ප්‍රත්‍යාවර්ත ධාරාව, ඇයි අමුතුද?

අපි පොඩිකාලෙ පුංචි AA size බැටරි කෑලි දාල බුදුරැස් මාලා කරකවල ඇති, LED තොරණ් ගහල ඇති, රේඩියෝ අහල ඇති! ඒත් මේ හැම දේම කලේ සරල ධාරා විදුලියෙන්. අද අපේ TV එක, washing machine එක, Refrigerator එක ,rice cooker එක , CFL bulb මේ හැම දේම වැඩ කරන්නෙ ප්‍රත්‍යාවර්ත ධාරාව නැත්තම් Alternating Current (AC) භාවිතයෙන්. මේ කතා කරන්න යන්නෙ AC වල ගුනාංග ටිකක් ගැන.

ඉලෙක්ට්‍රික් circuit එකක power එක අපට කෙලින්ම I²R විදියට මනින්න පුලුවන් වෙන්නෙ සරල ධාරවකදි විතරයි, AC  වලදි පොඩි කේස් ටිකක් එනව. මොකද සරල ධාරාවකදි බලනොපාන සාධක 2ක් වන ප්‍රේරක(Inductors) හා ධාරිත්‍රක(Capacitors) වලින් වන බලපෑම මෙකෙදි අපට සලකන්න වෙනව. Inductance (L) සහ Capacitance (C) කියන ගුනාංග දෙක එකට සැලකුවම Reactance (X) කියල කියනව. මේ Reactance එක Resistance (R) එකත් එක්ක සැලකුවාම පරිපතයක ගලන ධාරාවට ලොකු බලපෑමක් කරනව. එහෙම වෙන්නෙ යම් වෝල්ටීයතාවත් ප්‍රේරකයක් හරි ධාරිත්‍රකයක් හරි දෙපසට සැපයුවාම ප්‍රේරකයක් (ප්‍රේරකයක් කියන්නෙ coil එකක්නෙ) දෙපස ප්‍රේරනය වන (induce වෙන) විභව අන්තරය සහ ධාරිත්‍රකයකයක ගබඩා වන ආරෝපණ (charging of the capacitor) නිසා එතුලින් ගලන ධාරාව ස්ථායී (stable) වෙන්න යම් කාලයක් ගතවෙනව. මේනිසා voltage සහ current wave forms අතර පරතරයෙ වෙනසක් (displacement) ඇති වෙනව. මේ displacement ඒක නිසා වෝල්ටීයතාවය හා ධාරාව අතර කලා වෙනසක් (phase angle) කියල දෙයක් අර්ත දක්වනව. මේ phase angle එක lag වෙන්නත් පුලුවනි lead වෙන්නත් පුලුවන්.

පරිපුර්ණ (ideal) ප්‍රේරකයක මේ phase angle එක අංශක 90 ක් lagging. ප්‍රේරකයක දෙපස වෝල්ටීයතාව එය හරහා ධාරාව සහ කාලය අතර සම්බන්ධතාව අපට මෙහෙම පෙන්නන්න පුලුවන්.

V = L di/dt

ප්‍රත්‍යාවර්ත ධාරාව = Isin(wt) නම් (මෙහි I යනු peak current වේ)

di/dt = wIcos(wt)

එය ආදේශ කිරීමෙන්

V = L wIcos(wt) ලෙස ලබාගත හැක. එනම් ප්‍රේරකයක phase angle එක අංශක 90 ක් lagging බවයි.

ප්‍රේරකයකයක් යනු කම්බි දඟරයකි. ලෙන්ස් නියමයට අනුව මෙම දඟරය තුලින් වන වෙනස් වන චුම්බක ක්ෂේත්‍රය නියතව තබාගැනීමට චුම්බක ක්ෂේත්‍රයේ වෙනසට විරැද්ධ චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් ඇති කිරීමට දඟරය හරහා විද්‍යුත් ගාමක බලයක් ‍ප්‍රේරනය වනු ඇත. ධාරාව වෙනස් වීමේ සීග්‍රතාව වැඩිවන කල්හි උපරිම විද්‍යුත් ගාමක බලයක් පිහිටන අතර එය ධාරාව එහි වර්තමාන අගයේම තබා ගැනීමට උත්සාහ කරන පරිද්දෙන් දිශාව සකසා ගනී. ධාරාව වෙනස් වීමට මෙලෙස දක්වන භාදාව Reactance ලෙස හඳුන්වනු ලැබේ.

මේ අනුව ප්‍රේරකයකයක් හරහා විභව අන්තරය ඒ හරහා ගලන ධාරාවේ වෙනස් වීමට විරැද්ධව කරන ප්‍රතික්‍රියාවක් වේ. එම නිසා ධාරාව උපරිමයක් වන විට විභවය 0 වන අතර ධාරාව වෙනස් වීමේ සීග්‍රතාව උපරීම වන ධාරාව 0 වන විට විභවය උපරිම වේ. මෙය ප්‍රේරකයක phase angle එක අංශක 90 ක් lagging වීමට බලපානු ලැබේ.

පරිපුර්ණ (ideal) ධාරිත්‍රකයක මේ phase angle එක අංශක 90 ක් leading. ධාරිත්‍රකයක දෙපස වෝල්ටීයතාව එය හරහා ධාරාව සහ කාලය අතර සම්බන්ධතාව අපට මෙහෙම පෙන්නන්න පුලුවන්.

I = C dv/dt

ධාරිත්‍රකයක ගැනයි Reactive Power ගැනයිත් තව කියන්න ඕන..........

තව වැඩි විස්තර ඕන නම් මෙන්න මේ වෙබ් ලින්කුව වෙත යන්න.

ඒත් දැනට මේ ඇති වගේ ඉතිරිය කුණු මල්ලට යතා කාලයේදී තතා අයුරෙන් වැටේවි!!