આવેગ વર્તમાન

વિવિધ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં, ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રોનિક અને સેમિકન્ડક્ટર સાધનોમાં, એટલે કે એમ્પ્લીફાયર, રેક્ટિફાયર, રેડિયો, જનરેટર, ટેલિવિઝન, તેમજ કાર્બન માઇક્રોફોન, ટેલિગ્રાફ અને અન્ય ઘણા ઉપકરણોમાં, તેઓ લહેરિયાં પ્રવાહો અને વોલ્ટેજનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે... તર્કને બે વાર પુનરાવર્તિત ન કરવા માટે, અમે ફક્ત પ્રવાહો વિશે જ વાત કરીશું, પરંતુ જે બધું પ્રવાહો સાથે સંબંધિત છે તે વોલ્ટેજ માટે પણ સાચું છે.

ધબકતા પ્રવાહો કે જે સતત દિશા ધરાવે છે પરંતુ તેમનું મૂલ્ય બદલાય છે તે અલગ હોઈ શકે છે. કેટલીકવાર વર્તમાન મૂલ્ય ઉચ્ચતમથી સૌથી નીચા બિન-શૂન્ય મૂલ્યમાં બદલાય છે. અન્ય કિસ્સાઓમાં, વર્તમાન શૂન્ય થઈ જાય છે. જો ડાયરેક્ટ વર્તમાન સર્કિટ ચોક્કસ આવર્તન પર વિક્ષેપિત થાય છે, પછી કેટલાક સમય અંતરાલ માટે સર્કિટમાં કોઈ વર્તમાન નથી.

અંજીરમાં. 1 વિવિધ તરંગ પ્રવાહોના આલેખ બતાવે છે. અંજીરમાં. 1, a, b, પ્રવાહમાં ફેરફાર અનુસાર થાય છે sinusoidal વળાંક, પરંતુ આ પ્રવાહોને સિનુસાઈડલ વૈકલ્પિક પ્રવાહો ગણવા જોઈએ નહીં, કારણ કે વર્તમાનની દિશા (ચિહ્ન) બદલાતી નથી. અંજીરમાં.1, c અલગ-અલગ કઠોળનો બનેલો પ્રવાહ દર્શાવે છે, એટલે કે વર્તમાનના ટૂંકા ગાળાના "આંચકા", જે વધુ કે ઓછા સમયગાળાના વિરામ દ્વારા એકબીજાથી અલગ પડે છે, અને તેને ઘણીવાર સ્પંદનીય પ્રવાહ કહેવામાં આવે છે. વિવિધ સ્પંદિત પ્રવાહો કઠોળના આકાર અને અવધિમાં તેમજ પુનરાવર્તનના દરમાં એકબીજાથી અલગ પડે છે.

કોઈપણ પ્રકારના ધબકતા પ્રવાહને બે પ્રવાહોના સરવાળા તરીકે ધ્યાનમાં લેવું અનુકૂળ છે - પ્રત્યક્ષ અને વૈકલ્પિક, જેને શબ્દ અથવા ઘટક પ્રવાહ કહેવાય છે. કોઈપણ ધબકતા પ્રવાહમાં DC અને AC ઘટકો હોય છે. આ ઘણાને વિચિત્ર લાગે છે. વાસ્તવમાં, એક ધબકતો પ્રવાહ એ એક પ્રવાહ છે જે દરેક સમયે એક દિશામાં વહે છે અને તેનું મૂલ્ય બદલે છે.

તમે કેવી રીતે કહી શકો કે તેમાં વૈકલ્પિક પ્રવાહ છે જે દિશા બદલે છે? જો કે, જો બે પ્રવાહો - સીધા અને વૈકલ્પિક - એક જ વાયરમાંથી એકસાથે પસાર થાય છે, તો તે તારણ આપે છે કે તે વાયરમાં ધબકતો પ્રવાહ વહેશે (ફિગ. 2). આ કિસ્સામાં, વૈકલ્પિક પ્રવાહનું કંપનવિસ્તાર સીધા પ્રવાહના મૂલ્ય કરતાં વધુ ન હોવું જોઈએ. સીધા અને વૈકલ્પિક પ્રવાહો વાયર દ્વારા અલગથી વહેતા નથી. તેઓ ઇલેક્ટ્રોનના સામાન્ય પ્રવાહમાં ઉમેરો કરે છે જેમાં ધબકતા પ્રવાહના તમામ ગુણધર્મો હોય છે.

ચોખા. 1. વિવિધ તરંગ પ્રવાહોના આલેખ

AC અને DC કરંટનો ઉમેરો ગ્રાફિકલી બતાવી શકાય છે. અંજીરમાં. 2 એ 15 mA ના સમાન પ્રત્યક્ષ પ્રવાહના આલેખ અને 10 mA ના કંપનવિસ્તાર સાથે વૈકલ્પિક પ્રવાહ દર્શાવે છે. જો આપણે સમયસર વ્યક્તિગત બિંદુઓ માટે આ પ્રવાહોના મૂલ્યોનો સરવાળો કરીએ, તો પ્રવાહોની દિશાઓ (ચિહ્નો) ધ્યાનમાં લઈએ, તો આપણને ફિગમાં દર્શાવેલ તરંગ વર્તમાન ગ્રાફ મળે છે. 2 બોલ્ડ લાઇન સાથે. આ પ્રવાહ 5 mA ની નીચી થી 25 mA ની ઊંચી સુધી બદલાય છે.

પ્રવાહોનો ગણવામાં આવેલો ઉમેરો પ્રત્યક્ષ અને વૈકલ્પિક પ્રવાહોના સરવાળા તરીકે ધબકતા પ્રવાહની રજૂઆતની માન્યતાની પુષ્ટિ કરે છે. આ રજૂઆતની સાચીતા એ હકીકત દ્વારા પણ પુષ્ટિ મળે છે કે કેટલાક ઉપકરણોની મદદથી આ વર્તમાનના ઘટકોને એકબીજાથી અલગ કરવાનું શક્ય છે.

ચોખા. 2. પ્રત્યક્ષ અને વૈકલ્પિક પ્રવાહ ઉમેરીને ધબકતો પ્રવાહ મેળવવો.

તે પર ભાર મૂકવો જોઈએ કે કોઈપણ પ્રવાહને હંમેશા કેટલાક પ્રવાહોના સરવાળા તરીકે રજૂ કરી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, 5 A ના પ્રવાહને એક દિશામાં વહેતા પ્રવાહ 2 અને 3 Aનો સરવાળો અથવા જુદી જુદી દિશામાં વહેતા પ્રવાહ 8 અને 3 Aનો સરવાળો ગણી શકાય, એટલે કે, બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, પ્રવાહો 8 વચ્ચેનો તફાવત. અને 3 A. કુલ 5 A આપતા બે અથવા વધુ પ્રવાહોના અન્ય સંયોજનો શોધવા મુશ્કેલ નથી.

અહીં દળોના ઉમેરા અને વિઘટનના સિદ્ધાંત સાથે સંપૂર્ણ સમાનતા છે. જો બે સમાન રીતે નિર્દેશિત દળો કોઈપણ પદાર્થ પર કાર્ય કરે છે, તો તેઓને એક સામાન્ય બળ દ્વારા બદલી શકાય છે. વિરુદ્ધ દિશામાં કાર્ય કરતી દળોને એકમ તફાવત દ્વારા બદલી શકાય છે. તેનાથી વિપરિત, આપેલ બળને હંમેશા અનુરૂપ સમાન નિર્દેશિત દળોનો સરવાળો અથવા વિરોધી નિર્દેશિત દળો વચ્ચેના તફાવત તરીકે ગણી શકાય.

ઘટક પ્રવાહોમાં ડાયરેક્ટ અથવા સાઇનસૉઇડલ વૈકલ્પિક પ્રવાહોનું વિઘટન કરવું જરૂરી નથી. જો આપણે પ્રત્યક્ષ અને વૈકલ્પિક પ્રવાહોના સરવાળા દ્વારા ધબકતા પ્રવાહને બદલીએ, તો પછી આ ઘટક પ્રવાહો પર પ્રત્યક્ષ અને વૈકલ્પિક પ્રવાહોના જાણીતા નિયમો લાગુ કરીને, ઘણી સમસ્યાઓ હલ કરવી અને ધબકારા કરતા પ્રવાહ સંબંધિત જરૂરી ગણતરીઓ કરવી શક્ય છે.

પ્રત્યક્ષ અને વૈકલ્પિક પ્રવાહોના સરવાળા તરીકે ધબકતા પ્રવાહનો ખ્યાલ પરંપરાગત છે.અલબત્ત, એવું માની શકાય નહીં કે ચોક્કસ સમયના અંતરાલ પર સીધા અને વૈકલ્પિક પ્રવાહો ખરેખર વાયર સાથે એકબીજા તરફ વહે છે. વાસ્તવમાં, ઇલેક્ટ્રોનના કોઈ બે વિરોધી પ્રવાહો નથી.

વાસ્તવમાં, ધબકતો પ્રવાહ એ એકલ પ્રવાહ છે જે સમય જતાં તેનું મૂલ્ય બદલે છે. તે કહેવું વધુ યોગ્ય છે કે ધબકતું વોલ્ટેજ અથવા ધબકતું EMF સતત અને ચલ ઘટકોના સરવાળા તરીકે રજૂ કરી શકાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, FIG માં. 2 બતાવે છે કે કેવી રીતે બીજગણિત રીતે એક જનરેટરનો સતત emf બીજા જનરેટરના ચલ emfમાં ઉમેરવામાં આવે છે. પરિણામે, અમારી પાસે ધબકતું EMF છે જે અનુરૂપ ધબકતું પ્રવાહનું કારણ બને છે. શરતી રીતે, જો કે, તે ધ્યાનમાં લઈ શકાય છે કે સતત EMF સર્કિટમાં સીધો પ્રવાહ બનાવે છે, અને વૈકલ્પિક EMF - એક વૈકલ્પિક પ્રવાહ, જે, જ્યારે સારાંશ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ધબકતો પ્રવાહ બનાવે છે.

દરેક ધબકતા પ્રવાહને Itax અને Itin ના મહત્તમ અને લઘુત્તમ મૂલ્યો તેમજ તેના સતત અને ચલ ઘટકો દ્વારા વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. સતત ઘટક I0 દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. જો વૈકલ્પિક ઘટક એ સાઇનસૉઇડલ પ્રવાહ છે, તો તેનું કંપનવિસ્તાર ઇટ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે (આ બધા જથ્થાઓ ફિગ. 2 માં દર્શાવેલ છે).

તેને It અને Itax સાથે ભેળસેળ ન કરવી જોઈએ. ઉપરાંત, વર્તમાન તરંગ Imax ના મહત્તમ મૂલ્યને કંપનવિસ્તાર ન કહેવાય. કંપનવિસ્તાર શબ્દ સામાન્ય રીતે માત્ર વૈકલ્પિક પ્રવાહોનો સંદર્ભ આપે છે. ધબકતા પ્રવાહ વિશે, આપણે ફક્ત તેના ચલ ઘટકના કંપનવિસ્તાર વિશે વાત કરી શકીએ છીએ.

ધબકતા પ્રવાહના સતત ઘટકને તેનું સરેરાશ મૂલ્ય Iav કહી શકાય, એટલે કે અંકગણિત સરેરાશ મૂલ્ય. ખરેખર, જો આપણે ફિગમાં બતાવેલ ધબકતા પ્રવાહના એક સમયગાળામાં ફેરફારોને ધ્યાનમાં લઈએ.2, નીચેના સ્પષ્ટપણે જોવા મળે છે: પ્રથમ અર્ધ-ચક્રમાં, વર્તમાન ઘટકને 0 થી 10 mA અને પાછા 0 સુધી બદલતા, અને બીજા અર્ધમાં 15 mA વર્તમાનમાં સંખ્યાબંધ મૂલ્યો ઉમેરવામાં આવે છે. -ચક્ર, બરાબર એ જ વર્તમાન મૂલ્યો વર્તમાન 15 એમએમાંથી બાદ કરવામાં આવે છે.

તેથી, 15 એમએનું વર્તમાન ખરેખર સરેરાશ મૂલ્ય છે. વર્તમાન એ વાયરના ક્રોસ-સેક્શન દ્વારા ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જનું સ્થાનાંતરણ હોવાથી, Iav એ આવા પ્રત્યક્ષ પ્રવાહનું મૂલ્ય છે જે એક સમયગાળામાં (અથવા સંપૂર્ણ સંખ્યા માટે) આ ધબકારા કરતા પ્રવાહ જેટલી જ વીજળી વહન કરે છે. .

સાઇનસૉઇડલ વૈકલ્પિક પ્રવાહ માટે, સમયગાળા દીઠ Iav નું મૂલ્ય શૂન્ય છે કારણ કે એક અર્ધ-ગાળામાં કંડક્ટરના ક્રોસ-સેક્શનમાંથી પસાર થતી વીજળીની માત્રા બીજા અર્ધ-ગાળા દરમિયાન વિરુદ્ધ દિશામાં પસાર થતી વીજળીની માત્રા જેટલી છે. સમય ટી પર વર્તમાન i ની અવલંબન દર્શાવતા પ્રવાહોના ગ્રાફ પર, વર્તમાન વહન દ્વારા વહન કરવામાં આવતી વીજળીની માત્રા વર્તમાન વળાંક દ્વારા બંધાયેલ આકૃતિના ક્ષેત્ર દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે, કારણ કે વીજળીની માત્રા દ્વારા નિર્ધારિત કરવામાં આવે છે. ઉત્પાદન કે તે .

સાઇનસૉઇડલ પ્રવાહ માટે, હકારાત્મક અને નકારાત્મક અડધા તરંગોના વિસ્તારો સમાન છે. ફિગમાં બતાવેલ ધબકારાવાળા પ્રવાહમાં. 2, પ્રથમ અર્ધ સમયગાળા દરમિયાન AC ઘટક દ્વારા વહન કરવામાં આવતી વીજળીનો જથ્થો વર્તમાન Iav (આકૃતિમાં છાંયો વિસ્તાર) દ્વારા વહન કરવામાં આવતી વીજળીની માત્રામાં ઉમેરવામાં આવે છે. અને બીજા અર્ધ ચક્ર દરમિયાન, વીજળીની બરાબર એ જ રકમ પાછી ખેંચી લેવામાં આવે છે. પરિણામે, સમગ્ર સમયગાળા દરમિયાન એક જ ડાયરેક્ટ કરંટ Iav સાથે જેટલી જ વીજળી ટ્રાન્સફર થાય છે, એટલે કે, Iav T લંબચોરસનું ક્ષેત્રફળ તરંગ વર્તમાન વળાંક દ્વારા બંધાયેલા વિસ્તાર જેટલું છે.

આમ, સતત ઘટક અથવા વર્તમાનનું સરેરાશ મૂલ્ય વાયરના ક્રોસ સેક્શન દ્વારા ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના સ્થાનાંતરણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

ફિગમાં બતાવેલ વર્તમાન સમીકરણ. 2 દેખીતી રીતે નીચેના ફોર્મમાં લખવું જોઈએ:

ધબકતા પ્રવાહની શક્તિની ગણતરી તેના ઘટક પ્રવાહોની શક્તિના સરવાળા તરીકે થવી જોઈએ. ઉદાહરણ તરીકે, જો વર્તમાન ફિગમાં બતાવેલ છે. 2, પ્રતિકાર R ના રેઝિસ્ટરમાંથી પસાર થાય છે, પછી તેની શક્તિ છે

જ્યાં I = 0.7Im એ ચલ ઘટકનું rms મૂલ્ય છે.

તમે તરંગ વર્તમાન Id ના rms મૂલ્યનો ખ્યાલ રજૂ કરી શકો છો. પાવરની ગણતરી સામાન્ય રીતે કરવામાં આવે છે:

આ અભિવ્યક્તિને પાછલા એક સાથે સરખાવીને અને તેને R સાથે ઘટાડીને, આપણને મળે છે:

તણાવ માટે સમાન સંબંધો મેળવી શકાય છે.