વૈકલ્પિક પ્રવાહની અવધિ અને આવર્તન

આ શબ્દ "વૈકલ્પિક વિદ્યુત પ્રવાહ" ને ગણિતમાં રજૂ કરાયેલા "ચલ જથ્થા" ની વિભાવના અનુસાર, કોઈપણ રીતે સમય જતાં બદલાતા પ્રવાહ તરીકે સમજવો જોઈએ. વિદ્યુત ઇજનેરીમાં, જો કે, "વૈકલ્પિક વિદ્યુત પ્રવાહ" શબ્દનો અર્થ એક દિશામાં આરોપિત વિદ્યુત પ્રવાહ એવો થાય છે (જેની વિરુદ્ધ સતત દિશા સાથે વિદ્યુત પ્રવાહ) અને તેથી તીવ્રતામાં, કારણ કે તીવ્રતામાં અનુરૂપ ફેરફારો વિના દિશામાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહમાં ફેરફારોની કલ્પના કરવી ભૌતિક રીતે અશક્ય છે.

વાહકમાં ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ, પ્રથમ એક દિશામાં અને પછી બીજી દિશામાં, તેને વૈકલ્પિક વર્તમાન ઓસિલેશન કહેવામાં આવે છે. પ્રથમ ઓસિલેશન પછી બીજું, પછી ત્રીજું, વગેરે. જ્યારે વાયરમાં વર્તમાન તેની આસપાસ ઓસીલેટ થાય છે, ત્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્રનું અનુરૂપ ઓસિલેશન થાય છે.

એક ઓસિલેશનના સમયને સમયગાળો કહેવામાં આવે છે અને તે અક્ષર T દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. સમયગાળો સેકન્ડમાં અથવા સેકન્ડના અપૂર્ણાંકના એકમોમાં વ્યક્ત થાય છે.આ છે: સેકન્ડનો હજારમો ભાગ 10-3 સેકન્ડની બરાબર મિલીસેકન્ડ (ms) છે, સેકન્ડનો એક મિલિયનમો ભાગ એ 10-6 સેકન્ડ બરાબર માઇક્રોસેકન્ડ (μs) છે અને સેકન્ડનો અબજમો ભાગ નેનોસેકન્ડ (ns) છે. ) 10 -9 સે.

લાક્ષણિકતા મહત્વપૂર્ણ જથ્થો વૈકલ્પિક પ્રવાહ, આવર્તન છે. તે ઓસિલેશનની સંખ્યા અથવા પ્રતિ સેકન્ડના સમયગાળાની સંખ્યા દર્શાવે છે અને તેને f અથવા F અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. આવર્તનનું એકમ હર્ટ્ઝ છે, જેનું નામ જર્મન વૈજ્ઞાનિક જી. હર્ટ્ઝના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે અને તેને Hz (અથવા Hz) અક્ષરોના સંક્ષિપ્તમાં કહેવામાં આવે છે. જો એક સેકન્ડમાં એક સંપૂર્ણ ઓસિલેશન થાય છે, તો આવર્તન એક હર્ટ્ઝની બરાબર છે. જ્યારે એક સેકન્ડમાં દસ સ્પંદનો થાય છે, ત્યારે આવર્તન 10 Hz છે. આવર્તન અને સમયગાળો પરસ્પર છે:

અને

10 Hz ની આવર્તન પર, સમયગાળો 0.1 s છે. અને જો સમયગાળો 0.01 સે છે, તો આવર્તન 100 હર્ટ્ઝ છે.

આવર્તન એ વૈકલ્પિક પ્રવાહની સૌથી મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતા છે. વિદ્યુત મશીનો અને વૈકલ્પિક વર્તમાન ઉપકરણો સામાન્ય રીતે ફક્ત તે જ આવર્તન પર કાર્ય કરી શકે છે જેના માટે તેઓ ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે. સામાન્ય નેટવર્કમાં ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર અને સ્ટેશનોની સમાંતર કામગીરી ફક્ત સમાન આવર્તન પર જ શક્ય છે. તેથી, તમામ દેશોમાં પાવર પ્લાન્ટ્સ દ્વારા ઉત્પાદિત વૈકલ્પિક પ્રવાહની આવૃત્તિ કાયદા દ્વારા પ્રમાણિત છે.

એસી ઇલેક્ટ્રિકલ નેટવર્કમાં, આવર્તન 50 હર્ટ્ઝ છે. પ્રવાહ એક દિશામાં સેકન્ડમાં પચાસ વખત અને વિરુદ્ધ દિશામાં પચાસ વખત વહે છે. તે તેના કંપનવિસ્તાર મૂલ્ય સુધી સેકન્ડ દીઠ સો વખત પહોંચે છે અને શૂન્યની બરાબર સો વખત બને છે, એટલે કે, જ્યારે તે શૂન્ય મૂલ્યને પાર કરે છે ત્યારે તે સો વખત તેની દિશા બદલે છે. નેટવર્ક સાથે જોડાયેલ લેમ્પ સેકન્ડમાં સો વખત બહાર જાય છે અને તેટલી જ વખત વધુ તેજસ્વી થાય છે, પરંતુ દૃષ્ટિની જડતાને કારણે આંખ આની નોંધ લેતી નથી, એટલે કે લગભગ 0.1 સેકન્ડ સુધી પ્રાપ્ત છાપ જાળવી રાખવાની ક્ષમતા.

વૈકલ્પિક પ્રવાહો સાથે ગણતરી કરતી વખતે, તેઓ કોણીય આવર્તનનો પણ ઉપયોગ કરે છે, જે 2pif અથવા 6.28f ની બરાબર છે. તે હર્ટ્ઝમાં વ્યક્ત ન થવું જોઈએ, પરંતુ રેડિયન પ્રતિ સેકન્ડમાં.

50 હર્ટ્ઝના ઔદ્યોગિક પ્રવાહની સ્વીકૃત આવર્તન સાથે, જનરેટરની મહત્તમ શક્ય ઝડપ 50 r / s (p = 1) છે. ટર્બાઇન જનરેટર્સ આ સંખ્યામાં ક્રાંતિ માટે બનાવવામાં આવ્યા છે, એટલે કે વરાળ ટર્બાઇન દ્વારા સંચાલિત જનરેટર. હાઇડ્રોલિક ટર્બાઇન અને તેમના દ્વારા સંચાલિત હાઇડ્રોજન જનરેટરની ક્રાંતિની સંખ્યા કુદરતી પરિસ્થિતિઓ (મુખ્યત્વે દબાણ પર) પર આધાર રાખે છે અને વિશાળ મર્યાદામાં વધઘટ થાય છે, કેટલીકવાર તે ઘટીને 0.35 - 0.50 ક્રાંતિ / સેકન્ડ થાય છે.

ક્રાંતિની સંખ્યા મશીનના આર્થિક સૂચકાંકો - પરિમાણો અને વજન પર ઘણો પ્રભાવ પાડે છે. પ્રતિ સેકન્ડમાં થોડીક ક્રાંતિવાળા હાઇડ્રો જનરેટરનો બાહ્ય વ્યાસ 3 થી 5 ગણો મોટો હોય છે અને સમાન શક્તિવાળા ટર્બાઇન જનરેટર કરતાં અનેક ગણું વધારે વજન ધરાવે છે. n = 50 ક્રાંતિ. આધુનિક વૈકલ્પિકમાં, તેમની ચુંબકીય સિસ્ટમ ફરે છે, અને વાયર જેમાં EMF પ્રેરિત છે તે મશીનના સ્થિર ભાગમાં મૂકવામાં આવે છે.

વૈકલ્પિક પ્રવાહો સામાન્ય રીતે આવર્તન દ્વારા વિભાજિત થાય છે. 10,000 Hz કરતા ઓછી આવર્તન ધરાવતા પ્રવાહોને લો-ફ્રિકવન્સી કરંટ (LF કરંટ) કહેવામાં આવે છે. આ પ્રવાહો માટે, આવર્તન માનવ અવાજ અથવા સંગીતનાં સાધનોના વિવિધ અવાજોની આવર્તનને અનુરૂપ છે, અને તેથી તેને અન્યથા ઓડિયો ફ્રીક્વન્સી કરંટ કહેવામાં આવે છે (20 હર્ટ્ઝની નીચેની આવર્તન સાથેના પ્રવાહો સિવાય, જે ઑડિયો ફ્રીક્વન્સીને અનુરૂપ નથી) . રેડિયો એન્જિનિયરિંગમાં, ઓછી-આવર્તન પ્રવાહનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, ખાસ કરીને રેડિયોટેલિફોન ટ્રાન્સમિશનમાં.

જો કે, રેડિયો સંચારમાં મુખ્ય ભૂમિકા 10,000 હર્ટ્ઝથી ઉપરની આવર્તન સાથે વૈકલ્પિક પ્રવાહો દ્વારા ભજવવામાં આવે છે, જેને ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રવાહ અથવા રેડિયો ફ્રિકવન્સી (HF કરંટ) કહેવાય છે.આ પ્રવાહોની આવર્તન માપવા માટે, નીચેના એકમોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે: કિલોહર્ટ્ઝ (kHz), એક હજાર હર્ટ્ઝની બરાબર, મેગાહર્ટ્ઝ (MHz), એક મિલિયન હર્ટ્ઝની બરાબર અને ગીગાહર્ટ્ઝ (GHz), એક અબજ હર્ટ્ઝની બરાબર. નહિંતર, કિલોહર્ટ્ઝ, મેગાહર્ટ્ઝ અને ગીગાહર્ટ્ઝનો અર્થ kHz, MHz, GHz છે. સેંકડો મેગાહર્ટ્ઝ અને તેથી વધુની આવર્તન સાથેના પ્રવાહોને અલ્ટ્રાહાઇ અથવા અલ્ટ્રાહાઇ ફ્રિકવન્સી કરંટ (UHF અને UHF) કહેવામાં આવે છે.

રેડિયો સ્ટેશનો HF વૈકલ્પિક પ્રવાહોનો ઉપયોગ કરીને સેંકડો કિલોહર્ટ્ઝ અને તેથી વધુની આવર્તન સાથે કામ કરે છે. આધુનિક રેડિયો ટેક્નોલોજીમાં, અબજો હર્ટ્ઝની આવર્તન સાથેના પ્રવાહોનો ખાસ હેતુઓ માટે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, અને એવા ઉપકરણો છે જે આવી અતિ-ઉચ્ચ આવર્તનને ચોક્કસ રીતે માપી શકે છે.