એસી ઇન્ડક્ટર

ઇન્ડક્ટર ધરાવતા સર્કિટનો વિચાર કરો અને ધારો કે કોઇલ વાયર સહિત સર્કિટનો પ્રતિકાર એટલો નાનો છે કે તેની અવગણના કરી શકાય છે. આ કિસ્સામાં, કોઇલને સીધા પ્રવાહના સ્ત્રોત સાથે જોડવાથી શોર્ટ સર્કિટ થશે, જેમાં, જેમ જાણીતું છે, સર્કિટમાં વર્તમાન ખૂબ મોટો હશે.

જ્યારે કોઇલ AC સ્ત્રોત સાથે જોડાયેલ હોય ત્યારે પરિસ્થિતિ અલગ હોય છે. આ કિસ્સામાં, કોઈ શોર્ટ સર્કિટ થતી નથી. આ બતાવે છે. ઇન્ડક્ટર તેમાંથી પસાર થતા વૈકલ્પિક પ્રવાહનો શું પ્રતિકાર કરે છે.

આ પ્રતિકારનો સાર શું છે અને તે કેવી રીતે કન્ડિશન્ડ છે?

આ પ્રશ્નનો જવાબ આપવા માટે, યાદ રાખો સ્વ-ઇન્ડક્શનની ઘટના… કોઇલમાં વર્તમાનમાં કોઇપણ ફેરફારને કારણે તેમાં સ્વ-ઇન્ડક્શનનો EMF દેખાય છે, જે વર્તમાનમાં થતા ફેરફારને અટકાવે છે. સ્વ-ઇન્ડક્શનના EMF નું મૂલ્ય સીધા પ્રમાણસર છે કોઇલનું ઇન્ડક્ટન્સ મૂલ્ય અને તેમાં વર્તમાનના ફેરફારનો દર. પરંતુ ત્યારથી વૈકલ્પિક પ્રવાહ સતત બદલાય છે સ્વ-ઇન્ડક્શન માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન જે કોઇલમાં સતત દેખાય છે તે વૈકલ્પિક પ્રવાહ સામે પ્રતિકાર બનાવે છે.

માં થતી પ્રક્રિયાઓને સમજવા માટે વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટ ઇન્ડક્ટર સાથે, ગ્રાફ જુઓ.આકૃતિ 1 વક્ર રેખાઓ દર્શાવે છે જે અનુક્રમે, સર્કિટમાં ચિહ્ન, કોઇલમાં વોલ્ટેજ અને તેમાં બનતા સ્વ-ઇન્ડક્શનના ઇએમએફની લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે. ચાલો ખાતરી કરીએ કે આકૃતિમાં બનાવેલ બાંધકામો યોગ્ય છે.

ઇન્ડક્ટર સાથે એસી સર્કિટ

t = 0 ની ક્ષણથી, એટલે કે, વર્તમાનનું નિરીક્ષણ કરવાની પ્રારંભિક ક્ષણથી, તે ઝડપથી વધવાનું શરૂ કરે છે, પરંતુ જેમ તે તેના મહત્તમ મૂલ્યની નજીક આવે છે, તેમ તેમ વર્તમાનના વધારાનો દર ઘટતો જાય છે. આ ક્ષણે જ્યારે વર્તમાન તેના મહત્તમ મૂલ્ય સુધી પહોંચ્યું, ત્યારે તેના પરિવર્તનનો દર ક્ષણિક રૂપે શૂન્ય સમાન થઈ ગયો, એટલે કે, વર્તમાન ફેરફાર બંધ થઈ ગયો. પછી વર્તમાન શરૂઆતમાં ધીમે ધીમે શરૂ થયો અને પછી ઝડપથી ઘટાડો થયો, અને સમયગાળાના બીજા ક્વાર્ટર પછી તે શૂન્ય પર આવી ગયો. સમયગાળાના આ ત્રિમાસિક ગાળા દરમિયાન વર્તમાનના પરિવર્તનનો દર, બુલેટથી વધીને, જ્યારે વર્તમાન શૂન્યની બરાબર થઈ જાય ત્યારે ઉચ્ચતમ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે.

આકૃતિ 2. વિદ્યુતપ્રવાહની તીવ્રતા પર આધાર રાખીને સમય જતાં વર્તમાનમાં થતા ફેરફારોની પ્રકૃતિ

આકૃતિ 2 માંના બાંધકામો પરથી, તે જોઈ શકાય છે કે જ્યારે વર્તમાન વળાંક સમય અક્ષમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે વર્તમાન વળાંક તેની ટોચ પર પહોંચે છે તે જ સમયગાળા કરતાં ટૂંકા સમયગાળામાં T વધુ થાય છે.

તેથી, સર્કિટમાં વર્તમાનની દિશાને ધ્યાનમાં લીધા વિના, વર્તમાનના પરિવર્તનનો દર ઘટે છે અને વર્તમાનમાં ઘટાડો થાય છે ત્યારે તે વધે છે.

તે સ્પષ્ટ છે કે જ્યારે કોઈલમાં સ્વ-ઇન્ડક્ટન્સનો emf સૌથી વધુ હોવો જોઈએ જ્યારે વર્તમાનના પરિવર્તનનો દર સૌથી વધુ હોય, અને જ્યારે તેનો ફેરફાર બંધ થાય ત્યારે ઘટીને શૂન્ય થઈ જાય. હકીકતમાં, આલેખ પર, સમયગાળાના પ્રથમ ત્રિમાસિક ગાળામાં સ્વ-ઇન્ડક્શન eL નો EMF વળાંક, મહત્તમ મૂલ્યથી શરૂ કરીને, તે શૂન્ય થઈ ગયો (જુઓ. ફિગ. 1).

સમયગાળાના આગલા ક્વાર્ટર દરમિયાન, મહત્તમ મૂલ્યમાંથી વર્તમાન શૂન્ય થઈ જાય છે, પરંતુ તેના પરિવર્તનનો દર ધીમે ધીમે વધે છે અને વર્તમાન શૂન્યની બરાબર હોય ત્યારે તે ક્ષણે સૌથી વધુ છે. તદનુસાર, સમયગાળાના આ ત્રિમાસિક ગાળા દરમિયાન સ્વ-ઇન્ડક્શનનું EMF, કોઇલમાં ફરીથી દેખાય છે, ધીમે ધીમે વધે છે અને જ્યાં સુધી વર્તમાન શૂન્ય સમાન ન થાય ત્યાં સુધી મહત્તમ બને છે.

જો કે, સ્વ-ઇન્ડક્શન ઇએમએફની દિશા વિરુદ્ધ દિશામાં બદલાઈ ગઈ, કારણ કે સમયગાળાના પ્રથમ ક્વાર્ટરમાં વર્તમાનમાં વધારો તેના ઘટાડા દ્વારા બીજા ક્વાર્ટરમાં બદલવામાં આવ્યો હતો.

ઇન્ડક્ટન્સ સાથે સર્કિટ

સ્વ-ઇન્ડક્શનના EMF ના વળાંકના નિર્માણને આગળ ચાલુ રાખીને, અમને ખાતરી છે કે કોઇલમાં પ્રવાહના પરિવર્તનના સમયગાળા દરમિયાન અને તેમાં સ્વ-ઇન્ડક્શનના EMF દરમિયાન તેના પરિવર્તનનો સંપૂર્ણ સમયગાળો પૂર્ણ થશે. તેની દિશા નિર્ધારિત છે લેન્ઝનો કાયદો: વર્તમાનમાં વધારા સાથે, સ્વ-ઇન્ડક્શનનું ઇએમએફ વર્તમાન (અવધિના પ્રથમ અને ત્રીજા ક્વાર્ટર) ની વિરુદ્ધ નિર્દેશિત કરવામાં આવશે, અને વર્તમાનમાં ઘટાડા સાથે, તેનાથી વિપરીત, તે તેની સાથે દિશામાં એકરુપ થાય છે ( સમયગાળાના બીજા અને ચોથા ક્વાર્ટર).

તેથી, વૈકલ્પિક પ્રવાહને કારણે સ્વ-ઇન્ડક્શનનું EMF તેને વધતા અટકાવે છે, અને તેનાથી વિપરીત, જ્યારે ઉતરતા હોય ત્યારે તે તેને જાળવી રાખે છે.

ચાલો હવે કોઇલ વોલ્ટેજ ગ્રાફ તરફ વળીએ (ફિગ. 1 જુઓ). આ આલેખમાં, કોઇલ ટર્મિનલ વોલ્ટેજની સાઇન વેવ સેલ્ફ-ઇન્ડક્ટન્સ ઇએમએફના સાઇન વેવની સમાન અને વિરુદ્ધ દર્શાવેલ છે. તેથી, કોઈપણ સમયે કોઇલના ટર્મિનલ્સ પરનો વોલ્ટેજ તેમાં ઉદ્ભવતા સ્વ-ઇન્ડક્શનના EMFની સમાન અને વિરુદ્ધ હોય છે. આ વોલ્ટેજ અલ્ટરનેટર દ્વારા બનાવવામાં આવે છે અને EMF સ્વ-ઇન્ડક્શન સર્કિટમાં ક્રિયાને શાંત કરવા જાય છે.

તેથી, AC સર્કિટ સાથે જોડાયેલા ઇન્ડક્ટરમાં, જ્યારે પ્રવાહ વહે છે ત્યારે પ્રતિકાર બનાવવામાં આવે છે. પરંતુ આવા પ્રતિકાર આખરે કોઇલના ઇન્ડક્ટન્સને પ્રેરિત કરે છે, તેથી તેને ઇન્ડક્ટિવ રેઝિસ્ટન્સ કહેવામાં આવે છે.

પ્રેરક પ્રતિકાર XL દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે અને તેને ઓહ્મમાં પ્રતિકાર તરીકે માપવામાં આવે છે.

સર્કિટનો પ્રેરક પ્રતિકાર વધારે છે, વધારે છે વર્તમાન સ્ત્રોત આવર્તનસર્કિટ સપ્લાય અને વધુ સર્કિટ ઇન્ડક્ટન્સ. તેથી, સર્કિટનો પ્રેરક પ્રતિકાર એ વર્તમાનની આવર્તન અને સર્કિટના ઇન્ડક્ટન્સના સીધા પ્રમાણસર છે; સૂત્ર XL = ωL દ્વારા નિર્ધારિત થાય છે, જ્યાં ω — ઉત્પાદન 2πe દ્વારા નિર્ધારિત પરિપત્ર આવર્તન… — n માં સર્કિટ ઇન્ડક્ટન્સ.

ઓહ્મનો કાયદો ઇન્ડક્ટિવ રેઝિસ્ટન્સ ધ્વનિ ધરાવતા AC સર્કિટ માટે આમ: વર્તમાનની માત્રા વોલ્ટેજના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે અને NSi ના ઇન્ડક્ટિવ રેઝિસ્ટન્સના વિપરીત પ્રમાણમાં હોય છે, એટલે કે. I = U/XL, જ્યાં I અને U એ અસરકારક વર્તમાન અને વોલ્ટેજ મૂલ્યો છે, અને xL એ સર્કિટનો પ્રેરક પ્રતિકાર છે.

કોઇલમાં વિદ્યુતપ્રવાહના પરિવર્તનના આલેખને ધ્યાનમાં લેવું. તેના ટર્મિનલ્સ પર સ્વ-ઇન્ડક્શન અને વોલ્ટેજના EMF, અમે એ હકીકત પર ધ્યાન આપ્યું છે કે તેમાંના v મૂલ્યોમાં ફેરફાર સમયસર એકરૂપ થતો નથી. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, વિચારણા હેઠળના સર્કિટ માટે વર્તમાન, વોલ્ટેજ અને સ્વ-ઇન્ડક્શન EMF sinusoids એકબીજાની સાપેક્ષમાં સમય-શિફ્ટ હોવાનું બહાર આવ્યું છે. AC ટેકનોલોજીમાં, આ ઘટનાને સામાન્ય રીતે ફેઝ શિફ્ટ કહેવામાં આવે છે.

જો બે ચલ જથ્થાઓ સમાન સમયગાળા સાથે સમાન કાયદા અનુસાર બદલાય છે (અમારા કિસ્સામાં સિનુસોઇડલ), વારાફરતી આગળ અને વિપરીત બંને દિશામાં તેમના મહત્તમ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે, અને તે જ સમયે શૂન્ય સુધી ઘટે છે, તો આવા ચલ જથ્થામાં સમાન તબક્કાઓ હોય છે અથવા, જેમ તેઓ કહે છે, તબક્કામાં મેળ ખાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, આકૃતિ 3 તબક્કા સાથે મેળ ખાતા વર્તમાન અને વોલ્ટેજ વણાંકો દર્શાવે છે. અમે હંમેશા એસી સર્કિટમાં આવા તબક્કાના મેચિંગનું અવલોકન કરીએ છીએ જેમાં માત્ર સક્રિય પ્રતિકાર હોય છે.

એવા કિસ્સામાં જ્યાં સર્કિટમાં પ્રેરક પ્રતિકાર, વર્તમાન અને વોલ્ટેજ તબક્કાઓ હોય છે, જેમ કે ફિગમાં દેખાય છે. 1 મેળ ખાતો નથી, એટલે કે, આ ચલો વચ્ચે એક તબક્કો શિફ્ટ છે. આ કિસ્સામાં વર્તમાન વળાંક સમયગાળાના એક ક્વાર્ટર દ્વારા વોલ્ટેજ વળાંક પાછળ લાગે છે.

તેથી, જ્યારે એસી સર્કિટમાં ઇન્ડક્ટરનો સમાવેશ થાય છે, ત્યારે સર્કિટમાં વર્તમાન અને વોલ્ટેજ વચ્ચેનો તબક્કો શિફ્ટ થાય છે, અને વર્તમાન સમયગાળાના એક ક્વાર્ટર દ્વારા તબક્કામાં વોલ્ટેજને પાછળ રાખે છે... આનો અર્થ એ છે કે મહત્તમ પ્રવાહ એક ક્વાર્ટર થાય છે. મહત્તમ વોલ્ટેજ સુધી પહોંચ્યા પછીનો સમયગાળો.

સ્વ-ઇન્ડક્શનનું EMF કોઇલના વોલ્ટેજ સાથે એન્ટિફેઝમાં હોય છે, જે સમયગાળાના એક ક્વાર્ટર દ્વારા વર્તમાનથી પાછળ રહે છે. આ કિસ્સામાં, વર્તમાનના ફેરફારનો સમયગાળો, વોલ્ટેજ, તેમજ EMF સ્વ-ઇન્ડક્શન બદલાતું નથી અને સર્કિટને ખવડાવતા જનરેટરના વોલ્ટેજના ફેરફારના સમયગાળાની સમાન રહે છે. આ મૂલ્યોમાં પરિવર્તનની સાઇનસૉઇડલ પ્રકૃતિ પણ સાચવેલ છે.

આકૃતિ 3. સક્રિય પ્રતિકાર સર્કિટમાં વર્તમાન અને વોલ્ટેજનું તબક્કા મેચિંગ

ચાલો હવે સક્રિય પ્રતિકાર સાથેના અલ્ટરનેટર લોડ અને તેના પ્રેરક પ્રતિકાર સાથેના લોડ વચ્ચેના તફાવતને સમજીએ.

જ્યારે AC સર્કિટમાં માત્ર એક જ સક્રિય પ્રતિકાર હોય છે, ત્યારે વર્તમાન સ્ત્રોતની ઊર્જા સક્રિય પ્રતિકારમાં શોષાય છે, વાયરને ગરમ કરવું.

જ્યારે સર્કિટમાં સક્રિય પ્રતિકાર નથી હોતો (આપણે તેને સામાન્ય રીતે શૂન્ય માનીએ છીએ), પરંતુ તેમાં માત્ર કોઇલના પ્રેરક પ્રતિકારનો સમાવેશ થાય છે, ત્યારે વર્તમાન સ્ત્રોતની ઊર્જા વાયરને ગરમ કરવા પર ખર્ચવામાં આવતી નથી, પરંતુ ફક્ત સ્વ-ઇન્ડક્શનનું EMF બનાવવા પર ખર્ચવામાં આવે છે. , એટલે કે, તે ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઊર્જા બની જાય છે... વૈકલ્પિક પ્રવાહ, જો કે, તીવ્રતા અને દિશામાં બંનેમાં સતત બદલાતો રહે છે, અને તેથી, ચુંબકીય ક્ષેત્ર વર્તમાન બદલાતા સમય સાથે કોઇલ સતત બદલાતી રહે છે. સમયગાળાના પ્રથમ ક્વાર્ટર દરમિયાન, જ્યારે વર્તમાન વધી રહ્યો છે, ત્યારે સર્કિટ વર્તમાન સ્ત્રોતમાંથી ઊર્જા મેળવે છે અને તેને કોઇલના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સંગ્રહિત કરે છે. પરંતુ જલદી જ વર્તમાન, તેની મહત્તમ પહોંચે છે, ઘટવાનું શરૂ કરે છે, તે સ્વ-ઇન્ડક્શનના ઇએમએફ દ્વારા કોઇલના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સંગ્રહિત ઊર્જાના ખર્ચે જાળવવામાં આવે છે.

તેથી, વર્તમાન સ્ત્રોત, સમયગાળાના પ્રથમ ક્વાર્ટરમાં સર્કિટને તેની થોડી ઊર્જા આપીને, તેને બીજા ક્વાર્ટરમાં કોઇલમાંથી પાછો મેળવે છે, જે એક પ્રકારના વર્તમાન સ્ત્રોત તરીકે કાર્ય કરે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, માત્ર પ્રેરક પ્રતિકાર ધરાવતું AC સર્કિટ ઊર્જાનો વપરાશ કરતું નથી: આ કિસ્સામાં, સ્ત્રોત અને સર્કિટ વચ્ચે ઊર્જાની વધઘટ છે. સક્રિય પ્રતિકાર, તેનાથી વિપરીત, વર્તમાન સ્ત્રોતમાંથી તેને સ્થાનાંતરિત તમામ ઊર્જાને શોષી લે છે.

ઇન્ડક્ટર, ઓહ્મિક પ્રતિકારથી વિપરીત, એસી સ્ત્રોતના સંદર્ભમાં નિષ્ક્રિય હોવાનું કહેવાય છે, એટલે કે. પ્રતિક્રિયાશીલ... તેથી, કોઇલના પ્રેરક પ્રતિકારને પ્રતિક્રિયા પણ કહેવાય છે.

ઇન્ડક્ટન્સ ધરાવતું સર્કિટ બંધ કરતી વખતે વર્તમાન વધારો વળાંક — ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટમાં ક્ષણિક.

અગાઉ આ થ્રેડ પર: ડમી માટે વીજળી / ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો

અન્ય શું વાંચે છે?

# 1 દ્વારા પોસ્ટ કરવામાં આવ્યું: એલેક્ઝાન્ડર (માર્ચ 4, 2010 5:45 PM)

   
શું વર્તમાન જનરેટર emf સાથે તબક્કામાં છે? અને તેનું મૂલ્ય ઘટે છે?

#2 લખ્યું: સંચાલક (7 માર્ચ, 2010 સાંજે 4:35 કલાકે)

   
માત્ર સક્રિય પ્રતિકાર ધરાવતા AC સર્કિટમાં, વર્તમાન અને વોલ્ટેજ તબક્કાઓ મેળ ખાય છે.
       

#3એ લખ્યું: એલેક્ઝાન્ડર (માર્ચ 10, 2010 09:37)

   
શા માટે વોલ્ટેજ સ્વ-ઇન્ડક્શનના EMF ની સમાન અને વિરુદ્ધ છે, છેવટે, જ્યારે સ્વ-ઇન્ડક્શનનું EMF મહત્તમ છે, ત્યારે જનરેટરનું EMF શૂન્ય બરાબર છે અને આ વોલ્ટેજ બનાવી શકતું નથી? (ટેન્શન) ક્યાંથી આવે છે?

* માત્ર એક ઇન્ડક્ટર સાથેના સર્કિટમાં કે જેમાં કોઈ સક્રિય પ્રતિકાર નથી, શું જનરેટર emf (EMF જે ફ્રેમની સ્થિતિ (નિયમિત જનરેટરમાં) જનરેટરના વોલ્ટેજ પર નહીં) સાથે તબક્કામાં સર્કિટમાંથી વહે છે?