क्या अंतर है और कहाँ उपयोग किया जाता है प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा

आज की दुनिया में हर कोई बचपन से ही बिजली से जूझ रहा है। इस प्राकृतिक घटना का पहला उल्लेख दार्शनिक अरस्तू और थेल्स के दिनों में मिलता है, जो विद्युत प्रवाह के अद्भुत और रहस्यमय गुणों से परिचित थे। लेकिन यह 17वीं शताब्दी तक नहीं था कि महान वैज्ञानिक दिमागों ने विद्युत ऊर्जा से संबंधित खोजों की एक श्रृंखला शुरू की जो आज भी जारी है।

विद्युत प्रवाह की खोज और 1831 में माइकल फैराडे द्वारा दुनिया के पहले जनरेटर के निर्माण ने मानव जीवन को मौलिक रूप से बदल दिया। हम ऐसे उपकरण रखने के आदी हैं जो हमारे जीवन को आसान बनाने के लिए विद्युत ऊर्जा का उपयोग करते हैं, 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, हमें दो बुनियादी परिभाषाओं का अध्ययन करने की आवश्यकता है: विद्युत प्रवाह और वोल्टेज।

विद्युत धारा और वोल्टेज क्या है

 

विद्युत प्रवाह - 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 चालन में छेद। यह घटना चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण, रासायनिक संरचना में बदलाव या कंडक्टरों के गर्म होने से प्रकट होती है। वर्तमान की मुख्य विशेषताएं हैं:

• एम्परेज, ओम के नियम द्वारा निर्धारित और एम्पीयर में मापा जाता है (मैंसूत्रों में I अक्षर द्वारा निर्दिष्ट किया गया है;
• जूल-लेन्ज़ कानून के अनुसार शक्ति, वाट में मापा जाता है (वू), अक्षर P द्वारा निरूपित किया जाता है;
• आवृत्ति, हर्ट्ज़ में मापी गई (हर्ट्ज).

ऊर्जा वाहक के रूप में विद्युत प्रवाह का उपयोग विद्युत मोटरों के माध्यम से 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 चुंबकीय क्षेत्र बनाने और प्रकाश ऊर्जा प्राप्त करने के लिए किया जाता है। प्रकाश उपकरणों और विभिन्न प्रकार के लैंप में।

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

एक आवेशित कण को ​​एक ध्रुव से दूसरे ध्रुव तक ले जाने के लिए, ध्रुवों के बीच एक संभावित अंतर बनाया जाना चाहिए (इसे वोल्टेज कहा जाता है) वोल्टेज मापने की इकाई वोल्ट है (मैं).

विद्युत प्रवाह और वोल्टेज की परिभाषा की अंतिम समझ के लिए, एक दिलचस्प सादृश्य बनाया 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 है विद्युत प्रवाह की ताकत। वोल्टेज जितना अधिक होगा, विद्युत प्रवाह की ताकत उतनी ही अधिक होगी।

प्रत्यावर्ती धारा क्या है

यदि आप क्षमता की ध्रुवीयता बदलते हैं, तो विद्युत प्रवाह की दिशा बदल जाती है। इस प्रकार की धारा को प्रत्यावर्ती धारा कहते हैं।समय की अवधि में दिशा में परिवर्तन की मात्रा को आवृत्ति कहा जाता है और जैसा 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, जिसका अर्थ है कि वर्तमान 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 दिष्ट धारा कहते हैं। डायरेक्ट करंट एक डायरेक्ट वोल्टेज नेटवर्क में होता है जब एक तरफ और दूसरी तरफ के चार्ज की ध्रुवीयता समय के साथ स्थिर होती है। यह अक्सर विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और तकनीकों में उपयोग किया जाता है जब लंबी दूरी पर ऊर्जा स्थानांतरित करना आवश्यक नहीं होता है।

विद्युत प्रवाह के स्रोत

विद्युत प्रवाह का स्रोत आमतौर पर एक उपकरण या उपकरण होता है जिसका उपयोग सर्किट में विद्युत प्रवाह बनाने के लिए किया जा सकता है। ऐसे उपकरण प्रत्यावर्ती धारा के साथ-साथ प्रत्यक्ष धारा भी बना सकते हैं। वे विद्युत प्रवाह कैसे बनाते हैं, इसके संदर्भ में उन्हें यांत्रिक, प्रकाश, थर्मल और रासायनिक में विभाजित किया गया है।

यांत्रिक विद्युत धारा स्रोत यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। इस तरह के उपकरणों को विभिन्न प्रकार के द्वारा दर्शाया जाता है जेनरेटरजो इंडक्शन मोटर्स के कॉइल के चारों ओर एक इलेक्ट्रोमैग्नेट को घुमाकर प्रत्यावर्ती विद्युत धारा उत्पन्न करता है।

रोशनी स्रोत फोटॉन की ऊर्जा को परिवर्तित करते हैं (प्रकाश ऊर्जा) विद्युत ऊर्जा में। वे प्रकाश प्रवाह के संपर्क में आने पर वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए अर्धचालकों की संपत्ति का उपयोग करते हैं। सौर पैनलों को ऐसे उपकरणों के लिए संदर्भित किया जा सकता है।

थर्मल - संपर्क अर्धचालकों के दो जोड़े - थर्मोकपल के बीच तापमान अंतर के कारण गर्मी ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करता है। ऐसे उपकरणों में करंट की मात्रा सीधे तापमान अंतर से संबंधित होती 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 वर्तमान स्रोत रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप बिजली पैदा करता है। उदाहरण के लिए, विभिन्न प्रकार की गैल्वेनिक बैटरी और संचायक ऐसे उपकरणों के लिए संदर्भित किए जा सकते हैं। गैल्वेनिक वर्तमान स्रोत आमतौर पर स्टैंड-अलोन उपकरणों, ऑटोमोबाइल, उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं, और डीसी वर्तमान स्रोत हैं।

प्रत्यावर्ती धारा को दिष्ट धारा में बदलना

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

प्रत्यावर्ती धारा से, डायोड ब्रिज, या "रेक्टिफायर" का उपयोग करके प्रत्यक्ष धारा प्राप्त की जा सकती है, जैसा कि इसे भी कहा जाता है। एक रेक्टिफायर का मुख्य भाग एक सेमीकंडक्टर डायोड होता है, जो विद्युत प्रवाह को केवल एक दिशा में संचालित करता है। इस डायोड के बाद करंट अपनी दिशा नहीं बदलता, बल्कि तरंगें होती हैं, जिन्हें द्वारा समाप्त किया जाता है संधारित्र और अन्य फिल्टर। रेक्टिफायर मैकेनिकल, वैक्यूम या सेमीकंडक्टर डिजाइन में आते हैं।

इस तरह के एक उपकरण के निर्माण की गुणवत्ता के आधार पर, आउटपुट पर रिपल करंट के अलग-अलग मूल्य होंगे, एक नियम के रूप में, अधिक महंगा और बेहतर बनाया गया उपकरण - कम तरंग और करंट को साफ करता है। ऐसे उपकरणों के उदाहरण हैं बिजली की आपूर्ति विभिन्न उपकरण और चार्जर, परिवहन के विभिन्न साधनों में विद्युत ऊर्जा इकाइयों के रेक्टिफायर, डीसी वेल्डर, और अन्य।

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

जहां एसी और डीसी पावर का उपयोग किया जाता है और क्या फायदे हैं

विभिन्न कार्यों में प्रत्यावर्ती धारा और प्रत्यक्ष धारा दोनों के उपयोग की आवश्यकता हो सकती है। प्रत्येक प्रकार के करंट के अपने नुकसान और फायदे 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 संदर्भ में इस प्रकार का वर्तमान अधिक उपयुक्त है। इसलिए अधिकांश उपकरण और मशीनरी इस प्रकार के करंट का ही उपयोग करते हैं।

घर और व्यवसाय, बुनियादी ढांचा और परिवहन सुविधाएं बिजली संयंत्रों से कुछ दूरी पर स्थित हैं, इसलिए सभी विद्युत नेटवर्क बारी-बारी से चालू होते हैं। ऐसे नेटवर्क सभी घरेलू उपकरणों, औद्योगिक उपकरणों और ट्रेन इंजनों को बिजली देते हैं। एसी संचालित उपकरणों की एक अविश्वसनीय संख्या है और उन लोगों का वर्णन करना बहुत आसान है जो प्रत्यक्ष वर्तमान का उपयोग करते हैं।

 

एकदिश धारा कारों, विमानों, जहाजों, या इलेक्ट्रिक ट्रेनों में ऑन-बोर्ड सिस्टम जैसे स्वायत्त प्रणालियों में उपयोग किया जाता है। यह व्यापक रूप से विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक्स, संचार और अन्य अनुप्रयोगों में माइक्रोक्रिकिट्स को शक्ति प्रदान करने में उपयोग किया जाता है जहां हस्तक्षेप और लहर को कम से कम या पूरी तरह समाप्त किया जाना है। कुछ मामलों में, इस तरह के करंट का उपयोग इनवर्टर की मदद से इलेक्ट्रिक वेल्डिंग कार्यों में किया जाता है। यहां तक ​​​​कि रेलवे लोकोमोटिव भी हैं जो प्रत्यक्ष वर्तमान प्रणालियों द्वारा संचालित होते हैं। चिकित्सा में, इस तरह के करंट का उपयोग वैद्युतकणसंचलन द्वारा शरीर में दवाओं को पेश करने के लिए किया जाता है, और वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए विभिन्न पदार्थों को अलग करने के लिए किया जाता है (प्रोटीन वैद्युतकणसंचलन, आदि।).

विद्युत उपकरणों और सर्किटों पर प्रतीक

अक्सर यह निर्धारित करने की आवश्यकता होती है कि डिवाइस किस करंट पर चल रहा है। आखिरकार, डीसी-संचालित डिवाइस को एसी मेन सप्लाई से जोड़ने से अनिवार्य रूप से अप्रिय परिणाम होंगे: डिवाइस को नुकसान, आग, बिजली का झटका। इस कारण से, अंतरराष्ट्रीय स्तर पर स्वीकृत हैं कन्वेंशनों ऐसी प्रणालियों और यहां तक ​​कि रंग-कोडित तारों के लिए भी।

परंपरागत रूप से, प्रत्यक्ष धारा पर चलने वाले उपकरणों को एक पंक्ति, दो ठोस डैश या एक ठोस रेखा के साथ एक दूसरे के नीचे एक बिंदीदार रेखा के साथ चिह्नित किया जाता है।ऐसी धाराओं को लैटिन अक्षरों से चिह्नित करके भी दर्शाया जाता है डीसी. डीसी सिस्टम में विद्युत तार इन्सुलेशन सकारात्मक तार के लिए लाल रंग और नकारात्मक के लिए नीला या काला है।

विद्युत उपकरण और मशीनों पर, प्रत्यावर्ती धारा को अंग्रेजी संक्षिप्त नाम द्वारा दर्शाया जाता है एसी या एक लहराती रेखा। आरेख और उपकरण विवरण में, इसे दो पंक्तियों के साथ भी दर्शाया गया है: एक ठोस रेखा और एक दूसरे के नीचे एक लहरदार रेखा। कंडक्टर ज्यादातर मामलों में निम्नानुसार चिह्नित होते हैं: भूरे या काले रंग में चरण, नीले रंग में जमीन, और पीले-हरे रंग में जमीन।

एसी का प्रयोग अधिक क्यों किया जाता है

ऊपर, हम पहले ही इस बारे में बात कर चुके हैं कि इन दिनों प्रत्यक्ष धारा की तुलना में प्रत्यावर्ती धारा का अधिक बार उपयोग क्यों किया जाता है। फिर भी, आइए इस प्रश्न पर करीब से नज़र डालें।

बिजली की 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 की धारा के उपयोग को लेकर 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।

प्रत्यावर्ती धारा का अधिक बार उपयोग होने का सबसे महत्वपूर्ण कारण है कम से कम नुकसान के साथ लंबी दूरी पर इसे प्रसारित करने की क्षमता. वर्तमान स्रोत और अंतिम उपयोगकर्ता के बीच की दूरी जितनी अधिक होगी, प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा तारों का और तारों से 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 बढ़ाने के लिए।

एसी सिस्टम में, न्यूनतम तार मोटाई के साथ वोल्टेज बढ़ाना संभव है, जिससे विद्युत लाइनों की लागत कम हो जाती है।प्रत्यक्ष वर्तमान प्रणालियों के लिए, वोल्टेज बढ़ाने के लिए कोई किफायती और कुशल तरीके नहीं हैं, इसलिए ऐसे नेटवर्क के लिए या तो कंडक्टरों की मोटाई बढ़ाने के लिए या बड़ी संख्या में छोटे बिजली संयंत्रों का निर्माण करना आवश्यक है। ये दोनों तरीके महंगे हैं और एसी नेटवर्क की तुलना में बिजली की लागत में काफी वृद्धि करते हैं।

विद्युत ट्रांसफार्मर के साथ, एसी वोल्टेज कुशलता से होता है (99% तक की दक्षता के साथ) किसी भी दिशा में न्यूनतम से अधिकतम मूल्यों तक भिन्न हो सकते हैं, जो कि एसी नेटवर्क के महत्वपूर्ण लाभों में से एक है। तीन-चरण एसी प्रणाली का उपयोग करने से दक्षता में और वृद्धि होती है, और एसी पावर ग्रिड पर काम करने वाले मोटर्स जैसे तंत्र डीसी मोटर्स की तुलना में बहुत छोटे, सस्ते और बनाए रखने में आसान होते हैं।

उपरोक्त सभी के आधार पर, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि बड़े नेटवर्क में और लंबी दूरी पर विद्युत ऊर्जा के संचरण में प्रत्यावर्ती धारा का उपयोग फायदेमंद है, जबकि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के सटीक और कुशल संचालन के लिए और स्वायत्त उपकरणों के लिए यह सलाह दी जाती है कि प्रत्यक्ष धारा का प्रयोग करें।

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