આપણે બધા દરરોજ વિદ્યુત ઉપકરણોની સામે આવીએ છીએ, એવું લાગે છે કે આપણું જીવન તેમના વિના અટકી જાય છે. અને તકનીકી સૂચનાઓમાં તેમાંથી દરેક શક્તિ સૂચવે છે. આજે આપણે તે શું છે તે શોધીશું, ગણતરીના પ્રકારો અને પદ્ધતિઓ શીખીશું.
સામગ્રી
વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટમાં પાવર
મેઇન્સ સાથે જોડાયેલા વિદ્યુત ઉપકરણો વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટમાં કાર્ય કરે છે, તેથી અમે આ પરિસ્થિતિઓમાં પાવરને ધ્યાનમાં લઈશું. જો કે, પ્રથમ, ચાલો ખ્યાલની સામાન્ય વ્યાખ્યા આપીએ.
શક્તિ - ભૌતિક જથ્થા કે જે વિદ્યુત ઊર્જાના રૂપાંતરણ અથવા ટ્રાન્સમિશનના દરને પ્રતિબિંબિત કરે છે.
સંકુચિત અર્થમાં, તેઓ કહે છે કે વિદ્યુત શક્તિ એ ચોક્કસ સમયગાળા અને આ સમયગાળા દરમિયાન કરવામાં આવેલ કાર્યનો ગુણોત્તર છે.
આ વ્યાખ્યાને ઓછા વૈજ્ઞાનિક રીતે સમજાવવા માટે, તે તારણ આપે છે કે શક્તિ એ ચોક્કસ માત્રામાં ઊર્જા છે જે ચોક્કસ સમયગાળા દરમિયાન ગ્રાહક દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાય છે. સૌથી સરળ ઉદાહરણ એ એક સામાન્ય અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવો છે. લાઇટ બલ્બ જે દરે વીજળી વાપરે છે તેને ગરમી અને પ્રકાશમાં રૂપાંતરિત કરે છે તે તેની શક્તિ છે. તદનુસાર, લાઇટ બલ્બ માટે શરૂઆતમાં આ સૂચક જેટલું ઊંચું છે, તેટલું વધુ તે ઊર્જાનો વપરાશ કરશે, અને તે વધુ પ્રકાશ આપશે.
કારણ કે આ કિસ્સામાં વીજળીને અન્યમાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા જ નથી (પ્રકાશ, થર્મલ, વગેરે.), પણ ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોના ઓસિલેશનની પ્રક્રિયામાં, વર્તમાન અને વોલ્ટેજ વચ્ચે એક તબક્કો શિફ્ટ દેખાય છે, અને આને આગળની ગણતરીઓમાં ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ.
વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટમાં પાવરની ગણતરી કરતી વખતે, સક્રિય, પ્રતિક્રિયાશીલ અને સંપૂર્ણ ઘટકોને અલગ પાડવાનો રિવાજ છે.
સક્રિય શક્તિનો ખ્યાલ
સક્રિય "ઉપયોગી" શક્તિ એ શક્તિનો તે ભાગ છે જે વિદ્યુત ઊર્જાને અન્ય ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયાને સીધી રીતે દર્શાવે છે. લેટિન અક્ષર P દ્વારા સૂચિત અને માપવામાં આવે છે વોટ્સ (મંગળ).
સૂત્ર અનુસાર ગણતરી: P = U⋅I⋅cosφ,
જ્યાં U અને I એ સર્કિટના વોલ્ટેજ અને વર્તમાનનું અનુક્રમે rms મૂલ્ય છે, cos φ એ વોલ્ટેજ અને વર્તમાન વચ્ચેના તબક્કા કોણનું કોસાઇન છે.
મહત્વપૂર્ણ! અગાઉ વર્ણવેલ સૂત્ર સર્કિટની ગણતરી કરવા માટે યોગ્ય છે વોલ્ટેજ 220Vજો કે, શક્તિશાળી એકમો સામાન્ય રીતે 380V ના વોલ્ટેજ સાથે નેટવર્કનો ઉપયોગ કરે છે. આ કિસ્સામાં, અભિવ્યક્તિને ત્રણ અથવા 1.73 ના મૂળ દ્વારા ગુણાકાર કરવો જોઈએ
પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિનો ખ્યાલ
પ્રતિક્રિયાશીલ "હાનિકારક" શક્તિ એ એવી શક્તિ છે જે ઇન્ડક્ટિવ અથવા કેપેસિટીવ લોડ સાથે વિદ્યુત ઉપકરણોના સંચાલન દરમિયાન ઉત્પન્ન થાય છે, અને ચાલુ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઓસિલેશનને પ્રતિબિંબિત કરે છે. સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, આ તે ઊર્જા છે જે પાવર સ્ત્રોતમાંથી ઉપભોક્તા સુધી જાય છે, અને પછી નેટવર્ક પર પાછી આવે છે.
અલબત્ત, વ્યવસાયમાં આ ઘટકનો ઉપયોગ કરવો અશક્ય છે, વધુમાં, તે પાવર સપ્લાય નેટવર્કને ઘણી રીતે નુકસાન પહોંચાડે છે, તેથી તેઓ સામાન્ય રીતે તેની ભરપાઈ કરવાનો પ્રયાસ કરે છે.
આ મૂલ્ય લેટિન અક્ષર Q દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.
યાદ રાખો! પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ પરંપરાગત વોટ્સમાં માપવામાં આવતી નથી (મંગળ), અને પ્રતિક્રિયાશીલ વોલ્ટ-એમ્પીયરમાં (વર).
સૂત્ર અનુસાર ગણતરી:
Q = U⋅I⋅sinφ,
જ્યાં U અને I એ સર્કિટના વોલ્ટેજ અને વર્તમાનનું અનુક્રમે rms મૂલ્ય છે, sinφ એ વોલ્ટેજ અને વર્તમાન વચ્ચેના તબક્કાના કોણની સાઈન છે.
મહત્વપૂર્ણ! ગણતરી કરતી વખતે, તબક્કા ચળવળના આધારે, આ મૂલ્ય હકારાત્મક અને નકારાત્મક બંને હોઈ શકે છે.
કેપેસિટીવ અને ઇન્ડક્ટિવ લોડ્સ
પ્રતિક્રિયાશીલ વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત (કેપેસિટીવ અને પ્રેરક) લોડ - વાસ્તવમાં કેપેસીટન્સ અને ઇન્ડક્ટન્સની હાજરી, જે ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે અને પછીથી તેને નેટવર્કને આપે છે.
ઇન્ડક્ટિવ લોડ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની ઊર્જાને પહેલા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં રૂપાંતરિત કરે છે (અડધા અડધા ચક્ર દરમિયાન), અને પછી ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઊર્જાને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરે છે અને તેને નેટવર્કમાં પ્રસારિત કરે છે. ઉદાહરણો ઇન્ડક્શન મોટર્સ, રેક્ટિફાયર, ટ્રાન્સફોર્મર્સ, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ છે.
મહત્વપૂર્ણ! ઇન્ડક્ટિવ લોડનું સંચાલન કરતી વખતે, વર્તમાન વળાંક હંમેશા વોલ્ટેજ વળાંકને અડધા અડધા ચક્રથી પાછળ રાખે છે.
કેપેસિટીવ લોડ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની ઊર્જાને ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રમાં ફેરવે છે અને પછી પરિણામી ક્ષેત્રની ઊર્જાને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહમાં ફેરવે છે.બંને પ્રક્રિયાઓ ફરીથી દરેક અડધા અડધા ચક્ર માટે આગળ વધે છે. ઉદાહરણો કેપેસિટર્સ, બેટરી, સિંક્રનસ મોટર્સ છે.
મહત્વપૂર્ણ! કેપેસિટીવ લોડ ઓપરેશન દરમિયાન, વર્તમાન વળાંક અડધા અડધા ચક્ર દ્વારા વોલ્ટેજ વળાંક તરફ દોરી જાય છે.
પાવર ફેક્ટર cosφ
પાવર ફેક્ટર cosφ (કોસાઇન ફી વાંચો) એ વિદ્યુત ઉર્જા વપરાશની કાર્યક્ષમતાને પ્રતિબિંબિત કરતું એક સ્કેલર ભૌતિક જથ્થો છે. સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, ગુણાંક cosφ એક પ્રતિક્રિયાશીલ ભાગની હાજરી અને કુલ શક્તિની તુલનામાં પ્રાપ્ત સક્રિય ભાગનું મૂલ્ય દર્શાવે છે.
સક્રિય વિદ્યુત શક્તિ અને દેખીતી વિદ્યુત શક્તિના ગુણોત્તર દ્વારા ગુણાંક cosφ જોવા મળે છે.
નૉૅધ! વધુ સચોટ ગણતરીમાં, સાઇનસૉઇડની બિનરેખીય વિકૃતિઓને ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ, જો કે, પરંપરાગત ગણતરીઓમાં તેમની ઉપેક્ષા કરવામાં આવે છે.
આ ગુણાંકનું મૂલ્ય 0 થી 1 સુધી બદલાઈ શકે છે (જો ગણતરી ટકાવારી તરીકે કરવામાં આવે છે, તો પછી 0% થી 100% સુધી). ગણતરીના સૂત્રમાંથી, તે સમજવું મુશ્કેલ નથી કે તેનું મૂલ્ય જેટલું વધારે છે, સક્રિય ઘટક વધારે છે, જેનો અર્થ છે કે ઉપકરણનું પ્રદર્શન વધુ સારું છે.
કુલ શક્તિનો ખ્યાલ. પાવર ત્રિકોણ
દેખીતી શક્તિ એ અનુક્રમે સક્રિય અને પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિના વર્ગોના સરવાળાના મૂળની સમાન ભૌમિતિક રીતે ગણતરી કરેલ મૂલ્ય છે. લેટિન અક્ષર એસ સાથે નિયુક્ત.
તમે અનુક્રમે વોલ્ટેજ અને વર્તમાનનો ગુણાકાર કરીને પણ કુલ શક્તિની ગણતરી કરી શકો છો.
એસ = U⋅I
મહત્વપૂર્ણ! દેખીતી શક્તિ વોલ્ટ-એમ્પીયરમાં માપવામાં આવે છે (વી.એ).
પાવર ત્રિકોણ એ અગાઉ વર્ણવેલ તમામ ગણતરીઓ અને સક્રિય, પ્રતિક્રિયાશીલ અને દેખીતી શક્તિ વચ્ચેના સંબંધોનું અનુકૂળ પ્રતિનિધિત્વ છે.
પગ પ્રતિક્રિયાશીલ અને સક્રિય ઘટકોને પ્રતિબિંબિત કરે છે, કર્ણ - કુલ શક્તિ. ભૂમિતિના નિયમો અનુસાર, કોણ φ નો કોસાઇન સક્રિય અને કુલ ઘટકોના ગુણોત્તર સમાન છે, એટલે કે, તે પાવર ફેક્ટર છે.
સક્રિય, પ્રતિક્રિયાશીલ અને દેખીતી શક્તિ કેવી રીતે શોધવી. ગણતરીનું ઉદાહરણ
બધી ગણતરીઓ અગાઉ ઉલ્લેખિત સૂત્રો અને પાવર ત્રિકોણ પર આધારિત છે. ચાલો વ્યવહારમાં મોટાભાગે આવતી સમસ્યાને જોઈએ.
સામાન્ય રીતે, વિદ્યુત ઉપકરણોને સક્રિય શક્તિ અને cosφ ગુણાંકના મૂલ્ય સાથે ચિહ્નિત કરવામાં આવે છે. આ ડેટા સાથે, પ્રતિક્રિયાશીલ અને કુલ ઘટકોની ગણતરી કરવી સરળ છે.
આ કરવા માટે, આપણે સક્રિય શક્તિને ગુણાંક cosφ દ્વારા વિભાજીત કરીએ છીએ અને વર્તમાન અને વોલ્ટેજનું ઉત્પાદન મેળવીએ છીએ. આ સંપૂર્ણ શક્તિ હશે.
આગળ, પાવર ત્રિકોણના આધારે, આપણે સ્પષ્ટ અને સક્રિય શક્તિઓના વર્ગો વચ્ચેના તફાવતના વર્ગની બરાબર પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ શોધીએ છીએ.
વ્યવહારમાં cosφ કેવી રીતે માપવામાં આવે છે
cosφ ગુણાંકનું મૂલ્ય સામાન્ય રીતે વિદ્યુત ઉપકરણોના ટૅગ્સ પર સૂચવવામાં આવે છે, જો કે, જો વ્યવહારમાં તેને માપવા જરૂરી હોય, તો તેઓ વિશિષ્ટ ઉપકરણનો ઉપયોગ કરે છે - તબક્કો મીટર. ઉપરાંત, ડિજિટલ વોટમીટર સરળતાથી આ કાર્યનો સામનો કરી શકે છે.
જો મેળવેલ ગુણાંક cosφ પૂરતો ઓછો હોય, તો તે વ્યવહારીક રીતે સરભર કરી શકાય છે. આ મુખ્યત્વે સર્કિટમાં વધારાના ઉપકરણોનો સમાવેશ કરીને કરવામાં આવે છે.
- જો પ્રતિક્રિયાશીલ ઘટકને સુધારવા માટે જરૂરી હોય, તો સર્કિટમાં પ્રતિક્રિયાશીલ તત્વ શામેલ હોવું જોઈએ, જે પહેલાથી કાર્યરત ઉપકરણની વિરુદ્ધ કાર્ય કરે છે. ઇન્ડક્શન મોટરના સંચાલનની ભરપાઈ કરવા માટે, ઉદાહરણ તરીકે ઇન્ડક્ટિવ લોડ, એક કેપેસિટર સમાંતરમાં જોડાયેલ છે. સિંક્રનસ મોટરને વળતર આપવા માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ જોડાયેલ છે.
- જો બિન-રેખીયતા સમસ્યાઓ સુધારવા માટે જરૂરી હોય, તો સર્કિટમાં નિષ્ક્રિય cosφ સુધારક દાખલ કરવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, તે લોડ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ ઉચ્ચ ઇન્ડક્ટન્સ ચોક હોઈ શકે છે.
પાવર એ વિદ્યુત ઉપકરણોના સૌથી મહત્વપૂર્ણ સૂચકાંકોમાંનું એક છે, તેથી તે શું છે અને તેની ગણતરી કેવી રીતે કરવામાં આવે છે તે જાણવું માત્ર શાળાના બાળકો અને ટેક્નોલોજીમાં વિશેષતા ધરાવતા લોકો માટે જ નહીં, પણ આપણામાંના દરેક માટે પણ ઉપયોગી છે.
સમાન લેખો:
