विद्युत आपूर्ति क्या है?

आधुनिक मनुष्य रोजमर्रा की जिंदगी में और काम पर लगातार बिजली का सामना करता है, ऐसे उपकरणों का उपयोग करता है जो विद्युत प्रवाह और इसे उत्पन्न करने वाले उपकरणों का उपभोग करते हैं। उनके साथ काम करते समय, आपको तकनीकी विशेषताओं में निहित उनकी क्षमताओं को हमेशा ध्यान में रखना चाहिए।

किसी भी विद्युत उपकरण के मुख्य संकेतकों में से एक ऐसी भौतिक मात्रा है जैसे विद्युत ऊर्जा... यह उत्पादन की तीव्रता या गति, बिजली के संचरण या रूपांतरण को अन्य प्रकार की ऊर्जा में कॉल करने के लिए प्रथागत है, उदाहरण के लिए, गर्मी, प्रकाश, यांत्रिक।

औद्योगिक उद्देश्यों के लिए बड़ी विद्युत ऊर्जा का परिवहन या हस्तांतरण किसके अनुसार किया जाता है? उच्च वोल्टेज बिजली लाइनें.

परिवर्तन विद्युतीय ऊर्जा ट्रांसफार्मर सबस्टेशनों पर किया जाता है।

विभिन्न प्रयोजनों के लिए घरेलू और औद्योगिक उपकरणों में बिजली की खपत होती है। उनके सामान्य प्रकारों में से एक हैं विभिन्न रेटिंग के गरमागरम लैंप.

डीसी और एसी सर्किट में जनरेटर, बिजली लाइनों और उपभोक्ताओं की विद्युत शक्ति का एक ही भौतिक अर्थ है, जो एक साथ मिश्रित संकेतों के आकार के आधार पर अलग-अलग अनुपातों में व्यक्त किया जाता है। सामान्य पैटर्न को परिभाषित करने के लिए, तात्कालिक मूल्यों की धारणा... वे फिर से समय पर बिजली के परिवर्तन की दर की निर्भरता पर जोर देते हैं।

तात्कालिक विद्युत शक्ति का निर्धारण

सैद्धांतिक इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, वर्तमान, वोल्टेज और शक्ति के बीच बुनियादी संबंधों को प्राप्त करने के लिए, तात्कालिक मूल्यों के रूप में उनकी छवियों का उपयोग किया जाता है, जो एक निश्चित समय पर तय होते हैं।

यदि बहुत ही कम समय में ∆t एकल प्राथमिक आवेश q वोल्टेज U के प्रभाव में बिंदु «1» से बिंदु «2» तक जाता है, तो यह इन बिंदुओं के बीच संभावित अंतर के बराबर कार्य करता है। इसे समय अंतराल ∆t से विभाजित करने पर, हमें प्रति इकाई आवेश Pe (1-2) की तात्क्षणिक शक्ति के लिए व्यंजक प्राप्त होता है।

चूंकि लागू वोल्टेज की कार्रवाई के तहत न केवल एकल चार्ज चलता है, बल्कि सभी आसन्न भी जो इस बल के प्रभाव में हैं, जिनमें से संख्या को आसानी से संख्या क्यू द्वारा दर्शाया गया है, फिर बिजली पीक्यू का तात्कालिक मूल्य (1-2) उनके लिए लिखा जा सकता है।

सरल परिवर्तन करने के बाद, हम शक्ति P के लिए अभिव्यक्ति प्राप्त करते हैं और तात्कालिक वर्तमान i (t) और वोल्टेज u (t) के उत्पाद के घटकों पर इसके तात्कालिक मूल्य p (t) की निर्भरता प्राप्त करते हैं।

निरंतर विद्युत शक्ति का निर्धारण

वी डीसी सर्किट सर्किट सेक्शन में वोल्टेज ड्रॉप का परिमाण और इसके माध्यम से बहने वाला प्रवाह नहीं बदलता है और स्थिर रहता है, तात्कालिक मूल्यों के बराबर।इसलिए, इस सर्किट में शक्ति को इन मूल्यों को गुणा करके या इसके निष्पादन की अवधि के द्वारा पूर्ण कार्य ए को विभाजित करके निर्धारित किया जा सकता है, जैसा कि व्याख्यात्मक चित्र में दिखाया गया है।

प्रत्यावर्ती धारा विद्युत शक्ति का निर्धारण

विद्युत नेटवर्क के माध्यम से प्रेषित धाराओं और वोल्टेज के साइनसोइडल भिन्नता के नियम ऐसे सर्किट में शक्ति की अभिव्यक्ति पर अपना प्रभाव डालते हैं। स्पष्ट शक्ति यहाँ खेल में आती है, जिसे शक्ति त्रिकोण द्वारा वर्णित किया गया है और इसमें सक्रिय और प्रतिक्रियाशील घटक शामिल हैं।

एक साइनसोइडल विद्युत प्रवाह जब सभी वर्गों में मिश्रित प्रकार के भार के साथ विद्युत लाइनों से गुजरता है, तो इसके हार्मोनिक के आकार को नहीं बदलता है। और प्रतिक्रियाशील भार पर वोल्टेज ड्रॉप एक निश्चित दिशा में चरण में बदलाव करता है। मोमेंट वैल्यू एक्सप्रेशंस सर्किट में बिजली परिवर्तन और इसकी दिशा पर लागू भार के प्रभाव को समझने में मदद करते हैं।

उसी समय, तुरंत इस तथ्य पर ध्यान दें कि जनरेटर से उपभोक्ता तक वर्तमान प्रवाह की दिशा और निर्मित सर्किट के माध्यम से प्रेषित शक्ति पूरी तरह से अलग चीजें हैं, जो कुछ मामलों में न केवल मेल नहीं खा सकती हैं, बल्कि हो भी सकती हैं विपरीत दिशाओं में निर्देशित।

विभिन्न प्रकार के भारों के लिए इन संबंधों को उनके आदर्श, शुद्ध अभिव्यक्ति में विचार करें:

• सक्रिय;

• कैपेसिटिव;

• आगमनात्मक।

सक्रिय भार शक्ति अपव्यय

हम मानेंगे कि जनरेटर एक आदर्श साइनसोइडल वोल्टेज यू उत्पन्न करता है जो सर्किट के विशुद्ध रूप से सक्रिय प्रतिरोध पर लागू होता है। एमीटर ए और वोल्टमीटर वी वर्तमान I और वोल्टेज यू को हर बार टी मापते हैं।

ग्राफ से पता चलता है कि वर्तमान और वोल्टेज के साइनसोइड्स आवृत्ति और चरण में सक्रिय प्रतिरोध से मेल खाते हैं, जिससे समान दोलन होते हैं। उनके उत्पाद द्वारा व्यक्त बल दोगुनी आवृत्ति पर दोलन करता है और हमेशा सकारात्मक रहता है।

p = u ∙ i = उम ∙ sinωt ∙ उम / आर ∙ sinωt = Um2/ R ∙ sin2ωt = Um2/ 2R ∙ (1-cos2ωt)।

अगर हम अभिव्यक्ति पर जाएं ऑपरेटिंग वोल्टेज, तो हमें मिलता है: p = P ∙ (1-cos2ωt).

हम तब एक दोलन T की अवधि में शक्ति को एकीकृत करेंगे और हम यह देख पाएंगे कि इस अंतराल के दौरान ऊर्जा का लाभ ∆W बढ़ता है। समय के साथ, प्रतिरोध बिजली के नए हिस्से का उपभोग करना जारी रखता है, जैसा कि ग्राफ में दिखाया गया है।

प्रतिक्रियाशील भार के साथ, ऊर्जा खपत की विशेषताएं भिन्न होती हैं, उनका एक अलग आकार होता है।

कैपेसिटिव पावर अपव्यय

जनरेटर के विद्युत परिपथ में, प्रतिरोधक तत्व को कैपेसिटेंस C के कैपेसिटर से बदलें।

कैपेसिटेंस में करंट और वोल्टेज ड्रॉप के बीच संबंध को अनुपात द्वारा व्यक्त किया जाता है: I = C ∙ dU / dt = ω ∙ C ∙ उम ∙ cosωt।

हम वोल्टेज के साथ करंट के तात्कालिक भावों के मूल्यों को गुणा करते हैं और कैपेसिटिव लोड द्वारा उपभोग की जाने वाली शक्ति का मूल्य प्राप्त करते हैं।

p = u ∙ i = उम ∙ sinωt ∙ ωC ∙ उम ∙ cosωt = ω ∙ C ∙ Um2∙ sinωt ∙ cosωt = Um2/ (2X° C) ∙ sin2ωt = U2/ (2X° C) ∙ sin2ωt।

यहां आप देख सकते हैं कि लागू वोल्टेज की दोगुनी आवृत्ति पर बिजली शून्य के आसपास उतार-चढ़ाव करती है। हार्मोनिक अवधि के साथ-साथ ऊर्जा लाभ के लिए इसका कुल मूल्य शून्य है।

इसका मतलब है कि ऊर्जा सर्किट के बंद सर्किट के साथ दोनों दिशाओं में चलती है, लेकिन कोई काम नहीं करती है।इस तरह के तथ्य को इस तथ्य से समझाया जाता है कि जब स्रोत वोल्टेज निरपेक्ष मूल्य में बढ़ता है, तो शक्ति सकारात्मक होती है, और सर्किट के माध्यम से ऊर्जा का प्रवाह कंटेनर को निर्देशित किया जाता है, जहां ऊर्जा जमा होती है।

वोल्टेज गिरने वाले हार्मोनिक सेक्शन में जाने के बाद, कैपेसिटर से सर्किट से स्रोत तक ऊर्जा वापस आ जाती है। किसी भी प्रक्रिया में कोई उपयोगी कार्य नहीं किया जाता है।

आगमनात्मक भार में बिजली अपव्यय

अब, सप्लाई सर्किट में, कैपेसिटर को इंडक्शन L से बदलें।

यहाँ अधिष्ठापन के माध्यम से धारा को अनुपात द्वारा व्यक्त किया जाता है:

I = 1 / L∫udt = -Um / ωL ∙ cos ωt।

तब हमें मिलता है

p = u ∙ i = उम ∙ sinωt ∙ ωC ∙ (-उम / ωL ∙ cosωt) = - Um2/ ωL ∙ sinωt ∙ cosωt = -Um2/ (2ХL) ∙ sin2ωt = -U2/ (2ХL) ∙ sin2ωt।

परिणामी भाव हमें शक्ति की दिशा में परिवर्तन की प्रकृति और अधिष्ठापन पर ऊर्जा की वृद्धि को देखने की अनुमति देते हैं, जो समान दोलन करते हैं जो कार्य करने के लिए बेकार हैं, जैसे कि समाई पर।

प्रतिक्रियाशील भार में जारी शक्ति को प्रतिक्रियाशील घटक कहा जाता है। आदर्श परिस्थितियों में, जब जोड़ने वाले तारों में कोई सक्रिय प्रतिरोध नहीं होता है, तो यह हानिरहित दिखाई देता है और इससे कोई नुकसान नहीं होता है। लेकिन वास्तविक बिजली की स्थिति में, आवधिक क्षणिक और प्रतिक्रियाशील बिजली के उतार-चढ़ाव से कनेक्टिंग तारों सहित सभी सक्रिय तत्वों का ताप होता है, जिसके लिए कुछ ऊर्जा की खपत होती है और स्रोत की लागू पूर्ण शक्ति का मूल्य कम हो जाता है।

शक्ति के प्रतिक्रियाशील घटक के बीच मुख्य अंतर यह है कि यह उपयोगी कार्य बिल्कुल नहीं करता है, लेकिन विद्युत ऊर्जा के नुकसान और उपकरणों पर अतिरिक्त भार की ओर जाता है, जो विशेष रूप से महत्वपूर्ण परिस्थितियों में खतरनाक हैं।

इन कारणों से, प्रतिक्रियाशील शक्ति के प्रभाव को समाप्त करने के लिए, esp इसके मुआवजे के लिए तकनीकी प्रणाली.

मिश्रित भार पर बिजली वितरण

एक उदाहरण के रूप में, हम एक सक्रिय कैपेसिटिव विशेषता वाले जनरेटर के भार का उपयोग करते हैं।

तस्वीर को सरल बनाने के लिए, दिए गए ग्राफ में धाराओं और वोल्टेज के साइनसॉइड नहीं दिखाए जाते हैं, लेकिन यह ध्यान में रखना चाहिए कि लोड की सक्रिय-कैपेसिटिव प्रकृति के साथ, वर्तमान वेक्टर वोल्टेज का नेतृत्व करता है।

p = u ∙ i = Um ∙ sinωt ∙ ωC ∙ Im ∙ sin (ωt + φ)।

परिवर्तनों के बाद हमें मिलता है: p = P ∙ (1- cos 2ωt) + Q ∙ sin2ωt।

अंतिम अभिव्यक्ति में ये दो शब्द तात्कालिक स्पष्ट शक्ति के सक्रिय और प्रतिक्रियाशील घटक हैं। इनमें से केवल पहला ही उपयोगी कार्य करता है।

बिजली माप उपकरण

बिजली की खपत का विश्लेषण करने और इसकी गणना करने के लिए, मापने वाले उपकरणों का उपयोग किया जाता है, जिन्हें लंबे समय से जाना जाता है «काउंटर»… उनका काम वर्तमान और वोल्टेज के प्रभावी मूल्यों को मापने और सूचना के आउटपुट के साथ उन्हें स्वचालित रूप से गुणा करने पर आधारित है।

मीटर बिजली के उपकरणों के परिचालन समय की गिनती के आधार पर बिजली की खपत को प्रदर्शित करता है, जिस क्षण से मीटर को लोड के तहत चालू किया जाता है।

एसी सर्किट में बिजली के सक्रिय घटक को मापने के लिए, वाटमीटर, और प्रतिक्रियाशील - varmeters। उनके अलग-अलग यूनिट पदनाम हैं:

• वाट (डब्ल्यू, डब्ल्यू);

• वर (वार, वर, वर)।

कुल ऊर्जा खपत का निर्धारण करने के लिए, वाटमीटर और वर्मीटर की रीडिंग के आधार पर शक्ति त्रिकोण सूत्र का उपयोग करके इसके मूल्य की गणना करना आवश्यक है। यह अपनी इकाइयों - वोल्ट-एम्पीयर में व्यक्त किया जाता है।

प्रत्येक की इकाइयों के स्वीकृत पदनाम इलेक्ट्रीशियन को न केवल इसके मूल्य, बल्कि बिजली घटक की प्रकृति का भी न्याय करने में मदद करते हैं।