટેજ u ઉત્પન્ન કરે છે જે સર્કિટના સંપૂર્ણ સક્રિય પ્રતિકાર પર લાગુ થાય છે. એમ્મીટર A અને વોલ્ટમીટર V દરેક વખતે ટી વર્તમાન I અને વોલ્ટેજ Uને માપે છે.

આલેખ બતાવે છે કે વર્તમાન અને વોલ્ટેજ ડ્રોપના સાઇનુસોઇડ આવર્તન અને તબક્કામાં સક્રિય પ્રતિકાર સાથે મેળ ખાય છે, જે સમાન ઓસિલેશન બનાવે છે. તેમના ઉત્પાદન દ્વારા દર્શાવવામાં આવેલ બળ બમણી આવર્તન પર ઓસીલેટ થાય છે અને હંમેશા હકારાત્મક રહે છે.

p = u ∙ i = Um ∙ sinωt ∙ Um / R ∙ sinωt = Um2/ R ∙ sin2ωt = Um2/ 2R ∙ (1-cos2ωt).

જો આપણે અભિવ્યક્તિ તરફ જઈએ ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ, પછી આપણને મળે છે: p = P ∙ (1-cos2ωt).

અમે પછી એક ઓસિલેશન T ના સમયગાળામાં પાવરને એકીકૃત કરીશું અને આ અંતરાલ દરમિયાન ઉર્જા ગેઇન ∆W વધે છે તે નોંધવામાં સમર્થ થઈશું. સમય જતાં, ગ્રાફમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, પ્રતિકાર વીજળીના નવા ભાગોનો વપરાશ કરવાનું ચાલુ રાખે છે.

પ્રતિક્રિયાશીલ લોડ્સ સાથે, ઊર્જા વપરાશની લાક્ષણિકતાઓ અલગ છે, તેમની પાસે એક અલગ આકાર છે.

કેપેસિટીવ પાવર ડિસીપેશન

જનરેટરના વિદ્યુત સર્કિટમાં, પ્રતિકારક તત્વને કેપેસીટન્સ C ના કેપેસિટર સાથે બદલો.

કેપેસીટન્સમાં વર્તમાન અને વોલ્ટેજ ડ્રોપ વચ્ચેનો સંબંધ ગુણોત્તર દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે: I = C ∙ dU / dt = ω ∙ C ∙ Um ∙ cosωt.

અમે વર્તમાનના ત્વરિત અભિવ્યક્તિઓના મૂલ્યોને વોલ્ટેજ સાથે ગુણાકાર કરીએ છીએ અને કેપેસિટીવ લોડ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી શક્તિનું મૂલ્ય મેળવીએ છીએ.

p = u ∙ i = um ∙ sinωt ∙ ωc ∙ um ∙ cosωt = ω ∙ c ∙ um2 ∙ sinωt ∙ cosωt = um2/ (2x ° C) ∙ sin2 2ωt = u2/ (2x ° C) ∙ sin2ωt.

અહીં તમે જોઈ શકો છો કે પાવર લાગુ કરેલ વોલ્ટેજની બમણી આવર્તન પર શૂન્યની આસપાસ વધઘટ થાય છે. હાર્મોનિક સમયગાળા માટે તેનું કુલ મૂલ્ય, તેમજ ઉર્જા ગેઇન, શૂન્ય છે.

આનો અર્થ એ છે કે ઊર્જા સર્કિટના બંધ સર્કિટ સાથે બંને દિશામાં ફરે છે, પરંતુ કોઈ કામ કરતું નથી.આવી હકીકત એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે જ્યારે સ્ત્રોત વોલ્ટેજ સંપૂર્ણ મૂલ્યમાં વધે છે, ત્યારે શક્તિ હકારાત્મક હોય છે, અને સર્કિટ દ્વારા ઊર્જા પ્રવાહ કન્ટેનર તરફ નિર્દેશિત થાય છે, જ્યાં ઊર્જા સંચિત થાય છે.

ફોલિંગ હાર્મોનિક વિભાગમાં વોલ્ટેજ પસાર થયા પછી, ઊર્જા કેપેસિટરમાંથી સર્કિટમાંથી સ્ત્રોત તરફ પરત કરવામાં આવે છે. કોઈપણ પ્રક્રિયામાં કોઈ ઉપયોગી કાર્ય કરવામાં આવતું નથી.

ઇન્ડક્ટિવ લોડમાં પાવર ડિસીપેશન

હવે, સપ્લાય સર્કિટમાં, કેપેસિટરને ઇન્ડક્ટન્સ એલ સાથે બદલો.

અહીં ઇન્ડક્ટન્સ દ્વારા વર્તમાન ગુણોત્તર દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે:

I = 1 / L∫udt = -Um / ωL ∙ cos ωt.

પછી આપણને મળે છે

p = u ∙ i = Um ∙ sinωt ∙ ωC ∙ (-Um / ωL ∙ cosωt) = — Um2/ ωL ∙ sinωt ∙ cosωt = -Um2/ (2ХL) ∙in∙ ω2Х) = ω2Х) ωt.

પરિણામી અભિવ્યક્તિઓ આપણને શક્તિની દિશામાં પરિવર્તનની પ્રકૃતિ અને ઇન્ડક્ટન્સ પર ઊર્જાના વધારાને જોવાની મંજૂરી આપે છે, જે તે જ ઓસિલેશન કરે છે જે કામ કરવા માટે નકામી હોય છે, જેમ કે કેપેસીટન્સ પર.

પ્રતિક્રિયાશીલ લોડ્સમાં પ્રકાશિત શક્તિને પ્રતિક્રિયાત્મક ઘટક કહેવામાં આવે છે. આદર્શ પરિસ્થિતિઓમાં, જ્યારે કનેક્ટિંગ વાયરમાં કોઈ સક્રિય પ્રતિકાર નથી, ત્યારે તે હાનિકારક દેખાય છે અને કોઈ નુકસાન પહોંચાડતું નથી. પરંતુ વાસ્તવિક શક્તિની સ્થિતિમાં, સામયિક ક્ષણિક અને પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિના વધઘટને લીધે કનેક્ટિંગ વાયર સહિત તમામ સક્રિય તત્વો ગરમ થાય છે, જેના માટે થોડી ઊર્જાનો વપરાશ થાય છે અને સ્રોતની લાગુ સંપૂર્ણ શક્તિનું મૂલ્ય ઘટે છે.

પાવરના પ્રતિક્રિયાશીલ ઘટક વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત એ છે કે તે ઉપયોગી કાર્ય બિલકુલ કરતું નથી, પરંતુ વિદ્યુત ઉર્જાના નુકસાન અને સાધનો પર વધુ પડતા ભાર તરફ દોરી જાય છે, જે ખાસ કરીને ગંભીર પરિસ્થિતિઓમાં જોખમી છે.

આ કારણોસર, પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિના પ્રભાવને દૂર કરવા માટે, સ્પે તેના વળતર માટે તકનીકી સિસ્ટમો.

મિશ્ર લોડ પર પાવર વિતરણ

ઉદાહરણ તરીકે, અમે સક્રિય કેપેસિટીવ લાક્ષણિકતા સાથે જનરેટરના લોડનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.

ચિત્રને સરળ બનાવવા માટે, આપેલ ગ્રાફમાં પ્રવાહો અને વોલ્ટેજના સાઇનસૉઇડ્સ બતાવવામાં આવ્યા નથી, પરંતુ તે ધ્યાનમાં રાખવું જોઈએ કે લોડની સક્રિય-કેપેસિટીવ પ્રકૃતિ સાથે, વર્તમાન વેક્ટર વોલ્ટેજ તરફ દોરી જાય છે.

p = u ∙ i = Um ∙ sinωt ∙ ωC ∙ Im ∙ sin (ωt + φ).

પરિવર્તન પછી આપણને મળે છે: p = P ∙ (1- cos 2ωt) + Q ∙ sin2ωt.

છેલ્લા અભિવ્યક્તિમાંના આ બે શબ્દો તાત્કાલિક દેખીતી શક્તિના સક્રિય અને પ્રતિક્રિયાશીલ ઘટકો છે. આમાંથી ફક્ત પ્રથમ ઉપયોગી કાર્ય કરે છે.

પાવર માપન સાધનો

વીજળીના વપરાશનું વિશ્લેષણ કરવા અને તેના માટે ગણતરી કરવા માટે, માપન ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેને લાંબા સમયથી કહેવામાં આવે છે. "કાઉન્ટર્સ"… તેમનું કાર્ય વર્તમાન અને વોલ્ટેજના અસરકારક મૂલ્યોને માપવા અને માહિતીના આઉટપુટ સાથે આપમેળે ગુણાકાર કરવા પર આધારિત છે.

મીટર લોડ હેઠળ મીટર ચાલુ થાય તે ક્ષણથી વધારાના ધોરણે વિદ્યુત ઉપકરણોના કાર્યકારી સમયની ગણતરી કરીને ઉર્જા વપરાશ દર્શાવે છે.

એસી સર્કિટમાં પાવરના સક્રિય ઘટકને માપવા માટે, વોટમીટર, અને પ્રતિક્રિયાશીલ - varmeters. તેમની પાસે વિવિધ એકમ હોદ્દો છે:

• વોટ (W, W);

• var (var, var, var).

કુલ ઊર્જા વપરાશ નક્કી કરવા માટે, વોટમીટર અને વર્મીટરના રીડિંગ્સના આધારે પાવર ત્રિકોણ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને તેના મૂલ્યની ગણતરી કરવી જરૂરી છે. તે તેના પોતાના એકમોમાં વ્યક્ત થાય છે - વોલ્ટ-એમ્પીયર.

દરેકના એકમોના સ્વીકૃત હોદ્દો ઇલેક્ટ્રિશિયનને માત્ર તેના મૂલ્યને જ નહીં, પણ પાવર ઘટકની પ્રકૃતિને પણ નક્કી કરવામાં મદદ કરે છે.