વિદ્યુત સર્કિટમાં ક્ષમતા અને ઇન્ડક્ટન્સ

વિદ્યુત સર્કિટના સંદર્ભમાં, કેપેસીટન્સ અને ઇન્ડક્ટન્સ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે, તેટલું જ મહત્વપૂર્ણ છે જેમ કે પ્રતિકાર. પરંતુ જો આપણે સક્રિય પ્રતિકાર વિશે વાત કરીએ, તો અમારો અર્થ ફક્ત વિદ્યુત ઊર્જાનું ઉષ્મામાં બદલી ન શકાય તેવું રૂપાંતર છે, પછી ઇન્ડક્ટન્સ અને કેપેસીટન્સ વિદ્યુત ઊર્જાના સંચય અને રૂપાંતરણની પ્રક્રિયાઓ સાથે સંબંધિત છે, તેથી તેઓ ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ માટે ઘણી ઉપયોગી પ્રાયોગિક તકો ખોલે છે.

જ્યારે સર્કિટમાંથી પ્રવાહ વહે છે, ત્યારે ચાર્જ થયેલ કણો ઊંચી વિદ્યુત સંભવિતતાના સ્થાનેથી નીચી સંભવિતતાના સ્થળે જાય છે.

ચાલો કહીએ કે વર્તમાન સક્રિય પ્રતિકાર દ્વારા વહે છે, જેમ કે દીવોના ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ. જેમ જેમ ચાર્જ થયેલ કણો ટંગસ્ટન દ્વારા સીધા જ આગળ વધે છે તેમ, ધાતુના સ્ફટિક જાળીના ગાંઠો સાથે વર્તમાન વાહકોની વારંવારની અથડામણને કારણે આ પ્રવાહની ઊર્જા સતત વિખેરાઈ જાય છે.

એક સામ્યતા અહીં દોરી શકાય છે.બોલ્ડર જંગલવાળા પર્વતની ટોચ પર પડેલો હતો (ઉચ્ચ સંભાવનાના બિંદુએ), પરંતુ પછી તેને ટોચ પરથી ધકેલી દેવામાં આવ્યો હતો અને જંગલમાંથી, ઝાડીઓ (પ્રતિરોધ) દ્વારા નીચાણવાળા પ્રદેશમાં (નીચલી સંભવિતતાના સ્તરે) ફેરવવામાં આવ્યો હતો. વગેરે

છોડ સાથે અથડાઈને, પથ્થર વ્યવસ્થિત રીતે તેની ઊર્જા ગુમાવે છે, તેની સાથે અથડામણની ક્ષણે તેને ઝાડીઓ અને ઝાડમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે (તે જ રીતે, સક્રિય પ્રતિકાર સાથે ગરમી વિખેરાઈ જાય છે), તેથી તેની ગતિ (વર્તમાન મૂલ્ય) મર્યાદિત છે, અને ત્યાં યોગ્ય રીતે વેગ આપવાનો સમય નથી.

અમારા સાદ્રશ્યમાં, પથ્થર એ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ છે, ચાર્જ કરેલા કણોને ખસેડે છે, અને તેના માર્ગમાંના છોડ એ વાહકનો સક્રિય પ્રતિકાર છે; ઊંચાઈ તફાવત - વિદ્યુત સંભવિતતામાં તફાવત.

ક્ષમતા

ક્ષમતા, સક્રિય પ્રતિકારથી વિપરીત, સ્થિર વિદ્યુત ક્ષેત્રના સ્વરૂપમાં વિદ્યુત ઊર્જા એકઠા કરવાની સર્કિટની ક્ષમતાને દર્શાવે છે.

જ્યાં સુધી કેપેસીટન્સ સંપૂર્ણપણે ભરાઈ ન જાય ત્યાં સુધી કેપેસીટન્સવાળા સર્કિટમાંથી સીધો પ્રવાહ પહેલાની જેમ વહેતો રહેતો નથી. જ્યારે ક્ષમતા પૂર્ણ થાય ત્યારે જ ચાર્જ કેરિયર્સ સંભવિત તફાવત અને સર્કિટના સક્રિય પ્રતિકાર દ્વારા નિર્ધારિત તેમની અગાઉની ઝડપે આગળ વધી શકશે.

અહીં સમજવા માટે વિઝ્યુઅલ હાઇડ્રોલિક સાદ્રશ્ય વધુ સારું છે. પાણીનો નળ પાણી પુરવઠા (પાવર સ્ત્રોત) સાથે જોડાયેલ છે, નળ ખોલવામાં આવે છે, અને પાણી ચોક્કસ દબાણ સાથે બહાર વહે છે અને જમીન પર પડે છે. અહીં કોઈ વધારાની ક્ષમતા નથી, પાણીનો પ્રવાહ (વર્તમાન મૂલ્ય) સતત છે અને પાણીને ધીમું કરવાનું કોઈ કારણ નથી, એટલે કે, તેના પ્રવાહની ઝડપ ઘટાડવાનું.

પરંતુ જો તમે પ્રવાહી વહેવાનો હરકોઈ જાતનો નળ (અમારી સમાનતામાં, સર્કિટમાં કેપેસિટર, કેપેસિટર ઉમેરો), તો તેની પહોળાઈ વોટર જેટના વ્યાસ કરતા ઘણી મોટી હોય તો શું થશે.

હવે બેરલ ભરાઈ ગયું છે (કન્ટેનર ચાર્જ થાય છે, ચાર્જ કેપેસિટરની પ્લેટો પર એકઠું થાય છે, પ્લેટો વચ્ચે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર મજબૂત થાય છે), પરંતુ પાણી જમીનમાં પડતું નથી. જ્યારે બેરલ પાણીથી કિનારે ભરવામાં આવે છે (કેપેસિટર ચાર્જ કરવામાં આવે છે), ત્યારે જ પાણી બેરલના છેડા દ્વારા જમીન પરના પ્રવાહના સમાન દરે વહેવાનું શરૂ કરશે. આ કેપેસિટર અથવા કન્ડેન્સરની ભૂમિકા છે.

જો ઇચ્છિત હોય તો બેરલને ઉથલાવી શકાય છે, ટૂંકમાં એકલા નળ કરતાં અનેક ગણું વધુ દબાણ બનાવે છે (ઝડપથી કન્ડેન્સર કાઢી નાખો), પરંતુ નળમાંથી લેવામાં આવતા પાણીની માત્રામાં વધારો થશે નહીં.

બેરલને ઉપાડીને અને પછી ઊંધું કરીને (લાંબા સમય સુધી કેપેસિટરને ચાર્જ કરીને અને ઝડપથી ડિસ્ચાર્જ કરીને), આપણે પાણીના વપરાશનો મોડ (ઇલેક્ટ્રિકલ ચાર્જ, ઇલેક્ટ્રિકલ એનર્જી) બદલી શકીએ છીએ. બેરલ ધીમે ધીમે પાણીથી ભરેલું હોવાથી અને થોડા સમય પછી તેની ધાર સુધી પહોંચવામાં આવશે, એવું કહેવાય છે કે જ્યારે કન્ટેનર ભરાય છે, ત્યારે પ્રવાહ વોલ્ટેજ તરફ દોરી જાય છે (આપણી સમાનતામાં, વોલ્ટેજ એ ઊંચાઈ છે કે જેના પર નળની ધાર હોય છે. સ્પાઉટ સ્થિત છે).

ઇન્ડક્ટન્સ

ઇન્ડક્ટન્સ, કેપેસીટન્સથી વિપરીત, વિદ્યુત ઉર્જાનો સંગ્રહ સ્થિર નથી પરંતુ ગતિ સ્વરૂપમાં કરે છે.

જ્યારે ઇન્ડક્ટરના કોઇલમાંથી પ્રવાહ વહે છે, ત્યારે તેમાં ચાર્જ કેપેસિટરની જેમ એકઠો થતો નથી, તે સર્કિટ સાથે આગળ વધતો રહે છે, પરંતુ કોઇલની આસપાસ વર્તમાન સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર મજબૂત બને છે, જેનું ઇન્ડક્શન છે. વર્તમાનની તીવ્રતાના પ્રમાણસર.

જ્યારે કોઇલમાં ઇલેક્ટ્રિક વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે કોઇલમાં વિદ્યુતપ્રવાહ ધીમે ધીમે વધે છે, ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉર્જાનો સંગ્રહ તરત જ નહીં, પરંતુ ધીમે ધીમે કરે છે અને આ પ્રક્રિયા ચાર્જ કેરિયર્સના પ્રવેગને અટકાવે છે. તેથી, ઇન્ડક્ટન્સમાં, વિદ્યુતપ્રવાહ વોલ્ટેજને લેગ કરવા માટે કહેવાય છે. છેવટે, જો કે, વર્તમાન એવા મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે કે તે માત્ર સર્કિટના સક્રિય પ્રતિકાર દ્વારા મર્યાદિત છે જેમાં આ કોઇલ જોડાયેલ છે.

જો ડીસી કોઇલ અચાનક કોઈ સમયે સર્કિટમાંથી ડિસ્કનેક્ટ થઈ જાય, તો પ્રવાહ તરત જ બંધ થઈ શકશે નહીં, પરંતુ તે ઝડપથી ધીમો થવાનું શરૂ કરશે અને કોઈલ ટર્મિનલ્સ પર સંભવિત તફાવત દેખાશે, જેટલી ઝડપથી તે પ્રવાહ બંધ કરશે, એટલે કે, આ પ્રવાહનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઝડપથી અદૃશ્ય થઈ જાય છે...

હાઇડ્રોલિક સાદ્રશ્ય અહીં યોગ્ય છે. સ્પાઉટ પર અત્યંત સ્થિતિસ્થાપક અને નરમ રબરના બોલ સાથે પાણીના નળની કલ્પના કરો.

બોલના તળિયે એક ટ્યુબ છે જે બોલથી જમીન પર પાણીના દબાણને મર્યાદિત કરે છે. જો પાણીનો નળ ખુલ્લો હોય, તો બોલ ખૂબ જ મજબૂત રીતે ફૂલશે અને પાણી પાતળા પ્રવાહમાં ટ્યુબમાંથી ધસી આવશે, પરંતુ વધુ ઝડપે, તે છાંટા સાથે જમીનમાં અથડાઈ જશે.

પાણીનો વપરાશ યથાવત છે. વિદ્યુતપ્રવાહ મોટા ઇન્ડક્ટન્સમાંથી વહે છે, જ્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ઊર્જા અનામત વિશાળ છે (બલૂન પાણીથી ફૂલેલું છે). જ્યારે પાણી ફક્ત નળમાંથી વહેવાનું શરૂ કરે છે, ત્યારે બોલ ફૂલે છે, તેવી જ રીતે, જ્યારે પ્રવાહ વધવા લાગે છે ત્યારે ઇન્ડક્ટન્સ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે.

જો આપણે હવે નળમાંથી બોલને બંધ કરીએ, તેને જ્યાંથી નળ સાથે જોડવામાં આવ્યો હતો તે બાજુથી ચાલુ કરીએ, અને તેને ફેરવીએ, તો પાઇપમાંથી પાણી નળની ઊંચાઈ કરતાં ઘણી વધુ ઊંચાઈએ પહોંચી શકે છે, કારણ કે ફૂલેલા બોલમાં પાણી દબાણ હેઠળ છે.ઇન્ડક્ટરનો ઉપયોગ એ જ રીતે થાય છે બૂસ્ટ પલ્સ કન્વર્ટરમાં.