ఏకాంతర ప్రవాహం
కొంతకాలం సవ్యదిశలో మరికొంత కాలం అపసవ్య దిశలో ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఏకాంతర విద్యుత్ ప్రవాహం అంటారు. ac విద్యుత్ ప్రవాహం నిరంతరం అవృతమవుతూ T ఆవర్తన కాలంలో శూన్య సరాసరి విలువను కలిగి ఉంటుంది. ప్రతి సెకనులకు ప్రవాహ దిశను మార్చుకుంటుంది. ఈ మార్పు ఆవర్తనం చెందుతూ ఉంటుంది.
ఈ విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని సైన్ లేదా కొసైన్ ప్రమేయంగా సూచించవచ్చు.
i = I0 sin ωt
I0 ప్రవాహ గరిష్ఠ విలువ, ω కోణీయ వేగం, i ఏదైనా కాలం t వద్ద విద్యుత్ ప్రవాహం.
తక్షణ విద్యుత్చాలక బలాన్ని
e = ∊0 sin ωt గా సూచిస్తారు. ∊0 గరిష్ఠ విద్యుత్చాలక బలం విలువను తెలుపుతుంది.
ఏకాంతర ప్రవాహాన్ని సైన్ లేదా కొసైన్ ప్రమేయంగా తెలియజేసినప్పుడు ఒక ఆవర్తనంలో చాలా తక్షణ విలువలు ఉంటాయి. ఏదైనా తక్షణ కాలం వద్ద ప్రవాహ సత్వాన్ని తక్షణ ప్రవాహం (i) ని ఇస్తుంది.
(i) శిఖర విలువ : (i0)
ఒక భ్రమణం లేదా ఆవర్తనంలో గరిష్ఠ విలువ ఉన్న ఏకాంతర ప్రవాహ విలువను శిఖర విలువ అంటారు.
(ii) సగటు విలువ లేదా మధ్యమ విలువ (iave)
సైన్ వక్రంలో ఒక అర్ధతరంగంలో ఏర్పడిన తక్షణ విలువను సమాకలనం చేస్తే సగటు విలువ వస్తుంది. ఒక పూర్తి ఆవర్తనంలో సగటు విలువ శూన్యం.
(iii) వర్గ మధ్యమ వర్గమూల (rms) విలువ.
ఒక పూర్తి భ్రమణం లేదా ఆవర్తనంలో తక్షణ ప్రవాహ వర్గాల సరాసరి విలువ వర్గమూలాన్ని rms విలువ అంటారు.
ఏకాంతర వోల్టేజిని శుద్ధ నిరోధకానికి, శుద్ధ ప్రేరకానికి, శుద్ధ కెపాసిటర్కు అనువర్తితం చేయడం:
శుద్ధ నిరోధకంలో ఏకాంతర ప్రవాహం :
ఒక శుద్ధ నిరోధకం (R) కు తక్షణ ఏకాంతర వోల్టేజి విలువ ను అనువర్తిస్తే దీనిలో ఏదైనా కాలం t వద్ద తక్షణ ప్రవాహం i అయితే కిర్కాఫ్ వోల్టేజి నియమం ప్రకారం.
ఈ వలయంలో విద్యుత్ ప్రవాహానికి, వోల్టేజికి మధ్య దశాభేదం ఉండదు.
శుద్ధ ప్రేరకంలో ఏకాంతర ప్రవాహం :
ఒక శుద్ధ ప్రేరకానికి తక్షణ ఏకాంతర వోల్టేజిని e = ∊0sin ωt అనువర్తిస్తే ఏదైనా కాలం t వద్ద తక్షణ ప్రవాహం i ప్రేరకంలోని వోల్టేజి అనువర్తిత వోల్టేజి E ని వ్యతిరేకిస్తుంది. వలయంలో ప్రవాహం మొదలవడానికి అనువర్తిత వోల్టేజి ప్రేరక వోల్టేజికి సమానం కావాలి.
శుద్ధ ప్రేరక వలయంలో, ప్రేరకంలో విద్యుత్ ప్రవాహం వోల్టేజి కంటే
శుద్ధ కెపాసిటర్లో ఏకాంతర ప్రవాహం :
పటంలో చూపినట్లు ఒక శుద్ధ కండెన్సర్కు తక్షణ ఏకాంతర వోల్టేజి
e = ∊0sinωt ని అనువర్తితం చేస్తే ఏదైనా కాలం t వద్ద కెపాసిటర్లోని తక్షణ ప్రవాహం i, అదే సమయంలో కెపాసిటర్లోని ఆవేశం q అయితే కెపాసిటర్ పలకల మధ్య పొటెన్షియల్ తేడా అనువర్తిత వోల్టేజికి సమానం.
క్షమత్వ ప్రతిరోధకం (Xc):
ను I0 = 0 ωC పోలిస్తే అవుతుంది. దీన్నే క్షమత్వ ప్రతిరోధం అంటారు.
కెపాసిటర్లోని ప్రవాహం వోల్టేజి కంటే
కెపాసిటర్ (C) నిరోధకం (R) ఉన్న ఏకాంతర వలయం :
పటంలో చూపినట్లు కండెన్సర్ (C) నిరోధం (R) ను శ్రేణిలో విద్యుత్చాలక జనకానికి కలిపారు.
ఏదైనా కాలం t వద్ద కండెన్సర్పై ఆవేశం q, వలయంలో విద్యుత్ ప్రవాహం i అయితే ఆ సమయంలో కండెన్సర్ పలకల మధ్య పొటెన్షియల్ తేడా . ఈ వలయానికి కిర్కాఫ్ రెండో నియమం అనువర్తిస్తే
∊0sinωt - - Ri = 0
t కాలం వద్ద విద్యుత్ ప్రవాహం i = Iosin(ωt + Φ) అయితే పై సమీకరణాన్ని I0 కు సాధిస్తే
వలయ అవరోధం
వలయంలోని విద్యుత్ ప్రవాహం, వోల్టేజితో Φ కోణంతో ముందుంటుంది.
ప్రేరకం (L), నిరోధకం (R) ఉన్న ఏకాంతర వలయం :
పటంలో చూపినట్లు నిరోధాన్ని, ప్రేరకాన్ని శ్రేణిలో కలిపి విద్యుత్చాలక బల జనకానికి శ్రేణిలో కలిపినప్పుడు
ఏదైనా కాలం t వద్ద వలయంలోని ప్రవాహం i ప్రేరకం వద్ద ఉద్భవించిన విద్యుత్చాలక బలం . వలయానికి కిర్కాఫ్ రెండో నియమాన్ని అనువర్తిస్తే e - - Ri = 0
∊0 sinωt = iR +
t కాలం వద్ద తక్షణ ప్రవాహం i = I0 sin (ωt - Φ )
వలయ అవరోధం
వలయంలోని విద్యుత్ ప్రవాహం, విద్యుత్చాలక బలానికి కోణంతో వెనుకబడి ఉంటుంది.
ప్రేరకం (L), కండెన్సర్ (C), నిరోధకం (R) ఉన్న ఏకాంతర శ్రేణి వలయం :
పటంలో చూపినట్లు నిరోధం, ప్రేరకం, కండెన్సర్ శ్రేణిలో కలిపి
e = ∊0sint విద్యుత్చాలక బలాన్ని అనువర్తిస్తే
t కాలం వద్ద వలయంలోని ప్రవాహం i, కండెన్సర్పై పొటెన్షియల్ , ప్రేరక పొటెన్షియల్ అవుతుంది.
వలయానికి కిర్కాఫ్ రెండో నియమాన్ని అనువర్తిస్తే
0 sint - - - iR = 0
0 sin t =
ఏదైనా కాలం t వద్ద వలయంలోని గరిష్ఠ ప్రవాహం
వలయ అవరోధం
విద్యుత్ ప్రవాహం, విద్యుత్చాలక బలాల మధ్య దశాబేధం Φ అయితే