प्रत्यक्ष वर्तमान और वैकल्पिक वर्तमान का एक व्यापक विश्लेषण
2024-07-04 7460

प्रत्यक्ष वर्तमान और वैकल्पिक वर्तमान आधुनिक बिजली प्रणालियों के दो बुनियादी घटक हैं, जिनमें से प्रत्येक अद्वितीय विशेषताओं और अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है।इलेक्ट्रिकल इंजीनियरों और तकनीशियनों को विशेष रूप से इन दो वोल्टेज रूपों और उनके अनुप्रयोगों को समझने की आवश्यकता है।इस लेख में, हम विभिन्न क्षेत्रों में प्रत्यक्ष वर्तमान और वैकल्पिक वर्तमान की परिभाषाओं, विशेषताओं, प्रतीकों, माप विधियों, शक्ति गणना और व्यावहारिक अनुप्रयोगों की परिभाषाओं का विस्तार करेंगे।इसके अलावा, हम यह बताएंगे कि विभिन्न तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए बिजली रूपांतरण और विनियमन की प्रक्रिया में इन वोल्टेज रूपों को कैसे लागू किया जाता है।इन सामग्री का पूरी तरह से विश्लेषण करके, पाठक पावर सिस्टम के परिचालन सिद्धांतों को बेहतर ढंग से समझने और व्यावहारिक अनुप्रयोगों में संचालित करने की उनकी क्षमता में सुधार करने में सक्षम होंगे।

सूची

चित्रा 1: वर्तमान बनाम प्रत्यक्ष वर्तमान वैकल्पिक

डीसी वोल्टेज क्या है?

डायरेक्ट करंट (डीसी) इलेक्ट्रिक चार्ज के यूनिडायरेक्शनल मूवमेंट को संदर्भित करता है।वैकल्पिक वर्तमान (एसी) के विपरीत, जहां इलेक्ट्रॉन समय -समय पर दिशा बदलते हैं, डीसी इलेक्ट्रॉन प्रवाह की एक निश्चित दिशा को बनाए रखता है।डीसी का एक सामान्य उदाहरण एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल है, जहां एक रासायनिक प्रतिक्रिया एक स्थिर वोल्टेज का उत्पादन करती है जो वर्तमान को एक सर्किट के माध्यम से लगातार प्रवाह करने की अनुमति देती है।डीसी विभिन्न प्रकार के प्रवाहकीय सामग्रियों से गुजर सकता है, जैसे कि तार, अर्धचालक, इंसुलेटर और यहां तक ​​कि वैक्यूम भी।उदाहरण के लिए, एक वैक्यूम में इलेक्ट्रॉनों या आयनों का एक बीम डीसी का प्रतिनिधित्व करता है।

चित्र 2: डीसी वोल्टेज कार्य सिद्धांत

अतीत में, डीसी को गैल्वेनिक करंट कहा जाता था, जिसका नाम इतालवी वैज्ञानिक लुइगी गालवानी के नाम पर रखा गया था।क्रमशः वर्तमान और प्रत्यक्ष वर्तमान के लिए एसी और डीसी स्टैंड।एसी को डीसी में परिवर्तित करने के लिए, एक रेक्टिफायर की आवश्यकता होती है।एक रेक्टिफायर में या तो एक इलेक्ट्रॉनिक घटक होता है, जैसे कि डायोड, या एक इलेक्ट्रोमेकेनिकल घटक, जैसे कि एक स्विच, जो वर्तमान को केवल एक दिशा में प्रवाहित करने की अनुमति देता है।इसके विपरीत, डीसी को एसी में परिवर्तित करने के लिए एक इन्वर्टर का उपयोग किया जा सकता है।

डीसी का व्यापक रूप से आधुनिक तकनीक में उपयोग किया जाता है।यह न केवल बुनियादी बैटरी-संचालित उपकरणों को बल्कि विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम और मोटर्स को भी शक्ति प्रदान करता है।एल्यूमीनियम गलाने जैसी प्रक्रियाओं में, सामग्री प्रसंस्करण के लिए बड़ी मात्रा में प्रत्यक्ष वर्तमान का उपयोग किया जा सकता है।इसके अलावा, कुछ शहरी रेलवे सिस्टम निरंतर और कुशल संचालन सुनिश्चित करने के लिए प्रत्यक्ष वर्तमान का उपयोग करते हैं।उच्च वोल्टेज डायरेक्ट करंट (HVDC) लंबी दूरी पर बड़ी मात्रा में बिजली प्रसारित करने या विभिन्न एसी ग्रिड को जोड़ने के लिए उपयुक्त है।एचवीडीसी सिस्टम की उच्च दक्षता और कम नुकसान उन्हें व्यापक, बड़ी क्षमता वाले पावर ट्रांसमिशन के लिए आदर्श बनाते हैं।

एसी/डीसी उच्च वोल्टेज सिस्टम को उच्च वोल्टेज वैकल्पिक वर्तमान और प्रत्यक्ष वर्तमान को संभालने के लिए डिज़ाइन किया गया है।ये सिस्टम औद्योगिक प्रक्रियाओं, वैज्ञानिक अनुसंधान, इलेक्ट्रॉनिक परीक्षण और बिजली प्रणालियों के लिए स्थिर, उच्च-वोल्टेज प्रत्यक्ष वर्तमान उत्पन्न करते हैं और वितरित करते हैं।इन बिजली आपूर्ति उपकरणों को विभिन्न प्रकार के पेशेवर और औद्योगिक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए सटीक विनियमन और विश्वसनीयता प्रदान करने के लिए सावधानीपूर्वक डिज़ाइन किया गया है।

एसी वोल्टेज क्या है?

वैकल्पिक वर्तमान (एसी) एक प्रकार के विद्युत प्रवाह को संदर्भित करता है जिसकी ताकत और दिशा समय के साथ समय -समय पर बदलती है।एक पूर्ण चक्र के दौरान, एसी का औसत मूल्य शून्य है, जबकि प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) एक निरंतर प्रवाह दिशा बनाए रखता है।एसी की मुख्य विशेषता इसकी तरंग है, जो आमतौर पर एक साइन लहर होती है, जो कुशल और स्थिर शक्ति संचरण सुनिश्चित करती है।

चित्र 3: एसी वोल्टेज कार्य सिद्धांत

साइनसोइडल एसी दुनिया भर में बिजली प्रणालियों में आम है।आवासीय और औद्योगिक दोनों बिजली स्रोत दोनों आम तौर पर साइनसोइडल एसी का उपयोग करते हैं क्योंकि यह संचरण के दौरान ऊर्जा के नुकसान को कम करता है और उत्पन्न करना और नियंत्रण करना आसान है।साइन तरंगों के अलावा, एसी त्रिकोणीय तरंगों और चौकोर तरंगों का रूप भी ले सकता है।ये वैकल्पिक तरंग विशिष्ट अनुप्रयोगों में उपयोगी हैं, जैसे कि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सिग्नल प्रोसेसिंग और विशिष्ट बिजली रूपांतरण कार्य, जहां वर्ग या त्रिकोणीय तरंगें साइन तरंगों की तुलना में अधिक कुशल हो सकती हैं।

एसी की चक्रीय प्रकृति इसे लंबी दूरी के संचरण के लिए आदर्श बनाती है।ट्रांसफार्मर आसानी से एसी वोल्टेज को ऊपर या नीचे कर सकते हैं, जिससे ट्रांसमिशन के दौरान ऊर्जा के नुकसान को कम किया जा सकता है।इसके विपरीत, डीसी को लंबी दूरी के ट्रांसमिशन के लिए अधिक जटिल रूपांतरण और प्रबंधन प्रणालियों की आवश्यकता होती है, इसलिए यह विशिष्ट औद्योगिक उपयोगों और छोटी दूरी के अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त है।

एसी आवृत्ति क्षेत्र से क्षेत्र में भिन्न होती है।उदाहरण के लिए, उत्तरी अमेरिका और कुछ देश 60 हर्ट्ज (HZ) का उपयोग करते हैं, जबकि अधिकांश अन्य क्षेत्र 50 हर्ट्ज का उपयोग करते हैं।ये आवृत्ति अंतर विद्युत उपकरणों के डिजाइन और संचालन को प्रभावित करते हैं, इसलिए विभिन्न क्षेत्रों में उपकरणों का निर्माण और उपयोग करते समय सावधानीपूर्वक विचार की आवश्यकता होती है।कुल मिलाकर, एसी पावर का उपयोग घरों, व्यवसायों और उद्योगों में व्यापक रूप से किया जाता है क्योंकि विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में रूपांतरण, उच्च संचरण दक्षता और बहुमुखी प्रतिभा में आसानी के कारण।

डीसी और एसी वोल्टेज के लिए प्रतीक क्या हैं?

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, डीसी और एसी वोल्टेज को अलग -अलग प्रतीकों द्वारा दर्शाया जाता है।यूनिकोड वर्ण U+2393, जिसे आमतौर पर "⎓" के रूप में प्रदर्शित किया जाता है, का उपयोग अक्सर डीसी अनुप्रयोगों में किया जाता है, जो डीसी करंट की निरंतर दिशा का प्रतीक है।एक मल्टीमीटर पर, डीसी वोल्टेज को आमतौर पर एक पूंजी "वी" द्वारा दर्शाया जाता है, इसके ऊपर एक सीधी रेखा के साथ () वी), डीसी वोल्टेज के लिए माप सीमा को दर्शाता है।

सर्किट आरेखों में, एक डीसी वोल्टेज स्रोत के लिए प्रतीक, जैसे कि एक बैटरी, में दो समानांतर लाइनें होती हैं: एक ठोस रेखा और एक धराशायी लाइन।ठोस रेखा सकारात्मक पोल (+) का प्रतिनिधित्व करती है और धराशायी रेखा नकारात्मक पोल (-) का प्रतिनिधित्व करती है।यह डिजाइन सहज रूप से डीसी वोल्टेज स्रोत की ध्रुवीयता और वर्तमान प्रवाह की दिशा को दर्शाता है।विशेष रूप से, लंबी रेखा सकारात्मक पोल को इंगित करती है, जो एक उच्च क्षमता या वोल्टेज के साथ जुड़ी होती है, जबकि छोटी रेखा नकारात्मक पोल को इंगित करती है, जो कम क्षमता से जुड़ी होती है।यह प्रतीक सार्वभौमिक रूप से इलेक्ट्रॉनिक सर्किट डिजाइन में उपयोग किया जाता है, हालांकि विभिन्न मानकों के आधार पर मामूली V ariat आयनों हो सकते हैं।

चित्रा 4: डीसी वोल्टेज प्रतीक

दूसरी ओर, एसी वोल्टेज को एक पूंजी "वी" द्वारा दर्शाया गया है, इसके ऊपर एक लहराती रेखा के साथ।यह लहराती रेखा समय के साथ एसी करंट के आवधिक परिवर्तनों को दर्शाती है।डीसी के विपरीत, एसी करंट की दिशा और वोल्टेज लगातार बदलती है, और लहराती रेखा प्रभावी रूप से इस विशेषता को व्यक्त करती है।विद्युत उपकरण और परीक्षण उपकरणों में, यह एसी वोल्टेज प्रतीक इंजीनियरों और तकनीशियनों को एसी वोल्टेज को जल्दी से पहचानने और मापने में मदद करता है।

चित्र 5: एसी वोल्टेज प्रतीक

डीसी और एसी वोल्टेज प्रतीकों की सही पहचान और उपयोग सटीक सर्किट डिजाइन और विद्युत उपकरणों के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करती है।चाहे सर्किट आरेखों में या उपकरण कमीशन और रखरखाव के दौरान, मानकीकृत प्रतीक गलतफहमी और त्रुटियों को कम करते हैं, दक्षता और सुरक्षा में सुधार करते हैं।

एक मल्टीमीटर के साथ डीसी और एसी वोल्टेज को कैसे मापें

डीसी वोल्टेज को मापना

एक मल्टीमीटर के साथ डीसी वोल्टेज को मापते समय, चरण सरल होते हैं।एक उदाहरण के रूप में एक बैटरी की जाँच करते हैं।

• तैयारी:डिवाइस से बैटरी निकालें और, यदि कार की बैटरी को मापें, तो हेडलाइट्स को दो मिनट के लिए चालू करें और फिर बैटरी को स्थिर करने के लिए बंद करें।

• जांच कनेक्ट करें:COM सॉकेट में काली जांच को प्लग करें और एक डीसी वोल्टेज (जैसे vω या V-) के साथ लेबल किए गए सॉकेट में लाल जांच।

• बैटरी टर्मिनलों तक पहुंचें:नकारात्मक (-) टर्मिनल पर काली जांच और सकारात्मक (+) टर्मिनल पर लाल जांच रखें।

• मान पढ़ें:मल्टीमीटर पर प्रदर्शित वोल्टेज का निरीक्षण करें और रिकॉर्ड करें।यह मान बैटरी के चार्ज स्तर को इंगित करता है।

• डिस्कनेक्ट करें:पहले लाल जांच निकालें, फिर काली जांच।

चित्रा 6: डीसी वोल्टेज को मापना

एसी वोल्टेज को मापना

एसी वोल्टेज को मापने के लिए थोड़ा अलग दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है।ऐसे:

• अपना मल्टीमीटर सेट करें:डायल को एसी वोल्टेज स्थिति (आमतौर पर ṽ या M, के रूप में चिह्नित) में बदल दें, और यदि वोल्टेज अज्ञात है, तो रेंज को उच्चतम वोल्टेज सेटिंग पर सेट करें।

• लीड कनेक्ट करें:कॉम जैक में ब्लैक लीड को प्लग करें और v। जैक में लाल लीड।

• सर्किट को स्पर्श करें:सर्किट के एक हिस्से को ब्लैक लीड को स्पर्श करें और रेड लेड दूसरे को।ध्यान दें कि एसी वोल्टेज में कोई ध्रुवीयता नहीं है।

• सुरक्षा सावधानियां:अपनी उंगलियों को तार युक्तियों से दूर रखें और बिजली के झटके को रोकने के लिए युक्तियों को एक दूसरे को छूने देने से बचें।

• मान पढ़ें:प्रदर्शन पर माप का निरीक्षण करें, और जब आप समाप्त हो जाते हैं, तो पहले लाल लीड को हटा दें, फिर ब्लैक लीड।

चित्रा 7: एसी वोल्टेज को मापना

समर्थक युक्तियाँ

डीसी वोल्टेज के लिए, यदि रीडिंग नकारात्मक है, तो एक सकारात्मक रीडिंग प्राप्त करने के लिए जांच को स्वैप करें।मूल्य समान रहेगा।एनालॉग मल्टीमीटर का उपयोग करते समय सावधान रहें;जांच को उलटने से डिवाइस को नुकसान हो सकता है।इन प्रक्रियाओं का पालन करते हुए सटीक वोल्टेज माप और विद्युत उपकरणों के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करता है।

आप डीसी पावर और एसी पावर की गणना कैसे करते हैं?

चित्र 8: डीसी पावर और एसी पावर की गणना कैसे करें

डीसी शक्ति की गणना

डीसी सर्किट में शक्ति की गणना करने के लिए, आप ओम के नियम का उपयोग कर सकते हैं।ऐसे:

वोल्टेज निर्धारित करें

सूत्र v = i * आर का उपयोग करें

उदाहरण: यदि वर्तमान (i) 0.5 ए (या 500 एमए) है और प्रतिरोध (आर) 100 ω है, तो:

V = 0.5 a * 100 ω = 50 V

शक्ति की गणना करें

सूत्र P = V * I का उपयोग करें।

उदाहरण: जब v = 50 v और i = 0.5 a:

पी = 50 वी * 0.5 ए = 25 डब्ल्यू

वोल्टेज इकाइयों को परिवर्तित करें

किलोवोल्ट्स (केवी) में परिवर्तित करने के लिए: 1,000 से विभाजित करें।

उदाहरण: 17,250 VDC / 1,000 = 17.25 KVDC

मिलिवोल्ट्स (एमवी) में परिवर्तित करने के लिए: 1,000 से गुणा करें।

उदाहरण: 0.03215 वीडीसी * 1,000 = 32.15 वीडीसी

एसी पावर की गणना

वोल्टेज और वर्तमान की आवधिक प्रकृति के कारण एसी पावर गणना अधिक जटिल है।यहाँ एक विस्तृत गाइड है:

तात्कालिक मूल्यों को समझना

एक एसी सर्किट में, वोल्टेज और वर्तमान समय -समय पर भिन्न होते हैं।तात्कालिक शक्ति (पी) तात्कालिक वोल्टेज (वी) और तात्कालिक वर्तमान (आई) का उत्पाद है।

औसत बिजली गणना

एक चक्र पर औसत शक्ति का उपयोग किया जाता है।यह वोल्टेज और वर्तमान के आरएमएस (रूट माध्य वर्ग) मानों का उपयोग करके गणना की जाती है।

जटिल शक्ति (ओं)

S = V * I * के रूप में व्यक्त किया गया।V और मैं क्रमशः वोल्टेज और वर्तमान के RMS मान हैं।मैं* वर्तमान का जटिल संयुग्म है।

बिजली के घटक एसी सर्किट

सक्रिय शक्ति (पी): शक्ति जो वास्तव में काम करती है।

P = | s |cos φ = | i |^2 * r = | v |^2 / | z |^2 * r

प्रतिक्रियाशील शक्ति (क्यू): प्रतिक्रियाशील तत्वों द्वारा संग्रहीत और जारी पावर।

Q = | s |sin = = | i |^2 * x = | v |^2 / | z |^2 * x

स्पष्ट शक्ति (ओं): सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति का संयोजन।

| S |= ((पी^2 + क्यू^2)

एसी उदाहरण

आरएमएस वोल्टेज और वर्तमान की गणना करें

AC सर्किट में VRMS = 120 V और IRMS = 5 A मान लें।

स्पष्ट शक्ति निर्धारित करें

S = vrms * irms = 120 v * 5 a = 600 va

सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति की गणना करें

यदि चरण कोण (φ) 30 ° है:

सक्रिय शक्ति: p = s cos φ = 600 va * cos (30 °) = 600 va * 0.866 = 519.6 w

प्रतिक्रियाशील शक्ति: q = s sin φ = 600 va * sin (30 °) = 600 VA * 0.5 = 300 var

प्रत्येक चरण को तोड़कर और इन विस्तृत निर्देशों का पालन करके, आप डीसी और एसी पावर की सटीक गणना कर सकते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि विद्युत माप सही और सुरक्षित रूप से किए गए हैं।

डीसी वोल्टेज को कैसे बढ़ावा दें?

प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) पावर सिस्टम में, उच्च-वोल्टेज डीसी-डीसी कन्वर्टर्स जैसे बूस्ट कन्वर्टर्स का उपयोग अक्सर वोल्टेज को बढ़ावा देने के लिए किया जाता है।एक बूस्ट कनवर्टर एक प्रकार का डीसी-डीसी पावर कनवर्टर है जो इनपुट वोल्टेज को उच्च स्तर तक बढ़ावा देने के लिए बार-बार बंद करने और खोलने से ऊर्जा को संग्रहीत और जारी करता है।इस प्रकार के कनवर्टर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है जब उच्च स्तर पर एक स्थिर और कुशल वोल्टेज रूपांतरण की आवश्यकता होती है।

चित्र 9: कनवर्टर को बूस्ट करें

एक बूस्ट कनवर्टर के संचालन में दो मुख्य चरण शामिल हैं:

स्विच समापन: जब स्विच बंद हो जाता है, तो इनपुट वोल्टेज को प्रारंभ करनेवाला पर लागू किया जाता है।यह ऊर्जा संचित करने के लिए प्रारंभ करनेवाला के भीतर चुंबकीय क्षेत्र का कारण बनता है।

स्विच खोलना: जब स्विच खुला होता है, तो इनकार में संग्रहीत ऊर्जा आउटपुट के लिए जारी की जाती है, जिसके परिणामस्वरूप आउटपुट वोल्टेज इनपुट वोल्टेज से अधिक होता है।

एक बूस्ट कनवर्टर में आमतौर पर कम से कम दो अर्धचालक स्विच (जैसे डायोड और ट्रांजिस्टर) और एक ऊर्जा भंडारण तत्व (जैसे कि एक प्रारंभ करनेवाला या संधारित्र) शामिल होते हैं।यह डिज़ाइन कुशल ऊर्जा रूपांतरण और वोल्टेज को बढ़ावा देता है।

बूस्ट कन्वर्टर्स को आउटपुट वोल्टेज को और बढ़ाने के लिए अकेले या कैस्केड में उपयोग किया जा सकता है।यह दृष्टिकोण औद्योगिक उपकरण और इलेक्ट्रिक वाहनों जैसे अनुप्रयोगों में विशिष्ट उच्च-वोल्टेज आवश्यकताओं को पूरा करता है, जिससे बूस्ट कनवर्टर डीसी वोल्टेज रूपांतरण में एक प्रमुख घटक बन जाता है।आउटपुट वोल्टेज में उतार -चढ़ाव और शोर को कम करने के लिए, फिल्टर को बूस्ट कन्वर्टर्स में उपयोग किया जाता है।इन फिल्टर में कैपेसिटर या इंडक्टर्स और कैपेसिटर का संयोजन होता है।वे आउटपुट वोल्टेज को चिकना करते हैं और वोल्टेज परिवर्तनों से गड़बड़ी को कम करते हैं, स्थिरता सुनिश्चित करते हैं और समग्र सिस्टम प्रदर्शन में सुधार करते हैं।एक बूस्ट कनवर्टर का उपयोग करते समय, ध्यान रखें कि बढ़ती वोल्टेज आम तौर पर ऊर्जा के संरक्षण के कानून के कारण निरंतर शक्ति बनाए रखने के लिए वर्तमान में कमी आती है।इसे समझने से उचित डिजाइन और बूस्ट कन्वर्टर्स के अनुप्रयोग में मदद मिल सकती है।

वैकल्पिक वर्तमान (एसी) पावर सिस्टम में, ट्रांसफार्मर का उपयोग या तो स्टेप अप या स्टेप डाउन वोल्टेज के लिए किया जाता है।ट्रांसफॉर्मर एसी करंट द्वारा बनाए गए बदलते चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से माध्यमिक घुमावदार में एक वोल्टेज को प्रेरित करके काम करते हैं।हालांकि, चूंकि डीसी करंट स्थिर है और एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण नहीं करता है, ट्रांसफार्मर डीसी सिस्टम में वोल्टेज को प्रेरित नहीं कर सकते हैं।इसलिए, एक डीसी पावर सिस्टम में, वोल्टेज को बढ़ाने के लिए एक बूस्ट कनवर्टर की आवश्यकता होती है, जबकि वोल्टेज को हटाने के लिए एक हिरन कनवर्टर का उपयोग किया जाता है।

डीसी वोल्टेज को कैसे कम करें?

प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) पावर सिस्टम में, वोल्टेज को कम करना वर्तमान (एसी) सिस्टम की तुलना में अलग तरह से किया जाता है क्योंकि ट्रांसफॉर्मर का उपयोग डीसी वोल्टेज रूपांतरण के लिए नहीं किया जा सकता है।इसके बजाय, "रोकनेवाला-आधारित श्रृंखला वोल्टेज में कमी" और "वोल्टेज डिवाइडर सर्किट" जैसे तरीके आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं।नीचे, हम डीसी पावर स्रोत के रूप में 12-वोल्ट बैटरी और एक उदाहरण के रूप में 6-वोल्ट, 6-वाट हैलोजेन लैंप का उपयोग करके दोनों तरीकों का विस्तार करते हैं।

एक श्रृंखला वोल्टेज-कम करने वाले अवरोधक का उपयोग करना

चित्र 10: श्रृंखला वोल्टेज ड्रॉप रोकनेवाला के वायरिंग आरेख

एक श्रृंखला वोल्टेज-कम करने वाला अवरोधक सर्किट के साथ श्रृंखला में उचित मूल्य के एक अवरोधक को जोड़कर वोल्टेज को कम करने के लिए एक सरल और आमतौर पर उपयोग की जाने वाली विधि है।यह रोकनेवाला लोड के साथ श्रृंखला में है, वोल्टेज के हिस्से को साझा करना ताकि लोड को आवश्यक निचले वोल्टेज मिले।यहाँ विशिष्ट चरण हैं:

कुल वर्तमान निर्धारित करें: लोड की शक्ति और वोल्टेज के आधार पर, कुल वर्तमान की गणना करें।उदाहरण के लिए, एक 6V, 6W हैलोजेन लैंप के लिए, वर्तमान I = P/V = 6W/6V = 1A

श्रृंखला प्रतिरोध की गणना करें: 12 वी से 6 वी को कम करने के लिए, श्रृंखला अवरोधक को 6 वी वोल्टेज ड्रॉप को सहन करने की आवश्यकता है।ओम के नियम के अनुसार r = v/i, आवश्यक प्रतिरोध r = 6v/1a = 6।

उपयुक्त रोकनेवाला शक्ति ： चुनें जिस शक्ति को रोकनेवाला को P = V × I = 6V × 1A = 6W का सामना करना पड़ता है, इसलिए कम से कम 6 W की रेटेड शक्ति के साथ एक अवरोधक चुनें।

लोड के साथ श्रृंखला में इस 6 this अवरोधक को जोड़ने के बाद, सर्किट में वर्तमान अभी भी 1 ए है, लेकिन रोकनेवाला 6 वी वोल्टेज को साझा करेगा ताकि लोड को 6-वोल्ट वर्किंग वोल्टेज मिले।हालांकि यह विधि सरल है, यह कुशल नहीं है क्योंकि रोकनेवाला शक्ति का उपभोग करता है।यह कम बिजली की आवश्यकताओं के साथ सरल सर्किट के लिए उपयुक्त है।

वोल्टेज डिवाइडर सर्किट

एक वोल्टेज डिवाइडर सर्किट वोल्टेज को कम करने के लिए एक अधिक लचीला विधि है, दो प्रतिरोधों का उपयोग करके वोल्टेज डिवाइडर बनाने और वांछित वोल्टेज वितरण को प्राप्त करने के लिए।

रोकनेवाला मान चुनें: वोल्टेज डिवाइडर बनाने के लिए दो फिक्स्ड-वैल्यू रेसिस्टर्स (R1 और R2) का चयन करें।12V से 6V को कम करने के लिए, R1 = R2 चुनें, इसलिए प्रत्येक रोकनेवाला आधा वोल्टेज साझा करता है।

सर्किट कनेक्ट करें: श्रृंखला में दो प्रतिरोधों को कनेक्ट करें।पूरी श्रृंखला में 12V आपूर्ति लागू करें, और आउटपुट वोल्टेज के रूप में मध्य नोड से वोल्टेज लें।उदाहरण के लिए, यदि R1 और R2 दोनों 6 and हैं, तो मध्य नोड में 6V होगा।

लोड कनेक्ट करें: वोल्टेज डिवाइडर सर्किट और ग्राउंड के मध्य नोड में लोड संलग्न करें।वोल्टेज डिवाइडर सर्किट का आउटपुट लोड का इनपुट वोल्टेज है।

चित्र 11: वोल्टेज डिवाइडर सर्किट

यह विधि वोल्टेज डिवाइडर सर्किट के डिजाइन के माध्यम से लचीले वोल्टेज समायोजन की अनुमति देती है और विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।सुनिश्चित करें कि प्रतिरोध पर लोड के प्रभाव को स्थिर आउटपुट वोल्टेज बनाए रखने के लिए माना जाता है।

एयर कंडीशनर बिजली की खपत को कैसे कम करें?

उच्च एयर कंडीशनिंग बिल चिंताजनक हो सकते हैं, लेकिन एयर कंडीशनिंग बिजली की खपत को कम करने के प्रभावी तरीके हैं।ये टिप्स न केवल आपके बिजली के बिल पर पैसे बचाएंगे, बल्कि आपके एयर कंडीशनर के जीवन का विस्तार भी करेंगे और इसकी दक्षता में सुधार करेंगे।यहाँ कुछ व्यावहारिक सुझाव दिए गए हैं।

चित्रा 12: एयर कंडीशनिंग बिजली की खपत को कम करने के लिए टिप्स

उपयोग में नहीं होने पर अपने एयर कंडीशनर को बंद करें

जब आपको इसकी आवश्यकता न हो तो हमेशा अपने एयर कंडीशनर को बंद कर दें।यह सरल कदम बहुत अधिक बिजली बचा सकता है।यहां तक ​​कि स्टैंडबाय मोड में, एयर कंडीशनर कुछ शक्ति का उपयोग करते हैं, इसलिए इसे पूरी तरह से बंद करने से अनावश्यक ऊर्जा की खपत से बचने में मदद मिलती है।

अपने एयर कंडीशनर को एक आदर्श तापमान पर रखें

अपने एयर कंडीशनर को एक आरामदायक और ऊर्जा-कुशल तापमान रेंज में सेट करें, जैसे कि गर्मियों में 78-82 ° F (26-28 ° C)।कम तापमान सेटिंग्स एयर कंडीशनर के कार्यभार और बिजली की खपत को बढ़ाती हैं।

नियमित रूप से अपने एयर कंडीशनर को बनाए रखें

नियमित रखरखाव यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि आपका एयर कंडीशनर कुशलता से चलता है।स्वच्छ फिल्टर, कंडेनसर और बाष्पीकरणकर्ता की जांच करें, और आवश्यकतानुसार सर्द को फिर से भरें।ये कदम आपके एयर कंडीशनर के प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं और बिजली की खपत को कम कर सकते हैं।

पुरानी या दोषपूर्ण इकाइयों को बदलें

यदि आप ध्यान दें कि नियमित रखरखाव के बावजूद आपकी बिजली की खपत में काफी वृद्धि हुई है, तो यह आपके एयर कंडीशनर को बदलने का समय हो सकता है।नए मॉडल में अक्सर एक उच्च ऊर्जा दक्षता अनुपात (ईईआर) होता है, जो बिजली की खपत को काफी कम कर सकता है।

अपने पुराने एयर कंडीशनर को बेचें या अपग्रेड करें

एक नए ऊर्जा-कुशल मॉडल के साथ अपने पुराने एयर कंडीशनर को बेचने या बदलने पर विचार करें।आधुनिक एयर कंडीशनर अधिक कुशल उन्नत तकनीक का उपयोग करते हैं जो आपके बिजली के बिलों को कम कर सकते हैं।

सहायक शीतलन उपकरण का उपयोग करें

एयर कंडीशनर के बगल में एक सीलिंग फैन चलाने से वायु परिसंचरण में सुधार हो सकता है और कमरे को तेजी से ठंडा कर सकता है।यह एयर कंडीशनर को कम समय के लिए चलाने की अनुमति देता है, जिससे बिजली की खपत कम हो जाती है।

IoT डिवाइस चुनें

इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) डिवाइस आपको अपने एयर कंडीशनर की स्विचिंग और तापमान सेटिंग्स को बुद्धिमानी से नियंत्रित करने में मदद कर सकते हैं।ये डिवाइस अपनी आवश्यकताओं के अनुसार स्वचालित रूप से एयर कंडीशनर को चालू या बंद कर देते हैं, जिससे ऊर्जा अपशिष्ट को रोका जाता है।उन्हें स्मार्टफोन ऐप के माध्यम से दूर से भी नियंत्रित किया जा सकता है।

दरवाजे और खिड़कियां बंद करें

जब एयर कंडीशनर चालू होता है, तो ठंडी हवा को बचने से रोकने के लिए दरवाजे और खिड़कियां बंद होनी चाहिए, इनडोर तापमान को स्थिर रखें, एयर कंडीशनर लोड को कम करें, और बिजली की खपत को कम करें।

एयर कंडीशनर फिल्टर को नियमित रूप से साफ करें

एयर कंडीशनर फिल्टर की स्वच्छता का एयर कंडीशनर की दक्षता पर बहुत प्रभाव पड़ता है।नियमित रूप से फ़िल्टर की सफाई या प्रतिस्थापित करना अच्छा वेंटिलेशन सुनिश्चित कर सकता है, कंप्रेसर लोड को कम कर सकता है और बिजली की खपत को कम कर सकता है।

सीधे धूप से बचें

सुनिश्चित करें कि एयर कंडीशनर कंप्रेसर को एक ठंडी जगह पर रखा गया है।प्रत्यक्ष सूर्य के प्रकाश कंप्रेसर को ओवरहीट कर सकता है, कंप्रेसर दक्षता को कम कर सकता है और बिजली की खपत बढ़ा सकता है।बाहरी इकाई के ऊपर एक सनशेड स्थापित करें या इसे एक ठंडी जगह पर रखें।

इन विधियों के माध्यम से, आप एयर कंडीशनर की बिजली की खपत को प्रभावी ढंग से कम कर सकते हैं, मासिक बिजली के बिलों को बचा सकते हैं, और एयर कंडीशनर की दक्षता और सेवा जीवन को बढ़ा सकते हैं।ये उपाय न केवल ऊर्जा-बचत करते हैं, बल्कि पर्यावरण के अनुकूल भी हैं।

प्रत्यक्ष वर्तमान के लाभ और नुकसान

चित्र 13: प्रत्यक्ष वर्तमान की विशेषताएं

प्रत्यक्ष वर्तमान के लाभ

प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) महत्वपूर्ण दक्षता लाभ प्रदान करता है।वर्तमान (एसी) के विपरीत, डीसी सिस्टम प्रतिक्रियाशील शक्ति, त्वचा प्रभाव और वोल्टेज ड्रॉप के कारण ऊर्जा हानि से बचते हैं, और इसलिए आम तौर पर अधिक कुशल होते हैं।यह दक्षता उन अनुप्रयोगों में विशेष रूप से फायदेमंद है जिन्हें कुशल ऊर्जा संचरण की आवश्यकता होती है।डीसी बैटरी स्टोरेज के लिए मानक है, जो अक्षय ऊर्जा स्रोतों जैसे सौर और पवन ऊर्जा के लिए आदर्श है।सौर पैनल और पवन टर्बाइन डीसी पावर उत्पन्न करते हैं, जो बैटरी में संग्रहीत होता है और फिर आवासीय या औद्योगिक उपयोग के लिए इनवर्टर का उपयोग करके एसी में परिवर्तित हो जाता है।

डीसी बिजली की आपूर्ति एक स्थिर, निरंतर वोल्टेज या वर्तमान नाजुक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयुक्त प्रदान करती है।यह स्थिरता वोल्टेज में उतार-चढ़ाव और विद्युत शोर को कम करती है, जिससे चिकित्सा और संचार उपकरण जैसे उच्च-शक्ति मांग वाले क्षेत्रों में डीसी अपरिहार्य हो जाता है।डीसी नियंत्रण और विनियमन में उत्कृष्टता प्राप्त करता है।यह वोल्टेज और वर्तमान स्तरों के सटीक फाइन-ट्यूनिंग की अनुमति देता है, जिससे यह उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाता है, जिन्हें सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है, जैसे कि इलेक्ट्रिक वाहन, इलेक्ट्रिक मोटर्स और औद्योगिक स्वचालन प्रणाली।

डीसी भी सुरक्षित है, एसी की तुलना में बिजली के झटके का कम जोखिम है।उचित इन्सुलेशन और ग्राउंडिंग के साथ, डीसी सिस्टम कम-वोल्टेज संचालन में अधिक सुरक्षा प्रदान कर सकते हैं और घरेलू और औद्योगिक वातावरण के लिए उपयुक्त हैं।

डीसी के नुकसान

हालांकि, डीसी के अपने नुकसान भी हैं।लंबी दूरी पर डीसी को प्रसारित करना अक्षम है।जबकि उच्च-वोल्टेज डीसी (एचवीडीसी) तकनीक इस समस्या को कम कर सकती है, एसी आसानी से ट्रांसफॉर्मर के माध्यम से अपने वोल्टेज को समायोजित कर सकता है, जिससे यह लंबी दूरी पर अधिक कुशल हो जाता है।एक डीसी वितरण बुनियादी ढांचा का निर्माण महंगा और जटिल है।डीसी सिस्टम को पावर इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टर्स, इनवर्टर और अन्य विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है, जिससे प्रारंभिक निवेश और रखरखाव लागत बढ़ जाती है।

डीसी बिजली की आपूर्ति सीमित है।एसी पावर के विपरीत, जो उपयोगिता ग्रिड से आसानी से उपलब्ध है, डीसी पावर को एक विशिष्ट सेटअप की आवश्यकता होती है, जैसे बैटरी, सौर पैनल या जनरेटर।इस सीमा ने कुछ क्षेत्रों में डीसी को व्यापक रूप से अपनाया है।मौजूदा उपकरणों के साथ संगतता एक और मुद्दा है।अधिकांश विद्युत उपकरण और उपकरण एसी पावर के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।इन उपकरणों को डीसी पावर में परिवर्तित करने के लिए अतिरिक्त रूपांतरण उपकरण या संशोधनों की आवश्यकता होती है, जटिलता और लागत को जोड़ना।

डीसी सिस्टम का रखरखाव अधिक चुनौतीपूर्ण है।इनवर्टर और कन्वर्टर्स जैसे जटिल इलेक्ट्रॉनिक घटकों को अधिक लगातार रखरखाव और जटिल समस्या निवारण की आवश्यकता हो सकती है।यह सिस्टम की परिचालन लागत और समय निवेश को बढ़ा सकता है।

वैकल्पिक वर्तमान के लाभ और नुकसान

वैकल्पिक वर्तमान (एसी) की एक प्रमुख विशेषता यह है कि समय के साथ समय -समय पर इसका वोल्टेज या वर्तमान परिवर्तन होता है, आमतौर पर एक साइन वेव का निर्माण होता है।प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) के विपरीत, एसी सर्किट में सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुव तय नहीं होते हैं क्योंकि वर्तमान की दिशा लगातार बदल रही है।एसी आमतौर पर विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के माध्यम से जनरेटर द्वारा निर्मित होता है।इसके अलावा, एसी सप्लाई वोल्टेज को ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करके आसानी से ऊपर या नीचे ले जाया जा सकता है, जिससे कुशल पावर ट्रांसमिशन और वितरण की सुविधा मिलती है।

चित्र 14: वैकल्पिक वर्तमान की विशेषताएं

एसी सर्किट के लाभ

एसी सर्किट के कई फायदे हैं।एक प्रमुख लाभ ट्रांसफार्मर का उपयोग है, जो वोल्टेज विनियमन को सरल करता है।जनरेटर उच्च-वोल्टेज एसी का उत्पादन कर सकते हैं और फिर इसे लंबी दूरी के संचरण के लिए कदम बढ़ा सकते हैं, जो दक्षता में सुधार करता है और नुकसान को कम करता है।उच्च वोल्टेज ट्रांसमिशन लॉस को कम करता है।

एक और फायदा यह है कि एसी को आसानी से एक रेक्टिफायर का उपयोग करके डीसी में परिवर्तित किया जा सकता है, जिससे एसी विभिन्न प्रकार के डीसी लोड को बिजली देने की अनुमति देता है।एसी एकल-चरण और तीन-चरण भार को संभाल सकता है, जिससे यह औद्योगिक और घरेलू अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।एसी उपकरणों के व्यापक उपयोग ने लागत को कम कर दिया है, जिससे एसी उपकरण अपेक्षाकृत सस्ते, कॉम्पैक्ट और स्टाइलिश हो गए हैं, जिससे एसी सिस्टम के वैश्विक गोद लेने को बढ़ावा मिलता है।

एसी सर्किट के नुकसान

एसी के कई लाभों के बावजूद, कुछ नुकसान हैं।एसी बैटरी चार्जिंग सर्किट के लिए उपयुक्त नहीं है क्योंकि बैटरी को निरंतर डीसी वोल्टेज की आवश्यकता होती है।यह इलेक्ट्रोप्लेटिंग और इलेक्ट्रिक ट्रैक्शन के लिए भी उपयुक्त नहीं है क्योंकि इन उद्योगों को एक स्थिर वर्तमान दिशा और वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

एसी के साथ एक महत्वपूर्ण समस्या त्वचा प्रभाव है, जहां एसी करंट कंडक्टर की सतह पर प्रवाहित होता है, प्रभावी प्रतिरोध को बढ़ाता है और वर्तमान हस्तांतरण की दक्षता को कम करता है।एसी सर्किट में, इंडक्टर्स और कैपेसिटर के मान आवृत्ति के साथ भिन्न होते हैं, सर्किट डिजाइन को जटिल करते हैं।एसी उपकरण भी कंपन, शोर और हार्मोनिक प्रभावों के कारण एक छोटा सेवा जीवन होता है।इसके अलावा, एसी सर्किट में वोल्टेज की गिरावट अधिक महत्वपूर्ण होती है, जिसके परिणामस्वरूप खराब वोल्टेज विनियमन होता है।डिजाइन विचारों को प्रतिरोधों, इंडक्टर्स और कैपेसिटर के आवृत्ति-निर्भर व्यवहार के लिए जिम्मेदार होना चाहिए, जो जटिलता में जोड़ता है।

डीसी के आवेदन

चित्र 15: प्रत्यक्ष वर्तमान का अनुप्रयोग

इलेक्ट्रॉनिक्स: प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) का उपयोग कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे कंप्यूटर, स्मार्टफोन, टेलीविज़न और रेडियो में किया जाता है।इन उपकरणों में एकीकृत सर्किट और डिजिटल घटकों को ठीक से काम करने के लिए डीसी पावर की स्थिर आपूर्ति की आवश्यकता होती है।यह निरंतर वोल्टेज और वर्तमान उपकरणों की विश्वसनीयता और प्रदर्शन सुनिश्चित करते हैं।इसके अलावा, कई घरेलू उपकरण, जिनमें बिजली के प्रशंसक, साउंड सिस्टम और होम ऑटोमेशन डिवाइस शामिल हैं, संचालित करने के लिए डीसी पावर पर भरोसा करते हैं।

छोटे उपकरणों को पावर करना: कई पोर्टेबल डिवाइस बैटरी द्वारा संचालित होते हैं, जो डीसी पावर प्रदान करते हैं।उदाहरणों में फ्लैशलाइट, रिमोट कंट्रोल और पोर्टेबल म्यूजिक प्लेयर शामिल हैं।बैटरी बिजली की एक स्थिर आपूर्ति प्रदान करती है, जिससे इन उपकरणों को विद्युत आउटलेट की आवश्यकता के बिना कहीं भी उपयोग किया जा सकता है।यह सुविधा यह सुनिश्चित करती है कि उपकरण विद्युत आउटलेट के बिना भी मज़बूती से काम कर सकते हैं।

बिजली के वाहन: इलेक्ट्रिक वाहन (ईवीएस) डीसी पावर पर बहुत भरोसा करते हैं।ईवीएस स्टोर डीसी पावर में बैटरी, जिसे तब इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा ड्राइव एनर्जी में बदल दिया जाता है।ऑनबोर्ड चार्जिंग सिस्टम बैटरी को चार्ज करने के लिए चार्जिंग स्टेशन से एसी पावर को डीसी पावर में परिवर्तित करता है।यह कुशल और नियंत्रणीय डीसी पावर सिस्टम ईवीएस के प्रदर्शन और सीमा में सुधार करता है।

अक्षय ऊर्जा प्रणाली: डीसी पावर का उपयोग अक्षय ऊर्जा प्रणालियों में किया जाता है।सौर फोटोवोल्टिक (पीवी) पैनल और पवन टर्बाइन प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) उत्पन्न करते हैं, जो ग्रिड एकीकरण या ऑफ-ग्रिड अनुप्रयोगों के लिए इनवर्टर द्वारा वर्तमान (एसी) को वैकल्पिक रूप से परिवर्तित किया जाता है।यह ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में सुधार करता है और स्वच्छ ऊर्जा के विकास का समर्थन करता है।उदाहरण के लिए, इन-होम सोलर सिस्टम, डीसी को विश्वसनीय होम पावर प्रदान करने के लिए इनवर्टर द्वारा परिवर्तित किया जाता है।

दूरसंचार: महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे के लिए बैकअप पावर सुनिश्चित करने के लिए दूरसंचार नेटवर्क डीसी का उपयोग करते हैं।सेल टावर्स, डेटा सेंटर और संचार उपकरण अक्सर बिजली के आउटेज के दौरान बिजली बनाए रखने के लिए डीसी सिस्टम से जुड़े होते हैं।इन सिस्टमों में बैटरी डीसी पावर को स्टोर करती है, आपात स्थिति में स्थिर शक्ति प्रदान करती है और निरंतर नेटवर्क संचालन सुनिश्चित करती है।

परिवहन: डीसी का उपयोग आमतौर पर इलेक्ट्रिक ट्रेनों, ट्राम और मेट्रो सिस्टम में किया जाता है।डीसी ट्रैक्शन सिस्टम डीसी मोटर्स के माध्यम से कुशल और नियंत्रणीय त्वरण प्रदान करते हैं, जिससे वे रेल परिवहन के लिए आदर्श बन जाते हैं।यह अनुप्रयोग परिचालन लागत और पर्यावरणीय प्रभाव को कम करते हुए परिवहन ऊर्जा दक्षता में सुधार करता है।

इलेक्ट्रोप्लेटिंग: औद्योगिक इलेक्ट्रोप्लेटिंग में, डीसी का उपयोग सब्सट्रेट पर धातु कोटिंग्स जमा करने के लिए किया जाता है।वोल्टेज और करंट को नियंत्रित करके, उच्च गुणवत्ता वाले इलेक्ट्रोप्लेटिंग परिणाम प्राप्त करने के लिए धातु जमाव दर को ठीक से समायोजित किया जा सकता है।प्रौद्योगिकी का व्यापक रूप से विनिर्माण उद्योग में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से मोटर वाहन, इलेक्ट्रॉनिक्स और सजावट उद्योगों में।

वेल्डिंग: वेल्डिंग इलेक्ट्रोड और वर्कपीस के बीच एक विद्युत निर्वहन बनाने के लिए वेल्डिंग में डीसी का उपयोग किया जाता है।डिस्चार्ज से गर्मी धातु को पिघला देती है, जिससे धातुओं का एक संलयन होता है।यह वेल्डिंग विधि निर्माण, निर्माण और मरम्मत उद्योगों में आम है और एक मजबूत, टिकाऊ कनेक्शन प्रदान करती है।

अनुसंधान और परीक्षण: प्रयोगशालाएं अनुसंधान, परीक्षण और अंशांकन के लिए डीसी पावर का उपयोग करती हैं।प्रायोगिक उपकरण को एक स्थिर, सटीक शक्ति स्रोत की आवश्यकता होती है, और डीसी इन जरूरतों को पूरा कर सकता है।उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनिक घटकों का परीक्षण करने के लिए डीसी का उपयोग करना प्रयोगात्मक परिणामों की सटीकता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है।

चिकित्सा अनुप्रयोग: डीसी का उपयोग चिकित्सा उपकरणों जैसे पेसमेकर, डिफिब्रिलेटर, इलेक्ट्रोक्यूटरी टूल और कुछ नैदानिक ​​उपकरणों में किया जाता है।ये डिवाइस सटीक और नियंत्रित संचालन के लिए डीसी पर भरोसा करते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि मरीज विश्वसनीय और सुरक्षित उपचार प्राप्त करते हैं।चिकित्सा उपकरणों में डीसी का उपयोग न केवल उपचार के परिणामों में सुधार कर सकता है, बल्कि उपकरणों की स्थिरता और जीवन को भी बढ़ा सकता है।

इन अनुप्रयोगों को समझकर, उपयोगकर्ता विभिन्न क्षेत्रों में डीसी की बहुमुखी प्रतिभा और महत्व को समझ सकते हैं, प्रत्येक उपयोग के मामले में प्रभावी और विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित कर सकते हैं।

एसी के अनुप्रयोग

चित्र 16: एसी के अनुप्रयोग

परिवहन और औद्योगिक बिजली उत्पादन: वैकल्पिक वर्तमान (एसी) आधुनिक बिजली प्रणालियों में आवश्यक है, विशेष रूप से परिवहन और औद्योगिक बिजली उत्पादन के लिए।लगभग हर घर और व्यवसाय उनकी दैनिक बिजली की जरूरतों के लिए एसी पर निर्भर करता है।इसके विपरीत, डायरेक्ट करंट (डीसी) में अनुप्रयोगों की अधिक सीमित सीमा होती है क्योंकि यह लंबी दूरी पर संचरण के दौरान गर्म करने के लिए होता है, जिससे आग के जोखिम और लागत बढ़ जाती है।इसके अलावा, डीसी के लिए उच्च वोल्टेज और कम वर्तमान को कम वोल्टेज और उच्च वर्तमान में परिवर्तित करना मुश्किल है, जबकि एसी आसानी से एक ट्रांसफार्मर के साथ ऐसा कर सकता है।

घरेलू उपकरण: एसी पॉवर्स इलेक्ट्रिक मोटर्स, जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।घर के उपकरण जैसे कि रेफ्रिजरेटर, डिशवॉशर, कचरा डिस्पोजल, और ओवन सभी एसी पर भरोसा करते हैं।इन उपकरणों में मोटर्स विभिन्न यांत्रिक कार्यों को करने के लिए एसी का उपयोग करते हैं।एसी अपनी विश्वसनीयता और सुविधा के कारण घरेलू उपकरणों के लिए पसंदीदा शक्ति स्रोत है।

बैटरी से चलने वाले डिवाइस: हालांकि एसी प्रमुख है, डीसी बैटरी-संचालित उपकरणों के लिए उपयुक्त है।इन उपकरणों को आमतौर पर एक एडाप्टर के माध्यम से चार्ज किया जाता है जो एसी को डीसी में परिवर्तित करता है, जैसे कि एसी/डीसी एडाप्टर जो एक दीवार सॉकेट या यूएसबी कनेक्शन में प्लग करता है।उदाहरणों में फ्लैशलाइट, मोबाइल फोन, आधुनिक टीवी (एसी/डीसी एडेप्टर के साथ), और इलेक्ट्रिक वाहन शामिल हैं।यद्यपि ये डिवाइस डीसी पावर पर चलते हैं, लेकिन उनका पावर स्रोत आमतौर पर एसी होता है, जिसमें रूपांतरण एक एडाप्टर द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

वितरण प्रणाली: वितरण प्रणाली में एसी के महत्वपूर्ण लाभ हैं।ट्रांसफार्मर के माध्यम से, एसी को विभिन्न बिजली की जरूरतों को पूरा करने के लिए आसानी से अलग -अलग वोल्टेज में परिवर्तित किया जा सकता है।ट्रांसफार्मर डीसी सिस्टम में एक ही फ़ंक्शन को प्राप्त करना मुश्किल बनाते हैं, इसलिए एसी बिजली वितरण में अधिक लचीला और कुशल है।उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन प्रभावी रूप से बिजली के नुकसान को कम कर सकता है, जो विशेष रूप से लंबी दूरी के संचरण के लिए महत्वपूर्ण है।पावर सप्लाई वोल्टेज को मानते हुए 250 वोल्ट है, वर्तमान 4 एम्परिस है, केबल प्रतिरोध 1 ओम है, और ट्रांसमिशन पावर 1000 वाट है, फॉर्मूला \ (P = I^2 \ _ \ _ \ _) के अनुसार, बिजली की हानि16 वाट है, जो नुकसान को कम करने में उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन का लाभ दिखाता है।

चित्र 17: एसी बिजली वितरण प्रणाली

एसी और डीसी वोल्टेज के बीच अंतर

विद्युत ऊर्जा दो मुख्य रूपों में आती है: वैकल्पिक वर्तमान (एसी) और प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी)।दोनों व्यापक रूप से विद्युत उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं, लेकिन वे अपने उपयोग, सिग्नल पैटर्न और अन्य पहलुओं में बहुत भिन्न होते हैं।निम्नलिखित एसी और डीसी के बीच मुख्य अंतर का विवरण है।

चित्र 18: एसी वोल्टेज बनाम डीसी वोल्टेज

परिभाषा और संकेत पैटर्न

एसी वोल्टेज समय -समय पर बदलते वर्तमान की दिशा के साथ, दो बिंदुओं के बीच वर्तमान के एक दोलन प्रवाह को चलाता है।इसके विपरीत, डीसी वोल्टेज वर्तमान शेष स्थिर की दिशा के साथ, दो बिंदुओं के बीच एक यूनिडायरेक्शनल वर्तमान का उत्पादन करता है।एसी वोल्टेज और वर्तमान समय के साथ भिन्न होते हैं, आमतौर पर एक साइन वेव, स्क्वायर वेव, ट्रेपज़ोइडल वेव, या त्रिकोणीय तरंग बनाते हैं।डीसी एक निरंतर दिशा और आयाम के साथ स्पंदित या शुद्ध हो सकता है।

आवृत्ति और दक्षता

एसी आवृत्ति क्षेत्र द्वारा भिन्न होती है, 60 हर्ट्ज उत्तरी अमेरिका में आम है और यूरोप और अन्य क्षेत्रों में 50 हर्ट्ज है।डीसी में कोई आवृत्ति नहीं है, वास्तव में, इसकी आवृत्ति शून्य है।एसी दक्षता 0 से 1 तक होती है, जबकि डीसी दक्षता 0. पर स्थिर होती है। यह कुछ अनुप्रयोगों में डीसी की तुलना में एसी को संभावित रूप से अधिक कुशल बनाता है, विशेष रूप से लंबी दूरी के संचरण के लिए।

वर्तमान दिशा और उतार -चढ़ाव

एसी वर्तमान दिशा लगातार बदलती है, जिससे इसके वोल्टेज और वर्तमान मूल्यों में समय के साथ उतार -चढ़ाव होता है।डीसी वर्तमान दिशा सुसंगत बनी हुई है, और वोल्टेज और वर्तमान मूल्य स्थिर हैं।यह एसी को गतिशील भार के लिए उपयुक्त बनाता है, जबकि डीसी स्थिर बिजली स्रोतों के लिए बेहतर अनुकूल है।

बिजली स्रोत और रूपांतरण

एसी आमतौर पर जनरेटर द्वारा निर्मित होता है और इसे आसानी से ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करके अलग -अलग वोल्टेज में परिवर्तित किया जा सकता है, जो कुशल पावर ट्रांसमिशन की सुविधा प्रदान करता है।डीसी आमतौर पर बैटरी या स्टोरेज बैटरी से आता है।डीसी को एसी में परिवर्तित करने के लिए एक इन्वर्टर की आवश्यकता होती है, जबकि एसी को डीसी में परिवर्तित करने के लिए एक रेक्टिफायर की आवश्यकता होती है।

अनुकूलनशीलता और लोड प्रकार

एसी कैपेसिटेंस, इंडक्शन और प्रतिरोध सहित विभिन्न प्रकार के भार को संभाल सकता है।डीसी मुख्य रूप से प्रतिरोधक भार के लिए उपयुक्त है।यह बहुमुखी प्रतिभा एसी को व्यापक रूप से घरेलू और औद्योगिक उपकरणों में उपयोग किया जाता है, जैसे कि डिशवॉशर, रेफ्रिजरेटर और टोस्टर।डीसी पोर्टेबल उपकरणों और इलेक्ट्रॉनिक्स में आम है, जैसे कि मोबाइल फोन, एलसीडी टीवी और इलेक्ट्रिक वाहन।

सुरक्षा और अनुप्रयोग

एसी और डीसी दोनों स्वाभाविक रूप से खतरनाक हैं, लेकिन डीसी आमतौर पर इसकी निरंतर वर्तमान दिशा और उच्च वर्तमान घनत्व के कारण अधिक खतरनाक है।एसी का उपयोग मुख्य रूप से उच्च-शक्ति वाले घरेलू और औद्योगिक उपकरणों में किया जाता है, जबकि डीसी बैटरी से चलने वाले पोर्टेबल उपकरणों और इलेक्ट्रॉनिक्स में प्रचलित है।

बिजली संचरण और हानि

एसी को उच्च-वोल्टेज डायरेक्ट करंट (एचवीडीसी) सिस्टम पर कुशलता से प्रेषित किया जा सकता है, जो लंबी दूरी पर नुकसान को कम करता है।हालांकि डीसी को एचवीडीसी सिस्टम पर भी प्रेषित किया जा सकता है, लेकिन पावर ट्रांसमिशन में इसका उपयोग कम आम है।एचवीडीसी सिस्टम अत्यधिक उन्नत हैं और विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों के लिए अनुकूल हैं जहां वोल्टेज के नुकसान को कम करने की आवश्यकता है।

स्वीप प्रकार और विश्लेषण

एसी के आवृत्ति विश्लेषण का उपयोग सर्किट के छोटे-सिग्नल वोल्टेज प्रतिक्रिया की गणना करने के लिए किया जाता है।डीसी स्वीप फ़ंक्शन वोल्टेज मूल्यों की एक सीमा पर एक निर्दिष्ट बिजली की आपूर्ति के परिचालन बिंदु की गणना करता है, आमतौर पर पूर्वनिर्धारित वेतन वृद्धि में।डीसी स्वीप फ़ंक्शन एक चर डीसी घटक के साथ किसी भी बिजली की आपूर्ति के साथ संगत है, इसमें 100 मिलीसेकंड से लेकर 10,000 सेकंड तक की दरें हैं, और रैंप या त्रिकोणीय तरंग का उपयोग करके संचालित कर सकते हैं।

चित्र 19: एसी और डीसी के बीच अंतर

एसी वोल्टेज को डीसी वोल्टेज में कैसे परिवर्तित करें

पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) को प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) में बदलना आवश्यक है।यह प्रक्रिया विभिन्न प्रकार की तकनीकों और उपकरणों का उपयोग करती है, प्रत्येक विशिष्ट विशेषताओं और अनुप्रयोगों के साथ।एसी वोल्टेज को डीसी वोल्टेज में परिवर्तित करने के तीन सामान्य तरीके यहां दिए गए हैं: रेक्टिफायर, रोटरी कन्वर्टर्स और स्विच मोड पावर सप्लाई (एसएमपीएस)।

चित्र 20: एसी से डीसी बिजली आपूर्ति सर्किट आरेख

रेक्टिफायर्स

रेक्टिफायर एसी को चरणों की एक श्रृंखला में डीसी में परिवर्तित करते हैं:

• वोल्टेज में कमी: उच्च-वोल्टेज एसी संचारित करने के लिए अधिक कुशल है, लेकिन सुरक्षित उपयोग के लिए वोल्टेज को कम किया जाना चाहिए।एक स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर वोल्टेज को कम करने के लिए प्राथमिक और द्वितीयक कॉइल के बीच टर्न अनुपात का उपयोग करता है।प्राथमिक कॉइल में अधिक मोड़ हैं, उच्च वोल्टेज को एक निचले, प्रयोग करने योग्य वोल्टेज में परिवर्तित करते हैं।

• एसी से डीसी रूपांतरण: वोल्टेज को कम करने के बाद, एसी को डीसी में परिवर्तित करने के लिए एक रेक्टिफायर का उपयोग किया जाता है।चार डायोड के साथ एक पूर्ण-पुल रेक्टिफायर आम है।ये डायोड स्पंदित डीसी का उत्पादन करने के लिए एसी के सकारात्मक और नकारात्मक आधे-चक्र के बीच वैकल्पिक होते हैं।दो डायोड सकारात्मक आधे-चक्र के दौरान और अन्य दो नकारात्मक आधे चक्र के दौरान आचरण करते हैं, पूर्ण-तरंग सुधार प्राप्त करते हैं।

• बेहतर डीसी तरंग: प्रारंभिक सुधारित डीसी तरंग में धड़कन और उतार -चढ़ाव होते हैं।कैपेसिटर ऊर्जा भंडारण करके तरंग को चिकना करते हैं जब इनपुट वोल्टेज बढ़ता है और वोल्टेज के गिरने पर इसे जारी करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक चिकनी डीसी आउटपुट होता है।

• स्थिर डीसी वोल्टेज: वोल्टेज नियामक एकीकृत सर्किट (आईसी) डीसी वोल्टेज को एक निरंतर मूल्य पर स्थिर करता है।ICS जैसे कि 7805 और 7809 आउटपुट को क्रमशः 5V और 9V तक विनियमित करते हैं, एक स्थिर बिजली की आपूर्ति प्रदान करते हैं।

रोटरी कनवर्टर

एक रोटरी कनवर्टर एक यांत्रिक उपकरण है जो एसी पावर को काइनेटिक ऊर्जा और विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का उपयोग करके डीसी पावर में परिवर्तित करता है।

• संरचना और फ़ंक्शन: इसमें एक घूर्णन आर्मेचर और एक उत्तेजना का कॉइल होता है।डीसी पावर का उत्पादन करने के लिए रोटर वाइंडिंग में एकीकृत एक कम्यूटेटर द्वारा एसी पावर को ठीक किया जाता है।

• संचालन: ऊर्जावान कुंडल घूमता है, निश्चित क्षेत्र घुमावदार को रोमांचक करता है, एक स्थिर डीसी शक्ति का उत्पादन करता है।इसका उपयोग एसी स्लिप रिंग्स के कारण एसी जनरेटर के रूप में भी किया जा सकता है।

स्विचिंग बिजली की आपूर्ति (एसएमपी)

एक स्विचिंग पावर सप्लाई (एसएमपीएस) एक अत्यधिक कुशल इलेक्ट्रॉनिक सर्किट है जो एसी पावर को डीसी पावर में परिवर्तित करता है।

• सुधार और फ़िल्टरिंग: एसी पावर को पहले एक रेक्टिफायर द्वारा डीसी पावर को स्पंदित करने के लिए परिवर्तित किया जाता है और फिर एक फिल्टर द्वारा चिकना किया जाता है।

• उच्च-आवृत्ति रूपांतरण: चिकनी डीसी शक्ति को उच्च आवृत्ति स्विचिंग तत्वों (जैसे MOSFET) द्वारा संसाधित किया जाता है और उच्च-आवृत्ति एसी शक्ति में परिवर्तित किया जाता है।पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (PWM) आउटपुट वोल्टेज और करंट को नियंत्रित करता है।

• परिवर्तन और सुधार: उच्च-आवृत्ति एसी पावर को एक ट्रांसफार्मर द्वारा विनियमित किया जाता है और फिर एक रेक्टिफायर द्वारा डीसी पावर में वापस परिवर्तित किया जाता है।

• आउटपुट फ़िल्टरिंग: अंत में, डीसी पावर एक आउटपुट फिल्टर से गुजरता है ताकि तरंग को आगे बढ़ाया जा सके और एक स्थिर डीसी बिजली की आपूर्ति प्रदान की जा सके।

एसएमपी आमतौर पर कंप्यूटर बिजली की आपूर्ति, टीवी और बैटरी चार्जर में उनकी दक्षता और लचीलेपन के कारण उपयोग किए जाते हैं।इन विधियों का पालन करके, आप एसी वोल्टेज को डीसी वोल्टेज में प्रभावी रूप से परिवर्तित कर सकते हैं, विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए विश्वसनीय बिजली की आपूर्ति सुनिश्चित कर सकते हैं।

निष्कर्ष

डीसी और एसी प्रत्येक के अद्वितीय लाभ और अनुप्रयोग परिदृश्य हैं।डीसी का व्यापक रूप से इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, इलेक्ट्रिक वाहनों और अक्षय ऊर्जा प्रणालियों में इसकी स्थिरता और कुशल ऊर्जा संचरण के कारण उपयोग किया जाता है;जबकि एसी अपने आसान वोल्टेज रूपांतरण और कुशल संचरण के कारण घरों, उद्योगों और लंबी दूरी की शक्ति संचरण में अधिक सामान्य है।माप और विनियमन के संदर्भ में, डीसी और एसी के बुनियादी सिद्धांतों और संचालन प्रक्रियाओं को समझना बिजली प्रणाली के सुरक्षित और स्थिर संचालन को सुनिश्चित कर सकता है।इस लेख के गहन विश्लेषण के माध्यम से, पाठक न केवल डीसी और एसी के बुनियादी ज्ञान में महारत हासिल कर सकते हैं, बल्कि अपने तकनीकी स्तर और कार्य दक्षता में सुधार करने के लिए इस ज्ञान को भी लागू कर सकते हैं।मुझे उम्मीद है कि यह लेख तकनीशियनों और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के प्रति उत्साही लोगों के लिए मूल्यवान संदर्भ और मार्गदर्शन प्रदान कर सकता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न [FAQ]

1. आप एसी बनाम डीसी का परीक्षण कैसे करते हैं?

यह परीक्षण करने के लिए कि वर्तमान एसी या डीसी है, आप एक मल्टीमीटर का उपयोग कर सकते हैं।सबसे पहले, मल्टीमीटर को वोल्टेज परीक्षण मोड में समायोजित करें।यदि आप सुनिश्चित नहीं हैं कि आप किस प्रकार के पावर स्रोत का उपयोग कर रहे हैं, तो यह अनुशंसा की जाती है कि आप इसे पहले एसी स्थिति में परीक्षण करें।पावर स्रोत के दो छोरों पर लाल और काले परीक्षण पेन को स्पर्श करें।यदि मल्टीमीटर वोल्टेज मान प्रदर्शित करता है, तो यह एसी है;यदि कोई प्रतिक्रिया नहीं है, तो डीसी स्थिति पर स्विच करें और फिर से परीक्षण करें।यदि यह इस समय एक वोल्टेज मान प्रदर्शित करता है, तो यह डीसी है।सुनिश्चित करें कि मीटर को नुकसान से बचने के लिए काम करते समय मल्टीमीटर रेंज उपयुक्त है।

2. डीसी को एसी में कैसे परिवर्तित करें?

डिवाइस जो आमतौर पर डीसी को एसी में परिवर्तित करने के लिए उपयोग किया जाता है, उसे एक इन्वर्टर कहा जाता है।इन्वर्टर डीसी इनपुट को स्वीकार करता है और एसी उत्पन्न करने के लिए आंतरिक सर्किट डिज़ाइन (आमतौर पर ट्रांजिस्टर या MOSFET का उपयोग करके स्विच के रूप में) के माध्यम से वर्तमान की दिशा को स्विच करता है।सही इन्वर्टर चुनना आउटपुट वोल्टेज और आवृत्ति पर निर्भर करता है, साथ ही साथ आप जिस प्रकार के लोड को ड्राइव करना चाहते हैं।उदाहरण के लिए, एक होम सोलर सिस्टम के लिए एक इन्वर्टर चुनते समय, आपको यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि इसका आउटपुट वोल्टेज और आवृत्ति होम उपकरणों से मेल खाती है।

3. कैसे पता करें कि डीसी या एसी?

एक मल्टीमीटर का उपयोग करने के अलावा, आप लोड डिवाइस के प्रकार और लोगो को देखकर एक प्रारंभिक निर्णय भी कर सकते हैं।आमतौर पर, इनपुट वोल्टेज और प्रकार को घरेलू उपकरणों पर चिह्नित किया जाता है।यदि इसे "डीसी" चिह्नित किया जाता है, तो इसका मतलब है कि डीसी की आवश्यकता है।इसके अलावा, यदि पावर स्रोत एक बैटरी या बैटरी पैक है, तो यह लगभग हमेशा डीसी को आउटपुट करता है।अज्ञात बिजली स्रोतों के लिए, सबसे सुरक्षित और सबसे प्रभावी तरीका पुष्टि करने के लिए एक मल्टीमीटर का उपयोग करना है।

4. बैटरी एसी या डीसी हैं?

बैटरी प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) को आउटपुट करती है।बैटरी रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करती है, और परिणाम एक स्थिर यूनिडायरेक्शनल करंट है, जो पोर्टेबल उपकरणों और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयुक्त है, जिन्हें बिजली की स्थिर और निरंतर आपूर्ति की आवश्यकता होती है।

5. क्या एसी वर्तमान डीसी की तुलना में तेज है?

इस प्रश्न का उत्तर "फास्ट" की परिभाषा पर निर्भर करता है।यदि यह वर्तमान प्रवाह की गति को संदर्भित करता है, तो वास्तव में, जिस गति से इलेक्ट्रॉन एक कंडक्टर में चलते हैं (इलेक्ट्रॉन बहाव वेग) बहुत धीमा है, चाहे वह एसी या डीसी हो।लेकिन अगर पावर ट्रांसमिशन की दक्षता और गति पर विचार किया जाता है, तो एसी को आसानी से एक ट्रांसफार्मर के माध्यम से उच्च वोल्टेज पर प्रेषित किया जा सकता है, जिससे ऊर्जा हानि कम हो जाती है, और लंबी दूरी की बिजली संचरण के लिए उपयुक्त है।इस दृष्टिकोण से, एसी को अक्सर बिजली संचरण के संदर्भ में "तेज" माना जाता है और बड़े पैमाने पर पावर ग्रिड के लिए अधिक उपयुक्त होता है।डीसी कुछ आधुनिक अनुप्रयोगों (जैसे डेटा सेंटर या कुछ प्रकार की लंबी दूरी की ट्रांसमिशन तकनीक के माध्यम से) में लाभ दिखाता है, विशेष रूप से ऊर्जा हानि को कम करने के संदर्भ में।