એસી સર્કિટ

એસી સર્કિટ#

એક આલ્ટરનેટિંગ કરંટ (એસી) સર્કિટ એ એવી સર્કિટ છે જેમાં કરંટ સમયાંતરે દિશા ફેરવે છે. આ ડાયરેક્ટ કરંટ (ડીસી) સર્કિટથી વિપરીત છે, જેમાં કરંટ ફક્ત એક જ દિશામાં વહે છે. પાવર ટ્રાન્સમિશન, લાઇટિંગ અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સ સહિત વિવિધ એપ્લિકેશનમાં એસી સર્કિટનો ઉપયોગ થાય છે.

એસી સર્કિટના ઘટકો#

એસી સર્કિટના મૂળભૂત ઘટકો છે:

• સ્રોત: એસી વોલ્ટેજનો સ્રોત સામાન્ય રીતે જનરેટર અથવા ટ્રાન્સફોર્મર હોય છે.
• લોડ: લોડ એ ઉપકરણ છે જે એસી કરંટનો ઉપયોગ કરે છે.
• કેપેસિટર: કેપેસિટર એ એક ઉપકરણ છે જે વિદ્યુત ઊર્જાને ઇલેક્ટ્રિક ફીલ્ડમાં સંગ્રહિત કરે છે.
• ઇન્ડક્ટર: ઇન્ડક્ટર એ એક ઉપકરણ છે જે વિદ્યુત ઊર્જાને મેગ્નેટિક ફીલ્ડમાં સંગ્રહિત કરે છે.

એસી સર્કિટ એનાલિસિસ#

એસી સર્કિટનું વિશ્લેષણ ડીસી સર્કિટના વિશ્લેષણ કરતાં વધુ જટિલ છે. આનું કારણ એ છે કે એસી સર્કિટમાં કરંટ અને વોલ્ટેજ સતત દિશા બદલી રહ્યા હોય છે. નીચેના એસી સર્કિટ એનાલિસિસમાં ઉપયોગમાં લેવાતા કેટલાક મુખ્ય ખ્યાલો છે:

• આરએમએસ વોલ્ટેજ: આરએમએસ વોલ્ટેજ એ એસી વેવફોર્મનું અસરકારક વોલ્ટેજ છે. તે એ વોલ્ટેજ છે જે ડીસી સર્કિટમાં એસી વેવફોર્મ જેટલી જ પાવર ઉત્પન્ન કરશે.
• પીક વોલ્ટેજ: પીક વોલ્ટેજ એ એસી વેવફોર્મનું મહત્તમ વોલ્ટેજ છે.
• ફ્રીક્વન્સી: એસી વેવફોર્મની ફ્રીક્વન્સી એ પ્રતિ સેકન્ડ વેવફોર્મ પોતાની પુનરાવર્તિત થાય તેવી સંખ્યા છે.
• ફેઝ એંગલ: ફેઝ એંગલ એ કરંટ અને વોલ્ટેજ વેવફોર્મ વચ્ચેનો સમયનો તફાવત છે.

એસી સર્કિટ ફોર્મ્યુલા#

આલ્ટરનેટિંગ કરંટ (એસી) સર્કિટ એ ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ છે જેમાં કરંટ સમયાંતરે દિશા ફેરવે છે. આ ડાયરેક્ટ કરંટ (ડીસી) સર્કિટથી વિપરીત છે, જેમાં કરંટ ફક્ત એક જ દિશામાં વહે છે. પાવર ટ્રાન્સમિશન, લાઇટિંગ અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સ સહિત વિવિધ એપ્લિકેશનમાં એસી સર્કિટનો ઉપયોગ થાય છે.

મૂળભૂત એસી સર્કિટ ફોર્મ્યુલા

નીચેના એસી સર્કિટ એનાલિસિસમાં ઉપયોગમાં લેવાતા કેટલાક મૂળભૂત ફોર્મ્યુલા છે:

વોલ્ટેજ: એસી સર્કિટમાં વોલ્ટેજ સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે:

$$V = V_{max} \sin(\omega t)$$

જ્યાં:

• $V$ તાત્કાલિક વોલ્ટેજ છે
• $V_{max}$ મહત્તમ વોલ્ટેજ છે
• $ω$ એંગ્યુલર ફ્રીક્વન્સી છે
• $t$ સમય છે

કરંટ: એસી સર્કિટમાં કરંટ સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે:

$$I = I_{max} \sin(\omega t - \phi)$$

જ્યાં:

• $I$ તાત્કાલિક કરંટ છે
• $I_{max}$ મહત્તમ કરંટ છે
• $ω$ એંગ્યુલર ફ્રીક્વન્સી છે
• $t$ સમય છે
• $\phi$ ફેઝ એંગલ છે

પાવર: એસી સર્કિટમાં પાવર સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે:

$$P = VI$$

જ્યાં:

• $P$ પાવર છે
• $V$ વોલ્ટેજ છે
• $I$ કરંટ છે

ઇમ્પીડન્સ#

એસી સર્કિટનું ઇમ્પીડન્સ એ કરંટના પ્રવાહનો વિરોધ માપવાનું માપ છે. તે સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે:

$$Z = \frac{V}{I}$$

જ્યાં:

• $Z$ ઇમ્પીડન્સ છે
• $V$ વોલ્ટેજ છે
• $I$ કરંટ છે

એસી સર્કિટનું ઇમ્પીડન્સ એક જટિલ સંખ્યા છે, જેનો અર્થ છે કે તેમાં મેગ્નિટ્યુડ અને ફેઝ એંગલ બંને હોય છે. ઇમ્પીડન્સનું મેગ્નિટ્યુડ એ વોલ્ટેજ અને કરંટનો ગુણોત્તર છે, અને ફેઝ એંગલ એ વોલ્ટેજના ફેઝ એંગલ અને કરંટના ફેઝ એંગલ વચ્ચેનો તફાવત છે.

રિએક્ટન્સ#

એસી સર્કિટનું રિએક્ટન્સ એ આલ્ટરનેટિંગ કરંટના પ્રવાહનો વિરોધ માપવાનું માપ છે. તે સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે:

$$X = j\omega L + \frac{1}{j\omega C}$$

જ્યાં:

• $X$ રિએક્ટન્સ છે
• $ω$ એંગ્યુલર ફ્રીક્વન્સી છે
• $L$ ઇન્ડક્ટન્સ છે
• $C$ કેપેસિટન્સ છે

એસી સર્કિટનું રિએક્ટન્સ સંપૂર્ણપણે કાલ્પનિક છે.

કેપેસિટન્સ#

એસી સર્કિટનું કેપેસિટન્સ એ વિદ્યુત ઊર્જા સંગ્રહિત કરવાની તેની ક્ષમતાનું માપ છે. તે સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે:

$$C = \frac{Q}{V}$$

જ્યાં:

• $C$ કેપેસિટન્સ છે
• $Q$ ચાર્જ છે
• $V$ વોલ્ટેજ છે

એસી સર્કિટનું કેપેસિટન્સ એ વાસ્તવિક સંખ્યા છે, જેનો અર્થ છે કે તેમાં ફેઝ એંગલ હોતો નથી.

ઇન્ડક્ટન્સ#

એસી સર્કિટનું ઇન્ડક્ટન્સ એ ચુંબકીય ઊર્જા સંગ્રહિત કરવાની તેની ક્ષમતાનું માપ છે. તે સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે:

$$L = \frac{\Phi}{I}$$

જ્યાં:

• $L$ ઇન્ડક્ટન્સ છે
• $Φ$ મેગ્નેટિક ફ્લક્સ છે
• $I$ કરંટ છે

એસી સર્કિટનું ઇન્ડક્ટન્સ એ વાસ્તવિક સંખ્યા છે, જેનો અર્થ છે કે તેમાં ફેઝ એંગલ હોતો નથી.

પાવર ફેક્ટર#

એસી સર્કિટનો પાવર ફેક્ટર એ તે પાવરનો કેટલી કાર્યક્ષમતાથી ઉપયોગ કરે છે તેનું માપ છે. તે સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે:

$$PF = \frac{P}{VI}$$

જ્યાં:

• $PF$ પાવર ફેક્ટર છે
• $P$ પાવર છે
• $V$ વોલ્ટેજ છે
• I કરંટ છે

એસી સર્કિટનો પાવર ફેક્ટર 0 અને 1 વચ્ચેની વાસ્તવિક સંખ્યા છે. 1 નો પાવર ફેક્ટર સૂચવે છે કે સર્કિટ 100% કાર્યક્ષમ છે, જ્યારે 0 નો પાવર ફેક્ટર સૂચવે છે કે સર્કિટ 0% કાર્યક્ષમ છે અને પાવરનો કાર્યક્ષમ રીતે ઉપયોગ કરતી નથી.

એસી સર્કિટ ફોર્મ્યુલાનો ઉપયોગ આલ્ટરનેટિંગ કરંટ સર્કિટના વર્તનનું વિશ્લેષણ કરવા માટે થાય છે. આ ફોર્મ્યુલાનો ઉપયોગ એસી સર્કિટના વોલ્ટેજ, કરંટ, પાવર, ઇમ્પીડન્સ, રિએક્ટન્સ, કેપેસિટન્સ, ઇન્ડક્ટન્સ અને પાવર ફેક્ટરની ગણતરી કરવા માટે થઈ શકે છે.

એસી સર્કિટમાં વપરાતા શબ્દો#

1. આલ્ટરનેટિંગ કરંટ (એસી)

• એક ઇલેક્ટ્રિક કરંટ જે સમયાંતરે દિશા ફેરવે છે.
• એસીનું સૌથી સામાન્ય સ્વરૂપ સાઇનુસોઇડલ એસી છે, જેમાં કરંટ અડધા સાયકલ માટે એક દિશામાં વહે છે અને પછી બીજા અડધા સાયકલ માટે દિશા ફેરવે છે.

2. ફ્રીક્વન્સી

• એસી કરંટ દિશા ફેરવે તેવી પ્રતિ સેકન્ડની સંખ્યા.
• હર્ટ્ઝ (Hz) માં માપવામાં આવે છે.
• એસી કરંટની ફ્રીક્વન્સી તેને ચલાવતા વોલ્ટેજ સ્રોતની ફ્રીક્વન્સી દ્વારા નક્કી થાય છે.

3. પીરિયડ

• એસી કરંટ એક સંપૂર્ણ સાયકલ પૂર્ણ કરવા માટે લાગતો સમય.
• સેકન્ડ (s) માં માપવામાં આવે છે.
• એસી કરંટનો પીરિયડ તેની ફ્રીક્વન્સીનો વ્યસ્ત છે.

4. એમ્પ્લીટ્યુડ

• એસી કરંટનું મહત્તમ મૂલ્ય.
• વોલ્ટેજ એમ્પ્લીટ્યુડ વોલ્ટ (V) માં અથવા કરંટ એમ્પ્લીટ્યુડ એમ્પ્સ (A) માં માપવામાં આવે છે.
• એસી કરંટનું એમ્પ્લીટ્યુડ તેને ચલાવતા વોલ્ટેજ સ્રોત દ્વારા નક્કી થાય છે.

5. પીક-ટુ-પીક વોલ્ટેજ

• એસી વોલ્ટેજના મહત્તમ અને ન્યૂનતમ મૂલ્યો વચ્ચેનો તફાવત.
• વોલ્ટ (V) માં માપવામાં આવે છે.
• એસી વોલ્ટેજનું પીક-ટુ-પીક વોલ્ટેજ વોલ્ટેજના એમ્પ્લીટ્યુડ કરતાં બમણું હોય છે.

6. રુટ મીન સ્ક્વેર (આરએમએસ) વોલ્ટેજ

• એસી વોલ્ટેજનું અસરકારક મૂલ્ય.
• વોલ્ટ (V) માં માપવામાં આવે છે.
• એસી વોલ્ટેજનું આરએમએસ વોલ્ટેજ એ એક સાયકલ દરમિયાન વોલ્ટેજના તાત્કાલિક મૂલ્યોના વર્ગના સરેરાશનું વર્ગમૂળ છે.

7. ફેઝ એંગલ

• એસી સર્કિટમાં વોલ્ટેજ અને કરંટ વચ્ચેનો કોણ.
• ડિગ્રી (°) માં માપવામાં આવે છે.
• ફેઝ એંગલ સર્કિટના ઇન્ડક્ટન્સ અને કેપેસિટન્સ દ્વારા નક્કી થાય છે.

8. પાવર ફેક્ટર

• એસી સર્કિટમાં વાસ્તવિક પાવર અને સ્પષ્ટ પાવરનો ગુણોત્તર.
• 0 અને 1 વચ્ચેની એક પરિમાણહીન સંખ્યા તરીકે માપવામાં આવે છે.
• પાવર ફેક્ટર વોલ્ટેજ અને કરંટ વચ્ચેના ફેઝ એંગલ દ્વારા નક્કી થાય છે.

9. ઇમ્પીડન્સ

• એસી સર્કિટમાં કરંટના પ્રવાહનો કુલ વિરોધ.
• ઓહ્મ (Ω) માં માપવામાં આવે છે.
• એસી સર્કિટનું ઇમ્પીડન્સ એ સર્કિટના રેઝિસ્ટન્સ, ઇન્ડક્ટન્સ અને કેપેસિટન્સનું સંયોજન છે.

10. રિએક્ટન્સ

• ઇન્ડક્ટન્સ અથવા કેપેસિટન્સના કારણે એસી સર્કિટમાં કરંટના પ્રવાહનો વિરોધ.
• ઓહ્મ (Ω) માં માપવામાં આવે છે.
• એસી સર્કિટનું રિએક્ટન્સ એ સર્કિટના ઇમ્પીડન્સ અને રેઝિસ્ટન્સ વચ્ચેનો તફાવત છે.

એસી સર્કિટના પ્રકારો#

1. રેઝિસ્ટિવ એસી સર્કિટ

• રેઝિસ્ટિવ એસી સર્કિટમાં એસી વોલ્ટેજ સ્રોત સાથે રેઝિસ્ટર જોડાયેલ હોય છે.
• રેઝિસ્ટિવ એસી સર્કિટમાં કરંટ વોલ્ટેજ સાથે ફેઝમાં હોય છે.
• રેઝિસ્ટિવ એસી સર્કિટનો પાવર ફેક્ટર 1 હોય છે.

2. ઇન્ડક્ટિવ એસી સર્કિટ

• ઇન્ડક્ટિવ એસી સર્કિટમાં એસી વોલ્ટેજ સ્રોત સાથે ઇન્ડક્ટર જોડાયેલ હોય છે.
• ઇન્ડક્ટિવ એસી સર્કિટમાં કરંટ વોલ્ટેજથી 90 ડિગ્રી પાછળ રહે છે.
• ઇન્ડક્ટિવ એસી સર્કિટનો પાવર ફેક્ટર 1 કરતાં ઓછો હોય છે.

3. કેપેસિટિવ એસી સર્કિટ

• કેપેસિટિવ એસી સર્કિટમાં એસી વોલ્ટેજ સ્રોત સાથે કેપેસિટર જોડાયેલ હોય છે.
• કેપેસિટિવ એસી સર્કિટમાં કરંટ વોલ્ટેજથી 90 ડિગ્રી આગળ હોય છે.
• કેપેસિટિવ એસી સર્કિટનો પાવર ફેક્ટર 1 કરતાં ઓછો હોય છે.

4. એલસીઆર સર્કિટ

• એલસીઆર સર્કિટમાં રેઝિસ્ટર, ઇન્ડક્ટર અને કેપેસિટર એસી વોલ્ટેજ સ્રોત સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોય છે.
• એલસીઆર સર્કિટમાં કરંટ રેઝિસ્ટર, ઇન્ડક્ટર અને કેપેસિટરના મૂલ્યોના આધારે વોલ્ટેજ સાથે ફેઝમાં, પાછળ અથવા આગળ હોઈ શકે છે.
• એલસીઆર સર્કિટનો પાવર ફેક્ટર રેઝિસ્ટર, ઇન્ડક્ટર અને કેપેસિટરના મૂલ્યોના આધારે 1, 1 કરતાં ઓછો અથવા 1 કરતાં વધારે હોઈ શકે છે.

5. શ્રેણી અને સમાંતર એસી સર્કિટ

• એસી સર્કિટ શ્રેણી અથવા સમાંતરમાં જોડી શકાય છે.
• શ્રેણી એસી સર્કિટમાં, ઘટકો એક જ પાથમાં જોડાયેલા હોય છે.
• સમાંતર એસી સર્કિટમાં, ઘટકો બહુવિધ પાથમાં જોડાયેલા હોય છે.
• શ્રેણી એસી સર્કિટનું કુલ ઇમ્પીડન્સ વ્યક્તિગત ઘટકોના ઇમ્પીડન્સનો સરવાળો છે. $Z = {Z_1}+{Z_2}+{Z_3}+….$
• સમાંતર એસી સર્કિટનું કુલ ઇમ્પીડન્સ નીચેના ફોર્મ્યુલા દ્વારા આપવામાં આવે છે:

$$\frac{1}{Z} = \frac{1}{Z_1} + \frac{1}{Z_2} + \frac{1}{Z_3} + …$$

જ્યાં $Z$ કુલ ઇમ્પીડન્સ છે અને $Z_1$, $Z_2$, $Z_3$, … વ્યક્તિગત ઘટકોના ઇમ્પીડન્સ છે.

એસી અને ડીસી કરંટ વચ્ચેનો તફાવત#

ઇલેક્ટ્રિક કરંટ એ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જનો પ્રવાહ છે. તે આલ્ટરનેટિંગ કરંટ (એસી) અથવા ડાયરેક્ટ કરંટ (ડીસી) હોઈ શકે છે. એસી કરંટ સમયાંતરે દિશા ફેરવે છે, જ્યારે ડીસી કરંટ ફક્ત એક જ દિશામાં વહે છે.

એસી કરંટ

• વ્યાખ્યા: એસી કરંટ એ એક ઇલેક્ટ્રિક કરંટ છે જે સમયાંતરે દિશા ફેરવે છે.
• ફ્રીક્વન્સી: એસી કરંટની ફ્રીક્વન્સી એ પ્રતિ સેકન્ડ તે દિશા બદલે તેવી સંખ્યા છે. તે હર્ટ્ઝ (Hz) માં માપવામાં આવે છે.
• વોલ્ટેજ: એસી કરંટનું વોલ્ટેજ એ સર્કિટમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેનો ઇલેક્ટ્રિકલ પોટેન્શિયલનો તફાવત છે. તે વોલ્ટ (V) માં માપવામાં આવે છે.
• કરંટ: એસી કરંટનો કરંટ એ પ્રતિ સેકન્ડ સર્કિટમાંથી વહેતા ચાર્જની માત્રા છે. તે એમ્પીયર (A) માં માપવામાં આવે છે.
• પાવર: એસી કરંટની પાવર એ દર છે જેના પર ઇલેક્ટ્રિકલ ઊર્જા કરંટ દ્વારા સ્થાનાંતરિત થાય છે. તે વોટ (W) માં માપવામાં આવે છે.

ડીસી કરંટ

• વ્યાખ્યા: ડીસી કરંટ એ એક ઇલેક્ટ્રિક કરંટ છે જે ફક્ત એક જ દિશામાં વહે છે.
• વોલ્ટેજ: ડીસી કરંટનું વોલ્ટેજ એ સર્કિટમાં બે બિંદુઓ વચ્ચેનો ઇલેક્ટ્રિકલ પોટેન્શિયલનો તફાવત છે. તે વોલ્ટ (V) માં માપવામાં આવે છે.
• કરંટ: ડીસી કરંટનો કરંટ એ પ્રતિ સેકન્ડ સર્કિટમાંથી વહેતા ચાર્જની માત્રા છે. તે એમ્પીયર (A) માં માપવામાં આવે છે.
• પાવર: ડીસી કરંટની પાવર એ દર છે જેના પર ઇલેક્ટ્રિકલ ઊર્જા કરંટ દ્વારા સ્થાનાંતરિત થાય છે. તે વોટ (W) માં માપવામાં આવે છે.

એસી અને ડીસી કરંટની તુલના

લક્ષણ	એસી કરંટ	ડીસી કરંટ
પ્રવાહની દિશા	સમયાંતરે ફેરવે છે	ફક્ત એક જ દિશામાં વહે છે
ફ્રીક્વન્સી	હર્ટ્ઝ (Hz) માં માપવામાં આવે છે	લાગુ પડતી નથી
વોલ્ટેજ	વોલ્ટ (V) માં માપવામાં આવે છે	વોલ્ટ (V) માં માપવામાં આવે છે
કરંટ	એમ્પીયર (A) માં માપવામાં આવે છે	એમ્પીયર (A) માં માપવામાં આવે છે
પાવર	વોટ (W) માં માપવામાં આવે છે	વોટ (W) માં માપવામાં આવે છે
એપ્લિકેશન	પાવર ટ્રાન્સમિશન, લાઇટિંગ અને મોટરમાં ઉપયોગ	બેટરી, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને સોલર પેનલમાં ઉપયોગ

એસી અને ડીસી કરંટ એ ઇલેક્ટ્રિક કરંટના બે અલગ પ્રકાર છે. એસી કરંટ સમયાંતરે દિશા ફેરવે છે, જ્યારે ડીસી કરંટ ફક્ત એક જ દિશામાં વહે છે. એસી કરંટનો ઉપયોગ પાવર ટ્રાન્સમિશન, લાઇટિંગ અને મોટરમાં થાય છે, જ્યારે ડીસી કરંટનો ઉપયોગ બેટરી, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને સોલર પેનલમાં થાય છે.

એસી સર્કિટના ઉપયોગો#

એક આલ્ટરનેટિંગ કરંટ (એસી) સર્કિટ એ એક પ્રકારની ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ છે જેમાં કરંટ સમયાંતરે દિશા ફેરવે છે. આ ડાયરેક્ટ કરંટ (ડીસી) સર્કિટથી વિપરીત છે, જેમાં કરંટ ફક્ત એક જ દિશામાં વહે છે. એસી સર્કિટનો ઉપયોગ વિવિધ એપ્લિકેશનમાં થાય છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• પાવર ટ્રાન્સમિશન: એસી સર્કિટનો ઉપયોગ લાંબા અંતર પર પાવર ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે થાય છે. આનું કારણ એ છે કે એસી કરંટને સરળતાથી ખૂબ ઊંચા વ