એસી સર્કિટમાં સક્રિય પ્રતિકાર અને ઇન્ડક્ટર

માત્ર પ્રેરક પ્રતિકાર ધરાવતા AC સર્કિટને ધ્યાનમાં લેતા (લેખ જુઓ "એક વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટમાં ઇન્ડક્ટર"), અમે ધાર્યું કે આ સર્કિટનો સક્રિય પ્રતિકાર શૂન્ય છે.

વાસ્તવમાં, કોઇલના વાયર પોતે અને કનેક્ટિંગ વાયર બંનેમાં એક નાનો પરંતુ સક્રિય પ્રતિકાર હોય છે, તેથી સર્કિટ અનિવાર્યપણે વર્તમાન સ્ત્રોતની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે.

તેથી, બાહ્ય સર્કિટના કુલ પ્રતિકારને નિર્ધારિત કરતી વખતે, તેના પ્રતિક્રિયાશીલ અને સક્રિય પ્રતિકાર ઉમેરવા જરૂરી છે. પરંતુ આ બે પ્રતિકાર ઉમેરવાનું અશક્ય છે જે પ્રકૃતિમાં અલગ છે.

આ કિસ્સામાં, વૈકલ્પિક પ્રવાહ માટે સર્કિટનો અવરોધ ભૌમિતિક ઉમેરા દ્વારા જોવા મળે છે.

એક જમણો-કોણ ત્રિકોણ (આકૃતિ 1 જુઓ) બાંધવામાં આવે છે, જેની એક બાજુ પ્રેરક પ્રતિકારનું મૂલ્ય છે, અને બીજી બાજુ સક્રિય પ્રતિકારનું મૂલ્ય છે. ઇચ્છિત સર્કિટ અવબાધ ત્રિકોણની ત્રીજી બાજુ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

આકૃતિ 1. પ્રેરક અને સક્રિય પ્રતિકાર ધરાવતા સર્કિટના અવરોધનું નિર્ધારણ

સર્કિટ અવબાધ લેટિન અક્ષર Z દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે અને ઓહ્મમાં માપવામાં આવે છે. તે બાંધકામ પરથી જોઈ શકાય છે કે કુલ પ્રતિકાર હંમેશા અલગથી લેવામાં આવતા પ્રેરક અને સક્રિય પ્રતિકાર કરતા વધારે હોય છે.

કુલ સર્કિટ પ્રતિકાર માટે બીજગણિત અભિવ્યક્તિ છે:

જ્યાં Z — કુલ પ્રતિકાર, R — સક્રિય પ્રતિકાર, XL — સર્કિટનો પ્રેરક પ્રતિકાર.

તેથી, વૈકલ્પિક પ્રવાહ માટે સર્કિટનો કુલ પ્રતિકાર, જેમાં સક્રિય અને પ્રેરક પ્રતિકારનો સમાવેશ થાય છે, તે આ સર્કિટના સક્રિય અને પ્રેરક પ્રતિકારના વર્ગોના સરવાળાના વર્ગમૂળની બરાબર છે.

ઓહ્મનો કાયદો કારણ કે આવા સર્કિટ સૂત્ર I = U/Z દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે, જ્યાં Z એ સર્કિટનો કુલ પ્રતિકાર છે.

ચાલો હવે પૃથ્થકરણ કરીએ કે જો સર્કિટમાં વર્તમાન અને ઇન્ડક્ટન્સ વચ્ચેના તબક્કાના શિફ્ટ ઉપરાંત અને પ્રમાણમાં મોટો સક્રિય પ્રતિકાર પણ હોય તો વોલ્ટેજ શું હશે. વ્યવહારમાં, આવા સર્કિટ હોઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, પાતળા વાયર (ઉચ્ચ-આવર્તન ચોક) દ્વારા આયર્ન-કોર ઇન્ડક્ટર ઘા ધરાવતું સર્કિટ.

આ કિસ્સામાં, વર્તમાન અને વોલ્ટેજ વચ્ચેનો તબક્કો હવે સમયગાળાનો એક ક્વાર્ટર રહેશે નહીં (જેમ કે તે માત્ર પ્રેરક પ્રતિકાર સાથેના સર્કિટમાં હતો), પરંતુ ઘણું ઓછું; અને પ્રતિકાર જેટલો મોટો હશે, તેટલો ઓછો તબક્કો શિફ્ટ થશે.

આકૃતિ 2. આર અને એલ ધરાવતા સર્કિટમાં વર્તમાન અને વોલ્ટેજ.

હવે તેણી પોતે સ્વ-ઇન્ડક્શનનું EMF વર્તમાન સ્ત્રોત વોલ્ટેજ સાથે વિરોધી તબક્કામાં નથી, કારણ કે તે વોલ્ટેજના સંદર્ભમાં અડધા સમયગાળા દ્વારા નહીં, પરંતુ ઓછા દ્વારા સરભર થાય છે.વધુમાં, કોઇલના ટર્મિનલ્સ પર વર્તમાન સ્ત્રોત દ્વારા બનાવેલ વોલ્ટેજ સ્વ-ઇન્ડક્શનના ઇએમએફની બરાબર નથી, પરંતુ કોઇલ વાયરના સક્રિય પ્રતિકારમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપના જથ્થા દ્વારા તેના કરતા વધારે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, કોઇલમાં વોલ્ટેજ કોઈપણ રીતે બે ઘટકોનો સમાવેશ કરે છે:

• tiL- વોલ્ટેજનું પ્રતિક્રિયાશીલ ઘટક, જે સ્વ-ઇન્ડક્શનથી EMF ની અસરને સંતુલિત કરે છે,

• tiR- વોલ્ટેજનો સક્રિય ઘટક જે સર્કિટના સક્રિય પ્રતિકારને દૂર કરશે.

જો આપણે કોઇલ સાથે શ્રેણીમાં મોટા સક્રિય પ્રતિકારને જોડીએ, તો તબક્કો એટલો ઘટશે કે વર્તમાન સાઈન તરંગ લગભગ વોલ્ટેજ સાઈન તરંગને પકડી લેશે અને તેમની વચ્ચેના તબક્કાઓમાં તફાવત ભાગ્યે જ નોંધનીય હશે. આ કિસ્સામાં, શબ્દનું કંપનવિસ્તાર અને શબ્દના કંપનવિસ્તાર કરતાં વધુ હશે.

એ જ રીતે, તમે ફેઝ શિફ્ટ ઘટાડી શકો છો અને જો તમે જનરેટરની આવર્તન અમુક રીતે ઘટાડશો તો તેને સંપૂર્ણપણે શૂન્ય સુધી ઘટાડી શકો છો. આવર્તનમાં ઘટાડો થવાથી સ્વ-ઇન્ડક્શન EMF માં ઘટાડો થશે અને તેથી તેના કારણે થતા સર્કિટમાં વર્તમાન અને વોલ્ટેજ વચ્ચેના તબક્કાના શિફ્ટમાં ઘટાડો થશે.

ઇન્ડક્ટર ધરાવતા AC સર્કિટની શક્તિ

કોઇલ ધરાવતું વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટ વર્તમાન સ્ત્રોતની ઊર્જાનો વપરાશ કરતું નથી અને તે સર્કિટમાં જનરેટર અને સર્કિટ વચ્ચે ઊર્જા વિનિમય પ્રક્રિયા છે.

ચાલો હવે વિશ્લેષણ કરીએ કે આવી યોજના દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી શક્તિ સાથે વસ્તુઓ કેવી હશે.

AC સર્કિટમાં વપરાતી શક્તિ વર્તમાન અને વોલ્ટેજના ઉત્પાદન જેટલી હોય છે, પરંતુ વર્તમાન અને વોલ્ટેજ ચલ જથ્થાઓ હોવાથી, પાવર પણ ચલ હશે.આ કિસ્સામાં, જો આપણે વર્તમાન મૂલ્યને સમયની આપેલ ક્ષણને અનુરૂપ વોલ્ટેજ મૂલ્ય દ્વારા ગુણાકાર કરીએ, તો અમે સમયની દરેક ક્ષણ માટે પાવર મૂલ્ય નક્કી કરી શકીએ છીએ.

પાવર ગ્રાફ મેળવવા માટે, આપણે જુદા જુદા સમયે વર્તમાન અને વોલ્ટેજને વ્યાખ્યાયિત કરતી સીધી રેખાના ભાગોના મૂલ્યોને ગુણાકાર કરવાની જરૂર છે. આવા બાંધકામ ફિગ માં બતાવવામાં આવે છે. 3, એ. ડૅશ્ડ વેવફોર્મ p અમને બતાવે છે કે માત્ર ઇન્ડક્ટિવ રેઝિસ્ટન્સ ધરાવતા AC સર્કિટમાં પાવર કેવી રીતે બદલાય છે.

આ વળાંક બાંધવા માટે નીચેના બીજગણિત ગુણાકાર નિયમનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો: જ્યારે હકારાત્મક મૂલ્યને નકારાત્મક મૂલ્ય દ્વારા ગુણાકાર કરવામાં આવે છે, ત્યારે નકારાત્મક મૂલ્ય પ્રાપ્ત થાય છે, અને જ્યારે બે નકારાત્મક અથવા બે હકારાત્મક મૂલ્યોનો ગુણાકાર કરવામાં આવે છે, ત્યારે હકારાત્મક મૂલ્ય પ્રાપ્ત થાય છે.

આકૃતિ 3. પાવર ગ્રાફ: a — પ્રેરક પ્રતિકાર ધરાવતા સર્કિટમાં, b — પણ, સક્રિય પ્રતિકાર

આકૃતિ 4. R અને L ધરાવતા સર્કિટ માટે પાવર પ્લોટ.

આ કિસ્સામાં પાવર વળાંક સમય અક્ષની ઉપર આવેલું છે. આનો અર્થ એ છે કે જનરેટર અને સર્કિટ વચ્ચે ઊર્જાનું કોઈ વિનિમય નથી અને તેથી જનરેટર દ્વારા સર્કિટને પૂરી પાડવામાં આવતી શક્તિ સર્કિટ દ્વારા સંપૂર્ણપણે વપરાશમાં આવે છે.

અંજીરમાં. 4 પ્રેરક અને સક્રિય પ્રતિકાર ધરાવતા સર્કિટ માટે પાવર પ્લોટ બતાવે છે. આ કિસ્સામાં, સર્કિટમાંથી વર્તમાન સ્ત્રોતમાં ઊર્જાનું વિપરીત સ્થાનાંતરણ પણ થાય છે, પરંતુ એક પ્રેરક પ્રતિકાર સાથેના સર્કિટ કરતાં ઘણી ઓછી હદ સુધી.

ઉપરોક્ત પાવર ગ્રાફ્સની સમીક્ષા કર્યા પછી, અમે નિષ્કર્ષ પર આવીએ છીએ કે સર્કિટમાં વર્તમાન અને વોલ્ટેજ વચ્ચે માત્ર તબક્કાની પાળી "નકારાત્મક" શક્તિ બનાવે છે.આ કિસ્સામાં, સર્કિટમાં વર્તમાન અને વોલ્ટેજ વચ્ચેનો ફેઝ શિફ્ટ જેટલો મોટો હશે, તેટલી સર્કિટ દ્વારા ઓછી શક્તિનો વપરાશ થશે, અને તેનાથી વિપરીત, ફેઝ શિફ્ટ જેટલી નાની હશે, તેટલી વધુ શક્તિ સર્કિટ દ્વારા વપરાશમાં આવશે.

આ પણ વાંચો: વોલ્ટેજ રેઝોનન્સ શું છે