સમાચાર

જ્યારે તમે સર્કિટમાં ઇન્ડક્ટર અને કેપેસિટર મૂકો છો ત્યારે શું થાય છે?કંઈક સરસ-અને તે ખરેખર મહત્વપૂર્ણ છે.
તમે ઘણાં વિવિધ પ્રકારના ઇન્ડક્ટર્સ બનાવી શકો છો, પરંતુ સૌથી સામાન્ય પ્રકાર એ નળાકાર કોઇલ છે - સોલેનોઇડ.
જ્યારે પ્રવાહ પ્રથમ લૂપમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તે ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે જે અન્ય લૂપમાંથી પસાર થાય છે. જ્યાં સુધી કંપનવિસ્તાર બદલાય નહીં, ત્યાં સુધી ચુંબકીય ક્ષેત્ર ખરેખર કોઈ અસર કરશે નહીં. બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર અન્ય સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રો ઉત્પન્ન કરે છે. દિશા આ વિદ્યુત ક્ષેત્ર બેટરીની જેમ વિદ્યુત સંભવિતમાં ફેરફાર પેદા કરે છે.
છેલ્લે, અમારી પાસે વર્તમાનના ફેરફારના સમય દરના પ્રમાણમાં સંભવિત તફાવત ધરાવતું ઉપકરણ છે (કારણ કે વર્તમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે).આને આ રીતે લખી શકાય છે:
આ સમીકરણમાં દર્શાવવા માટે બે બાબતો છે. પ્રથમ, L એ ઇન્ડક્ટન્સ છે. તે માત્ર સોલેનોઇડ (અથવા તમારી પાસે ગમે તે આકાર હોય) ની ભૂમિતિ પર આધાર રાખે છે અને તેનું મૂલ્ય હેનરીના સ્વરૂપમાં માપવામાં આવે છે. બીજું, ત્યાં એક બાદબાકી છે. સાઇન. આનો અર્થ એ છે કે સમગ્ર ઇન્ડક્ટરમાં સંભવિતમાં ફેરફાર વર્તમાનમાં ફેરફારની વિરુદ્ધ છે.
સર્કિટમાં ઇન્ડક્ટન્સ કેવી રીતે વર્તે છે? જો તમારી પાસે સતત પ્રવાહ હોય, તો તેમાં કોઈ ફેરફાર (ડાયરેક્ટ કરંટ) થતો નથી, તેથી સમગ્ર ઇન્ડક્ટરમાં કોઈ સંભવિત તફાવત નથી - તે એવું કાર્ય કરે છે કે જાણે તે અસ્તિત્વમાં પણ નથી. જો ત્યાં હોય તો ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રવાહ (AC સર્કિટ), સમગ્ર ઇન્ડક્ટરમાં મોટો સંભવિત તફાવત હશે.
તેવી જ રીતે, કેપેસિટર્સનાં ઘણાં વિવિધ રૂપરેખાંકનો છે. સૌથી સરળ આકાર બે સમાંતર વાહક પ્લેટનો ઉપયોગ કરે છે, દરેક ચાર્જ સાથે (પરંતુ ચોખ્ખો ચાર્જ શૂન્ય છે).
આ પ્લેટો પરનો ચાર્જ કેપેસિટરની અંદર એક વિદ્યુત ક્ષેત્ર બનાવે છે. વિદ્યુત ક્ષેત્રને કારણે, પ્લેટો વચ્ચેની વિદ્યુત સંભવિતતા પણ બદલવી જોઈએ. આ સંભવિત તફાવતનું મૂલ્ય ચાર્જના જથ્થા પર આધારિત છે. સમગ્ર કેપેસિટરમાં સંભવિત તફાવત હોઈ શકે છે. આ રીતે લખાયેલ:
અહીં C એ ફેરાડ્સમાં કેપેસીટન્સ મૂલ્ય છે - તે ફક્ત ઉપકરણના ભૌતિક રૂપરેખાંકન પર આધારિત છે.
જો વર્તમાન કેપેસિટરમાં પ્રવેશે છે, તો બોર્ડ પરનું ચાર્જ મૂલ્ય બદલાશે. જો ત્યાં સતત (અથવા ઓછી આવર્તન) વર્તમાન હોય, તો વર્તમાન સંભવિત વધારવા માટે પ્લેટોમાં ચાર્જ ઉમેરવાનું ચાલુ રાખશે, તેથી સમય જતાં, સંભવિત આખરે ઓપન સર્કિટ જેવું હોવું, અને કેપેસિટર વોલ્ટેજ બેટરી વોલ્ટેજ (અથવા પાવર સપ્લાય) જેટલું હશે. જો તમારી પાસે ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રવાહ હોય, તો ચાર્જ ઉમેરવામાં આવશે અને કેપેસિટરની પ્લેટોમાંથી દૂર કરવામાં આવશે, અને ચાર્જ વિના. સંચય, કેપેસિટર એવું વર્તન કરશે કે જાણે તે અસ્તિત્વમાં જ ન હોય.
ધારો કે આપણે ચાર્જ્ડ કેપેસિટરથી શરૂઆત કરીએ અને તેને ઇન્ડક્ટર સાથે જોડીએ (સર્કિટમાં કોઈ પ્રતિકાર નથી કારણ કે હું સંપૂર્ણ ભૌતિક વાયરનો ઉપયોગ કરું છું). તે ક્ષણનો વિચાર કરો જ્યારે બે જોડાયેલા હોય. ધારો કે એક સ્વીચ છે, તો હું દોરી શકું છું. નીચેનો આકૃતિ.
આવું જ થઈ રહ્યું છે.પ્રથમ, ત્યાં કોઈ કરંટ નથી (કારણ કે સ્વીચ ખુલ્લી છે).એકવાર સ્વીચ બંધ થઈ જાય પછી, ત્યાં પ્રવાહ હશે, પ્રતિકાર વિના, આ પ્રવાહ અનંત સુધી જશે. જો કે, વર્તમાનમાં આ મોટા વધારાનો અર્થ એ છે કે સમગ્ર ઇન્ડક્ટરમાં જનરેટ થયેલ સંભવિત ફેરફાર થશે. અમુક સમયે, સમગ્ર ઇન્ડક્ટરમાં સંભવિત ફેરફાર સમગ્ર કેપેસિટરમાં થતા ફેરફાર કરતા વધારે હશે (કારણ કે કેપેસિટર વર્તમાન પ્રવાહ તરીકે ચાર્જ ગુમાવે છે), અને પછી કરંટ રિવર્સ થશે અને કેપેસિટરને રિચાર્જ કરશે. .આ પ્રક્રિયા પુનરાવર્તિત થતી રહેશે-કારણ કે કોઈ પ્રતિકાર નથી.
તેને LC સર્કિટ કહેવામાં આવે છે કારણ કે તેમાં ઇન્ડક્ટર (L) અને કેપેસિટર (C)-મને લાગે છે કે આ સ્પષ્ટ છે. સમગ્ર સર્કિટની આસપાસ સંભવિત ફેરફાર શૂન્ય હોવો જોઈએ (કારણ કે તે એક ચક્ર છે) જેથી હું લખી શકું:
Q અને I બંને સમય સાથે બદલાતા રહે છે. Q અને I વચ્ચે જોડાણ છે કારણ કે વર્તમાન એ કેપેસિટર છોડતા ચાર્જના પરિવર્તનનો સમય દર છે.
હવે મારી પાસે ચાર્જ વેરીએબલનું સેકન્ડ-ઓર્ડર વિભેદક સમીકરણ છે. આ ઉકેલવા માટે મુશ્કેલ સમીકરણ નથી - હકીકતમાં, હું ઉકેલ ધારી શકું છું.
આ લગભગ વસંત પરના સમૂહ માટેના સોલ્યુશન જેટલું જ છે (આ કિસ્સામાં સિવાય, સ્થિતિ બદલાઈ છે, ચાર્જ નહીં).પરંતુ રાહ જુઓ! અમારે ઉકેલનો અંદાજ લગાવવાની જરૂર નથી, તમે સંખ્યાત્મક ગણતરીઓનો પણ ઉપયોગ કરી શકો છો. આ સમસ્યા હલ કરો. ચાલો હું નીચેના મૂલ્યોથી શરૂઆત કરું:
આ સમસ્યાને સંખ્યાત્મક રીતે ઉકેલવા માટે, હું સમસ્યાને નાના સમયના પગલાઓમાં વિભાજિત કરીશ. દરેક સમયે, હું કરીશ:
મને લાગે છે કે આ ખૂબ સરસ છે. વધુ સારું, તમે સર્કિટના ઓસિલેશન સમયગાળાને માપી શકો છો (હવર કરવા અને સમય મૂલ્ય શોધવા માટે માઉસનો ઉપયોગ કરો), અને પછી અપેક્ષિત કોણીય આવર્તન સાથે તેની તુલના કરવા માટે નીચેની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરો:
અલબત્ત, તમે પ્રોગ્રામમાંની કેટલીક સામગ્રી બદલી શકો છો અને શું થાય છે તે જોઈ શકો છો-આગળ વધો, તમે કાયમ માટે કંઈપણ નાશ કરશો નહીં.
ઉપરોક્ત મોડલ અવાસ્તવિક છે. વાસ્તવિક સર્કિટ (ખાસ કરીને ઇન્ડક્ટર્સમાં લાંબા વાયર) પ્રતિકાર ધરાવે છે. જો હું આ રેઝિસ્ટરને મારા મોડેલમાં સામેલ કરવા માગું તો, સર્કિટ આના જેવું દેખાશે:
આ વોલ્ટેજ લૂપ સમીકરણને બદલશે. હવે સમગ્ર રેઝિસ્ટરમાં સંભવિત ડ્રોપ માટે પણ એક શબ્દ હશે.
નીચેના વિભેદક સમીકરણ મેળવવા માટે હું ફરીથી ચાર્જ અને વર્તમાન વચ્ચેના જોડાણનો ઉપયોગ કરી શકું છું:
રેઝિસ્ટર ઉમેર્યા પછી, આ એક વધુ મુશ્કેલ સમીકરણ બની જશે, અને આપણે ફક્ત ઉકેલ "અનુમાન" કરી શકતા નથી. જો કે, આ સમસ્યાને ઉકેલવા માટે ઉપરોક્ત સંખ્યાત્મક ગણતરીમાં ફેરફાર કરવો તે ખૂબ મુશ્કેલ ન હોવું જોઈએ. વાસ્તવમાં, એકમાત્ર ફેરફાર એ લાઇન છે જે ચાર્જના બીજા વ્યુત્પન્નની ગણતરી કરે છે. મેં ત્યાં પ્રતિકાર સમજાવવા માટે એક શબ્દ ઉમેર્યો (પરંતુ પ્રથમ ક્રમમાં નહીં). 3 ઓહ્મ રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરીને, મને નીચેનું પરિણામ મળે છે (તેને ચલાવવા માટે ફરીથી પ્લે બટન દબાવો).
હા, તમે C અને L ના મૂલ્યો પણ બદલી શકો છો, પરંતુ સાવચેત રહો. જો તે ખૂબ ઓછા હોય, તો આવર્તન ખૂબ જ વધારે હશે અને તમારે સમયના પગલાના કદને નાના મૂલ્યમાં બદલવાની જરૂર છે.
જ્યારે તમે મોડેલ બનાવો છો (વિશ્લેષણ અથવા સંખ્યાત્મક પદ્ધતિઓ દ્વારા), ત્યારે તમને કેટલીકવાર ખરેખર ખબર નથી હોતી કે તે કાયદેસર છે કે સંપૂર્ણપણે નકલી છે. મોડેલને ચકાસવાની એક રીત છે કે તેની વાસ્તવિક ડેટા સાથે સરખામણી કરવી. ચાલો આ કરીએ. આ મારું છે. સેટિંગ
આ રીતે તે કામ કરે છે. સૌપ્રથમ, મેં કેપેસિટરને ચાર્જ કરવા માટે ત્રણ ડી-ટાઈપ બેટરીનો ઉપયોગ કર્યો. હું કેપેસિટરના સમગ્ર વોલ્ટેજને જોઈને કહી શકું છું કે કેપેસિટર લગભગ સંપૂર્ણ રીતે ક્યારે ચાર્જ થઈ જાય છે. આગળ, બેટરીને ડિસ્કનેક્ટ કરો અને પછી સ્વીચ બંધ કરો. ઇન્ડક્ટર દ્વારા કેપેસિટરને ડિસ્ચાર્જ કરો. રેઝિસ્ટર એ વાયરનો માત્ર એક ભાગ છે-મારી પાસે અલગ રેઝિસ્ટર નથી.
મેં કેપેસિટર્સ અને ઇન્ડક્ટર્સના વિવિધ સંયોજનો અજમાવ્યા, અને અંતે થોડું કામ મળ્યું. આ કિસ્સામાં, મેં મારા ઇન્ડક્ટર તરીકે 5 μF કેપેસિટર અને ખરાબ દેખાતા જૂના ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ કર્યો (ઉપર બતાવેલ નથી). મને તેની કિંમત વિશે ખાતરી નથી. ઇન્ડક્ટન્સ, તેથી હું માત્ર કોર્નર ફ્રીક્વન્સીનો અંદાજ કાઢું છું અને 13.6 હેનરીના ઇન્ડક્ટન્સને ઉકેલવા માટે મારી જાણીતી કેપેસીટન્સ વેલ્યુનો ઉપયોગ કરું છું. પ્રતિકાર માટે, મેં આ મૂલ્યને ઓહ્મમીટર વડે માપવાનો પ્રયાસ કર્યો, પરંતુ મારા મોડેલમાં 715 ઓહ્મના મૂલ્યનો ઉપયોગ કરવાથી કામ લાગતું હતું. શ્રેષ્ઠ
આ મારા આંકડાકીય મોડલનો આલેખ છે અને વાસ્તવિક સર્કિટમાં માપેલ વોલ્ટેજ છે (મેં સમયના કાર્ય તરીકે વોલ્ટેજ મેળવવા માટે વેર્નિયર ડિફરન્સિયલ વોલ્ટેજ પ્રોબનો ઉપયોગ કર્યો છે).
તે સંપૂર્ણ ફિટ નથી-પરંતુ તે મારા માટે પૂરતું નજીક છે. દેખીતી રીતે, હું વધુ સારી રીતે ફિટ થવા માટે પરિમાણોને થોડું સમાયોજિત કરી શકું છું, પરંતુ મને લાગે છે કે આ દર્શાવે છે કે મારું મોડેલ પાગલ નથી.
આ LRC સર્કિટની મુખ્ય વિશેષતા એ છે કે તેમાં કેટલીક કુદરતી ફ્રીક્વન્સીઝ છે જે L અને C ના મૂલ્યો પર આધાર રાખે છે. ધારો કે મેં કંઈક અલગ કર્યું છે. જો હું આ LRC સર્કિટ સાથે ઓસિલેટીંગ વોલ્ટેજ સ્ત્રોતને કનેક્ટ કરું તો શું થશે? આ કિસ્સામાં, સર્કિટમાં મહત્તમ પ્રવાહ ઓસીલેટીંગ વોલ્ટેજ સ્ત્રોતની આવર્તન પર આધાર રાખે છે. જ્યારે વોલ્ટેજ સ્ત્રોત અને એલસી સર્કિટની આવર્તન સમાન હોય, ત્યારે તમને મહત્તમ વર્તમાન પ્રાપ્ત થશે.
એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ સાથેની ટ્યુબ એ કેપેસિટર છે, અને વાયર સાથેની ટ્યુબ એ ઇન્ડક્ટર છે. (ડાયોડ અને ઇયરપીસ) સાથે મળીને આ એક ક્રિસ્ટલ રેડિયો બનાવે છે. હા, મેં તેને કેટલાક સરળ પુરવઠા સાથે મૂક્યું છે (મેં આ YouTube પરની સૂચનાઓનું પાલન કર્યું છે. વિડિયો).મૂળભૂત વિચાર કેપેસિટર અને ઇન્ડક્ટરના મૂલ્યોને ચોક્કસ રેડિયો સ્ટેશન પર "ટ્યુન" કરવા માટે સમાયોજિત કરવાનો છે. હું તેને યોગ્ય રીતે કામ કરી શકતો નથી-મને નથી લાગતું કે આસપાસ કોઈ સારા AM રેડિયો સ્ટેશનો છે. (અથવા મારું ઇન્ડક્ટર તૂટી ગયું છે). જો કે, મને જાણવા મળ્યું કે આ જૂની ક્રિસ્ટલ રેડિયો કિટ વધુ સારી રીતે કામ કરે છે.
મને એવું સ્ટેશન મળ્યું જે હું ભાગ્યે જ સાંભળી શકું છું, તેથી મને લાગે છે કે મારો સ્વ-નિર્મિત રેડિયો સ્ટેશન પ્રાપ્ત કરવા માટે પૂરતો સારો ન હોઈ શકે. પરંતુ આ RLC રેઝોનન્ટ સર્કિટ બરાબર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે, અને તમે તેમાંથી ઑડિયો સિગ્નલ કેવી રીતે મેળવશો? કદાચ હું તેને ભવિષ્યની પોસ્ટમાં સાચવીશ.
© 2021 Condé Nast.all Rights reserved. આ વેબસાઇટનો ઉપયોગ કરીને, તમે અમારા વપરાશકર્તા કરાર અને ગોપનીયતા નીતિ અને કૂકી સ્ટેટમેન્ટ, તેમજ તમારા કેલિફોર્નિયાના ગોપનીયતા અધિકારો સ્વીકારો છો. રિટેલર્સ સાથેની અમારી સંલગ્ન ભાગીદારીના ભાગરૂપે, વાયર્ડને તેનો એક ભાગ પ્રાપ્ત થઈ શકે છે. અમારી વેબસાઇટ દ્વારા ખરીદેલ ઉત્પાદનોમાંથી વેચાણ. Condé Nast ની પૂર્વ લેખિત પરવાનગી વિના, આ વેબસાઇટ પરની સામગ્રીની નકલ, વિતરણ, પ્રસારિત, કેશ અથવા અન્યથા ઉપયોગ કરી શકાશે નહીં. જાહેરાત પસંદગી