ఆధునిక ప్రపంచంలో, ప్రతి వ్యక్తి చిన్ననాటి నుండి విద్యుత్తుకు గురవుతాడు. ఈ సహజ దృగ్విషయం యొక్క మొదటి ప్రస్తావన తత్వవేత్తలు అరిస్టాటిల్ మరియు థేల్స్ కాలం నాటిది, వారు విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క అద్భుతమైన మరియు మర్మమైన లక్షణాలతో ఆశ్చర్యపోయారు. కానీ 17 వ శతాబ్దంలో మాత్రమే గొప్ప శాస్త్రీయ మనస్సులు విద్యుత్ శక్తికి సంబంధించిన ఆవిష్కరణల శ్రేణిని ప్రారంభించాయి, అది నేటికీ కొనసాగుతోంది.
ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్ యొక్క ఆవిష్కరణ మరియు ప్రపంచంలోని మొట్టమొదటి జనరేటర్ యొక్క మైఖేల్ ఫెరడే 1831లో సృష్టించడం మానవ జీవితాన్ని సమూలంగా మార్చింది. విద్యుత్ శక్తిని ఉపయోగించే పరికరాల ద్వారా మన జీవితాలు సులభతరం చేయబడతాయని మేము అలవాటు పడ్డాము, కానీ ఇప్పటి వరకు చాలా మందికి ఈ ముఖ్యమైన దృగ్విషయం గురించి అవగాహన లేదు. ప్రారంభించడానికి, విద్యుత్తు యొక్క ప్రాథమిక సూత్రాలను అర్థం చేసుకోవడానికి, రెండు ప్రాథమిక నిర్వచనాలను అధ్యయనం చేయడం అవసరం: విద్యుత్ ప్రవాహం మరియు వోల్టేజ్.
విషయము
విద్యుత్ ప్రవాహం మరియు వోల్టేజ్ అంటే ఏమిటి
విద్యుత్ చార్జ్డ్ కణాల క్రమబద్ధమైన కదలిక (విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క వాహకాలు) విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క వాహకాలు ఎలక్ట్రాన్లు (లోహాలు మరియు వాయువులలో), కాటయాన్స్ మరియు అయాన్లు (ఎలక్ట్రోలైట్స్ లో), ఎలక్ట్రాన్-హోల్ వాహకత వద్ద రంధ్రాలు. ఈ దృగ్విషయం అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టించడం, రసాయన కూర్పులో మార్పు లేదా కండక్టర్ల వేడి చేయడం ద్వారా వ్యక్తమవుతుంది. కరెంట్ యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు:
- ప్రస్తుత బలం, ఓంస్ చట్టం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు ఆంపియర్స్లో కొలుస్తారు (కానీ), సూత్రాలలో I అక్షరంతో సూచించబడుతుంది;
- శక్తి, జౌల్-లెంజ్ చట్టం ప్రకారం, వాట్స్లో కొలుస్తారు (మంగళ), P అక్షరంతో సూచించబడుతుంది;
- ఫ్రీక్వెన్సీ, హెర్ట్జ్లో కొలుస్తారు (Hz).
ఎలక్ట్రిక్ మోటారులను ఉపయోగించి యాంత్రిక శక్తిని పొందేందుకు, తాపన ఉపకరణాలు, ఎలక్ట్రిక్ వెల్డింగ్ మరియు హీటర్లలో ఉష్ణ శక్తిని పొందేందుకు, వివిధ పౌనఃపున్యాల విద్యుదయస్కాంత తరంగాలను ఉత్తేజపరిచేందుకు, విద్యుదయస్కాంతాలలో అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టించడానికి మరియు కాంతిని పొందేందుకు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని శక్తి వాహకంగా ఉపయోగిస్తారు. లైటింగ్ ఫిక్చర్లు మరియు వివిధ రకాల దీపాలలో శక్తి. .
వోల్టేజ్ 1 లాకెట్టు యొక్క ఛార్జ్ను తరలించడానికి విద్యుత్ క్షేత్రం చేసిన పని (Cl) కండక్టర్ యొక్క ఒక పాయింట్ నుండి మరొకదానికి. ఈ నిర్వచనం ఆధారంగా, ఒత్తిడి అంటే ఏమిటో అర్థం చేసుకోవడం ఇప్పటికీ కష్టం.
చార్జ్ చేయబడిన కణాలు ఒక ధ్రువం నుండి మరొక ధ్రువానికి తరలించడానికి, ఈ ధ్రువాల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని సృష్టించడం అవసరం (దాన్నే టెన్షన్ అంటారు.) వోల్టేజ్ యూనిట్ వోల్ట్ (AT).
చివరకు ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ యొక్క నిర్వచనాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి, ఒక ఆసక్తికరమైన సారూప్యతను ఇవ్వవచ్చు: విద్యుత్ ఛార్జ్ నీరు అని ఊహించుకోండి, అప్పుడు కాలమ్లోని నీటి ఒత్తిడి వోల్టేజ్, మరియు పైపులో నీటి ప్రవాహం యొక్క వేగం విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క బలం. అధిక వోల్టేజ్, ఎక్కువ విద్యుత్ ప్రవాహం.
ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ అంటే ఏమిటి
మీరు పొటెన్షియల్స్ యొక్క ధ్రువణతను మార్చినట్లయితే, అప్పుడు విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క ప్రవాహం యొక్క దిశ మారుతుంది. ఈ కరెంట్నే వేరియబుల్ అంటారు. ఒక నిర్దిష్ట వ్యవధిలో దిశలో మార్పుల సంఖ్యను ఫ్రీక్వెన్సీ అంటారు మరియు పైన పేర్కొన్న విధంగా హెర్ట్జ్లో కొలుస్తారు (Hz) ఉదాహరణకు, మన దేశంలో ప్రామాణిక విద్యుత్ నెట్వర్క్లో, ఫ్రీక్వెన్సీ 50 Hz, అంటే ప్రస్తుత కదలిక దిశ సెకనుకు 50 సార్లు మారుతుంది.
డైరెక్ట్ కరెంట్ అంటే ఏమిటి
చార్జ్డ్ కణాల యొక్క ఆర్డర్ కదలిక ఎల్లప్పుడూ ఒకే దిశను కలిగి ఉన్నప్పుడు, అటువంటి ప్రవాహాన్ని స్థిరంగా పిలుస్తారు. ఒక వైపు ఛార్జీల ధ్రువణత మరియు మరొకటి కాలక్రమేణా స్థిరంగా ఉన్నప్పుడు స్థిరమైన వోల్టేజ్ నెట్వర్క్లో డైరెక్ట్ కరెంట్ ఏర్పడుతుంది. ఇది చాలా తరచుగా వివిధ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు మరియు సాంకేతికతలో ఉపయోగించబడుతుంది, ఎక్కువ దూరం శక్తి ప్రసారం అవసరం లేనప్పుడు.
విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క మూలాలు
విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క మూలం సాధారణంగా సర్క్యూట్లో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని సృష్టించగల పరికరం లేదా పరికరం అని పిలుస్తారు. ఇటువంటి పరికరాలు ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ మరియు డైరెక్ట్ కరెంట్ రెండింటినీ సృష్టించగలవు. విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని సృష్టించే పద్ధతి ప్రకారం, అవి యాంత్రిక, కాంతి, ఉష్ణ మరియు రసాయనంగా విభజించబడ్డాయి.
మెకానికల్ విద్యుత్ ప్రవాహ వనరులు యాంత్రిక శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మారుస్తాయి.ఈ పరికరాలు వివిధ రకాలుగా ఉంటాయి. జనరేటర్లు, ఇది అసమకాలిక మోటార్లు కాయిల్ చుట్టూ విద్యుదయస్కాంతం యొక్క భ్రమణ కారణంగా, ఒక ప్రత్యామ్నాయ విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
కాంతి మూలాలు ఫోటాన్ శక్తిని మారుస్తాయి (కాంతి శక్తి) విద్యుత్ లోకి. వారు కాంతి ప్రవాహానికి గురైనప్పుడు వోల్టేజ్ను ఉత్పత్తి చేయడానికి సెమీకండక్టర్ల ఆస్తిని ఉపయోగిస్తారు. సోలార్ ప్యానెల్స్ అటువంటి పరికరం.
థర్మల్ - రెండు జతల సంప్రదింపు సెమీకండక్టర్ల మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం కారణంగా ఉష్ణ శక్తిని విద్యుత్తుగా మార్చండి - థర్మోకపుల్స్. అటువంటి పరికరాలలో ప్రస్తుత పరిమాణం నేరుగా ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసానికి సంబంధించినది: ఎక్కువ వ్యత్యాసం, ప్రస్తుత బలం ఎక్కువ. ఇటువంటి వనరులు ఉపయోగించబడతాయి, ఉదాహరణకు, భూఉష్ణ విద్యుత్ ప్లాంట్లలో.
రసాయన రసాయన ప్రతిచర్యల ఫలితంగా ప్రస్తుత మూలం విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఉదాహరణకు, ఇటువంటి పరికరాలలో వివిధ రకాల గాల్వానిక్ బ్యాటరీలు మరియు అక్యుమ్యులేటర్లు ఉంటాయి. గాల్వానిక్ కణాలపై ఆధారపడిన ప్రస్తుత మూలాలు సాధారణంగా స్వతంత్ర పరికరాలు, కార్లు, సాంకేతికతలో ఉపయోగించబడతాయి మరియు ప్రత్యక్ష కరెంట్ మూలాలు.
AC నుండి DC మార్పిడి
ప్రపంచంలోని విద్యుత్ పరికరాలు ప్రత్యక్ష మరియు ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహాన్ని ఉపయోగిస్తాయి. అందువల్ల, ఒక కరెంట్ను మరొకదానికి మార్చాల్సిన అవసరం ఉంది లేదా దీనికి విరుద్ధంగా.
ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ నుండి, డయోడ్ బ్రిడ్జిని ఉపయోగించి డైరెక్ట్ కరెంట్ పొందవచ్చు లేదా దీనిని "రెక్టిఫైయర్" అని కూడా పిలుస్తారు. రెక్టిఫైయర్ యొక్క కోర్ సెమీకండక్టర్ డయోడ్, ఇది విద్యుత్తును ఒక దిశలో మాత్రమే నిర్వహిస్తుంది. ఈ డయోడ్ తర్వాత, ప్రస్తుత దాని దిశను మార్చదు, కానీ అలలు కనిపిస్తాయి, ఇవి సహాయంతో తొలగించబడతాయి కెపాసిటర్లు మరియు ఇతర ఫిల్టర్లు. రెక్టిఫైయర్లు మెకానికల్, ఎలక్ట్రోవాక్యూమ్ లేదా సెమీకండక్టర్ వెర్షన్లలో అందుబాటులో ఉన్నాయి.
అటువంటి పరికరం యొక్క తయారీ నాణ్యతపై ఆధారపడి, అవుట్పుట్ వద్ద ప్రస్తుత అలలు వేరొక విలువను కలిగి ఉంటాయి, ఒక నియమం వలె, ఖరీదైన మరియు మెరుగైన పరికరం తయారు చేయబడుతుంది, తక్కువ అలలు మరియు క్లీనర్ కరెంట్. అటువంటి పరికరాలకు ఉదాహరణ విద్యుత్ సరఫరాలు వివిధ పరికరాలు మరియు ఛార్జర్లు, వివిధ రకాల రవాణా మార్గాలలో విద్యుత్ పవర్ ప్లాంట్ల రెక్టిఫైయర్లు, DC వెల్డింగ్ యంత్రాలు మరియు ఇతరులు.
డైరెక్ట్ కరెంట్ను ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్గా మార్చడానికి ఇన్వర్టర్లు ఉపయోగించబడతాయి. ఇటువంటి పరికరాలు సైనూసోయిడ్తో ప్రత్యామ్నాయ వోల్టేజ్ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. అటువంటి పరికరాలలో అనేక రకాలు ఉన్నాయి: ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు, రిలే మరియు ఎలక్ట్రానిక్తో ఇన్వర్టర్లు. అవుట్పుట్ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్, ధర మరియు పరిమాణం యొక్క నాణ్యతలో అవన్నీ ఒకదానికొకటి భిన్నంగా ఉంటాయి. అటువంటి పరికరానికి ఉదాహరణ నిరంతర విద్యుత్ సరఫరా, కార్లలో ఇన్వర్టర్లు లేదా, ఉదాహరణకు, సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్లలో.
ఇది ఎక్కడ ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఆల్టర్నేటింగ్ మరియు డైరెక్ట్ కరెంట్ యొక్క ప్రయోజనాలు ఏమిటి
వివిధ పనులకు AC మరియు DC రెండింటినీ ఉపయోగించడం అవసరం కావచ్చు. ప్రతి రకమైన కరెంట్ దాని స్వంత ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు కలిగి ఉంది.
ఏకాంతర ప్రవాహంను ఎక్కువ దూరాలకు కరెంట్ను ప్రసారం చేయాల్సిన అవసరం ఉన్నప్పుడు చాలా తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది. సాధ్యమయ్యే నష్టాలు మరియు పరికరాల ధరల కోణం నుండి అటువంటి ప్రవాహాన్ని ప్రసారం చేయడం మరింత ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది. అందుకే చాలా విద్యుత్ ఉపకరణాలు మరియు యంత్రాంగాలు ఈ రకమైన కరెంట్ను మాత్రమే ఉపయోగిస్తాయి.
నివాస గృహాలు మరియు సంస్థలు, మౌలిక సదుపాయాలు మరియు రవాణా సౌకర్యాలు పవర్ ప్లాంట్ల నుండి దూరంలో ఉన్నాయి, కాబట్టి అన్ని ఎలక్ట్రికల్ నెట్వర్క్లు AC. ఇటువంటి నెట్వర్క్లు అన్ని గృహోపకరణాలు, పారిశ్రామిక పరికరాలు, రైలు లోకోమోటివ్లకు ఆహారం ఇస్తాయి. ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్పై పనిచేసే అద్భుతమైన సంఖ్యలో పరికరాలు ఉన్నాయి మరియు డైరెక్ట్ కరెంట్ని ఉపయోగించే పరికరాలను వివరించడం చాలా సులభం.
డి.సి కార్లు, విమానం, నౌకలు లేదా ఎలక్ట్రిక్ రైళ్ల ఆన్-బోర్డ్ సిస్టమ్స్ వంటి స్వయంప్రతిపత్త వ్యవస్థలలో ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది వివిధ ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క మైక్రో సర్క్యూట్ల విద్యుత్ సరఫరాలో, కమ్యూనికేషన్లు మరియు ఇతర పరికరాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇక్కడ జోక్యం మరియు అలల మొత్తాన్ని తగ్గించడం లేదా వాటిని పూర్తిగా తొలగించడం అవసరం. కొన్ని సందర్భాల్లో, అటువంటి కరెంట్ ఇన్వర్టర్ల సహాయంతో ఎలక్ట్రిక్ వెల్డింగ్లో ఉపయోగించబడుతుంది. DC వ్యవస్థలపై నడిచే రైల్వే ఇంజన్లు కూడా ఉన్నాయి. వైద్యశాస్త్రంలో, ఎలెక్ట్రోఫోరేసిస్ ఉపయోగించి శరీరంలోకి ఔషధాలను ప్రవేశపెట్టడానికి మరియు వివిధ పదార్ధాలను వేరు చేయడానికి శాస్త్రీయ ప్రయోజనాల కోసం ఇటువంటి విద్యుత్తు ఉపయోగించబడుతుంది (ప్రోటీన్ ఎలెక్ట్రోఫోరేసిస్, మొదలైనవి.).
ఎలక్ట్రికల్ ఉపకరణాలు మరియు రేఖాచిత్రాలపై హోదాలు
పరికరం ఏ కరెంట్లో పనిచేస్తుందో తరచుగా నిర్ణయించాల్సిన అవసరం ఉంది. అన్నింటికంటే, డైరెక్ట్ కరెంట్లో పనిచేసే పరికరాన్ని ప్రత్యామ్నాయ కరెంట్ ఎలక్ట్రికల్ నెట్వర్క్కు కనెక్ట్ చేయడం అనివార్యంగా అసహ్యకరమైన పరిణామాలకు దారి తీస్తుంది: పరికరానికి నష్టం, అగ్ని, విద్యుత్ షాక్. దీని కోసం, సాధారణంగా ఆమోదించబడినవి ఉన్నాయి సమావేశాలు అటువంటి వ్యవస్థల కోసం మరియు వైర్ల రంగు కోడింగ్ కూడా.
సాంప్రదాయకంగా, డైరెక్ట్ కరెంట్తో పనిచేసే ఎలక్ట్రికల్ ఉపకరణాలపై, ఒక లైన్, రెండు ఘన పంక్తులు లేదా ఒకదానికొకటి దిగువన ఉన్న చుక్కల రేఖతో కూడిన ఘన రేఖ సూచించబడతాయి. అలాగే, అటువంటి కరెంట్ లాటిన్ అక్షరాలలో హోదాతో గుర్తించబడింది DC. పాజిటివ్ వైర్ కోసం DC సిస్టమ్స్లోని వైర్ల యొక్క ఎలక్ట్రికల్ ఇన్సులేషన్ ఎరుపు, ప్రతికూల వైర్ నీలం లేదా నలుపు రంగులో ఉంటుంది.
ఎలక్ట్రికల్ ఉపకరణం మరియు యంత్రాలపై, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ ఆంగ్ల సంక్షిప్తీకరణ ద్వారా సూచించబడుతుంది AC లేదా ఉంగరాల లైన్. రేఖాచిత్రాలపై మరియు పరికరాల వివరణలో, ఇది రెండు పంక్తుల ద్వారా కూడా సూచించబడుతుంది: ఘన మరియు ఉంగరాల, ఒకదానికొకటి క్రింద ఉంది. చాలా సందర్భాలలో కండక్టర్లు ఈ క్రింది విధంగా నియమించబడ్డారు: దశ గోధుమ లేదా నలుపు, సున్నా నీలం మరియు భూమి పసుపు-ఆకుపచ్చగా ఉంటుంది.
ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ ఎందుకు తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది
పైన, మేము ఇప్పటికే ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ ప్రస్తుతం డైరెక్ట్ కరెంట్ కంటే ఎక్కువగా ఎందుకు ఉపయోగించబడుతుందనే దాని గురించి ఇప్పటికే మాట్లాడాము. మరియు ఇంకా, ఈ సమస్యను మరింత వివరంగా చూద్దాం.
విద్యుత్ రంగంలో ఆవిష్కరణలు జరిగినప్పటి నుంచి ఏ కరెంట్ వాడితే మంచిదనే చర్చ నడుస్తోంది. "ప్రవాహాల యుద్ధం" వంటి విషయం కూడా ఉంది - కరెంట్ రకాల్లో ఒకదానిని ఉపయోగించడం కోసం థామస్ ఎడిసన్ మరియు నికోలా టెస్లా మధ్య ఘర్షణ. ఈ గొప్ప శాస్త్రవేత్తల అనుచరుల మధ్య పోరాటం 2007 వరకు కొనసాగింది, న్యూయార్క్ నగరం డైరెక్ట్ కరెంట్ నుండి ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్కి మారినప్పుడు.
AC ఎక్కువగా ఉపయోగించబడటానికి అతిపెద్ద కారణం తక్కువ నష్టాలతో ఎక్కువ దూరాలకు ప్రసారం చేయగల సామర్థ్యం. ప్రస్తుత మూలం మరియు తుది వినియోగదారు మధ్య దూరం ఎక్కువ, ప్రతిఘటన ఎక్కువ తీగలు మరియు వారి వేడి కోసం వేడి నష్టాలు.
గరిష్ట శక్తిని పొందడానికి, వైర్ల మందాన్ని పెంచడం అవసరం (మరియు తద్వారా ప్రతిఘటనను తగ్గిస్తుంది), లేదా వోల్టేజ్ పెంచండి.
AC సిస్టమ్స్లో, మీరు వోల్టేజ్ను కనీసం తీగల మందంతో పెంచవచ్చు, తద్వారా విద్యుత్ లైన్ల ధర తగ్గుతుంది. డైరెక్ట్ కరెంట్ ఉన్న సిస్టమ్ల కోసం, వోల్టేజ్ను పెంచడానికి సరసమైన మరియు ప్రభావవంతమైన మార్గాలు లేవు మరియు అందువల్ల అటువంటి నెట్వర్క్ల కోసం కండక్టర్ల మందాన్ని పెంచడం లేదా పెద్ద సంఖ్యలో చిన్న విద్యుత్ ప్లాంట్లను నిర్మించడం అవసరం. ఈ రెండు పద్ధతులు ఖరీదైనవి మరియు AC నెట్వర్క్లతో పోలిస్తే విద్యుత్ ఖర్చును గణనీయంగా పెంచుతాయి.
ఎలక్ట్రికల్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ల సహాయంతో, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ వోల్టేజ్ ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది (99% వరకు సామర్థ్యంతో) కనిష్ట నుండి గరిష్ట విలువలకు ఏ దిశలోనైనా మార్చవచ్చు, ఇది కూడా AC నెట్వర్క్ల యొక్క ముఖ్యమైన ప్రయోజనాల్లో ఒకటి. మూడు-దశల AC వ్యవస్థ యొక్క ఉపయోగం మరింత సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది మరియు AC శక్తితో పనిచేసే మోటార్లు వంటి యంత్రాలు DC మోటార్ల కంటే చాలా చిన్నవి, చౌకగా మరియు సులభంగా నిర్వహించబడతాయి.
పైన పేర్కొన్నదాని ఆధారంగా, పెద్ద నెట్వర్క్లలో మరియు ఎక్కువ దూరాలకు విద్యుత్ శక్తిని ప్రసారం చేసేటప్పుడు మరియు ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు మరియు స్వయంప్రతిపత్త పరికరాల యొక్క ఖచ్చితమైన మరియు సమర్థవంతమైన ఆపరేషన్ కోసం, డైరెక్ట్ కరెంట్ను ఉపయోగించడం మంచిది అని మేము నిర్ధారించగలము.
ఇలాంటి కథనాలు:
