क्या अंतर है और जहां प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा का उपयोग किया जाता है

आधुनिक दुनिया में हर व्यक्ति बचपन से ही बिजली के संपर्क में रहा है। इस प्राकृतिक घटना का पहला उल्लेख दार्शनिक अरस्तू और थेल्स के समय से मिलता है, जो विद्युत प्रवाह के अद्भुत और रहस्यमय गुणों से परिचित थे। लेकिन 17वीं शताब्दी में ही महान वैज्ञानिक दिमागों ने विद्युत ऊर्जा के संबंध में खोजों की एक श्रृंखला शुरू की जो आज भी जारी है।

1831 में माइकल फैराडे द्वारा विद्युत प्रवाह की खोज और दुनिया के पहले जनरेटर के निर्माण ने मानव जीवन को मौलिक रूप से बदल दिया। हम इस तथ्य के अभ्यस्त हैं कि विद्युत ऊर्जा का उपयोग करने वाले उपकरणों द्वारा हमारे जीवन को आसान बना दिया जाता है, लेकिन अब तक अधिकांश लोगों को इस महत्वपूर्ण घटना की समझ नहीं है। शुरू करने के लिए, बिजली के बुनियादी सिद्धांतों को समझने के लिए, दो बुनियादी परिभाषाओं का अध्ययन करना आवश्यक है: विद्युत प्रवाह और वोल्टेज।

विद्युत धारा और वोल्टेज क्या है

 

बिजली आवेशित कणों की क्रमबद्ध गति है (विद्युत आवेश के वाहक) विद्युत धारा के वाहक इलेक्ट्रॉन होते हैं (धातुओं और गैसों में), धनायन और ऋणायन (इलेक्ट्रोलाइट्स में), इलेक्ट्रॉन-छेद चालकता पर छेद। यह घटना चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण, रासायनिक संरचना में परिवर्तन या कंडक्टरों के ताप से प्रकट होती है। वर्तमान की मुख्य विशेषताएं हैं:

• वर्तमान ताकत, ओम के नियम द्वारा निर्धारित और एम्पीयर में मापा जाता है (लेकिन), सूत्रों में I अक्षर से निरूपित किया जाता है;
• जूल-लेन्ज़ कानून के अनुसार शक्ति, वाट में मापा जाता है (मंगल), पत्र पी द्वारा निरूपित;
• आवृत्ति, हर्ट्ज़ में मापी गई (हर्ट्ज).

विद्युत प्रवाह, एक ऊर्जा वाहक के रूप में, विद्युत मोटरों का उपयोग करके यांत्रिक ऊर्जा प्राप्त करने के लिए, ताप उपकरणों, विद्युत वेल्डिंग और हीटरों में तापीय ऊर्जा प्राप्त करने के लिए, विभिन्न आवृत्तियों की विद्युत चुम्बकीय तरंगों को उत्तेजित करने के लिए, विद्युत चुम्बकों में एक चुंबकीय क्षेत्र बनाने और प्रकाश प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है। प्रकाश जुड़नार और विभिन्न प्रकार के लैंप में ऊर्जा। ।

वोल्टेज 1 पेंडेंट के आवेश को स्थानांतरित करने के लिए विद्युत क्षेत्र द्वारा किया गया कार्य है (क्लोरीन) कंडक्टर के एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक। इस परिभाषा के आधार पर यह समझना अभी भी मुश्किल है कि तनाव क्या है।

आवेशित कणों को एक ध्रुव से दूसरे ध्रुव पर जाने के लिए, इन ध्रुवों के बीच एक संभावित अंतर पैदा करना आवश्यक है (इसे ही टेंशन कहते हैं।) वोल्टेज की इकाई वोल्ट है (पर).

अंत में विद्युत प्रवाह और वोल्टेज की परिभाषा को समझने के लिए, एक दिलचस्प सादृश्य दिया जा सकता है: कल्पना करें कि विद्युत आवेश पानी है, तो स्तंभ में पानी का दबाव वोल्टेज है, और पाइप में पानी के प्रवाह की गति विद्युत प्रवाह की ताकत है। वोल्टेज जितना अधिक होगा, विद्युत प्रवाह उतना ही अधिक होगा।

प्रत्यावर्ती धारा क्या है

यदि आप विभवों की ध्रुवता बदलते हैं, तो विद्युत धारा के प्रवाह की दिशा बदल जाती है। यह वह धारा है जिसे परिवर्तनशील कहा जाता है। एक निश्चित अवधि के दौरान दिशा परिवर्तन की संख्या को आवृत्ति कहा जाता है और जैसा कि ऊपर बताया गया है, हर्ट्ज में मापा जाता है (हर्ट्ज) उदाहरण के लिए, हमारे देश में एक मानक विद्युत नेटवर्क में, आवृत्ति 50 हर्ट्ज है, अर्थात वर्तमान गति की दिशा प्रति सेकंड 50 बार बदलती है।

डायरेक्ट करंट क्या है

जब आवेशित कणों की क्रमबद्ध गति में हमेशा एक ही दिशा होती है, तो ऐसी धारा को स्थिरांक कहा जाता है। एक निरंतर वोल्टेज नेटवर्क में प्रत्यक्ष धारा तब होती है जब एक तरफ और दूसरी तरफ आवेशों की ध्रुवता समय के साथ स्थिर होती है। यह अक्सर विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है, जब लंबी दूरी पर ऊर्जा संचरण की आवश्यकता नहीं होती है।

विद्युत प्रवाह के स्रोत

विद्युत प्रवाह का स्रोत आमतौर पर एक उपकरण या उपकरण कहा जाता है जिसके साथ एक सर्किट में विद्युत प्रवाह बनाया जा सकता है। ऐसे उपकरण प्रत्यावर्ती धारा और प्रत्यक्ष धारा दोनों बना सकते हैं। विद्युत प्रवाह बनाने की विधि के अनुसार, उन्हें यांत्रिक, प्रकाश, तापीय और रासायनिक में विभाजित किया गया है।

यांत्रिक विद्युत धारा स्रोत यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।ये उपकरण विभिन्न प्रकार के होते हैं। जेनरेटर, जो एसिंक्रोनस मोटर्स के कॉइल के चारों ओर इलेक्ट्रोमैग्नेट के घूमने के कारण एक वैकल्पिक विद्युत प्रवाह उत्पन्न करता है।

रोशनी स्रोत फोटॉन ऊर्जा को परिवर्तित करते हैं (प्रकाश ऊर्जा) बिजली में। प्रकाश प्रवाह के संपर्क में आने पर वे वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए अर्धचालकों की संपत्ति का उपयोग करते हैं। सोलर पैनल एक ऐसा उपकरण है।

थर्मल - संपर्क अर्धचालकों के दो जोड़े - थर्मोकपल के बीच तापमान अंतर के कारण गर्मी ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करें। ऐसे उपकरणों में करंट का परिमाण सीधे तापमान अंतर से संबंधित होता है: अंतर जितना अधिक होगा, वर्तमान ताकत उतनी ही अधिक होगी। ऐसे स्रोतों का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, भूतापीय बिजली संयंत्रों में।

रासायनिक एक वर्तमान स्रोत रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप बिजली पैदा करता है। उदाहरण के लिए, ऐसे उपकरणों में विभिन्न प्रकार की गैल्वेनिक बैटरी और संचायक शामिल हैं। गैल्वेनिक कोशिकाओं पर आधारित वर्तमान स्रोत आमतौर पर स्टैंड-अलोन उपकरणों, कारों, प्रौद्योगिकी में उपयोग किए जाते हैं और प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत हैं।

एसी से डीसी रूपांतरण

दुनिया में विद्युत उपकरण प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा का उपयोग करते हैं। इसलिए, एक करंट को दूसरे या इसके विपरीत में बदलने की जरूरत है।

प्रत्यावर्ती धारा से, डायोड ब्रिज का उपयोग करके प्रत्यक्ष धारा प्राप्त की जा सकती है या, जैसा कि इसे "रेक्टिफायर" भी कहा जाता है। एक रेक्टिफायर का कोर एक सेमीकंडक्टर डायोड होता है जो केवल एक दिशा में बिजली का संचालन करता है। इस डायोड के बाद धारा अपनी दिशा नहीं बदलती, बल्कि तरंगे प्रकट होती हैं, जिन्हें की सहायता से समाप्त किया जाता है संधारित्र और अन्य फिल्टर। रेक्टिफायर मैकेनिकल, इलेक्ट्रोवैक्यूम या सेमीकंडक्टर संस्करणों में उपलब्ध हैं।

इस तरह के एक उपकरण के निर्माण की गुणवत्ता के आधार पर, आउटपुट पर वर्तमान तरंग का एक अलग मूल्य होगा, एक नियम के रूप में, जितना अधिक महंगा और बेहतर उपकरण बनाया जाता है, उतना ही कम तरंग और क्लीनर वर्तमान। ऐसे उपकरणों का एक उदाहरण हैं बिजली की आपूर्ति विभिन्न उपकरण और चार्जर, परिवहन के विभिन्न तरीकों में बिजली संयंत्रों के रेक्टिफायर, डीसी वेल्डिंग मशीन और अन्य।

इनवर्टर का उपयोग डायरेक्ट करंट को अल्टरनेटिंग करंट में बदलने के लिए किया जाता है। इस तरह के उपकरण एक साइनसॉइड के साथ एक वैकल्पिक वोल्टेज उत्पन्न करते हैं। ऐसे कई प्रकार के उपकरण हैं: इलेक्ट्रिक मोटर, रिले और इलेक्ट्रॉनिक के साथ इनवर्टर। ये सभी आउटपुट की गुणवत्ता, प्रत्यावर्ती धारा, लागत और आकार में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। इस तरह के एक उपकरण का एक उदाहरण निर्बाध बिजली की आपूर्ति, कारों में इनवर्टर या, उदाहरण के लिए, सौर ऊर्जा संयंत्रों में है।

इसका उपयोग कहाँ किया जाता है और प्रत्यावर्ती और प्रत्यक्ष धारा के क्या लाभ हैं

विभिन्न कार्यों में एसी और डीसी दोनों के उपयोग की आवश्यकता हो सकती है। प्रत्येक प्रकार के करंट के अपने फायदे और नुकसान होते हैं।

प्रत्यावर्ती धारा सबसे अधिक बार इसका उपयोग तब किया जाता है जब लंबी दूरी पर करंट संचारित करने की आवश्यकता होती है। संभावित नुकसान और उपकरणों की लागत के दृष्टिकोण से इस तरह के करंट को प्रसारित करना अधिक समीचीन है। इसीलिए अधिकांश विद्युत उपकरण और तंत्र केवल इसी प्रकार के करंट का उपयोग करते हैं।

आवासीय घर और उद्यम, बुनियादी ढांचा और परिवहन सुविधाएं बिजली संयंत्रों से कुछ दूरी पर स्थित हैं, इसलिए सभी विद्युत नेटवर्क एसी हैं। ऐसे नेटवर्क सभी घरेलू उपकरणों, औद्योगिक उपकरणों, ट्रेन इंजनों को खिलाते हैं। प्रत्यावर्ती धारा पर चलने वाले उपकरणों की एक अविश्वसनीय संख्या है और उन उपकरणों का वर्णन करना बहुत आसान है जो प्रत्यक्ष धारा का उपयोग करते हैं।

 

डी.सी. स्वायत्त प्रणालियों में उपयोग किया जाता है, जैसे कारों, विमानों, जहाजों या इलेक्ट्रिक ट्रेनों के ऑन-बोर्ड सिस्टम। यह संचार और अन्य उपकरणों में विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक्स के माइक्रोक्रिकिट्स की बिजली आपूर्ति में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जहां हस्तक्षेप और लहर की मात्रा को कम करने या उन्हें पूरी तरह से समाप्त करने की आवश्यकता होती है। कुछ मामलों में, इस तरह के करंट का उपयोग इनवर्टर की मदद से इलेक्ट्रिक वेल्डिंग में किया जाता है। यहां तक ​​​​कि रेलवे लोकोमोटिव भी हैं जो डीसी सिस्टम पर चलते हैं। चिकित्सा में, इस तरह के करंट का उपयोग वैद्युतकणसंचलन का उपयोग करके शरीर में दवाओं को पेश करने के लिए किया जाता है, और वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए विभिन्न पदार्थों को अलग करने के लिए (प्रोटीन वैद्युतकणसंचलन, आदि।).

विद्युत उपकरणों और आरेखों पर पदनाम

अक्सर यह निर्धारित करने की आवश्यकता होती है कि डिवाइस किस वर्तमान में संचालित होता है। आखिरकार, डायरेक्ट करंट पर चलने वाले डिवाइस को एक प्रत्यावर्ती धारा विद्युत नेटवर्क से जोड़ने से अनिवार्य रूप से अप्रिय परिणाम होंगे: डिवाइस को नुकसान, आग, बिजली का झटका। इसके लिए, आम तौर पर स्वीकार किए जाते हैं कन्वेंशनों ऐसी प्रणालियों के लिए और यहां तक ​​कि तारों की रंग कोडिंग के लिए भी।

परंपरागत रूप से, प्रत्यक्ष वर्तमान पर चलने वाले विद्युत उपकरणों पर, एक लाइन, दो ठोस रेखाएं या एक ठोस रेखा के साथ एक बिंदीदार रेखा, जो एक दूसरे के नीचे स्थित होती है, इंगित की जाती है। साथ ही, इस तरह के करंट को लैटिन अक्षरों में एक पदनाम के साथ चिह्नित किया जाता है डीसी. सकारात्मक तार के लिए डीसी सिस्टम में तारों का विद्युत इन्सुलेशन लाल रंग का होता है, नकारात्मक तार नीला या काला होता है।

विद्युत उपकरण और मशीनों पर, प्रत्यावर्ती धारा को अंग्रेजी संक्षिप्त नाम द्वारा दर्शाया जाता है एसी या लहरदार रेखा। आरेखों पर और उपकरणों के विवरण में, इसे दो पंक्तियों द्वारा भी दर्शाया गया है: ठोस और लहरदार, एक के नीचे एक स्थित। ज्यादातर मामलों में कंडक्टर निम्नानुसार नामित होते हैं: चरण भूरा या काला होता है, शून्य नीला होता है, और जमीन पीला-हरा होता है।

प्रत्यावर्ती धारा का अधिक बार उपयोग क्यों किया जाता है

ऊपर, हम पहले ही बात कर चुके हैं कि वर्तमान में प्रत्यावर्ती धारा का उपयोग प्रत्यक्ष धारा की तुलना में अधिक बार क्यों किया जाता है। और फिर भी, आइए इस मुद्दे को और अधिक विस्तार से देखें।

बिजली के क्षेत्र में खोज के बाद से किस धारा का उपयोग करना बेहतर है, इस पर बहस जारी है। "धाराओं का युद्ध" जैसी कोई चीज भी है - एक प्रकार के करंट के उपयोग के लिए थॉमस एडिसन और निकोला टेस्ला के बीच टकराव। इन महान वैज्ञानिकों के अनुयायियों के बीच संघर्ष 2007 तक चला, जब न्यूयॉर्क शहर को प्रत्यक्ष धारा से प्रत्यावर्ती धारा में बदल दिया गया।

एसी का ज्यादा इस्तेमाल होने का सबसे बड़ा कारण यह है कि कम से कम नुकसान के साथ इसे लंबी दूरी पर प्रसारित करने की क्षमता. वर्तमान स्रोत और अंतिम उपभोक्ता के बीच की दूरी जितनी अधिक होगी, प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा तारों और उनके हीटिंग के लिए गर्मी का नुकसान।

अधिकतम शक्ति प्राप्त करने के लिए, या तो तारों की मोटाई बढ़ाना आवश्यक है (और इस तरह प्रतिरोध को कम करें), या वोल्टेज बढ़ाएँ।

एसी सिस्टम में, आप तारों की न्यूनतम मोटाई के साथ वोल्टेज बढ़ा सकते हैं, जिससे विद्युत लाइनों की लागत कम हो जाती है। डायरेक्ट करंट वाले सिस्टम के लिए, वोल्टेज बढ़ाने के कोई किफायती और प्रभावी तरीके नहीं हैं, और इसलिए ऐसे नेटवर्क के लिए या तो कंडक्टरों की मोटाई बढ़ाना आवश्यक है, या बड़ी संख्या में छोटे बिजली संयंत्रों का निर्माण करना है। ये दोनों तरीके महंगे हैं और एसी नेटवर्क की तुलना में बिजली की लागत में काफी वृद्धि करते हैं।

विद्युत ट्रांसफार्मर की सहायता से प्रत्यावर्ती धारा वोल्टता प्रभावी होती है (दक्षता के साथ 99% तक) को किसी भी दिशा में न्यूनतम से अधिकतम मान में बदला जा सकता है, जो कि एसी नेटवर्क के महत्वपूर्ण लाभों में से एक है। तीन-चरण एसी प्रणाली के उपयोग से दक्षता में और वृद्धि होती है, और एसी पावर पर चलने वाली मोटर जैसी मशीनें डीसी मोटर्स की तुलना में बहुत छोटी, सस्ती और बनाए रखने में आसान होती हैं।

पूर्वगामी के आधार पर, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि बड़े नेटवर्क में प्रत्यावर्ती धारा का उपयोग फायदेमंद है और लंबी दूरी पर विद्युत ऊर्जा संचारित करते समय, और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के सटीक और कुशल संचालन के लिए और स्वायत्त उपकरणों के लिए, प्रत्यक्ष वर्तमान का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

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