ఎసి సర్క్యూట్ సిద్ధాంతం: ఎసి అంటే ఏమిటి మరియు అది ఎలా ఉత్పత్తి అవుతుంది

పరిచయం

ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ అనేది పూర్తి వాహక మార్గం, దీని ద్వారా ఎలక్ట్రాన్లు మూలం నుండి లోడ్ మరియు తిరిగి మూలానికి ప్రవహిస్తాయి. ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహం యొక్క దిశ మరియు పరిమాణం ఏ రకమైన మూలం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. లో ఎలక్ట్రికల్ ఇంజినీరింగ్, ఇవి ప్రాథమికంగా సర్క్యూట్ రకం నిర్వచిస్తుంది మరియు వారు వోల్టేజ్ లేదా ప్రస్తుత (ఎలక్ట్రికల్ ఎనర్జీ) మూలం రెండు రకాలు; ప్రత్యామ్నాయ కరెంట్ (లేదా వోల్టేజ్) మరియు డైరెక్ట్ కరెంట్.

తరువాతి రెండు పోస్ట్‌ల కోసం, మేము ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌పై దృష్టి పెడతాము మరియు ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ నుండి ఎసి వేవ్ ఫారమ్‌ల వరకు అంశాల ద్వారా వెళ్తాము.

ఎసి సర్క్యూట్లు

ఎసి సర్క్యూట్లు పేరు (ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్) సూచించేది కేవలం ప్రత్యామ్నాయ మూలం ద్వారా నడిచే సర్క్యూట్లు, వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్. ఒక ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ లేదా వోల్టేజ్, ఒకటి దీనిలో వోల్టేజ్ లేదా క్రమానుగతంగా ఒక నిర్దిష్ట సగటు విలువ మరియు వ్యతిరేకిస్తుంది దిశలో గురించి ప్రస్తుత మారుతుంది గాని విలువ.

ప్రస్తుత గృహ మరియు పారిశ్రామిక ఉపకరణాలు మరియు వ్యవస్థలు ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహాన్ని ఉపయోగించి శక్తిని పొందుతాయి. అన్ని DC ఆధారిత ఉపకరణాలు మరియు పునర్వినియోగపరచదగిన బ్యాటరీ ఆధారిత పరికరాలు సాంకేతికంగా ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌లో నడుస్తాయి, ఎందుకంటే అవన్నీ తమ బ్యాటరీలను ఛార్జ్ చేయడానికి లేదా సిస్టమ్ యొక్క శక్తినివ్వడానికి AC నుండి పొందిన కొన్ని రకాల DC శక్తిని ఉపయోగిస్తాయి. అందువల్ల ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహం అనేది మెయిన్స్ వద్ద శక్తిని అందించే రూపం.

1980 లలో థామస్ ఎడిసన్ యొక్క DC జనరేటర్ల యొక్క సుదూర అసమర్థతను పరిష్కరించాలని టెస్లా నిర్ణయించినప్పుడు ఆల్టర్నేటింగ్ సర్క్యూట్ ఉనికిలోకి వచ్చింది. అతను అధిక వోల్టేజ్ వద్ద విద్యుత్తును బదిలీ చేసే మార్గాన్ని కోరి, ఆపై పంపిణీకి అవసరమైన విధంగా పైకి లేదా క్రిందికి అడుగు పెట్టడానికి ట్రాన్స్ఫార్మర్ల వాడకాన్ని ఉపయోగించాడు మరియు తద్వారా విద్యుత్ నష్టాన్ని చాలా దూరం వరకు తగ్గించగలిగాడు, ఇది డైరెక్ట్ యొక్క ప్రధాన సమస్య ఆ సమయంలో ప్రస్తుత.

ప్రత్యామ్నాయ ప్రస్తుత VS డైరెక్ట్ కరెంట్ (AC vs DC)

AC మరియు DC తరం నుండి ప్రసారం మరియు పంపిణీ వరకు అనేక విధాలుగా విభిన్నంగా ఉంటాయి, కానీ సరళత కొరకు, ఈ పోస్ట్ కోసం వారి లక్షణాలతో పోలికను ఉంచుతాము.

ఎసి మరియు డిసిల మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం, వాటి విభిన్న లక్షణాలకు కూడా కారణం, విద్యుత్ శక్తి ప్రవాహం యొక్క దిశ. DC లో, ఎలక్ట్రాన్లు ఒకే దిశలో లేదా ముందుకు క్రమంగా ప్రవహిస్తాయి, AC లో, ఎలక్ట్రాన్లు ఆవర్తన వ్యవధిలో వాటి ప్రవాహ దిశను ప్రత్యామ్నాయంగా మారుస్తాయి. ఇది వోల్టేజ్ స్థాయిలో ప్రత్యామ్నాయానికి దారితీస్తుంది, ఎందుకంటే ఇది ప్రస్తుతానికి అనుగుణంగా సానుకూల నుండి ప్రతికూలంగా మారుతుంది.

AC మరియు DC ల మధ్య కొన్ని వ్యత్యాసాలను హైలైట్ చేయడానికి పోలిక చార్ట్ క్రింద ఉంది. ప్రత్యామ్నాయ ప్రస్తుత సర్క్యూట్లను అన్వేషించడానికి మేము మరింత వెళ్ళినప్పుడు ఇతర తేడాలు హైలైట్ చేయబడతాయి.

పోలిక బేసిస్	ఎ.సి.	DC
శక్తి ప్రసార సామర్థ్యం	కనీస శక్తి నష్టంతో ఎక్కువ దూరం ప్రయాణిస్తుంది	ఎక్కువ దూరం పంపినప్పుడు పెద్ద మొత్తంలో శక్తి పోతుంది
జనరేషన్ బేసిక్స్	ఒక తీగ వెంట ఒక అయస్కాంతం తిప్పడం.	ఒక తీగ వెంట స్థిరమైన అయస్కాంతత్వం
తరచుదనం	సాధారణంగా దేశాన్ని బట్టి 50Hz లేదా 60Hz	ఫ్రీక్వెన్సీ జీరో
దిశ	సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవహించేటప్పుడు క్రమానుగతంగా దిశను తిరగరాస్తుంది	ఇది ఒక దిశలో స్థిరమైన స్థిరమైన ప్రవాహం.
ప్రస్తుత	దాని మాగ్నిట్యూడ్ కాలంతో మారుతుంది	స్థిరమైన మాగ్నిట్యూడ్
మూలం	అన్ని రకాల ఎసి జనరేటర్లు మరియు మెయిన్స్	కణాలు, బ్యాటరీలు, AC నుండి మార్పిడి
నిష్క్రియాత్మక పారామితులు	ఇంపెడెన్స్ (RC, RLC, మొదలైనవి)	ప్రతిఘటన మాత్రమే
శక్తి కారకం	0 & 1 మధ్య అబద్ధం	ఎల్లప్పుడూ 1
తరంగ రూపం	సైనూసోయిడల్, ట్రాపెజోయిడల్, త్రిభుజాకార మరియు స్క్వేర్	స్ట్రెయిట్ లైన్, కొన్నిసార్లు పల్సేటింగ్.

ప్రాథమిక ఎసి సోర్స్ (సింగిల్ కాయిల్ ఎసి జనరేటర్)

AC తరం చుట్టూ సూత్రం సులభం. అయస్కాంత క్షేత్రం లేదా అయస్కాంతం స్థిరమైన కాయిల్స్ (వైర్లు) వెంట లేదా స్థిరమైన అయస్కాంత క్షేత్రం చుట్టూ కాయిల్ యొక్క భ్రమణంతో తిరుగుతూ ఉంటే, ఒక AC జనరేటర్ (ఆల్టర్నేటర్) ఉపయోగించి ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహం ఉత్పత్తి అవుతుంది.

AC జనరేటర్ యొక్క సరళమైన రూపం ఒక అయస్కాంతం యొక్క ఉత్తర మరియు దక్షిణ ధ్రువాల మధ్య ఉంచబడినప్పుడు ఒక అక్షం గురించి యాంత్రికంగా తిప్పబడిన వైర్ యొక్క లూప్‌ను కలిగి ఉంటుంది.

క్రింద ఉన్న చిత్రాన్ని పరిగణించండి.

ఉత్తర మరియు దక్షిణ ధ్రువ అయస్కాంతాలు సృష్టించిన అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఆర్మేచర్ కాయిల్ తిరుగుతున్నప్పుడు, కాయిల్ ద్వారా అయస్కాంత ప్రవాహం మారుతుంది మరియు ఛార్జీలు వైర్ ద్వారా బలవంతం చేయబడతాయి, ఇది ప్రభావవంతమైన వోల్టేజ్ లేదా ప్రేరిత వోల్టేజ్‌కు దారితీస్తుంది. అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క దిశకు సంబంధించి లూప్ యొక్క కోణం ఫలితంగా లూప్ ద్వారా అయస్కాంత ప్రవాహం ఉంటుంది. క్రింద ఉన్న చిత్రాలను పరిగణించండి;

పైన చూపిన చిత్రాల నుండి, ఆర్మేచర్ తిరిగేటప్పుడు నిర్దిష్ట సంఖ్యలో అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలు కత్తిరించబడతాయి, 'పంక్తులు కట్' మొత్తం వోల్టేజ్ ఉత్పత్తిని నిర్ణయిస్తుంది. భ్రమణ కోణంలో ప్రతి మార్పుతో మరియు అయస్కాంత రేఖలకు వ్యతిరేకంగా ఆర్మేచర్ యొక్క వృత్తాకార కదలికతో, 'మాగ్నెటిక్ లైన్స్ కట్' మొత్తం కూడా మారుతుంది, అందువల్ల అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ కూడా మారుతుంది. ఉదాహరణకు, సున్నా డిగ్రీ వద్ద కత్తిరించిన అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలు సున్నా, ఫలితంగా వోల్టేజ్ సున్నా అవుతుంది, కానీ 90 డిగ్రీల వద్ద, దాదాపు అన్ని అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలు కత్తిరించబడతాయి, తద్వారా ఒక దిశలో గరిష్ట వోల్టేజ్ ఒక దిశలో ఉత్పత్తి అవుతుంది. అదే 270 డిగ్రీల వద్ద ఉంటుంది, అది వ్యతిరేక దిశలో ఉత్పత్తి అవుతుంది. అందువల్ల అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఆర్మేచర్ తిరిగేటప్పుడు వోల్టేజ్‌లో మార్పు వస్తుంది, ఇది సైనూసోయిడల్ తరంగ రూపాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఫలితంగా ప్రేరేపించబడిన వోల్టేజ్ సైనోసోయిడల్, కోణీయ పౌన frequency పున్యం-సెకనుకు రేడియన్లలో కొలుస్తారు.

పై సెటప్‌లోని ప్రేరిత ప్రవాహం సమీకరణం ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది:

I = V / R.

ఇక్కడ V = NABwsin (wt)

ఎక్కడ N = వేగం

A = ప్రాంతం

బి = అయస్కాంత క్షేత్రం

w = కోణీయ పౌన.పున్యం.

రియల్ ఎసి జనరేటర్లు దీని కంటే చాలా క్లిష్టంగా ఉంటాయి కాని అవి పైన వివరించిన విధంగా విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క అదే సూత్రాలు మరియు చట్టాల ఆధారంగా పనిచేస్తాయి. ఇన్వర్టర్లలో కనిపించే విధంగా కొన్ని రకాల ట్రాన్స్డ్యూసర్లు మరియు ఓసిలేటర్ సర్క్యూట్లను ఉపయోగించి ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహం కూడా ఉత్పత్తి అవుతుంది.

ట్రాన్స్ఫార్మర్స్

AC ఆధారిత ప్రేరణ సూత్రాలు దాని తరానికి మాత్రమే పరిమితం కాదు, దాని ప్రసారం మరియు పంపిణీలో కూడా ఉన్నాయి. ఎసి లెక్కింపులోకి వచ్చిన సమయంలో, ఒక ప్రధాన సమస్య ఏమిటంటే, డిసిని ఎక్కువ దూరం ప్రసారం చేయలేము, అందువల్ల ప్రధాన సమస్యలలో ఒకటి, ఎసి ఆచరణీయమైనది కావడానికి పరిష్కరించాల్సిన అవసరం ఉంది, KV కాకుండా V పరిధిలో వోల్టేజ్‌లను ఉపయోగించే వినియోగదారులకు ఉత్పత్తి చేయబడిన అధిక వోల్టేజ్‌లను (KV లు) సురక్షితంగా అందించడానికి. ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను ఎసి యొక్క ప్రధాన ఎనేబర్‌లలో ఒకటిగా వర్ణించడానికి ఇది ఒక కారణం మరియు దాని గురించి మాట్లాడటం చాలా ముఖ్యం.

ట్రాన్స్ఫార్మర్లలో, రెండు కాయిల్స్ వైర్ చేయబడతాయి, ఒక ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహాన్ని ఒకదానిలో ప్రయోగించినప్పుడు, అది మరొకటి వోల్టేజ్ను ప్రేరేపిస్తుంది. ట్రాన్స్ఫార్మర్స్ అంటే ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క మరొక చివరలో (సెకండరీ కాయిల్) వరుసగా తక్కువ లేదా అంతకంటే ఎక్కువ వోల్టేజ్ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక చివర (ప్రైమరీ కాయిల్) వద్ద వర్తించే వోల్టేజ్ స్టెప్ అప్ లేదా స్టెప్ అప్ చేయడానికి ఉపయోగించే పరికరాలు. ద్వితీయ కాయిల్‌లోని ప్రేరిత వోల్టేజ్ ఎల్లప్పుడూ ప్రాధమిక వద్ద వర్తించే వోల్టేజ్‌కి సమానం, ద్వితీయ కాయిల్‌పై మలుపుల సంఖ్యను ప్రాధమిక కాయిల్‌కు నిష్పత్తితో గుణిస్తారు.

ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఒక స్టెప్ డౌన్ లేదా స్టెప్ అప్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ కాబట్టి ద్వితీయ కాయిల్ పై మలుపుల సంఖ్య యొక్క ప్రాధమిక కాయిల్ పై కండక్టర్ యొక్క మలుపుల సంఖ్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సెకండరీతో పోల్చితే ప్రాధమిక కాయిల్‌పై ఎక్కువ మలుపులు ఉంటే, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ వోల్టేజ్‌ను దిగమింగుతుంది కాని ప్రాధమిక కాయిల్ సెకండరీ కాయిల్‌తో పోలిస్తే తక్కువ సంఖ్యలో మలుపులు ఉంటే, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ప్రాధమిక వద్ద వర్తించే వోల్టేజ్‌ను పెంచుతుంది.

ట్రాన్స్ఫార్మర్స్ సుదూర పరిధిలో విద్యుత్ శక్తిని పంపిణీ చేయడం చాలా సాధ్యమైంది, ఖర్చుతో కూడుకున్నది మరియు ఆచరణాత్మకమైనది. ప్రసార సమయంలో నష్టాలను తగ్గించడానికి, అధిక వోల్టేజ్ మరియు తక్కువ కరెంట్ వద్ద ఉత్పత్తి చేసే స్టేషన్ల నుండి విద్యుత్ శక్తి ప్రసారం చేయబడుతుంది మరియు తరువాత ట్రాన్స్ఫార్మర్ల సహాయంతో తక్కువ వోల్టేజ్ మరియు అధిక ప్రవాహాల వద్ద ఇళ్ళు మరియు కార్యాలయాలకు పంపిణీ చేయబడుతుంది.

కాబట్టి ఎక్కువ సమాచారంతో వ్యాసాన్ని ఓవర్‌లోడ్ చేయకుండా మేము ఇక్కడ ఆగిపోతాము. ఈ వ్యాసం యొక్క రెండవ భాగంలో, మేము AC తరంగ రూపాలను చర్చిస్తాము మరియు కొన్ని సమీకరణాలు మరియు గణనలలోకి ప్రవేశిస్తాము. వేచి ఉండండి.