विद्युत ऊर्जा के स्रोत: विवरण, प्रकार और विशेषताएं

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

प्रत्येक इलाके में विद्युत ऊर्जा के स्रोत प्राप्त करने के तरीके में भिन्न होते हैं। इसलिए, स्टेपीज़ में हवा की शक्ति का उपयोग करना या ईंधन, गैस को जलाने के बाद गर्मी को परिवर्तित करना अधिक समीचीन है। पहाड़ों में, जहां नदियां हैं, बांध बनते हैं और पानी विशाल टर्बाइनों को चलाता है। इलेक्ट्रोमोटिव बल अन्य प्राकृतिक ऊर्जाओं की कीमत पर लगभग हर जगह प्राप्त होता है।

उपभोक्ता भोजन कहाँ से आता है

विद्युत ऊर्जा स्रोत पवन बल, गतिज गति, जल प्रवाह, परमाणु प्रतिक्रिया के परिणाम, गैस, ईंधन या कोयले के दहन से गर्मी के परिवर्तन के बाद वोल्टेज प्राप्त करते हैं। थर्मल पावर प्लांट और हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट व्यापक हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की संख्या धीरे-धीरे कम हो रही है क्योंकि वे आस-पास रहने वाले लोगों के लिए पूरी तरह से सुरक्षित नहीं हैं।

एक रासायनिक प्रतिक्रिया का उपयोग किया जा सकता है, हम कार बैटरी और घरेलू उपकरणों में इन घटनाओं को देखते हैं। फोन की बैटरियां उसी सिद्धांत पर काम करती हैं। पवन विक्षेपकों का उपयोग निरंतर हवा वाले स्थानों में किया जाता है, जहां विद्युत ऊर्जा स्रोतों में डिजाइन में एक पारंपरिक उच्च शक्ति जनरेटर होता है।

कभी-कभी एक स्टेशन पूरे शहर को बिजली देने के लिए पर्याप्त नहीं होता है,और विद्युत ऊर्जा स्रोत संयुक्त हैं। तो, गर्म देशों में घरों की छतों पर सौर पैनल लगाए जाते हैं, जो अलग-अलग कमरों को खिलाते हैं। धीरे-धीरे, पर्यावरण के अनुकूल स्रोत वातावरण को प्रदूषित करने वाले स्टेशनों की जगह ले लेंगे।

कारो में

परिवहन में बैटरी विद्युत ऊर्जा का एकमात्र स्रोत नहीं है। कार के सर्किट इस तरह से डिजाइन किए गए हैं कि ड्राइविंग करते समय गतिज ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलने की प्रक्रिया शुरू हो जाती है। यह जनरेटर के कारण होता है, जिसमें चुंबकीय क्षेत्र के अंदर कॉइल के घूमने से एक इलेक्ट्रोमोटिव बल (EMF) का आभास होता है।

बैटरी चार्ज करते हुए नेटवर्क में करंट प्रवाहित होने लगता है, जिसकी अवधि उसकी क्षमता पर निर्भर करती है। इंजन शुरू करने के तुरंत बाद चार्जिंग शुरू हो जाती है। यानी ईंधन जलाने से ऊर्जा उत्पन्न होती है। मोटर वाहन उद्योग में हाल के विकास ने यातायात के लिए विद्युत ऊर्जा के स्रोत के ईएमएफ का उपयोग करना संभव बना दिया है।

इलेक्ट्रिक वाहनों में, शक्तिशाली रासायनिक बैटरियां एक क्लोज्ड सर्किट में करंट उत्पन्न करती हैं और एक शक्ति स्रोत के रूप में काम करती हैं। यहां रिवर्स प्रक्रिया देखी जाती है: ईएमएफ ड्राइव सिस्टम के कॉइल में उत्पन्न होता है, जिससे पहिए घूमने लगते हैं। द्वितीयक परिपथ में धाराएँ बहुत बड़ी होती हैं, त्वरण की गति और कार के भार के समानुपाती होती हैं।

चुंबक के साथ कुंडली का सिद्धांत

कुंडली से बहने वाली धारा एक वैकल्पिक चुंबकीय प्रवाह का कारण बनती है। वह, बदले में, चुम्बकों पर एक उत्प्लावक बल लगाता है, जो फ्रेम को दोविपरीत ध्रुवता वाले चुम्बकों के साथ घुमाएँ। इस प्रकार, विद्युत ऊर्जा के स्रोत कारों की आवाजाही के लिए एक नोड के रूप में कार्य करते हैं।

विपरीत प्रक्रिया, जब चुंबक के साथ फ्रेम गतिज ऊर्जा के कारण वाइंडिंग के अंदर घूमता है, तो आप बारी-बारी से चुंबकीय प्रवाह को कॉइल के ईएमएफ में परिवर्तित कर सकते हैं। इसके अलावा, सर्किट में वोल्टेज स्टेबलाइजर्स स्थापित किए जाते हैं, जो आपूर्ति नेटवर्क के आवश्यक प्रदर्शन को प्रदान करते हैं। इस सिद्धांत के अनुसार जल विद्युत संयंत्रों, ताप विद्युत संयंत्रों में बिजली उत्पन्न होती है।

ईएमएफ सर्किट में भी एक साधारण बंद सर्किट में दिखाई देता है। यह तब तक मौजूद रहता है जब तक कंडक्टर पर संभावित अंतर लागू होता है। ऊर्जा स्रोत की विशेषताओं का वर्णन करने के लिए इलेक्ट्रोमोटिव बल की आवश्यकता होती है। शब्द की भौतिक परिभाषा इस तरह लगती है: एक बंद सर्किट में ईएमएफ बाहरी बलों के काम के समानुपाती होता है जो कंडक्टर के पूरे शरीर के माध्यम से एक सकारात्मक चार्ज को स्थानांतरित करता है।

सूत्र ई=आईआर - कुल प्रतिरोध को ध्यान में रखा जाता है, जिसमें शक्ति स्रोत के आंतरिक प्रतिरोध और सर्किट के फेड सेक्शन के प्रतिरोध को जोड़ने के परिणाम शामिल होते हैं।

सबस्टेशनों की स्थापना पर प्रतिबंध

कोई भी कंडक्टर जिसके माध्यम से करंट प्रवाहित होता है, एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है। ऊर्जा स्रोत विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जक है। शक्तिशाली प्रतिष्ठानों के आसपास, सबस्टेशनों में या जनरेटर सेट के पास, मानव स्वास्थ्य प्रभावित होता है। इसलिए आवासीय भवनों के पास निर्माण परियोजनाओं को सीमित करने के उपाय किए गए हैं।

परविधायी स्तर पर, विद्युत वस्तुओं के लिए निश्चित दूरी स्थापित की जाती है, जिसके आगे एक जीवित जीव सुरक्षित होता है। घरों के पास और लोगों के मार्ग पर शक्तिशाली सबस्टेशनों का निर्माण प्रतिबंधित है। शक्तिशाली प्रतिष्ठानों में बाड़ और बंद प्रवेश द्वार होना चाहिए।

उच्च-वोल्टेज लाइनें इमारतों के ऊपर ऊंची चढ़ाई जाती हैं और बस्तियों से बाहर निकाल दी जाती हैं। आवासीय क्षेत्र में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रभाव को खत्म करने के लिए, ऊर्जा स्रोतों को जमीन पर लगे धातु के पर्दे से बंद कर दिया जाता है। सरलतम स्थिति में, एक तार की जाली का उपयोग किया जाता है।

माप की इकाइयाँ

ऊर्जा स्रोत और सर्किट के प्रत्येक मूल्य को मात्रात्मक मूल्यों द्वारा वर्णित किया गया है। यह एक विशिष्ट बिजली आपूर्ति के लिए लोड को डिजाइन और गणना करने के कार्य को सुविधाजनक बनाता है। माप की इकाइयाँ भौतिक नियमों द्वारा परस्पर जुड़ी हुई हैं।

बिजली आपूर्ति की इकाइयां इस प्रकार हैं:

• प्रतिरोध: आर - ओम।
• ईएमएफ: ई - वोल्ट।
• प्रतिक्रियाशील और प्रतिबाधा: X और Z - ओम।
• वर्तमान: मैं - एम्प.
• वोल्टेज: यू - वोल्ट।
• पावर: पी - वाट।

बिल्डिंग सीरियल और समानांतर पावर सर्किट

श्रृंखला गणना अधिक जटिल हो जाती है यदि कई प्रकार के विद्युत ऊर्जा स्रोत जुड़े हों। प्रत्येक शाखा के आंतरिक प्रतिरोध और कंडक्टरों के माध्यम से धारा की दिशा को ध्यान में रखा जाता है। प्रत्येक स्रोत के ईएमएफ को अलग-अलग मापने के लिए, आपको सर्किट को खोलना होगा और आपूर्ति बैटरी के टर्मिनलों पर सीधे एक डिवाइस - वोल्टमीटर के साथ क्षमता को मापने की आवश्यकता होगी।

जब सर्किट बंद हो जाता है, तो डिवाइस एक वोल्टेज ड्रॉप दिखाएगा, जिसका मान छोटा है। आवश्यक पोषण प्राप्त करने के लिए अक्सर कई स्रोतों की आवश्यकता होती है। कार्य के आधार पर, कई प्रकार के कनेक्शनों का उपयोग किया जा सकता है:

• अनुक्रमिक। प्रत्येक स्रोत के परिपथ का EMF जोड़ा जाता है। इसलिए, 2 वोल्ट के नाममात्र मूल्य के साथ दो बैटरी का उपयोग करते समय, उन्हें कनेक्ट करने के परिणामस्वरूप 4 वी मिलता है।
• समानांतर। इस प्रकार का उपयोग क्रमशः स्रोत की क्षमता बढ़ाने के लिए किया जाता है, एक लंबी बैटरी लाइफ होती है। इस कनेक्शन के साथ सर्किट का EMF समान बैटरी रेटिंग के साथ नहीं बदलता है। कनेक्शन की ध्रुवीयता का निरीक्षण करना महत्वपूर्ण है।
• संयुक्त कनेक्शन शायद ही कभी उपयोग किए जाते हैं, लेकिन वे व्यवहार में होते हैं। परिणामी ईएमएफ की गणना प्रत्येक व्यक्तिगत बंद खंड के लिए की जाती है। शाखाओं की धारा की ध्रुवता और दिशा को ध्यान में रखा जाता है।

बिजली की आपूर्ति ओम

विद्युत ऊर्जा के स्रोत के आंतरिक प्रतिरोध को परिणामी ईएमएफ निर्धारित करने के लिए ध्यान में रखा जाता है। सामान्य तौर पर, इलेक्ट्रोमोटिव बल की गणना सूत्र E=IR + Ir द्वारा की जाती है। यहाँ R उपभोक्ता प्रतिरोध है और r आंतरिक प्रतिरोध है। वोल्टेज ड्रॉप की गणना निम्नलिखित संबंध के अनुसार की जाती है: U=E - Ir.

परिपथ में प्रवाहित धारा की गणना ओम के पूर्ण परिपथ के नियम के अनुसार की जाती है: I=E/(R + r)। आंतरिक प्रतिरोध वर्तमान ताकत को प्रभावित कर सकता है। ऐसा होने से रोकने के लिए, स्रोत के अनुसार लोड के लिए स्रोत का चयन किया जाता हैनिम्नलिखित नियम: स्रोत का आंतरिक प्रतिरोध उपभोक्ताओं के कुल कुल प्रतिरोध से बहुत कम होना चाहिए। फिर छोटी सी त्रुटि के कारण इसके मूल्य को ध्यान में रखना आवश्यक नहीं है।

बिजली की आपूर्ति ओम कैसे मापें?

चूंकि विद्युत ऊर्जा के स्रोतों और रिसीवरों का मिलान किया जाना चाहिए, यह प्रश्न तुरंत उठता है: स्रोत के आंतरिक प्रतिरोध को कैसे मापें? आखिरकार, आप उन पर उपलब्ध क्षमता वाले संपर्कों से ओममीटर से नहीं जुड़ सकते। समस्या को हल करने के लिए, संकेतक लेने की एक अप्रत्यक्ष विधि का उपयोग किया जाता है - अतिरिक्त मात्रा के मूल्यों की आवश्यकता होती है: वर्तमान और वोल्टेज। गणना सूत्र आर=यू/आई के अनुसार की जाती है, जहां यू आंतरिक प्रतिरोध में वोल्टेज ड्रॉप है, और मैं लोड के तहत सर्किट में वर्तमान है।

वोल्टेज ड्रॉप को सीधे बिजली आपूर्ति टर्मिनलों पर मापा जाता है। ज्ञात मान R का एक रोकनेवाला सर्किट से जुड़ा है। माप लेने से पहले, एक खुले सर्किट के साथ स्रोत के EMF को ठीक करना आवश्यक है - एक वोल्टमीटर के साथ ई। अगला, लोड कनेक्ट करें और रीडिंग रिकॉर्ड करें - यू लोड। और वर्तमान I.

आंतरिक प्रतिरोध यू=ई - यू लोड में वांछित वोल्टेज ड्रॉप। परिणामस्वरूप, हम आवश्यक मान r=(E - U लोड)/I की गणना करते हैं।