EMF क्या होता है (परिभाषा तथा मात्रक ) - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

emf क्या होता है?

emf का full form - electromotive force होता है। यह एक बहुत ही जटिल शब्द (Complex Word) है। ज्यादातर विद्यार्थी इसका असली मतलब समझ ही नहीं पाते है। यदि आप किसी से emf तथा विभवांतर में अंतर पूछेंगे वह व्यक्ति स्पष्ट रूप से आपको इन दो शब्दों के बीच अंतर नहीं बता पायेगा। 

emf को हिंदी में विधुत वाहक बल कहते है। जैसे नाम से ज्ञात होता है की यह किसी प्रकार का बल है जो विधुत का वाहन करता है। लेकिन यह किसी भी प्रकार का बल नहीं है। 

emf या विधुत वाहक बल किसी विधुत श्रोत (विधुत सेल ,बैटरी) आदि का एक आंतरिक गुण है जो सेल या बैटरी के अंदर रासायनिक अभिक्रिया से उत्पन्न हुए आयन्स को इलेक्ट्रोड्स (धनात्मक तथा ऋणामतक सिरों) के  तरफ धकेलता है या टर्मिनल्स पर बनाये रखता है। 

emf  का परिमाण टर्मिनल्स पर मौजूद आयन्स के संख्या पर निर्भर करता है, चूँकि आयन्स विधुतीय होते है और जब ये इलेक्ट्रोड के टर्मिनल पर इकठ्ठा होते है तब यह इलेक्ट्रोड का टर्मिनल एक विभव की तरह कार्य करने लगता है इसलिए इसे वोल्ट में मापा जाता है। इस कारण emf को भी वोल्ट में मापा जाता है। 

किसी भी बैटरी या सेल का emf इससे जुड़े लोड पर निर्भर नहीं करता है। यदि बैटरी से जुड़े लोड को बढ़ाया या घटाया जाये ,तब emf बदलता नहीं है। यह हमेशा नियत रहता है। 

Meaning of Induction in Hindi  | Induce Meaning in Hindi 

Induction  तथा Induce दोनों एक ही तरह से फिजिक्स में उपयोग होते है। यदि आप किसी भौतिकी शास्त्र के विद्यार्थी से इन दोनों शब्दों का अर्थ पूछेंगे तब वे आपको एक ही तरह का जवाब देंगे लेकिन यदि आप किसी अंग्रेजी भाषा के विद्धान या विद्यार्थी से पूछेंगे तो वे आपको इन दो शब्दों के अलग अलग अर्थ बताएँगे। 

Induce का हिंदी में अर्थ होता है प्रेरित करना। 

हमने अक्सर देखा है जब किसी चुंबकीय पदार्थ(निकिल ,लोहा आदि ) को किसी स्थायी चुम्बक के नजदीक लाते है तब इस चुम्बकीय पदार्थ में भी चुम्बकीय गुण उत्पन्न हो जाता है और यह स्थाई चुम्बक के तरफ आकर्षित होने लगता है। चुम्बकीय पदार्थ में इस प्रकार चुम्बकीय गुण उत्पन्न होने की घटना प्रेरण (Induction) कहलाती है। 

इसी प्रकार जब किसी आवेशित धातु के पास में कोई दूसरी धातु को रखा जाता है तब इस दूसरी धातु में भी विपरीत प्रवृति का आवेश उत्पन्न हो जाता है। इस प्रकार आवेश उत्पन्न होने की घटना प्रेरण(Induction) कहलाती है। 

प्रेरण (Induction) कैसे होता है?

आवेशित वस्तु हो या स्थाई चुम्बक ,सभी अपने चारो तरफ एक क्षेत्र उत्पन्न करते है। यदि यह क्षेत्र चुंबक द्वारा उत्पन्न हुआ है तब इसे चुंबकीय क्षेत्र (Magnetic Field) या यदि यह आवेशित वस्तु द्वारा उत्पन्न हुआ है तब इसे विधुत क्षेत्र (Electric Field) कहते है। 

जब इस विधुत क्षेत्र में कोई दूसरी वस्तु रखी जाती है तब वस्तु के परमाणु में उपस्थित इलेक्ट्रान अपने ऊपर एक विधुत बल को अनुभव करते है तथा इस क्षेत्र के विपरीत दिशा में भागने लगते है तथा धातु के दूसरे टर्मिनल पर इकठ्ठा (Collect) होने लगते है। जिससे यह टर्मिनल ऋणावेशित हो जाता है तथा इसके विपरीत दूसरे टर्मिनल पर धन आवेश इकठ्ठा होने लगते है और यह टर्मिनल धनावेशित हो जाता है। 

इस प्रकार धातु के दोनों टर्मिनल के बीच ऋण तथा धन आवेश उत्पन्न होने के कारण के कारण एक emf  उत्पन्न हो जाता है। इस प्रकार उत्पन्न हुए emf को induce emf कहते है। 

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Meaning of Impedance In Hindi - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

Impedance क्या होता है ?

इम्पीडेन्स इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग से जुड़ा हुआ एक शब्द है जो हमेशा पूछा जाता है। Impedance को हिंदी में प्रतिबाधा कहते है। इसे सामान्यतः अंग्रेजी के बड़े अक्षर Z द्वारा निर्देर्शित किया जाता है। इसका SI मात्रक (Ω)ओम होता है। यह एक प्रकार का प्रतिरोध होता है। यह किसी इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस का गुण नहीं है।  

प्रतिघात (Impedance) कैसे उत्पन्न होता है ?

यदि प्रतिबाधा किसी भी डिवाइस का गुण नहीं है तो यह  विधुत सर्किट में कैसे प्रभाव डालता है। यह एक बढ़िया प्रश्न है। जैसे दुनिया के जितने भी प्रकार के तत्व उपलब्ध है उन सभी में कुछ न कुछ विधुत धारा का विरोध करने के गुण पाया जाता है जिसे हम और आप प्रतिरोध कहते है। 

किसी विद्दुत परिपथ में प्रतिबाधा तब उत्पन्न होती  है जब उस परिपथ में कोई विधुत ऊर्जा स्टोर करने वाला डिवाइस जैसे कपैसिटर या इंडक्टर (Capacitor Inductor) आदि जुड़ा हुआ रहता है। ऐसा विधुत परिपथ जिसमे कपैसिटर या इंडक्टर या दोनों जुड़े हो ,में जब DC सप्लाई दी जाती है तब इस प्रकार के परिपथ का  कुल प्रतिरोध इन डिवाइस के आंतरिक प्रतिरोध के बराबर होता है लेकिन जब इस प्रकार के परिपथ को किसी AC  सप्लाई से जोड़ा जाता है तब इन डिवाइस में एक अलग प्रकार का प्रतिरोधक क्षमता उत्पन्न हो जाता है जो  परिपथ से प्रवाहित होने वाली अल्टेरनेटिंग धारा (Alternating Current) का विरोध करने लगता है। परिपथ में उत्पन्न इस प्रकार का प्रतिरोध तथा डिवाइस (Capacitor Inductor) के आंतरिक प्रतिरोध का योग ही प्रतिघात(Impedance) कहलाता है। 

प्रतिबाधा किसी विद्दुत परिपथ में केवल और केवल अल्टेरनेटिंग धारा आरोपित करने पर ही उत्पन्न होता है। यह दिष्ट धारा (DC वोल्टेज) आरोपित  करने से उत्पन्न नहीं होता है। किसी विधुत परिपथ में उत्पन्न प्रतिबाधा आरोपित अल्टेरनेटिंग वोल्टेज (AC Voltage) के आवृति पर निर्भर करता है। 

प्रतिघात की गणना कैसे की जाती है ?

हम प्रतिघात के गणना हेतु निम्न प्रकार के विधुत परिपथ पर चर्च करेंगे और इनसे जुड़े हुए प्रतिघात की गणना करेंगे। 

केवल इंडक्टर (Inductor) वाला AC परिपथ 

निचे दिया गया विधुत परिपथ एक AC Voltage श्रोत से जुड़ा हुआ है। इस परिपथ में एक Coil (Inductor) जुड़ा हुआ है जिसका आंतरिक प्रतिरोध शून्य  तथा Inductance L है। 

इस परिपथ से जुड़े Coil को एक AC वोल्टेज श्रोत V₀Sinωt से जोड़ा गया है। इस विधुत श्रोत के कारण  परिपथ से एक अल्टेरनेटिंग विधुत धारा प्रवाहित होती है। चूँकि प्रत्यावर्ती धारा होने के कारण इसका परिमाण तथा दिशा लगातार बदलता रहता है इसलिए Coil से संबंधित चुम्बकीय फ्लक्स उसी अनुसार बदलता रहता है जिसके कारण Coil में सेल्फ inductance के कारण EMF उत्पन्न रहता है। 

किसी इंडक्टर या Coil में उत्पन्न EMF को निम्न तरीके से ज्ञात किया जाता है। 

V  = -L (d I /dt )

यदि ऊपर के परिपथ में किरचॉफ का वोल्टेज नियम लगाया जाए तो 

 V₀Sinωt - L (d I /dt ) = 0 

V₀Sinωt = L (d I /dt ) 

d I = V₀Sinωt dt 

 I  = ഽV₀Sinωt dt 

I = - (V₀/ ωL) Cosωt

 यदि (V₀/ ωL) =I₀ हो तो 

I = - I₀ Cosωt होगा और या अल्टेरनेटिंग धारा का मान होगा जो  विधुत परिपथ से प्रवाहित होगा। 

(V₀/ ωL) =I₀ में प्रयुक्त ωL ही इस विधुत परिपथ का प्रभावी प्रतिरोध होगा। चूँकि यह प्रतिरोध केवल इंडक्टर के कारण उत्पन्न हुआ है इसलिए इसे प्रेरण प्रतिघात (Inductive Reactance) कहते है। इसे X_L से सूचित किया जाता है। अर्थात 

 X_L= ωL = 2 𝜋f L  यहाँ f  आरोपित वोल्टेज की आवृति है। 

उदाहरण के लिए यदि परिपथ से जुड़े इंडक्टर का Inductance L = 1 H तथा आरोपित वोल्टेज की आवृति 50 Hz हो तो परिपथ में उत्पन्न कुल प्रतिघात 

X_L= 2 𝜋f L = 2 *3.14 *50 *1 = 314 Ω होगा।  चूँकि ऊपर  देखा था की इंडक्टर का आंतरिक प्रतिरोध शून्य है लेकिन AC वोल्टेज आरोपित करने से  परिपथ में 314 Ω का प्रतिरोध उत्पन्न हो गया। 

यदि हम इसी परिपथ में अल्टेरनेटिंग वोल्टेज श्रोत के जगह DC वोल्टेज श्रोत को जोड़ दे तब परिपथ का कुल प्रतिरोध निम्न होगा  

X_L= 2 𝜋f L = 2 *3.14 *0 *1 = 0 Ω चूँकि DC श्रोत  आवृति शून्य  होती है। 

इसी प्रकार यदि किसी सर्किट में कोई कैपेसिटर जुड़ा हो तो उसके कारण परिपथ  में उत्पन्न प्रतिरोध को Capacitive Reactance कहते है। इसे Xc सूचित किया जाता है। 

 कपैसिटर के कारण उत्पन्न प्रतिरोध को ऐसे कैलकुलेट किया जाता है। 

  Xc = 1 /(ωc ) =  1 /(2 𝜋f c)

यदि किसी परिपथ में प्रतिरोध R ,inductor (L) तथा कैपेसिटर (C) तीनो जुड़े हो तो इनके प्रतिरोध के योग को प्रतिबाधा (Impedance)कहते है तथा Z द्वारा सूचित किया जाता है और इसे निम्न सूत्र द्वारा दिया जाता है :-

Z  = √{R² + (X_L-X_C)²} ओह्म 

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 Conductor क्या होता है ?

conductor को हिंदी में चालक कहा जाता है। वैसा पदार्थ जो अपने से होकर विधुत आवेश को प्रवाहित होने दे चालक कहलाता है। यदि साधारण भाषा में बोले तो ऐसा पदार्थ जो विधुत धारा को प्रवाहित होने दे ऐसे पदार्थ को चालक कहा जाता है। हम अपने आस पास जितने भी प्रकार विधुत उपकरण देखते है वे सभी चालक से बनाये जाते है। विधुत चालक पदार्थ के तीनो अवस्था में हो सकता है। यह ठोस ,द्रव या गैस कुछ  भी हो सकता है लेकिन हमने अभी तक ज्यादातर चालक ठोस रूप में ही देखे है। चालक में विधुत धारा का परवाह इलेक्ट्रान के कारण होता है। 

चालक से प्रवाहित होने वाले आवेश के दर को विधुत धारा कहते है। चालक से विधुत आवेश  को प्रवाहित करने के लिए जो बाह्य बल कार्य करता है उसे वोल्टेज कहते है। 

जब किसी चालक  दोनों सिरों  को किसी बाह्य वोल्टेज श्रोत से जोड़ा जाता है तब विधुत श्रोत से इलेक्ट्रान निकलकर चालक के सतह पर तैरने लगते है और वोल्टेज श्रोत के पॉजिटिव टर्मिनल की तरफ भागने लगते है। जब कोई दूसरा चालक इस चालक के संपर्क में लाया जाता है तब ये इलेक्ट्रान उस चालक के सतह पर इकठा होने लगते है। चालक के सतह पर इलेक्ट्रान तब तक इकठा होते रहते है जबतक ये पूर्ण चालक के  सतह पर न फ़ैल जाए। इलेक्ट्रान के इस प्रकार इलेक्ट्रान के बहाव के कारण चालक से विधुत धारा का प्रवाह होने लगता है। 

चालक के कुछ उदहारण

विधुत धारा के कुछ बढ़िया चालक निम्न है :-

• सोना 
• चाँदी 
• ताम्बा 
• एल्युमीनियम 
• जस्ता 
• आदि 

Insulator क्या होता है ?

Insulator ऐसा पदार्थ है जो चालक के विपरीत कार्य करता है। इसे हिंदी में कुचालक कहते है। कुचालक ऐसे पदार्थ होते है अपने से होकर विधुत धारा और ऊष्मा ऊर्जा को प्रवाहीत नहीं होने देते है। चालक की तरह कुचालक भी पदार्थ के तीनो अवस्था में हो सकता है। यह ठोस गैस तथा द्रव तीनो में हो सकता है। इंसुलेटर का उपयोग विधुत उपकरणों में किया जाता है। 

इंसुलेटर के उदहारण 

इंसुलेटर के कुछ उदहारण निम्न है :-

• लकड़ी 
• कागज 
• घास 
• प्लास्टिक 
• पत्थर 

आदि 

Difference between conductor and insulator

Conductor (चालक)	Insulator (कुचालक )
वैसा पदार्थ जो ऊष्मा तथा विधुत को प्रवाहित होने दे।	वैसा पदार्थ जो ऊष्मा तथा विधुत को प्रवाहित न होने दे।
सोना ,चांदी ,ताम्बा आदि चालक के उदहारण है।	रेत ,कागज ,लकड़ी आदि चालक के उदहारण है।
चालक में इलेक्ट्रान मुक्त हो कर घूमते है।	कुचालक  में इलेक्ट्रान मुक्त हो कर घूम नहीं सकते है
चालक के अंदर विधुत क्षेत्र शून्य परन्तु बाहरी सतह पर होता है।	कुचालक में विधुत क्षेत्र हो ही नहीं सकता है।

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थ्री फेज ट्रांसफार्मर क्या होता है ?

ट्रांसफार्मर एक प्रकार का इलेक्ट्रिकल मशीन होता है जो इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन अर्थात विधुत चुम्बकीय प्रेणण सिद्धांत  पर विधुत ऊर्जा को एक सर्किट से दूसरे सर्किट में ट्रांसफर  करता है। ट्रांसफार्मर सर्किट में वोल्टेज को या तो कम करता है या बढ़ाता है। ट्रांसफार्मर में विभिन्न प्रकार के कल पुर्जे लगे होते है जो ट्रांसफार्मर को सुचारु रूप से कार्य करने मदद करते है। ट्रांसफार्मर से जुड़े कुछ महत्वपूर्ण भाग निम्न है जैसे :-

• कोर 
• वाइंडिंग 
• इंसुलेटिंग मटेरियल 
• ट्रांसफार्मर आयल 
• टैप चेंजर 
• कंज़र्वेटर 
• ब्रीथर 
• कूलिंग ट्यूब 
• बुकलोज़ रिलय
• एक्सप्लोसिव भेंट

आज के इस लेख में हम ट्रांसफार्मर से सम्बंधित सभी प्रकार कलपुर्ज़ों के बारे में जानेंगे। 

Image Credit: https://circuitglobe.com/what-is-a-transformer.html

वाइंडिंग क्या होता है ?

वाइंडिंग ट्रांसफार्मर का वह भाग होता है जो विधुत ऊर्जा को एक सर्किट से दूसरे सर्किट में स्थान्तरित करने का कार्य करता है। वाइंडिंग मुख्य रूप से कॉपर के बहुत सारे तार को आपस में मिलाकर तैयार किया जाता है। किसी ट्रांसफार्मर में उपयोग होने वाले वाइंडिंग की प्रवृति ट्रांसफार्मर के इनपुट - आउटपुट या ट्रांसफार्मर के प्रकार पर निर्भर करता है। 

कोर (Core) क्या होता है ?

कोर ट्रांसफार्मर का वह भाग होता है जिस पर वाइंडिंग को चढ़ाया जाता है। इसका मुख्य कार्य वाइंडिंग में उत्पन्न हुए चुम्बकीय फ्लक्स को एक सर्किट से दूसरे सर्किट में जाने के लिए रास्ता तैयार करना होता है। कोर में होने वाले Eddy Current तथा  Hysteresis loss को कम करने के लिए ,कोर के निर्माण हेतु ऐसे पदार्थ का चयन किया जाता है जिसकी Reluctance बहुत कम होता है। इसके लिए सॉफ्ट आयरन का उपयोग किया जाता है। 

ट्रांसफार्मर आयल क्या होता है ?

ट्रांसफार्मर आयल एक प्रकार का आर्गेनिक द्रव होता है। यह ट्रांसफार्मर में दो प्रकार का कार्य करता है। ट्रांसफार्मर में इस आयल को मुख्य रूप से कूलिंग के लिए उपयोग किया जाता है लेकिन यह कूलिंग के साथ साथ इंसुलेटिंग मटेरियल की तरह भी कार्य  है। ट्रांसफार्मर के अंदर आयल में थ्री फेज वाइंडिंग को पूर्ण रूप से डुबाया जाता है ताकि लोड के वक्त उत्पन्न ऊष्मा का सही ढंग से ट्रांसफर हो सके। 

Conservator क्या होता है ?

कंजर्वेटर एक बेलनाकार आकृति का एक टैंक होता है जो  ट्रांसफार्मर के बॉडी के साथ ऊपरी भाग से जुड़ा होता है। ट्रांसफार्मर में कंजर्वेटर का मुख्य कार्य आयल के लिए अतिरिक्त जगह उपलब्ध कराना होता है। यह ट्रांसफार्मर के आंतरिक भाग से पाइप द्वारा जुड़ा हुआ होता है। यह ट्रांसफार्मर के साथ ऐसे जुड़ा हुआ होता है की इसके आधे भाग में ही ट्रांसफार्मर आयल होता है। अधिक लोड  होने से वाइंडिंग से ज्यादा मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न होती है तब आयल का आयतन बढ़ने लगता है। उसी दशा में आयल का बढ़ा हुआ भाग कंज़र्वेटर में आकर इकठा होता है। जब ट्रांसफार्मर ठंढा होता तब यहाँ इकठा हुआ आयल पुनः ट्रांसफार्मर में आ जाता है। 

इंसुलेटिंग मटेरियल क्या होता है ?

इंसुलेटिंग मटेरियल जैसे पेपर कार्ड बोर्ड  आदि का उपयोग ट्रांसफार्मर के प्राइमरी तथा सेकेंडरी वाइंडिंग के साथ साथ ट्रांसफार्मर कोर अलग करने के लिए किया जाता है।चूँकि ट्रांसफार्मर में उच्च गुणवत्ता वाले ताम्बे के तार का प्रयोग किया जाता है जिससे कम मात्रा में ताम्बे के तार की जरुरत पड़ती है जिससे वाइंडिंग का आयतन बहुत कम होता है। कम आयतन वाले वाइंडिंग को जब कसा जाता है तब यह मुड जाता है। वाइंडिंग को मुड़ने से बचाने  के लिए इसके अगल बगल  में इंसुलेटिंग मटेरियल का प्रयोग किया जाता है। 

ब्रीथर क्या होता है ?

ब्रीथर ट्रांसफार्मर में नाक की तरह कार्य करता है। यह एक छोटा सा बेलनाकार आकार का बॉक्स होता है जिसमे सिलिका जेल नाम का एक पदार्थ भरा हुआ रहता है। इसका का मुख्य कार्य ट्रांसफार्मर में प्रवाहित होने वाली हवा को नामिमुक्त करना होता है। इसमें रखा हुआ सिलिका जेल हवा में मौजूद वाष्प कण को सोख लेता है। यदि हवा  में मौजूद वाष्प के कण को प्रवाहित होने से रोका नहीं गया तो यह आयल से रसायनिक अभिक्रिया कर इंसुलेशन से सम्बंधित समस्या उत्पन्न कर सकता है। 

Tap Changer क्या होता है ?

ट्रांसफार्मर के टर्मिनल के बीच वोल्टेज परिवर्तन को संतुलित करने के लिए Tap Changer का उपयोग किया जाता है। ट्रांसफार्मर में दो प्रकार का Tap Changer होता है। 

(1.) ऑन लोड टैप चेंजर 

(2. ) ऑफ लोड टैप चेंजर 

बुकलोज़ रिले क्या होता है ?

यह एक प्रकार का ट्रांसफार्मर आयल टैंक होता है जो पाइप द्वारा मुख्य कंज़र्वेटर टैंक से जुड़ा हुआ होता है। इसका मुख्य कार्य ट्रांसफार्मर में होने वाले फाल्ट को डिटेक्ट या सेंस करना होता है। यह ट्रांसफार्मर के आंतरिक भाग में होने वाले फाल्ट के कारण आयल से निकलने वाली गैस को सेन्स करता है और आपात काल में ट्रांसफार्मर के सुरक्षा हेतु मुख्य सप्लाई को बंद कर देता है या इमरजेंसी अलार्म को चालू कर देता है। 

कूलिंग ट्यूब क्या होता है ?

जैसे नाम से ही मालूम होता है की यह ट्रांसफार्मर में कूलिंग का कार्य करता है। ट्रांसफार्मर जब लोड पर होता है उस वक्त इसके वाइंडिंग में बहुत ही ज्यादा मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न होता है जिससे आयल गर्म हो जाता है। यदि ट्रांसफार्मर में उचित कूलिंग व्यवस्था नहीं की गयी तो ट्रांसफार्मर में आग लग सकती है। ट्रांसफार्मर को ठंडा करने के लिए कूलिंग ट्यूब का उपयोग किया जाता है।  

Explosive Vent  क्या होता है ?

जैसे नाम से ही ज्ञात होता है की यह एक्सप्लोड होने वाल वेंट होता है। Explosive Vent ट्रांसफार्मर के आंतरिक भाग से जुड़ा एक कमजोर कड़ी होता है जो की एक पाइप के माध्यम से ट्रांसफार्मर के ऊपरी भाग में लगा रहता है। जब ट्रांसफार्मर के आंतरिक भाग में किसी फाल्ट के कारण बहुत ही ज्यादा मात्रा में गैस बन जाती है और बुकलोज़ रिले कार्य नहीं करता है और ट्रांसफार्मर फटने को होता उसी वक्त यह वेंट खुल जाता है जिससे ट्रांसफार्मर फटने से बच जाता है।  

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थर्मल पावर प्लांट कैसे कार्य करता है ?

 Thermal Power Plant एक ऐसा पावर प्लांट होता है जो कोयला में निहित उष्मीय ऊर्जा को विधुत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। Thermal Power Plant में कोयला को जलाकर उष्मीय ऊर्जा उत्पन्न की जाती है तथा दुबारा इस उष्मीय ऊर्जा से पानी को वाष्प में बदला जाता है। 

पानी को वाष्प में बदलने का कार्य Boiler में होता है।  Boiler में उत्पन्न वाष्प का दाब जब बढ़ता तब या टरबाइन को घूमता है जिससे अल्टरनेटर जुड़ा हुआ होता है और इस अल्टरनेटर द्वारा विधुत ऊर्जा उत्पन्न होती है। 

अतः किसी भी थर्मल पावर के तीन महत्वपूर्ण भाग होते है जिनमे अल्टरनेटर ,बायलर तथा टरबाइन आते है। 

किसी थर्मल पावर प्लांट की दक्षता बढ़ाने या दक्षतपूर्वक कार्य करने के लिए यह जरुरी है की कोयला के जलने के बाद उत्पन्न हुए उष्मीय ऊर्जा का भरपूर उपयोग हो इसके लिए इन तीन महत्वपूर्ण भाग के अलावा अन्य कॉम्पोनेन्ट की भी जरुरत होती है। 

थर्मल पावर प्लांट में कोल हैंडलिंग पावर प्लांट का मुख्य कार्य बायलर को नियमित रूप से कोयला उपलब्ध करना। कोयला के जलने के बाद जो राख उत्पन्न होता है उसे हैंडल करने के लिए ऐश हैंडलिंग सिस्टम कार्य करती है। 

Thermal Power Plant Layout

थर्मल पावर प्लांट की बनावट बहुत ही जटिल होता है। इसके विभिन्न हिस्से में विभिन्न प्रकार के कॉम्पोनेन्ट जुड़े हुए होते  है। थर्मल पावर प्लांट से जुड़े सभी प्रकार के कॉम्पोनेन्ट को आप निचे दिए गए ब्लॉक डायग्राम से समझ सकते है। 

Thermal Power Plant के विभिन्न कॉम्पोनेन्ट 

टरबाइन ,जनरेटर आदि अन्य प्रकार के उपकरण  थर्मल पावर प्लांट से जुड़े हुए होते है उन्हें कॉम्पोनेन्ट  कहते है। थर्मल पावर प्लांट  जुड़े विभिन्न महत्वपूर्ण  निम्न है : -

• बायलर (Boiler)
• कोयला नियंतरण प्लांट (Coal Handling Plant)
• कंडेंसर (Condenser)
• इकॉनोमाइज़र (Economizer)
• अल्टरनेटर (Generator)
• पुलवेरसिंग प्लांट (Pulverising Plant)
• Turbine Feed Water Heater
• एयर प्री हीटर (Air Preheater)
• Superheater and Reheater
• Cooling Tower and Ponds
• राख हैंडलिंग प्लांट (Ash Handling Plant)
• Draft System 
• Steam Turbine 

Coal Handling Plant क्या होता है ?

कोयला किसी भी थर्मल पावर प्लांट का मुख्य ऊर्जा श्रोत होता है। इसके ही जलने के बाद उष्मीय ऊर्जा का उत्सर्जन होता है जिससे पानी को भाप में बदला जाता है। थर्मल पावर प्लांट में Coal Handling प्लांट  का मुख्य कार्य नियमित रूप से बायलर के भट्ठी को कोयल की सप्लाई करना होता है। कोयला को कोल हैंडलिंग प्लांट से भट्ठी तक ले जाने के लिए एक खाश प्रकार के बने हुए बेल्ट का प्रयोग किया जाता है। 

Pulverising Plant क्या होता है? 

हम सभी जानते है की कोयला का आकार किसी बड़े आकर के पत्थर के सामान होता है। यदि इस बड़े आकार वाले कोयला को जलाया जाए तो यह आसानी से नहीं जलेगा। अगर जल भी गया तो इसमें मौजूद पूरी ऊर्जा का दहन नहीं होगा। 

इसलिए पावर प्लांट के भट्ठी तक पहुंचने से पहले इन बड़े आकार वाले कोयला के टुकड़ो को तोड़कर महीन चूर्ण बना लिया जाता है जिससे इनके सतह का आकार कम हो जाता है और ये पाउडर के आकार वाले कोयला के कण आसानी से जलने लगते है। कोयला को इस प्रकार तोड़कर पाउडर बनाने का कार्य जिस प्लांट में होता है उसे Pulverising Plant कहते है। 

Draft System क्या होता है? 

जब Pulverising Plant से महीन कोयला का पाउडर ,जलने के लिए बायलर में जाता है तब इसके जलने के लिए बहुत ज्यादा मात्रा में हवा की जरुरत होती है।  इसके अलावा कोयला दहन के बाद बहुत ही ज्यादा मात्रा में अन्य गैस भी उत्पन्न होता है इसलिए इन गैसों को सुचारु रूप से बाहर निकालना भी होता है। 

गैस का एक  दूसरे जगह ,परिचालन दाब में अंतर के कारण होता है जिसे  Draft कहते है। यदि वातारण तथा बायलर के दाब में अंतर उत्पन्न कर दिया जाये तब बायलर में कोयला को जलने के लिए प्रयाप्त मात्रा में हवा उपलब्ध करायी जा सकती है। बायलर में इस प्रकार हवा उपलब्ध कराने वाली प्रणाली को Draft System कहते है।

Boiler क्या होता है? 

बायलर एक प्रकार का बंद वेसल होता है जिसे आमतौर पर स्टीम जनरेटर भी कहा जाता है जिसमे पानी उच्च दाब पर भाप में परिवर्तित होता है।  यह थर्मल पावर प्लांट का एक बहुत ही महत्पूर्ण भाग होता है।

  बायलर को इस प्रकार से बनाया जाता है की यह Combustion चैम्बर में जलने वाले कोयला से उत्पन्न उष्मीय ऊर्जा का अधिक से अधिक अवशोषण करे जिससे पानी भाप में परिवर्तन ज्यादा मात्रा में हो। 

Combustion चैम्बर में उत्पन्न उष्मीय ऊर्जा का परवाह बायलर के तरफ तीन प्रकार से होता है जिसे हम Conduction ,Convection  तथा रेडिएशन विधि कहा जाता है।  बायलर मुख्य रूप से दो  प्रकार का होता है। (1). Fire Tube Boiler (2). Water Tube Boiler  

Superheater क्या होता है?

बायलर उत्पन्न हुए भाप को दुबारा ,गर्म कर सुपरहीटेड किया जाता है। सुपरहीटेड भाप ऐसा भाप होता है जिसमे संतृप्त भाप से  सामान दाब पर ज्यादा उष्मीय ऊर्जा निहित होती है। सुपरहीटेड भाप में निहित  अधिक  उष्मीय ऊर्जा  के वजह से टरबाइन को ज्यादा मात्रा में ऊर्जा मिलती है जिससे विधुत ऊर्जा का उत्पादन ज्यादा होता है। 

भाप को सुपरहीट करने से टरबाइन में जंग कम लगता है तथा इसके अलावा इसे बहुत ही कम ऊर्जा हानि पर ज्यादा दूर तक भेजा जा सकता है। टरबाइन से उत्पन्न भाप में निहित Moisture को ख़त्म करने के लिए Superheat किया जाता है। 

Steam Turbine क्या होता है?

स्टीम टरबाइन थर्मल प्लांट का वह भाग होता है जहा भाप में निहित उष्मीय ऊर्जा को मैकेनिकल ऊर्जा में बदला जाता है जिससे जनरेटर घूमता है। जब किसी उच्च दाब वाले द्रव्य (Fluid) को किसी किसी संकीर्ण या पतली पाइप से निकली जाती है तब इसकी गति बहुत ही ज्यादा होती है। 

इसी सिद्धांत के आधार पर उच्च दाब पर भाप में निहित उष्मीय ऊर्जा को मैकेनिकल ऊर्जा में बदला जाता है। स्टीम टरबाइन दो प्रकार का होता है :(1) Impulse Turbine (2.) Reaction Turbine 

Ash Handling प्लांट  क्या होता है?

 थर्मल पावर प्लांट में उष्मीय ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए कोयला का उपयोग मुख्य रूप से किया जाता है। Combustion चैम्बर में कोयला के जलने के बाद बहुत ही ज्यादा मात्रा में राख उत्पन्न होता है। एक छोटे क्षमता वाले पावर प्लांट में  लगभग एक सेकंड में तीन से चार टन राख उत्पन्न होता है। 

इस प्रकार उत्पन हो रहे राख को नियमित रूप से हैंडल करना होता है। अगर इसमें थोड़ी सी भी चूक हुयी की पावर प्लांट बंद हो सकता है इसलिए इस रख को हैंडल करने के लिए Ash Handling प्लांट बनाया जाता है। 

Condenser क्या होता है?

Condenser का हिंदी अर्थ संघनित होना होता है। अर्थात भाप जब कम दाब पर पुनः पानी में परिवर्तित होता है तब इसे संघनित होना कहते है। पावर प्लांट में कंडेंसर का काम भी कुछ ऐसा ही होता है। पावर प्लांट के टरबाइन से उच्च दाब पर निकलने वाली भाप को बहुत ही कम दाब पर पुनः दुबारा पानी में बदलने का कार्य कंडेंसर करता है। पावर प्लांट में कंडेंसर के उपयोग से इसकी Efficiency बढ़ जाती है। कंडेंसर द्वारा भाप से बने पानी को दुबारा बायलर में  भाप बनने के लिए भेजा जाता है। 

Cooling Tower क्या होता है?

टरबाइन से निकलने वाली भाप को पानी में बदले के लिए  कंडेंसर को बहुत ही ज्यादा मात्रा में पानी की जरुरत होती है। जैसे एक किलोग्राम भाप को पानी में बदलने के लिए लगभग 100 किलोग्राम ठन्डे पानी की जरुरत होती है। 

इतने ज्यादा मात्रा में पानी के जरुरत को आसानी से पूरा नहीं किया जा सकता है  क्योकि इतनी ज्यादा पानी के जरुरत को पूरा करने के लिए प्लांट के नजदीक में पानी का कोई श्रोत उपलब्ध नहीं होता है। इसलिए पावर प्लांट में एक क्लोज्ड वाटर कूलिंग सिस्टम डिज़ाइन किया जाता है जहा कंडेंसर से निकले गर्म पानी को दुबारा ठंडा कर बायलर में भेजा जाता है। पानी को इस प्रकार ठंडा करने की प्रक्रिया कलिंग टावर द्वारा किया जाता है।

कूलिंग टावर स्टील या कंक्रीट का एक हाइपरबोलिक ढाचा होता है जिसके निचले भाग में ठन्डे पानी को इकठा किया जाता है। गर्म पानी को कलिंग टावर के ऊपरी भाग में इकठ्ठा कर बून्द बून्द कर निचे गिराया जाता है। गर्म पानी की बुँदे जब हवा के संपर्क में आती है तब ठंडा हो जाती है।  

Economiser क्या होता है?

बायलर से बाहर निकलने वाली Flue गैसों के में बहुत ही ज्यादा मात्रा में उष्मीय ऊर्जा निहित होता है। Economiser इन गैसों में निहित ऊर्जा का उपयोग ,बायलर को दी जाने वाली पानी को गर्म करने में करता है। इस प्रकार भाप बनने से पहले पानी को गर्म करने से कोयला का बचत होता है। Economiser का उपयोग आजकल सभी प्रकार के थर्मल पावर प्लांट में होता है। 

Generator क्या होता है?

थर्मल पावर प्लांट में  विधुत ऊर्जा का उत्पादन जनरेटर द्वारा ही होता है। यह एक थ्री फेज सिन्क्रोनस जनरेटर होता है। इसके रोटर को शाफ़्ट के मदद से टरबाइन द्वारा जोड़ दिया जाता है। टरबाइन के घूमने की वजह से यह भी घूमता है जिससे विधुत ऊर्जा का उत्पादन होता है। 

थर्मल पावर प्लांट के लाभ तथा हानि 

लाभ 

• थर्मल पावर प्लांट का शुरुवाती लागत अन्य पावर प्लांट के तुलना में कम होता है। 
• थर्मल पावर प्लांट में ,हाइड्रो पावर प्लांट के तुलना में कम जमींन की जरुरत  होती है। 
• चूँकि थर्मल पावर प्लांट में ईंधन के रूप में कोयला का उपयोग किया जाता है इसलिए अन्य ईंधन के तुलना में कोयला सस्ता होता जिससे विधुत ऊर्जा का उत्पादन लागत कम होता है। 
• थर्मल पावर प्लांट का मेन्टेन्स आसान होता है। 
• कैसी भी जगह जहा ज्यादा मात्रा में पानी उपलब्ध  तथा यातायात का साधन उपलब्ध हो ,थर्मल पावर प्लांट को लगाया जा सकता है। 

हानि 

• थर्मल पावर प्लांट का रनिंग कॉस्ट बहुत ही ज्यादा होता है। 
• कोयला जलने की वजह से ज्यादा मात्रा में धुँआ उत्पन्न होता है और इससे प्रदुषण बढ़ता है। 
• थर्मल पावर प्लांट से निकलने वाली गर्म पानी की वजह से नदी में रहने वाले प्राणियों को दिक्कत होता है। 
• थर्मल पावर प्लांट की दक्षता बहुत ही कम होता है। 

ट्रान्सडूसर क्या होता है तथा कैसे कार्य करता है ?
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थ्री फेज इंडक्शन मोटर कैसे कार्य करता है ? यहाँ जाने। 
सर्किट ब्रेकर क्या होता है तथ कैसे कार्य करता है ?

Transducer क्या होता है | Definition of transducer in Hindi and Type

Transducer क्या होता है ?

Transducer एक प्रकार का Electronics डिवाइस होता है जो ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में बदलता है। हमारे आस  पास उपयोग होने वाले माइक्रोफोन ,लाउडस्पीकर ,थर्मोमीटर ,पोजीशन तथा प्रेशर सेंसर ,ये सभी ट्रान्सडूसर के ही उदहारण है। इनके अलावा हमारे घर के छत पर लगे  सोलर प्लेट, गली में जलती हुयी LED बल्ब या हमारे घर में जलती हुयी नार्मल बल्ब भी एक प्रकार  ट्रान्सडूसर होता है। 

अगर आसान भाषा में बोले तो ट्रान्सडूसर एक ऐसा डिवाइस होता है जो Non Electric पैरामीटर को इलेक्ट्रिक पैरामीटर में बदलता है। दुनिया का कोई भी पदार्थ जो एक नॉन इलेक्ट्रिक सिगनल को इलेक्ट्रिक सिगनल में बदले वह एक प्रकार का ट्रान्सडूसर होता है। ट्रान्सडूसर के मदद से किसी नॉन इलेक्ट्रिक Quantity को इलेक्ट्रिक मीटर द्वारा मापा जाता है।

 Transducer का वर्गीकरण 

ट्रान्सडूसर को अनेक प्रकार से वर्गीकृत किया जाता है। ट्रान्सडूसर के वर्गीकृत करने का आधार सामान्यतः उसको दी जाने वाली विद्दुत ऊर्जा के आधार पर किया जाता है। इसके अनुसार दो प्रकार का ट्रान्सडूसर होता है। 

(1) Active Transducer 

(2) Passive Transducer

थ्री फेज इंडक्शन मोटर क्या होता है ?
व्हीटस्टोन ब्रिज क्या होता है ?

Active Transducer क्या होता है ?

वैसे ट्रान्सडूसर को Active Transducer कहा जाता है जो किसी नॉन इलेक्ट्रिक सिगनल को इलेक्ट्रिक सिगनल में बदलने के लिए किसी बाहरी श्रोत्र से ऊर्जा की जरुरत नहीं होती है। इस प्रकार का ट्रान्सडूसर जब नॉन इलेक्ट्रिक पैरामीटर से इंटरैक्ट करता है तब यह Electric Current  या Electric Voltage के रूप में सिगनल उत्पन्न करता है।

जैसे थर्मोकपल ,सोलर प्लेट आदि

Passive Transducer क्या होता है ?

वैसे ट्रान्सडूसर को Passive Transducer कहा जाता है जो किसी नॉन  इलेक्ट्रिक सिगनल को इलेक्ट्रिक सिगनल में बदलने के लिए किसी बाहरी विधुत ऊर्जा श्रोत से ऊर्जा ग्रहण करता है अर्थात इनपुट नॉन इलेक्ट्रिक पैरामीटर को इलेक्ट्रिक पैरामीटर में बदलने के लिए बाहर से ऊर्जा की जरुरत होती है। इस प्रकार के ट्रान्सडूसर Capacitance ,Resistance आदि के रूप में नॉन इलेक्ट्रिक सिगनल को बदलते है। इस प्रकार Capacitance  या Resistance में हुए बदलाव को Voltage या Current में परिवर्तित कर लिया जाता है।

Primary Transducer क्या होता है ?

वैसा ट्रान्सडूसर जो मैकेनिकल मूवमेंट या अन्य किसी प्रकार के भौतिक परिवर्तन को डिटेक्ट कर उसे इलेक्ट्रिक सिगनल में परिवर्तित करने वाले डिवाइस की मदद करे ,प्राइमरी ट्रान्सडूसर कहलाता है। 

Secondary Transducer क्या होता है ?

वैसे ट्रान्सडूसर को Secondary Transducer कहा जाता है जो Primary ट्रान्सडूसर द्वारा डिटेक्ट किये गए सिगनल को डायरेक्ट इलेक्ट्रिक सिगनल में परिवर्तित करता है। 

Primary तथा Secondary Transducer का उदहारण 

Image Credit https://circuitglobe.com/

Bourden's tube प्राइमरी तथा सेकेंडरी ट्रान्सडूसर का अच्छा उदहारण है। इस Tube का उपयोग Pressure (दाब) मापने के लिए उपयोग किया जाता है। जैसा की ऊपर के चित्र में दिखाया गया है। प्रेशर को मापने के लिए इसे Tube पर आरोपित किया जाता है। इस प्रेशर के कारण Tube अपने Free End पर थोड़ा Displace हो जाता है इस displacement के कारण Free End से जुड़ा हुआ Cord इससे जुडी हुयी पुल्ली को घूमता है जिससे LVDT  ऊपर की तरफ विस्थापित हो जाता है। 

इस प्रकार LVDT के विस्थापन के वजह से ट्रांसफार्मर के टर्मिनल में उत्पन्न वोल्टेज में अन्तर उत्पन हो जाता है जिसे मापा लिया जाता है। इस उदहारण में Tube प्राइमरी तथा LVDT  Secondary ट्रान्सडूसर की तरह कार्य करता है। 

 Transducer की Efficiency क्या होती है ?

किसी भी प्रकार के ट्रान्सडूसर के Efficiency ही उसकी गुणवत्ता के बारे में बताती है। जिस ट्रान्सडूसर की Efficiency जीतनी अधिक होती है वह उतने ही बढ़िया किस्म का ट्रान्सडूसर होता है। ट्रान्सडूसर के Efficiency का मापन  उससे प्राप्त ऊर्जा  तथा उसको दी जाने वाली ऊर्जा के अनुपात से ज्ञात किया जाता है। गणितीय रूप में यदि ट्रान्सडूसर को दी जाने वाली ऊर्जा W तथा प्राप्त ऊर्जा को U से निर्देशित किया जाये तब 

Efficiency   =  ( प्राप्त ऊर्जा / दी जाने वाली ऊर्जा  )

% η = ( U/W ) X 100 

किसी भी प्रकार के ट्रान्सडूसर की efficiency 100 प्रतिशत नहीं होती है क्योकि ट्रान्सडूसर को दी जाने वाली ऊर्जा का कुछ भाग ऊर्जा परिवर्तन के दौरान ,ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित  हो जाता है।

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Wheatstone Bridge In Hindi सिद्धांत , संरचना तथा उपयोग की पूरी जानकारी हिंदी

What is Wheatstone's Bridge?

Wheatstone's Bridge एक प्रकार का साधारण सा सर्किट है जिसमे तीन ज्ञात तथा एक एक अज्ञात प्रतिरोध ,एक गैल्वेनोमीटर  तथा एक एक विधुत सेल एक दूसरे से जुड़े होते है। इस सर्किट के मदद से अज्ञात प्रतिरोध का मान ज्ञात किया जाता है। इस सर्किट को पहली बार इंग्लैंड के वैज्ञानिक प्रोफेसर व्हीटस्टोन ने सन 1842 बनाया था। प्रोफेसर व्हीटस्टोन के सम्मान में इस सर्किट को व्हीटस्टोन का सेतु (Wheatstone's Bridge) कहते है।

Wheatstone Bridge Circuit Principle

व्हीटस्टोन ब्रिज में चार प्रतिरोध को एक चतुर्भुज के चारों भुजाओ के रूप में जोड़ा जाता है। इस चतुर्भुज के किसी भी एक विकर्ण के दोनों सिरों के बीच एक गैल्वेनोमीटर तथा दूसरे विकर्ण के दोनों सिरों के बीच एक सेल को जोड़ा जाता है। 

अब इसके बाद यदि चारो भुजाओ के प्रतिरोध के परिमाण को इसप्रकार समायोजित जाये की ,सेल द्वारा सर्किट में विधुत धारा प्रवाहीत करने पर गैल्वेनोमीटर में किसी भी प्रकार का विक्षेप न हो। 

इस प्रकार के सर्किट को संतुलित सर्किट (Balanced Circuit) कहा जाता है। सर्किट के संतुलन के अवस्था में चतुर्भुज किसी भी दो संलग्न भुजा(Adjacent Side) में लगे प्रतिरोधों का अनुपात बराबर होता है।  

Construction of Wheatstone Bridge 

निचे चित्र में दिखाए  गए व्हीटस्टोन ब्रिज में चार प्रतिरोध P ,Q ,R तथा S  चार भुजाएं बनाते है। बिंदु B एवं D इस चतुर्भुज के एक विकर्ण बनाते है इसलिए इस विकर्ण के बीच के गैल्वेनोमीटर  G  को जोड़ा गया है। इस चतुर्भुज का दूसरा विकर्ण A तथा  C के बीच बनता है और इसके बीच विधुत सेल E को जोड़ा गया है। चित्र में K₁ तथा K₂ दो  स्विच जुड़े हुए है।  

जब स्विच को दबाकर ऑन किया जाता है तब सर्किट में i धारा प्रवाहीत होने लगती है ,जब यह धारा बिंदु A पर पहुँचती है तब यह दो भागों में बट जाती है। माना भुजा AB तथा AD में क्रमशः I₁और I2 धारा प्रवाहीत हो रही है। तब किरचॉफ के नियम अनुसार  बिंदु A पर 

I = I₁+  I₂

गैल्वेनोमीटर से प्रवाहीत विधुत धारा की दिशा बिंदु B तथा D के बीच के विभव पर निर्भर करती है।  यदि बिंदु B का विभव बिंदु D के विभव से ज्यादा हो तब बिंदु B पर  विधुत धारा I₁ पुनः दो भागों में बट जाएगी तब बिंदु B पर किरचॉफ के नियम के अनुसार 

I₁ = I_g + I₃

तथा बिंदु D पर किरचॉफ के नियम अनुसार 

I₄ = I_g + I₂

I₄ भुजा DC में प्रवाहीत होने वाली विधुत धारा है। 

ऊपर के सर्किट के लूप ABDA  में  किरचॉफ के वोल्टेज नियम लगाने पर 

I₁P + GI_g- I₂R = 0 ------------(1)

तथा लूप BDCB  में किरचॉफ का वोल्टेज नियम लगाने पर 

I₃Q  - GI_g- I₄S = 0 -----------(2)

ऊपर के दोनों समीकरण में G गैल्वेनोमीटर का आंतरिक प्रतिरोध है। 

संतुलन के अवस्था में  गैल्वेनोमीटर से किसी नहीं प्रकार के विधुत धारा का प्रवाह नहीं होगा इसलिए इस स्थिति में 

 I_g  = 0 

ऊपर के समीकरण (1) में I_g = 0 रखने पर 

I₁P = I₂R -------------(3)

ऊपर के समीकरण (2) में I_g = 0 रखने पर 

I₃Q  = I₄S -----------(4)

समीकरण (3) में (4) से भाग  करने पर 

I₁P/I₃Q = I₂R/ I₄S --------(5)

सर्किट के संतुलन के अवस्था में   I_g = 0 होने पर  I₃ = I₁ तथा  I₂ = I₄

इन सभी पैरामीटर को ऊपर के समीकरण में (5) में रखने पर 

P / Q  = R / S 

इस फार्मूला के में यदि तीन प्रतिरोध का मान पहले से ज्ञात हो तो चौथे अज्ञात प्रतिरोध का मान आसानी से ज्ञात किया जा सकता है। इस फार्मूला में यदि किसी भी दो प्रतिरोध का  अनुपात ज्ञात को तभी भी तीसरे प्रतिरोध का  मान ज्ञात किया जा सकता है। 

यदि इस सर्किट में गैल्वेनोमीटर तथा विधुत सेल का स्थान आपस में बदल दिया जाये तब भी  सर्किट के संतुलन में किसी भी प्रकार की कमी नहीं आती है। व्हीटस्टोन ब्रिज की Sensitivity चारो प्रतिरोध के मान पर निर्भर करता है। 

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इंडक्टर क्या होता है?

इलेक्ट्रॉनिक्स तथा इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग  में Inductor तथा इससे संबंधित शब्द Inductance, पढ़ने को बहुत ही ज्यादा मिलता है। यह एक प्रकार का Passive इलेक्ट्रॉनिक्स कंपोनेंट्स होता है। लोगो को Inductor को समझ पाना थोड़ा मुश्किल होता है क्योकि इससे Magnetic Field के साथ Electric Field भी उत्पन्न करता है। 

यदि आप इलेक्ट्रॉनिक्स या इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग से संबंधित कोई कार्य करते है तब आपको भी Inductor सर्किट में देखने को बहुत ही ज्यादा मिलता होगा। यदि आप Inductor तथा Inductance के बारे में पहले से ही जानते  है तब बढ़िया है। यदि नहीं जानते है तो अपनी जानकारी में वृद्धि के लिए हमारे इस लेख को अंत तक पढ़िए। 

What is Inductor? | Inductor Definition 

Inductor  एक प्रकार का Passive Electronics  कंपोनेंट्स होता है। यह अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स कंपोनेंट्स के सामान ही एक साधारण सा इलेक्ट्रॉनिक्स कॉम्पोनेन्ट है। Inductor कपैसिटर की तरह ही Electrical Energy Storing डिवाइस होता है। यह विद्दुत ऊर्जा का संचयन (Storage) चुंबकीय क्षेत्र के रूप में करता है। 

जब किसी वायर को आपस में मोड़कर एक गोलाकार आकार दे दिया जाता है और इसके दोनों अंतिम सिरों के बीच एक विभवांतर (Potential Difference) को आरोपित किया जाता है तब इसमें विधुत धारा के प्रवाह होने की वजह से इसके  चारों तरफ एक चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न हो जाता है। इस प्रकार बने electrical Components को Inductor कहा जाता है। Inductor में इस प्रकार चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने की गुण को Inducatnce कहते है। 

Difference Between Inductor and Capacitor In Hindi 

हमने अपने कपैसिटर वाले पोस्ट में ,कपैसिटर से संबंधित जानकरी को देखा था। आज के इस में इंडक्टर तथा कपैसिटर के बीच क्या अंतर होता है। इसको जानते है। 

कपैसिटर तथा इंडक्टर दोनों विधुत ऊर्जा का संचयन करते है। लेकिन दोनों में ऊर्जा संचयन अलग अलग तरीके से होता है। कपैसिटर के दोनों टर्मिनल के बीच Voltage आरोपित किया जाता है तब कपैसिटर के दोनों प्लेट के बीच एक विधुत क्षेत्र उत्पन्न हो जाता है जिससे विधुत ऊर्जा का संचयन होने लगता है। 

जबकि इंडक्टर को किसी सर्किट में जोड़ा जाता है तब इसमें से होकर विधुत धारा का प्रवाह होने लगता है और इस विधुत धारा के कारण इंडक्टर में एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न हो जाता है और इस चुंबकीय क्षेत्र के कारण इंडक्टर में विधुत धारा का संचयन होने लगता है।

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कपैसिटर किसी भी विधुत सर्किट में अचानक हुए वोल्टेज परिवर्तन को रोकता है और किसी कारण से Voltage कम हो जाता है तब अपने अंदर Store किए गए विधुत ऊर्जा से Voltage को Circuit में मेन्टेन करता है। अर्थात कपैसिटर विधुत सर्किट में एक Voltage Source की तरह कार्य करता है। 

कपैसिटर के विपरीत Inductor किसी विधुत सर्किट में अचानक हुए विधुत धारा प्रवाह को रोकता है। यदि किसी कारण विधुत सर्किट में प्रवाहीत विधुत में कमी आ जाती है तब इंडक्टर अपने अंदर Store किय गए विधुत ऊर्जा से इस प्रकार उत्पन्न  हुए विधुत धारा के कमी को पूरा करता है। अर्थात इंडक्टर विधुत सर्किट  में एक Current Source की तरह कार्य करता है।   

Working of Inductor In Hindi 

हम विधुत धारा के चुंबकीय प्रभाव के बारे पहले से ही जानते है। इसके अनुसार जब किसी भी चालक से विधुत धारा का प्रवाह होता  चालक के चारो तरफ एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न हो जाता है। लेकिन जब हम अपने घर में लगे वायर से प्रवाहीत विधुत धारा तथा वायर के नजदीक किसी नाल चुम्बक को ले जाते है तब उसमे किसी भी प्रकार का डिफ्लेक्शन नहीं होता है। तब हमें लगता है की विधुत धारा के कारण चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न नहीं होता है। लेकिन यह सही नहीं है। 

हमारे घर में लगे वायर प्रवाहीत विधुत धारा के काऱण जो चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है उसका परिमाण बहुत ही कम होता है। इंडक्टर से शक्तिशाली चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए मोटे तथा लंबे वायर को किसी लोहे के रड पर लपेटकर उसमे विधुत धारा प्रवाहीत की जाती है।

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जब बहुत लम्बे वायर को किसी लोहे के ऊपर लपेटा जाता है तब इसकी टर्न संख्या बहुत ही ज्यादा होती है और जब इस प्रत्येक टर्न से विधुत धारा का प्रवाह होता है तब प्रत्येक टर्न से विधुत क्षेत्र उत्पन्न होता है। 

इन सभी टर्न द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र के सदिश योग (Vector Sum) के बराबर Inductor का चुंबकीय क्षेत्र होता है। चूँकि चुम्बकीय क्षेत्र एक सदिश राशि है इसलिए इंडक्टर द्वारा उत्पन्न चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा ज्ञात करने के लिए Right hand Thumb Rule का उपयोग किया जाता है।   

Inductor के Inductance के परिमाण को कैसे ज्ञात किया जाता है ?

चूँकि इंडक्टर इलेक्ट्रिकल तथा इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाने वाला एक बहुत ही महत्वपूर्ण कॉम्पोनेन्ट है। इसलिए इसके परिमाण को मापना बहुत ही जरुरी है। इंडक्टर द्वारा उत्पन्न किए गए चुम्बकीय क्षेत्र के Intensity के आधार पर ही उसके परिमाण को मापा जाता है और हम जानते है की वायर से जितनी ज्यादा विधुत धारा प्रवाहीत होती है उतनी ही ज्यादा मात्रा में चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। इंडक्टर के Inductance तथा प्रवाहीत विधुत धारा के बीच निम्न संबंध होता है। 

V = L(di/dt)

ऊपर दिए समीकरण में V इंडक्टर के दोनों टर्मिनल के बीच आरोपित वोल्टेज ,L इंडक्टर की Inductance , इंडक्टर से प्रवाहीत विधुत धारा तथा t समय है। इस प्रकार ज्ञात किय गए Inductance  को हैनरी में मापते है। यह Inductance का SI मात्रक है। 

यदि इंडक्टर को किसी लोहे के कोर पर लपेटकर बनाया गया है तब इसके Inductance को निम्न फार्मूला द्वारा ज्ञात किया जाता है।

 L  =  2NμA/l
 इस प्रकार दिए गए फार्मूला में
N = लपेटे गए कुल टर्न की संख्या

μ = इंडक्टर के अंदर माध्यम की चुंबकशीलता 

A = इंडक्टर के Cross Sectional Area 

L  = Inductor का Inductance 

l = इंडक्टर की लंबाई 

ऊपर दी गयी सभी राशियो को  SI मात्रक में मापा जाए  तब Inductance का परिमाण हैनरी में होगा। 

Inductor का AC तथा DC के साथ व्यावहार 

हमने ऊपर देखा जब इंडक्टर को विधुत धारा के श्रोत से जोड़ते है तब यह अपने चारो तरफ चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। चूँकि हम सभी जानते है की विधुत धारा दो प्रकार का होता है (1) AC  (2) DC . अब हम इन दोनों प्रकार के विधुत धारा के प्रभाव को को देखेंगे। 

AC का इंडक्टर के साथ संबंध 

चूँकि इंडक्टर वायर को लपेटकर बनाया जाता है और सभी प्रकार के वायर में कुछ प्रतिरोध होता है इसलिए  इस प्रकार बनाये गए इंडक्टर में भी प्रतिरोध होता है। जब Alternating Current  को इंडक्टर से प्रवाहीत किया जाता है तब इस Alternating Current का विरोध करने के लिए पहले से मौजूद प्रतिरोध के अलावा एक अलग प्रकार का प्रतिरोध उत्पन्न हो जाता है जिसे Inductive Reactance कहते है।
Inductive Reactance ,इंडक्टर में केवल Alternating Current प्रवाहीत करने पर ही उत्पन्न होता है। इस प्रकार इंडक्टर से प्रवाहीत Alternating Current का विरोध दो प्रकार से प्रतिरोध द्वारा किया जाता है। 

चूँकि इंडक्टर में Alternating Current प्रवाहीत की जाती है तब इस विधुत धारा के कारण उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की प्रवृति भी Alternating ही होती है। अर्थात इस प्रकार इंडक्टर में उत्पन्न चुम्बकीय क्षेत्र का परिमाण भी समय के साथ बदलता रहता है। जब इंडक्टर के अंदर किसी लोहे के टुकड़े को डाल दिया जाता है तब यह एक स्थाई चुम्बक बन जाता है। 

DC का इंडक्टर के साथ संबंध 

जब इंडक्टर से डीसी प्रवाहीत की जाती है तब यह मामूली चुंबक की तरफ कार्य करता है। इसके अंदर पहले से मौजूद प्रतिरोध ही डीसी का विरोध करता है। डीसी प्रवाहीत करने से भी इसमें चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है लेकिन यह चुंबकीय क्षेत्र परिवर्ती न होकर स्थाई होता है। इसके अपने दक्षिण तथा उत्तरी ध्रुव नियत रहते है। 

Types of Inductor | इंडक्टर का प्रकार 

ऐसे तो इंडक्टर का कार्य चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करना होता है। जब इंडक्टर से होकर विधुत धारा को प्रवाहीत किया जाता है तब इसके चारो तरफ चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न हो जाता है। जब किसी बाहरी पदार्थ को इंडक्टर के अंदर डाल दिया जाता है तब इसके चुम्बकीय क्षेत्र पर उसका ज्यादा असर पड़ता है। इंडक्टर से सम्बंधित चुम्बकीय क्षेत्र की क्षमता को बढ़ने के लिए फेराइट मटेरियल का उपयोग किया जाता है जो की एक प्रकार का आयरन का ऑक्साइड होता है। इस प्रकार उपयोग किए मटेरियल के आधार पर ही इंडक्टर को वर्गीकृत किया जाता है। जैसे :-

Air Core Inductor

जैसे की नाम से मालूम पड़ता है की इस प्रकार के इंडक्टर में कोर के रूप में आयरन के जगह पर हवा का उपयोग किया गया है। इस प्रकार के इंडक्टर का Inductance बहुत ही कम होता है। (5μH )

चूँकि इस प्रकार के इंडक्टर का Inductance  कम होता है इसलिए इससे प्रवाहीत विधुत धारा का Rise rate भी बहुत तेज होता है इसलिए यह आसानी से उच्च फ्रीक्वेंसी को हैंडल कर लेता है। इस प्रकार के इंडक्टर का उपयोग ज्यादातर RF सर्किट में किया जाता है। 

आयरन Core Inductor

इस प्रकार के इंडक्टर में आयरन का उपयोग किया जाता है। चूँकि आयरन की चुंबकशीलता (Permability) अन्य पदार्थ की तुलना में ज्यादा होती है इसी कारण आयरन को इंडक्टर के कोर के लिए उपयोग किया जाता है। इस प्रकार के इंडक्टर की Inductance बहुत ज्यादा होती है। इस प्रकार के इंडक्टर का उपयोग Low फ्रीक्वेंसी के सर्किट में फ़िल्टर की तरह किया जाता है। 

फेराइट  Core Inductor

Image Credit :www.robu.in  

इस प्रकार के इंडक्टर में फेराइट को कोर की तरह उपयोग किया जाता है। फेराइट आयरन का ऑक्साइड होता है। इस ऑक्साइड को अन्य मटेरियल के साथ मिलकर कोर बनाया जाता है तथा इस पर वायर को लपेटकर इंडक्टर तैयार की जाती है। यह इंडक्टर बहुत ही ज्यादा उपयोग किया जाता है। 

 Inductor Formula List

Energy Store	1/2(LI2)
Current Rise	dI/dt
Impedance	2πFL
L  (Inductance)	2NμA/l

 Energy Store In Inductor

हमने ऊपर देखा की जब इंडक्टर से विधुत धारा प्रवाहीत होती है तब इसमें विधुत ऊर्जा का संचयन हो जाता है। इंडक्टर किसी इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में एक बाल्टी की तरह विधुत ऊर्जा का संचयन करता है। कोई इंडक्टर कितनी मात्रा में विधुत ऊर्जा का संचयन कर सकता है यह उसके Inductance तथा उससे प्रवाहीत विधुत धारा के परिमाण पर निर्भर करता है। किसी इंडक्टर द्वारा संचयीत विधुत ऊर्जा को निम्न फार्मूला से ज्ञात किया जा सकता है। 

E = 1/2 (LI²)

जहाँ 

E = संचयीत ऊर्जा का परिमाण 

L = Inductor का Inductance 

I =इंडक्टर से प्रवाहीत विधुत धारा 

 Phasor Diagram of Inductor 

जब इंडक्टर से Alternating विधुत धारा को प्रवाहीत की जाती है तब प्रवाहीत विधुत धारा तथा आरोपित वोल्टेज के बीच लगभग 90 डिग्री का फेज डिफरेंस उत्पन्न हो जाता है। जब वोल्टेज तथा विधुत धारा को ग्राफ के मदद से दिखाया जाता है तब यह Phaser Diagram कहलाता है। जैसे की नीचे दिखाया गया है। 

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थ्री फेज इंडक्शन  मोटर क्या होता है?

थ्री फेज मोटर ,थ्री फेज विधुत Supply द्वारा संचालित होने वाला एक प्रकार का इलेक्ट्रिकल मशीन होता है। यह एक बहुत ही पॉपुलर तथा कॉमन Type का AC मोटर होता है। अधिकांश इंडस्ट्री में ड्राइव्स के लिए थ्री फेज इंडक्शन मोटर का ही प्रयोग किया जाता है। इंडस्ट्री में इंडक्शन मोटर का ज्यादा मात्रा में प्रयोग होने निम्न मुख्य कारण है :-

• अन्य ड्राइव्स के तुलना में यह सस्ता होता है। 
• यह सस्ता होने के साथ साथ काफी एफ्फिसिएंट भी होता है। 
• इसका starting Torque ज्यादा होता है। 
• इसका Speed रेगुलेशन बहुत ही बढ़िया होता है। 

 थ्री फेज इंडक्शन मोटर का Construction 

किसी भी प्रकार के Rotating इलेक्ट्रिकल मशीन के दो मुख्य भाग होते है। (1) स्टेटर  (2) रोटर।  इलेक्ट्रिकल मशीन में स्टेटर स्टैटिक अर्थात न घूमने वाला भाग जबकि रोटर घूमने वाला भाग होता है। स्टेटर में होने वाले Eddy Current Loss को कम करने के लिए उच्च किस्म के स्टील मिश्र धातु के उपयोग से Lamination को तैयार किया जाता है।

इस प्रकार तैयार किए गए Lamination को Stator के आंतरिक भाग के परिधि (Periphery) में एक दूसरे से अलग सेट किया जाता है। इसके बाद स्टेटर में लगाए जाने वाले Coil के तार को इस Lamination पर सेट किया जाता है। इस प्रकार  स्टेटर में सेट हुए Coil को आपस में जोड़कर थ्री फेज वाइंडिंग बनाई जाती है। स्टेटर के सामान ही रोटर को भी उच्च किस्म के स्टील मिश्र धातु से तैयार हुए Lamination से ही बनाया जाता है। इस प्रकार तैयार हुए गोलीय रोटर को शाफ़्ट पर लगाया जाता है। रोटर के ऊपरी भाग (Periphery)पर खांचे बनाये जाते है जिससे की इन खाँचो में रोटर में प्रयोग होने वाले Coil के वायर को रखा जा सके। 

Induction Motor में दो प्रकार के रोटर का प्रयोग किया जाता है जो इस प्रकार है :-

• Squirrel Cage Rotor
• Phase Wound Rotor 

अधिकांश इंडक्शन मोटर में फेज wound रोटर का ही प्रयोग किया जाता है। 

Squirrel Cage Rotor  क्या होता है?

इस प्रकार के रोटर में एक बेलनाकार Laminated कोर होता है जिस पर एक दूसरे के समान्तर स्लॉट बनाए गए होते है। इस प्रत्येक स्लॉट में एलुमिनियम या कॉपर के छड़ को डाला जाता है। इस प्रकार बिछाए गए प्रत्येक छड़ के अंतिम सिरों को उस धातु के रिंग से आपस में जोड़ दिया जाता है। इस प्रकार छड़ो को आपस में जोड़ देने की वजह से यह देखने में यह किसी गिलहरी (Squirrel) के पिजरे के सामान दिखता है इसलिए इसे Suirrel Cage Rotor कहा जाता है। जैसा की नीचे के चित्र में दिखाया गया है। 

Phase Wound Rotor क्या होता है?

यह एक मोटे बेलन के आकार का कास्ट आयरन तथा उच्च किस्म के सिलिकॉन के मिश्रा धातु से बना हुआ रॉड होता है जिसके ऊपरी भाग पर एक दूसरे के समांतर स्लॉट बनाए गए होते है। इन स्लॉट में कॉपर या एल्युमीनियम के वायर को डाल कर Coil बनाया जाता है। 

इस प्रकार बने Coil को आपस में जोड़कर थ्री फेज वाइंडिंग तैयार की जाती है। रोटर के वाइंडिंग हमेशा स्टार में जोड़ा जाता है। इस प्रकार से स्टार में जोड़े गए तार के अंतिम सिरे को स्लिप रिंग के मदद से बाहर लाया जाता है।

 बाहर निकलने के बाद Coil के तीनो टर्मिनल को अलग से तीन Variable Resistor जो पहले से ही स्टार में जुड़े हुए होते है ,उनके तीन टर्मिनल से जोड़ दिया जाता है। इन तीनो Variable Resistor के Resistance वैल्यू को बदल कर मोटर के स्पीड को आसानी से Control किया जा सकता है।  

थ्री फेज इंडक्शन मोटर कितने प्रकार का होता है ?

थ्री फेज इंडक्शन मोटर मुख्य रूप से दो प्रकार का होता है। थ्री फेज इंडक्शन मोटर का वर्गीकरण उसमे उपयोग किए गए रोटर के आधार पर किया जाता है।  ये दो मुख्य इंडक्शन मोटर निम्न है :-

• Squirrel Cage Induction Motor.
• Slip Ring Induction Motor या Wound Rotor Induction Motor

सिंगल फेज इंडक्शन मोटर के बारे में यहाँ जाने। 

थ्री फेज इंडक्शन मोटर का कार्य सिद्धांत 

किसी भी प्रकार के थ्री फेज इंडक्शन मोटर का कार्य सिद्धांत एक ही होता है जो की इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन सिद्धांत पर  आधारित है। जब थ्री फेज इंडक्शन मोटर के स्टेटर में थ्री फेज AC Supply दी जाती है तब उसमे एक थ्री फेज AC Current प्रवाहीत होने लगता है। 

विधुत धारा के चुम्बकीय प्रभाव के कारण स्टेटर में एक चुम्बकीय फ्लक्स उत्पन हो जाता है। आरोपित Alternating Current की तरह ही उत्पन्न हुआ चुम्बकीय फ्लक्स भी Alternating प्रवृति का होता है। जब यह Alternating चुम्बकीय फ्लक्स रोटर के Coil द्वारा कट किया जाता है तब उसमे फैराडे के इलेक्ट्रोमैग्नेटिक सिद्धांत के अनुसार एक EMF Induced कर देता है। 

चूँकि रोटर के coil के वायर के अंतिम सिरे को शार्ट कर दिया जाता है इसलिए इस प्रकार Induced हुए EMF की वजह से रोटर में भी एक विधुत धारा का प्रवाह होने लगता जो Alternating प्रवृति का होता है। इस विधुत धारा के कारण रोटर में भी एक चुम्बकीय उत्पन्न हो जाता है। 

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जब रोटर में उत्पन्न हुआ चुम्बकीय फ्लक्स स्टेटर के मुख्य फ्लक्स से इंटरैक्ट करता है तब अपने आप को एक ऐसे क्षेत्र में शिफ्ट करने की कोशिश करता है जहा चुम्बकीय फ्लक्स उपलब्ध न हो और इस प्रक्रिया के दौरान रोटर के ऊपर क्षेत्र पर एक बल का अनुभव होता है जिससे रोटर घूमने लगता है।

 रोटर का इस प्रकार Continuous घूमने का मुख्य कारण स्टेटर में मुख्य चुम्बकीय क्षेत्र का उपलब्धता हमेशा बानी रहती है। रोटर में उत्पन्न हुए चुम्बकीय फ्लक्स तथा स्टेटर में उत्पन्न हुए चुम्बकीय फ्लक्स के Interaction को ही armature Reaction कहा जाता है। 

Induction Motor में Slip क्या होता है?

हमने ऊपर देखा की स्टेटर में AC सप्लाई देने पर उसमे एक चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न हो जाता है। यह चुम्बकीय क्षेत्र Rotating Nature का होता है। अर्थात कोणीय वेग (Angular Velocity) से घूमता रहता है। यह चुम्बकीय क्षेत्र जिस स्पीड से स्टेटर के अंदर घूमता है उस स्पीड को Synchronous Speed कहते है।

 

किसी भी इंडक्शन मोटर का सिंक्रोनस स्पीड मोटर  स्टेटर में बने चुम्बकीय पोल तथा आरोपित AC सप्लाई के आवृति (Frequency) पर निर्भर करता है। इसे हमेशा RPM में मापा जाता है तथा Ns से सूचित किया जाता है।  

 Ns = 120F/P 

जहां 

F = सप्लाई फ्रीक्वेंसी 

P = पोल संख्या 

इंडक्शन मोटर में चुम्बकीय क्षेत्र की वजह से रोटर घूमने लगता है। रोटर हमेशा चुम्बकीय क्षेत्र के स्पीड से कम अर्थात सिंक्रोनस स्पीड से कम स्पीड से घूमता है। चुम्बकीय क्षेत्र के स्पीड  तथा रोटर स्पीड के अंतर को ही Slip कहा जाता है। चुम्बकीय क्षेत्र तथा रोटर के स्पीड में बहुत ही कम का अंतर होता है। Slip को अंग्रेजी के S द्वारा सूचित किया जाता है। यदि रोटर के स्पीड को N द्वारा सूचित किया जाए तब स्लिप s 

S = Ns - N 

चूँकि स्लिप बहुत ही कम होता है इसलिए इसे हमेश प्रतिशत में प्रदर्शित किया जाता है। जो कुछ इस प्रकार होता है। 

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