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7805 voltage regulator IC : परिचय , कार्य तथा उपयोग - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

जुलाई 31, 2021 Pintu Prasad electronic Component, Machine No comments

7805 वोल्टेज रेगुलेटर IC क्या है?

यह एक तीन टर्मिनल वाला इलेक्ट्रॉनिक्स डिवाइस होता है जिसे वोल्टेज रेगुलेटर आईसी भी कहा जाता है। यह अपने आउटपुट टर्मिनल पर 5 वोल्ट का नियत वोल्टेज बनाए रखता है। इलेक्ट्रॉनिक्स में इस डिवाइस का उपयोग वैसे जगह पर किया जाता है जहा किसी दुसरे कॉम्पोनेन्ट को 5V के वोल्टेज की आवश्यकता होती है। जैसे LED बल्ब को ऑन करने या किसी दुसरे IC या माइक्रोप्रोसेसर को ऑन करने के लिए 5V की आवश्यकता होता है। मोबाइल फ़ोन या दुसरे विधुत उपकरण के लिए चार्जर बनाने के लिए इसका उपयोग किया जाता है। इसे 78XX श्रेणी का वोल्टेज रेगुलेटर भी कहा जता है।

7805 Voltage रेगुलेटर आईसी की रेटिंग क्या होती है?

किसी भी डिवाइस के अधिकतम तथा न्यूनतम इनपुट - आउटपुट परिमाण के विवरण को उसका रेटिंग कहा जाता है। रेटिंग के ज्ञान होने की वजह से किसी भी व्यक्ति को उस डिवाइस को कैसे उपयोग करना है। इसका आईडिया मिल जाता है। 7805 आईसी की रेटिंग निम्न होती है:-

इनपुट वोल्टेज = 7 V - 35 V
अधिकतम करंट आउटपुट = 1 A
आउटपुट वोल्टेज = 4.8V - 5V

7805 आईसी का पिन डिटेल क्या है?

पिन संख्या	पिन	कार्य	व्याख्या
1	यह इनपुट पिन होता है	इस पिन के माध्यम से IC को 7V से 35V इनपुट दिया जाता है \|	इस पिन पर 7 से 35 वोल्ट डीसी के रूप में दिया जाता है \| यहाँ आरोपित वोल्टेज बिना रेगुलेटेड आरोपित किया जाता है \|
2	यह न्यूट्रल अर्थातग्राउंड पिन होता है	चूँकि यह ग्राउंड होता है इसलिए इसका वोल्टेज शून्य होता है \|	यह पिन इनपुट तथा आउटपुट दोनों के लिए उपयोग किया जाता है \|
3	यह आउटपुट पिन होता है	इसका वोल्टेज 5V होता है \|	इस पिन पर IC का आउटपुट प्राप्त होता है \| यहाँ प्राप्त वोल्टेज का परिमाण 5 V होता है \| यह वोल्टेज इनपुट वोल्टेज बदलने से नहीं बदलता है \|

यदि इस IC के इनपुट तथा आउटपुट वोल्टेज के बीच अंतर को देखे तो एक बहुत बड़ा अंतर देखने को मिलता है। यह वोल्टेज का अंतर ,IC के अन्दर वोल्टेज ड्राप के कारण होता है और उष्मीय उर्जा के रूप में बर्बाद हो जाता है। इतनी ज्यादा मात्रा में उष्मीय उर्जा उत्पन्न होने की वजह से IC बहुत ज्यादा गर्म हो जाता है।

यदि इस प्रकार उत्पन्न होने वाले उष्मीय उर्जा को मेन्टेन नहीं किया गया तो यह IC को ख़राब कर सकता है। इसके लिए दो काम किया जा सकता है। उत्पन्न होने वाली उष्मीय उर्जा को हीट शिंक के मदद से अवशोषित कर लिया जाए। या IC के अन्दर कम वोल्टेज ड्राप होने दिया जाए जिससे कम मात्रा में उष्मीय उर्जा उत्पन्न हो। वोल्टेज ड्राप कम होने के लिए इनपुट वोल्टेज को हमेशा आउटपुट वोल्टेज से हमेशा 3V या 4V ज्यादा रखना चाहिए।

7805 वोल्टेज रेगुलेटर को कैसे कनेक्ट किया जाता है?

इस IC को उपयोग करना बहुत ही आसान है। चूँकि इसके पास तीन टर्मिनल होते है। जिसमे पहला टर्मिनल इनपुट होता है तथा तीसरा टर्मिनल आउटपुट टर्मिनल होता है। बीच वाला दूसरा टर्मिनल जीरो वोल्ट पर दोनों (इनपुट तथा आउटपुट) के लिए कॉमन होता है। जैसे की निचे के चित्र में दिखाया गया है। इनपुट टर्मिनल में ग्राउंड अर्थात दुसरे तथा पहले टर्मिनल के बीच एक कंडेंसर को जोड़ा जाता है। यह कंडेंसर इनपुट वोल्टेज में मौजूद हर्मोनिक्स को अवशोषित कर एक नियत वोल्टेज को IC में भेजता है। इनपुट के साथ जोड़े गए कंडेंसर का मान इनपुट वोल्टेज के अनुसार होता है। यदि हम इनपुट में 12 V से ज्यादा का वोल्टेज इनपुट को देते है तब इसके साथ एक 25V ,1000uf कंडेंसर को जोड़ सकते है। इसके आउटपुट टर्मिनल के बीच भी एक कंडेंसर देखने को मिलता है। इस कंडेंसर का मुख्य कार्य आउटपुट वोल्टेज को नियत रखना तथा आउटपुट वोल्टेज में मौजूद हर्मोनिक्स को अवशोषित करना होता है। इसके लिए 0.10uf ,10V कंडेंसर का उपयोग किया जाता है।

7805 वोल्टेज रेगुलेटर में उत्पन्न होने वाली उष्मीय उर्जा को कैसे मैनेज किया जाए?

7805 वोल्टेज रेगुलेटर एक उच्च दक्षता वाला इलेक्ट्रॉनिक्स कॉम्पोनेन्ट नहीं होता है। इसमें बहुत ही ज्यादा मात्रा में विधुत ऊर्जा का ह्रास होता है। यदि इस IC को जलने से बचाना है तो इसके लिए एक प्रॉपर साइज़ का हीट सिंक उपयोग करना पड़ेगा। किसी वोल्टेज रेगुलेटर में होने वाली कुल विधुत उर्जा ह्रास की जानकारी हो जाए तब तब उसके लिए एक प्रॉपर साइज़ के हीट शिंक को बनाया जा सकता है। इसके लिए निचे दिए गए फार्मूला का उपयोग किया जा सकता है।

यदि

प्रति सेकंड उत्पन्न उष्मीय उर्जा = H

इनपुट वोल्टेज = V_i

आउटपुट वोल्टेज = 5V

आउटपुट करंट = I

तब उत्पन्न उष्मीय उर्जा को निम्न तरीके से लिखा जा सकता है।

$H = (V_{i}-5) I$

7805 वोल्टेज रेगुलेटर की विशेषता क्या है?

यह नियत +5V उत्पन्न करता है।
इसको मिनिमम +7V तथा अधिकतम +35V इनपुट दिया जा सकता है।
इसका अधिकतम ऑपरेटिंग करंट 500 mA होता है।
यह अधिकतम 125 डिग्री तापमान पर कार्य कर सकता है।

7805 वोल्टेज रेगुलेटर का मूल्य कितना होता है?

यदि हम इस IC के मूल्य की बात करे तो यह 8 से 10 रूपये प्रति पिस के हिसाब से मिलता है। यदि आप इसे थोक में खरीदते है तब आपको यह कुछ सस्ता मिल जाता है। यदि आप अमेज़न से ऑनलाइन आर्डर करते है तब आपको मात्र 80 रु0 में 12 पिस मिल जाता है। ऑनलाइन आर्डर करने के लिए निचे दिए गए लिंक पर क्लिक करे। यहाँ क्लिक करे

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Best stabilizer for tv टीवी के लिए बढ़िया स्टेबलाइजर - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

जुलाई 27, 2021 Pintu Prasad General, Machine No comments

स्टेबलाइजर क्या होता है?

यह एक विधुतीय उपकरण है जिसको इस प्रकार से डिजाईन किया जाता है की यह अपने दोनों आउटपुट टर्मिनल से जुड़े हुए किसी भी दुसरे विधुत उपकरण के लिए नियत वोल्टेज (Constant Voltage) उपलब्ध करता है। यह विधुत सप्लाई में होने वाले वोल्टेज बदलाव (Voltage fluctuation) से उत्पन्न हानि से विधुत उपकरण को सुरक्षा प्रदान करता है।

कुछ लोग वोल्टेज स्टेबलाइजर को आटोमेटिक वोल्टेज रेगुलेटर भी कहते है। यह हमारे घरो में उपयोग होने वाले महंगे विधुत उपकरण जैसे एयर कंडीशनर ,फ्रीज , प्रिंटिंग मशीन ,प्रयोगशाला में उपयोग होने वाले विधुत उपकरण आदि को वोल्टेज में होने वाले उतराव चढ़ाव से उपन्न होने वाले नुकशान से सुरक्षा प्रदान करता है।

वैसे विधुत उपकरण जो थोड़े से भी वोल्टेज में होने वाले परिवर्तन को वर्दास्त नहीं कर सकते है ,को मुख्य विधुत सप्लाई से जोड़ने से पहले स्टेबलाइजर के आउटपुट टर्मिनल से जोड़ना चाहिए। स्टेबलाइजर वोल्टेज में होने वाली उतराव चढाव को रेगुलेट कर एक नियत वोल्टेज आउटपुट टर्मिनल पर बनाये रखता है। सिंगल फेज विधुत उपकरण के लिए स्टेबलाइजर 230 से 240 वोल्ट का नियत वोल्टेज बनाए रखता है।

यदि आप भी अपने घर में उपयोग होने वाले विधुत उपकरण को हाई वोल्टेज या लो वोल्टेज से होने वाली हानि से बचाना चाहते है तब आपको स्टेबलाइजर का उपयोग करना चाहिए। इस पोस्ट के माध्यम से हम आपको कुछ सस्ते तथा बढ़िया स्टेबलाइजर की जानकारी देंगे जिसके उपयोग से आप अपने महंगे विधुत उपकरण को सुरक्षित कर पाएंगे।

Giomex TV Voltage Stabilizer for 140 cm TV Set-top Box

यह गिओमक्स कंपनी का एक बहुत ही बढ़िया स्टेबलाइजर है जिसका उपयोग आप अपने घर में विधुत वोल्टेज में होने वाले उतराव चढाव से सुरक्षा के लिए कर सकते है। यह एक बहुत ही बढ़िया प्रोडक्ट है जो आटोमेटिक ऑपरेट होता है। यह वोल्टेज fluctuation के समय अपने आप रेगुलेट होता है जिससे इससे जुड़े हुए दुसरे उपकरण को नियत वोल्टेज मिलता रहता है।

इसमें टाइमर सर्किट लगाया गया है जो वोल्टेज को मैनेजमेंट सिस्टम को संचालित करता है। हाई वोल्टेज के कंडीशन में यह वोल्टेज को सर्किट से स्वतः ऑफ कर देता है। इसके बाहरी कवर को धातु से बनाया गया है जो इसको मजबूती प्रदान करता है। यह 24 इंच ,32 इंच ,40 इंच ,42 इंच 43 इंच तथा 55 इंच स्मार्ट led TV के लिए बनाया गया है। इसे इस तरह से डिज़ाइन किया गया है इसे आप आसानी से घर हिस्से में इंस्टाल कर सकते है।

कंपनी ग्राहक को तीन वर्ष के लिए रिप्लेसमेंट वारंटी भी देती है। यदि इसके मूल्य की बात करे तो यह अन्य दुसरे स्टेबलाइजर के तुलना बहुत सस्ता है। इसे आप अमेज़न से मात्रा रूपये Rs. 1495 में ऑनलाइन खरीद सकते है। अभी ऑनलाइन आर्डर करने के लिए यहाँ क्लिक करे।

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BLUECHIP TV Voltage Stabilizer

यदि आप ऐसे स्टेबलाइजर ढूढ़ रहे है जो सस्ता तथा बढ़िया हो। तब आपको ब्लू चिप द्वारा निर्मित यह वोल्टेज स्टेबलाइजर खरीद लेना चाहिए क्योकि यह आपके LED TV को सुरक्षित रखने के लिए ही डिजाईन किया गया है। इसकी प्राइस भी इतनी कम है की आप इसे आसानी से खरीद सकते है। यदि इसकी प्राइस की बात करे तो मात्र Rs.1289 रूपये में अमेज़न पर उपलब्ध है। यदि इसकी बनावट की बात करे तो इसके बॉडी को धातु से डिजाईन किया गया है जो इसे मजबूती प्रदान करता है। वोल्टेज तथा अन्य दुसरे पैरामीटर को इंगित करने के लिए LED डिस्प्ले लगाया गया है। यह पूर्णरूप से आटोमेटिक संचालित होने वाला वोल्टेज स्टेबलाइजर है। यह हाई वोल्टेज के कंडीशन में अपने आप को खुद रेगुलेट कर लेता है जिससे किसी भी प्रकार का Interruption उत्पन्न नहीं होता है। यह पूर्णरूप से डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स से डिजाईन किया गया है जिससे इसकी एफिशिएंसी 95 प्रतिशत है। इसका वजन मात्रा 2.660 है जो बहुत ही कम है।

इसका उपयोग LED टीवी के साथ सेटअप बॉक्स तथा DTH के साथ भी किया जा सकता है। यदि आप इस स्टेबलाइजर को अभी ऑनलाइन खरीदना चाहते है तो निचे दिए लिंक पर क्लिक कर। अभी आर्डर करे।

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V-Guard Voltino Max TV Voltage Stabilizer

यह V - Guard का बहुत ही बढ़िया वोल्टेज स्टेबलाइजर है। इसको मुख्य रूप से टीवी सेट ओवर वोल्टेज तथा Surge वोल्टेज के कारण उत्पन्न होने वाले नुकसान से बचाने के लिए किया गया है। यह पूर्णतः स्वतः संचालित होने वाला स्टेबलाइजर है। इसमें IC तकनीक का उपयोग किया है जो इसे बहुत ही तेज तथा सुरक्षित विधुत उपकरण बनाता है। इस स्टेबलाइजर में वे सभी खूबिय है जो ऊपर बताए गए स्टेबलाइजर में है। लेकिन यह ऊपर बताये गए स्टेबलाइजर से थोडा ज्यादा सुरक्षित है क्योकि इसमें उपयोग किए गए IC तथा अन्य दुसरे उपकरण की वजह से यह ज्यादा गर्म होने पर स्वतः ऑफ हो जाता है जिससे कोई विधुत उपकरण जलने से बच जाता है। आग सुरक्षा होने की वजह से यह अन्य दुसरे स्टेबलाइजर से थोडा सा महंगा है। अमेज़न पर आपको मात्रा Rs. 2856 रूपये में मिल जायेगा। इसका वजन मात्र 2.5 Kg है। ऑनलाइन खरीदने के लिए निचे दिए गए लिंक पर क्लिक करे।

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जुलाई 25, 2021 Pintu Prasad power Plant No comments

Proximity effect क्या होता है?

Proximity एक अंग्रेजी का शब्द है जिसका मतलब निकटता होता है। जब दो या दो से अधिक चालक में एक ही प्रत्यावर्ती विधुत धारा प्रवाहित किया जाता है तब दोनों चालक अपने चारो तरफ एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते है। इस चुम्बकीय क्षेत्र के कारण दोनों चालक से प्रवाहित होने वाली विधुत धारा अपने आप को चुंबकीय क्षेत्र से दूर ,चालक में अपने आप को उस साइड शिफ्ट कर लेता है जहा से उसकी दुरी दुसरे चालक में प्रवाहित होने वाली विधुत धारा से अधिकतम हो। चालक में विधुत धारा का इस प्रकार शिफ्ट होने की घटना Proximity effect कहलाता है। यदि चालक से प्रवाहित होने वाली विधुत धारा की दिशा एक दुसरे के विपरीत होती है तब दोनों चालक में प्रवाहित होने वाली विधुत धारा चालक के उस साइड शिफ्ट हो जाती है जिससे दोनों चालक के बीच की दूरी न्यूनतम होती है। जैसे की निचे के चित्र में दिखाया गया है।

प्रोक्सिमिटी इफ़ेक्ट क्यों उत्पन्न होता है?

इस प्रभाव के उत्पन्न होने का मुख्य वजह चुंबकीय क्षेत्र है। Biot Savart के नियम से हम सभी जानते है की किसी चालक से प्रवाहित विधुत धारा की वजह से उसके चारो तरफ एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न हो जाता है। चालक में प्रवाहित विधुत धारा की वजह से उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र जब अपने बगल वाले चालक से लिंक करता है तब उसमे एक Emf induce कर देता है जिससे उस चालक में एक अतिरिक्त विधुत धारा प्रवाहित होने लगता है जिसे Eddy Current कहा जाता है। इस एड्डी करंट की वजह से चालक से प्रवाहित मुख्य धारा का वितरण असमान हो जाता है। अतिरिक्त विधुत धारा प्रवाह की वजह से चालक का आभासी प्रतिरोध बढ़ जाता है। इस प्रक्रिया को समझाने के लिए दो चालक का सहारा लेते है।

ऊपर के चित्र में दो चालक A तथा B दिखाए गए है। दोनों चालक से विधुत धारा I एक ही दिशा में ऊपर की तरफ प्रवाहित हो रही है। चालक A में प्रवाहित होने वाली विधुत धारा के कारण उत्पन्न चुंबकीय फ्लक्स B से तथा चालक B में प्रवाहित विधुत धारा की वजह से उत्पन्न चुम्बकीय फ्लक्स A से लिंक करता है। चालक A से उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की दिशा चालक B के अन्दर किसी बिंदु P पर इस सदिश के प्लेन में निचे के तरफ जाती हुई होगी जैसा की चित्र में दिखाया गया है। चूँकि विधुत धारा का प्रवाह ऊपर की तरफ हो रहा है।

इसलिए चालक B के अन्दर ऋणआवेशित इलेक्ट्रान निचे के तरफ भाग रहे होंगे। इन इलेक्ट्रॉन्स पर चालक A के चुंबकीय क्षेत्र की वजह से लगने वाला चुंबकीय बल की दिशा ,इलेक्ट्रान के वेग सदिश तथा चुंबकीय के कोर्स प्रोडक्ट से दिया जायेगा जो की चालक A के तरफ होगा। जब चालक B के इलेक्ट्रॉन्स इस बल के कारण चालक A के तरफ भागेंगे तब वे चालक B के सतह पर चालक A के नजदीक इकठ्ठा हो जायेंगे। जिससे चालक B दुसरे सतह पर धन आवेश की वजह से विधुत धारा का प्रवाह होता रहेगा। जैसा की ऊपर के चित्र में दिखाया गया है।

यही घटना चालक B के चुंबकीय क्षेत्र की वजह से ,चालक A साथ भी होती है। जिससे चालक A के सभी इलेक्ट्रान B के तरफ भागने लगते है। और चालक A के दुसरे सतह से धन आवेश की वजह से विधुत धारा प्रवाहित होती रहती है। जब चालक में प्रवाहित विधुत धारा की दिशा बदल दिया जाता है तब ऊपर वर्णित सभी प्रक्रिया बदल जाती है जिससे विधुत धारा एक दुसरे के नजदीक से प्रवाहित होने लगती है।

प्रोक्सिमिटी इफ़ेक्ट को प्रभावित करने वाले कारक क्या है?

इस इफ़ेक्ट को प्रभावित करने वाले कारक निम्न है :-

आवृति (frequency):- चालक से प्रवाहित होने वाली विधुत धारा की आवृति बढ़ा देने से प्रोक्सिमिटी इफ़ेक्ट बढ़ जाता है।

व्यास (Diameter):- यदि चालक की मोटाई अर्थात व्यास को बढ़ा दिया जाए तब प्रोक्सिमिटी इफ़ेक्ट बढ़ जाता है।

चालक के पदार्थ :- यदि चालक का निर्माण ऐसे पदार्थ से किया जाए जिसका लौहचुंबकत्व ज्यादा हो तब उसमे प्रोक्सिमिटी इफ़ेक्ट ज्यादा देखने को मिलेगा।

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मोस्फेट क्या है?

यह एक तीन टर्मिनल वाला इलेक्ट्रॉनिक्स डिवाइस है। MOSFET का पूरा नाम मेटल ऑक्साइड सेमी-कंडक्टर फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर होता है। इसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स सर्किट में Switching तथा आवर्धन (amplification) के लिए किया जाता है। यह ट्रांजिस्टर का एडवांस्ड वर्शन है। ट्रांजिस्टर की तरह इसमें भी तीन टर्मिनल होते है जिसे सोर्स (S) ड्रेन (D) तथा गेट(G) कहा जाता है। यह भी अर्द्धचालक पदार्थ से बनाया जाता है। यह एक वोल्टेज कंट्रोल्ड डिवाइस होता है। मोस्फेट की खोज ने डिजिटल जगत में क्रांति ला दिया।

मोस्फेट को कैसे बनाया जाता है?

यह एक प्रकार का फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर(FET) होता है। इसलिए इसका निर्माण भी फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर की तरह ही किया जाता है। मोस्फेट के अन्दर जिस Substrate पर गेट टर्मिनल (G) को जोड़ा जाता है ,उस सब्सट्रेट पर धातु ऑक्साइड की एक परत चढ़ा दी जाती है। धातु ऑक्साइड के रूप में मुख्य रूप से सिलिकॉन ऑक्साइड (SiO₂) का उपयोग किया जाता है। धातु ऑक्साइड का यह परत एक इंसुलेटर की तरह कार्य करता है। इसलिए मोस्फेट को इंसुलेटेड गेट फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर भी कहा जाता है।

मोस्फेट के निर्माण के लिए दो हाइली डोप (N-type या P-type) को एक कम डोपिंग वाले (N-टाइप या P-टाइप) सब्सट्रेट में difussed कर दिया जाता है। ये दो हाइली डोप्ड क्षेत्र सोर्स (S) तथा ड्रेन (D) कहलाते है। जैसे की चित्र में दिखाया गया है। सोर्स तथा ड्रेन के बीच मौजूद क्षेत्र चैनल कहलाता है। जब दो हाइली डोप्ड N-टाइप पदार्थ को ,एक कम डोपिंग वाले P- सब्सट्रेट में Diffused कर दिया जाता है तब इस प्रकार बने मोस्फेट को N-चैनल मोस्फेट कहा जाता है। इसके विपरीत जब दो हाइली डोप्ड P-टाइप पदार्थ को एक कम डोपिंग वाले N- सब्सट्रेट में Diffused कर दिया जाता है तब उसे P-चैनल मोस्फेट कहा जाता है।

मोस्फेट का वर्गीकरण

मोस्फेट का वर्गीकरण उसके निर्माण में उपयोग किये गए पदार्थ के आधार पर किया जाता जो निम्न है:-

N- चैनल मोस्फेट
P- चैनल मोस्फेट

इसके अतिरिक्त के मोस्फेट अन्दर कार्य करने के आधार पर मोस्फेट को दो वर्गों में वर्गीकृत किया जाता है जो निम्न है :-

दीप्लेशन मोड मोस्फेट (Depletion Mode Mosfet)
एनहांसमेंट मोड (Enhancement Mode Mosfet)

N चैनल मोस्फेट क्या होता है?

जब एक कम डोपिंग वाले P टाइप सब्सट्रेट में ,दो हाइली डोप्ड N टाइप पदार्थ को diffused कर दिया जाता है। तब इस प्रकार बने मोस्फेट में सोर्स(S) तथा ड्रेन (D) को एक हाइली डोप्ड N-टाइप पदार्थ से जोड़ दिया जाता है ,यह पदार्थ दोनों सोर्स तथा ड्रेन के बीच एक चैनल की तरह कार्य करता है इसलिए इस प्रकार बने मोस्फेट को N चैनल मोस्फेट कहा जाता है। N चैनल मोस्फेट को NMOS भी कहा जता है।

P चैनल मोस्फेट क्या होता है?

जब एक कम डोपिंग वाले N-टाइप सब्सट्रेट में ,दो हाइली डोप्ड P टाइप पदार्थ को diffused कर दिया जाता है। तब इस प्रकार बने मोस्फेट में सोर्स(S) तथा ड्रेन (D) को एक हाइली डोप्ड P-टाइप पदार्थ से जोड़ दिया जाता है ,यह पदार्थ दोनों सोर्स तथा ड्रेन के बीच एक चैनल की तरह कार्य करता है इसलिए इस प्रकार बने मोस्फेट को P चैनल मोस्फेट कहा जाता है। P-चैनल मोस्फेट को PMOS कहा जता है।

दीप्लेशन मोड मोस्फेट (Depletion Mode Mosfet) क्या होता है?

वैसा मोस्फेट जिसमे सोर्स तथा ड्रेन के बीच विधुत धारा प्रवाह के लिए भौतिक रूप से चैनल मौजूद रहता है उसे Depletion mode mosfet कहा जाता है। यह N चैनल या P चैनल दोनों प्रकार का हो सकता है। Depletion मोड मोस्फेट को निम्न सिंबल द्वारा दिखाया जाता है।

एनहांसमेंट मोड (Enhancement Mode Mosfet) क्या होता है?

यह एक ऐसा मोस्फेट होता है जिसमे सोर्स तथा ड्रेन के बीच किसी भी प्रकार का कोइ भौतिक संपर्क नहीं होता है। बिना किसी गेट वोल्टेज के इस मोस्फेट से विधुत धारा का प्रवाह नहीं होता है। जब इसके गेट पर एक उचित परिमाण का वोल्टेज जिसे थ्रेसोल्ड वोल्टेज कहा जाता है ,को आरोपित किया जाता है तब सोर्स तथा ड्रेन के बीच विधुत धारा का प्रवाह प्रारंभ हो जाता है। एनहांसमेंट मोड (Enhancement Mode Mosfet) को निचे दिए गए चित्र या सिंबल द्वारा दिखाया जाता है।

मोस्फेट कार्य कैसे करता है?

मोस्फेट भी एक ट्रांजिस्टर की तरह ही कार्य करता है। दोनों में अंतर बस इतना है की ट्रांजिस्टर से प्रवाहित होने वाली विधुत धारा के प्रवाह को बेस (B) से छोटी विधुत धारा द्वारा नियंत्रित किया जाता है जबकि मोस्फेट में प्रवाहित होने वाली विधुत धारा को गेट (G) पर आरोपित वोल्टेज द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इस प्रकार ट्रांजिस्टर एक करंट कण्ट्रोल डिवाइस होता है बल्कि मोस्फेट एक वोल्टेज कंट्रोल डिवाइस होता है। मोस्फेट चाहे N चैनल हो या P चैनल दोनों में प्रवाहित होने वाली विधुत धारा को दो प्रकार से नियंत्रित किया जाता है। इसलिए दोनों प्रकार के नियंत्रण को एक एक कर देखते है:-

Depletion Mode में मोस्फेट का कार्य कैसे करता है?

जैसे की हमने ऊपर देखा ,Depletion मोड में ड्रेन तथा सोर्स आपस में भौतिक रूप से जुड़े हुए रहते है। जब बिना किसी गेट वोल्टेज को ड्रेन तथा सोर्स के बीच वोल्टेज आरोपित किया जाता है तब मोस्फेट से विधुत धारा का प्रवाह होने लगता है।

N चैनल मोस्फेट का Depletion मोड में कार्य सिद्धांत

जब एक N चैनल मोस्फेट को ,depletion मोड में जोड़ा जाता है तब ड्रेन से विधुत धारा का प्रवाह सोर्स की तरफ होने लगता है। जब गेट टर्मिनल के बीच नेगेटिव वोल्टेज को आरोपित किया जाता है तब P-टाइप सब्सट्रेट से होल्स गेट के तरफ भागने लगते है जिससे वे N - चैनल में मौजूद इलेक्ट्रॉन्स से कंबाइन हो जाते है। होल्स तथा इलेक्ट्रॉन्स आपस में कंबाइन होकर न्यूट्रल हो जाते है जिससे ड्रेन तथा सोर्स के बीच चैनल से प्रवाहित होने वाले इलेक्ट्रॉन्स की संख्या कम हो जाती है और इसके परिमाण स्वरुप विधुत धारा का परिमाण कम हो जाता है। यदि गेट पर आरोपित नेगेटिव वोल्टेज को और अधिक बढाया जाए तब ज्यादा मात्रा में होल्स तथा इलेक्ट्रॉन्स कंबाइन होने लगेंगे जिससे चैनल में कोई भी इलेक्ट्रान नहीं बचेगा और चैनल से किसी भी प्रकार के विधुत धारा का प्रवाह नहीं होगा। इसके विपरीत गेट पर यदि पॉजिटिव वोल्टेज आरोपित किया जाए तब P-सब्सट्रेट में मौजूद सभी होल्स Repulsion के कारण चैनल से दूर तथा इलेक्ट्रान चैनल के नजदीक भागेंगे इसके परिमाण स्वरुप चैनल में इलेक्ट्रॉन्स की संख्या बढ़ेगी और ज्यादा मात्रा में सोर्स तथा ड्रेन के बीच विधुत धारा का प्रवाह होने लगेगा।

P चैनल मोस्फेट का Depletion मोड में कार्य सिद्धांत

इस मोड में जब ड्रेन तथा सोर्स को को किसी बाहरी परिपथ से जोड़कर गेट (G) टर्मिनल पर नेगेटिव वोल्टेज आरोपित किया जाता है तब N सब्सट्रेट में मौजूद इलेक्ट्रान repulsion के कारण चैनल से दूर तथा होल्स चैनल के नजदीक भागते है। इसके परिणाम स्वरुप चैनल में होल्स की संख्या बढ़ती है जिससे ड्रेन तथा सोर्स के बीच विधुत धारा का प्रवाह भी बढ़ता है। इसके विपरीत यदि गेट पर पॉजिटिव वोल्टेज को आरोपित किया जाता है तब N-सब्सट्रेट से इलेक्ट्रॉन्स निकलकर चैनल की तरफ भागते है जिससे वे चैनल में होल्स के साथ कंबाइन होकर होल्स को न्यूट्रल कर देते है ,इससे चैनल में प्रवाहित हो रहे आवेश वाहक होल्स की संख्या कम पड़ जाती है जिसके परिणम स्वरुप ड्रेन तथा सोर्स टर्मिनल के बीच विधुत धारा का प्रवाह कम हो जाता है। यदि पॉजिटिव वोल्टेज के परिमाण को बढ़ाते रहे तब एक निश्चित गेट वोल्टेज पर विधुत धारा का प्रवाह शून्य हो जायेगा।

Enhancement मोस्फेट का कार्य सिद्धांत

चूँकि Enhancement mode मोस्फेट में सोर्स तथा ड्रेन के बीच कोइ भौतिक संपर्क नहीं होता है। इसलिए बिना किसी गेट वोल्टेज के ड्रेन तथा सोर्स के बीच विधुत धारा का प्रवाह नहीं होता है। जब गेट के बीच उचित परिमाण का वोल्टेज आरोपित किया जाता है तब दरें तथा सोर्स के बीच विधुत धारा का प्रवाह होने लगता है। जिस गेट वोल्टेज पर विधुत धारा का प्रवाह होने लगता है उस वोल्टेज को थ्रेसोल्ड वोल्टेज कहा जाता है।

N चैनल Enhancement मोस्फेट

जब N चैनल Enhancement mode मोस्फेट के गेट पर पॉजिटिव वोल्टेज को बढाया जाता है तब P - सब्सट्रेट में मौजूद परमाणु से इलेक्ट्रान निकलकर गेट टर्मिनल के तरफ आकर्षित होकर भागने लगते है। एक समय बाद गेट के ऑक्साइड परत पर इलेक्ट्रॉन्स की संख्या इतनी ज्यादा हो जाती है की ड्रेन तथा सोर्स टर्मिनल के बीच एक चैनल की तरह कार्य करने लगता है। गेट पर आरोपित वोल्टेज के परिमाण को बढ़ाने से ऑक्साइड लेयर पर इलेक्ट्रॉन्स का घनत्व बढ़ने लगता है और ये इलेक्ट्रान सोर्स तथा ड्रेन के बीच एक चैनल की तरह कार्य करने लगते है। जिससे सोर्स तथा ड्रेन के बीच प्रवाहित होने वाली विधुत धारा का प्रवाह बढ़ने लगता है। इसके विपरीत जब गेट को नेगेटिव वोल्टेज से जोड़ा जाता है तब प्रतिकर्षण के कारन इलेक्ट्रॉन्स इकठ्ठा नहीं हो पाते है और किसी भी प्रकार के चैनल का निर्माण नहीं होता है और सोर्स तथा ड्रेन के बीच किसी भी प्रकार के विधुत धारा का प्रवाह नहीं होता है।

P चैनल Enhancement मोस्फेट

जब P चैनल Enhancement मोस्फेट के गेट पर नेगेटिव वोल्टेज को बढाया जाता है तब N - सब्सट्रेट में मौजूद होल्स निकलकर गेट टर्मिनल के तरफ आकर्षित होकर भागने लगते है। एक समय बाद गेट के ऑक्साइड परत पर होल्स की संख्या इतनी ज्यादा हो जाती है की ड्रेन तथा सोर्स टर्मिनल के बीच एक चैनल की तरह कार्य करने लगता है। गेट पर आरोपित वोल्टेज के परिमाण को बढ़ाने से ऑक्साइड लेयर पर होल्स का घनत्व बढ़ने लगता है और ये होल्स सोर्स तथा ड्रेन के बीच एक चैनल की तरह कार्य करने लगते है। जिससे सोर्स तथा ड्रेन के बीच प्रवाहित होने वाली विधुत धारा का प्रवाह बढ़ने लगता है। इसके विपरीत जब गेट को पॉजिटिव वोल्टेज से जोड़ा जाता है तब प्रतिकर्षण के कारन होल्स इकठ्ठा नहीं हो पाते है और किसी भी प्रकार के चैनल का निर्माण नहीं होता है और सोर्स तथा ड्रेन के बीच किसी भी प्रकार के विधुत धारा का प्रवाह नहीं होता है।

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फेरांटी प्रभाव क्या होता है?

हम सभी जानते है की जब ट्रांसमिशन लाइन द्वारा विधुत उर्जा को एक स्थान से दुसरे स्थान पर भेजा जाता है तब ट्रांसमिशन लाइन के आंतरिक प्रतिरोध की वजह से कुछ वोल्टेज ड्राप हो जाता है। जिससे ट्रांसमिशन लाइन के अंतिम छोर जिसे Receiving End कहते है पर प्राप्त वोल्टेज का परिमाण ,प्रारंभिक छोर से भेजे गए वोल्टेज के परिमाण से कम प्राप्त होता है।लेकिन माध्यम तथा लम्बी दुरी के ट्रांसमिशन लाइन में यह देखा जाता है Receiving End पर प्राप्त वोल्टेज का परिमाण ,प्रारंभिक छोर से भेजे गए वोल्टेज के परिमाण से ज्यादा है। Receiving End पर इस प्रकार वोल्टेज बढ़ने की घटना फेरांटी प्रभाव कहलाता है।

फेरांति प्रभाव पॉवर सिस्टम में होने वाली अवांछनीय घटनाओं में से एक है। Receiving End पर वोल्टेज के परिमाण में वृद्धि ,ट्रांसमिशन लाइन के Capacitance तथा Inductance की वजह से होता है। सन 1887 में सर्वप्रथम सर सेबस्टियन ज़ियानी डे फेरांति ने ट्रांसमिशन लाइन पर उसके Capacitance तथा Inductance के प्रभाव का व्याख्या किया था। ट्रांसमिशन लाइन पर Capacitance तथा Inductance के कारन ,Receiving End पर वोल्टेज के परिमाण में वृद्धि को इन्होने फेरांटी प्रभाव का नाम दिया। जब ट्रांसमिशन लाइन Ending पर हलके विधुत लोड या ओपन सर्किट होता है तब ही फेरांति प्रभाव देखने को मिलता है।

फेरांटी प्रभाव क्यों उत्पन्न होता है?

यह प्रभाव ट्रांसमिशन लाइन के चार्जिंग करंट की वजह से होता है। जब किसी कैपासिटर को प्रत्यावर्ती विधुत धारा से जोड़ा जाता है तब कैपासिटर में प्रवाहित होने वाली विधुत धारा को चार्जिंग करंट कहते है। कभी कभी इसे कैपासिटर करंट भी कहा जाता है। ट्रांसमिशन लाइन में Capacitance तथा Inductance दो महत्वपूर्ण पैरामीटर होते है। छोटी दुरी के ट्रांसमिशन लाइन ये दोनों पैरामीटर उतने ज्यादा प्रभावी नहीं होते है जितने लम्बे तथा मध्य दुरी वाले ट्रांसमिशन लाइन में प्रभावी होते है।

240 km या इससे ज्यादा लम्बी दुरी के ट्रांसमिशन लाइन का Capacitance पुरे ट्रांसमिशन लाइन के लम्बाई के अनुदिश सामान रूप से वितरित रहता है। जब ट्रांसमिशन लाइन के सेंडिंग एंड पर प्रत्यावर्ती विधुत धारा को आरोपित किया जाता है तब ,ट्रांसमिशन लाइन से जुड़े विधुत लोड की तुलना में ,इसका Capacitance ज्यादा मात्रा में करंट को लेता (Absorb) है। ज्यादा मात्रा में विधुत धारा लेने की वजह से चार्ज हो जाता है। जब ट्रांसमिशन लाइन को किसी हलके लोड या नो लोड पर रखा जाता है तब ,Capacitance में संरक्षित विधुत उर्जा की वजह से Receiving End के वोल्टेज का परिमाण बढ़ जाता है।

फेरांटी प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक क्या है?

हमने देखा की फेरांटी प्रभाव मुख्य रूप से चार्जिंग करंट की वजह से`होता है।जो की ट्रांसमिशन लाइन के capacitance से संबंधित है। यदि ट्रांसमिशन लाइन के Capacitance का मान ज्यादा होगा तब फेरांति प्रभाव भी ज्यादा होगा। वे सभी कारक जो किसी कापसिटर के Capacitance को प्रभावित करते है ,वे सभी ट्रांसमिशन लाइन के Capacitance के लिए उत्तरदायी होंगे।

फेरांटी प्रभाव को कम कैसे किया जाता है?

चूँकि फेरांटी प्रभाव पॉवर सिस्टम को प्रभावित करता है इसलिए यह जरुरी हो जाता है की इसके प्रभाव को कम किया जाए। चूँकि यह ट्रांसमिशन लाइन में उत्पन्न हुए Capacitance की वजह से होता है इसलिए इसको काउंटर करने के लिए एक Inductive रिएक्टर को ,Receiving End पर ट्रांसमिशन लाइन के साथ समान्तर क्रम (Parallel) में जोड़ दिया जाता है। इसे शंट रिएक्टर कहा जाता है। यह ट्रांसमिशन लाइन में उत्पन्न Capacitance सोख लेता है जिससे ट्रांसमिशन लाइन का Capacitance थोडा कम हो जाता है। फेरांति प्रभाव को कम करने का दूसरा तरीका यह की Receiving End को हमेशा किसी Inductive लोड के साथ जोड़ा रखा जाए जो Capacitance को Absorb करते रहे।

फेरांटी प्रभाव से हानि क्या होती है?

स्किन प्रभाव तथा प्रोक्सिमिटी प्रभाव की तरह फेरांति प्रभाव भी पॉवर सिस्टम को प्रभावित करता है। चूँकि फेरांति प्रभाव की वजह से Receiving End का वोल्टेज बढ़ जाता है। यदि ऐसा कोई विधुत उपकरण जो Sending End वोल्टेज पर कार्य करने के लिए डिजाईन किया गया हो ,उसे अगर ट्रांसमिशन लाइन के Receiving End पर जोड़ दिया जाए तब डैमेज हो जायेगा। इसके अतिरिक्त वोल्टेज के परिमाण बढ़ जाने की वजह से दुसरे विधुत ऊर्जा हानि भी बढ़ जाती है जिससे पॉवर सिस्टम की दक्षता (efficiency) कम हो जाती है।

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Extra High वोल्टेज क्या होता है?

वर्तमान समय में विधुत उर्जा का उत्पादन और इसका ट्रांसमिशन बहुत ही जटिल (Complex) प्रक्रिया है। विधुत उर्जा का डिमांड इतना तेजी से बढ़ता जा रहा है की इसकी आपूर्ति करना मुश्किल हो गया। पॉवर प्लांट में विधुत उर्जा का उत्पादन लो वोल्टेज पर किया जाता है। इस लो वोल्टेज को स्टेप अप ट्रांसफार्मर के मदद से 33000 वोल्टेज या इससे अधिक वोल्टेज तक बढाया जाता है और फिर उसे ट्रांसमिशन लाइन के मदद से सुदूर उपयोग करने वाले स्थान पर भेजा जाता है।

वर्तमान समय में यदि भेजने वाले वोल्टेज का परिमाण 300KV से कम होता है है तब उसे हाई वोल्टेज कहा जाता है। इसके अतिरिक्त यदि भेजने वाले वोल्टेज का परिमाण 300KV से 765KV तक होता है तब उसे Extra High Voltage अर्थात EHV कहा जाता है। यदि भेजने वाले वोल्टेज का परिमाण 765KV से ज्यादा हो जाता है तब उसे अल्ट्रा हाई वोल्टेज अर्थात UHV कहा जाता है। इंडिया जैसे विकाशील देश में विधुत उर्जा का वितरण 66 KV से लेकर 400KV वोल्टेज पर किया जाता है। अतिरिक्त हाई वोल्टेज (EHV) विधुत उर्जा को भेजने का बहुत लाभ होता है जिसकी चर्च इस पोस्ट में किया जायेगा।

हमने अक्सर देखा है की EHV लाइन्स वाले विधुत टावर पर छः लाइन्स (कंडक्टर) लगी हुई होती है। इन छः लाइन्स में से केवल टीन का उपयोग थ्री फेज पॉवर सप्लाई के लिए किया जाता है। शेष बची अन्य तीन लाइन्स ,कोई प्रॉब्लम आने पर उपयोग की जाती है। जब EHV पर विधुत धारा को लंबी दुरी तक भेजा जाता है तब प्रत्येक 250 किलोमीटर के दुरी पर एक सबस्टेशन स्थापित किया जाता है जहा फ़िल्टर के मदद से ,वोल्टेज में निहित हर्मोनिक्स को कम किया जाता है।

इंडिया में विधुत उर्जा का उत्पादन 11 हज़ार वोल्टेज पर किया जाता है।ट्रांसमिशन लाइन द्वारा इसे भेजने के लिए इस उत्पादित वोल्टेज को दुबारा स्टेप अप वोल्टेज के मदद से 132, 220 या 400 kV तक बढाया जाता है। हाई वोल्टेज पर विधुत उर्जा का वितरण कई मायनों में फायदेमंद होता है।

थ्री फेज में प्रवाहित होने वाली विधुत पॉवर को निम्न सूत्र के मदद से ज्ञात किया जाता है :-

$P = \sqrt{3}VICos\phi$

जिसमे P = प्रवाहित होने वाली विधुत शक्ति

V = आरोपित वोल्टेज का परिमाण

I = प्रवाहित होने वाली विधुत धारा

Cosφ = पॉवर सिस्टम का पॉवर फैक्टर

यदि इस फार्मूला में कुल विधुत शक्ति तथा पॉवर फैक्टर को नियत कर दिया जाए और प्रवाहित होने वाली विधुत` धरा को ज्ञात किया जाए तब यह कुछ ऐसा होगा :-

$I= \frac{P}{\sqrt{3}V}$

इस फार्मूला से यह ज्ञात होता है की ट्रांसमिशन लाइन से प्रवाहित होने वाली विधुत धारा आरोपित वोल्टेज के परिमाण के व्युत्क्रमानुपाती (Inverse) होता है। इसका मतलब यह की यदि वोल्टेज के परिमाण को बढ़ाये तो प्रवाहित होने वाली विधुत धारा का परिमाण कम होता जायेगा।

Extra High Voltage पर विधुत उर्जा वितरण के लाभ एवं हानि

हाई वोल्टेज पर विधुत धारा प्रवाहित करने के निम्न लाभ है :-

वोल्टेज का परिमाण बढ़ाने पर विधुत धारा का परिमाण कम होता है। जिससे मोटे आकार तथा वजन वाले विधुत चालक की जरुरत नहीं पड़ती है जिससे शुरुवाती लागत बहुत कम हो जाता है।
विधुत धारा कम होने की वजह से ,ट्रांसमिशन लाइन में वोल्टेज ड्राप बहुत कम होता है जिससे ट्रांसमिशन सिस्टम का वोल्टेज रेगुलेशन ठीक रहता है।
ट्रांसमिशन लाइन में होने वाली (3I²R) हानि कम हो जाती है जिससे इसकी दक्षता(Efficiency) बढ़ जाती है।
वोल्टेज का परिमाण बढ़ने से ट्रांसमिशन लाइन में उपयोग होने वाले दुसरे सामान जैसे इंसुलेटर ,टावर ,चालक आदि का लागत कम हो जाता है जिससे ट्रांसमिशन लाइन डिजाईन का कुल लगत बहुत कम हो जाता है।

हाई वोल्टेज पर विधुत धारा प्रवाहित करने के निम्न लाभ है :-

वोल्टेज के परिमाण बढ़ने की वजह से दुर्घटना होने की संभावना बढ़ जाती है।
वोल्टेज परिमाण बढ़ने से इसे सुरक्षा देने वाली विधुत उपकरण जैसे (Switchgear) का खर्चा बढ़ जाता है।
दुर्घटना से बचने के लिए लम्बे विधुत पोल की जरूत पड़ती है जिससे पोल या टावर का खर्चा बढ़ जाता है।
कोरोना हानि की समस्या उत्पन्न हो जाती है।

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स्किन प्रभाव क्या होता है?

जब स्थिर दिष्ट धारा किसी चालक से प्रवाहित होती है तब वह चालक के पुरे अनुप्रस्थ क्षेत्रफल में सामान रूप से वितरित(Distributed) होकर प्रवाहित होती है। चालक के प्रत्येक हिस्से में प्रवाहित होने वाली विधुत धारा का परिमाण सामान होता है। इसके विपरीत जब प्रत्यावर्ती विधुत धारा (AC) को किसी चालक से प्रवाहित किया जाता है तब वह पुरे चालक के अन्दर सामान रूप से वितरित नही होता है बल्कि असमान रूप से वितरित होकर प्रवाहित होता है। चालक से प्रवाहित होने वाली प्रत्यावर्ती विधुत धारा ,चालक के सतह पर वितरित होकर प्रवाहित होती है। प्रत्यावर्ती विधुत धारा हमेशा चालक के बाहरी सतह से प्रवाहित होने की कोशिश करती है। प्रत्यावर्ती विधुत धारा के अन्दर उत्पन्न हुए इस प्रभाव को स्किन प्रभाव कहा जाता है। यदि स्किन प्रभाव को साधारण भाषा में परिभाषित करे तो यह कुछ ऐसा होगा :-

चालक के बाहरी सतह पर असमान रूप से वितरित प्रत्यावर्ती विधुत धारा के प्रवाह को स्किन प्रभाव (Skin Effect) कहा जाता है।

स्किन प्रभाव की वजह से चालक के आंतरिक कोर के तुलना में ज्यादा मात्रा में विधुत आवेश उसके सतह पर इकठ्ठा हुए रहते है। जिससे ज्यादा विधुत धारा बाहरी सतह से प्रवाहित होता है। बाहरी सतह से विधुत धारा प्रवाहित होने की वजह से चालक का ओह्मिक प्रतिरोध (Ohmic Resistance) बढ़ जाता है। चालक से प्रवाहित विधुत धारा की आवृति को बढ़ाने से स्किन प्रभाव बढ़ जाता है। जैसे 50 Hz आवृति पर बहुत कम मात्रा में विधुत आवेश सतह से प्रवाहित होते है लेकिन जैसे ही आवृति को रेडियो आवृति के बराबर कर दिया जाता है तब लगभग सब विधुत धारा चालक के सतह से प्रवाहित होने लगता है।

यदि प्रवाहित विधुत धारा के आवृति को कम लगभग शून्य कर दिया जाए (जैसे की दिष्ट धारा में होता है ) तब चालक के पुरे भाग में विधुत धारा सामान रूप से वितरित हो जाएगी और किसी भी प्रकार का स्किन प्रभाव देखने को नहीं मिलेगा।

स्किन प्रभाव क्यों उत्पन्न होता है?

ट्रांसमिशन लाइन में उपयोग किये जाने वाले विधुत चालक पतले पतले चालक को आपस में ट्विस्ट कर बनाये जाते है ,जिन्हें स्ट्रैंड कहा जाता है। चालक में उपयोग होने वाले प्रत्येक स्ट्रैंड से विधुत धारा का छोटा हिस्सा प्रवाहित होता है। जब चालक से प्रत्यावर्ती विधुत धारा प्रवाहित होती है तब उसमे चुंबकीय फ्लक्स उत्पन्न हो जाता है। चालक के आंतरिक कोर अर्थात बीच में मौजूद स्ट्रैंड ,उसके ऊपर बाहरी भाग में मौजूद स्ट्रैंड के तुलना में ज्यादा चुंबकीय फ्लक्स जुडा हुआ होता है जिससे बीच (Core) वाले स्ट्रैंड का Self Inductance अन्य दुसरे स्ट्रैंड के तुलना में ज्यादा होता है जिससे वह अन्य सभी स्ट्रैंड से ज्यादा प्रतिरोध (Inductive Reactance) उत्पन्न करता है। जैसे जैसे केन्द्रीय स्ट्रैंड से सतह की तरफ बढ़ते है वैसे-वैसे Inductive reactance कम होता जाता है और सबसे कम inductive Reactance बाहरी सतह वाले स्ट्रैंड का होता है। इसी वजह से चालक से प्रवाहित विधुत धारा पर वितरित हो जाती है।

स्किन प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक क्या है?

स्किन प्रभाव निम्न कारको को वजह से प्रभावित होता है:-

चालक में प्रयुक्त पदार्थ की प्रकृति (Material used in Conductor)
चालक की मोटाई (Diameter of Conductor )
चालक का आकार (Size of Conductor)
चालक से प्रवाहित विधुत धारा की आवृति (Frequency of Current)

चालक में प्रयुक्त पदार्थ स्किन प्रभाव को कैसे प्रभावित करता है?

यदि चालक को बनाने में प्रयुक्त पदार्थ की चुंबकशीलता ज्यादा होगी तब उस चालक में स्किन प्रभाव ज्यादा उत्पन्न होगा क्योकि चुंबकशीलता चुंबकीय फ्लक्स का सपोर्ट करता है।

चालक की मोटाई स्किन प्रभाव को कैसे प्रभावित करता है?

चालक की मोटाई बढ़ने की वजह से केन्द्रीय स्ट्रैंड की दुरी सतह से बढ़ती जाती है जिससे सबसे बाहरी सतह पर मौजूद स्ट्रैंड का Inductive Reactance सबसे कम होगा। कम Inductive Reactance होने की वजह से ज्यादा मात्रा में विधुत धारा सतह से प्रवाहित होने की कोशिश करेगा जिससे स्किन प्रभाव बढ़ जायेगा।

चालक का आकार स्किन प्रभाव को कैसे प्रभावित करता है?

यदि ट्रांसमिशन लाइन में प्रयुक्त पतला तथा स्ट्रैंड वायर का बना हुआ है तब स्किन प्रभाव कम उत्पन्न होगा क्योकि चालक की मोटाई कम होने होने की वजह से पूरा करंट केन्द्रीय भाग से प्रवाहित होगा।

विधुत आवृति स्किन प्रभाव को कैसे प्रभावित करता है?

चूँकि स्किन प्रभाव Inductive reactance की वजह से उत्पन्न होता है और Inductance reactance आवृति के समानुपाती होता है। इसलिए आवृति को बढ़ाने की वजह से स्किन प्रभाव भी बढ़ता है।

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कोरोना प्रभाव क्या होता है?

दो या दो से अधिक चालक को उसके ब्यास के तुलना में ज्यादा दुरी पर रख कर उसमे लो वोल्टेज पर प्रत्यावर्ती विधुत धारा प्रवाहित किया जाता है तब दोनों चालक के चारो तरफ कुछ दुरी तक वातावरण में मौजूद हवा में कुछ ज्यादा परिवर्तन नहीं होता है। लेकिन यदि आरोपित प्रत्यावर्ती विधुत वोल्टेज को लगातार बढ़ाते रहे तब एक निश्चित वोल्टेज के बाद चालक के चारो तरह हवा में एक बैगनी रंग प्रकाश उत्पन्न होने लगता है। प्रकाश उत्पति के साथ साथ शी-शी-शी-शी की आवाज़ भी आती है। इस प्रकार चालक के चारो तरफ प्रकाश उत्पन्न तथा आवाज़ उत्पन्न होने की घटना कोरोना प्रभाव कहलाता है। जिस वोल्टेज पर यह घटना घटती है उस वोल्टेज को Critical Disruptive Voltage कहते है।

यदि आरोपित वोल्टेज के परिमाण को लगातार बढ़ाते रहे तब उत्पन्न प्रकाश की तीव्रता ,आवाज़ उत्पन्न होने की तीव्रता , तथा उर्जा हानि भी आरोपित वोल्टेज के अनुपात में बढ़ता रहता है। यदि आरोपित वोल्टेज के परिमाण को हवा के ब्रेकडाउन वोल्टेज तक बढ़ाते है तब दोनों चालक के बीच मौजूद हवा का इंसुलेशन टूट जाता है जिससे Flash-Over हो जाता है और एक आग की लव उत्पन्न हो जाती है। यदि चालक के बाहरी सतह को पॉलिश कर दिया जाए तब चालक के चारो तरफ उत्पन्न होने वाला प्रकाश सामान रूप से उसके लम्बाई के अनुदिश उत्पन्न होता है।

कोरोना प्रभाव क्यों उत्पन्न होता है?

सामान्य वायुमंडलीय दाब एवं ताप पर हवा में कुछ आयांक्रित (Ionized) तथा उदासीन हवा के कण मौजूद रहते है। कॉस्मिक किरण ,रेडियोसक्रियता या अल्ट्रा वायलेट रेडिएशन के कारण ,हवा के ये कण आयांक्रित हो जाते है। आयांक्रित कण (ionized particle) के साथ साथ कुछ उदासीन कण (neutral particle) भी होते है। जब चालक के सिरों के बीच वोल्टेज आरोपित किया जाता है तब चालक के चारो तरफ हवा में एक विधुत क्षेत्र उत्पन्न हो जाता है। इस विधुत क्षेत्र का परिमाण चालक के सतह के नजदीक सबसे ज्यादा होता है। इस विधुत क्षेत्र की वजह से , चालक के नजदीक हवा में मौजूद मुक्त इलेक्ट्रान अपने ऊपर एक बल का अनुभव करते है जिससे वे गति करने लगते है। जैसे जैसे आरोपित वोल्टेज का परिमाण बढाया जाता है वैसे वैसे विधुत क्षेत्र का परिमाण भी बढ़ता जाता है। जिससे मुक्त इलेक्ट्रान की गति भी बढ़ती जाती है।

जब आरोपित वोल्टेज का परिमाण लगभग 30 हज़ार वोल्टेज के बराबर हो जाता है तब मुक्त इलेक्ट्रान की गतिज उर्जा इतनी ज्यादा हो जाती है की यह किसी उदासीन परमाणु या अणु से टकरा कर उससे दो या तीन इलेक्ट्रान को बाहर निकाल देता है जिससे वह उदासीन परमाणु आयनकृत(Ionized) हो जाता है। यह आयनकृत परमाणु किसी दुसरे अणु या परमाणु से टकरा कर उसे आयनकृत कर देता है। यह प्रक्रिया इतनी तेजी से होती है की बहुत ही कम समय में चालक के चारो तरफ मौजूद पुरे अणु आयन में परिवर्तित हो जाते है जिससे जिससे ,चालक के चारो तरफ एक बैगनी प्रकाश दिखाई देता है।

कोरोना प्रभाव के लाभ एवं हानि

कोरोना प्रभाव से होने वाली हानि एवं लाभ निम्न है :-

लाभ

चालक के चारो तरफ कोरोना प्रभाव उत्पन्न होने की वजह से ,चालक का आभासी मोटाई बढ़ जाती है जिससे चालक के चारो तरफ हवा के कण पर पड़ने वाला विधुत दबाव कम हो जाता है।
कोरोना प्रभाव के कारन दो चालक या ट्रांसमिशन लाइन के बीच विधुत दबाव कम हो जाता है जिससे Flash Over होने की संभावन कम हो जाती है। जो पॉवर सिस्टम के क्षमता को बढ़ा देता है।
कोरोना प्रभाव तडित आघात अर्थात आसमानी बिजली (lightning) के प्रभाव को कम कर देता है।

हानि

कोरोना प्रभाव के कारन उष्मीय उर्जा ,प्रकाश उर्जा ,ध्वनि उर्जा आदि के रूप में विधुत उर्जा का ह्रास होता है।
कोरोना प्रभाव के कारण ओजोन गैस (o-3) उत्पन्न होता है जो ट्रांसमिशन लाइन से रासायनिक अभिक्रिया कर ,जंग उत्पन्न कर देता है जिससे ट्रांसमिशन लाइन का जीवन काल कम हो जाता है।
कोरोना प्रभाव के कारण ,उसके सतह पर Non Sinusoidal विधुत धारा उत्पन्न हो जाती है जो दुसरे विधुत तरंग के साथ Interfere कर लेती है।

कोरोना प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक क्या है?

कोरोना प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक निम्न है:-

पर्यावरण (Environment)
चालक का आकार (Size of Conductor)
चालक के बीच स्थान (Spacing Between Conductor)
लाइन वोल्टेज (Line Voltage)

पर्यावरण कोरोना प्रभाव को कैसे प्रभावित करता है?

जैसे हमने जाना की कोरोना प्रभाव चालक के चारो तरफ मौजूद हवा कण के आयनकृत (Ionized) हो जाने की वजह से होता है। इससे साबित होता है की पर्यावरण का प्रभाव कोरोना प्रभाव पर पड़ता है। गर्मी के दिनों में जब काफी तेज हवा चलती है तब हवा में घर्सन की वजह से हवा में मौजूद परमाणु आयनकृत हो जाते है जिससे इस समय कोरोना प्रभाव ज्यादा देखने को मिलता है।

चालक का आकार कोरोना प्रभाव को कैसे प्रभावित करता है?

चालक के आकार का प्रभाव ,कोरोना प्रभाव पर पड़ता है। यदि चालक के बाहरी सतह असमान (irregular) है तब यहाँ कोरोना प्रभाव ज्यादा देखने को मिलता है क्योकि यह ब्रेकडाउन वोल्टेज को कम क्र देता है।

चालक के बीच का स्थान कोरोना प्रभाव को कैसे प्रभावित करता है?

दो चालक के बीच उत्पन्न विधुत क्षेत्र ,चालको के बीच के दुरी का व्युत्क्रमानुपती (Inverse) होता है। यदि चालक के बीच की दुरी को बढ़ा दिया जाए तब उत्पन्न विधुत क्षेत्र भी कम हो जाता है जिससे कोरोना प्रभाव कम हो जाता है।

लाइन वोल्टेज कोरोना प्रभाव को कैसे प्रभावित करता है?

ऊपर लिखित सभी कारणों में सबसे ज्यादा कोरोना प्रभाव को लाइन वोल्टेज प्रभावित करता है। यदि चालक के चारो तरफ के दशा (तापमान ,दाब आदि) को बदला नहीं जाए ,और चालक पर एक लो वोल्टेज आरोपित किया जाए तब कोरोना प्रभाव देखने को नहीं मिलता है। लेकिन जैसे जैसे आरोपित वोल्टेज का परिमाण बढाया जाता है ,वैसे वैसे उत्पन्न विधुत क्षेत्र का परिमाण भी बढ़ता जाता है जिससे ,चालक के चारो तरफ मौजूद हवा पर विधुत दबाव भी बढ़ता जाता है और कोरोना प्रभाव देखने को मिलने लगता है।

कोरोना प्रभाव को कैसे कम किया जाता है?

ज्यादातर देखा गया है वैसे ट्रांसमिशन लाइन जो 33 हज़ार या इससे अधिक वोल्टेज पर कार्य करते है ,उनके साथ कोरोना प्रभाव जैसी घटनाए कुछ ज्यादा ही होती है। इसलिए यह जरुरी हो जाता है की 33 हज़ार या इससे अधिक वोल्टेज पर कार्य करने वाले सबस्टेशन ,ट्रांसमिशन लाइन को इस प्रकार से डिजाईन किया जाए जिससे कोरोना प्रभाव जैसे घटना बहुत ही कम घटित हो। हमने ऊपर देखा की कुछ ऐसे करक होते है जो कोरोना प्रभाव को प्रभावित करते है ,यदि उनमे से कुछ प्रभाव को अमल में रखकर ट्रांसमिशन लाइन को डिजाईन किया जाए तब कोरोना प्रभाव को कम किया जा सकता है ,जैसे :-

ट्रांसमिशन लाइन में प्रयुक्त चालक के मोटाई बढाकर

यदि ट्रांसमिशन लाइन में प्रयुक्त किये गए चालक के मोटाई को बढ़ा दिया जाए तो उसका ब्यास बढ़ जायेगा ,जिससे चालक के चारो तरफ उत्पन्न विधुत क्षेत्र का परिमाण घट जायेगा और कोरोना प्रभाव कम दिखने को मिलेगा। लेकिन चालक के मोटाई बढ़ने की वजह से इसका वजन भी बढ़ जायेगा और लगत भी बढ़ जायेगा।

दो चालक के बीच की दुरी बढाकर

यदि दो चालको के बीच की दुरी को बढ़ा दिया जाए तब भी कोरोना प्रभाव को कम किया जा सकता है। लेकिन इसके साथ समस्या यह है की यदि चालक के बीच दुरी बढ़ने से सपोर्टिंग पोल का खर्च बढ़ जायेगा।

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बिजली बिल कैसे ज्ञात किया जाता है? - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

जुलाई 10, 2021 Pintu Prasad Basics Science, electronic Component, Instrument No comments

बिजली बिल की गणना कैसे किया जाता है?

इंजीनियरिंग के विध्यार्थी या अन्य दुसरे प्रोफेशनल लोग जिनको तकनिकी ज्ञान होता है ,उनके लिए बिजली बिल की गणना करना कोई बड़ी बात नहीं होता है लेकिन वैसे लोग जिनके पास तकनिकी ज्ञान नहीं होता है। उनके लिए बिजली बिल ज्ञात करना थोडा कठिन लगता है। यदि आप भी बिजली बिल ज्ञात करना नहीं जानते है तो आज के बाद से यह कार्य आपके लिए बिलकुल आसान हो जायेगा। हम आपको इस पोस्ट के माध्यम से बिजली बिल निकालना सिखायेंगे। चलिए इसकी शुरुवात एक उदहारण से करते है।

उदाहरण : मान लीजिये आपके घर में 50w के 15 बल्ब रात के वक्त प्रतिदिन 10 घंटा जलते है। इसके अतिरिक्त 100W के 5 पंखा प्रतिदिन 10 घंटा चलते है। यदि आपको बिजली देने वाली कंपनी का बिजली शुल्क रु.5 प्रति यूनिट है। तब आपके घर का एक महीने का बिजली बिल कितना होगा।

इस प्रश्न में दिया गया है

पंखा की विधुत शक्ति = P = 100 W प्रति पंखा

पांच पंखों की कुल विधुत शक्ति = 100 x 5 = 500 W

बल्ब की विधुत शक्ति = P =50W प्रति बल्ब

15 बल्ब की कुल विधुत शक्ति = 15 x 50 = 750 W

हम जानते है की किसी भी विधुत उपकरण द्वारा खपत विधुत उर्जा तथा उपकरण के क्षमता में निम्न सम्बन्ध होता है।

उपकरण द्वारा खपत कुल विधुत उर्जा = (उपकरण की विधुत क्षमता)x(समय)

आपके घर में खपत कुल विधुत उर्जा = बल्ब द्वारा खपत उर्जा +पंखा द्वारा खपत कुल उर्जा

आपके घर में खपत कुल विधुत उर्जा = (5 पंखा की कुल शक्ति )x(समय)+(15 बल्ब की कुल शक्ति)x(समय)

आपके घर में खपत कुल विधुत उर्जा = (500)x(10)+(750)x(10)

आपके घर में खपत कुल विधुत उर्जा = (5000)+(7500)

आपके घर में खपत कुल विधुत उर्जा = 12500 WH

खपत उर्जा की मात्रा = (कुल विधुत उर्जा)/(1000) यूनिट

खपत उर्जा की मात्रा = (12500)/(1000) यूनिट = 12.5 यूनिट ()यह प्रतिदिन खपत की गई बिजली की मात्रा है।

इसलिए पुरे एक महीने में खपत कुल विधुत = 12.5 x 30 =375 यूनिट

चूँकि एक यूनिट का शुल्क रु.5 है इसलिए पुरे एक महीने का बिजली बिल = 5 x 375 = रु.1875

किलोवाट(KW) तथा किलोवाट ऑवर(KWH) क्या होता है ?

किलोवाट (KW)

वैसे हम सभी को मालूम है की शक्ति का SI मात्रक वाट होता है जिसे W से लिखा जाता है। जब W से पहले K लिख दिया जाता है तब इसका मतलब किलो वाट हो जाता है। किलोवाट (KW) वास्तव में शक्ति का ही मात्रक है। 1 KW का मतलब होता है 1000 वाट। चूँकि 1000 वाट लिखना थोडा बुरा लगता है इसलिए लोग इसे शार्ट में 1 KW लिखना पसंद करते है। वैसे जब किसी उपकरण की शक्ति दस लाख वाट (1000000W) हो जाती है तब इसे भी लिखना थोडा अजीब लगता है इसलिए इसे मेगा वाट अर्थात MW लिखा जाता है। इस तरह यदि पॉवर में शून्य की संख्या बढ़ता जाता है तब उसे शोर्ट में निम्न तरीके सेर लिखा जाता है :-

1000 W = 1 KW (किलो वाट)

1000000 W =1 MW (मेगा वाट)

1000000000W = 1 GW (गीगा वाट)

1000000000000W = 1TW (टेरा वाट)

1000000000000000W= 1PW (पेटा वाट)

किलोवाटऑवर (KWH)

जैसे हम जानते है की उर्जा तथा विधुत शक्ति में निम्न संबंध होता है :-

विधुत उर्जा = (विधुत शक्ति x समय )

यदि इस संबंध में शक्ति के लिए W तथा समय के लिए Hour अर्थात H लिखे तब यह कुछ ऐसा होगा

विधुत उर्जा = (W x H ) = WH

यदि किसी विधुत उपकरण की शक्ति = 1000W वाट हो तब इसे H घंटा के लिए उर्जा के रूप में इस तरह लिख सकते है।

विधुत उर्जा = (1000W x H ) = 1000WH

विधुत उर्जा = (1000W x H ) = 1KWH जैसे हमने ऊपर देखा की 1000 को किलो अर्थात K लिखते है।

अर्थात इससे यह निष्कर्ष निकलता है की KW विधुत शक्ति की इकाई है जो 1000 वाट शक्ति के बराबर होता है जबकि KWH विधुत उर्जा की मात्रक है जो 1000 watt -Hours (WH) के बराबर होता है।

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Z - Parameter क्या होता है?

इसे Impedance पैरामीटर भी कहा जाता है। यह किसी भी रैखिक विधुत सर्किट का एक गुण होता है। इसके मदद से विधुत सर्किट के इनपुट तथा आउटपुट वोल्टेज तथा करंट को ज्ञात किया जाता है। Two Port Network में Z पैरामीटर इनपुट तथा आउटपुट में संबंध स्थापित करता है। इसे ओपन सर्किट पैरामीटर भी कहा जाता है।

Z-पैरामीटर को कैसे ज्ञात किया जाता है ?

किसी भी two Port Network से सम्बंधित चार राशिय होती है :- दो इनपुट आउटपुट वोल्टेज तथा दो इनपुट आउटपुट करंट। यदि इन सभी चार राशियों में से किसी दो को स्वतंत्र मान लिया जाए तो अन्य दो राशिया इन दो स्वतंत्र राशियों पर निर्भर करेंगी। इन सभी राशियों के बीच सम्बन्ध को निम्न दिए गए ब्लाक के मदद से समझेंगे।

जैसे ऊपर के चित्र में (V_1,I₁) तथा (V_{2 ,}I₂) क्रमशः इनपुट तथा आउटपुट है।

यदि इन सभी चार टर्मिनल में से केवल (V_1,) तथा (V₂) को स्वतंत्र राशि मान ले। तब इन दोनों राशियों को करंट (I₁) तथा (I₂) के रूप में लिख सकते है। अर्थात (V_1,) तथा (V₂) को (I₁) तथा (I₂) के फलन के रूप में लिखा जा सकता है जैसे :-

$V_{1} = f(I_{1},I_{2})$

$V_{2} = f(I_{1},I_{2})$

यदि इसे हम समीकरण के रूप में लिखे तो यह कुछ ऐसा होगा

$V_{1} = f(I_{1},I_{2}) = I_{1}Z_{11}+I_{2}Z_{12}$

$V_{2} = f(I_{1},I_{2}) = I_{1}Z_{21} + I_{2}Z_{22}$

इन दोनों समीकरण में प्रयुक्त (I₁) तथा (I₂) के गुणांक (Z₁₁,Z₁₂,Z₂₁एवं Z₂₂) Z पैरामीटर कहलाते है।

Z पैरामीटर का कैलकुलेशन कैसे किया जाता है?

यदि ऊपर के वोल्टेज समीकरण को लिखा जाए तो यह कुछ इस प्रकार से लिखा जा सकता है :-

$V_{1} = I_{1}Z_{11}+I_{2}Z_{12}$

$V_{2} = I_{1}Z_{21} + I_{2}Z_{22}$

यदि इन दोनों समीकरण में(I₂ = 0) रखे तो

$V_{1} = I_{1}Z_{11}+0 \times Z_{12} = I_{1}Z_{11}$

$Z_{11} = \frac{V_{1} }{I_{1}}$

(इसे इनपुट सर्किट Impedance कहते है।)

इसी तरह दुसरे समीकरण से

$V_{2} = I_{1}Z_{21}+0 \times Z_{12} = I_{1}Z_{21}$

$Z_{21} = \frac{V_{2} }{I_{1}}$

(इसे आउटपुट टर्मिनल से इनपुट टर्मिनल के तरफ ट्रान्सफर होने वाला Impedance कहते है )

यदि इन दोनों समीकरण में(I₁ = 0) रखे तो

$V_{1} = I_{1}Z_{11}+I_{2}Z_{12}$

$V_{2} = I_{1}Z_{21} + I_{2}Z_{22}$

$V_{1} = 0\times Z_{11}+I_{2}Z_{12}=I_{2}Z_{12}$

$Z_{12}=\frac{V_{1}}{I_{2}}$

(इसे इनपुट से आउटपुट का ओपन सर्किट Impedance कहा जाता है)

दुसरे समीकरण में (I₁ = 0) रखने पर

$V_{2} = 0 \times Z_{21} + I_{2}Z_{22} = I_{2}Z_{22}$

$Z_{22}= \frac{V_{2}}{ I_{2}}$

(इसे ओपन सर्किट आउटपुट Impedance कहा जाता है)

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HVDC transmission क्या होता है ?

जब बहुत ही ज्यादा मात्रा में विधुत उर्जा को एक स्थान से दुसरे स्थान तक डीसी वोल्टेज पर भेजा जाता है तब ऐसे पॉवर सिस्टम को HVDC Transmission सिस्टम कहा जाता है। उच्च DC वोल्टेज पर विधुत उर्जा को लम्बे दुरी तक भेजना कम खर्चीला (Less Expensive) होता है। AC ट्रांसमिशन लाइन के तुलना में DC ट्रांसमिशन लाइन सस्ता होता है। DC ट्रांसमिशन लाइन AC ट्रांसमिशन लाइन के तुलना में ज्यादा Efficient होता है। HVDC सिस्टम में अलग अलग फ्रीक्वेंसी वाले पॉवर प्लांट को आसानी से आपस में जोड़ा जा सकता है।

AC ट्रांसमिशन सिस्टम में विधुत उर्जा वोल्टेज तरंग(Voltage Wave) या करंट तरंग (Current Wave) के रूप में प्रवाहित होता है जिसकी दिशा प्रत्येक क्षण बदलता रहता है जिससे ऊष्मा के रूप में ज्यादा मात्रा विधुत उर्जा का ह्रास (loss) होता है। जबकि HVDC सिस्टम में विधुत उर्जा डीसी वोल्टेज के रूप में प्रवाहित होता है जिससे विधुत उर्जा का ह्रास बहुत कम होता है जिसके वजह से HVDC की Efficiency बढ़ जाती है।

HVDC सिस्टम 600 किलोमीटर या इससे अधिक दूरी तक विधुत उर्जा को भेजने के लिए किफायती होता है। एक संयुक्त AC तथा DC सिस्टम में उत्पन्न AC वोल्टेज को भेजने से पहले DC में परिवर्तित किया जाता है उसके बाद उसे ट्रांसमिशन लाइन द्वारा उपयोग करने वाके स्थान पर भेजा जाता है। उपयोग करने वाले स्थान पर पुनः DC को AC में परिवर्तित किया जाता है। अर्थात HVDC सिस्टम में दोनों छोर पर AC से DC तथा DC से AC में परिवर्तन करने वाले इलेक्ट्रिकल डिवाइस की जरुरत पड़ती है।

HVDC सिस्टम कैसे कार्य करता है ?

चूँकि पॉवर प्लांट में विधुत उर्जा का उत्पादन AC पॉवर के रूप में होता है। AC पॉवर के रूप में उत्पादित इस विधुत उर्जा को रेक्टिफायर के मदद से DC में बदला जाता है। विधुत उर्जा को DC में बदलने के बाद इसे ट्रांसमिशन लाइन द्वारा सुदूर उपयोग करने वाले स्थान जिसे User End कहते है ,पर भेजा जाता है। User End पर प्राप्त विधुत उर्जा को पुनः दुबारा इन्वर्टर के मदद से DC को AC में बदला जाता है। AC में परिवर्तित विधुत उर्जा को उपयोग करने के लिए ग्राहक को दिया जाता है। अर्थात HVDC सिस्टम में ट्रांसमिशन लाइन के दोनों छोर पर कन्वर्शन तथा इन्वर्जन करना पड़ता है। DC के रूप में विधुत उर्जा को लम्बे दुरी तक भेजना फायदेमंद होता है क्योकि DC ट्रांसमिशन लाइन में विधुत उर्जा का ह्रास बहुत कम होता है जिससे ट्रांसमिशन लाइन की दक्षता(Efficiency) बढ़ जाती है।

HVDC उपयोग के लाभ

HVDC सिस्टम डिजाईन में कम मात्रा कंडक्टर्स तथा इंसुलेटर की जरुरत पड़ती है इसलिए HVDC सस्ता पड़ता है।
HVDC सिस्टम में टावर डिजाईन सस्ता होता है।
HVAC की तुलना में HVDC सिस्टम में कोरोना लोस कम होता है।
चूँकि HVDC सिस्टम उपयोग होने वाले चालको की संख्या कम होती है इसलिए विधुत उर्जा का ह्रास (loss)कम होता है।
HVDC सिस्टम में रिटर्निंग करंट के लिए अर्थिंग का उपयोग किया जाता है इसलिए ट्रांसमिशन लाइन में फाल्ट होने पर यह सुरक्षित रहता है।
HVDC में फ्रीक्वेंसी नहीं होती है इसलिए इसमें स्किन इफ़ेक्ट , प्रोक्सिमिटी इफ़ेक्ट आदि नहीं होता है।

HVDC उपयोग के हानि

HVDC सिस्टम के दोनों छोर पर कनवर्टर तथा इन्वर्टर का उपयोग होता है इसलिए इसका प्रारंभिक लागत ज्यादा होता है।
इन्वर्टर के उपयोग होने की वजह से आउटपुट वोल्टेज तरंग में हर्मोनिक्स होते है जिन्हें हटाने के लिए फ़िल्टर का उपयोग करना पड़ता है जिससे HVDC का लागत बढ़ जाता है।
DC को AC में बदलने वाले इन्वर्टर की क्षमता सिमित होती है।
एचवीडीसी सिस्टम में ज्यादा मात्रा में सर्किट ब्रेकर का उपयोग किया जाता है जिससे लागत बढ़ जाता है।
एचवीडीसी लिंक काफी Complicated होते है।

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विधुत फ्यूज क्या होता है ?

यह एक प्रकार का विधुतीय उपकरण होता है जिसका उपयोग विधुत परिपथ से जुड़े विधुत उपकरण का शोर्ट सर्किट(Short Circuit) या ओवर करंट(Over Current) से सुरक्षा के लिए किया जाता है। यह विधुत पतिपथ में एक कमजोर कड़ी की तरह कार्य करता है। जब बहुत ही ज्यादा मात्रा में विधुत धारा (Current ) का प्रवाह परिपथ से होता है तब विधुत फ्यूज टूट जाता है जिससे विधुत धारा का प्रवाह विधुत उपकरण के तरफ नहीं हो पाता है। जिससे विधुत उपकरण जलने से बच जाता है। विधुत फ्यूज के अविष्कार का श्रेय थॉमस अल्वा एडिसन को दिया जाता है। ऐसी मान्यता है की 1890 के दशक में एडिसन ने विधुत फ्यूज का अविष्कार किया था। यह एक सस्ता तथा साधारण सा दिखने वाला विधुत उपकरण होता है। विधुत फ्यूज को अंग्रेजी में Electrical Fuse कहा जाता है।

विधुत फ्यूज का बनावट तथा कार्य सिद्धांत क्या होता है?

एक साधारण विधुत फ्यूज अज्वलनशील पदार्थ का बना हुआ होता है जिसके अन्दर एक कम प्रतिरोध (low Resistance) वाले धातु का तार लगा रहता है। जिस विधुत उपकरण को ओवर करंट या शोर्ट सर्किट से सुरक्षा देना होता है उस उपकरण के साथ श्रेणी क्रम में विधुत फ्यूज को जोड़ा जाता है। चूँकि विधुत उपकरण ओवर करंट या शोर्ट सर्किट पर कार्य करने के लिए नहीं बनाए जाते है। यदि ज्यादा मात्रा में विधुत धारा का प्रवाह उपकरण के तरफ हुआ तब वह जल जायेगा। विधुत फ्यूज से जुड़े उपकरण में जब ओवर करंट बहता है तब विधुत फ्यूज टूट जाता है जिससे विधुत धारा का प्रवाह ओपन सर्किट हो जाने की वजह से रूक जाता है। जिससे उपकरण जलने से बच जाता है।

विधुत फ्यूज विधुत धारा के उष्मीय प्रभाव पर कार्य करता है। जिसके अनुसार यदि किसी वायर से विधुत धारा प्रवाहित होती है तब वह उष्मीय उर्जा उत्पन्न करती है। वायर से उत्पन्न होने वाला उष्मीय उर्जा प्रवाहित विधुत धारा तथा वायर के प्रतिरोध पर निर्भर करता है। चूँकि विधुत फ्यूज में धातु के पतले वायर उपयोग किये जाते है ,जब इस पतले वायर से ज्यादा मात्रा में विधुत धारा प्रवाहित होता है तब उष्मीय उर्जा उत्पन्न होता है जिससे वायर गल (Melt)कर टूट जाता है और उपकरण जलने से बच जाता है।

विधुत फ्यूज की क्षमता कैसे निर्धारित किया जाता है?

विधुत फ्यूज के क्षमता से हमारा मतलब यह है की विधुत फ्यूज बिना टूटे या गले अधिकतम कितनी विधुत धारा को सुरक्षित प्रवाहित कर सकता है। विधुत धारा की अधिकतम मात्रा जो विधुत फ्यूज को बिना ब्रेक किये प्रवाहित हो जाये ,विधुत धारा के उस मात्रा को विधुत फ्यूज की रेटिंग या क्षमता कहते है। किसी विधुत परिपथ को सुरक्षा देने के लिए लगाये गए विधुत फ्यूज की क्षमता निम्न सूत्र द्वारा ज्ञात किया जाता है:

$R =\frac{P}{V}\times1.25$

जहा फ्यूज की क्षमता = R

परिपथ से जुड़े विधुत लोड की शक्ति (Power) = P

विधुत परिपथ को सप्लाई वोल्टेज = V

उदहारण : यदि किसी विधुत परिपथ से 1000 वाट का कोई विधुत लोड जुडा हुआ है और विधुत परिपथ को 250 वोल्टेज की विधुत सप्लाई दी जा रही है तब परिपथ को सुरक्षित करने के लिए किस क्षमता की विधुत फ्यूज की जरुरत पड़ेगी।

यहाँ दिया गया है :-

पॉवर = P = 1000 W

वोल्टेज = V = 250 Volt

तब ऊपर के फार्मूला से

$R =\frac{1000 }{250 }\times1.25 = 5A$

अर्थात 5A रेटिंग के विधुत फ्यूज को परिपथ से जोड़ना पड़ेगा।

विधुत फ्यूज के लाभ क्या है?

विधुत फ्यूज के लाभ निम्न है :-

यह विधुत परिपथ को सुरक्षित करने का सबसे आसान एवं सस्ता उपकरण है जिसमे किसी भी प्रकार के मेंटेनेंस की जरुरत नहीं पड़ती है।
यह सर्किट ब्रेकर की तुलना में बहुत तेजी से कार्य करता है।
इसकी आसानी से मरम्मत किया जा सकता है।