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एसी परिपथ में ओम के नियम का सामान्यीकरण

1890
  • Oliver Heaviside
  • Charles Proteus Steinmetz
विद्युत अभियांत्रिकी प्रयोगशाला में जटिल फेजर्स के साथ एसी परिपथ सेटअप।

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

प्रत्यावर्ती धारा (एसी) परिपथों के लिए, ओम का नियम जटिल संख्याओं का उपयोग करके इसे [latex]mathbf{V} = mathbf{I} mathbf{Z}[/latex] के रूप में सामान्यीकृत किया जाता है। यहाँ, [latex]mathbf{V}[/latex] और [latex]mathbf{I}[/latex] जटिल फेजर हैं जो साइनसोइडली रूप से परिवर्तित वोल्टेज और करंट का प्रतिनिधित्व करते हैं, जिसमें परिमाण और चरण दोनों शामिल हैं। [latex]mathbf{Z}[/latex] जटिल प्रतिबाधा है, जो प्रतिरोध की अवधारणा को संधारित्र और प्रेरकों के प्रभावों को शामिल करने के लिए विस्तारित करती है।

एसी परिपथों में, संधारित्र और प्रेरक वोल्टेज और धारा के बीच एक कला विस्थापन उत्पन्न करते हैं। इस व्यवहार का वर्णन करने के लिए साधारण प्रतिरोध अपर्याप्त है। प्रतिबाधा, [latex]mathbf{Z}[/latex], एक जटिल मात्रा है जिसे [latex]mathbf{Z} = R + jX[/latex] के रूप में परिभाषित किया जाता है, जहाँ [latex]R[/latex] प्रतिरोध (वास्तविक भाग) है और [latex]X[/latex] प्रतिघात (काल्पनिक भाग) है। प्रतिघात संधारित्र ([latex]X_C[/latex]) और प्रेरक ([latex]X_L[/latex]) से धारा प्रवाह का प्रतिरोध है, और यह आवृत्ति पर निर्भर करता है।

ओम के नियम का यह फेजर रूप इंजीनियरों को डीसी परिपथों के समान बीजगणितीय विधियों का उपयोग करके जटिल एसी प्रणालियों में परिमाण और कला कोणों को हल करने की अनुमति देता है। प्रतिबाधा का परिमाण, [latex]|mathbf{Z}| = sqrt{R^2 + X^2}[/latex], वोल्टेज आयाम और धारा आयाम के अनुपात को निर्धारित करता है। प्रतिबाधा का कला कोण, [latex]phi = arctan(X/R)[/latex], वोल्टेज और धारा के बीच कला अंतर को दर्शाता है। यह सामान्यीकरण आधुनिक विद्युत अभियांत्रिकी के लिए अपरिहार्य है, जो बिजली आपूर्ति से लेकर वायरलेस संचार उपकरणों तक सभी के डिजाइन का आधार है।

UNESCO Nomenclature: 3308
विद्युत इंजीनियरिंग

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

संतोषजनक

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • डीसी परिपथों के लिए ओम का नियम
  • माइकल फैराडे का प्रेरण का नियम, जो यह बताता है कि कैसे बदलते चुंबकीय क्षेत्र वोल्टेज उत्पन्न करते हैं।
  • Joseph Henry’s work on self-inductance
  • जेम्स क्लर्क मैक्सवेल का विद्युत चुंबकत्व का एकीकृत सिद्धांत
  • जटिल संख्याओं और फेजर विश्लेषण का गणितीय ढांचा

आवेदन

  • ऑडियो फिल्टर (हाई-पास, लो-पास, बैंड-पास) का डिजाइन
  • विद्युत पारेषण और वितरण ग्रिडों का विश्लेषण
  • radio frequency (rf) सर्किट डिज़ाइन for communication systems
  • अधिकतम विद्युत हस्तांतरण के लिए एंटेना में प्रतिबाधा मिलान
  • इलेक्ट्रॉनिक्स में आरएलसी परिपथों का मॉडलिंग और विश्लेषण

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • 5G/6G एंटेना के लिए अनुकूली प्रतिबाधा मिलान नेटवर्क जो पर्यावरणीय परिवर्तनों के अनुसार वास्तविक समय में समायोजित होते हैं
  • biomedical sensors that use impedance स्पेक्ट्रोस्कोपी to differentiate between healthy and cancerous tissues
  • समार्ट ग्रिड technologies that dynamically manage reactive power to improve efficiency
  • गैर-विनाशकारी परीक्षण उपकरण जो प्रतिबाधा भिन्नताओं का मानचित्रण करके सामग्री दोषों की पहचान करता है।
  • डिजिटल फिल्टर से युक्त सक्रिय शोर रद्द करने वाले हेडफ़ोन, जिन्हें प्रतिबाधा मॉडल का उपयोग करके सटीक रूप से ट्यून किया गया है।
  • वायरलेस चार्जिंग सिस्टम जो कॉइल प्रतिबाधाओं को सक्रिय रूप से मिलान करके बिजली हस्तांतरण को अनुकूलित करते हैं
  • खनिज भंडारों की विशेषताओं का पता लगाने के लिए बहु-आवृत्ति प्रतिबाधा माप का उपयोग करने वाले भूभौतिकीय सर्वेक्षण उपकरण
  • स्पर्श संबंधी प्रतिक्रिया प्रणालियाँ जो विभिन्न स्पर्श संवेदनाएँ उत्पन्न करने के लिए प्रतिबाधा को नियंत्रित करती हैं
  • लैब-ऑन-ए-चिप उपकरण जो कोशिकाओं को उनके अद्वितीय विद्युत प्रतिबाधा प्रोफाइल के आधार पर वर्गीकृत करते हैं
  • पुन: विन्यास योग्य प्रतिबाधा विशेषताओं वाले सॉफ्टवेयर-परिभाषित रेडियो (एसडीआर) सिस्टम
संबंधित विषय: एसी परिपथ, प्रतिबाधा, प्रतिघात, फेजर, जटिल संख्याएँ, प्रत्यावर्ती धारा, परिपथ सिद्धांत, आरएलसी परिपथ, चरण विस्थापन, विद्युत अभियांत्रिकी।

ऐतिहासिक संदर्भ

एसी परिपथ में ओम के नियम का सामान्यीकरण

1876
1882-01-01
1886-04-23
1890
1897
1900
1900
1875-01-01
1881
1884
1890
1890
1899-01-01
1900
1903

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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