மின்மறுப்பு

மின்மறுப்பு, மின்தடை, மின்னெதிர்ப்பு ஆகிய மூன்றையும் இணைக்கும் கட்டப்படம்

கட்டப் பகுப்பாய்வில், மின்னுறுப்பின் மாறுதிசை(சைன்) மின்னோட்டத்தின் அல்லது மின்னழுத்தத்தின் அளவையும் அலைமுகத்தையும் அறிவதற்கு மின்மறுப்பு உதவுகிறது. ${\displaystyle \scriptstyle {X}}$ என்கிற சொல்லால் மின்மறுப்பு குறிப்பிடப்படுகிறது.

மின்தடையும்${\displaystyle \scriptstyle {R}}$ மின்மறுப்பும்${\displaystyle \scriptstyle {X}}$ மின்னெதிர்ப்பின்${\displaystyle \scriptstyle {Z}}$ அங்கங்களாகும்.

${\displaystyle Z=R+jX\,}$

இங்கு

• ${\displaystyle \scriptstyle {Z}}$ , மின்னெதிர்ப்பு (ஓம்களில்)
• ${\displaystyle \scriptstyle {R}}$ , மின்மறுப்பு (ஓம்களில்)
• ${\displaystyle \scriptstyle {X}}$ , மின்தடை (ஓம்களில்)
• ${\displaystyle \scriptstyle j\;=\;{\sqrt {-1}}}$

மொத்த மின்மறுப்பு${\displaystyle \scriptstyle {X}}$ , தூண்ட மின்மறுப்பையும்${\displaystyle \scriptstyle {X_{L}}}$ தேக்க மின்மறுப்பையும்${\displaystyle \scriptstyle {X_{C}}}$ உடையது ஆகும்.

${\displaystyle {X=X_{L}-X_{C}=\omega L-{\frac {1}{\omega C}}}}$

இங்கு

• ${\displaystyle \scriptstyle {X_{C}}}$ என்பது தேக்க மின்மறுப்பு (ஓம்களில்)
• ${\displaystyle \scriptstyle {X_{L}}}$ என்பது தூண்ட மின்மறுப்பு (ஓம்களில்)

எனவே,

• ${\displaystyle \scriptstyle X\;>\;0}$ ${\displaystyle (X_{L}>X_{C})}$ ஆக இருப்பின் மின்மறுப்பில் தூண்ட மின்மறுப்பின் தாக்கம் அதிகமாகவும்
• ${\displaystyle \scriptstyle X\;=\;0}$ ${\displaystyle (X_{L}=X_{C})}$ ஆக இருப்பின் மின்னெதிர்ப்பு(${\displaystyle \scriptstyle {Z}}$ ) முழுவதும் மின்தடையாகவும்
• ${\displaystyle \scriptstyle X\;<\;0}$ ${\displaystyle (X_{C}>X_{L})}$ ஆக இருப்பின் மின்மறுப்பில் தேக்க மின்மறுப்பின் தாக்கம் அதிகமாகவும்

இருப்பதாகக் கருதப்படும்.

ஒரு மாறுதிசை மின்னியக்கு விசைமூலத்தின் மின்னியக்கு விசை, ${\displaystyle \scriptstyle {C}}$ என்கிற மின்தேக்குதிறன் கொண்ட மின்தேக்கிக்குக் குறுக்கே இணைக்கப்படுகிறது எனக் கொள்வோம். மின்தேக்கி, முடிவிலாத (அதிகமான) மின்தடையைக் கொண்டிருப்பதாகக் கொள்வோம். இம்மின்தேக்கி முதலில் ஒரு திசையிலும் பின்னர் மறு திசையிலும் மின்னேற்றம் அடைகிறது.

மூல மாறுதிசை(சைன்) மின்னியக்கு விசையின் சராசரி வர்க்கமூல(r.m.s) அளவு ${\displaystyle \scriptstyle {E}}$ ஆகவும் அதன் அதிர்வெண் ${\displaystyle \scriptstyle {f}}$ ஆகவும் இருப்பின், மின்தேக்கியின் வழியே பாயும் சராசரி மின்னோட்டம்,

${\displaystyle I_{C}={E \over {\frac {1}{\omega C}}}={E \over {\frac {1}{2\pi fC}}}}$ ஆகும்.

இங்கு,

${\displaystyle X_{C}={\frac {1}{\omega C}}={\frac {1}{2\pi fC}}}$ [1]

ஒரு மின்னுறுப்பு அதன் குறுக்கே உள்ள மின்னழுத்தம் மாறுபடுவதற்குத் தரும் எதிர்ப்பு தேக்க மின்மறுப்பு(${\displaystyle \scriptstyle {X_{C}}}$ ) ஆகும். தேக்க மின்மறுப்பு சைன் மின்னலையின் அதிர்வெண்(${\displaystyle \scriptstyle {f}}$ ) அல்லது கோண அதிர்வெண்ணிற்கும்(ω) அவ்வுறுப்பின் மின்தேக்குதிறனிற்கும்(${\displaystyle \scriptstyle {C}}$ ) எதிர்த்தகவில் இருக்கும்.[2]

ஒரு மின்தேக்கி நேர்த்திசை மின்னோட்டத்திற்கு(d.c) முடிவிலா மின்மறுப்பைத் தரும். நேர்த்திசை மின்னோட்டத்தின் அதிர்வெண் சுழியம் என்பதாலும், தேக்க மின்மறுப்பு அதிர்வெண்ணிற்கு எதிர்த்தகவில் உள்ளதாலும் மின்மறுப்பு மிகவும் அதிகமாகிறது. எனவே நேர்த்திசை மின்சாரத்தைத் தடுத்து ஒரு திறந்த மின்பாதை போல் மின்தேக்கி செயல்படுகிறது.

ஒரு மாறுதிசை மின்னியக்கு விசைமூலத்தின் மின்னியக்கு விசை, ${\displaystyle \scriptstyle {L}}$ என்கிற தன்மின் தூண்டலெண் கொண்ட தூய மின்தூண்டிக்குத் தரப்படுகிறது எனக் கொள்வோம். அம்மின்தூண்டி, புறக்கணிக்கத்தக்க அளவு குறைந்த மின்தடையைக் கொண்டிருப்பதாகக் கொள்வோம்.

மூல மாறுதிசை(சைன்) மின்னியக்கு விசையின் சராசரி வர்க்கமூல(r.m.s) அளவு ${\displaystyle \scriptstyle {E}}$ ஆகவும் அதன் அதிர்வெண் ${\displaystyle \scriptstyle {f}}$ ஆகவும் இருப்பின், மின்தூண்டியின் வழியே பாயும் சராசரி மின்னோட்டம்,

${\displaystyle I_{L}={E \over \omega L}={E \over 2\pi fL}}$

ஆகும்.

இங்கு,

${\displaystyle X_{L}=\omega L=2\pi fL}$

ஒரு உறுப்பு அதன் வழியே செல்லும் மின்னோட்டம் வேறுபடுவதற்குத் தரும் எதிர்ப்பு தூண்ட மின்மறுப்பு ஆகும். தூண்ட மின்மறுப்பு சைன் மின்னலையின் அதிர்வெண்(${\displaystyle \scriptstyle {f}}$ ) அல்லது கோண அதிர்வெண்ணிற்கும்(ω) அவ்வுறுப்பின் மின்தூண்டத்திற்கும்(${\displaystyle \scriptstyle {L}}$ ) நேர்த்தகவில் இருக்கும்.

மூல மாறுதிசை மின்னியக்கு விசை சதுர அலையாகவும், சராசரி வர்க்கமூல(r.m.s) அளவு ${\displaystyle \scriptstyle {E}}$ ஆகவும் அதன் அதிர்வெண் ${\displaystyle \scriptstyle {f}}$ ஆகவும் இருப்பின், மின்தூண்டியின் வழியே பாயும் சராசரி மின்னோட்டம்,

${\displaystyle I_{L}={A\pi ^{2} \over 8\omega L}={A\pi \over 16fL}}$ அகும்.

இதன்மூலம், சதுர மின்னலைக்கு தூண்ட மின்மறுப்பு,

${\displaystyle X_{L}={16 \over \pi }fL}$ எனக் கொள்ளலாம்.

ஒரு மின்தூண்டி நேர்த்திசை(d.c) மின்னோட்டத்திற்கு மின்மறுப்பைத் தருவதில்லை. நேர்த்திசை மின்னோட்டத்தின் அதிர்வெண் சுழியம் என்பதாலும், தூண்ட மின்மறுப்பு அதிர்வெண்ணிற்கு நேர்த்தகவில் உள்ளதாலும், அது சுழியத்திற்கு சமமாகி விடுகிறது. எனவே நேர்த்திசை மின்சாரத்தைக் கடத்துவதில் ஒரு குறுக்கிணைப்பு மின்பாதை போன்று மின்தூண்டி செயல்படுகிறது.

மின்தேக்கியிலும் மின்தூண்டியிலும் மின்னழுத்தத்திற்கும் மின்னோட்டத்திற்கும் இடையே காணப்படும் அலைமுக வேறுபாடு ${\displaystyle \scriptstyle {\pi /2}}$ ஆக உள்ளது

ஒரு உறுப்பில் மொத்த மின்னெதிர்ப்பும் மின்மறுப்பாக இருக்கும்பொழுது,

• அது அதிகமான (முடிவிலா) மின்தடை கொண்ட மின்தேக்கியாக இருப்பின், மின்தேக்கிக்குக் குறுக்கே உள்ள மின்னழுத்தம், மின்னோட்டத்தைக் காட்டிலும் ${\displaystyle \scriptstyle {\pi /2}}$ கட்ட அளவில் பின்தங்கி இருக்கும்.
• அது மின்தடையற்ற மின்தூண்டியாக இருப்பின், மின்தூண்டிக்குக் குறுக்கே உள்ள மின்னழுத்தம், மின்னோட்டத்தைக் காட்டிலும் ${\displaystyle \scriptstyle {\pi /2}}$ கட்ட அளவில் முன்னோக்கி இருக்கும்.

${\displaystyle {\begin{aligned}{\tilde {Z}}_{C}&={1 \over \omega C}e^{j(-{\pi \over 2})}=-j\left({\frac {1}{\omega C}}\right)=-jX_{C}\\{\tilde {Z}}_{L}&=\omega Le^{j{\pi \over 2}}=j\omega L=jX_{L}\quad \end{aligned}}}$

ஆக, ஒரு நல்லியல்பு மறுப்பு உறுப்பில், அவ்வுறுப்பிற்குக் குறுக்கே உள்ள மாறுதிசை சைன் மின்னழுத்தமும் அதன் வழியே செல்லும் மாறுதிசை சைன் மின்னோட்டமும் கால்வட்டக்(${\displaystyle \scriptstyle {\pi /2}}$ ) கட்ட மாறுபாட்டில் காணப்படும்.

மறுப்பு உறுப்பு மின் ஆற்றலை மின்சுற்றிலிருந்து மாற்றி மாற்றி எடுத்துக்கொள்ளவும் திருப்பித்தரவும் செய்கிறது. எனவே ஒரு தூய மின்மறுப்பில் மின்திறன் விரயம் இல்லை. இங்கு மின்திறன் விரயம் சுழியம் ஆகும்.

1. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html
2. Irwin, D. (2002). Basic Engineering Circuit Analysis, page 274. New York: John Wiley & Sons, Inc.

1. Pohl R. W. Elektrizitätslehre. – Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer-Verlag, 1960.
2. Popov V. P. The Principles of Theory of Circuits. – M.: Higher School, 1985, 496 p. (In Russian).
3. Küpfmüller K. Einführung in die theoretische Elektrotechnik, Springer-Verlag, 1959.
4. Young, Hugh D.; Roger A. Freedman and A. Lewis Ford (2004) [1949]. Sears and Zemansky's University Physics (11 ed ). en:San Francisco: en:Addison Wesley. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:0-8053-9179-7.