நவீன உலகில், ஒவ்வொரு நபரும் குழந்தை பருவத்திலிருந்தே மின்சாரத்தை வெளிப்படுத்துகிறார்கள். இந்த இயற்கை நிகழ்வின் முதல் குறிப்பு தத்துவவாதிகளான அரிஸ்டாட்டில் மற்றும் தேல்ஸ் ஆகியோரின் காலத்திற்கு முந்தையது, அவர்கள் மின்சாரத்தின் அற்புதமான மற்றும் மர்மமான பண்புகளால் ஆர்வமாக இருந்தனர். ஆனால் 17 ஆம் நூற்றாண்டில் தான் பெரிய விஞ்ஞான மனங்கள் மின் ஆற்றல் தொடர்பான தொடர்ச்சியான கண்டுபிடிப்புகளைத் தொடங்கின, அது இன்றுவரை தொடர்கிறது.
மின்சாரத்தின் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் உலகின் முதல் ஜெனரேட்டரை 1831 இல் மைக்கேல் ஃபாரடே உருவாக்கியது மனித வாழ்க்கையை தீவிரமாக மாற்றியது. மின்சார ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும் சாதனங்களால் நம் வாழ்க்கையை எளிதாக்குகிறோம் என்ற உண்மைக்கு நாங்கள் பழகிவிட்டோம், ஆனால் இப்போது வரை பெரும்பாலான மக்களுக்கு இந்த முக்கியமான நிகழ்வைப் பற்றிய புரிதல் இல்லை. தொடங்குவதற்கு, மின்சாரத்தின் அடிப்படைக் கொள்கைகளைப் புரிந்து கொள்ள, இரண்டு அடிப்படை வரையறைகளைப் படிக்க வேண்டியது அவசியம்: மின்சாரம் மற்றும் மின்னழுத்தம்.
உள்ளடக்கம்
மின்சாரம் மற்றும் மின்னழுத்தம் என்றால் என்ன
மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கம் (மின்னேற்றத்தின் கேரியர்கள்) மின்னோட்டத்தின் கேரியர்கள் எலக்ட்ரான்கள் (உலோகங்கள் மற்றும் வாயுக்களில்), கேஷன்கள் மற்றும் அனான்கள் (எலக்ட்ரோலைட்டுகளில்), எலக்ட்ரான் துளை கடத்துத்திறனில் துளைகள். இந்த நிகழ்வு ஒரு காந்தப்புலத்தை உருவாக்குவதன் மூலம் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது, இரசாயன கலவையில் மாற்றம் அல்லது கடத்திகளின் வெப்பம். மின்னோட்டத்தின் முக்கிய பண்புகள்:
- தற்போதைய வலிமை, ஓம் விதியால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது மற்றும் ஆம்பியர்ஸில் அளவிடப்படுகிறது (ஆனால்), சூத்திரங்களில் I என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது;
- சக்தி, ஜூல்-லென்ஸ் சட்டத்தின் படி, வாட்களில் அளவிடப்படுகிறது (செவ்வாய்), P என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது;
- அதிர்வெண், ஹெர்ட்ஸில் அளவிடப்படுகிறது (ஹெர்ட்ஸ்).
மின்சாரம், ஆற்றல் கேரியராக, மின்சார மோட்டார்களைப் பயன்படுத்தி இயந்திர ஆற்றலைப் பெறவும், வெப்பமூட்டும் உபகரணங்கள், மின்சார வெல்டிங் மற்றும் ஹீட்டர்களில் வெப்ப ஆற்றலைப் பெறவும், பல்வேறு அதிர்வெண்களின் மின்காந்த அலைகளை தூண்டவும், மின்காந்தங்களில் காந்தப்புலத்தை உருவாக்கவும், ஒளியைப் பெறவும் பயன்படுகிறது. விளக்கு சாதனங்கள் மற்றும் பல்வேறு வகையான விளக்குகளில் ஆற்றல். .
மின்னழுத்தம் 1 பதக்கத்தின் கட்டணத்தை நகர்த்துவதற்கு மின்சார புலம் செய்யும் வேலை (Cl) நடத்துனரின் ஒரு புள்ளியிலிருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு. இந்த வரையறையின் அடிப்படையில், மன அழுத்தம் என்றால் என்ன என்பதைப் புரிந்துகொள்வது இன்னும் கடினம்.
சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் ஒரு துருவத்திலிருந்து மற்றொரு துருவத்திற்கு நகர்வதற்கு, இந்த துருவங்களுக்கு இடையே சாத்தியமான வேறுபாட்டை உருவாக்குவது அவசியம் (அதுவே டென்ஷன் எனப்படும்.) மின்னழுத்தத்தின் அலகு வோல்ட் (AT).
மின்சாரம் மற்றும் மின்னழுத்தத்தின் வரையறையை இறுதியாக புரிந்து கொள்ள, ஒரு சுவாரஸ்யமான ஒப்புமை கொடுக்கப்படலாம்: மின்சார கட்டணம் நீர் என்று கற்பனை செய்து பாருங்கள், பின்னர் நெடுவரிசையில் உள்ள நீரின் அழுத்தம் மின்னழுத்தம் மற்றும் குழாயில் உள்ள நீரின் ஓட்டத்தின் வேகம். மின்னோட்டத்தின் வலிமை. அதிக மின்னழுத்தம், அதிக மின்சாரம்.
மாற்று மின்னோட்டம் என்றால் என்ன
நீங்கள் சாத்தியக்கூறுகளின் துருவமுனைப்பை மாற்றினால், மின்னோட்டத்தின் ஓட்டத்தின் திசை மாறுகிறது. இந்த மின்னோட்டமே மாறி என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட காலப்பகுதியில் ஏற்படும் திசை மாற்றங்களின் எண்ணிக்கை அதிர்வெண் என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி ஹெர்ட்ஸில் அளவிடப்படுகிறது (ஹெர்ட்ஸ்) உதாரணமாக, நம் நாட்டில் ஒரு நிலையான மின் நெட்வொர்க்கில், அதிர்வெண் 50 ஹெர்ட்ஸ் ஆகும், அதாவது தற்போதைய இயக்கத்தின் திசையானது வினாடிக்கு 50 முறை மாறுகிறது.
நேரடி மின்னோட்டம் என்றால் என்ன
சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கம் எப்போதும் ஒரே ஒரு திசையைக் கொண்டிருக்கும் போது, அத்தகைய மின்னோட்டம் மாறிலி என்று அழைக்கப்படுகிறது. நேரடி மின்னோட்டம் ஒரு நிலையான மின்னழுத்த நெட்வொர்க்கில் ஏற்படுகிறது, ஒருபுறம் கட்டணங்களின் துருவமுனைப்பு காலப்போக்கில் நிலையானதாக இருக்கும். நீண்ட தூரத்திற்கு ஆற்றல் பரிமாற்றம் தேவைப்படாதபோது, பல்வேறு மின்னணு சாதனங்கள் மற்றும் தொழில்நுட்பங்களில் இது பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
மின்னோட்டத்தின் ஆதாரங்கள்
மின்னோட்டத்தின் ஆதாரம் வழக்கமாக ஒரு சாதனம் அல்லது சாதனம் என்று அழைக்கப்படுகிறது, இதன் மூலம் ஒரு மின்சுற்றில் மின்சாரத்தை உருவாக்க முடியும். இத்தகைய சாதனங்கள் மாற்று மின்னோட்டம் மற்றும் நேரடி மின்னோட்டத்தை உருவாக்க முடியும். மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும் முறையின்படி, அவை இயந்திர, ஒளி, வெப்ப மற்றும் இரசாயனமாக பிரிக்கப்படுகின்றன.
இயந்திரவியல் மின்னோட்ட மூலங்கள் இயந்திர ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றுகின்றன.இந்த உபகரணங்கள் பல்வேறு வகையானவை. ஜெனரேட்டர்கள், இது, ஒத்திசைவற்ற மோட்டார்களின் சுருளைச் சுற்றி மின்காந்தத்தின் சுழற்சியின் காரணமாக, ஒரு மாற்று மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது.
ஒளி ஆதாரங்கள் ஃபோட்டான் ஆற்றலை மாற்றும் (ஒளி ஆற்றல்) மின்சாரத்தில். ஒளி பாய்ச்சலுக்கு வெளிப்படும் போது மின்னழுத்தத்தை உருவாக்க அவை குறைக்கடத்திகளின் பண்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. சோலார் பேனல்கள் அத்தகைய சாதனங்களில் ஒன்றாகும்.
வெப்ப - இரண்டு ஜோடி செமிகண்டக்டர்களுக்கு இடையிலான வெப்பநிலை வேறுபாடு காரணமாக வெப்ப ஆற்றலை மின்சாரமாக மாற்றவும் - தெர்மோகப்பிள்கள். அத்தகைய சாதனங்களில் மின்னோட்டத்தின் அளவு நேரடியாக வெப்பநிலை வேறுபாட்டுடன் தொடர்புடையது: அதிக வேறுபாடு, அதிக தற்போதைய வலிமை. இத்தகைய ஆதாரங்கள் புவிவெப்ப மின் நிலையங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
இரசாயனம் தற்போதைய மூலமானது இரசாயன எதிர்வினைகளின் விளைவாக மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, அத்தகைய சாதனங்களில் பல்வேறு வகையான கால்வனிக் பேட்டரிகள் மற்றும் குவிப்பான்கள் அடங்கும். கால்வனிக் செல்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட தற்போதைய ஆதாரங்கள் பொதுவாக தனித்த சாதனங்கள், கார்கள், தொழில்நுட்பம் மற்றும் நேரடி மின்னோட்ட ஆதாரங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
AC இருந்து DC மாற்றம்
உலகில் உள்ள மின் சாதனங்கள் நேரடி மற்றும் மாற்று மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன. எனவே, ஒரு மின்னோட்டத்தை மற்றொரு மின்னோட்டமாக அல்லது நேர்மாறாக மாற்ற வேண்டிய அவசியம் உள்ளது.
மாற்று மின்னோட்டத்திலிருந்து, நேரடி மின்னோட்டத்தை ஒரு டையோடு பிரிட்ஜ் அல்லது "ரெக்டிஃபையர்" என அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு ரெக்டிஃபையரின் மையமானது ஒரு செமிகண்டக்டர் டையோடு ஆகும், இது ஒரு திசையில் மட்டுமே மின்சாரத்தை கடத்துகிறது. இந்த டையோடுக்குப் பிறகு, மின்னோட்டம் அதன் திசையை மாற்றாது, ஆனால் சிற்றலைகள் தோன்றும், அவை உதவியுடன் அகற்றப்படுகின்றன மின்தேக்கிகள் மற்றும் பிற வடிப்பான்கள். மெக்கானிக்கல், எலக்ட்ரோவாகும் அல்லது செமிகண்டக்டர் பதிப்புகளில் ரெக்டிஃபையர்கள் கிடைக்கின்றன.
அத்தகைய சாதனத்தின் உற்பத்தியின் தரத்தைப் பொறுத்து, வெளியீட்டில் உள்ள தற்போதைய சிற்றலை வேறுபட்ட மதிப்பைக் கொண்டிருக்கும், ஒரு விதியாக, அதிக விலை மற்றும் சிறந்த சாதனம் தயாரிக்கப்படுகிறது, குறைந்த சிற்றலை மற்றும் சுத்தமான தற்போதைய. அத்தகைய சாதனங்களுக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு மின் பகிர்மானங்கள் பல்வேறு சாதனங்கள் மற்றும் சார்ஜர்கள், பல்வேறு போக்குவரத்து முறைகளில் மின்சார மின் நிலையங்களின் திருத்திகள், DC வெல்டிங் இயந்திரங்கள் மற்றும் பிற.
நேரடி மின்னோட்டத்தை மாற்று மின்னோட்டமாக மாற்ற இன்வெர்ட்டர்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இத்தகைய சாதனங்கள் சைனூசாய்டுடன் மாற்று மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குகின்றன. அத்தகைய சாதனங்களில் பல வகைகள் உள்ளன: மின்சார மோட்டார்கள், ரிலே மற்றும் மின்னணு கொண்ட இன்வெர்ட்டர்கள். அவை அனைத்தும் வெளியீட்டு மாற்று மின்னோட்டத்தின் தரம், செலவு மற்றும் அளவு ஆகியவற்றில் ஒருவருக்கொருவர் வேறுபடுகின்றன. அத்தகைய சாதனத்தின் ஒரு உதாரணம் தடையில்லா மின்சாரம், கார்களில் இன்வெர்ட்டர்கள் அல்லது, எடுத்துக்காட்டாக, சூரிய மின் நிலையங்களில்.
இது எங்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் மாற்று மற்றும் நேரடி மின்னோட்டத்தின் நன்மைகள் என்ன
பல்வேறு பணிகளுக்கு ஏசி மற்றும் டிசி இரண்டையும் பயன்படுத்த வேண்டியிருக்கலாம். ஒவ்வொரு வகை மின்னோட்டத்திற்கும் அதன் சொந்த நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள் உள்ளன.
மாறுதிசை மின்னோட்டம் நீண்ட தூரத்திற்கு மின்னோட்டத்தை கடத்த வேண்டியிருக்கும் போது பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சாத்தியமான இழப்புகள் மற்றும் உபகரணங்களின் விலை ஆகியவற்றின் பார்வையில் இருந்து அத்தகைய மின்னோட்டத்தை அனுப்புவது மிகவும் பொருத்தமானது. அதனால்தான் பெரும்பாலான மின்சாதனங்கள் மற்றும் பொறிமுறைகள் இந்த வகை மின்னோட்டத்தை மட்டுமே பயன்படுத்துகின்றன.
குடியிருப்பு வீடுகள் மற்றும் நிறுவனங்கள், உள்கட்டமைப்பு மற்றும் போக்குவரத்து வசதிகள் மின் உற்பத்தி நிலையங்களிலிருந்து தொலைவில் அமைந்துள்ளன, எனவே அனைத்து மின் நெட்வொர்க்குகளும் ஏசி. இத்தகைய நெட்வொர்க்குகள் அனைத்து வீட்டு உபகரணங்கள், தொழில்துறை உபகரணங்கள், ரயில் என்ஜின்களுக்கு உணவளிக்கின்றன. மாற்று மின்னோட்டத்தில் இயங்கும் நம்பமுடியாத எண்ணிக்கையிலான சாதனங்கள் உள்ளன மற்றும் நேரடி மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்தும் சாதனங்களை விவரிப்பது மிகவும் எளிதானது.
டி.சி கார்கள், விமானம், கப்பல்கள் அல்லது மின்சார ரயில்களின் ஆன்-போர்டு அமைப்புகள் போன்ற தன்னாட்சி அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது பல்வேறு எலக்ட்ரானிக்ஸ் மைக்ரோ சர்க்யூட்களின் மின்சாரம், தகவல் தொடர்பு மற்றும் பிற உபகரணங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அங்கு குறுக்கீடு மற்றும் சிற்றலை குறைக்க அல்லது அவற்றை முற்றிலுமாக அகற்ற வேண்டும். சில சந்தர்ப்பங்களில், அத்தகைய மின்னோட்டம் இன்வெர்ட்டர்களின் உதவியுடன் மின்சார வெல்டிங்கில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. DC அமைப்புகளில் இயங்கும் இரயில் இன்ஜின்கள் கூட உள்ளன. மருத்துவத்தில், இத்தகைய மின்னோட்டம் எலக்ட்ரோபோரேசிஸைப் பயன்படுத்தி உடலில் மருந்துகளை அறிமுகப்படுத்தவும், அறிவியல் நோக்கங்களுக்காக பல்வேறு பொருட்களைப் பிரிக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது (புரத எலக்ட்ரோபோரேசிஸ், முதலியன).
மின் சாதனங்கள் மற்றும் வரைபடங்கள் பற்றிய பதவிகள்
பெரும்பாலும் சாதனம் எந்த மின்னோட்டத்தில் இயங்குகிறது என்பதை தீர்மானிக்க வேண்டிய அவசியம் உள்ளது. எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, நேரடி மின்னோட்டத்தில் இயங்கும் சாதனத்தை மாற்று மின்னோட்ட மின் நெட்வொர்க்குடன் இணைப்பது தவிர்க்க முடியாமல் விரும்பத்தகாத விளைவுகளுக்கு வழிவகுக்கும்: சாதனத்திற்கு சேதம், தீ, மின்சார அதிர்ச்சி. இதற்காக, பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டவை உள்ளன மரபுகள் அத்தகைய அமைப்புகள் மற்றும் கம்பிகளின் வண்ண குறியீட்டு முறைக்கு கூட.
வழக்கமாக, நேரடி மின்னோட்டத்தில் இயங்கும் மின் சாதனங்களில், ஒரு கோடு, இரண்டு திடக் கோடுகள் அல்லது ஒரு திடக் கோடு மற்றும் புள்ளியிடப்பட்ட கோடு ஒன்றின் கீழே மற்றொன்று அமைந்துள்ளன. மேலும், அத்தகைய மின்னோட்டம் லத்தீன் எழுத்துக்களில் ஒரு பதவியுடன் குறிக்கப்பட்டுள்ளது DC. நேர்மறை கம்பிக்கான DC அமைப்புகளில் கம்பிகளின் மின் காப்பு சிவப்பு, எதிர்மறை கம்பி நீலம் அல்லது கருப்பு.
மின் சாதனங்கள் மற்றும் இயந்திரங்களில், மாற்று மின்னோட்டம் ஆங்கில சுருக்கத்தால் குறிக்கப்படுகிறது. ஏசி அல்லது அலை அலையான கோடு. வரைபடங்கள் மற்றும் சாதனங்களின் விளக்கத்தில், இது இரண்டு வரிகளால் குறிக்கப்படுகிறது: திடமான மற்றும் அலை அலையானது, மற்றொன்றுக்கு கீழ் அமைந்துள்ளது. பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில் நடத்துனர்கள் பின்வருமாறு நியமிக்கப்பட்டுள்ளனர்: கட்டம் பழுப்பு அல்லது கருப்பு, பூஜ்யம் நீலம் மற்றும் தரையில் மஞ்சள்-பச்சை.
மாற்று மின்னோட்டம் ஏன் அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படுகிறது
மேலே, நேரடி மின்னோட்டத்தை விட மாற்று மின்னோட்டம் ஏன் அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படுகிறது என்பதைப் பற்றி ஏற்கனவே பேசினோம். இன்னும், இந்த சிக்கலை இன்னும் விரிவாகப் பார்ப்போம்.
எந்த மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்துவது சிறந்தது என்ற விவாதம் மின்சாரத் துறையில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட காலத்திலிருந்தே நடந்து வருகிறது. "நீரோட்டங்களின் போர்" போன்ற ஒரு விஷயம் கூட உள்ளது - தாமஸ் எடிசன் மற்றும் நிகோலா டெஸ்லா இடையேயான மின்னோட்ட வகைகளில் ஒன்றைப் பயன்படுத்துவதற்கான மோதல். இந்த சிறந்த விஞ்ஞானிகளைப் பின்பற்றுபவர்களுக்கு இடையிலான போராட்டம் 2007 வரை நீடித்தது, நியூயார்க் நகரம் நேரடி மின்னோட்டத்திலிருந்து மாற்று மின்னோட்டத்திற்கு மாறியது.
ஏசி அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படுவதற்கு மிகப்பெரிய காரணம் குறைந்த இழப்புகளுடன் நீண்ட தூரத்திற்கு அதை அனுப்பும் திறன். தற்போதைய மூலத்திற்கும் இறுதி நுகர்வோருக்கும் இடையே உள்ள தூரம் அதிகமாகும், எதிர்ப்பும் அதிகமாகும் கம்பிகள் மற்றும் அவற்றின் வெப்பத்திற்கான வெப்ப இழப்புகள்.
அதிகபட்ச சக்தியைப் பெற, கம்பிகளின் தடிமன் அதிகரிக்க வேண்டியது அவசியம் (மற்றும் அதன் மூலம் எதிர்ப்பைக் குறைக்கிறது), அல்லது மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்கவும்.
ஏசி அமைப்புகளில், கம்பிகளின் குறைந்தபட்ச தடிமன் கொண்ட மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்கலாம், இதன் மூலம் மின் இணைப்புகளின் விலையைக் குறைக்கலாம். நேரடி மின்னோட்டத்துடன் கூடிய அமைப்புகளுக்கு, மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்க மலிவு மற்றும் பயனுள்ள வழிகள் எதுவும் இல்லை, எனவே அத்தகைய நெட்வொர்க்குகளுக்கு கடத்திகளின் தடிமன் அதிகரிக்க அல்லது அதிக எண்ணிக்கையிலான சிறிய மின் உற்பத்தி நிலையங்களை உருவாக்குவது அவசியம். இந்த இரண்டு முறைகளும் விலை உயர்ந்தவை மற்றும் ஏசி நெட்வொர்க்குகளுடன் ஒப்பிடும்போது மின்சாரத்தின் விலையை கணிசமாக அதிகரிக்கின்றன.
மின் மாற்றிகளின் உதவியுடன், மாற்று மின்னழுத்தம் பயனுள்ளதாக இருக்கும் (99% வரை செயல்திறனுடன்) எந்த திசையிலும் குறைந்தபட்சம் முதல் அதிகபட்ச மதிப்புகள் வரை மாற்றலாம், இது ஏசி நெட்வொர்க்குகளின் முக்கிய நன்மைகளில் ஒன்றாகும். மூன்று-கட்ட AC அமைப்பின் பயன்பாடு செயல்திறனை மேலும் அதிகரிக்கிறது, மேலும் AC சக்தியில் இயங்கும் மோட்டார்கள் போன்ற இயந்திரங்கள் DC மோட்டார்களை விட மிகவும் சிறியவை, மலிவானவை மற்றும் பராமரிக்க எளிதானவை.
மேற்கூறியவற்றின் அடிப்படையில், பெரிய நெட்வொர்க்குகளில் மாற்று மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்துவது நன்மை பயக்கும் என்றும், நீண்ட தூரங்களுக்கு மின் ஆற்றலை கடத்தும்போதும், மின்னணு சாதனங்கள் மற்றும் தன்னாட்சி சாதனங்களின் துல்லியமான மற்றும் திறமையான செயல்பாட்டிற்கும், நேரடி மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்துவது நல்லது என்று முடிவு செய்யலாம்.
இதே போன்ற கட்டுரைகள்:
