ஏசி சர்க்யூட்களில் பவர் மற்றும் ரியாக்டிவ் பவர்

அவுட்லைன்:

• ஏசி சர்க்யூட்களில் பவர்
• ஏசி சர்க்யூட்களில் உடனடி சக்தி
• ஏசி சர்க்யூட்களில் சராசரி சக்தி
• உதாரணமாக
• ஏசி சர்க்யூட்களில் பவர் வகைகள்
• செயலில் ஆற்றல்
• எதிர்வினை சக்தி
• வெளிப்படையான சக்தி
• எடுத்துக்காட்டு 1
• உதாரணம் 2
• எடுத்துக்காட்டு 3
• எடுத்துக்காட்டு 4
• முடிவுரை

ஏசி சர்க்யூட்களில் பவர்

வினைத்திறன் கூறுகளைக் கொண்ட ஏசி சுற்றுகள் அவற்றின் மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்ட அலைவடிவங்கள் சில கோணங்களில் கட்டத்திற்கு வெளியே இருக்கும். மின்னழுத்தத்திற்கும் மின்னோட்டத்திற்கும் இடையிலான கட்ட வேறுபாடு 90 டிகிரி என்றால், தற்போதைய மற்றும் மின்னழுத்த தயாரிப்பு அதே நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மதிப்புகளைக் கொண்டிருக்கும். ஏசி சர்க்யூட்களில் உள்ள வினைத்திறன் கூறுகளால் நுகரப்படும் சக்தி கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜியத்திற்கு சமமாக இருக்கும், ஏனெனில் அது பயன்படுத்தும் அதே சக்தியை அது திரும்பப் பெறுகிறது. ஏசி சர்க்யூட்டில் சக்தியைக் கணக்கிடுவதற்கான அடிப்படை சூத்திரம்:

ஏசி சர்க்யூட்களில் உடனடி சக்தி

உடனடி சக்தி நேரத்தைச் சார்ந்தது மற்றும் மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டமும் நேரத்தைச் சார்ந்தது, எனவே சக்தியைக் கணக்கிடுவதற்கான அடிப்படை சூத்திரம்:

எனவே, மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டம் சைனூசாய்டல் என்றால், மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்திற்கான சமன்பாடு:

இப்போது அடிப்படை சக்தி சூத்திரத்தில் தற்போதைய மற்றும் மின்னழுத்தத்திற்கான மதிப்புகளை வைப்பதன் மூலம், நாம் பெறுகிறோம்:

இப்போது சமன்பாட்டை எளிதாக்கவும் மற்றும் கீழே உள்ள முக்கோணவியல் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தவும்:

இங்கே, ΦV என்பது மின்னழுத்தத்தின் கட்டக் கோணம் மற்றும் Φi என்பது மின்னோட்டத்தின் கட்ட கோணம், அவற்றின் கூட்டல் மற்றும் கழித்தலின் விளைவு Φ ஆக இருக்கும், எனவே சமன்பாட்டை இவ்வாறு எழுதலாம்:

சைனூசாய்டல் அலைவடிவத்தைப் பொறுத்து உடனடி சக்தி தொடர்ந்து மாறுபடுவதால், அது சக்தி கணக்கீட்டை சிக்கலாக்கும். சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கை சரி செய்யப்பட்டு, சுற்று முற்றிலும் எதிர்ப்பாக இருந்தால் மேலே உள்ள சமன்பாட்டை எளிதாக்கலாம்:

முற்றிலும் தூண்டல் சுற்றுகளின் விஷயத்தில், உடனடி சக்திக்கான சமன்பாடு இருக்கும்:

முற்றிலும் கொள்ளளவு சுற்றுகளில், உடனடி சக்திக்கான சமன்பாடு இருக்கும்:

ஏசி சர்க்யூட்களில் சராசரி சக்தி

உடனடி ஆற்றல் தொடர்ந்து மாறுபடும் அளவைக் கொண்டிருப்பதால், அது நடைமுறை முக்கியத்துவத்தைக் கொண்டிருக்கவில்லை. சராசரி சக்தி ஒரே மாதிரியாக இருக்கும் மற்றும் காலப்போக்கில் மாறுபடாது, சக்தி அலைவடிவத்தின் சராசரி மதிப்பு அப்படியே இருக்கும். சராசரி சக்தி என்பது ஒரு சுழற்சியில் உடனடி சக்தியாக வரையறுக்கப்படுகிறது, இதை இவ்வாறு எழுதலாம்:

இங்கே T என்பது அலைவு நேரமாகும், மேலும் சைனூசாய்டல் மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்திற்கான சமன்பாடு:

இப்போது சராசரி சக்திக்கான சமன்பாடு மாறும்:

இப்போது சராசரி சக்தி சமன்பாட்டை எளிதாக்க கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள முக்கோணவியல் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தவும்:

மேலே உள்ள ஒருங்கிணைப்பைத் தீர்த்த பிறகு, பின்வரும் சமன்பாட்டைப் பெறுகிறோம்:

இப்போது சமன்பாட்டை DC எண்ணைப் போல தோற்றமளிக்க, தற்போதைய மற்றும் பயணத்திற்கான RMS மதிப்புகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் RMS மின்னோட்டம் மற்றும் மின்னழுத்தத்திற்கான சமன்பாடு இங்கே உள்ளது:

இப்போது சராசரி சக்தியின் வரையறையாக, சராசரி மின்னழுத்தம் மற்றும் தற்போதைய சமன்பாடுகள்:

எனவே இப்போது மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்திற்கான RMS மதிப்பு:

எனவே இப்போது மின்தடையைப் போல கட்ட கோணம் பூஜ்ஜிய டிகிரியாக இருந்தால், சராசரி சக்தி:

மின்தேக்கி மற்றும் மின்தேக்கியின் சராசரி சக்தி பூஜ்ஜியமாகும் என்பதை இப்போது கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும், ஆனால் மின்தடையின் விஷயத்தில் அது இருக்கும்:

மூலத்தைப் பொறுத்தவரை, அது இருக்கும்:

மூன்று-கட்ட சமநிலை அமைப்பில், சராசரி சக்தி இருக்கும்:

எடுத்துக்காட்டு: AC சர்க்யூட்டின் உடனடி சக்தி மற்றும் சராசரி சக்தியைக் கணக்கிடுதல்

பின்வரும் மின்னழுத்தம் மற்றும் தற்போதைய சமன்பாடுகளைக் கொண்ட சைனூசாய்டல் மூலத்துடன் இணைக்கப்பட்ட செயலற்ற நேரியல் பிணையத்தைக் கவனியுங்கள்:

i) உடனடி சக்தியைக் கண்டறியவும்
மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்தின் மதிப்புகளை சக்தி சமன்பாட்டில் வைத்து, நாம் பெறுகிறோம்:

இப்போது சமன்பாட்டை எளிதாக்க பின்வரும் முக்கோணவியல் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தவும்:

எனவே, உடனடி சக்தி இருக்கும்:

இப்போது cos 55 ஐக் கண்டுபிடிப்பதன் மூலம் நாம் பெறுகிறோம்:

ii) சர்க்யூட்டின் சராசரி சக்தியைக் கண்டறிதல்.
இங்கே மின்னழுத்தத்தின் மதிப்பு 120 மற்றும் மின்னோட்டத்தின் மதிப்பு 10, மேலும் மின்னழுத்தத்திற்கான கோணம் 45 டிகிரி மற்றும் மின்னோட்டத்திற்கான கோணம் 10 டிகிரி ஆகும். எனவே இப்போது சராசரி சக்தி இருக்கும்:

ஏசி சர்க்யூட்களில் பவர் வகைகள்

ஏசி சர்க்யூட்களில், மின்சாரத்தின் வகை முக்கியமாக இணைக்கப்பட்ட சுமையின் தன்மையைப் பொறுத்தது, மின்சாரம் ஒற்றை-கட்டம் அல்லது மூன்று-கட்டமாக இருக்கலாம். எனவே, ஏசி சர்க்யூட்டில் உள்ள சக்தியை பின்வரும் வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்:

• செயலில் ஆற்றல்
• எதிர்வினை சக்தி
• வெளிப்படையான சக்தி

மேலும் இந்த மூன்று வகையான சக்திகளைப் பற்றிய யோசனையைப் பெற, ஒவ்வொரு வகையையும் தெளிவாக விவரிக்கும் படம் கீழே உள்ளது:

செயலில் ஆற்றல்

பெயரைப் போலவே, வேலையைச் செய்யும் உண்மையான சக்தி உண்மையான சக்தி அல்லது செயலில் உள்ள சக்தி என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. டிசி சர்க்யூட்கள் போலல்லாமல், மின்னழுத்தத்திற்கும் மின்னோட்டத்திற்கும் இடையில் ஏசி சர்க்யூட்கள் எப்பொழுதும் சில கட்ட கோணங்களைக் கொண்டிருக்கும், மின்தடை சுற்றுகள் தவிர. ஒரு தூய மின்தடை சுற்று விஷயத்தில், கோணம் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும் மற்றும் பூஜ்ஜியத்தின் கொசைன் செயலில் உள்ள சக்திக்கான சமன்பாடுகளில் ஒன்றாகும்:

எதிர்வினை சக்தி

ஏசி சர்க்யூட்டில் நுகரப்படும் ஆனால் உண்மையான சக்தி போன்ற எந்த வேலையும் செய்யாத சக்தி எதிர்வினை சக்தி என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்திற்கு இடையே உள்ள கட்ட கோணத்தை பெரிதும் பாதிக்கிறது மற்றும் மின்தேக்கிகள் மற்றும் மின்தேக்கிகளின் விஷயத்தில் இந்த வகையான சக்தி பொதுவாக இருக்கும்.

மின்தேக்கி மின்சார புலம் மற்றும் தூண்டலின் காந்தப்புலம் ஆகியவற்றின் உருவாக்கம் மற்றும் குறைப்பு காரணமாக, இந்த சக்தி சுற்றுவட்டத்திலிருந்து சக்தியை எடுத்துச் செல்கிறது. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், இது சுற்றுகளின் எதிர்வினை கூறுகளின் எதிர்வினையால் தயாரிக்கப்படுகிறது, AC சர்க்யூட்டில் எதிர்வினை சக்தியைக் கண்டறிவதற்கான சமன்பாடு கீழே உள்ளது:

மின்சுற்றில் உள்ள எதிர்வினை கூறுகள் பொதுவாக 90 டிகிரி மின்னழுத்தம் மற்றும் தற்போதைய கட்ட வேறுபாட்டைக் கொண்டிருக்கும், எனவே இப்போது மின்னழுத்தத்திற்கும் மின்னோட்டத்திற்கும் இடையிலான கட்ட கோணம் 90 டிகிரி என்றால்:

வெளிப்படையான சக்தி

வெளிப்படையான சக்தி என்பது உண்மையான மற்றும் எதிர்வினை சக்தி இரண்டையும் உள்ளடக்கிய சுற்றுகளின் மொத்த சக்தி அல்லது வேறுவிதமாகக் கூறினால், இது மூலத்தால் வழங்கப்படும் மொத்த சக்தியாகும். எனவே, வெளிப்படையான சக்தியை தற்போதைய மற்றும் மின்னழுத்தத்தின் RMS மதிப்புகளின் உற்பத்தியாக எழுதலாம், மேலும் சமன்பாட்டை இவ்வாறு எழுதலாம்:

வெளிப்படையான சக்திக்கு ஒரு சமன்பாட்டை எழுத மற்றொரு வழி உள்ளது, அது செயலில் மற்றும் எதிர்வினை சக்தியின் பேஸர் தொகை:

ஜெனரேட்டர்கள் மற்றும் மின்மாற்றிகள் போன்ற சக்தியின் ஆதாரங்களாகப் பயன்படுத்தப்படும் சாதனங்களின் மதிப்பீட்டை வெளிப்படுத்த வெளிப்படையான சக்தி பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உதாரணம் 1: சர்க்யூட்டில் பவர் டிசிபேஷன் கணக்கிடுதல்

சுமார் 20 ஓம்ஸ் எதிர்ப்பின் RMS மதிப்பையும், மின்னழுத்தத்தின் RMS மதிப்பான சுமார் 10 வோல்ட்களையும் கொண்ட முற்றிலும் மின்தடை சுற்றுகளைக் கவனியுங்கள். மின்சுற்றில் சிதறடிக்கப்பட்ட சக்தியைக் கணக்கிட, பயன்படுத்தவும்:

மின்சுற்று மின்தடையாக இருப்பதால் மின்னழுத்தமும் மின்னோட்டமும் கட்டத்தில் இருக்கும்:

இப்போது மதிப்புகளை சூத்திரத்தில் வைக்கவும்:

மின்சுற்றில் சிதறடிக்கப்பட்ட சக்தி 5 W ஆகும்.

எடுத்துக்காட்டு 2: RLC சர்க்யூட்டின் சக்தியைக் கணக்கிடுதல்

3 ஓம்ஸின் தூண்டல் எதிர்வினை, 9 ஓம்ஸின் கொள்ளளவு எதிர்வினை மற்றும் 7 ஓம்ஸ் எதிர்ப்பைக் கொண்ட சைனூசாய்டல் மின்னழுத்த மூலத்துடன் இணைக்கப்பட்ட ஆர்எல்சி சர்க்யூட்டைக் கவனியுங்கள். மின்னோட்டத்தின் RMS மதிப்பு 2 ஆம்ப்ஸ் மற்றும் மின்னழுத்தத்தின் RMS மதிப்பு 50 வோல்ட் எனில், சக்தியைக் கண்டறியவும்.

சராசரி ஆற்றல் சமன்பாடு:

பின்வரும் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி மின்னழுத்தத்திற்கும் மின்னோட்டத்திற்கும் இடையிலான கோணத்தைக் கணக்கிட:

இப்போது சராசரி சக்திக்கான சமன்பாட்டில் மதிப்புகளை வைப்பதன் மூலம், நாம் பெறுகிறோம்:

எடுத்துக்காட்டு 3: ஏசி சர்க்யூட்டின் உண்மையான, எதிர்வினை மற்றும் வெளிப்படையான சக்தியைக் கணக்கிடுதல்

சைனூசாய்டல் மின்னழுத்தத்துடன் இணைக்கப்பட்ட RL சுற்று மற்றும் ஒரு மின்தூண்டி மற்றும் மின்தடையம் தொடரில் இணைக்கப்பட்டுள்ளதைக் கவனியுங்கள். தூண்டல் 200mH இன் இண்டக்டன்ஸைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் மின்தடையின் எதிர்ப்பு 40 ஓம்ஸ் ஆகும், விநியோக மின்னழுத்தம் 50 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்ணுடன் 100 வோல்ட் ஆகும். பின்வருவனவற்றைக் கண்டறியவும்:

i) சுற்று மின்மறுப்பு

ii) சுற்றுவட்டத்தில் மின்னோட்டம்

iii) சக்தி காரணி மற்றும் கட்ட கோணம்

iii) வெளிப்படையான சக்தி

i) சுற்று மின்மறுப்பைக் கண்டறிதல்

மின்மறுப்பு கணக்கீட்டிற்கு, தூண்டியின் தூண்டல் வினைத்திறனைக் கணக்கிடவும், அதற்குத் தூண்டல் மற்றும் அதிர்வெண்ணின் கொடுக்கப்பட்ட மதிப்புகளைப் பயன்படுத்தவும்:

இப்போது இதைப் பயன்படுத்தி சுற்று மின்மறுப்பைக் கண்டறியவும்:

ii) சர்க்யூட்டில் மின்னோட்டத்தைக் கண்டறிதல்

ஓம் விதியைப் பயன்படுத்தி சுற்றுவட்டத்தில் மின்னோட்டத்தைக் கண்டறிய:

iii) கட்ட கோணம்

இப்போது, ​​மின்னழுத்தத்திற்கும் மின்னோட்டத்திற்கும் இடையிலான கட்ட கோணத்தைக் கண்டறிதல்:

iii) வெளிப்படையான சக்தி

வெளிப்படையான சக்தியைக் கண்டறிய, உண்மையான மற்றும் எதிர்வினை சக்தி மதிப்புகள் அறியப்பட வேண்டும், எனவே முதலில் உண்மையான மற்றும் வெளிப்படையான சக்தியைக் கண்டறியவும்:

அனைத்து மதிப்புகளும் கணக்கிடப்படுவதால், இந்த சுற்றுக்கான சக்தி முக்கோணம்:

சக்தி முக்கோணம் மற்றும் சக்தி காரணி பற்றி மேலும் அறிய, இந்த வழிகாட்டியைப் படியுங்கள் .

எடுத்துக்காட்டு 4: மூன்று-கட்ட ஏசி சர்க்யூட்டின் சக்தியைக் கணக்கிடுதல்

0.5 பவர் பேக்டரில் 17.32 ஆம்ப்ஸ் வரி மின்னோட்டத்தைக் கொண்ட மூன்று சுருள்களைக் கொண்ட மூன்று-கட்ட டெல்டா-இணைக்கப்பட்ட சர்க்யூட்டைக் கவனியுங்கள். வரி மின்னழுத்தம் 100 வோல்ட் ஆகும், சுருள்கள் ஒரு நட்சத்திர கட்டமைப்பில் இணைக்கப்பட்டிருந்தால் வரி மின்னோட்டத்தையும் மொத்த சக்தியையும் கணக்கிடுங்கள்.

i) டெல்டா கட்டமைப்பிற்கு

கொடுக்கப்பட்ட வரி மின்னழுத்தம் 100 வோல்ட் ஆகும், இந்த வழக்கில், கட்ட மின்னழுத்தம் 100 வோல்ட்டாக இருக்கும், எனவே நாம் எழுதலாம்:

இருப்பினும், டெல்டா கட்டமைப்பில் உள்ள வரி மின்னோட்டம் மற்றும் கட்ட மின்னோட்டம் வேறுபட்டது, எனவே கட்ட மின்னோட்டத்தைக் கணக்கிட வரி மின்னோட்டச் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தவும்:

கட்ட மின்னழுத்தம் மற்றும் கட்ட மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்தி இப்போது சுற்றுகளின் கட்ட மின்மறுப்பைக் காணலாம்:

ii) நட்சத்திர கட்டமைப்புக்கு

கட்ட மின்னழுத்தம் 100 வோல்ட் என்பதால், நட்சத்திர கட்டமைப்பில் உள்ள வரி மின்னோட்டம்:

நட்சத்திர கட்டமைப்பில், வரி மின்னழுத்தம் மற்றும் கட்ட மின்னழுத்தம் ஒரே மாதிரியாக இருப்பதால், கட்ட மின்னழுத்தத்தைக் கணக்கிடுகிறது:

எனவே இப்போது கட்ட மின்னோட்டம் இருக்கும்:

iii) ஒரு நட்சத்திர கட்டமைப்பில் மொத்த சக்தி

இப்போது நாம் நட்சத்திர கட்டமைப்பில் வரி மின்னோட்டத்தையும் வரி மின்னழுத்தத்தையும் கணக்கிட்டுள்ளோம், சக்தியைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடலாம்:

முடிவுரை

ஏசி சர்க்யூட்களில், பவர் என்பது வேலை செய்யும் விகிதத்தின் அளவீடு அல்லது வேறுவிதமாகக் கூறினால், இது நேரத்தைப் பொறுத்து சுற்றுகளுக்கு மாற்றப்படும் மொத்த ஆற்றலாகும். ஏசி சர்க்யூட்டில் உள்ள சக்தி மேலும் மூன்று பகுதிகளாகப் பிரிக்கப்படுகிறது, அவை உண்மையான, எதிர்வினை மற்றும் வெளிப்படையான சக்தி.

உண்மையான சக்தி என்பது வேலையைச் செய்யும் உண்மையான சக்தியாகும், அதே சமயம் மூலத்திற்கும் சுற்றுகளின் எதிர்வினை கூறுகளுக்கும் இடையில் பாயும் சக்தி எதிர்வினை சக்தியாகும், மேலும் இது பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படாத சக்தி என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. வெளிப்படையான சக்தி என்பது உண்மையான மற்றும் எதிர்வினை சக்தியின் கூட்டுத்தொகையாகும், இது மொத்த சக்தி என்றும் குறிப்பிடப்படுகிறது.

ஏசி சர்க்யூட்டில் உள்ள சக்தியை உடனடி சக்தியாகவோ அல்லது சராசரி சக்தியாகவோ அளவிடலாம். கொள்ளளவு மற்றும் தூண்டல் சுற்றுகளில், சராசரி சக்தி பூஜ்ஜியமாக இருக்கும், ஏசி சர்க்யூட்டில் சராசரி சக்தி சுற்று முழுவதும் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். மறுபுறம் உடனடி சக்தி நேரத்தைச் சார்ந்தது, எனவே அது தொடர்ந்து மாறுபடுகிறது.