ভোল্টেজ ড্রপ

ধারণা এবং সূত্র

প্রতিটি রেজিস্ট্যান্স r এ, যখন কারেন্ট I পাস হয়, তখন একটি ভোল্টেজ U = I ∙ r উপস্থিত হয়, যাকে সাধারণত এই রেজিস্ট্যান্সের ভোল্টেজ ড্রপ বলা হয়।

সার্কিটে শুধুমাত্র একটি রেজিস্ট্যান্স r থাকলে, পুরো সোর্স ভোল্টেজ Ust এই রেজিস্ট্যান্সের উপর পড়ে।

যদি সার্কিটে দুটি রোধ r1 এবং r2 সিরিজে সংযুক্ত থাকে, তাহলে প্রতিরোধের U1 = I ∙ r1 এবং U2 = I ∙ r2 তে ভোল্টেজের যোগফল, অর্থাৎ। ভোল্টেজ ড্রপ উৎস ভোল্টেজের সমান: Ust = U1 + U2।

সরবরাহ ভোল্টেজ সার্কিটে ভোল্টেজ ড্রপের সমষ্টির সমান (কির্চফের ২য় সূত্র)।

উদাহরন স্বরুপ

1. যখন বর্তমান I = 0.3 A অতিক্রম করে (চিত্র 1) r = 15 ওহম সহ বাতির ফিলামেন্ট জুড়ে কোন ভোল্টেজ ড্রপ ঘটে?

ভাত। 1.

ভোল্টেজ ড্রপের সংখ্যা ওম এর আইন: U = I ∙ r = 0.3 ∙ 15 = 4.5 V।

ল্যাম্পের পয়েন্ট 1 এবং 2 এর মধ্যে ভোল্টেজ (ডায়াগ্রাম দেখুন) 4.5 V৷ বাতিটি সাধারণত আলো দেয় যদি রেট করা কারেন্ট এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয় বা যদি পয়েন্ট 1 এবং 2 এর মধ্যে একটি রেট করা ভোল্টেজ থাকে (রেট করা বর্তমান এবং ভোল্টেজ নির্দেশিত হয়) প্রদীপের উপর)।

2. 2.5 V ভোল্টেজের জন্য দুটি অভিন্ন বাল্ব এবং 0.3 A এর কারেন্ট সিরিজে সংযুক্ত এবং 4.5 V ভোল্টেজ সহ একটি পকেট ব্যাটারির সাথে সংযুক্ত। পৃথক বাল্বের টার্মিনালগুলিতে কী ভোল্টেজ ড্রপ উৎপন্ন হয় (চিত্র 2) ) )?

ভাত। 2.

অভিন্ন বাল্ব একই প্রতিরোধের আছে. যখন তারা সিরিজে সংযুক্ত থাকে, একই কারেন্ট I তাদের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়। এটি অনুসরণ করে যে তাদের একই ভোল্টেজ ড্রপ থাকবে, এই ভোল্টেজগুলির যোগফল অবশ্যই উৎস ভোল্টেজ U = 4.5 V এর সমান হতে হবে। প্রতিটি বাল্বের ভোল্টেজ 4 থাকে , 5:2 = 2.25V।

আপনি এই সমস্যা এবং ক্রমিক গণনা সমাধান করতে পারেন। আমরা ডেটা অনুসারে বাল্বের প্রতিরোধের গণনা করি: rl = 2.5 / 0.3 = 8.33 ওহম।

সার্কিট কারেন্ট I = U / (2rl) = 4.5 / 16.66 = 0.27 A।

বাল্ব জুড়ে ভোল্টেজ ড্রপ U = Irl = 0.27 ∙ 8.33 = 2.25 V।

3. রেল এবং ট্রাম লাইনের যোগাযোগ তারের মধ্যে ভোল্টেজ 500 V। সিরিজে সংযুক্ত চারটি অভিন্ন বাতি আলোর জন্য ব্যবহৃত হয়। কোন ভোল্টেজের জন্য প্রতিটি বাতি (চিত্র 3) নির্বাচন করা উচিত?

ভাত। 3.

অভিন্ন বাতিগুলির সমান প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে যার মাধ্যমে একই কারেন্ট প্রবাহিত হয়। ল্যাম্প জুড়ে ভোল্টেজ ড্রপও একই হবে। এর মানে হল যে প্রতিটি বাতির জন্য 500: 4 = 125 V হবে।

4. 220 V এর নামমাত্র ভোল্টেজ সহ 40 এবং 60 W এর শক্তি সহ দুটি ল্যাম্প সিরিজে সংযুক্ত এবং 220 V ভোল্টেজ সহ একটি নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত। তাদের প্রতিটি জুড়ে কী ভোল্টেজ ড্রপ ঘটে (চিত্র 4)?

ভাত। 4.

প্রথম বাতিটির একটি রোধ আছে r1 = 1210 ওহম, এবং দ্বিতীয়টি r2 = 806.6 ওহম (উত্তপ্ত অবস্থায়)। ল্যাম্পের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট হল I = U / (r1 + r2) = 220 / 2016.6 = 0.109 A।

প্রথম বাতিতে ভোল্টেজ ড্রপ U1 = I ∙ r1 = 0.109 ∙ 1210 = 132 V।

দ্বিতীয় বাতিতে ভোল্টেজ ড্রপ U2 = I ∙ r2 = 0.109 ∙ 806.6 = 88 V।

একটি উচ্চ প্রতিরোধের সঙ্গে একটি বাতি একটি বড় ভোল্টেজ ড্রপ এবং তদ্বিপরীত আছে. উভয় ল্যাম্পের ফিলামেন্ট খুবই দুর্বল, কিন্তু 40W ল্যাম্প 60W ল্যাম্পের চেয়ে কিছুটা শক্তিশালী।

5. বৈদ্যুতিক মোটর D (চিত্র 5) এর ভোল্টেজ 220 V এর সমান হওয়ার জন্য, দীর্ঘ লাইনের শুরুতে (বিদ্যুৎ কেন্দ্রে) ভোল্টেজ অবশ্যই 220 V এর বেশি হতে হবে ভোল্টেজ ড্রপ (ক্ষতি) অনলাইন রেখার রেজিস্ট্যান্স এবং এতে কারেন্ট যত বেশি হবে, লাইন বরাবর ভোল্টেজ ড্রপ তত বেশি হবে।

ভাত। 5.

আমাদের উদাহরণে, লাইনের প্রতিটি তারে ভোল্টেজ ড্রপ হয় 5 V। তারপর পাওয়ার প্লান্টের বাসবারগুলিতে ভোল্টেজ 230 V এর সমান হওয়া উচিত।

6. ভোক্তা 30 A এর কারেন্ট সহ একটি 80 V ব্যাটারি দ্বারা চালিত হয়। ভোক্তার স্বাভাবিক ক্রিয়াকলাপের জন্য, 16 mm2 এর ক্রস সেকশন সহ অ্যালুমিনিয়াম তারে 3% ভোল্টেজ ড্রপ অনুমোদিত। ব্যাটারি থেকে ব্যবহারকারীর সর্বোচ্চ দূরত্ব কত?

U = 3/100 ∙ 80 = 2.4 V লাইনে অনুমোদিত ভোল্টেজ ড্রপ।

তারের প্রতিরোধ ক্ষমতা অনুমোদিত ভোল্টেজ ড্রপ rpr = U/I = 2.4/30 = 0.08 Ohm দ্বারা সীমিত।

প্রতিরোধের নির্ধারণের জন্য সূত্র ব্যবহার করে, আমরা তারের দৈর্ঘ্য গণনা করি: r = ρ ∙ l / S, যেখান থেকে l = (r ∙ S) / ρ = (0.08 ∙ 16) / 0.029 = 44.1 মি।

ব্যবহারকারী যদি ব্যাটারি থেকে 22 মিটার দূরে থাকে, তবে এতে ভোল্টেজ 3% এ 80 V এর কম হবে, অর্থাৎ 77.6 V এর সমান।

7. 20 কিমি দীর্ঘ একটি টেলিগ্রাফ লাইন 3.5 মিমি ব্যাস সহ ইস্পাত তার দিয়ে তৈরি। রিটার্ন লাইনটি ধাতব বাসবারগুলির মাধ্যমে গ্রাউন্ডিং দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়। বাস এবং স্থলের মধ্যে পরিবর্তনের রোধ হল rz = 50 ওহম।লাইনের শুরুতে ব্যাটারির ভোল্টেজ কী হওয়া উচিত যদি লাইনের শেষে রিলেটির রোধ рп = 300 Ohm হয় এবং রিলে কারেন্ট I = 5 mA হয়?

ভাত। 6.

সংযোগ চিত্রটি চিত্রে দেখানো হয়েছে। 6. যখন টেলিগ্রাফ সুইচটি সংকেত পাঠানোর বিন্দুতে চাপ দেওয়া হয়, তখন লাইনের শেষে প্রাপ্তির বিন্দুতে রিলে আর্মেচার K কে আকর্ষণ করে, যা তার পরিচিতির সাথে রেকর্ডারের কুণ্ডলী চালু করে। আউটপুট ভোল্টেজ অবশ্যই লাইনে ভোল্টেজ ড্রপ, রিসিভিং রিলে এবং গ্রাউন্ডিং বাসবারগুলির ক্ষণস্থায়ী প্রতিরোধের জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে হবে: U = I ∙ rl + I ∙ rр + I ∙ 2 ∙ rр; U = I ∙ (rр + рр + 2 ∙ rр)।

উৎস ভোল্টেজ বর্তমানের গুণফল এবং সার্কিটের মোট রোধের সমান।

তারের ক্রস-সেকশন S = (π ∙ d ^ 2) / 4 = (π ∙ 3.5 ^ 2) / 4 = 9.6 mm2।

রেখা রোধ rl = ρ ∙ l / S = 0.11 ∙ 20,000 / 9.6 = 229.2 ohms।

ফলাফল রোধ r = 229.2 + 300 + 2 ∙ 50 = 629.2 ওহম।

আউটপুট ভোল্টেজ U = I ∙ r = 0.005 ∙ 629.2 = 3.146 V; U≈3.2 V.

একটি কারেন্ট I = 0.005 A পাস করার সময় লাইনে ভোল্টেজ ড্রপ হবে: Ul = I ∙ rl = 0.005 ∙ 229.2 = 1.146 V।

লাইনে অপেক্ষাকৃত কম ভোল্টেজ ড্রপ কারেন্টের কম মানের (5 mA) কারণে অর্জিত হয়। অতএব, রিসিভিং পয়েন্টে অবশ্যই একটি সংবেদনশীল রিলে (এম্প্লিফায়ার) থাকতে হবে, যা একটি দুর্বল 5 এমএ পালস দ্বারা চালু হয় এবং এর যোগাযোগের মাধ্যমে অন্য, আরও শক্তিশালী রিলে চালু হয়।

8. ডুমুরের সার্কিটে ল্যাম্পের ভোল্টেজ কত বেশি। 28, কখন: ক) ইঞ্জিন চালু করা হয় না; খ) ইঞ্জিন শুরু হয়; গ) ইঞ্জিন চলছে।

মোটর এবং 20টি বাতি একটি 110 V মেইন সরবরাহের সাথে সংযুক্ত। ল্যাম্পগুলি 110 V এবং 40 W এর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। মোটরের প্রারম্ভিক কারেন্ট হল Ip = 50 A এবং এর রেট করা কারেন্ট হল In = 30 A।

প্রবর্তিত তামার তারের একটি ক্রস-সেকশন 16 মিমি 2 এবং দৈর্ঘ্য 40 মিটার।

ডুমুর 7 এবং সমস্যার অবস্থা, এটি দেখা যায় যে মোটর এবং বাতি কারেন্ট লাইন ভোল্টেজ ড্রপ করে, তাই লোড ভোল্টেজ 110V এর কম হবে।

ভাত। 7.

U = 2 ∙ Ul + Ulamp.

অতএব, ল্যাম্পের ভোল্টেজ Ulamp = U-2 ∙ Ul.

বিভিন্ন স্রোতে লাইনে ভোল্টেজ ড্রপ নির্ধারণ করা প্রয়োজন: Ul = I ∙ rl।

পুরো লাইনের প্রতিরোধ

2 ∙ rl = ρ ∙ (2 ∙ l) / S = 0.0178 ∙ (2 ∙ 40) / 16 = 0.089 ওহম।

সব বাতি দিয়ে কারেন্ট যাচ্ছে

20 ∙ Ilamp = 20 ∙ 40/110 = 7.27 A.

গ্রিড ভোল্টেজ ড্রপ যখন শুধুমাত্র ল্যাম্প চালু থাকে (কোনও মোটর নেই),

2 ∙ Ul = Ilamp ∙ 2 ∙ rl = 7.27 ∙ 0.089 = 0.65 V।

এই ক্ষেত্রে ল্যাম্পের ভোল্টেজ হল:

উলাম্প = U-2 ∙ Ul = 110-0.65 = 109.35 V।

ইঞ্জিন শুরু করার সময়, ল্যাম্পগুলি আরও ম্লানভাবে জ্বলবে, যেহেতু লাইনে ভোল্টেজ ড্রপ বেশি:

2 ∙ Ul = (Ilamp + Idv) ∙ 2 ∙ rl = (7.27 + 50) ∙ 0.089 = 57.27 ∙ 0.089 = 5.1 V।

ইঞ্জিন শুরু করার সময় ল্যাম্পগুলির সর্বনিম্ন ভোল্টেজ হবে:

উলাম্প = Uc-2, Ul = 110-5.1 = 104.9V।

যখন মোটর চলছে, তখন লাইনে ভোল্টেজ ড্রপ মোটর চালু হওয়ার চেয়ে কম, কিন্তু যখন মোটর বন্ধ থাকে তার চেয়ে বেশি:

2 ∙ Ul = (Ilamp + Inom) ∙ 2 ∙ rl = (7.27 + 30) ∙ 0.089 = 37.27 ∙ 0.089 = 3.32 V।

স্বাভাবিক ইঞ্জিন অপারেশনের সময় ল্যাম্পের ভোল্টেজ হল:

উলাম্প = 110-3.32 = 106.68 V।

এমনকি নামমাত্রের তুলনায় আলোর ভোল্টেজের সামান্য হ্রাসও আলোর উজ্জ্বলতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে।