বিকল্প বর্তমানের মৌলিক পরামিতি: সময়কাল, ফ্রিকোয়েন্সি, ফেজ, প্রশস্ততা, সুরেলা দোলন

অল্টারনেটিং কারেন্ট হল একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ যার দিক ও শক্তি পর্যায়ক্রমে পরিবর্তিত হয়। যেহেতু সাইনোসয়েডাল আইন অনুসারে সাধারণত বিকল্প কারেন্টের শক্তি পরিবর্তিত হয়, তাই বিকল্প কারেন্ট হল ভোল্টেজ এবং কারেন্টের সাইনোসয়েডাল ওঠানামা।

অতএব, সাইনোসয়েডাল বৈদ্যুতিক দোলনের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য সবকিছুই বিকল্প কারেন্টের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। সাইনুসয়েডাল দোলনগুলি হল দোলন যেখানে সাইন আইন অনুসারে দোদুল্যমান মান পরিবর্তিত হয়।এই নিবন্ধে আমরা এসি প্যারামিটার সম্পর্কে কথা বলব।

EMF এর পরিবর্তন এবং এই ধরনের একটি উৎসের সাথে সংযুক্ত একটি রৈখিক লোডের বর্তমান পরিবর্তন একটি সাইনুসয়েডাল আইন অনুসরণ করবে। এই ক্ষেত্রে, বিকল্প EMF, বিকল্প ভোল্টেজ এবং স্রোত তাদের প্রধান চারটি পরামিতি দ্বারা চিহ্নিত করা যেতে পারে:

• সময়কাল;

• ফ্রিকোয়েন্সি;

• প্রশস্ততা;

• কার্যকর মান।

এছাড়াও অতিরিক্ত পরামিতি আছে:

• কৌণিক কম্পাংক;

• পর্যায়;

• তাৎক্ষণিক মান।

এর পরে, আমরা এই সমস্ত পরামিতিগুলি আলাদাভাবে এবং একসাথে দেখব।

পিরিয়ড টি.

সময়কাল — সমস্ত মধ্যবর্তী অবস্থার মধ্য দিয়ে যেতে এবং আবার তার প্রাথমিক অবস্থায় ফিরে আসতে দোদুল্যমান সিস্টেমের জন্য সময় লাগে।

একটি অল্টারনেটিং কারেন্টের পিরিয়ড টি হল সেই সময়ের ব্যবধান যার মধ্যে কারেন্ট বা ভোল্টেজ পরিবর্তনের একটি সম্পূর্ণ চক্র তৈরি করে।

যেহেতু অল্টারনেটিং কারেন্টের উৎস একটি জেনারেটর, সেহেতু পিরিয়ডটি তার রটারের ঘূর্ণনের গতির সাথে সম্পর্কিত, এবং জেনারেটরের উইন্ডিং বা রটারের ঘূর্ণনের গতি যত বেশি হবে, উৎপন্ন বিকল্প ইএমএফের সময়কাল তত কম হবে এবং, তদনুসারে, লোডের বিকল্প বর্তমান, এটি সক্রিয় আউট.

সময়কাল সেকেন্ড, মিলিসেকেন্ড, মাইক্রোসেকেন্ড, ন্যানোসেকেন্ডে পরিমাপ করা হয়, বিশেষ পরিস্থিতির উপর নির্ভর করে যেখানে এই কারেন্ট বিবেচনা করা হয়। উপরের চিত্রটি দেখায় যে কিভাবে ভোল্টেজ U সময়ের সাথে সাথে পরিবর্তিত হয় যখন একটি ধ্রুবক বৈশিষ্ট্যপূর্ণ সময় থাকে।

কম্পাঙ্ক চ

ফ্রিকোয়েন্সি f হল সময়কালের পারস্পরিক এবং সংখ্যাগতভাবে 1 সেকেন্ডে বর্তমান বা EMF পরিবর্তনের সময়কালের সংখ্যার সমান। অর্থাৎ, f = 1 / T. ফ্রিকোয়েন্সি পরিমাপের একক হার্জ (Hz), জার্মান পদার্থবিদ হেনরিখ হার্টজের নামে নামকরণ করা হয়েছে, যিনি 19 শতকে ইলেক্ট্রোডায়নামিক্সের বিকাশে গুরুত্বপূর্ণ অবদান রেখেছিলেন। সময়কাল যত কম হবে, ইএমএফ বা বর্তমান পরিবর্তনের ফ্রিকোয়েন্সি তত বেশি হবে।

আজ রাশিয়ায়, বৈদ্যুতিক নেটওয়ার্কগুলিতে বিকল্প কারেন্টের স্ট্যান্ডার্ড ফ্রিকোয়েন্সি হল 50 Hz, অর্থাৎ, 1 সেকেন্ডে নেটওয়ার্ক ভোল্টেজের 50 ওঠানামা দেখা যায়।

ইলেক্ট্রোডায়নামিক্সের অন্যান্য ক্ষেত্রগুলিতে, উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার করা হয়, উদাহরণস্বরূপ আধুনিক ইনভার্টারগুলিতে 20 kHz এবং আরও বেশি এবং ইলেক্ট্রোডাইনামিকসের সংকীর্ণ এলাকায় বেশ কয়েকটি MHz পর্যন্ত। উপরের চিত্রে আপনি দেখতে পাচ্ছেন যে এক সেকেন্ডে 50টি সম্পূর্ণ দোলন রয়েছে, প্রতিটি স্থায়ী 0.02 সেকেন্ড এবং 1 / 0.02 = 50।

সময়ের সাথে সাইনোসয়েডাল বিকল্প কারেন্টের পরিবর্তনের গ্রাফ থেকে, এটি দেখা যায় যে বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সির স্রোত একই সময়ের ব্যবধানে বিভিন্ন সংখ্যক পিরিয়ড ধারণ করে।

কৌণিক কম্পাংক

কৌণিক কম্পাঙ্ক — 2pi সেকেন্ডে তৈরি দোলনের সংখ্যা।

একটি সময়কালে, সাইনোসয়েডাল ইএমএফ বা সাইনোসয়েডাল কারেন্টের ফেজ 2pi রেডিয়ান বা 360 ° দ্বারা পরিবর্তিত হয়, তাই বিকল্প সাইনোসয়েডাল কারেন্টের কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি সমান:

2pi সেকেন্ডে দোলনের সংখ্যা ব্যবহার করুন। (1 সেকেন্ডে নয়।) এটি সুবিধাজনক কারণ সূত্রে সুরেলা দোলনের সময় ভোল্টেজ এবং কারেন্টের পরিবর্তনের নিয়ম প্রকাশ করে, বিকল্প কারেন্টের প্রবর্তক বা ক্যাপাসিটিভ প্রতিরোধকে প্রকাশ করে এবং অনেক ক্ষেত্রে অন্যান্য ক্ষেত্রে দোলন ফ্রিকোয়েন্সি n গুণক 2pi এর সাথে একসাথে প্রদর্শিত হয়।

পর্যায়

পর্যায় - অবস্থা, পর্যায়ক্রমিক প্রক্রিয়ার পর্যায়। সাইনোসয়েডাল অসিলেশনের ক্ষেত্রে ফেজ শব্দটির আরও সুনির্দিষ্ট অর্থ রয়েছে। অনুশীলনে, এটি সাধারণত ফেজ নিজেই একটি ভূমিকা পালন করে না, তবে যে কোনো দুটি পর্যায়ক্রমিক প্রক্রিয়ার মধ্যে ফেজ স্থানান্তর।

এই ক্ষেত্রে, "ফেজ" শব্দটি প্রক্রিয়াটির বিকাশের একটি পর্যায় হিসাবে বোঝা যায়, এবং এই ক্ষেত্রে, বিকল্প স্রোত এবং সাইনোসয়েডাল ভোল্টেজের সাথে সম্পর্কিত, ফেজটিকে একটি নির্দিষ্ট মুহুর্তে বিকল্প স্রোতের অবস্থা বলা হয়। সময়

পরিসংখ্যানগুলি দেখায়: ফেজে ভোল্টেজ U1 এবং বর্তমান I1 এর কাকতালীয়তা, অ্যান্টিফেজে ভোল্টেজ U1 এবং U2, সেইসাথে বর্তমান I1 এবং ভোল্টেজ U2 এর মধ্যে ফেজ স্থানান্তর। ফেজ শিফ্ট রেডিয়ানে, একটি পিরিয়ডের কিছু অংশ, ডিগ্রীতে পরিমাপ করা হয়।

আরো দেখুন: ফেজ, ফেজ এঙ্গেল এবং ফেজ শিফট কি

প্রশস্ততা উম এবং ইম

সাইনোসয়েডাল অল্টারনেটিং কারেন্ট বা সাইনোসয়েডাল অল্টারনেটিং EMF-এর মাত্রার কথা বললে, EMF বা কারেন্টের সর্বোচ্চ মানকে বলা হয় প্রশস্ততা বা প্রশস্ততা (সর্বোচ্চ) মান।

প্রশস্ততা — হারমোনিক দোলন সম্পাদনকারী পরিমাণের বৃহত্তম মান (উদাহরণস্বরূপ, বিকল্প স্রোতে বর্তমান শক্তির সর্বাধিক মান, ভারসাম্যের অবস্থান থেকে দোলকের বিচ্যুতি), শর্তসাপেক্ষে একটি নির্দিষ্ট মান থেকে দোলক পরিমাণের বৃহত্তম বিচ্যুতি প্রাথমিক শূন্য হিসাবে গৃহীত।

কঠোরভাবে বলতে গেলে, প্রশস্ততা শব্দটি শুধুমাত্র সাইনোসয়েডাল দোলনকে বোঝায়, তবে এটি সাধারণত (পুরোপুরি সঠিকভাবে নয়) উপরের অর্থে সমস্ত দোলনের ক্ষেত্রে প্রয়োগ করা হয়।

যদি আমরা একটি অল্টারনেটর সম্পর্কে কথা বলি, তাহলে প্রতি পিরিয়ডের দুইবার এর টার্মিনালের EMF একটি প্রশস্ততা মানতে পৌঁছায়, যার মধ্যে প্রথমটি + Em, দ্বিতীয়টি যথাক্রমে Em, ইতিবাচক এবং নেতিবাচক অর্ধ-চক্রের সময়। বর্তমান আমি একইভাবে আচরণ করি এবং সেই অনুযায়ী Im দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।

হারমোনিক কম্পন — দোলন যেখানে একটি দোদুল্যমান পরিমাণ, যেমন একটি বৈদ্যুতিক সার্কিটে ভোল্টেজ, সময়ের সাথে সাথে একটি সুরেলা সাইনোসয়েডাল বা কোসাইন আইন অনুসারে পরিবর্তিত হয়। গ্রাফিকভাবে একটি সাইনোসয়েডাল বক্ররেখা দ্বারা উপস্থাপিত।

বাস্তব প্রক্রিয়া শুধুমাত্র সুরেলা দোলন আনুমানিক করতে পারে. যাইহোক, যদি দোলনগুলি প্রক্রিয়াটির সর্বাধিক বৈশিষ্ট্যযুক্ত বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রতিফলিত করে, তবে এই জাতীয় প্রক্রিয়াটিকে সুরেলা হিসাবে বিবেচনা করা হয়, যা অনেকগুলি শারীরিক এবং প্রযুক্তিগত সমস্যার সমাধানকে ব্যাপকভাবে সহায়তা করে।

সুরেলা দোলনের কাছাকাছি আন্দোলনগুলি বিভিন্ন সিস্টেমে ঘটে: যান্ত্রিক (একটি পেন্ডুলামের দোলন), শাব্দ (একটি অর্গান পাইপে একটি বায়ু কলামের দোলন), তড়িৎচুম্বকীয় (এলসি সার্কিটে দোলন) ইত্যাদি।দোলনের তত্ত্ব একীভূত দৃষ্টিকোণ থেকে এই ঘটনাগুলিকে, ভৌত প্রকৃতিতে ভিন্ন, বিবেচনা করে এবং তাদের সাধারণ বৈশিষ্ট্যগুলি নির্ধারণ করে।

এই ভেক্টরের উপর লম্ব একটি অক্ষের উপর ধ্রুবক কৌণিক বেগে ঘূর্ণায়মান একটি ভেক্টর ব্যবহার করে সুরেলা দোলনগুলিকে গ্রাফিকভাবে উপস্থাপন করা সুবিধাজনক এবং এর উত্সের মধ্য দিয়ে যায়। ভেক্টরের ঘূর্ণনের কৌণিক বেগ হারমোনিক দোলনের বৃত্তাকার কম্পাঙ্কের সাথে মিলে যায়।

একটি সুরেলা কম্পনের ভেক্টর চিত্র

যেকোন ফর্মের একটি পর্যায়ক্রমিক প্রক্রিয়া বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি, প্রশস্ততা এবং পর্যায়গুলির সাথে সরল সুরেলা দোলনের একটি অসীম সিরিজে পচে যেতে পারে।

সুরেলা — একটি সুরেলা কম্পন যার ফ্রিকোয়েন্সি অন্য কোনো কম্পনের কম্পাঙ্কের চেয়ে পুরো সংখ্যক গুণ বেশি, যাকে বলা হয় মৌলিক স্বর। হারমোনিকের সংখ্যা নির্দেশ করে যে এর কম্পাঙ্ক মৌলিক স্বরের কম্পাঙ্কের চেয়ে কত গুণ বেশি (উদাহরণস্বরূপ, তৃতীয় হারমোনিক হল একটি হারমোনিক কম্পন যার কম্পাঙ্ক মৌলিক স্বরের কম্পাঙ্কের চেয়ে তিন গুণ বেশি)।

যেকোন পর্যায়ক্রমিক কিন্তু সুরেলা নয় (অর্থাৎ সাইনোসয়েডাল থেকে আকৃতিতে ভিন্ন) দোলনগুলিকে হারমোনিক দোলনের সমষ্টি হিসাবে উপস্থাপন করা যেতে পারে - মৌলিক স্বর এবং বেশ কয়েকটি হারমোনিক্স। যত বেশি বিবেচিত দোলন একটি সাইনোসয়েডাল থেকে আকারে আলাদা, তত বেশি হারমোনিক্স এতে রয়েছে।

u এবং i এর তাৎক্ষণিক মান

সময়ের একটি নির্দিষ্ট মুহুর্তে ইএমএফ বা কারেন্টের মানকে তাত্ক্ষণিক মান বলা হয়, এগুলি ছোট হাতের অক্ষর u এবং i দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। কিন্তু যেহেতু এই মানগুলি সব সময় পরিবর্তিত হয়, তাই তাদের থেকে এসি কারেন্ট এবং EMF অনুমান করা অসুবিধাজনক।

I, E এবং U এর RMS মান

দরকারী কাজ সম্পাদনের জন্য বিকল্প কারেন্টের ক্ষমতা, যেমন যান্ত্রিকভাবে একটি মোটরের রটার বাঁকানো বা গরম করার যন্ত্রে তাপ উৎপাদন করা, সুবিধাজনকভাবে emfs এবং কারেন্টের কার্যকর মান দ্বারা অনুমান করা হয়।

তাই, কার্যকর বর্তমান মান এমন একটি প্রত্যক্ষ কারেন্টের মান বলা হয় যা বিবেচনাধীন বিকল্প প্রবাহের একটি সময়কালে একটি পরিবাহীর মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময়, একই যান্ত্রিক কাজ বা এই বিকল্প প্রবাহের সমান তাপ উৎপন্ন করে।

ভোল্টেজ, emfs এবং কারেন্টের RMS মানগুলি I, E এবং U দ্বারা বড় অক্ষর দ্বারা নির্দেশিত হয়। সাইনোসয়েডাল অল্টারনেটিং কারেন্ট এবং সাইনোসয়েডাল অল্টারনেটিং ভোল্টেজের জন্য, কার্যকরী মানগুলি হল:

বৈদ্যুতিক নেটওয়ার্কগুলি বর্ণনা করার জন্য, বর্তমান এবং ভোল্টেজের কার্যকর মান ব্যবহার করা সুবিধাজনক। উদাহরণস্বরূপ, 220-240 ভোল্টের মান হল আধুনিক পরিবারের সকেটে ভোল্টেজের কার্যকরী মান এবং প্রশস্ততা অনেক বেশি - 311 থেকে 339 ভোল্ট পর্যন্ত।

কারেন্টের ক্ষেত্রেও একই, উদাহরণস্বরূপ, যখন তারা বলে যে 8 অ্যাম্পিয়ারের একটি কারেন্ট একটি গার্হস্থ্য গরম করার যন্ত্রের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়, এর অর্থ হল একটি কার্যকর মান, যখন প্রশস্ততা হল 11.3 অ্যাম্পিয়ার।

এক বা অন্যভাবে, বৈদ্যুতিক ইনস্টলেশনে যান্ত্রিক কাজ এবং বৈদ্যুতিক শক্তি ভোল্টেজ এবং স্রোতের কার্যকর মানগুলির সমানুপাতিক। পরিমাপ যন্ত্রগুলির একটি উল্লেখযোগ্য অংশ ভোল্টেজ এবং স্রোতের সঠিক কার্যকর মানগুলি দেখায়।