हम सभी का सामना रोजाना बिजली के उपकरणों से होता है, ऐसा लगता है कि इनके बिना हमारा जीवन रुक जाता है। और उनमें से प्रत्येक के पास तकनीकी मैनुअल में एक शक्ति है। आज हम समझेंगे कि यह क्या है, गणना के प्रकार और विधियों को जानें।
अंतर्वस्तु
एसी सर्किट में पावर
विद्युत परिपथों में प्लग किए गए विद्युत उपकरण एक प्रत्यावर्ती धारा परिपथ में कार्य करते हैं, इसलिए यह इन परिस्थितियों में है कि हम शक्ति को देखेंगे। सबसे पहले, आइए अवधारणा की एक सामान्य परिभाषा दें।
शक्ति - एक भौतिक मात्रा उस दर का प्रतिनिधित्व करती है जिस पर विद्युत ऊर्जा परिवर्तित या संचारित होती है।
एक संक्षिप्त अर्थ में, विद्युत शक्ति को उस समय की अवधि में किए गए कार्य का अनुपात कहा जाता है।
यदि हम इस परिभाषा को कम वैज्ञानिक रूप से व्याख्यायित करें, तो हम कहते हैं कि बिजली एक निश्चित अवधि में उपभोक्ता द्वारा खपत की गई ऊर्जा की एक निश्चित मात्रा है। सबसे सरल उदाहरण एक साधारण गरमागरम प्रकाश बल्ब है। वह दर जिस पर एक प्रकाश बल्ब अपने द्वारा उपभोग की जाने वाली बिजली को ऊष्मा और प्रकाश में परिवर्तित करता है, वह उसकी वाट क्षमता है। तदनुसार, प्रकाश बल्ब की प्रारंभिक दर जितनी अधिक होगी, वह उतनी ही अधिक ऊर्जा की खपत करेगा और उतनी ही अधिक रोशनी देगा।
चूंकि इस मामले में न केवल बिजली को किसी अन्य प्रक्रिया (प्रकाश, गर्मी, आदि) में परिवर्तित करने की प्रक्रिया होती है।प्रकाश, गर्मी, आदि), लेकिन विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र के दोलन की प्रक्रिया में, वर्तमान और वोल्टेज के बीच एक चरण बदलाव होता है, और इसे आगे की गणना में ध्यान में रखा जाना चाहिए।
प्रत्यावर्ती धारा परिपथ में शक्ति की गणना करते समय, यह सक्रिय, प्रतिक्रियाशील और कुल घटकों के बीच अंतर करने के लिए प्रथागत है।
सक्रिय शक्ति की अवधारणा
सक्रिय (उपयोगी) शक्ति शक्ति का वह भाग है जिसका उपयोग विद्युत ऊर्जा को सीधे ऊर्जा के अन्य रूपों में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। इसे लैटिन अक्षर P द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है और इसे में मापा जाता है वाट (वाट).
सूत्र द्वारा परिकलित: पी = यू⋅आई⋅कोसφ,
जहाँ U और I क्रमशः वोल्टेज और करंट के rms मान हैं, cos वोल्टेज और करंट के बीच के चरण कोण की कोज्या है।
महत्वपूर्ण! पहले वर्णित सूत्र के साथ सर्किट की गणना के लिए उपयुक्त है 220V . पर सर्किटहालांकि, भारी शुल्क वाली मशीनें आमतौर पर 380 वोल्ट के सर्किट का उपयोग करती हैं। यदि ऐसा है, तो इसे तीन या 1.73 के मूल से गुणा करें।
प्रतिक्रियाशील शक्ति की अवधारणा
प्रतिक्रियाशील "हानिकारक" शक्ति आगमनात्मक या कैपेसिटिव भार वाले विद्युत उपकरणों के संचालन के दौरान उत्पन्न होने वाली शक्ति है, और होने वाले विद्युत चुम्बकीय उतार-चढ़ाव को दर्शाती है। सीधे शब्दों में कहें, यह वह ऊर्जा है जो बिजली की आपूर्ति से उपभोक्ता को हस्तांतरित की जाती है और फिर वापस ग्रिड में फीड की जाती है।
मामले में इस घटक का उपयोग करना स्वाभाविक रूप से संभव नहीं है, इसके अलावा, यह कई तरह से बिजली आपूर्ति नेटवर्क को नुकसान पहुंचाता है, इसलिए वे आमतौर पर इसकी भरपाई करने का प्रयास करते हैं।
यह मान लैटिन अक्षर Q द्वारा दर्शाया गया है।
याद करना! प्रतिक्रियाशील शक्ति को सामान्य वाट में नहीं मापा जाता है (वाटलेकिन वोल्ट-एम्पीयर प्रतिक्रियाशील में (युद्ध).
सूत्र द्वारा परिकलित:
क्यू = यू⋅आई⋅सिनφ,
जहां यू और मैं क्रमशः आरएमएस वोल्टेज और धाराएं हैं, sinφ वोल्टेज और वर्तमान के बीच चरण कोण की साइन है।
महत्वपूर्ण! चरण गति के आधार पर, यह मान गणना में सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है।
कैपेसिटिव और इंडक्टिव लोड
प्रतिक्रियाशील के बीच मुख्य अंतर (कैपेसिटिव और इंडक्टिव) लोड स्वाभाविक रूप से कैपेसिटिव और इंडक्टिव लोड होते हैं जो ऊर्जा को स्टोर करते हैं और इसे वापस ग्रिड में फीड करते हैं।
एक आगमनात्मक भार पहले विद्युत प्रवाह की ऊर्जा को चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तित करता है (आधी अवधि के दौरान), और फिर चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा को विद्युत प्रवाह में परिवर्तित करता है और इसे मुख्य तक पहुंचाता है। उदाहरण एसिंक्रोनस मोटर्स, रेक्टिफायर, ट्रांसफॉर्मर, इलेक्ट्रोमैग्नेट हैं।
महत्वपूर्ण! आगमनात्मक भार के साथ, वर्तमान वक्र हमेशा आधा आधा अवधि से वोल्टेज वक्र से पीछे रहता 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 अवधि के लिए चलती हैं। उदाहरण कैपेसिटर, बैटरी, सिंक्रोनस मोटर्स हैं।
महत्वपूर्ण! कैपेसिटिव लोड के दौरान, करंट कर्व वोल्टेज कर्व से आधा आधा पीरियड आगे होता है।
पावर फैक्टर cosφ
शक्ति कारक cosφ (जो कोसाइन फी पढ़ता हैएक अदिश भौतिक मात्रा है जो विद्युत ऊर्जा खपत की दक्षता को दर्शाती है। सीधे शब्दों में कहें, cosφ गुणांक प्रतिक्रियाशील भाग की उपस्थिति और सभी शक्ति के सापेक्ष परिणामी सक्रिय भाग के परिमाण को दर्शाता है।
cosφ कारक सक्रिय विद्युत शक्ति और कुल 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, सामान्य गणना में उन्हें उपेक्षित किया जाता है।
इस कारक 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, और इसलिए डिवाइस का प्रदर्शन बेहतर होगा।
कुल शक्ति की अवधारणा। शक्ति त्रिकोण
कुल शक्ति एक ज्यामितीय रूप से गणना की गई मात्रा है जो क्रमशः सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्तियों के वर्गों के योग के मूल के बराबर होती है। इसे लैटिन अक्षर S से दर्शाया जाता है।
आप क्रमशः वोल्टेज और करंट को गुणा करके कुल शक्ति की गणना भी कर सकते हैं।
एस = यू⋅आई
महत्वपूर्ण! कुल शक्ति वोल्ट-एम्पीयर में मापी जाती है (वीए).
शक्ति त्रिकोण सक्रिय, प्रतिक्रियाशील और कुल शक्ति के बीच पहले वर्णित सभी गणनाओं और संबंधों का एक सुविधाजनक प्रतिनिधित्व है।
कैथेटस प्रतिक्रियाशील और सक्रिय घटकों का प्रतिनिधित्व करते हैं, जबकि कर्ण कुल शक्ति का प्रतिनिधित्व करता है। ज्यामिति के नियमों के अनुसार, कोण φ की कोज्या सक्रिय और कुल घटकों के अनुपात के बराबर होती है, अर्थात यह शक्ति कारक है।
सक्रिय, प्रतिक्रियाशील और कुल शक्ति का पता कैसे लगाएं। गणना उदाहरण
सभी गणना पहले बताए गए सूत्रों और शक्ति त्रिकोण पर आधारित हैं। आइए एक ऐसी समस्या को देखें जो व्यवहार में सबसे आम है।
आमतौर पर, विद्युत उपकरणों को सक्रिय शक्ति और cos मान के साथ लेबल किया जाता है। इन आंकड़ों के साथ प्रतिक्रियाशील और कुल घटकों की गणना करना आसान है।
ऐसा करने के लिए, सक्रिय शक्ति को cosφ से विभाजित करें और वर्तमान और वोल्टेज का उत्पाद प्राप्त करें। यह कुल शक्ति होगी।
फिर, शक्ति त्रिकोण से, हम कुल और सक्रिय शक्ति के वर्गों के बीच अंतर के वर्ग के बराबर प्रतिक्रियाशील शक्ति पाएंगे।
अभ्यास में cosφ को कैसे मापा जाता है
कॉस का मान आमतौर पर बिजली के उपकरणों के लेबल पर बताया जाता है, हालांकि, यदि इसे व्यवहार में मापना आवश्यक हो, तो एक विशेष उपकरण, ए एक फासोमीटर. साथ ही एक डिजिटल वाटमीटर इस कार्य को आसानी से कर सकता है।
यदि परिणामी 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 के लिए सही करना आवश्यक है, तो एक प्रतिक्रियाशील तत्व को सर्किट में शामिल किया जाना चाहिए, जो पहले से ही काम कर रहे डिवाइस के विपरीत दिशा में कार्य कर रहा है। एक प्रेरण मोटर के संचालन की क्षतिपूर्ति करने के लिए, उदाहरण के लिए एक आगमनात्मक भार, एक संधारित्र समानांतर में जुड़ा हुआ है। सिंक्रोनस मोटर के मुआवजे के लिए एक इलेक्ट्रोमैग्नेट जुड़ा होता है।
- यदि गैर-रैखिकता समस्याओं को ठीक करने के लिए आवश्यक है, तो एक निष्क्रिय कोस सुधारक को सर्किट में पेश किया जाता है, उदाहरण के लिए लोड के साथ श्रृंखला में जुड़ा एक उच्च अधिष्ठापन चोक।
शक्ति - यह विद्युत उपकरणों के सबसे महत्वपूर्ण संकेतकों में से एक है, इसलिए यह जानने के लिए कि यह क्या है और इसकी गणना कैसे की जाती है, यह न केवल स्कूली बच्चों और प्रौद्योगिकी के विशेषज्ञ लोगों के लिए, बल्कि हम सभी के लिए भी उपयोगी है।
संबंधित आलेख:
