ఎల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ ఏంటి

ప్రత్యామ్నాయ కరెంట్ అంటే ఏమిటి?

ప్రత్యామ్నాయ కరెంట్ అనేది విద్యుత్ వ్యవస్థలకు సంబంధించిన ఒక మౌలిక అంశం, ఇది ఎన్నో రకాలుగా మన ప్రపంచాన్ని ఆకారాన్ని ఇచ్చింది. దీని ఉత్పత్తి సులభం, వివిధ వోల్టేజీలకు మార్చడం మరియు పొడవైన దూరాలకు బదిలీ చేయడం వంటి లక్షణాలు దీనిని శక్తి బదిలీ మరియు పంపిణీ కోసం ప్రాధాన్యత గల ఎంపికగా చేశాయి. అలాగే, AC యొక్క చాలా ప్రయోజనాలు, వివిధ పరికరాలతో సహాయపడటం మరియు భద్రతా లక్షణాలు వంటివి మన రోజువారీ జీవితంలో దీనిని అనివార్యం చేశాయి.

విద్యుత్ ప్రపంచంలో రెండు ప్రధాన రూపాలు ఉన్నాయి: ప్రత్యామ్నాయ కరెంట్ (AC) మరియు నేరుగా ప్రవహించే కరెంట్ (DC). ఈ రెండు రకాల కరెంట్ల మధ్య ఉన్న తేడాలు మరియు వాటి రోజువారీ జీవితంలో ఉపయోగాలను అర్థం చేసుకోవడం మాకు చుట్టూ ఉన్న విద్యుత్ ఇంజనీరింగ్ మరియు సాంకేతిక పరిజ్ఞాన పురోగతిని అభినందించడానికి సహాయపడుతుంది.

ప్రత్యామ్నాయ కరెంట్ (AC) మరియు నేరుగా ప్రవహించే కరెంట్ (DC) అనేవి ఒక సర్క్యూట్ ద్వారా విద్యుత్ ఛార్జ్ బదిలీ చేయడానికి రెండు వేర్వేరు మార్గాలు. AC లో ఛార్జ్ ప్రవాహం కాలక్రమేణా దిశను మారుస్తుంది, సాధారణంగా సైన్ తరంగం లాగా ఉండే తరంగ రూపాన్ని సృష్టిస్తుంది. మరోవైపు, DC అనేది ఒకే దిశలో స్థిరంగా ప్రవహించే ఛార్జ్ ప్రవాహాన్ని సూచిస్తుంది. వాటి స్వభావం, పనితీరు మరియు ఉపయోగాలలో తేడాలు విద్యుత్ శక్తిలో విభిన్న పరిస్థితులను సృష్టిస్తాయి.

AC ను DC కి ప్రాధాన్యత ఇవ్వడానికి ఒక ప్రధాన కారణం దాని ఉన్నత వోల్టేజీలకు మరియు తక్కువ వోల్టేజీలకు సులభంగా మార్చడానికి ఉన్న సామర్థ్యం, ఇది పొడవైన దూరాలకు విద్యుత్ బదిలీని మరింత సమర్థవంతం చేస్తుంది. అలాగే, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు AC వోల్టేజీని పెంచగలవు లేదా తగ్గించగలవు, ఫలితంగా పొడవైన దూరాలకు బదిలీ చేసేటప్పుడు కనీస శక్తి నష్టం ఉంటుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, DC శక్తిని సౌకర్యంగా మార్చలేము, కాబట్టి పొడవైన దూరాలకు శక్తి బదిలీకి అంతగా అనుకూలంగా ఉండదు.

AC యొక్క పని సూత్రం విద్యుత్ ప్రవాహం వల్ల సృష్టించబడిన మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రం చుట్టూ కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది. కరెంట్ దిశను మార్చినప్పుడు, అయస్కాంత క్షేత్రం కూడా మారుతుంది, దగ్గరలో ఉన్న వాహకాలలో వోల్టేజీని ప్రేరేపిస్తుంది. AC జనరేటర్లు మరియు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లను నడపడానికి ఈ లక్షణం ప్రాథమికంగా ఉంటుంది.

AC యొక్క కనిపెట్టడానికి చాలా మంది వ్యక్తులు కారణమయ్యారు, కానీ సెర్బియన్-అమెరికన్ కనిపెట్టిన వారిలో నికోలా టెస్లా తరచుగా AC వ్యవస్థలకు పైనెర్ గా గుర్తించబడతాడు. AC శక్తి బదిలీపై టెస్లా పని మరియు ప్రేరేపణ మోటారు అభివృద్ధి చేయడం వల్ల AC ను విద్యుత్ యొక్క ప్రధాన రూపంగా నెలకొల్పడానికి సహాయపడింది.

పౌనఃపున్యంలో, 50-చక్రం మరియు 60-చక్రం ప్రత్యామ్నాయ కరెంట్ అనే పదాలు ఒక సెకనులో కరెంట్ దిశను మార్చే సంఖ్యను సూచిస్తాయి. AC శక్తి యొక్క పౌనఃపున్యం ప్రపంచవ్యాప్తంగా మారుతూ ఉంటుంది, యూరప్, ఆసియా మరియు ఆఫ్రికాలోని చాలా ప్రాంతాలలో 50 Hz ప్రామాణికంగా ఉంటుంది, అయితే ఉత్తర అమెరికాలో 60 Hz ప్రమాణంగా ఉంటుంది. పౌనఃపున్యంలో ఈ తేడా కొన్ని యంత్రాలు మరియు పరికరాల పనితీరును ప్రభావితం చేయవచ్చు, సరైన పౌనఃపున్యాన్ని ఉపయోగించడం చాలా ముఖ్యం.

సమర్థవంతమైన శక్తి బదిలీకి మించి AC యొక్క ప్రయోజనాలు వెళ్తాయి. AC ఉత్పత్తి చేయడం సులభం మరియు విద్యుత్ ఉత్పత్తి కోసం విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు, ఇది మరింత సులభంగా మరియు ఖర్చు తక్కువగా చేస్తుంది. అంతేకాకుండా, AC వ్యవస్థలు భద్రతా కలిగి ఉంటాయి, అవసరమైనప్పుడు సులభంగా ఆపవచ్చు, విద్యుత్ ప్రమాదాల ప్రమాదాన్ని తగ్గిస్తు

ఎసి ఉత్పత్తి మరియు ప్రసారం విద్యుత్ శక్తి మౌలిక సదుపాయాలలో కీలక భాగాలు. జల విద్యుత్, ఉష్ణ మరియు అణు శక్తి కేంద్రాల వంటి వివిధ మార్గాల ద్వారా ఎసి ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది, ఇవి యాంత్రిక శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చడానికి జనరేటర్లను ఉపయోగిస్తాయి. ఒకసారి ఉత్పత్తి అయిన తర్వాత, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు, ప్రసార టవర్లు మరియు సబ్‌స్టేషన్లతో కూడిన పవర్ లైన్ల ద్వారా ఎసి ప్రసారం చేయబడుతుంది, ఇవి సమర్థవంతమైన పంపిణీ మరియు ఉపయోగం కొరకు వోల్టేజి స్థాయలను సర్దుబాటు చేస్తాయి.

ప్రత్యావర్తన విద్యుత్ మన రోజువారీ జీవితంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది, ఎందుకంటే ఇది మనం ఆధారపడే చాలా యంత్రాలు మరియు పరికరాలను నడుపుతుంది, దీనిలో దీపాలు, కంప్యూటర్లు మరియు గృహ యంత్రాలు ఉన్నాయి. అదనంగా, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లతో దాని అనుకూలత, ఉత్పత్తి సులభత మరియు పొడవైన దూరాలకు శక్తిని ప్రసారం చేసే సామర్థ్యం ఆధునిక విద్యుత్ వ్యవస్థలకు మూలస్తంభంగా చేస్తుంది.

ఎసి ఉపయోగంపై పౌనఃపున్యం గమనించదగిన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. ప్రాంతం యొక్క పవర్ సరఫరాతో పరికరాల అనుకూలతను నిర్ణయించడంతో పాటు, ఎసి పవర్ యొక్క పౌనఃపున్యం విద్యుత్ మోటార్ల వేగం మరియు పనితీరును ప్రభావితం చేస్తుంది. పౌనఃపున్యంలో మార్పు ఫలితంగా మోటారు వేరొక వేగంతో పనిచేయవచ్చు లేదా కొన్ని సందర్భాలలో దాని పనితీరు దెబ్బతినవచ్చు.

ఎసి వ్యవస్థలలో ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు అత్యవసర పరికరాలు, ఎందుకంటే వివిధ అనువర్తనాల అవసరాలను తీర్చడానికి వోల్టేజి స్థాయలను సర్దుబాటు చేస్తాయి. ప్రాథమిక కుండలిలో మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వితీయ కుండలిలో వోల్టేజిని ప్రేరేపించడం ద్వారా వాటి పనితీరు విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ సూత్రాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. కుండలిలో చుట్ల సంఖ్యను మార్చడం ద్వారా, అనువర్తనం యొక్క ప్రత్యేక అవసరాల బట్టి, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు ఎసి పవర్ వోల్టేజిని సమర్థవంతంగా పెంచగలవు లేదా తగ్గించగలవు.

ప్రత్యావర్తన విద్యుత్ మరియు డైరెక్ట్ కరెంట్ మధ్య తేడాలు విద్యుత్ శక్తి యొక్క వివిధ రంగాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి చాలా ముఖ్యమైనవి. నికోలా టెస్లా మరియు ఇతర కనిపెట్టేవారి చే ఎసి కనిపెట్టడం విద్యుత్తును మనం ఉత్పత్తి చేయడం, ప్రసారం చేయడం మరియు ఉపయోగించడం విధానాన్ని విప్లవాత్మకంగా మార్చింది. ప్రత్యావర్తన విద్యుత్ యొక్క లక్షణాలు మరియు అనువర్తనాల పట్ల అవగాహన కలిగి ఉండడం ద్వారా, మన ప్రపంచాన్ని శక్తితో నడిపే సాంకేతికత మరియు మౌలిక సదుపాయాల గురించి మనం బాగా అర్థం చేసుకోగలం.

ప్రత్యావర్తన విద్యుత్ ఎలా పనిచేస్తుంది?

ప్రత్యావర్తన విద్యుత్ (ఎసి) సర్క్యూట్ లోపల విద్యుత్ ఛార్జి ప్రవాహ దిశను కాలానుగుణంగా మార్చడం ద్వారా పనిచేస్తుంది. స్థిర దిశలో ప్రవహించే డైరెక్ట్ కరెంట్ (డిసి) కు భిన్నంగా, ఎసి ముందుకు వెనక్కి ఊపిడి చెందుతుంది. ఈ ఊపిడి సాధారణంగా తరంగ రూపంగా సూచించబడుతుంది, సాధారణంగా సైన్ తరంగం ఆకారంలో ఉంటుంది. ప్రత్యావర్తన విద్యుత్ ఎలా పనిచేస్తుందో మరింత లోతుగా పరిశీలిద్దాం.

ఉత్పత్తి: ప్రత్యావర్తన విద్యుత్ ఒక కండక్టర్ లో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ప్రేరేపించడానికి భ్రమణ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. ఇది జనరేటర్లు మరియు ఆల్టర్నేటర్ల వంటి పరికరాలను ఉపయోగించి చేయబడుతుంది, ఇవి యాంత్రిక శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మారుస్తాయి. ఈ పరికరాలలో, అయస్కాంత క్షేత్రంలో తీగ కుండలి భ్రమణం చెందుతుంది లేదా స్థిరమైన కుండలి చుట్టూ ఒక అయస్కాంతం భ్రమణం చెందుతుంది. ఈ భ్రమణం కండక్టర్ తో అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని పరస్పర చర్య చేయడానికి కారణమవుతుంది, ఇది వోల్టేజిని ప్రేరేపిస్తుంది మరియు ఫలితంగా కాలానుగుణంగా దిశ మార్చే విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

తరంగ రూ

వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ సంబంధం: ఏసీ సర్క్యూట్లో, వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ ఒక్కటి (అనగా, వాటి పైక్కున్న విలువలు ఒక్కటిగా ఉంటాయ) లేదా విభిన్నంగా (అనగా, వాటి పైక్కున్న విలువలు విభిన్న సమయాలలో ఉంటాయ). ఏసీ సర్క్యూట్లో వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ యొక్క ఫేజ్ సంబంధం శక్తి ప్రదానం మరియు వ్యవస్థా నష్టాన్ని మెరుగుపరచడంలో ప్రభావం చూపుతుంది.

ట్రాన్స్‌ఫอร్మర్లు: ఏసీ యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల ద్వారా వోల్టేజ్ సులభంగా మార్చవచ్చు. ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు ఎలక్ట్రోమాగ్నెటిక్ ఇన్డక్షన్ ప్రంథంపై పనిచేస్తాయి, ప్రాథమిక కాయిల్లో మార్పు చేసే మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ సెకన్డరీ కాయిల్లో వోల్టేజ్ ని ప్రారంభిస్తుంది. కాయిల్లోని టర్న్ల సంఖ్యను మార్చడం ద్వారా, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యాప్పుంటే లేదా తగ్గించినట్లుగా ఏసీ వోల్టేజ్ ని మార్చవచ్చు. వోల్టేజ్ లెవల్స్ ని మార్చడం యొక్క ఈ సామర్థ్యం ఏసీని చట్టమైన దూరం వంటి శక్తి ప్రదానానికి యోగ్యం చేస్తుంది.

పరివర్తన కరెంట్ లను లెక్కించడానికి సూత్రం ఏమిటి?

ఏసీ సర్క్యూట్లో ఏదైనా సమయంలో కరెంట్ విలువను లెక్కించడానికి, కరెంట్ యొక్క అమ్ప్లిట్యూడ్ (అత్యధిక విలువ) మరియు కోణీయ తరంగద్రుతిని తెలియాలి. ఏసీ సర్క్యూట్లో అభిలంపించే కరెంట్ లను లెక్కించడానికి సాధారణ సూత్రం:

i(t) = I_max * sin(ωt + φ)

ఇక్కడ:

i(t) అనేది t సమయంలో అభిలంపించే కరెంట్
I_max అనేది అమ్ప్లిట్యూడ్ లేదా అత్యధిక కరెంట్
ω (ఓమెగా) అనేది కోణీయ తరంగద్రుతి, 2πf (ఇక్కడ f అనేది హర్ట్స్లో తరంగద్రుతి)
t అనేది మీరు కరెంట్ ని లెక్కించడానికి కోరుకునే సమయం
φ (ఫై) అనేది ఫేజ్ కోణం, ఇది వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ వేవ్‌ఫార్మ్ల మధ్య ఫేజ్ స్హిఫ్ట్ కారణం
ఈ సూత్రం సిన్యుసోయిడల్ వేవ్‌ఫార్మ్, ఏసీ యొక్క సాధారణ రూపాన్ని అనుమితం చేస్తుంది. వేవ్‌ఫార్మ్ సిన్యుసోయిడల్ కాకుండా ఉంటే, సూత్రం వేరుంటుంది మరియు వేవ్‌ఫార్మ్ యొక్క విశేష రూపంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఏసీ సర్క్యూట్ల కోసం మరొక ముఖ్యమైన విలువ రూట్-మీన్-స్క్వేర్ (RMS) కరెంట్, ఇది ప్రభావ కరెంట్ ని కొలుస్తుంది. RMS కరెంట్ ఏసీ సర్క్యూట్లో శక్తిని లెక్కించడంలో ఉపయోగపడుతుంది మరియు DC సర్క్యూట్లో స్థిర కరెంట్ విలువను పోల్చవచ్చు. పీక్ కరెంట్ నుండి RMS కరెంట్ ని లెక్కించడానికి సూత్రం క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

I_RMS = I_max / √2

ఇక్కడ:

I_RMS అనేది రూట్-మీన్-స్క్వేర్ కరెంట్
I_max అనేది అమ్ప్లిట్యూడ్ లేదా అత్యధిక కరెంట్
√2 అనేది 2 యొక్క వర్గమూలం, సుమారు 1.414
ఈ సూత్రాలను ఉపయోగించి, మీరు ఏసీ వేవ్‌ఫార్మ్ యొక్క అభిలంపించే కరెంట్ విలువను లెక్కించవచ్చు మరియు ప్రభావ లేదా RMS కరెంట్ విలువను నిర్ధారించవచ్చు.