From Wikipedia, the free encyclopedia
भौतिकशास्त्र आणि अभियांत्रिकीमध्ये, एक फेझर ( फेझ वेक्टरचा एक पोर्टमॅन्टो [1] [2] ) ही एक जटिल संख्या आहे जी सायनसॉइडल फंक्शन दर्शवते ज्याचे मोठेपणा ( A ), कोनीय वारंवारता ( ω ), आणि प्रारंभिक टप्पा ( θ ) वेळ-अपरिवर्तनीय असतात. . हे विश्लेषणात्मक प्रतिनिधित्व नावाच्या अधिक सामान्य संकल्पनेशी संबंधित आहे, [3] जी सायनसॉइडचे विघटन करून एक जटिल स्थिरांक आणि वेळ आणि वारंवारता यावर अवलंबून घटक बनवते. कॉम्प्लेक्स स्थिरांक, जो मोठेपणा आणि टप्प्यावर अवलंबून असतो, त्याला फासर किंवा जटिल मोठेपणा, [4] [5] आणि (जुन्या ग्रंथांमध्ये) सिनॉर [6] किंवा अगदी कॉम्प्लेक्सर म्हणून ओळखले जाते. [6]
या लेखातील मजकूर मराठी विकिपीडियाच्या विश्वकोशीय लेखनशैलीस अनुसरून नाही. आपण हा लेख तपासून याच्या पुनर्लेखनास मदत करू शकता.
नवीन सदस्यांना मार्गदर्शन हा साचा अशुद्धलेखन, अविश्वकोशीय मजकूर अथवा मजकुरात अविश्वकोशीय लेखनशैली व विना-संदर्भ लेखन आढळल्यास वापरला जातो. |
विद्युतीय नेटवर्क्समध्ये वेळ बदलणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाने चालणारी एक सामान्य परिस्थिती म्हणजे एकाच वारंवारतेसह अनेक सायनसॉइड्सचे अस्तित्त्व, परंतु भिन्न मोठेपणा आणि टप्पे. त्यांच्या विश्लेषणात्मक प्रस्तुतीकरणातील फरक हा जटिल मोठेपणा (फासर) आहे. अशा फंक्शन्सचे एक रेषीय संयोजन फासोर्सचे रेखीय संयोजन म्हणून प्रस्तुत केले जाऊ शकते (ज्याला फासर अंकगणित किंवा फासर बीजगणित म्हणून ओळखले जाते [7] ) आणि वेळ/वारंवारता अवलंबून घटक ज्यात त्या सर्वांमध्ये साम्य आहे.
फासर या शब्दाची उत्पत्ती योग्यरित्या सूचित करते की व्हेक्टरसाठी शक्य असलेल्या (डायग्रामॅटिक) कॅल्क्युलससारखे काहीसे वेक्टरसाठी देखील शक्य आहे. [6] फासर ट्रान्सफॉर्मचे एक महत्त्वाचे अतिरिक्त वैशिष्ट्य म्हणजे सायनसॉइडल सिग्नल्सचे भिन्नता आणि एकत्रीकरण (सतत मोठेपणा, कालावधी आणि टप्पा असणे) हे फॅसरवरील साध्या बीजगणितीय ऑपरेशन्सशी संबंधित आहे; अशा प्रकारे फासर ट्रान्सफॉर्म टाइम डोमेनमध्ये भिन्न समीकरणे ( वास्तविक गुणांकांसह) सोडविण्याऐवजी फासर डोमेनमध्ये साधी बीजगणितीय समीकरणे (जटिल गुणांकांसह) सोडवून RLC सर्किट्सच्या AC स्थिर स्थितीचे विश्लेषण (गणना) करण्यास अनुमती देते. [8] [9] [lower-alpha 1] 19व्या शतकाच्या उत्तरार्धात जनरल इलेक्ट्रिकमध्ये काम करणारे चार्ल्स प्रोटीयस स्टीनमेट्झ हे फॅसर ट्रान्सफॉर्मचे प्रवर्तक होते. [10] [11]
काही गणिती तपशिलांवर नजर टाकल्यास, फॅसर ट्रान्सफॉर्मला लॅप्लेस ट्रान्सफॉर्मची एक विशिष्ट केस म्हणून देखील पाहिले जाऊ शकते, ज्याचा उपयोग (एकाच वेळी) RLC सर्किटचा क्षणिक प्रतिसाद मिळविण्यासाठी केला जाऊ शकतो. [9] [11] तथापि, Laplace ट्रान्सफॉर्म लागू करणे गणितीयदृष्ट्या अधिक कठीण आहे आणि केवळ स्थिर स्थितीचे विश्लेषण आवश्यक असल्यास प्रयत्न अन्यायकारक असू शकतात. [11]
फॅसर नोटेशन ( कोन नोटेशन म्हणून देखील ओळखले जाते) हे इलेक्ट्रॉनिक्स अभियांत्रिकी आणि इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये वापरले जाणारे गणितीय नोटेशन आहे. एकतर वेक्टर दर्शवू शकतो किंवा जटिल संख्या , सह , या दोन्हीची तीव्रता 1 आहे. एक वेक्टर ज्याचे ध्रुवीय निर्देशांक परिमाण आहेत आणि कोन असे लिहिले आहे [12]
कोन अंशातून रेडियनमध्ये गर्भित रूपांतरणासह अंशांमध्ये सांगितले जाऊ शकते. उदाहरणार्थ असल्याचे गृहीत धरले जाईल जे वेक्टर आहे किंवा संख्या
स्थिर मोठेपणा, वारंवारता आणि टप्प्यासह वास्तविक-मूल्यवान साइनसॉइडचे स्वरूप आहे:
जिथे फक्त पॅरामीटर वेळ भिन्न आहे. काल्पनिक घटकाचा समावेश:
देते, यूलरच्या सूत्रानुसार, lede परिच्छेदामध्ये वर्णन केलेल्या फॅक्टरिंग गुणधर्म:
ज्याचा खरा भाग मूळ सायनसॉइड आहे. जटिल प्रतिनिधित्वाचा फायदा असा आहे की इतर जटिल प्रतिनिधित्वांसह रेखीय ऑपरेशन्स एक जटिल परिणाम देतात ज्याचा वास्तविक भाग इतर जटिल साइनसॉइड्सच्या वास्तविक भागांसह समान रेखीय ऑपरेशन्स प्रतिबिंबित करतो. शिवाय, सर्व गणिते फक्त फासरांनी करता येतात आणि सामान्य घटक निकालाच्या वास्तविक भागापूर्वी पुन्हा समाविष्ट केले जाते.
कार्य चे विश्लेषणात्मक प्रतिनिधित्व म्हणतात आकृती 2 हे कॉम्प्लेक्स प्लेनमध्ये फिरणारे वेक्टर म्हणून चित्रित करते. काहीवेळा संपूर्ण फंक्शनला फॅसर म्हणून संदर्भित करणे सोयीचे असते, [13] जसे आपण पुढील भागात करतो. परंतु फासर हा शब्द सामान्यत: फक्त स्थिर संमिश्र संख्या सूचित करतो
फॅसरचे गुणाकार एका जटिल स्थिरांकाने, , दुसरा फासर तयार करतो. याचा अर्थ असा की त्याचा एकमात्र परिणाम अंतर्निहित सायनसॉइडचे मोठेपणा आणि टप्पा बदलणे आहे:
इलेक्ट्रॉनिक्स मध्ये, प्रतिबाधाचे प्रतिनिधित्व करेल, जे वेळेपासून स्वतंत्र आहे. विशेषतः हे दुसऱ्या फासरसाठी लघुलेखन नाही . फासर प्रवाहाचा प्रतिबाधाने गुणाकार केल्याने फासर व्होल्टेज तयार होते. परंतु दोन फॅसरचे उत्पादन (किंवा फॅसरचे वर्गीकरण) दोन साइनसॉइड्सचे उत्पादन दर्शवेल, जे एक नॉन-रेखीय ऑपरेशन आहे जे नवीन वारंवारता घटक तयार करते. Phasor नोटेशन केवळ एक वारंवारता असलेल्या प्रणालींचे प्रतिनिधित्व करू शकते, जसे की साइनसॉइडद्वारे उत्तेजित रेखीय प्रणाली.
अनेक फासरांची बेरीज आणखी एक फासर तयार करते. कारण समान वारंवारता असलेल्या सायनसॉइड्सची बेरीज देखील त्या वारंवारतेसह साइनसॉइड असते:
जिथे
आणि, आम्ही घेतल्यास , नंतर आहे:
किंवा, कॉम्प्लेक्स प्लेनवरील कोसाइनच्या नियमाद्वारे (किंवा कोनातील फरकांसाठी त्रिकोणमितीय ओळख ):
जिथे
महत्त्वाचा मुद्दा असा आहे की A 3 आणि θ 3 ω किंवा t वर अवलंबून नाहीत, ज्यामुळे फॅसर नोटेशन शक्य होते. वेळ आणि वारंवारता अवलंबित्व दडपले जाऊ शकते आणि परिणामामध्ये पुन्हा समाविष्ट केले जाऊ शकते जोपर्यंत फक्त त्या दरम्यान वापरलेले ऑपरेशन दुसरे फॅसर तयार करतात. कोन नोटेशनमध्ये, वर दर्शविलेले ऑपरेशन लिहिले आहे:
बेरीज पाहण्याचा आणखी एक मार्ग म्हणजे समन्वय असलेले दोन सदिश [A1 cos(ωt + θ1), A1 sin(ωt + θ1)] आणि [A2 cos(ωt + θ2), A2 sin(ωt + θ2)] निर्देशांक [A3 cos(ωt + θ3), A3 sin(ωt + θ3)] सह परिणामी वेक्टर तयार करण्यासाठी वेक्टोरिअली जोडले जातात (अॅनिमेशन पहा).
भौतिकशास्त्रात, या प्रकारची जोडणी तेव्हा होते जेव्हा सायनसॉइड्स रचनात्मक किंवा विध्वंसकरित्या एकमेकांमध्ये हस्तक्षेप करतात. स्टॅटिक वेक्टर संकल्पना यासारख्या प्रश्नांमध्ये उपयुक्त अंतर्दृष्टी प्रदान करते: "परिपूर्ण रद्दीकरणासाठी तीन समान साइनसॉइड्समध्ये कोणता फेज फरक आवश्यक असेल?" या प्रकरणात, फक्त समान लांबीचे तीन वेक्टर घ्या आणि त्यांना शेपटीत डोके ठेवा जेणेकरून शेवटचे डोके पहिल्या शेपटाशी जुळेल. स्पष्टपणे, या अटी पूर्ण करणारा आकार समभुज त्रिकोण आहे, म्हणून प्रत्येक फासर ते पुढचा कोन 120° आहे ( रेडियन), किंवा तरंगलांबीच्या एक तृतीयांश . तर प्रत्येक तरंगातील फेज फरक देखील 120° असणे आवश्यक आहे, जसे की थ्री-फेज पॉवरमध्ये आहे.
दुसऱ्या शब्दांत, हे काय दर्शविते ते आहे:
तीन लहरींच्या उदाहरणात, पहिल्या आणि शेवटच्या लहरीमधील फेज फरक 240° होता, तर दोन लहरींसाठी विनाशकारी हस्तक्षेप 180° वर होतो. अनेक लहरींच्या मर्यादेत, विध्वंसक हस्तक्षेपासाठी फासरांनी वर्तुळ तयार केले पाहिजे, जेणेकरून पहिला फासर शेवटच्या लाटाच्या जवळपास समांतर असेल. याचा अर्थ असा की अनेक स्रोतांसाठी, जेव्हा पहिली आणि शेवटची लहर 360 अंशांनी भिन्न असते तेव्हा विनाशकारी हस्तक्षेप होतो, पूर्ण तरंगलांबी . म्हणूनच एकल स्लिट डिफ्रॅक्शनमध्ये, जेव्हा दूरच्या काठावरून येणारा प्रकाश जवळच्या किनाऱ्यावरील प्रकाशापेक्षा पूर्ण तरंगलांबीचा प्रवास करतो तेव्हा मिनिमा होतो.
एकल वेक्टर घड्याळाच्या विरुद्ध दिशेने फिरत असताना, बिंदू A वरील त्याची टीप 360° किंवा 2 π ची एक संपूर्ण क्रांती फिरवेल रेडियन्स एका पूर्ण चक्राचे प्रतिनिधित्व करतात. वर दर्शविल्याप्रमाणे त्याच्या फिरत्या टोकाची लांबी वेगवेगळ्या कोनीय अंतराने वेळेत एका आलेखामध्ये हस्तांतरित केल्यास, शून्य वेळेपासून डावीकडे साइनसॉइडल वेव्हफॉर्म काढला जाईल. क्षैतिज अक्षासह प्रत्येक स्थिती शून्य वेळेपासून निघून गेलेली वेळ दर्शवते, t = 0 . जेव्हा सदिश क्षैतिज असते तेव्हा वेक्टरची टीप 0°, 180° आणि 360° येथे कोन दर्शवते.
त्याचप्रमाणे, जेव्हा सदिशाचे टोक अनुलंब असते तेव्हा ते धनात्मक शिखर मूल्य दर्शवते, ( +Amax ) 90° किंवा आणि ऋण शिखर मूल्य, ( −Amax ) 270° किंवा . मग वेव्हफॉर्मचा वेळ अक्ष हा कोन अंश किंवा रेडियनमध्ये दर्शवतो ज्याद्वारे फॅसर हलला आहे. म्हणून आपण असे म्हणू शकतो की फॅसर हे एका फिरत्या व्हेक्टरचे स्केल केलेले व्होल्टेज किंवा वर्तमान मूल्य दर्शवते जे काही वेळी "गोठवलेले" असते, ( t ) आणि आमच्या वरील उदाहरणात, हे 30° च्या कोनात आहे.
काहीवेळा जेव्हा आपण पर्यायी तरंगरूपांचे विश्लेषण करत असतो तेव्हा आपल्याला फॅसरची स्थिती माहित असणे आवश्यक असते, काही विशिष्ट क्षणी पर्यायी प्रमाणाचे प्रतिनिधित्व करते, विशेषतः जेव्हा आपल्याला एकाच अक्षावर दोन भिन्न वेव्हफॉर्म्सची तुलना करायची असते. उदाहरणार्थ, व्होल्टेज आणि वर्तमान. आम्ही वरील वेव्हफॉर्ममध्ये असे गृहीत धरले आहे की वेव्हफॉर्म t = 0 वाजता एका डिग्री किंवा रेडियनमध्ये संबंधित फेज कोनसह सुरू होते.
परंतु या शून्य बिंदूच्या डावीकडे किंवा उजवीकडे दुसरे वेव्हफॉर्म सुरू झाल्यास, किंवा जर आपल्याला दोन वेव्हफॉर्ममधील संबंध फासर नोटेशनमध्ये दर्शवायचे असेल, तर आपल्याला Φ हा फेज फरक लक्षात घेणे आवश्यक आहे. . मागील फेज डिफरन्स ट्यूटोरियलमधील खालील आकृतीचा विचार करा.
फासरचे व्युत्पन्न किंवा अविभाज्य वेळेमुळे दुसरा फासर तयार होतो. [lower-alpha 2] उदाहरणार्थ:
म्हणून, फासर प्रस्तुतीकरणामध्ये, सायनसॉइडचे व्युत्पन्न वेळेचा स्थिरांकाने गुणाकार होतो. .
त्याचप्रमाणे, फॅसरचे एकत्रीकरण द्वारे गुणाकाराशी संबंधित आहे वेळ अवलंबून घटक, अप्रभावित आहे.
जेव्हा आपण phasor अंकगणितासह एक रेखीय विभेदक समीकरण सोडवतो, तेव्हा आपण फक्त फॅक्टरिंग करतो समीकरणाच्या सर्व अटींपैकी, आणि ते उत्तरामध्ये पुन्हा समाविष्ट करणे. उदाहरणार्थ, आरसी सर्किटमधील कॅपेसिटरमधील व्होल्टेजसाठी खालील विभेदक समीकरण विचारात घ्या:
जेव्हा या सर्किटमधील व्होल्टेज स्रोत साइनसॉइडल असतो:
आम्ही बदलू शकतो
जेथे phasor आणि phasor निर्धारित केले जाणारे अज्ञात प्रमाण आहे.
फासर शॉर्टहँड नोटेशनमध्ये, विभेदक समीकरण कमी होते:
फॅसर कॅपेसिटर व्होल्टेजचे निराकरण करते:
आपण पाहिल्याप्रमाणे, गुणाकार घटक च्या मोठेपणा आणि टप्प्यातील फरक दर्शवते च्या सापेक्ष आणि
ध्रुवीय समन्वय स्वरूपात, ते आहे:
कॉम्प्लेक्स इम्पेडन्स नावाचे प्रमाण हे दोन फॅसरचे गुणोत्तर आहे, जे फॅसर नाही, कारण ते सायनसॉइडली भिन्न कार्याशी संबंधित नाही.
ग्राफिंग कॅल्क्युलेटर (ग्राफिक्स कॅल्क्युलेटर किंवा ग्राफिक डिस्प्ले कॅल्क्युलेटर देखील) हा एक हँडहेल्ड संगणक आहे जो आलेख प्लॉट करण्यास, एकाचवेळी समीकरणे सोडविण्यास आणि व्हेरिएबल्ससह इतर कार्ये करण्यास सक्षम आहे. सर्वाधिक लोकप्रिय आलेख कॅल्क्युलेटर प्रोग्राम करण्यायोग्य कॅल्क्युलेटर आहेत, जे वापरकर्त्याला विशेषतः वैज्ञानिक, अभियांत्रिकी किंवा शैक्षणिक अनुप्रयोगांसाठी सानुकूलित प्रोग्राम तयार करण्यास अनुमती देतात. त्यांच्याकडे मोठ्या स्क्रीन आहेत ज्या मजकूर आणि गणनाच्या अनेक ओळी प्रदर्शित करतात.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.