हम सभी को आए दिन बिजली के उपकरण मिलते हैं, ऐसा लगता है कि उनके बिना हमारा जीवन रुक जाता है। और उनमें से प्रत्येक तकनीकी निर्देशों में शक्ति को इंगित करता है। आज हम यह पता लगाएंगे कि यह क्या है, गणना के प्रकार और विधियों को जानें।
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एक प्रत्यावर्ती धारा परिपथ में शक्ति
मुख्य से जुड़े विद्युत उपकरण एक प्रत्यावर्ती धारा परिपथ में कार्य करते हैं, इसलिए हम इन स्थितियों में शक्ति पर विचार करेंगे। हालाँकि, पहले, आइए अवधारणा की एक सामान्य परिभाषा दें।
शक्ति - एक भौतिक मात्रा जो विद्युत ऊर्जा के रूपांतरण या संचरण की दर को दर्शाती है।
एक संकीर्ण अर्थ में, वे कहते हैं कि विद्युत शक्ति एक निश्चित अवधि में इस अवधि के दौरान किए गए कार्य का अनुपात है।
इस परिभाषा को कम वैज्ञानिक रूप से व्याख्या करने के लिए, यह पता चलता है कि बिजली एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा है जो उपभोक्ता द्वारा एक निश्चित अवधि में खपत की जाती है। सबसे सरल उदाहरण एक साधारण गरमागरम दीपक है। जिस दर से एक प्रकाश बल्ब अपने द्वारा उपभोग की जाने वाली बिजली को ऊष्मा और प्रकाश में परिवर्तित करता है, वह उसकी शक्ति है। तदनुसार, यह सूचक प्रारंभ में एक प्रकाश बल्ब के लिए जितना अधिक होगा, उतना ही यह ऊर्जा की खपत करेगा, और उतना ही अधिक प्रकाश देगा।
चूंकि इस मामले में न केवल बिजली को किसी अन्य में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है (प्रकाश, थर्मल, आदि), लेकिन विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के दोलन की प्रक्रिया, वर्तमान और वोल्टेज के बीच एक चरण बदलाव दिखाई देता है, और इसे आगे की गणना में ध्यान में रखा जाना चाहिए।
एक प्रत्यावर्ती धारा सर्किट में शक्ति की गणना करते समय, यह सक्रिय, प्रतिक्रियाशील और पूर्ण घटकों को अलग करने के लिए प्रथागत है।
सक्रिय शक्ति की अवधारणा
सक्रिय "उपयोगी" शक्ति शक्ति का वह हिस्सा है जो सीधे विद्युत ऊर्जा को किसी अन्य ऊर्जा में परिवर्तित करने की प्रक्रिया की विशेषता है। लैटिन अक्षर P द्वारा निरूपित और में मापा जाता है वाट (मंगल).
सूत्र के अनुसार गणना: पी = यू⋅आई⋅कोसφ,
जहां यू और मैं सर्किट के वोल्टेज और करंट के आरएमएस मान हैं, कॉस वोल्टेज और करंट के बीच फेज एंगल की कोसाइन है।
महत्वपूर्ण! पहले वर्णित सूत्र सर्किट की गणना के लिए उपयुक्त है वोल्टेज 220Vहालांकि, शक्तिशाली इकाइयां आमतौर पर 380V के वोल्टेज वाले नेटवर्क का उपयोग करती हैं। इस मामले में, व्यंजक को तीन या 1.73 . के मूल से गुणा किया जाना चाहिए
प्रतिक्रियाशील शक्ति की अवधारणा
प्रतिक्रियाशील "हानिकारक" शक्ति वह शक्ति है जो एक आगमनात्मक या कैपेसिटिव लोड वाले विद्युत उपकरणों के संचालन के दौरान उत्पन्न होती है, और चल रहे विद्युत चुम्बकीय दोलनों को दर्शाती है। सीधे शब्दों में कहें, यह वह ऊर्जा है जो बिजली स्रोत से उपभोक्ता तक जाती है, और फिर वापस नेटवर्क पर लौट आती है।
बेशक, व्यवसाय में इस घटक का उपयोग करना असंभव है, इसके अलावा, यह बिजली आपूर्ति नेटवर्क को कई तरह से नुकसान पहुंचाता है, इसलिए वे आमतौर पर इसकी भरपाई करने की कोशिश करते हैं।
यह मान लैटिन अक्षर Q द्वारा दर्शाया गया है।
याद करना! प्रतिक्रियाशील शक्ति को पारंपरिक वाट में नहीं मापा जाता है (मंगल), और प्रतिक्रियाशील वोल्ट-एम्पीयर में (वर).
सूत्र के अनुसार गणना:
क्यू = यू⋅आई⋅सिनφ,
जहां यू और मैं सर्किट के वोल्टेज और करंट का क्रमशः आरएमएस मान हैं, sinφ वोल्टेज और करंट के बीच फेज एंगल की साइन है।
महत्वपूर्ण! गणना करते समय, यह मान चरण आंदोलन के आधार पर सकारात्मक और नकारात्मक दोनों हो सकता है।
कैपेसिटिव और इंडक्टिव लोड
प्रतिक्रियाशील के बीच मुख्य अंतर (कैपेसिटिव और आगमनात्मक) भार - उपस्थिति, वास्तव में, समाई और अधिष्ठापन की, जो ऊर्जा को संग्रहीत करते हैं और बाद में इसे नेटवर्क को देते हैं।
एक आगमनात्मक भार विद्युत प्रवाह की ऊर्जा को पहले चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तित करता है (आधे चक्र के दौरान), और फिर चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा को विद्युत प्रवाह में परिवर्तित करता है और इसे नेटवर्क तक पहुंचाता है। उदाहरण इंडक्शन मोटर्स, रेक्टिफायर, ट्रांसफार्मर, इलेक्ट्रोमैग्नेट हैं।
महत्वपूर्ण! आगमनात्मक भार का संचालन करते समय, वर्तमान वक्र हमेशा वोल्टेज वक्र को आधा आधा चक्र से पीछे कर देता है।
एक कैपेसिटिव लोड विद्युत प्रवाह की ऊर्जा को विद्युत क्षेत्र में परिवर्तित करता है और फिर परिणामी क्षेत्र की ऊर्जा को विद्युत प्रवाह में परिवर्तित करता है।दोनों प्रक्रियाएं फिर से आधे-आधे-आधे चक्र के लिए आगे बढ़ती हैं। उदाहरण कैपेसिटर, बैटरी, सिंक्रोनस मोटर्स हैं।
महत्वपूर्ण! कैपेसिटिव लोड ऑपरेशन के दौरान, करंट कर्व वोल्टेज कर्व को आधा आधा चक्र तक ले जाता है।
पावर फैक्टर cosφ
शक्ति कारक cosφ (कोसाइन फी पढ़ें) एक अदिश भौतिक मात्रा है जो विद्युत ऊर्जा खपत की दक्षता को दर्शाती है। सीधे शब्दों में कहें, गुणांक cosφ एक प्रतिक्रियाशील भाग की उपस्थिति और कुल शक्ति के सापेक्ष प्राप्त सक्रिय भाग के मूल्य को दर्शाता है।
गुणांक cosφ सक्रिय विद्युत शक्ति और स्पष्ट विद्युत शक्ति के अनुपात के माध्यम से पाया जाता है।
टिप्पणी! अधिक सटीक गणना में, साइनसॉइड के गैर-रेखीय विकृतियों को ध्यान में रखा जाना चाहिए, हालांकि, पारंपरिक गणनाओं में उनकी उपेक्षा की जाती है।
इस गुणांक का मान 0 से 1 तक भिन्न हो सकता है (यदि गणना प्रतिशत के रूप में की जाती है, तो 0% से 100% तक) गणना सूत्र से, यह समझना मुश्किल नहीं है कि इसका मूल्य जितना अधिक होगा, सक्रिय घटक उतना ही अधिक होगा, जिसका अर्थ है कि डिवाइस का प्रदर्शन बेहतर है।
कुल शक्ति की अवधारणा। शक्ति त्रिभुज
स्पष्ट शक्ति एक ज्यामितीय रूप से परिकलित मान है जो क्रमशः सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति के वर्गों के योग के मूल के बराबर होता है। लैटिन अक्षर एस के साथ नामित।
आप क्रमशः वोल्टेज और करंट को गुणा करके कुल शक्ति की गणना भी कर सकते हैं।
एस = यू⋅आई
महत्वपूर्ण! स्पष्ट शक्ति वोल्ट-एम्पीयर में मापी जाती है (वीए).
शक्ति त्रिकोण सक्रिय, प्रतिक्रियाशील और स्पष्ट शक्ति के बीच पहले वर्णित सभी गणनाओं और संबंधों का एक सुविधाजनक प्रतिनिधित्व है।
पैर प्रतिक्रियाशील और सक्रिय घटकों को दर्शाते हैं, कर्ण - कुल शक्ति। ज्यामिति के नियमों के अनुसार, कोण की कोज्या सक्रिय और कुल घटकों के अनुपात के बराबर होती है, अर्थात यह शक्ति कारक है।
सक्रिय, प्रतिक्रियाशील और स्पष्ट शक्ति कैसे खोजें। गणना उदाहरण
सभी गणना पहले बताए गए सूत्रों और शक्ति त्रिकोण पर आधारित हैं। आइए अभ्यास में सबसे अधिक बार आने वाली समस्या को देखें।
आमतौर पर, विद्युत उपकरणों को सक्रिय शक्ति और cosφ गुणांक के मान से चिह्नित किया जाता है। इन आंकड़ों के साथ, प्रतिक्रियाशील और कुल घटकों की गणना करना आसान है।
ऐसा करने के लिए, हम सक्रिय शक्ति को गुणांक cosφ से विभाजित करते हैं और वर्तमान और वोल्टेज का उत्पाद प्राप्त करते हैं। यह पूरी शक्ति होगी।
इसके अलावा, शक्ति त्रिकोण के आधार पर, हम प्रतिक्रियाशील शक्ति को स्पष्ट और सक्रिय शक्तियों के वर्गों के बीच के अंतर के वर्ग के बराबर पाते हैं।
अभ्यास में cosφ को कैसे मापा जाता है
Cosφ गुणांक का मान आमतौर पर विद्युत उपकरणों के टैग पर इंगित किया जाता है, हालांकि, यदि इसे व्यवहार में मापना आवश्यक है, तो वे एक विशेष उपकरण का उपयोग करते हैं - चरण मीटर. साथ ही, एक डिजिटल वाटमीटर आसानी से इस कार्य का सामना कर सकता है।
यदि प्राप्त गुणांक cosφ काफी कम है, तो इसे व्यावहारिक रूप से मुआवजा दिया जा सकता है। यह मुख्य रूप से सर्किट में अतिरिक्त उपकरणों को शामिल करके किया जाता है।
- यदि प्रतिक्रियाशील घटक को ठीक करना आवश्यक है, तो एक प्रतिक्रियाशील तत्व को सर्किट में शामिल किया जाना चाहिए, जो पहले से ही काम कर रहे डिवाइस के विपरीत कार्य करता है। एक प्रेरण मोटर के संचालन के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए, उदाहरण के लिए एक अपरिवर्तनीय भार, एक संधारित्र समानांतर में जुड़ा हुआ है। सिंक्रोनस मोटर की भरपाई के लिए एक इलेक्ट्रोमैग्नेट जुड़ा होता है।
- यदि गैर-रैखिकता समस्याओं को ठीक करने के लिए आवश्यक है, तो एक निष्क्रिय cosφ सुधारक को सर्किट में पेश किया जाता है, उदाहरण के लिए, यह लोड के साथ श्रृंखला में जुड़ा एक उच्च अधिष्ठापन चोक हो सकता है।
बिजली बिजली के उपकरणों के सबसे महत्वपूर्ण संकेतकों में से एक है, इसलिए यह जानना कि यह क्या है और इसकी गणना कैसे की जाती है, न केवल स्कूली बच्चों और प्रौद्योगिकी में विशेषज्ञता वाले लोगों के लिए, बल्कि हम में से प्रत्येक के लिए भी उपयोगी है।
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