સીધા પ્રવાહ સાથે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ
સિંગલ સર્કિટમાં નકારાત્મક ધ્રુવથી ધન સુધી વિદ્યુત ઉર્જાના સ્ત્રોતની અંદર નિર્દેશિત ડાયરેક્ટ કરંટ EMF ધરાવતું ઈલેક્ટ્રિક સર્કિટ, પ્રવાહ I એ જ દિશામાં ઉત્તેજિત કરે છે, જે દ્વારા નિર્ધારિત કરવામાં આવે છે. ઓહ્મનો કાયદો સમગ્ર સાંકળ માટે:
I = E / (R + RTuesday),
જ્યાં R એ રીસીવર અને કનેક્ટિંગ વાયરો ધરાવતા બાહ્ય સર્કિટનો પ્રતિકાર છે, RW એ આંતરિક સર્કિટનો પ્રતિકાર છે જેમાં વિદ્યુત ઊર્જાનો સ્ત્રોત શામેલ છે.
જો ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટના તમામ ઘટકોના પ્રતિકાર વર્તમાન અને ઇએમએફના મૂલ્ય અને દિશા પર આધાર રાખતા નથી, તો પછી તેઓ, તેમજ સર્કિટ પોતે, રેખીય કહેવાય છે.
એકલ-લૂપ રેખીય DC વિદ્યુત સર્કિટમાં વિદ્યુત ઊર્જાના એક જ સ્ત્રોત સાથે, વર્તમાન EMF ના સીધા પ્રમાણસર હોય છે અને સર્કિટના કુલ પ્રતિકારના વિપરીત પ્રમાણમાં હોય છે.
ચોખા. 1. ડાયરેક્ટ કરંટ સાથે સિંગલ-સર્કિટ ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટનું ડાયાગ્રામ
ઉપરોક્ત સૂત્રમાંથી તે અનુસરે છે કે E — RwI = RI, જ્યાં I = (E — PvI) / R અથવા I = U / R, જ્યાં U = E — RwI એ વિદ્યુત ઊર્જાના સ્ત્રોતનું વોલ્ટેજ છે, જેમાંથી નિર્દેશિત થાય છે. હકારાત્મક ધ્રુવ ને નકારાત્મક ધ્રુવ.
અભિવ્યક્તિ I = U/R છે સર્કિટના વિભાગ માટે ઓહ્મનો કાયદો, જે ટર્મિનલ્સ પર વોલ્ટેજ U લાગુ કરવામાં આવે છે, તે જ સાઇટ પર વર્તમાન I સાથે દિશામાં એકરુપ થાય છે.
E = const અને RW = const પર વોલ્ટેજ વિરુદ્ધ વર્તમાન U(I) એ વિદ્યુત ઊર્જાના રેખીય સ્ત્રોતની બાહ્ય અથવા વોલ્ટ-એમ્પીયર લાક્ષણિકતા કહેવાય છે (ફિગ. 2), જે મુજબ કોઈપણ વર્તમાન I માટે તે નક્કી કરવું શક્ય છે. અનુરૂપ વોલ્ટેજ U અને નીચે આપેલા સૂત્રો અનુસાર - વિદ્યુત ઊર્જા પ્રાપ્ત કરનારની શક્તિની ગણતરી કરો:
P2 = RI2 = E2R / (R + RTuesday)2,
વિદ્યુત ઉર્જાનો સ્ત્રોત:
P1 = (R + RTuesday) Az2 = E2 / (R + RTuesday)
અને ડીસી સર્કિટમાં ઇન્સ્ટોલેશનની કાર્યક્ષમતા:
η = P2 / P1 = R / (R + Rwt) = 1 / (1 + RWt / R)
ચોખા. 2. વિદ્યુત ઊર્જાના સ્ત્રોતની બાહ્ય (વોલ્ટ-એમ્પીયર) લાક્ષણિકતા
વિદ્યુત ઊર્જાના સ્ત્રોતની વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાનો પોઇન્ટ X ખુલ્લા સર્કિટમાં નિષ્ક્રિય મોડ (x.x.) ને અનુરૂપ છે, જ્યારે વર્તમાન Azx = 0 અને વોલ્ટેજ Ux = E.
જો વિદ્યુત ઉર્જાના સ્ત્રોતના પાસપોર્ટમાં આપેલ વોલ્ટેજ અને વર્તમાન તેમના નજીવા મૂલ્યો Unom અને Aznom ને અનુરૂપ હોય તો પોઈન્ટ H નોમિનલ મોડ નક્કી કરે છે.
પોઈન્ટ K શોર્ટ-સર્કિટ મોડ (શોર્ટ સર્કિટ) ને દર્શાવે છે, જે ત્યારે થાય છે જ્યારે વિદ્યુત ઊર્જાના સ્ત્રોતના ટર્મિનલ્સ એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે, જેમાં બાહ્ય પ્રતિકાર R =0 હોય છે. આ કિસ્સામાં, શોર્ટ-સર્કિટ વર્તમાન Azk = E/Rwatt થાય છે, જે નજીવા વર્તમાન એઝનોમ કરતા અનેક ગણું વધારે છે કારણ કે સ્ત્રોતનો આંતરિક પ્રતિકાર વિદ્યુત ઊર્જા Rw <R.આ મોડમાં, વિદ્યુત ઊર્જાના સ્ત્રોતના ટર્મિનલ્સ પરનો વોલ્ટેજ Uk = 0.
પોઈન્ટ C એ મેળ ખાતા મોડને અનુરૂપ છે જ્યાં બાહ્ય સર્કિટ R નો પ્રતિકાર વિદ્યુત ઊર્જાના આંતરિક લક્ષ્ય Rwatt સ્ત્રોતના પ્રતિકારની બરાબર છે. આ મોડમાં, વર્તમાન Ic = E / 2R છે, બાહ્ય સર્કિટની શક્તિ સૌથી વધુ પાવર P2max = E2 / 4RW અને ઇન્સ્ટોલેશનની કાર્યક્ષમતા (કાર્યક્ષમતા) ηc = 0.5 ને અનુરૂપ છે.
કરાર શાસન જ્યાં:
P2 / P2max = 4R2 / (R + Rtu)2 = 1 અને Ic = E / 2R = I
ચોખા. 3. વિદ્યુત ઉર્જાના રીસીવરની સાપેક્ષ શક્તિ અને રીસીવરના સાપેક્ષ પ્રતિકાર પર સ્થાપનની કાર્યક્ષમતાનો આલેખ
પાવર પ્લાન્ટ્સમાં, ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટના મોડ્સ કોઓર્ડિનેટેડ મોડથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ પડે છે અને રિસીવર્સ R Rvat ના પ્રતિકારને કારણે કરંટ I << Ic દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, જેના પરિણામે આવી સિસ્ટમ્સનું સંચાલન ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા સાથે આગળ વધે છે.
ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટમાં અસાધારણ ઘટનાનો અભ્યાસ તેમને સમકક્ષ સર્કિટ સાથે બદલીને સરળ બનાવવામાં આવે છે - આદર્શ તત્વો સાથેના ગાણિતિક મોડેલો, જેમાંથી દરેક એક દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે અને સ્વીપ્ટ તત્વોના પરિમાણોમાંથી લેવામાં આવેલા પરિમાણો. આ આકૃતિઓ વિદ્યુત સર્કિટના ગુણધર્મોને સંપૂર્ણપણે પ્રતિબિંબિત કરે છે અને, જો અમુક શરતો પૂરી થાય છે, તો વિદ્યુત સર્કિટની વિદ્યુત સ્થિતિના વિશ્લેષણની સુવિધા આપે છે.
સક્રિય તત્વો સાથે સમકક્ષ સર્કિટમાં, આદર્શ EMF સ્ત્રોત અને આદર્શ વર્તમાન સ્ત્રોતનો ઉપયોગ થાય છે.
એક આદર્શ EMF સ્ત્રોત જે સતત EMF, E અને શૂન્ય સમાન આંતરિક પ્રતિકાર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જેના પરિણામે આવા સ્ત્રોતનો પ્રવાહ કનેક્ટેડ રીસીવરોના પ્રતિકાર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, અને શોર્ટ સર્કિટ સૈદ્ધાંતિક રીતે વર્તમાન અને શક્તિનું કારણ બને છે. અનંત મોટા મૂલ્ય તરફ વલણ.
એક આદર્શ પાવર સ્ત્રોતને એક આંતરિક પ્રતિકાર સોંપવામાં આવે છે જે તેના ટર્મિનલ્સ પરના વોલ્ટેજને ધ્યાનમાં લીધા વિના, અસંખ્ય મોટા મૂલ્ય અને સતત વર્તમાન એઝડોને અનુલક્ષીને, શોર્ટ-સર્કિટ પ્રવાહની સમાન હોય છે, જેના પરિણામે સાથે જોડાયેલા લોડમાં અમર્યાદિત વધારો થાય છે. સ્રોત વોલ્ટેજ અને પાવરમાં સૈદ્ધાંતિક રીતે અમર્યાદિત વધારો સાથે છે.
ચોખા. 4. વિદ્યુત ઊર્જાના વાસ્તવિક સ્ત્રોત અને રેઝિસ્ટર સાથે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ માટે બેકઅપ સર્કિટ, a - EMF ના આદર્શ સ્ત્રોત સાથે, b - વર્તમાનના આદર્શ સ્ત્રોત સાથે.
EMF E, આંતરિક પ્રતિકાર Rvn અને શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ Ic સાથે વિદ્યુત ઉર્જાના વાસ્તવિક સ્ત્રોતોને સમકક્ષ સર્કિટ દ્વારા રજૂ કરી શકાય છે જેમાં અનુક્રમે એક આદર્શ emf સ્ત્રોત અથવા આદર્શ વર્તમાન સ્ત્રોતનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં પ્રતિરોધક તત્વો શ્રેણીમાં અને સમાંતરમાં જોડાયેલા હોય છે, જે લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. વાસ્તવિક સ્ત્રોતના આંતરિક પરિમાણો અને કનેક્ટેડ રીસીવરોની શક્તિને મર્યાદિત કરવી (ફિગ. 4, a, b).
વિદ્યુત ઉર્જાના વાસ્તવિક સ્ત્રોતો આદર્શ EMF સ્ત્રોતોની નજીકના શાસનમાં કાર્ય કરે છે, જો રીસીવરોનો પ્રતિકાર વાસ્તવિક સ્ત્રોતોના આંતરિક પ્રતિકારની તુલનામાં મોટો હોય, એટલે કે જ્યારે તેઓ નિષ્ક્રિય મોડની નજીકના શાસનમાં હોય.
એવા કિસ્સાઓમાં જ્યાં ઓપરેટિંગ મોડ્સ મોડની નજીક છે શોર્ટ સર્કિટ, વાસ્તવિક સ્ત્રોતો આદર્શ વર્તમાન સ્રોતોનો સંપર્ક કરે છે કારણ કે રીસીવરોનો પ્રતિકાર વાસ્તવિક સ્ત્રોતોના આંતરિક પ્રતિકારની તુલનામાં નાનો છે.
