શું તફાવત છે અને પ્રત્યક્ષ અને વૈકલ્પિક પ્રવાહનો ક્યાં ઉપયોગ થાય છે

આજની દુનિયામાં બાળપણથી જ દરેક વ્યક્તિ વીજળીનો સામનો કરે છે. આ કુદરતી ઘટનાનો પ્રથમ ઉલ્લેખ ફિલસૂફ એરિસ્ટોટલ અને થેલ્સના સમયનો છે, જેઓ વિદ્યુત પ્રવાહના અદ્ભુત અને રહસ્યમય ગુણધર્મોથી રસ ધરાવતા હતા. પરંતુ 17મી સદી સુધી મહાન વૈજ્ઞાનિક દિમાગોએ વિદ્યુત ઉર્જાને લગતી શોધોની શ્રેણી શરૂ કરી જે આજ સુધી ચાલુ છે.

વિદ્યુત પ્રવાહની શોધ અને માઈકલ ફેરાડે દ્વારા 1831 માં વિશ્વના પ્રથમ જનરેટરની રચનાએ માનવ જીવનને ધરમૂળથી બદલી નાખ્યું. આપણા જીવનને સરળ બનાવવા માટે વિદ્યુત ઉર્જાનો ઉપયોગ કરતા ઉપકરણો રાખવાની આપણને ટેવ છે, પરંતુ અત્યાર સુધી, મોટાભાગના લોકોને આ મહત્વપૂર્ણ ઘટનાની કોઈ સમજ નથી. શરૂઆતમાં, વીજળીના મૂળભૂત સિદ્ધાંતોને સમજવા માટે, આપણે બે મૂળભૂત વ્યાખ્યાઓનો અભ્યાસ કરવાની જરૂર છે: ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ અને વોલ્ટેજ.

ઇલેક્ટ્રિક કરંટ અને વોલ્ટેજ શું છે

 

વીજ પ્રવાહ - ચાર્જ કરેલા કણોની ક્રમબદ્ધ ગતિ છે (ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના વાહકો).વિદ્યુત પ્રવાહના વાહકો ઇલેક્ટ્રોન છે (ધાતુઓ અને વાયુઓમાં), કેશન અને આયન (ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સમાં), ઇલેક્ટ્રોન-હોલ વહનમાં છિદ્રો. આ ઘટના ચુંબકીય ક્ષેત્રની રચના દ્વારા, રાસાયણિક રચનામાં ફેરફાર દ્વારા અથવા વાહકની ગરમી દ્વારા પ્રગટ થાય છે. વર્તમાનની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ છે:

• એમ્પીરેજ, ઓહ્મના કાયદા દ્વારા નિર્ધારિત અને એમ્પીયરમાં માપવામાં આવે છે (એસૂત્રોમાં અક્ષર I દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે;
• પાવર, જૌલ-લેન્ઝ કાયદા અનુસાર, વોટ્સમાં માપવામાં આવે છે (ડબલ્યુ), અક્ષર P દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે;
• આવર્તન, હર્ટ્ઝમાં માપવામાં આવે છે (હર્ટ્ઝ).

ઊર્જા વાહક તરીકે વિદ્યુત પ્રવાહનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ દ્વારા યાંત્રિક ઊર્જા મેળવવા, હીટિંગ ઉપકરણો, ઇલેક્ટ્રિક વેલ્ડીંગ અને હીટરમાં થર્મલ ઊર્જા મેળવવા, વિવિધ ફ્રીક્વન્સીઝના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોને ઉત્તેજિત કરવા, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવવા અને પ્રકાશ ઊર્જા મેળવવા માટે થાય છે. લાઇટિંગ ઉપકરણો અને વિવિધ પ્રકારના લેમ્પ્સમાં.

વિદ્યુત્સ્થીતિમાન - 1 કૂલમ્બના ચાર્જને ખસેડવા માટે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દ્વારા કરવામાં આવેલું કાર્યkl) વાહકના એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી. આ વ્યાખ્યાના આધારે, વોલ્ટેજ શું છે તે સમજવું હજુ પણ મુશ્કેલ છે.

ચાર્જ કરેલા કણને એક ધ્રુવમાંથી બીજા ધ્રુવમાં ખસેડવા માટે, ધ્રુવો વચ્ચે સંભવિત તફાવત બનાવવો આવશ્યક છે (આને વોલ્ટેજ કહેવાય છે). વોલ્ટેજ માપવાનું એકમ વોલ્ટ છે (В).

વિદ્યુત પ્રવાહ અને વોલ્ટેજની વ્યાખ્યાની અંતિમ સમજણ માટે, એક રસપ્રદ સાદ્રશ્ય બનાવી શકાય છે: કલ્પના કરો કે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ પાણી છે, પછી કોલમમાં પાણીનું દબાણ વોલ્ટેજ છે, અને પાઇપમાં પાણીના પ્રવાહની ગતિ છે. વિદ્યુત પ્રવાહની તાકાત. વોલ્ટેજ જેટલું ઊંચું છે, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની તાકાત વધારે છે.

વૈકલ્પિક પ્રવાહ શું છે

જો તમે સંભવિતતાઓની ધ્રુવીયતા બદલો છો, તો વિદ્યુત પ્રવાહની દિશા બદલાય છે. તે આ પ્રકારનો પ્રવાહ છે જેને વૈકલ્પિક પ્રવાહ કહેવામાં આવે છે.સમયના સમયગાળામાં દિશામાં ફેરફારની માત્રાને આવર્તન કહેવામાં આવે છે અને તે માપવામાં આવે છે, ઉપર જણાવ્યા મુજબ, હર્ટ્ઝ (હર્ટ્ઝ). ઉદાહરણ તરીકે, આપણા દેશમાં પ્રમાણભૂત વિદ્યુત નેટવર્કમાં, આવર્તન 50 હર્ટ્ઝ છે, જેનો અર્થ છે કે વર્તમાનની દિશા પ્રતિ સેકન્ડમાં 50 વખત બદલાય છે.

સીધો પ્રવાહ શું છે

જ્યારે ચાર્જ થયેલ કણોની ક્રમબદ્ધ ગતિ હંમેશા એક જ દિશા ધરાવે છે, ત્યારે આવા પ્રવાહને ડાયરેક્ટ કરંટ કહેવામાં આવે છે. ડાયરેક્ટ કરંટ ડાયરેક્ટ વોલ્ટેજ નેટવર્કમાં થાય છે જ્યારે એક બાજુ અને બીજી બાજુના શુલ્કની ધ્રુવીયતા સમય જતાં સ્થિર હોય છે. જ્યારે લાંબા અંતર પર ઉર્જા સ્થાનાંતરિત કરવાની આવશ્યકતા ન હોય ત્યારે તે ઘણી વખત વિવિધ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો અને તકનીકોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે.

વિદ્યુત પ્રવાહના સ્ત્રોતો

વિદ્યુત પ્રવાહનો સ્ત્રોત સામાન્ય રીતે એક ઉપકરણ અથવા ઉપકરણ છે જેનો ઉપયોગ સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ બનાવવા માટે થઈ શકે છે. આવા ઉપકરણો વૈકલ્પિક વર્તમાન તેમજ ડાયરેક્ટ કરંટ બનાવી શકે છે. તેઓ વિદ્યુત પ્રવાહ કેવી રીતે બનાવે છે તેના સંદર્ભમાં તેમને યાંત્રિક, પ્રકાશ, થર્મલ અને રાસાયણિકમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

યાંત્રિક ઇલેક્ટ્રિક વર્તમાન સ્ત્રોતો યાંત્રિક ઊર્જાને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે. આવા સાધનો વિવિધ પ્રકારના દ્વારા રજૂ થાય છે જનરેટરજે ઇન્ડક્શન મોટર્સના કોઇલની આસપાસ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ ફેરવીને વૈકલ્પિક વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે.

પ્રકાશ સ્ત્રોતો ફોટોનની ઊર્જાનું રૂપાંતર કરે છે (પ્રકાશ ઊર્જા) વિદ્યુત ઊર્જામાં. જ્યારે પ્રકાશ પ્રવાહના સંપર્કમાં આવે ત્યારે તેઓ વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરવા માટે સેમિકન્ડક્ટરની મિલકતનો ઉપયોગ કરે છે. સોલાર પેનલને આવા સાધનોનો સંદર્ભ આપી શકાય.

થર્મલ - સંપર્ક કરતા સેમિકન્ડક્ટરની બે જોડી - થર્મોકોલ્સ વચ્ચેના તાપમાનના તફાવતને કારણે ગરમીની ઊર્જાને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે. આવા ઉપકરણોમાં વર્તમાનની માત્રા તાપમાનના તફાવત સાથે સીધી રીતે સંબંધિત છે: જેટલો મોટો તફાવત - વર્તમાન તાકાત વધારે છે. આવા સ્ત્રોતોનો ઉપયોગ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, જીઓથર્મલ પાવર પ્લાન્ટ્સમાં.

કેમિકલ વર્તમાન સ્ત્રોત રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, વિવિધ પ્રકારની ગેલ્વેનિક બેટરીઓ અને સંચયકોને આવા ઉપકરણો માટે સંદર્ભિત કરી શકાય છે. ગેલ્વેનિક વર્તમાન સ્ત્રોતોનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે એકલા ઉપકરણો, ઓટોમોબાઈલ, ઉપકરણોમાં થાય છે અને તે ડીસી વર્તમાન સ્ત્રોતો છે.

વૈકલ્પિક પ્રવાહને સીધા પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરવું

વિશ્વમાં વિદ્યુત ઉપકરણો સીધા અને વૈકલ્પિક પ્રવાહ બંનેનો ઉપયોગ કરે છે. તેથી, એક પ્રવાહને બીજામાં અથવા તેનાથી વિપરીત રૂપાંતરિત કરવાની જરૂર છે.

વૈકલ્પિક પ્રવાહમાંથી, ડાયોડ બ્રિજ અથવા "રેક્ટિફાયર" નો ઉપયોગ કરીને સીધો પ્રવાહ મેળવી શકાય છે કારણ કે તેને પણ કહેવામાં આવે છે. રેક્ટિફાયરનો મુખ્ય ભાગ સેમિકન્ડક્ટર ડાયોડ છે, જે માત્ર એક જ દિશામાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું સંચાલન કરે છે. આ ડાયોડ પછી, વર્તમાન તેની દિશા બદલી શકતું નથી, પરંતુ ત્યાં લહેરિયાં છે, જે દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે કેપેસિટર્સ અને અન્ય ફિલ્ટર્સ. રેક્ટિફાયર યાંત્રિક, વેક્યુમ અથવા સેમિકન્ડક્ટર ડિઝાઇનમાં આવે છે.

આવા ઉપકરણના ઉત્પાદનની ગુણવત્તા પર આધાર રાખીને, આઉટપુટ પર લહેરિયાં પ્રવાહના વિવિધ મૂલ્યો હશે, નિયમ તરીકે, વધુ ખર્ચાળ અને વધુ સારી રીતે બનાવેલ ઉપકરણ - ઓછા લહેર અને ક્લીનર વર્તમાન. આવા ઉપકરણોનાં ઉદાહરણો છે વિદ્યુત પુરવઠો વિવિધ ઉપકરણો અને ચાર્જર, પરિવહનના વિવિધ મોડમાં ઇલેક્ટ્રિક પાવર યુનિટના રેક્ટિફાયર, ડીસી વેલ્ડર અને અન્ય.

ઇન્વર્ટરનો ઉપયોગ ડાયરેક્ટ કરંટને વૈકલ્પિક પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે. આવા ઉપકરણો સાઈન વેવ સાથે વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ જનરેટ કરે છે. આવા ઉપકરણોના ઘણા પ્રકારો છે: ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ, રિલે અને ઇલેક્ટ્રોનિક સાથેના ઇન્વર્ટર. તેઓ જે વૈકલ્પિક પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે તેની ગુણવત્તા, તેમની કિંમત અને તેમના કદમાં તે બધા અલગ પડે છે. આવા ઉપકરણનાં ઉદાહરણોમાં અવિરત વીજ પુરવઠો, કારમાં અથવા સૌર ઉર્જા પ્લાન્ટમાં ઇન્વર્ટર છે.

AC અને DC પાવર ક્યાં વપરાય છે અને તેના ફાયદા શું છે

વિવિધ કાર્યો માટે વૈકલ્પિક વર્તમાન અને પ્રત્યક્ષ પ્રવાહ બંનેના ઉપયોગની જરૂર પડી શકે છે. દરેક પ્રકારના વર્તમાનમાં તેના પોતાના ગેરફાયદા અને ફાયદા છે.

વૈકલ્પિક પ્રવાહ જ્યારે લાંબા અંતર પર વર્તમાન પ્રસારિત કરવાની જરૂર હોય ત્યારે મોટાભાગે તેનો ઉપયોગ થાય છે. સંભવિત નુકસાન અને સાધનોની કિંમતના સંદર્ભમાં આ પ્રકારનો વર્તમાન વધુ યોગ્ય છે. તેથી જ મોટાભાગના ઉપકરણો અને મશીનરી ફક્ત આ પ્રકારના વર્તમાનનો ઉપયોગ કરે છે.

ઘરો અને વ્યવસાયો, ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર અને પરિવહન સુવિધાઓ પાવર પ્લાન્ટ્સથી દૂર સ્થિત છે, તેથી તમામ વિદ્યુત નેટવર્ક્સ વૈકલ્પિક પ્રવાહ છે. આવા નેટવર્ક તમામ ઘરગથ્થુ ઉપકરણો, ઔદ્યોગિક સાધનો અને ટ્રેન એન્જિનોને પાવર આપે છે. ત્યાં AC સંચાલિત ઉપકરણોની અવિશ્વસનીય સંખ્યા છે અને જે ડાયરેક્ટ કરંટનો ઉપયોગ કરે છે તેનું વર્ણન કરવું વધુ સરળ છે.

 

સીધો પ્રવાહ કાર, એરક્રાફ્ટ, જહાજો અથવા ઇલેક્ટ્રિક ટ્રેનોમાં ઓન-બોર્ડ સિસ્ટમ્સ જેવી સ્વાયત્ત સિસ્ટમમાં ઉપયોગ થાય છે. વિવિધ ઈલેક્ટ્રોનિક્સ, કોમ્યુનિકેશન્સ અને અન્ય એપ્લીકેશનમાં જ્યાં દખલગીરી અને લહેરિયાંને એકસાથે ઘટાડવા અથવા નાબૂદ કરવાના હોય ત્યાં માઇક્રોસર્કિટ્સને પાવર આપવા માટે તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, આવા પ્રવાહનો ઉપયોગ ઇન્વર્ટરની મદદથી ઇલેક્ટ્રિક વેલ્ડીંગના કાર્યોમાં થાય છે. ત્યાં પણ રેલ્વે લોકોમોટિવ્સ છે જે ડાયરેક્ટ કરંટ સિસ્ટમ્સ દ્વારા સંચાલિત છે. દવામાં, આવા પ્રવાહનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ દ્વારા શરીરમાં દવાઓ દાખલ કરવા અને વૈજ્ઞાનિક હેતુઓ માટે વિવિધ પદાર્થોને અલગ કરવા માટે થાય છે (પ્રોટીન ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ, વગેરે.).

વિદ્યુત ઉપકરણો અને સર્કિટ પરના પ્રતીકો

ઉપકરણ કયા વર્તમાન પર ચાલી રહ્યું છે તે નિર્ધારિત કરવાની ઘણીવાર જરૂર હોય છે. છેવટે, DC-સંચાલિત ઉપકરણને AC મેઈન સપ્લાય સાથે કનેક્ટ કરવું અનિવાર્યપણે અપ્રિય પરિણામો તરફ દોરી જશે: ઉપકરણને નુકસાન, આગ, ઇલેક્ટ્રિકલ આંચકો. આ કારણોસર, ત્યાં આંતરરાષ્ટ્રીય-સ્વીકૃત છે સંમેલનો આવી સિસ્ટમો અને રંગ-કોડેડ વાયર માટે પણ.

પરંપરાગત રીતે, ડાયરેક્ટ કરંટ પર ચાલતા ઉપકરણોને એક લાઇન, બે નક્કર ડેશ અથવા ઘન લાઇન સાથે એકબીજાની નીચે ડોટેડ લાઇન સાથે ચિહ્નિત કરવામાં આવે છે.આવા પ્રવાહો લેટિન અક્ષરો સાથે ચિહ્નિત કરીને પણ સૂચવવામાં આવે છે ડીસી. ડીસી સિસ્ટમમાં ઇલેક્ટ્રિકલ વાયર ઇન્સ્યુલેશન પોઝિટિવ વાયર માટે લાલ અને નકારાત્મક માટે વાદળી અથવા કાળો રંગીન હોય છે.

વિદ્યુત ઉપકરણો અને મશીનો પર, વૈકલ્પિક પ્રવાહ અંગ્રેજી સંક્ષેપ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે એસી અથવા વેવી લાઇન. આકૃતિઓ અને ઉપકરણ વર્ણનોમાં, તે બે રેખાઓ સાથે પણ સૂચવવામાં આવે છે: એક નક્કર રેખા અને એકબીજાની નીચે લહેરાતી રેખા. વાહક મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં નીચે પ્રમાણે ચિહ્નિત થયેલ છે: તબક્કો ભૂરા અથવા કાળા રંગમાં, જમીન વાદળી રંગમાં અને જમીન પીળા-લીલા રંગમાં.

શા માટે AC નો વધુ ઉપયોગ થાય છે

ઉપર, અમે પહેલેથી જ વાત કરી છે કે શા માટે વૈકલ્પિક પ્રવાહનો ઉપયોગ આ દિવસોમાં ડાયરેક્ટ કરંટ કરતાં વધુ વખત થાય છે. તેમ છતાં, ચાલો આ પ્રશ્ન પર નજીકથી નજર કરીએ.

વીજળીની શોધ થઈ ત્યારથી કયો કરંટ વાપરવો તે વધુ સારો છે તે અંગેની ચર્ચા ચાલી રહી છે. "પ્રવાહોના યુદ્ધ" જેવી પણ એક વસ્તુ છે - થોમસ એડિસન અને નિકોલા ટેસ્લા વચ્ચે એક પ્રકારના પ્રવાહના ઉપયોગ અંગેનો મુકાબલો. આ મહાન વૈજ્ઞાનિકોના અનુયાયીઓ વચ્ચેનો સંઘર્ષ 2007 સુધી ચાલ્યો હતો, જ્યારે ન્યૂ યોર્ક શહેરને ડાયરેક્ટ કરંટમાંથી વૈકલ્પિક પ્રવાહ તરફ સ્વિચ કરવામાં આવ્યું હતું.

વૈકલ્પિક પ્રવાહનો વધુ વખત ઉપયોગ થાય છે તે સૌથી મહત્વપૂર્ણ કારણ છે તેને ન્યૂનતમ નુકસાન સાથે લાંબા અંતર પર પ્રસારિત કરવાની ક્ષમતા. વર્તમાન સ્ત્રોત અને અંતિમ વપરાશકર્તા વચ્ચેનું અંતર જેટલું વધારે છે, પ્રતિકાર વધારે છે વાયરની અને વાયરોમાંથી ગરમીનું નુકશાન.

મહત્તમ શક્તિ મેળવવા માટે વાયરની જાડાઈ વધારવી જરૂરી છે (અને તેથી પ્રતિકાર ઘટાડે છે), અથવા વોલ્ટેજ વધારવા માટે.

એસી સિસ્ટમમાં, વાયરની ન્યૂનતમ જાડાઈ સાથે વોલ્ટેજ વધારવું શક્ય છે, આમ વિદ્યુત રેખાઓની કિંમતમાં ઘટાડો થાય છે.ડાયરેક્ટ વર્તમાન સિસ્ટમો માટે, વોલ્ટેજ વધારવા માટે કોઈ સસ્તું અને કાર્યક્ષમ રીતો નથી, તેથી આવા નેટવર્ક્સ માટે કાં તો કંડક્ટરની જાડાઈ વધારવી અથવા મોટી સંખ્યામાં નાના પાવર પ્લાન્ટ બનાવવા જરૂરી છે. આ બંને પદ્ધતિઓ ખર્ચાળ છે અને એસી નેટવર્કની તુલનામાં વીજળીના ખર્ચમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.

ઇલેક્ટ્રિકલ ટ્રાન્સફોર્મર્સ સાથે, એસી વોલ્ટેજ કાર્યક્ષમ રીતે (99% સુધીની કાર્યક્ષમતા સાથે) લઘુત્તમથી મહત્તમ મૂલ્યો સુધી કોઈપણ દિશામાં વૈવિધ્યસભર હોઈ શકે છે, જે એસી નેટવર્કના મહત્વના ફાયદાઓમાંનો એક છે. થ્રી-ફેઝ એસી સિસ્ટમનો ઉપયોગ કાર્યક્ષમતામાં વધુ વધારો કરે છે, અને એસી પાવર ગ્રીડ પર કામ કરતી મોટર્સ જેવી મિકેનિઝમ્સ ડીસી મોટર્સ કરતાં ઘણી નાની, સસ્તી અને જાળવવામાં સરળ છે.

ઉપરોક્ત તમામના આધારે, અમે નિષ્કર્ષ પર આવી શકીએ છીએ કે વૈકલ્પિક પ્રવાહનો ઉપયોગ મોટા નેટવર્કમાં અને લાંબા અંતર પર વિદ્યુત ઊર્જાના પ્રસારણમાં ફાયદાકારક છે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના સચોટ અને કાર્યક્ષમ સંચાલન માટે અને સ્વાયત્ત ઉપકરણો માટે સલાહ આપવામાં આવે છે. ડાયરેક્ટ કરંટનો ઉપયોગ કરો.

સંબંધિત લેખો: