மாற்று மின்னோட்ட சுற்றுகளில் கொள்ளளவு மற்றும் தூண்டல் எதிர்ப்பு

ஒரு மின்தேக்கியை DC சர்க்யூட்டில் சேர்த்தால், அது எல்லையற்ற எதிர்ப்பைக் கொண்டிருப்பதைக் காண்கிறோம், ஏனெனில் ஒரு நேரடி மின்னோட்டம் தட்டுகளுக்கு இடையே உள்ள மின்கடத்தா வழியாக செல்ல முடியாது, ஏனெனில் ஒரு மின்கடத்தா வரையறையின்படி நேரடி மின்சாரத்தை நடத்தாது.

ஒரு மின்தேக்கி DC சுற்றுகளை உடைக்கிறது. ஆனால் அதே மின்தேக்கி இப்போது மாற்று மின்னோட்ட மின்னோட்டத்தில் சேர்க்கப்பட்டால், அதன் மின்தேக்கி முழுவதுமாக உடைந்து போவதாகத் தெரியவில்லை, அது வெறுமனே மாறி மாறி சார்ஜ் செய்கிறது, அதாவது மின் கட்டணம் நகரும், மற்றும் வெளிப்புற சுற்று மின்னோட்டம் பராமரிக்கப்படுகிறது.

இந்த வழக்கில் மேக்ஸ்வெல்லின் கோட்பாட்டின் அடிப்படையில், மின்தேக்கியின் உள்ளே மாற்று கடத்தும் மின்னோட்டம் இன்னும் மூடப்பட்டுள்ளது என்று கூறலாம், இந்த விஷயத்தில் மட்டுமே - சார்பு மின்னோட்டத்தால். இதன் பொருள் ஏசி சர்க்யூட்டில் உள்ள மின்தேக்கியானது வரையறுக்கப்பட்ட மதிப்பு எதிர்ப்பின் வகையாக செயல்படுகிறது. இந்த எதிர்ப்பு அழைக்கப்படுகிறது கொள்ளளவு.

ஒரு கடத்தி வழியாக பாயும் மாற்று மின்னோட்டத்தின் அளவு அந்த கடத்தியின் வடிவம் மற்றும் அதைச் சுற்றியுள்ள ஊடகத்தின் காந்த பண்புகளைப் பொறுத்தது என்பதை நடைமுறை நீண்ட காலமாகக் காட்டுகிறது.நேரான கம்பி மூலம், மின்னோட்டம் மிகப்பெரியதாக இருக்கும், அதே கம்பியை அதிக எண்ணிக்கையிலான திருப்பங்களுடன் ஒரு சுருளில் காயப்படுத்தினால், மின்னோட்டம் குறைவாக இருக்கும்.

அதே சுருளில் ஒரு ஃபெரோமேக்னடிக் கோர் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டால், மின்னோட்டம் இன்னும் குறையும். எனவே, கம்பி ஒரு ஓமிக் (செயலில்) எதிர்ப்புடன் மட்டும் மாற்று மின்னோட்டத்தை வழங்குகிறது, ஆனால் கம்பியின் தூண்டலைப் பொறுத்து கூடுதல் எதிர்ப்பையும் வழங்குகிறது.இந்த எதிர்ப்பு அழைக்கப்படுகிறது தூண்டல்.

அதன் இயற்பியல் பொருள் என்னவென்றால், ஒரு குறிப்பிட்ட தூண்டலின் கடத்தியில் மாறிவரும் மின்னோட்டமானது அந்த கடத்தியில் சுய-தூண்டலின் EMF ஐத் தொடங்குகிறது, இது மின்னோட்டத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களைத் தடுக்கிறது, அதாவது மின்னோட்டத்தைக் குறைக்க முனைகிறது. இது கம்பியின் எதிர்ப்பை அதிகரிப்பதற்குச் சமம்.

ஏசி சர்க்யூட்டில் கொள்ளளவு

முதலில், கொள்ளளவு எதிர்ப்பைப் பற்றி இன்னும் விரிவாகப் பேசலாம். கொள்ளளவு C இன் மின்தேக்கியானது சைனூசாய்டல் மாற்று மின்னோட்ட மூலத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது என்று வைத்துக்கொள்வோம், பின்னர் இந்த மூலத்தின் EMF பின்வரும் சூத்திரத்தால் விவரிக்கப்படும்:

இணைக்கும் கம்பிகளில் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியை நாங்கள் புறக்கணிப்போம், ஏனெனில் இது பொதுவாக மிகவும் சிறியது மற்றும் தேவைப்பட்டால் தனித்தனியாக கருதப்படலாம். மின்தேக்கி தட்டுகளின் மின்னழுத்தம் ஏசி மூல மின்னழுத்தத்திற்கு சமம் என்று இப்போது வைத்துக்கொள்வோம். பிறகு:

எந்த நேரத்திலும், மின்தேக்கியின் சார்ஜ் அதன் கொள்ளளவு மற்றும் அதன் தட்டுகளுக்கு இடையே உள்ள மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்தது. பின்னர், மேலே குறிப்பிடப்பட்ட அறியப்பட்ட மூலத்தைக் கொடுக்கும்போது, ​​மூல மின்னழுத்தத்தால் மின்தேக்கி தட்டுகளின் கட்டணத்தைக் கண்டறிவதற்கான வெளிப்பாட்டைப் பெறுகிறோம்:

எண்ணற்ற நேரத்திற்கு dt மின்தேக்கியின் சார்ஜ் dq ஆக மாறட்டும், பின்னர் மின்னோட்டம் நான் மூலத்திலிருந்து மின்தேக்கிக்கு சமமாக கம்பிகள் வழியாக பாயும்:

தற்போதைய அலைவீச்சின் மதிப்பு இதற்கு சமமாக இருக்கும்:

பின்னர் மின்னோட்டத்திற்கான இறுதி வெளிப்பாடு:

தற்போதைய அலைவீச்சு சூத்திரத்தை பின்வருமாறு மீண்டும் எழுதுவோம்:

இந்த விகிதமானது ஓம் விதியாகும், இதில் கோண அதிர்வெண் மற்றும் கொள்ளளவு ஆகியவற்றின் விளைபொருளின் பரஸ்பரம் எதிர்ப்பின் பாத்திரத்தை வகிக்கிறது, மேலும் இது உண்மையில் ஒரு சைனூசாய்டல் மாற்று மின்னோட்ட சுற்றுவட்டத்தில் ஒரு மின்தேக்கியின் கொள்ளளவைக் கண்டறிவதற்கான வெளிப்பாடாகும்:

இதன் பொருள் கொள்ளளவு எதிர்ப்பானது மின்னோட்டத்தின் கோண அதிர்வெண் மற்றும் மின்தேக்கியின் கொள்ளளவுக்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகும். இந்த சார்புநிலையின் இயற்பியல் பொருளைப் புரிந்துகொள்வது எளிது.

ஏசி சர்க்யூட்டில் உள்ள மின்தேக்கியின் கொள்ளளவு அதிகமாகவும், அந்த சர்க்யூட்டில் மின்னோட்டத்தின் திசை அடிக்கடி மாறும்போதும், இறுதியில் மின்தேக்கியை ஏசி மூலத்துடன் இணைக்கும் கம்பிகளின் குறுக்குவெட்டு வழியாக ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு அதிக மொத்த சார்ஜ் செல்கிறது. இதன் பொருள் மின்னோட்டம் கொள்ளளவு மற்றும் கோண அதிர்வெண்ணின் தயாரிப்புக்கு விகிதாசாரமாகும்.

எடுத்துக்காட்டாக, 50 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண் கொண்ட சைனூசாய்டல் மாற்று மின்னோட்ட சுற்றுக்கு 10 மைக்ரோஃபாரட்களின் மின் திறன் கொண்ட ஒரு மின்தேக்கியின் கொள்ளளவைக் கணக்கிடுவோம்:

அதிர்வெண் 5000 ஹெர்ட்ஸாக இருந்தால், அதே மின்தேக்கியானது சுமார் 3 ஓம்ஸ் எதிர்ப்பை வழங்கும்.

மேலே உள்ள சூத்திரங்களிலிருந்து, மின்தேக்கியுடன் கூடிய ஏசி சர்க்யூட்டில் மின்னோட்டம் மற்றும் மின்னழுத்தம் எப்போதும் வெவ்வேறு கட்டங்களில் மாறுவது தெளிவாகிறது. தற்போதைய கட்டம் மின்னழுத்த கட்டத்தை பை / 2 (90 டிகிரி) மூலம் வழிநடத்துகிறது. இதன் பொருள், அதிகபட்ச மின்னோட்டம் எப்போதுமே அதிகபட்ச மின்னழுத்தத்தை விட கால் காலத்திற்கு முன்னதாகவே இருக்கும். இவ்வாறு, கொள்ளளவு எதிர்ப்பின் குறுக்கே, மின்னோட்டம் மின்னழுத்தத்தை காலத்தின் கால் பகுதி அல்லது கட்டத்தில் 90 டிகிரிக்கு இட்டுச் செல்கிறது.

இந்த நிகழ்வின் இயற்பியல் அர்த்தத்தை விளக்குவோம்.முதல் நொடியில், மின்தேக்கி முழுவதுமாக டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது, எனவே அதில் பயன்படுத்தப்படும் சிறிதளவு மின்னழுத்தம் ஏற்கனவே மின்தேக்கியின் தட்டுகளில் கட்டணங்களை நகர்த்தி, மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகிறது.

மின்தேக்கி சார்ஜ் ஆக, அதன் தட்டுகளில் மின்னழுத்தம் அதிகரிக்கிறது, இது மேலும் சார்ஜ் ஓட்டத்தைத் தடுக்கிறது, எனவே தட்டுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் மின்னழுத்தம் மேலும் அதிகரித்தாலும் மின்னோட்டத்தில் மின்னோட்டம் குறைகிறது.

இதன் பொருள், ஆரம்ப நேரத்தில் மின்னோட்டம் அதிகபட்சமாக இருந்தால், ஒரு காலாண்டிற்குப் பிறகு மின்னழுத்தம் அதன் அதிகபட்சத்தை அடையும் போது, ​​மின்னோட்டம் முற்றிலும் நின்றுவிடும்.

காலத்தின் தொடக்கத்தில், மின்னோட்டம் அதிகபட்சம் மற்றும் மின்னழுத்தம் குறைந்தபட்சம் மற்றும் அதிகரிக்கத் தொடங்குகிறது, ஆனால் காலாண்டின் கால் பகுதிக்குப் பிறகு, மின்னழுத்தம் அதிகபட்சத்தை அடைகிறது, ஆனால் இந்த நேரத்தில் மின்னோட்டம் ஏற்கனவே பூஜ்ஜியமாகக் குறைந்துவிட்டது. இதனால் மின்னழுத்தம் காலத்தின் கால் பகுதிக்கு மின்னழுத்தத்தை வழிநடத்துகிறது என்று மாறிவிடும்.

ஏசி தூண்டல் எதிர்ப்பு

இப்போது மீண்டும் தூண்டல் எதிர்ப்புக்கு. ஒரு மாற்று சைனூசாய்டல் மின்னோட்டம் தூண்டல் சுருள் வழியாக பாய்கிறது என்று வைத்துக்கொள்வோம். இதை இவ்வாறு வெளிப்படுத்தலாம்:

மின்னோட்டம் சுருளில் பயன்படுத்தப்படும் மாற்று மின்னழுத்தம் காரணமாகும். இதன் பொருள் சுய-தூண்டலின் EMF சுருளில் தோன்றும், இது பின்வருமாறு வெளிப்படுத்தப்படுகிறது:

மீண்டும், EMF மூலத்தை சுருளுடன் இணைக்கும் கம்பிகளில் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியை நாங்கள் புறக்கணிக்கிறோம். அவற்றின் ஓமிக் எதிர்ப்பு மிகவும் குறைவு.

எந்த நேரத்திலும் சுருளில் பயன்படுத்தப்படும் மாற்று மின்னழுத்தம் எழும் சுய-தூண்டலின் ஈ.எம்.எஃப் மூலம் முழுமையாக சமநிலையில் இருக்கட்டும், அதற்கு சமமான அளவு ஆனால் எதிர் திசையில்:

பின்னர் எழுத எங்களுக்கு உரிமை உண்டு:

சுருளில் பயன்படுத்தப்படும் மின்னழுத்தத்தின் வீச்சு:

நாம் பெறுகிறோம்:

அதிகபட்ச மின்னோட்டத்தை பின்வருமாறு வெளிப்படுத்துவோம்:

இந்த வெளிப்பாடு அடிப்படையில் ஓம் விதி. தூண்டல் மற்றும் கோண அதிர்வெண் ஆகியவற்றின் உற்பத்திக்கு சமமான அளவு இங்கே எதிர்ப்பின் பாத்திரத்தை வகிக்கிறது மற்றும் தூண்டலின் தூண்டல் எதிர்ப்பைத் தவிர வேறில்லை:

எனவே, தூண்டல் எதிர்ப்பு என்பது சுருளின் தூண்டல் மற்றும் அந்த சுருள் வழியாக மாற்று மின்னோட்டத்தின் கோண அதிர்வெண்ணுக்கு விகிதாசாரமாகும்.

தூண்டல் எதிர்ப்பு என்பது மூல மின்னழுத்தத்தில் சுய-தூண்டல் EMF இன் செல்வாக்கின் காரணமாகும், - சுய-தூண்டல் EMF மின்னோட்டத்தைக் குறைக்க முனைகிறது, எனவே சுற்றுக்கு எதிர்ப்பைக் கொண்டுவருகிறது. சுய-தூண்டலின் emf இன் அளவு, அறியப்பட்டபடி, சுருளின் தூண்டல் மற்றும் அதன் மூலம் மின்னோட்டத்தின் மாற்றத்தின் விகிதத்திற்கு விகிதாசாரமாகும்.

எடுத்துக்காட்டாக, 50 ஹெர்ட்ஸ் மின்னோட்ட அதிர்வெண் கொண்ட மின்சுற்றில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள 1 எச் தூண்டல் கொண்ட சுருளின் தூண்டல் எதிர்ப்பைக் கணக்கிடுவோம்:

பந்தின் அதிர்வெண் 5000 ஹெர்ட்ஸாக இருந்தால், அதே சுருளின் எதிர்ப்பானது தோராயமாக 31,400 ஓம்ஸ் ஆக இருக்கும்.சுருள் கம்பியின் ஓமிக் எதிர்ப்பு பொதுவாக சில ஓம்கள் என்பதை நினைவில் கொள்க.

மேலே உள்ள சூத்திரங்களிலிருந்து, சுருள் மற்றும் அதிலுள்ள மின்னழுத்தம் மூலம் மின்னோட்டத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் வெவ்வேறு கட்டங்களில் நிகழ்கின்றன என்பது தெளிவாகிறது, மேலும் மின்னோட்டத்தின் கட்டம் எப்போதும் பை / 2 இல் உள்ள மின்னழுத்தத்தின் கட்டத்தை விட குறைவாக இருக்கும். எனவே, அதிகபட்ச மின்னோட்டமானது அதிகபட்ச அழுத்தத்தின் தொடக்கத்தை விட கால் காலத்திற்குப் பிறகு ஏற்படுகிறது.

தூண்டல் எதிர்ப்பில், சுய-தூண்டப்பட்ட EMF இன் பிரேக்கிங் விளைவு காரணமாக மின்னோட்டமானது மின்னழுத்தத்தை 90 டிகிரி பின்தங்குகிறது, இது மின்னோட்டத்தை மாற்றுவதைத் தடுக்கிறது (அதிகரித்தல் மற்றும் குறைதல்), எனவே அதிகபட்ச மின்னோட்டம் பின்னர் சுருளுடன் சுற்றுகளில் காணப்படுகிறது. அதிகபட்ச மின்னழுத்தத்தை விட.

சுருள் மற்றும் மின்தேக்கி ஒருங்கிணைந்த நடவடிக்கை

மாற்று மின்னோட்ட சுற்றுடன் தொடரில் ஒரு மின்தேக்கியுடன் ஒரு சுருளை இணைத்தால், சுருள் மின்னழுத்தம் மின்தேக்கி மின்னழுத்தத்தை அரை காலத்திற்குள், அதாவது 180 டிகிரி கட்டத்தில் முன்னேற்றும்.

கொள்ளளவு மற்றும் தூண்டல் எதிர்ப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது எதிர்வினைகள்… செயலில் உள்ள எதிர்ப்பில் ஆற்றல் செலவழிக்கப்படுவதில்லை. மின்தேக்கியில் சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றல், மின்தேக்கியில் உள்ள மின்சார புலம் மறைந்துவிடும் போது, ​​அவ்வப்போது மீண்டும் மூலத்திற்குத் திரும்பும்.

சுருளிலும் இதுவே: சுருளின் காந்தப்புலம் மின்னோட்டத்தால் உருவாக்கப்படுவதால், அதில் உள்ள ஆற்றல் காலத்தின் ஒரு காலாண்டில் குவிந்து, அடுத்த காலாண்டில் அது மூலத்திற்குத் திரும்புகிறது. இந்த கட்டுரையில், சைனூசாய்டல் மாற்று மின்னோட்டத்தைப் பற்றி பேசினோம், இதற்காக இந்த விதிமுறைகள் கண்டிப்பாக பின்பற்றப்படுகின்றன.

ஏசி சைனூசாய்டல் சுற்றுகளில், கோர்டு இண்டக்டர்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன மூச்சுத்திணறல்பாரம்பரியமாக தற்போதைய வரம்புக்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ரியோஸ்டாட்களை விட அவற்றின் நன்மை என்னவென்றால், ஆற்றல் வெப்பமாக பெரிய அளவில் சிதறாது.