આપણે બધા દરરોજ ઇલેક્ટ્રિકલ ઉપકરણોનો સામનો કરીએ છીએ, એવું લાગે છે કે તેમના વિના, આપણું જીવન અટકી જાય છે. અને તેમાંના દરેક પાસે તકનીકી માર્ગદર્શિકામાં શક્તિ છે. આજે આપણે સમજીશું કે તે શું છે, ગણતરીના પ્રકારો અને પદ્ધતિઓ શીખીશું.
સામગ્રી
AC સર્કિટમાં પાવર
વિદ્યુત સર્કિટમાં પ્લગ થયેલ વિદ્યુત ઉપકરણો વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટમાં કાર્ય કરે છે, તેથી તે આ સ્થિતિમાં છે કે આપણે પાવરને જોઈશું. પ્રથમ, જો કે, ચાલો ખ્યાલની સામાન્ય વ્યાખ્યા આપીએ.
શક્તિ - જે દરે વિદ્યુત ઉર્જાનું રૂપાંતર અથવા પ્રસારણ થાય છે તેનું પ્રતિનિધિત્વ કરતી ભૌતિક માત્રા.
સંકુચિત અર્થમાં, વિદ્યુત શક્તિ એ સમયના સમયગાળા અને તે સમયગાળામાં કરવામાં આવેલ કાર્યનો ગુણોત્તર કહેવાય છે.
જો આપણે આ વ્યાખ્યાને ઓછી વૈજ્ઞાનિક રીતે વ્યાખ્યાયિત કરીએ, તો આપણે કહીએ છીએ કે પાવર એ ચોક્કસ સમયગાળામાં ગ્રાહક દ્વારા ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી ઊર્જાનો ચોક્કસ જથ્થો છે. સૌથી સરળ ઉદાહરણ એ એક સામાન્ય અગ્નિથી પ્રકાશિત બલ્બ છે. લાઇટ બલ્બ જે દરે વીજળી વાપરે છે તેને ગરમી અને પ્રકાશમાં રૂપાંતરિત કરે છે તે તેની વોટેજ છે. તદનુસાર, લાઇટ બલ્બનો પ્રારંભિક દર જેટલો ઊંચો હશે, તે વધુ ઊર્જાનો વપરાશ કરશે અને તેટલો વધુ પ્રકાશ આપશે.
કારણ કે આ કિસ્સામાં વીજળીને અન્ય કોઈ પ્રક્રિયા (પ્રકાશ, ગરમી, વગેરે) માં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા જ નથી.પ્રકાશ, ગરમી, વગેરે.), પણ ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઓસિલેશનની પ્રક્રિયામાં, વર્તમાન અને વોલ્ટેજ વચ્ચે એક તબક્કો શિફ્ટ છે, અને આને આગળની ગણતરીઓમાં ધ્યાનમાં લેવું આવશ્યક છે.
વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટમાં પાવરની ગણતરી કરતી વખતે, સક્રિય, પ્રતિક્રિયાશીલ અને કુલ ઘટકો વચ્ચે તફાવત કરવાનો રિવાજ છે.
સક્રિય શક્તિનો ખ્યાલ
સક્રિય (ઉપયોગી) શક્તિ એ શક્તિનો તે ભાગ છે જેનો ઉપયોગ વિદ્યુત ઉર્જાને અન્ય પ્રકારની ઊર્જામાં સીધી રીતે રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે. તે લેટિન અક્ષર P દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે અને માપવામાં આવે છે વોટ (વોટ).
સૂત્ર દ્વારા ગણતરી: P = U⋅I⋅cosφ,
જ્યાં U અને I અનુક્રમે વોલ્ટેજ અને વર્તમાનનું rms મૂલ્ય છે, cos φ એ વોલ્ટેજ અને વર્તમાન વચ્ચેના તબક્કા કોણનું કોસાઇન છે.
મહત્વપૂર્ણ! અગાઉ વર્ણવેલ સૂત્ર સર્કિટની ગણતરી માટે યોગ્ય છે 220V પર સર્કિટજો કે, હેવી ડ્યુટી મશીનો સામાન્ય રીતે 380 વોલ્ટ સાથે સર્કિટનો ઉપયોગ કરે છે. જો આ કિસ્સો હોય, તો તેને ત્રણ અથવા 1.73 ના મૂળ વડે ગુણાકાર કરો.
પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિનો ખ્યાલ
પ્રતિક્રિયાશીલ "હાનિકારક" શક્તિ એ ઇન્ડક્ટિવ અથવા કેપેસિટીવ લોડવાળા વિદ્યુત ઉપકરણોના સંચાલન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતી શક્તિ છે અને તે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વધઘટને પ્રતિબિંબિત કરે છે. સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, તે ઊર્જા છે જે વીજ પુરવઠામાંથી ગ્રાહકને ટ્રાન્સફર કરવામાં આવે છે અને પછી તેને ગ્રીડમાં પાછું ખવડાવવામાં આવે છે.
કેસમાં આ ઘટકનો ઉપયોગ કરવો સ્વાભાવિક રીતે શક્ય નથી, વધુમાં, તે પાવર સપ્લાય નેટવર્કને ઘણી રીતે નુકસાન પહોંચાડે છે, તેથી તેઓ સામાન્ય રીતે તેની ભરપાઈ કરવાનો પ્રયાસ કરે છે.
આ મૂલ્ય લેટિન અક્ષર Q દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.
યાદ રાખો! પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ સામાન્ય વોટ્સમાં માપવામાં આવતી નથી (વોટપરંતુ વોલ્ટ-એમ્પીયર રિએક્ટિવમાં (યુદ્ધ).
સૂત્ર દ્વારા ગણતરી:
Q = U⋅I⋅sinφ,
જ્યાં U અને I અનુક્રમે RMS વોલ્ટેજ અને કરંટ છે, sinφ એ વોલ્ટેજ અને કરંટ વચ્ચેના તબક્કા કોણની સાઈન છે.
મહત્વપૂર્ણ! તબક્કાની ગતિના આધારે આ મૂલ્ય ગણતરીમાં હકારાત્મક અથવા નકારાત્મક હોઈ શકે છે.
કેપેસિટીવ અને ઇન્ડક્ટિવ લોડ્સ
પ્રતિક્રિયાશીલ વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત (કેપેસિટીવ અને પ્રેરક) લોડ્સ સ્વાભાવિક રીતે કેપેસિટીવ અને ઇન્ડક્ટિવ લોડ્સ છે જે ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે અને તેને ગ્રીડમાં પાછું ફીડ કરે છે.
પ્રેરક ભાર પ્રથમ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની ઊર્જાને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં રૂપાંતરિત કરે છે (અડધા અડધા સમયગાળા દરમિયાન), અને પછી ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઊર્જાને વિદ્યુત પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરે છે અને તેને મુખ્યમાં પ્રસારિત કરે છે. ઉદાહરણો એસિંક્રોનસ મોટર્સ, રેક્ટિફાયર, ટ્રાન્સફોર્મર્સ, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ છે.
મહત્વપૂર્ણ! ઇન્ડક્ટિવ લોડ્સ સાથે, વર્તમાન વળાંક હંમેશા અડધા અડધા સમયગાળા દ્વારા વોલ્ટેજ વળાંક પાછળ રહે છે.
કેપેસિટીવ લોડ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની ઊર્જાને ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રમાં ફેરવે છે અને પછી પરિણામી ક્ષેત્રની ઊર્જાને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહમાં ફેરવે છે. બંને પ્રક્રિયાઓ ફરીથી દરેક અડધા અડધા સમયગાળા માટે ચાલે છે. ઉદાહરણો કેપેસિટર્સ, બેટરી, સિંક્રનસ મોટર્સ છે.
મહત્વપૂર્ણ! કેપેસિટીવ લોડ દરમિયાન, વર્તમાન વળાંક અડધા અડધા સમયગાળા દ્વારા વોલ્ટેજ વળાંકથી આગળ છે.
પાવર ફેક્ટર cosφ
પાવર ફેક્ટર cosφ (જે કોસાઇન ફી વાંચે છેવિદ્યુત ઉર્જા વપરાશની કાર્યક્ષમતાને પ્રતિબિંબિત કરતું એક સ્કેલર ભૌતિક જથ્થો છે. સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, cosφ ગુણાંક પ્રતિક્રિયાશીલ ભાગની હાજરી અને તમામ શક્તિની તુલનામાં પરિણામી સક્રિય ભાગની તીવ્રતા દર્શાવે છે.
cosφ પરિબળ સક્રિય વિદ્યુત શક્તિ અને કુલ વિદ્યુત શક્તિના ગુણોત્તર દ્વારા જોવા મળે છે.
નૉૅધ! વધુ સચોટ ગણતરીમાં, સાઇનસૉઇડની બિનરેખીય વિકૃતિઓને ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ, જો કે, સામાન્ય ગણતરીઓમાં તેમની ઉપેક્ષા કરવામાં આવે છે.
આ પરિબળનું મૂલ્ય 0 થી 1 સુધી બદલાઈ શકે છે (જો ગણતરી ટકાવારી તરીકે કરવામાં આવે છે, તો પછી 0% થી 100% સુધી).ગણતરીના સૂત્રમાંથી તે સમજવું મુશ્કેલ નથી કે તેનું મૂલ્ય જેટલું વધારે છે, સક્રિય ઘટક જેટલું વધારે છે અને તેથી ઉપકરણનું પ્રદર્શન વધુ સારું છે.
કુલ શક્તિનો ખ્યાલ. શક્તિ ત્રિકોણ
કુલ શક્તિ એ અનુક્રમે સક્રિય અને પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિઓના વર્ગોના સરવાળાના મૂળની સમાન ભૌમિતિક રીતે ગણતરી કરેલ જથ્થો છે. તે લેટિન અક્ષર એસ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.
તમે અનુક્રમે વોલ્ટેજ અને વર્તમાનનો ગુણાકાર કરીને પણ કુલ શક્તિની ગણતરી કરી શકો છો.
એસ = U⋅I
મહત્વપૂર્ણ! કુલ શક્તિ વોલ્ટ-એમ્પીયરમાં માપવામાં આવે છે (વી.એ).
પાવર ત્રિકોણ એ અગાઉ વર્ણવેલ તમામ ગણતરીઓ અને સક્રિય, પ્રતિક્રિયાશીલ અને કુલ શક્તિ વચ્ચેના સંબંધોનું અનુકૂળ પ્રતિનિધિત્વ છે.
કેથેટ્યુસ પ્રતિક્રિયાશીલ અને સક્રિય ઘટકોનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, જ્યારે કર્ણ કુલ શક્તિનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. ભૂમિતિના નિયમો અનુસાર, કોણ φ નો કોસાઇન સક્રિય અને કુલ ઘટકોના ગુણોત્તર સમાન છે, એટલે કે તે પાવર ફેક્ટર છે.
સક્રિય, પ્રતિક્રિયાશીલ અને કુલ શક્તિ કેવી રીતે શોધવી. ગણતરીનું ઉદાહરણ
બધી ગણતરીઓ અગાઉ ઉલ્લેખિત સૂત્રો અને પાવર ત્રિકોણ પર આધારિત છે. ચાલો એક સમસ્યા જોઈએ જે વ્યવહારમાં સૌથી સામાન્ય છે.
સામાન્ય રીતે, વિદ્યુત ઉપકરણોને સક્રિય શક્તિ અને cos ϕ મૂલ્ય સાથે લેબલ કરવામાં આવે છે. આ ડેટા સાથે પ્રતિક્રિયાશીલ અને કુલ ઘટકોની ગણતરી કરવી સરળ છે.
આ કરવા માટે, સક્રિય શક્તિને cosφ દ્વારા વિભાજીત કરો અને વર્તમાન અને વોલ્ટેજનું ઉત્પાદન મેળવો. આ કુલ શક્તિ હશે.
પછી, પાવર ત્રિકોણમાંથી, આપણે કુલ અને સક્રિય ઘાતના વર્ગો વચ્ચેના તફાવતના વર્ગની બરાબર પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ શોધીશું.
વ્યવહારમાં cosφ કેવી રીતે માપવામાં આવે છે
cos ϕ નું મૂલ્ય સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રિક ઉપકરણોના લેબલ પર દર્શાવવામાં આવે છે, જો કે, જો તેને વ્યવહારમાં માપવા જરૂરી હોય તો, એક વિશિષ્ટ ઉપકરણ, એક ફાસોમીટર. ડિજિટલ વોટમીટર પણ સરળતાથી આ કાર્યનો સામનો કરી શકે છે.
જો પરિણામી cosφ પૂરતો ઓછો હોય, તો તે વ્યવહારીક રીતે સરભર કરી શકાય છે. આ મુખ્યત્વે સર્કિટમાં વધારાના ઉપકરણોનો સમાવેશ કરીને કરવામાં આવે છે.
- જો પ્રતિક્રિયાશીલ ઘટક માટે તેને સુધારવું જરૂરી છે, તો સર્કિટમાં પ્રતિક્રિયાશીલ તત્વ શામેલ હોવું જોઈએ, જે પહેલાથી કાર્યરત ઉપકરણની વિરુદ્ધ દિશામાં કાર્ય કરે છે. ઇન્ડક્શન મોટરના ઓપરેશનને વળતર આપવા માટે, ઉદાહરણ તરીકે ઇન્ડક્ટિવ લોડ, એક કેપેસિટર સમાંતરમાં જોડાયેલ છે. સિંક્રનસ મોટરના વળતર માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ જોડાયેલ છે.
- જો બિનરેખીયતા સમસ્યાઓ સુધારવા માટે જરૂરી હોય, તો સર્કિટમાં નિષ્ક્રિય કોસφ સુધારક દાખલ કરવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે લોડ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ ઉચ્ચ ઇન્ડક્ટન્સ ચોક.
પાવર - આ વિદ્યુત ઉપકરણોના સૌથી મહત્વપૂર્ણ સૂચકાંકોમાંનું એક છે, તેથી તે શું છે અને તેની ગણતરી કેવી રીતે કરવામાં આવે છે તે જાણવા માટે, તે ફક્ત શાળાના બાળકો અને ટેક્નોલોજીમાં નિષ્ણાત લોકો માટે જ નહીં, પણ આપણા બધા માટે પણ ઉપયોગી છે.
સંબંધિત લેખો:
