പ്രത്യാവർത്തിധാരാ വൈദ്യുതി

പ്രത്യാവർത്തിധാര വൈദ്യുതി - ആൾട്ടർനേറ്റിങ് കറന്റ് (Alternating Current (AC)) (ചുരുക്കം: എ.സി.).സമയതിനനുസരിച്ചു ദിശയും അളവും മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന വൈദ്യുത ധാരയാണിത് ഒരേ ദിശയിൽ പ്രവഹിക്കുന്ന ധാരയാണ് നേർധാര. പ്രത്യാവർത്തി ധാരയാണ് വ്യാവസായിക ഗാർഹിക ഉപയോഗത്തിനു ലഭ്യമാകുന്നത്. ടെലിഫോൺ കമ്പികളിൽ കൂടിയുള്ള ശബ്ദത്തിന്റെ സഞ്ചാരവും പ്രത്യാവർത്തിധാരയായിട്ടാണ്.

ചരിത്രം

1891 ലാണ് എ.സി. യുടെ ആദ്യത്തെ ദീർഘദൂര പ്രേഷണം അമേരിക്കയിലെ കൊളറാഡോയിലും ഇതേസമയം തന്നെ ജർമനിയിലും തുടങ്ങിയത്. എ.സി. യുടെ നിർമ്മാണവും പ്രസരണവും വോൾട്ടേജ് മാറ്റം വരുത്തലും ഡി.സി.യെ അപേക്ഷിച്ച് എളുപ്പമായതിനാൽ എ.സി.യുടെ ഉപയോഗം പെട്ടെന്ന്‌ പ്രചാരത്തിലായി. നിക്കോള ടെസ്‌ലെയാണ് ACയുടെ ഉപജ്ഞാതാവ്.. "the father of alternative current- Nikola Tesla"

വൈദ്യുതപ്രസരണവും വിതരണവും

ദീർഘദൂരപ്രസരണത്തിലുണ്ടാവുന്ന ഊർജ്ജ നഷ്ടം കുറക്കുന്നതിന് വൈദ്യുതിയുടെ വോൾട്ടത കൂട്ടേണ്ടത് അത്യാവശ്യമാണ്. അതുപോലെ വീടുകളിലേയും മറ്റും ഉപയോഗത്തിന് നൽകുന്നതിന് മുൻപ് വോൾട്ടത കുറക്കുകയും വേണം. ട്രാൻസ്ഫോർമർ ഉപയോഗിച്ച് പ്രത്യാവർത്തിധാരയുടെ വോൾട്ടത കൂട്ടാനും കുറക്കാനും എളുപ്പത്തിൽ സാധിക്കും. ഇതാണ് വിതരണമേഖലയിൽ എ.സി. ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന കാരണം

തരംഗരൂപം

പ്രത്യാവർത്തി ധാരയുടെ തരംഗരൂപം സാധാരണയായി സൈൻ വേവ് (ആംഗലേയം: sine wave) രൂപം ആണ്. ജനിത്രം ഉപയോഗിച്ചുണ്ടാക്കുന്ന വൈദ്യുതോർജ്ജത്തിന്റെ തനതായ രൂപമാണ് ഇത്. പ്രേഷണത്തിനും വോൾട്ടേജ് മാറ്റം വരുത്തുന്നതിനും ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ തരംഗരൂപമാണ് ഇത്. എന്നാൽ പ്രത്യേക ആവശ്യങ്ങൾക്കായി ത്രികോണതരംഗം (triangular wave), ചതുരതരംഗം (square wave) രൂപത്തിലുള്ള ധാരയും ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. ചില ഇൻ‌വെർട്ടറുകളിൽ നിന്നും ഉണ്ടാകുന്ന പ്രത്യാവർത്തിധാര ചതുരതരംഗരൂപത്തിലുള്ളതാണ്.

ആവൃത്തിയും വോൾട്ടതയും

തെരുവു വിളക്കുകളെ‍ നീങ്ങുന്ന ക്യാമറയിൽ ഏടുത്ത ചിത്രം. പ്രത്യാവർത്തിധാരയായതിനാലാണ് തുടർച്ചയായ രേഖക്കു പകരം കുത്തുകളായി കാണപ്പെടുന്നത്.

ഭാരതത്തിൽ ലഭ്യമാകുന്ന പ്രത്യാവർത്തി ധാരയുടെ ആവൃത്തി, 50 ഹെർട്സും വോൾട്ടത 230 വോൾട്ടും ആണ്. അതായത് ഒരു സെക്കന്റിൽ തന്നെ 50 പ്രാവശ്യം ഒരു ദിശയിലേക്കും 50 പ്രാവശ്യം എതിർദിശയിലേക്കും വൈദ്യുതി പ്രവാഹം നടക്കുന്നു.

ഓരോ രാജ്യത്തും വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന പ്രത്യാവർത്തി ധാരയുടെ ആവൃത്തിയും വോൾട്ടതയും വ്യത്യസ്തമായിരിക്കാം. മിക്കവാറും രാജ്യങ്ങളിലും വോൾട്ടത 230 വോൾട്ടും ആവൃത്തി 50 ഹെർട്സും അല്ലെങ്കിൽ 110 വോൾട്ടും 60 ഹെർട്സും ആണ് ഇതിന്റെ അളവ്. ജപ്പാൻ പോലുള്ള രാജ്യങ്ങളിൽ 60, 50 എന്നീ രണ്ടു ആവൃത്തികളിൽ ഉള്ള വൈദ്യുതവിതരണവും നിലവിലുണ്ട്.

കുറഞ്ഞ ആവൃത്തിയിലുള്ള ധാര കുറഞ്ഞ വേഗതയിലുള്ള മോട്ടോറുകൾക്ക് ഗുണകരമാണ്, എന്നാൽ ഇത് ചിലതരം വൈദ്യുതവിളക്കുകൾക്ക് യോജിച്ചതല്ല. ഓസ്ട്രിയ, ജർമനി, നോർവേ, സ്വീഡൻ, സ്വിറ്റ്സർലന്റ് എന്നീ രാജ്യങ്ങളിൽ, 16.7 ഹെർട്സ് ആവൃത്തി ഇപ്പോഴും വൈദ്യുതതീവണ്ടികൾക്ക് വേണ്ടി ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്.

കൂടുതൽ വേഗതയിലുള്ള മോട്ടോറുകൾക്ക് വേണ്ടി 400 ഹെർട്സ് ആവൃത്തിയും ചില മേഖലകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

വർഗ്ഗമാധ്യമൂല മൂല്യം (root mean square value) (ആർ.എം.എസ്. മൂല്യം)

പ്രത്യാവർത്തിധാരയുടെ തരംഗരൂപം. ആർ.എം.എസ്. മൂല്യമാണ് ഇടവിട്ട വരകളായി കൊടുത്തിരിക്കുന്നത്.

പ്രത്യാവർത്തിധാരയുടെ വോൾട്ടതയും ധാരയുടെ അളവും അനുനിമിഷം മാറുന്നതിനാൽ ഫലത്തിലുള്ള (effective) വോൾട്ടതയും ധാരയും സൂചിപ്പിക്കുന്ന മൂല്യമാണിത്. നേർധാരയുമായി താരതമ്യം ചെയ്താണ് ഇത്‌ കണ്ടെത്തുന്നത്. ഒരു പ്രത്യേക പരമാവധി വോൾട്ടത (peak voltage) ഉള്ള പ്രത്യാവർത്തിധാര ഉപയോഗിച്ച് ഉണ്ടാക്കാവുന്ന ശക്തി ഉണ്ടാക്കുന്നതിന് എത്രമാത്രം നേർധാര വോൾട്ടത ആവശ്യമാണോ അതാണ് പ്രസ്തുത പ്രത്യാവർത്തിധാരയുടെ, വോൾട്ടതയുടെ ആർ.എം.എസ്. മൂല്യം. സൈൻ തരംഗരൂപത്തിലുള്ള ധാരക്ക് ഇത്

${\displaystyle V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {peak} }}{\sqrt {2}}}}$ ആണ്.

${\displaystyle V_{\mathrm {peak} }}$ എന്നത് പരമാവധി വോൾട്ടതയാണ്.

മറ്റു തരംഗരൂപങ്ങളുടെ ആർ.എം.എസ് മൂല്യം വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. നമ്മുടെ വീടുകളിൽ കിട്ടുന്ന വൈദ്യുതിയുടെ വോൾട്ടത 230 വോൾട്ട് ആണല്ലോ. ഇത് ആർ.എം.എസ്. മൂല്യമാണ്. ഇതിന്റെ പരമാവധിമൂല്യം ഏകദേശം 325 വോൾട്ട് ആണ്. അതായത് -325 വോൾട്ട് മുതൽ +325 വോൾട്ട് വരെ വോൾട്ടത ഒരു സെക്കന്റിൽ നൂറു വട്ടം മാറുന്നു.

കമ്മ്യൂട്ടേറ്റർ

എ.സി., ഡി.സി. യാക്കി മാറ്റുന്നതിനുള്ള ഉപകരണമാണ് കമ്മ്യൂട്ടേറ്റർ. സ്പ്ലിറ്റ് റിങ്ങാണ് ഇതിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന സങ്കേതം.

ഇതും കാണുക

നേർധാരാ വൈദ്യുതി