सारांश: बिजली का उत्पादन, पारेषण और उपयोग। विद्युत ऊर्जा का उत्पादन, संचरण और खपत

I. प्रस्तावना
II बिजली का उत्पादन और उपयोग
1. बिजली उत्पादन
1.1 जनरेटर
2. बिजली का उपयोग
III ट्रांसफॉर्मर
1. नियुक्ति
2. वर्गीकरण
3. डिवाइस
4. विशेषताएं
5. मोड
5.1 सुस्ती
5.2 शॉर्ट सर्किट मोड
5.3 लोड मोड
IV पावर ट्रांसमिशन
वी गोयलरो
1. इतिहास
2. परिणाम
VI संदर्भों की सूची

I. प्रस्तावना

बिजली, सबसे अधिक में से एक महत्वपूर्ण प्रजातिऊर्जा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है आधुनिक दुनिया. यह राज्यों की अर्थव्यवस्था का मूल है, जो अंतर्राष्ट्रीय क्षेत्र में उनकी स्थिति और विकास के स्तर को निर्धारित करता है। बिजली से संबंधित वैज्ञानिक उद्योगों के विकास में प्रतिवर्ष भारी मात्रा में धन का निवेश किया जाता है।
बिजली एक अभिन्न अंग है रोजमर्रा की जिंदगीइसलिए इसके उत्पादन और उपयोग की विशेषताओं के बारे में जानकारी होना जरूरी है।

द्वितीय. बिजली का उत्पादन और उपयोग

1. बिजली उत्पादन

विद्युत उत्पादन विशेष तकनीकी उपकरणों का उपयोग करके इसे अन्य प्रकार की ऊर्जा से परिवर्तित करके बिजली का उत्पादन है।
बिजली का उपयोग उत्पन्न करने के लिए:
विद्युत जनरेटर एक विद्युत मशीन है जिसमें यांत्रिक कार्यविद्युत ऊर्जा में परिवर्तित।
सौर बैटरी या फोटोकेल - एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जो ऊर्जा को परिवर्तित करता है विद्युत चुम्बकीय विकिरण, मुख्य रूप से प्रकाश रेंज में, विद्युत ऊर्जा में।
रासायनिक वर्तमान स्रोत - रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से रासायनिक ऊर्जा के हिस्से का विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण।
बिजली के रेडियोआइसोटोप स्रोत ऐसे उपकरण हैं जो रेडियोधर्मी क्षय के दौरान जारी ऊर्जा का उपयोग शीतलक को गर्म करने या इसे बिजली में बदलने के लिए करते हैं।
बिजली संयंत्रों में बिजली उत्पन्न होती है: थर्मल, हाइड्रोलिक, परमाणु, सौर, भूतापीय, पवन और अन्य।
व्यावहारिक रूप से औद्योगिक महत्व के सभी बिजली संयंत्रों में, निम्नलिखित योजना का उपयोग किया जाता है: एक विशेष उपकरण की मदद से प्राथमिक ऊर्जा वाहक की ऊर्जा को पहले घूर्णी गति की यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जिसे एक विशेष विद्युत मशीन - एक जनरेटर में स्थानांतरित किया जाता है। , जहां यह उत्पन्न होता है बिजली.
मुख्य तीन प्रकार के बिजली संयंत्र: थर्मल पावर प्लांट, हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट, परमाणु ऊर्जा संयंत्र
कई देशों के विद्युत ऊर्जा उद्योग में अग्रणी भूमिका ताप विद्युत संयंत्रों (टीपीपी) द्वारा निभाई जाती है।
थर्मल पावर प्लांटों को भारी मात्रा में जीवाश्म ईंधन की आवश्यकता होती है, जबकि इसके भंडार में गिरावट आ रही है, और निष्कर्षण और परिवहन दूरी के लिए कठिन परिस्थितियों के कारण लागत लगातार बढ़ रही है। उनमें ईंधन उपयोग कारक काफी कम है (40% से अधिक नहीं), और अपशिष्ट प्रदूषण की मात्रा वातावरण, महान हैं।
आर्थिक, तकनीकी-आर्थिक और पर्यावरणीय कारकथर्मल पावर प्लांट को बिजली पैदा करने का एक आशाजनक तरीका मानने की अनुमति न दें।
हाइड्रोपावर प्लांट (HPP) सबसे किफायती हैं। उनकी दक्षता 93% तक पहुँच जाती है, और एक kWh की लागत बिजली पैदा करने के अन्य तरीकों की तुलना में 5 गुना सस्ती है। वे ऊर्जा के एक अटूट स्रोत का उपयोग करते हैं, न्यूनतम संख्या में श्रमिकों द्वारा सेवित होते हैं, और अच्छी तरह से विनियमित होते हैं। व्यक्तिगत जलविद्युत स्टेशनों और इकाइयों के आकार और क्षमता के मामले में हमारा देश दुनिया में अग्रणी स्थान रखता है।
लेकिन एचपीपी निर्माण स्थलों की दूरदर्शिता के कारण विकास की गति महत्वपूर्ण लागत और निर्माण समय से बाधित है मुख्य शहर, सड़कों की कमी, कठिन निर्माण की स्थिति, नदी शासन की मौसमी से प्रभावित, जलाशयों में पानी भर जाता है बड़े क्षेत्रमूल्यवान नदी भूमि, बड़े जलाशयों पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है पारिस्थितिक स्थितिशक्तिशाली एचपीपी केवल उन्हीं जगहों पर बनाए जा सकते हैं जहां उपयुक्त संसाधन उपलब्ध हों।
परमाणु ऊर्जा संयंत्र (एनपीपी) थर्मल पावर प्लांट के समान सिद्धांत पर काम करते हैं, यानी भाप की तापीय ऊर्जा को टरबाइन शाफ्ट के रोटेशन की यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जो एक जनरेटर को चलाता है, जहां यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का मुख्य लाभ कम मात्रा में उपयोग किया जाने वाला ईंधन है (1 किलो समृद्ध यूरेनियम 2.5 हजार टन कोयले की जगह लेता है), जिसके परिणामस्वरूप किसी भी ऊर्जा की कमी वाले क्षेत्रों में परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाए जा सकते हैं। इसके अलावा, पृथ्वी पर यूरेनियम का भंडार पारंपरिक खनिज ईंधन के भंडार से अधिक है, और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के परेशानी मुक्त संचालन के साथ, पर्यावरण पर उनका बहुत कम प्रभाव पड़ता है।
परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का मुख्य नुकसान भयावह परिणामों के साथ दुर्घटनाओं की संभावना है, जिनकी रोकथाम के लिए गंभीर सुरक्षा उपायों की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को खराब रूप से विनियमित किया जाता है (उन्हें पूरी तरह से बंद करने या चालू करने में कई सप्ताह लगते हैं), और रेडियोधर्मी कचरे के प्रसंस्करण के लिए प्रौद्योगिकियां विकसित नहीं की गई हैं।
परमाणु ऊर्जा प्रमुख उद्योगों में से एक बन गई है राष्ट्रीय अर्थव्यवस्थाऔर सुरक्षा और पर्यावरण मित्रता सुनिश्चित करते हुए तेजी से विकास करना जारी रखता है।

1.1 जनरेटर

एक विद्युत जनरेटर एक उपकरण है जिसमें ऊर्जा के गैर-विद्युत रूपों (यांत्रिक, रासायनिक, थर्मल) को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
जनरेटर के संचालन का सिद्धांत घटना पर आधारित है इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शनजब एक कंडक्टर एक चुंबकीय क्षेत्र में घूम रहा है और अपने चुंबकीय को पार कर रहा है बल की रेखाएं, एक ईएमएफ प्रेरित होता है। इसलिए, ऐसे कंडक्टर को हमारे द्वारा स्रोत के रूप में माना जा सकता है विद्युतीय ऊर्जा.
एक प्रेरित ईएमएफ प्राप्त करने की विधि, जिसमें कंडक्टर चुंबकीय क्षेत्र में चलता है, ऊपर या नीचे चलता है, इसके व्यावहारिक उपयोग में बहुत असुविधाजनक है। इसलिए, जनरेटर रेक्टिलिनर नहीं, बल्कि कंडक्टर के घूर्णी आंदोलन का उपयोग करते हैं।
किसी भी जनरेटर के मुख्य भाग हैं: मैग्नेट की एक प्रणाली या, सबसे अधिक बार, विद्युत चुंबक जो एक चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं, और कंडक्टरों की एक प्रणाली जो इस चुंबकीय क्षेत्र को पार करती है।
जनक प्रत्यावर्ती धारा- एक विद्युत मशीन जो यांत्रिक ऊर्जा को प्रत्यावर्ती धारा की विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती है। अधिकांश अल्टरनेटर एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करते हैं।

जब आप फ्रेम को घुमाते हैं, तो यह बदल जाता है चुंबकीय प्रवाहइसके माध्यम से, इसलिए इसमें एक EMF प्रेरित होता है। चूंकि फ्रेम करंट कलेक्टर (रिंग और ब्रश) की मदद से बाहरी इलेक्ट्रिकल सर्किट से जुड़ा होता है, फ्रेम और बाहरी सर्किट में एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है।
फ्रेम के एक समान घुमाव के साथ, कानून के अनुसार रोटेशन का कोण बदल जाता है:

फ्रेम के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह भी समय के साथ बदलता है, इसकी निर्भरता फ़ंक्शन द्वारा निर्धारित की जाती है:

कहाँ पे एस- फ्रेम क्षेत्र।
फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, फ्रेम में होने वाला प्रेरण का EMF है:

प्रेरण के ईएमएफ का आयाम कहां है।
एक अन्य मूल्य जो जनरेटर की विशेषता है, वह वर्तमान ताकत है, जिसे सूत्र द्वारा व्यक्त किया गया है:

कहाँ पे मैंकिसी भी समय वर्तमान ताकत है, मैं हूँ- वर्तमान ताकत का आयाम (पूर्ण मूल्य में वर्तमान ताकत का अधिकतम मूल्य), c- करंट और वोल्टेज में उतार-चढ़ाव के बीच फेज शिफ्ट।
जनरेटर टर्मिनलों पर विद्युत वोल्टेज साइनसॉइडल या कोसाइन कानून के अनुसार बदलता रहता है:

हमारे बिजली संयंत्रों में स्थापित लगभग सभी जनरेटर तीन चरण के वर्तमान जनरेटर हैं। संक्षेप में, ऐसा प्रत्येक जनरेटर तीन प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर की एक इलेक्ट्रिक मशीन में एक कनेक्शन है, जिसे इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि उनमें प्रेरित ईएमएफ एक दूसरे के सापेक्ष एक तिहाई अवधि तक स्थानांतरित हो जाता है:

2. बिजली का उपयोग

बिजली की आपूर्ति औद्योगिक उद्यम. औद्योगिक उद्यम विद्युत ऊर्जा प्रणाली के हिस्से के रूप में उत्पन्न बिजली का 30-70% उपभोग करते हैं। औद्योगिक खपत का एक महत्वपूर्ण प्रसार औद्योगिक विकास द्वारा निर्धारित किया जाता है और वातावरण की परिस्थितियाँविभिन्न देश।
विद्युतीकृत परिवहन की विद्युत आपूर्ति। विद्युत परिवहन के लिए दिष्टकारी सबस्टेशन डीसी(शहरी, औद्योगिक, इंटरसिटी) और इंटरसिटी इलेक्ट्रिक ट्रांसपोर्ट के स्टेप-डाउन सबस्टेशन बारी-बारी से बिजली से संचालित होते हैं विद्युत नेटवर्कईईएस।
घरेलू उपभोक्ताओं की बिजली आपूर्ति। पीई के इस समूह में शहरों और कस्बों के आवासीय क्षेत्रों में स्थित इमारतों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है। ये है - आवासीय भवन, प्रशासनिक और प्रबंधकीय उद्देश्यों के लिए भवन, शैक्षिक और वैज्ञानिक संस्थान, दुकानें, स्वास्थ्य देखभाल के लिए भवन, सांस्कृतिक और सामूहिक उद्देश्य, खानपानआदि।

III. ट्रान्सफ़ॉर्मर

ट्रांसफार्मर - स्थिर विद्युत चुम्बकीय उपकरण, जिसमें दो or . हैं अधिकविद्युत चुम्बकीय प्रेरण के माध्यम से एक (प्राथमिक) प्रत्यावर्ती धारा प्रणाली को दूसरे (द्वितीयक) प्रत्यावर्ती धारा प्रणाली में परिवर्तित करने के लिए आगमनात्मक रूप से युग्मित वाइंडिंग और डिज़ाइन किया गया।

ट्रांसफार्मर डिवाइस आरेख

1 - ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग
2 - चुंबकीय सर्किट
3 - ट्रांसफॉर्मर की सेकेंडरी वाइंडिंग
एफ- चुंबकीय प्रवाह की दिशा
यू 1- प्राथमिक वाइंडिंग पर वोल्टेज
यू 2- सेकेंडरी वाइंडिंग पर वोल्टेज

ओपन मैग्नेटिक सर्किट वाले पहले ट्रांसफॉर्मर का प्रस्ताव 1876 में पी.एन. याब्लोचकोव, जिन्होंने उन्हें बिजली "मोमबत्ती" को बिजली देने के लिए इस्तेमाल किया। 1885 में, हंगेरियन वैज्ञानिक एम। डेरी, ओ। ब्लैटी, के। ज़िपर्नोव्स्की ने एक बंद चुंबकीय सर्किट के साथ एकल-चरण औद्योगिक ट्रांसफार्मर विकसित किए। 1889-1891 में। एमओ डोलिवो-डोब्रोवल्स्की ने तीन-चरण ट्रांसफार्मर का प्रस्ताव रखा।

1. नियुक्ति

विभिन्न क्षेत्रों में ट्रांसफार्मर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:
विद्युत ऊर्जा के संचरण और वितरण के लिए
आमतौर पर, बिजली संयंत्रों में, प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर 6-24 kV के वोल्टेज पर विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करते हैं, और बहुत अधिक वोल्टेज (110, 220, 330, 400, 500, और 750 kV) पर लंबी दूरी पर बिजली संचारित करना लाभदायक होता है। . इसलिए, प्रत्येक बिजली संयंत्र में, ट्रांसफार्मर स्थापित किए जाते हैं जो वोल्टेज बढ़ाते हैं।
औद्योगिक उद्यमों के बीच विद्युत ऊर्जा का वितरण, बस्तियों, शहरों में और ग्रामीण क्षेत्र, साथ ही औद्योगिक उद्यमों के अंदर, यह 220, 110, 35, 20, 10 और 6 केवी के वोल्टेज पर ओवरहेड और केबल लाइनों के माध्यम से उत्पादित किया जाता है। इसलिए, सभी वितरण नोड्स में ट्रांसफार्मर स्थापित किए जाने चाहिए जो वोल्टेज को 220, 380 और 660 वी तक कम करते हैं।
कनवर्टर उपकरणों में वाल्वों पर स्विच करने के लिए वांछित सर्किट प्रदान करने के लिए और कनवर्टर (कनवर्टर ट्रांसफार्मर) के आउटपुट और इनपुट पर वोल्टेज का मिलान करने के लिए।
विभिन्न तकनीकी उद्देश्यों के लिए: वेल्डिंग ( वेल्डिंग ट्रांसफार्मर), इलेक्ट्रोथर्मल इंस्टॉलेशन (इलेक्ट्रिक फर्नेस ट्रांसफार्मर), आदि की बिजली आपूर्ति।
रेडियो उपकरण, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, संचार और स्वचालन उपकरणों, घरेलू उपकरणों के विभिन्न सर्किटों को बिजली देने के लिए, इन उपकरणों के विभिन्न तत्वों के विद्युत सर्किट को अलग करने के लिए, वोल्टेज के मिलान के लिए, आदि।
माप सीमा का विस्तार करने और विद्युत सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए उच्च वोल्टेज विद्युत सर्किट या सर्किट में विद्युत माप उपकरणों और कुछ उपकरणों (रिले, आदि) को शामिल करने के लिए जिसके माध्यम से बड़ी धाराएं गुजरती हैं। (ट्रांसफॉर्मर मापने)

2. वर्गीकरण

ट्रांसफार्मर वर्गीकरण:

• नियुक्ति के द्वारा: सामान्य शक्ति (बिजली पारेषण और वितरण लाइनों में प्रयुक्त) और विशेष आवेदन(भट्ठी, शुद्ध करनेवाला, वेल्डिंग, रेडियो ट्रांसफार्मर)।
• शीतलन के प्रकार से: हवा (शुष्क ट्रांसफार्मर) और तेल (तेल ट्रांसफार्मर) शीतलन के साथ।
• प्राथमिक पक्ष पर चरणों की संख्या के अनुसार: एकल-चरण और तीन-चरण।
• चुंबकीय सर्किट के आकार के अनुसार: रॉड, बख़्तरबंद, टॉरॉयडल।
• प्रति चरण वाइंडिंग की संख्या से: दो-घुमावदार, तीन-घुमावदार, बहु-घुमावदार (तीन से अधिक वाइंडिंग)।
• वाइंडिंग के डिजाइन के अनुसार: सांद्रिक और अल्टरनेटिंग (डिस्क) वाइंडिंग के साथ।

3. डिवाइस

सबसे सरल ट्रांसफार्मर (एकल-चरण ट्रांसफार्मर) एक उपकरण है जिसमें एक स्टील कोर और दो वाइंडिंग होते हैं।

एकल-चरण दो-घुमावदार ट्रांसफार्मर के उपकरण का सिद्धांत
चुंबकीय सर्किट ट्रांसफार्मर की चुंबकीय प्रणाली है, जिसके माध्यम से मुख्य चुंबकीय प्रवाह बंद हो जाता है।
जब प्राथमिक वाइंडिंग पर एक प्रत्यावर्ती वोल्टेज लगाया जाता है, तो द्वितीयक वाइंडिंग में समान आवृत्ति का एक EMF प्रेरित होता है। यदि एक विद्युत रिसीवर को द्वितीयक वाइंडिंग से जोड़ा जाता है, तो उसमें एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है और ट्रांसफार्मर के द्वितीयक टर्मिनलों पर एक वोल्टेज सेट किया जाता है, जो कि ईएमएफ से कुछ कम होता है और कुछ अपेक्षाकृत कम मात्रा में लोड पर निर्भर करता है।

ट्रांसफार्मर का प्रतीक:
ए) - एक स्टील कोर के साथ एक ट्रांसफार्मर, बी) - एक फेराइट कोर के साथ एक ट्रांसफार्मर

4. ट्रांसफार्मर के लक्षण

• एक ट्रांसफार्मर की रेटेड शक्ति वह शक्ति है जिसके लिए इसे डिज़ाइन किया गया है।
• रेटेड प्राथमिक वोल्टेज - वह वोल्टेज जिसके लिए ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग को डिज़ाइन किया गया है।
• रेटेड सेकेंडरी वोल्टेज - सेकेंडरी वाइंडिंग के टर्मिनलों पर वोल्टेज, ट्रांसफॉर्मर के निष्क्रिय होने पर प्राप्त होता है और प्राइमरी वाइंडिंग के टर्मिनलों पर रेटेड वोल्टेज।
• रेटेड धाराएं, संबंधित द्वारा निर्धारित नाममात्र मूल्यशक्ति और वोल्टेज।
• ट्रांसफॉर्मर का उच्चतम रेटेड वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग्स के रेटेड वोल्टेज का उच्चतम होता है।
• सबसे कम रेटेड वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग्स के रेटेड वोल्टेज में सबसे छोटा है।
• औसत रेटेड वोल्टेज - रेटेड वोल्टेज, जो ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग के उच्चतम और निम्नतम रेटेड वोल्टेज के बीच मध्यवर्ती है।

5. मोड

5.1 सुस्ती

निष्क्रिय मोड - ट्रांसफॉर्मर के संचालन का तरीका, जिसमें ट्रांसफॉर्मर की सेकेंडरी वाइंडिंग खुली होती है, और प्राइमरी वाइंडिंग के टर्मिनलों पर अल्टरनेटिंग वोल्टेज लगाया जाता है।

एक प्रत्यावर्ती धारा स्रोत से जुड़े ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग में एक धारा प्रवाहित होती है, जिसके परिणामस्वरूप कोर में एक वैकल्पिक चुंबकीय प्रवाह दिखाई देता है Φ दोनों वाइंडिंग्स को भेदते हुए। चूँकि ट्रांसफार्मर की दोनों वाइंडिंग में समान है, परिवर्तन Φ प्राथमिक और माध्यमिक वाइंडिंग के प्रत्येक मोड़ में एक ही इंडक्शन ईएमएफ की उपस्थिति की ओर जाता है। प्रेरण ईएमएफ का तात्कालिक मूल्य इवाइंडिंग के किसी भी मोड़ में समान है और सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

एक मोड़ में ईएमएफ का आयाम कहां है।
प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग में इंडक्शन EMF का आयाम संबंधित वाइंडिंग में घुमावों की संख्या के समानुपाती होगा:

कहाँ पे एन 1और एन 2- उनमें घुमावों की संख्या।
प्राइमरी वाइंडिंग के आर-पार वोल्टेज ड्रॉप, जैसे किसी रेसिस्टर के आर-पार, की तुलना में बहुत कम होता है 1, और इसलिए के लिए प्रभावी मूल्यप्राथमिक में वोल्टेज यू 1और माध्यमिक यू 2वाइंडिंग, निम्नलिखित अभिव्यक्ति सत्य होगी:

क- परिवर्तन अनुपात। पर क> 1 स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर, और कब क<1 - повышающий.

5.2 शॉर्ट सर्किट मोड

शॉर्ट सर्किट मोड - एक मोड जब सेकेंडरी वाइंडिंग के आउटपुट को करंट कंडक्टर द्वारा शून्य के बराबर प्रतिरोध के साथ बंद कर दिया जाता है ( जेड=0).

ऑपरेटिंग परिस्थितियों में ट्रांसफार्मर का शॉर्ट सर्किट एक आपातकालीन मोड बनाता है, क्योंकि माध्यमिक वर्तमान, और इसलिए प्राथमिक एक नाममात्र की तुलना में कई गुना बढ़ जाता है। इसलिए, ट्रांसफार्मर के साथ सर्किट में, सुरक्षा प्रदान की जाती है, शॉर्ट सर्किट की स्थिति में, स्वचालित रूप से ट्रांसफार्मर को बंद कर देता है।

शॉर्ट सर्किट के दो तरीकों को प्रतिष्ठित किया जाना चाहिए:

आपातकालीन मोड - जब माध्यमिक घुमावदार रेटेड प्राथमिक वोल्टेज पर बंद हो जाता है। इस तरह के एक सर्किट के साथ, धाराएं 15-20 के कारक से बढ़ जाती हैं। घुमावदार विकृत है, और इन्सुलेशन जली हुई है। लोहा भी जलता है। यह कठिन विधा है। आपातकालीन शॉर्ट सर्किट की स्थिति में अधिकतम और गैस सुरक्षा ट्रांसफार्मर को नेटवर्क से डिस्कनेक्ट कर देती है।

एक प्रायोगिक शॉर्ट सर्किट मोड एक ऐसी विधा है जब सेकेंडरी वाइंडिंग शॉर्ट-सर्किट होती है, और इस तरह के कम वोल्टेज को प्राइमरी वाइंडिंग में आपूर्ति की जाती है, जब रेटेड करंट वाइंडिंग से बहता है - यह है यू को- शॉर्ट सर्किट वोल्टेज।

प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, ट्रांसफार्मर के शॉर्ट सर्किट का परीक्षण किया जा सकता है। इस मामले में, प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है, वोल्टेज यू को, पर मैं 1 \u003d मैं 1नॉमनामित यू कूऔर इसे ट्रांसफार्मर का शॉर्ट सर्किट वोल्टेज कहा जाता है:

कहाँ पे यू 1नोम- रेटेड प्राथमिक वोल्टेज।

यह पासपोर्ट में दर्शाए गए ट्रांसफॉर्मर की विशेषता है।

5.3 लोड मोड

ट्रांसफार्मर का लोड मोड कम से कम दो मुख्य वाइंडिंग में धाराओं की उपस्थिति में ट्रांसफार्मर के संचालन का तरीका है, जिनमें से प्रत्येक बाहरी सर्किट के लिए बंद है, जबकि निष्क्रिय मोड में दो या दो से अधिक वाइंडिंग में बहने वाली धाराएं हैं ध्यान में नहीं रखा गया:

यदि एक वोल्टेज ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग से जुड़ा है यू 1, और द्वितीयक वाइंडिंग को लोड से कनेक्ट करें, वाइंडिंग में धाराएँ दिखाई देंगी मैं 1और मैं 2. ये धाराएं चुंबकीय प्रवाह पैदा करेंगी 1और 2एक दूसरे की ओर निर्देशित। चुंबकीय सर्किट में कुल चुंबकीय प्रवाह कम हो जाता है। नतीजतन, कुल प्रवाह से प्रेरित ईएमएफ 1और 2कमी। आरएमएस वोल्टेज यू 1कुछ नहीं बदला है। कमी 1वर्तमान में वृद्धि का कारण बनता है मैं 1:

बढ़ते करंट के साथ मैं 1बहे 1फ्लक्स के विचुंबकीय प्रभाव की भरपाई के लिए पर्याप्त बढ़ जाती है 2. व्यावहारिक रूप से कुल प्रवाह के समान मूल्य पर संतुलन फिर से बहाल हो जाता है।

चतुर्थ। विद्युत संचरण

बिजली संयंत्र से उपभोक्ताओं तक बिजली का संचरण ऊर्जा उद्योग के सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है।
बिजली मुख्य रूप से एसी ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइनों (टीएल) के माध्यम से प्रेषित होती है, हालांकि केबल लाइनों और डीसी लाइनों के बढ़ते उपयोग की ओर रुझान है।

दूर से बिजली संचारित करने की आवश्यकता इस तथ्य के कारण है कि बिजली शक्तिशाली इकाइयों के साथ बड़े बिजली संयंत्रों द्वारा उत्पन्न की जाती है, और एक बड़े क्षेत्र में वितरित अपेक्षाकृत कम बिजली उपभोक्ताओं द्वारा खपत की जाती है। उत्पादन क्षमता की एकाग्रता की प्रवृत्ति को इस तथ्य से समझाया गया है कि उनकी वृद्धि के साथ, बिजली संयंत्रों के निर्माण की सापेक्ष लागत कम हो जाती है और उत्पन्न बिजली की लागत कम हो जाती है।
शक्तिशाली बिजली संयंत्रों की नियुक्ति कई कारकों को ध्यान में रखते हुए की जाती है, जैसे कि ऊर्जा संसाधनों की उपलब्धता, उनके प्रकार, भंडार और परिवहन की संभावनाएं, प्राकृतिक परिस्थितियां, एकल ऊर्जा प्रणाली के हिस्से के रूप में काम करने की क्षमता आदि। अक्सर, ऐसे बिजली संयंत्र बिजली की खपत के मुख्य केंद्रों से काफी दूर हो जाते हैं। विशाल क्षेत्रों को कवर करने वाली एकीकृत विद्युत शक्ति प्रणालियों का संचालन दूरी पर विद्युत शक्ति संचरण की दक्षता पर निर्भर करता है।
कम से कम नुकसान के साथ अपने उत्पादन के स्थानों से उपभोक्ताओं को बिजली हस्तांतरित करना आवश्यक है। इन नुकसानों का मुख्य कारण बिजली के हिस्से को तारों की आंतरिक ऊर्जा, उनके हीटिंग में बदलना है।

जूल-लेन्ज नियम के अनुसार ऊष्मा की मात्रा क्यू, प्रतिरोध द्वारा कंडक्टर में समय t के दौरान जारी किया गया आरकरंट के पारित होने के दौरान मैं, बराबर:

यह सूत्र से निम्नानुसार है कि तारों के ताप को कम करने के लिए, उनमें वर्तमान ताकत और उनके प्रतिरोध को कम करना आवश्यक है। तारों के प्रतिरोध को कम करने के लिए, उनका व्यास बढ़ाएं, हालांकि, बिजली लाइन के समर्थन के बीच लटकने वाले बहुत मोटे तार गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के तहत टूट सकते हैं, खासकर बर्फबारी के दौरान। इसके अलावा, तारों की मोटाई में वृद्धि के साथ, उनकी लागत बढ़ जाती है, और वे अपेक्षाकृत महंगी धातु - तांबे से बने होते हैं। इसलिए, बिजली के संचरण में ऊर्जा के नुकसान को कम करने का एक अधिक प्रभावी तरीका तारों में वर्तमान ताकत को कम करना है।
इस प्रकार, लंबी दूरी पर बिजली संचारित करते समय तारों के ताप को कम करने के लिए, उनमें करंट को जितना संभव हो उतना छोटा करना आवश्यक है।
वर्तमान शक्ति वर्तमान शक्ति और वोल्टेज के उत्पाद के बराबर है:

इसलिए, लंबी दूरी पर संचरित बिजली को बचाने के लिए, वोल्टेज को उसी मात्रा में बढ़ाना आवश्यक है जैसे तारों में वर्तमान ताकत कम हो गई थी:

सूत्र से यह निम्नानुसार है कि वर्तमान की संचरित शक्ति और तारों के प्रतिरोध के निरंतर मूल्यों पर, तारों में हीटिंग नुकसान नेटवर्क में वोल्टेज के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होते हैं। इसलिए, कई सौ किलोमीटर की दूरी पर बिजली संचारित करने के लिए, उच्च-वोल्टेज बिजली लाइनों (टीएल) का उपयोग किया जाता है, जिसके तारों के बीच का वोल्टेज दसियों और कभी-कभी सैकड़ों-हजारों वोल्ट होता है।
बिजली लाइनों की मदद से, पड़ोसी बिजली संयंत्रों को एक ही नेटवर्क में जोड़ा जाता है, जिसे पावर सिस्टम कहा जाता है। रूस की एकीकृत ऊर्जा प्रणाली में एक केंद्र से नियंत्रित बड़ी संख्या में बिजली संयंत्र शामिल हैं और उपभोक्ताओं को निर्बाध बिजली आपूर्ति प्रदान करते हैं।

वी. गोयलरो

1. इतिहास

GOELRO (रूस के विद्युतीकरण के लिए राज्य आयोग) 1917 की अक्टूबर क्रांति के बाद रूस के विद्युतीकरण के लिए एक परियोजना विकसित करने के लिए 21 फरवरी, 1920 को बनाई गई एक संस्था है।

आयोग के काम में 200 से अधिक वैज्ञानिक और तकनीशियन शामिल थे। जीएम ने आयोग का नेतृत्व किया। क्रिज़िज़ानोव्स्की। कम्युनिस्ट पार्टी की केंद्रीय समिति और व्यक्तिगत रूप से वी। आई। लेनिन ने दैनिक GOELRO आयोग के काम का निर्देशन किया, देश की विद्युतीकरण योजना के मुख्य मूलभूत प्रावधानों को निर्धारित किया।

1920 के अंत तक, आयोग ने भारी मात्रा में काम किया था और आरएसएफएसआर के विद्युतीकरण के लिए योजना तैयार की थी, जिसमें 650 पृष्ठों का पाठ मानचित्रों और क्षेत्रों के विद्युतीकरण के लिए योजनाओं के साथ था।
10-15 वर्षों के लिए डिज़ाइन की गई GOELRO योजना ने पूरे देश को विद्युतीकृत करने और एक बड़ा उद्योग बनाने के लेनिन के विचारों को लागू किया।
विद्युत ऊर्जा अर्थव्यवस्था के क्षेत्र में, योजना में युद्ध पूर्व विद्युत ऊर्जा उद्योग की बहाली और पुनर्निर्माण, 30 क्षेत्रीय बिजली स्टेशनों के निर्माण और शक्तिशाली क्षेत्रीय ताप विद्युत संयंत्रों के निर्माण के लिए डिज़ाइन किया गया एक कार्यक्रम शामिल था। उस समय के लिए बिजली संयंत्रों को बड़े बॉयलर और टर्बाइन से लैस करने की योजना बनाई गई थी।
योजना के मुख्य विचारों में से एक देश के विशाल जल विद्युत संसाधनों का व्यापक उपयोग था। देश की राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था की सभी शाखाओं के विद्युतीकरण के आधार पर और मुख्य रूप से भारी उद्योग के विकास और पूरे देश में उद्योग के तर्कसंगत वितरण के लिए एक क्रांतिकारी पुनर्निर्माण के लिए प्रावधान किया गया था।
GOELRO योजना का कार्यान्वयन गृह युद्ध और आर्थिक तबाही की कठिन परिस्थितियों में शुरू हुआ।

1947 के बाद से, यूएसएसआर को बिजली उत्पादन के मामले में यूरोप में पहला और दुनिया में दूसरा स्थान दिया गया है।

GOELRO योजना ने हमारे देश के जीवन में बहुत बड़ी भूमिका निभाई: इसके बिना, यूएसएसआर को इतने कम समय में दुनिया के सबसे औद्योगिक रूप से विकसित देशों की श्रेणी में लाना संभव नहीं था। इस योजना के कार्यान्वयन ने पूरी घरेलू अर्थव्यवस्था को आकार दिया और अभी भी काफी हद तक इसे निर्धारित करती है।

GOELRO योजना का प्रारूपण और कार्यान्वयन संभव हो गया और पूरी तरह से कई उद्देश्य और व्यक्तिपरक कारकों के संयोजन के कारण: पूर्व-क्रांतिकारी रूस की काफी औद्योगिक और आर्थिक क्षमता, रूसी वैज्ञानिक और तकनीकी स्कूल का उच्च स्तर, सभी की एकाग्रता आर्थिक और राजनीतिक शक्ति, उसकी ताकत और इच्छाशक्ति, साथ ही लोगों की पारंपरिक सामंती-सांप्रदायिक मानसिकता और सर्वोच्च शासकों के प्रति उनका आज्ञाकारी और भरोसेमंद रवैया।
GOELRO योजना और इसके कार्यान्वयन ने कठोर केंद्रीकृत शक्ति की शर्तों के तहत राज्य नियोजन प्रणाली की उच्च दक्षता को साबित किया और आने वाले कई दशकों के लिए इस प्रणाली के विकास को पूर्वनिर्धारित किया।

2. परिणाम

1935 के अंत तक, विद्युत निर्माण कार्यक्रम को कई बार पूरा किया जा चुका था।

30 के बजाय, 40 क्षेत्रीय बिजली संयंत्र बनाए गए, जिन पर अन्य बड़े औद्योगिक स्टेशनों के साथ, 6,914 हजार kW क्षमता चालू की गई (जिनमें से 4,540 हजार kW क्षेत्रीय थे, GOELRO योजना के अनुसार लगभग तीन गुना अधिक)।
1935 में, क्षेत्रीय बिजली संयंत्रों में 1,00,000 किलोवाट के 13 बिजली संयंत्र थे।

क्रांति से पहले, रूस (प्रथम मास्को) में सबसे बड़े बिजली संयंत्र की क्षमता केवल 75 हजार किलोवाट थी; एक भी बड़ा पनबिजली स्टेशन नहीं था। 1935 की शुरुआत तक, पनबिजली बिजली स्टेशनों की कुल स्थापित क्षमता लगभग 700,000 किलोवाट तक पहुंच गई थी।
उस समय दुनिया का सबसे बड़ा, नीपर हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन, Svirskaya 3rd, Volkhovskaya, और अन्य का निर्माण किया गया था। अपने विकास के उच्चतम बिंदु पर, यूएसएसआर की एकीकृत ऊर्जा प्रणाली ने कई मामलों में विकसित देशों की ऊर्जा प्रणालियों को पीछे छोड़ दिया। यूरोप और अमेरिका।

क्रांति से पहले गांवों में बिजली व्यावहारिक रूप से अज्ञात थी। बड़े जमींदारों ने छोटे बिजली संयंत्र लगाए, लेकिन उनकी संख्या कम थी।

कृषि में बिजली का उपयोग शुरू हुआ: मिलों, चारा कटरों, अनाज की सफाई करने वाली मशीनों और चीरघरों में; उद्योग में, और बाद में - रोजमर्रा की जिंदगी में।

प्रयुक्त साहित्य की सूची

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विद्युत प्रणाली, वी। 3 - उच्च वोल्टेज, एम।, 1972 के प्रत्यावर्ती और प्रत्यक्ष प्रवाह द्वारा विद्युत संचरण।

सॉरी , कुछ नहीं पाया गया।

बिजली संयंत्रों के प्रकार थर्मल (टीपीपी) - 50% थर्मल (टीपीपी) - 50% हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट (एचपीपी)% हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट (एचपीपी)% परमाणु (एनपीपी) - 15% परमाणु (एनपीपी) - 15% वैकल्पिक स्रोत वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत - 2 - 5% (सौर ऊर्जा, संलयन ऊर्जा, ज्वारीय ऊर्जा, पवन ऊर्जा) ऊर्जा - 2 - 5% (सौर ऊर्जा, संलयन ऊर्जा, ज्वारीय ऊर्जा, पवन ऊर्जा)

विद्युत प्रवाह जनरेटर जनरेटर यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है जेनरेटर यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है जनरेटर की क्रिया विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना पर आधारित है जनरेटर की क्रिया विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना पर आधारित है

करंट वाला फ्रेम जनरेटर का मुख्य तत्व है।घूर्णन वाले हिस्से को ROTOR (चुंबक) कहा जाता है। घूमने वाले हिस्से को रोटर (चुंबक) कहा जाता है। स्थिर भाग को स्टेटर (फ्रेम) कहा जाता है स्थिर भाग को स्टेटर (फ्रेम) कहा जाता है जब फ्रेम को घुमाया जाता है, फ्रेम को भेदते हुए, चुंबकीय प्रवाह समय के साथ बदलता है, जिसके परिणामस्वरूप फ्रेम में एक प्रेरण धारा दिखाई देती है।

विद्युत पारेषण विद्युत पारेषण लाइनों (टीएल) का उपयोग उपभोक्ताओं को बिजली पहुंचाने के लिए किया जाता है। दूर तक विद्युत संचारण करते समय, यह तारों के गर्म होने के कारण नष्ट हो जाती है (जूल-लेन्ज़ नियम)। गर्मी के नुकसान को कम करने के तरीके: 1) तारों के प्रतिरोध को कम करना, लेकिन उनका व्यास बढ़ाना (भारी - लटकाना मुश्किल, और महंगा - तांबा)। 2) वोल्टेज बढ़ाकर करंट की ताकत कम करना।

पर्यावरण पर थर्मल पावर प्लांट का प्रभाव थर्मल पावर प्लांट - ईंधन के दहन के उत्पादों द्वारा तापीय वायु प्रदूषण का कारण बनता है। हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन - भूमि उपयोग से हटाए जा रहे विशाल क्षेत्रों में बाढ़ का कारण बनते हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्र - रेडियोधर्मी पदार्थों की रिहाई का कारण बन सकता है।

बिजली के उत्पादन, पारेषण और खपत के मुख्य चरण 1. बिजली संयंत्रों में जनरेटर का उपयोग करके यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। 1. विद्युत संयंत्रों में जनरेटर का उपयोग करके यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। 2. लंबी दूरी पर बिजली संचारित करने के लिए विद्युत वोल्टेज बढ़ाया जाता है। 2. लंबी दूरी पर बिजली संचारित करने के लिए विद्युत वोल्टेज बढ़ाया जाता है। 3. उच्च वोल्टेज बिजली लाइनों के माध्यम से उच्च वोल्टेज पर बिजली का संचार किया जाता है। 3. उच्च वोल्टेज बिजली लाइनों के माध्यम से उच्च वोल्टेज पर बिजली का संचार किया जाता है। 4. उपभोक्ताओं को बिजली वितरित करते समय, वोल्टेज कम हो जाता है। 4. उपभोक्ताओं को बिजली वितरित करते समय, वोल्टेज कम हो जाता है। 5. जब बिजली की खपत होती है, तो यह अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है - यांत्रिक, प्रकाश या आंतरिक। 5. जब बिजली की खपत होती है, तो यह अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है - यांत्रिक, प्रकाश या आंतरिक।

वीडियो पाठ 2: प्रत्यावर्ती धारा के लिए कार्य

भाषण: प्रत्यावर्ती धारा। विद्युत ऊर्जा का उत्पादन, संचरण और खपत

प्रत्यावर्ती धारा

प्रत्यावर्ती धारा- ये दोलन हैं जो इसे एक वैकल्पिक वोल्टेज स्रोत से जोड़ने के परिणामस्वरूप सर्किट में हो सकते हैं।

यह प्रत्यावर्ती धारा है जो हम सभी को घेरती है - यह अपार्टमेंट में सभी सर्किटों में मौजूद है, यह प्रत्यावर्ती धारा है जो तारों के माध्यम से प्रसारित होती है। हालांकि, लगभग सभी बिजली के उपकरण स्थायी बिजली पर चलते हैं। इसीलिए आउटलेट से आउटपुट पर करंट को ठीक किया जाता है और एक स्थिरांक के रूप में घरेलू उपकरणों में जाता है।

यह प्रत्यावर्ती धारा है जो किसी भी दूरी पर प्राप्त करना और संचारित करना सबसे आसान है।

प्रत्यावर्ती धारा के अध्ययन में, हम एक परिपथ का उपयोग करेंगे जिसमें हम एक प्रतिरोधक, एक कुण्डली और एक संधारित्र को जोड़ेंगे। इस सर्किट में, वोल्टेज निर्धारित किया जाता है कानून के अनुसार:

जैसा कि हम जानते हैं, साइन नकारात्मक और सकारात्मक हो सकता है। इसीलिए वोल्टेज मान एक अलग दिशा ले सकता है। वर्तमान प्रवाह (वामावर्त) की सकारात्मक दिशा के साथ, वोल्टेज शून्य से अधिक है, नकारात्मक दिशा के साथ, यह शून्य से कम है।

सर्किट में रोकनेवाला

तो आइए उस मामले पर विचार करें जहां केवल एक रोकनेवाला एसी सर्किट से जुड़ा है। रोकनेवाला के प्रतिरोध को सक्रिय कहा जाता है। हम उस धारा पर विचार करेंगे जो परिपथ में वामावर्त प्रवाहित होती है। इस मामले में, वर्तमान और वोल्टेज दोनों सकारात्मक होंगे।

सर्किट में वर्तमान ताकत निर्धारित करने के लिए, निम्न सूत्र का उपयोग करें ओम के नियम से:

इन सूत्रों में मैं 0 और यू 0 - वर्तमान और वोल्टेज के अधिकतम मूल्य। इससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि वर्तमान का अधिकतम मान अधिकतम वोल्टेज के सक्रिय प्रतिरोध के अनुपात के बराबर है:

ये दो मात्राएँ एक ही चरण में बदलती हैं, इसलिए मात्राओं के ग्राफ़ का एक ही रूप है, लेकिन विभिन्न आयाम हैं।

सर्किट में संधारित्र

याद है! जिस परिपथ में संधारित्र होता है, उस परिपथ में दिष्ट धारा प्राप्त करना असंभव है। यह धारा के प्रवाह को तोड़ने और इसके आयाम को बदलने का स्थान है। इस मामले में, इस तरह के सर्किट के माध्यम से प्रत्यावर्ती धारा पूरी तरह से प्रवाहित होती है, जिससे संधारित्र की ध्रुवीयता बदल जाती है।

ऐसे सर्किट पर विचार करते समय, हम मान लेंगे कि इसमें केवल एक संधारित्र है। करंट वामावर्त प्रवाहित होता है, अर्थात यह धनात्मक होता है।

जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, एक संधारित्र में वोल्टेज चार्ज को स्टोर करने की क्षमता, यानी इसके आकार और क्षमता से संबंधित है।

चूंकि करंट आवेश का पहला व्युत्पन्न है, इसलिए यह निर्धारित करना संभव है कि अंतिम सूत्र से व्युत्पन्न ज्ञात करके किस सूत्र की गणना की जा सकती है:

जैसा कि आप देख सकते हैं, इस मामले में, वर्तमान ताकत कोसाइन कानून द्वारा वर्णित किया गया है, जबकि वोल्टेज और चार्ज के मूल्य को साइन कानून द्वारा वर्णित किया जा सकता है। इसका मतलब है कि फ़ंक्शन विपरीत चरण में हैं और ग्राफ़ पर समान रूप से दिखाई देते हैं।

हम सभी जानते हैं कि एक ही तर्क के कोसाइन और साइन फ़ंक्शन एक दूसरे से 90 डिग्री भिन्न होते हैं, इसलिए हम निम्नलिखित अभिव्यक्ति प्राप्त कर सकते हैं:

यहां से, वर्तमान ताकत का अधिकतम मूल्य सूत्र द्वारा निर्धारित किया जा सकता है:

हर में मान संधारित्र के आर-पार प्रतिरोध है। इस प्रतिरोध को कैपेसिटिव कहा जाता है। यह निम्नानुसार स्थित और चिह्नित है:

समाई में वृद्धि के साथ, वर्तमान का आयाम मूल्य कम हो जाता है।

कृपया ध्यान दें कि इस परिपथ में ओम के नियम का प्रयोग तभी उचित होता है जब धारा का अधिकतम मान निर्धारित करना आवश्यक हो वोल्टेज के बीच फेज अंतर के कारण इस नियम के अनुसार किसी भी समय करंट का निर्धारण असंभव है और वर्तमान ताकत।

एक श्रृंखला में कुंडल

एक सर्किट पर विचार करें जिसमें एक कॉइल है। कल्पना कीजिए कि इसका कोई सक्रिय प्रतिरोध नहीं है। इस मामले में, ऐसा लगता है कि कुछ भी करंट की गति को बाधित नहीं करना चाहिए। हालाँकि, ऐसा नहीं है। बात यह है कि जब कॉइल से करंट गुजरता है, तो एक भंवर क्षेत्र उत्पन्न होने लगता है, जो स्व-प्रेरण धारा के गठन के परिणामस्वरूप करंट के पारित होने को रोकता है।

वर्तमान ताकत निम्नलिखित मान लेती है:

फिर, आप देख सकते हैं कि वर्तमान कोसाइन कानून के अनुसार बदलता है, इसलिए चरण बदलाव इस सर्किट के लिए मान्य है, जिसे ग्राफ पर भी देखा जा सकता है:

इसलिए अधिकतम वर्तमान मूल्य:

हर में हम वह सूत्र देख सकते हैं जिसके द्वारा परिपथ की आगमनात्मक प्रतिक्रिया निर्धारित की जाती है।

आगमनात्मक प्रतिक्रिया जितनी अधिक होगी, धारा का आयाम उतना ही कम महत्वपूर्ण होगा।

एक सर्किट में कुंडल, प्रतिरोध और संधारित्र।

यदि परिपथ में सभी प्रकार के प्रतिरोध एक साथ उपस्थित हों तो धारा का मान निम्न प्रकार से ज्ञात किया जा सकता है ओम कानून:

हर को प्रतिबाधा कहा जाता है। इसमें कैपेसिटिव और इंडक्टिव से मिलकर सक्रिय (R) और रिएक्शन के वर्गों का योग होता है। कुल प्रतिरोध को "प्रतिबाधा" कहा जाता है।

बिजली

विद्युत प्रवाह द्वारा उत्पन्न ऊर्जा पर काम करने वाले विद्युत उपकरणों के उपयोग के बिना आधुनिक जीवन की कल्पना करना असंभव है। सभी तकनीकी प्रगति बिजली पर आधारित है।

विद्युत प्रवाह से ऊर्जा प्राप्त करने के कई फायदे हैं:

1. बिजली का उत्पादन करना अपेक्षाकृत आसान है, क्योंकि दुनिया भर में बिजली पैदा करने के लिए अरबों बिजली संयंत्र, जनरेटर और अन्य उपकरण हैं।

2. कम समय में और महत्वपूर्ण नुकसान के बिना लंबी दूरी पर बिजली संचारित करना संभव है।

3. विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक, प्रकाश, आंतरिक और अन्य रूपों में परिवर्तित करना संभव है।

विद्युत संचरण एक प्रक्रिया है जिसमें उपभोक्ताओं को बिजली की आपूर्ति शामिल है। कोयला, प्राकृतिक गैस, पानी, परमाणु विखंडन या हवा का उपयोग करके विशाल जनरेटर द्वारा उत्पादन के दूरस्थ स्रोतों (बिजली संयंत्रों) पर बिजली का उत्पादन किया जाता है।

ट्रांसफार्मर के माध्यम से करंट का संचार होता है, जिससे इसकी वोल्टेज बढ़ जाती है। यह उच्च वोल्टेज है जो लंबी दूरी पर ऊर्जा संचारित करते समय आर्थिक रूप से फायदेमंद होता है। पूरे देश में हाई-वोल्टेज बिजली की लाइनें फैली हुई हैं। इनके माध्यम से विद्युत धारा बड़े शहरों के पास के सबस्टेशनों तक पहुँचती है, जहाँ इसका वोल्टेज कम करके छोटी (वितरण) बिजली लाइनों में भेजा जाता है। शहर के हर जिले में वितरण लाइनों के माध्यम से विद्युत प्रवाह यात्रा करता है और ट्रांसफार्मर के बक्से में प्रवेश करता है। ट्रांसफॉर्मर वोल्टेज को एक निश्चित मानक मान तक कम कर देते हैं, जो घरेलू उपकरणों के संचालन के लिए सुरक्षित और आवश्यक है। तारों के माध्यम से घर में करंट प्रवेश करता है और एक मीटर से होकर गुजरता है जो खपत की गई ऊर्जा की मात्रा को दर्शाता है।

एक ट्रांसफॉर्मर एक स्थिर उपकरण है जो एक वोल्टेज की प्रत्यावर्ती धारा को उसकी आवृत्ति को बदले बिना दूसरे वोल्टेज की प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करता है। यह केवल एसी पर काम कर सकता है।

ट्रांसफार्मर के मुख्य संरचनात्मक भाग

डिवाइस में तीन मुख्य भाग होते हैं:

1. ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग। घुमावों की संख्या एन 1।
2. चुंबकीय रूप से नरम सामग्री (उदाहरण के लिए, स्टील) से बंद रूप का मूल।
3. माध्यमिक घुमावदार। घुमावों की संख्या N 2 ।

आरेख में, ट्रांसफार्मर को निम्नानुसार दर्शाया गया है:

संचालन का सिद्धांत

विद्युत ट्रांसफार्मर का संचालन फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम पर आधारित है।

दो अलग-अलग वाइंडिंग (प्राथमिक और द्वितीयक) के बीच, जो एक सामान्य चुंबकीय प्रवाह से जुड़े होते हैं, पारस्परिक प्रेरण दिखाई देता है। म्युचुअल इंडक्शन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा प्राथमिक वाइंडिंग अपने आसपास के क्षेत्र में स्थित सेकेंडरी वाइंडिंग में वोल्टेज को प्रेरित करती है।

प्राथमिक वाइंडिंग को एक प्रत्यावर्ती धारा प्राप्त होती है, जो एक शक्ति स्रोत से जुड़े होने पर एक चुंबकीय प्रवाह उत्पन्न करती है। चुंबकीय प्रवाह कोर के माध्यम से गुजरता है और, चूंकि यह समय के साथ बदलता है, यह द्वितीयक घुमावदार में प्रेरण ईएमएफ को उत्तेजित करता है। दूसरी वाइंडिंग पर वोल्टेज पहले की तुलना में कम हो सकता है, फिर ट्रांसफार्मर को स्टेप-डाउन कहा जाता है। स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर में सेकेंडरी वाइंडिंग पर उच्च वोल्टेज होता है। वर्तमान आवृत्ति अपरिवर्तित रहती है। वोल्टेज को प्रभावी रूप से कम करने या बढ़ाने से विद्युत शक्ति में वृद्धि नहीं हो सकती है, इसलिए ट्रांसफार्मर का वर्तमान उत्पादन आनुपातिक रूप से बढ़ता या घटता है।

वाइंडिंग पर वोल्टेज के आयाम मूल्यों के लिए, निम्नलिखित अभिव्यक्ति लिखी जा सकती है:

के - परिवर्तन अनुपात।

स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर k>1 के लिए, और स्टेप-डाउन के लिए - k<1.

एक वास्तविक उपकरण के संचालन के दौरान, हमेशा ऊर्जा हानि होती है:

• वाइंडिंग्स को गर्म किया जाता है।
• कोर के चुंबकीयकरण पर काम किया जाता है;
• फौकॉल्ट धाराएं कोर में उत्पन्न होती हैं (वे बड़े पैमाने पर कोर पर थर्मल प्रभाव डालती हैं)।

हीटिंग के दौरान नुकसान को कम करने के लिए, ट्रांसफार्मर कोर धातु के एक टुकड़े से नहीं, बल्कि पतली प्लेटों से बने होते हैं, जिसके बीच एक ढांकता हुआ स्थित होता है।

विद्युत ऊर्जा का उत्पादन बिजली स्टेशनों के विभिन्न पैमानों पर किया जाता है, मुख्य रूप से इंडक्शन इलेक्ट्रोमैकेनिकल जनरेटर की मदद से।

विद्युत उत्पादन

दो मुख्य प्रकार के बिजली संयंत्र हैं:

1. थर्मल।

2. हाइड्रोलिक।

यह विभाजन मोटर के प्रकार के कारण होता है जो जनरेटर रोटर को घुमाता है। पर थर्मलबिजली संयंत्र ऊर्जा स्रोत के रूप में ईंधन का उपयोग करते हैं: कोयला, गैस, तेल, तेल शेल, ईंधन तेल। रोटर भाप गैस टर्बाइनों द्वारा संचालित होता है।

सबसे किफायती थर्मल स्टीम टर्बाइन पावर प्लांट (टीपीपी) हैं। उनकी अधिकतम दक्षता 70% तक पहुंच जाती है। यह इस तथ्य को ध्यान में रखता है कि औद्योगिक उद्यमों में निकास भाप का उपयोग किया जाता है।

पर जलविद्युत ऊर्जा संयंत्ररोटर को घुमाने के लिए पानी की संभावित ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। रोटर हाइड्रोलिक टर्बाइनों द्वारा संचालित होता है। स्टेशन की शक्ति टरबाइन से गुजरने वाले पानी के दबाव और द्रव्यमान पर निर्भर करेगी।

बिजली का उपयोग

विद्युत ऊर्जा का उपयोग लगभग हर जगह किया जाता है। बेशक, उत्पादित अधिकांश बिजली उद्योग से आती है। इसके अलावा, परिवहन एक प्रमुख उपभोक्ता होगा।

कई रेलवे लाइनें लंबे समय से विद्युत कर्षण में बदल गई हैं। घरों की रोशनी, शहर की सड़कों, गांवों और गांवों की औद्योगिक और घरेलू जरूरतें - यह सब भी बिजली का एक बड़ा उपभोक्ता है।

प्राप्त बिजली का एक बड़ा हिस्सा यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। उद्योग में उपयोग किए जाने वाले सभी तंत्र इलेक्ट्रिक मोटर्स द्वारा संचालित होते हैं। बिजली के पर्याप्त उपभोक्ता हैं, और वे हर जगह हैं।

और बिजली कुछ ही जगहों पर पैदा होती है। सवाल बिजली के संचरण, और लंबी दूरी के बारे में उठता है। लंबी दूरी पर संचार करते समय, बहुत अधिक बिजली की हानि होती है। मुख्य रूप से ये बिजली के तारों के गर्म होने से होने वाले नुकसान हैं।

जूल-लेन्ज़ नियम के अनुसार, ताप पर खर्च की गई ऊर्जा की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

चूंकि प्रतिरोध को स्वीकार्य स्तर तक कम करना लगभग असंभव है, इसलिए वर्तमान ताकत को कम करना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, वोल्टेज बढ़ाएं। आमतौर पर स्टेशनों पर स्टेप-अप जनरेटर और ट्रांसमिशन लाइनों के अंत में स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर होते हैं। और उनमें से पहले से ही उपभोक्ताओं को ऊर्जा फैलती है।

विद्युत ऊर्जा की आवश्यकता लगातार बढ़ रही है। बढ़ी हुई खपत की मांग को पूरा करने के दो तरीके हैं:

1. नए बिजली संयंत्रों का निर्माण

2. उन्नत तकनीक का उपयोग।

बिजली का कुशल उपयोग

पहली विधि में बड़ी संख्या में निर्माण और वित्तीय संसाधनों के व्यय की आवश्यकता होती है। एक पावर प्लांट को बनने में कई साल लग जाते हैं। इसके अलावा, उदाहरण के लिए, थर्मल पावर प्लांट बहुत सारे गैर-नवीकरणीय प्राकृतिक संसाधनों का उपभोग करते हैं और प्राकृतिक पर्यावरण को नुकसान पहुंचाते हैं।