एक R-L-C श्रृंखला परिपथ में जब आपूर्ति की आवृत्ति अनुनाद की आवृत्ति से अधिक होती है, तो:

व्याख्या:

R-L-C श्रेणी परिपथ

परिभाषा: एक R-L-C श्रेणी परिपथ एक विद्युत परिपथ है जिसमें एक प्रतिरोधक (R), एक प्रेरक (L), और एक संधारित्र (C) श्रेणी में जुड़े होते हैं। इस प्रकार के परिपथ को इसकी एक विशेष आवृत्ति पर अनुनाद करने की क्षमता की विशेषता है जिसे अनुनाद आवृत्ति के रूप में जाना जाता है। इस आवृत्ति पर, प्रेरक प्रतिघात और धारितीय प्रतिघात एक-दूसरे को रद्द कर देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप विशुद्ध रूप से प्रतिरोधक प्रतिबाधा होती है।

कार्य सिद्धांत: एक R-L-C श्रेणी परिपथ में, कुल प्रतिबाधा (Z) प्रतिरोधक (R), प्रेरक (XL), और धारितीय (XC) प्रतिघातों का योग है। प्रतिबाधा को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

Z = R + j(XL - XC)

जहाँ:

• R ओम (Ω) में प्रतिरोध है
• XL ओम (Ω) में प्रेरक प्रतिघात है, जिसे XL = 2πfL द्वारा दिया गया है
• XC ओम (Ω) में धारितीय प्रतिघात है, जिसे XC = 1/(2πfC) द्वारा दिया गया है
• f हर्ट्ज (Hz) में आवृत्ति है
• j काल्पनिक इकाई है

अनुनाद आवृत्ति (fr) पर, प्रेरक प्रतिघात (XL) धारितीय प्रतिघात (XC) के बराबर होता है, और प्रतिबाधा विशुद्ध रूप से प्रतिरोधक होती है:

fr = 1/(2π√(LC))

अनुनाद आवृत्ति से ऊपर व्यवहार: जब आपूर्ति आवृत्ति अनुनाद आवृत्ति (f > fr) से अधिक होती है, तो प्रेरक प्रतिघात (XL) धारितीय प्रतिघात (XC) से अधिक हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध प्रेरक प्रतिबाधा होती है। इस स्थिति में, परिपथ की कुल प्रतिबाधा (Z) प्रेरक प्रतिघात द्वारा नियंत्रित होती है, जिससे आपूर्ति धारा लागू वोल्टेज से पिछड़ जाती है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 2: आपूर्ति धारा लागू वोल्टेज से पिछड़ती है।

यह विकल्प सही ढंग से एक R-L-C श्रेणी परिपथ के व्यवहार का वर्णन करता है जब आपूर्ति आवृत्ति अनुनाद आवृत्ति से अधिक होती है। इस परिदृश्य में प्रेरक प्रतिघात के प्रभुत्व के कारण, परिपथ प्रेरक विशेषताओं को प्रदर्शित करता है, जिससे आपूर्ति धारा लागू वोल्टेज से पीछे रह जाती है।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: आपूर्ति धारा लागू वोल्टेज से आगे बढ़ती है।

यह विकल्प गलत है क्योंकि यह एक ऐसे परिदृश्य का वर्णन करता है जहाँ धारितीय प्रतिघात प्रतिबाधा पर हावी होता है। जब आपूर्ति आवृत्ति अनुनाद आवृत्ति (f < fr) से कम होती है, तो धारितीय प्रतिघात (XC) प्रेरक प्रतिघात (XL) से अधिक होता है, जिससे आपूर्ति धारा लागू वोल्टेज से आगे बढ़ जाती है। हालाँकि, जब आपूर्ति आवृत्ति अनुनाद आवृत्ति से अधिक होती है, तो ऐसा नहीं होता है।

विकल्प 3: आपूर्ति धारा लागू वोल्टेज के साथ चरण में है।

यह विकल्प भी गलत है क्योंकि यह अनुनाद आवृत्ति (f = fr) पर स्थिति का वर्णन करता है। अनुनाद पर, प्रेरक प्रतिघात (XL) धारितीय प्रतिघात (XC) के बराबर होता है, जिसके परिणामस्वरूप विशुद्ध रूप से प्रतिरोधक प्रतिबाधा होती है। इस मामले में, आपूर्ति धारा लागू वोल्टेज के साथ चरण में है। जब आपूर्ति आवृत्ति अनुनाद आवृत्ति से अधिक होती है, तो शुद्ध प्रेरक प्रतिघात के कारण धारा वोल्टेज से पिछड़ जाती है।

विकल्प 4: आपूर्ति धारा शून्य हो जाती है।

यह विकल्प गलत है क्योंकि, एक R-L-C श्रेणी परिपथ में, आपूर्ति धारा शून्य नहीं होगी जब तक कि कोई खुला परिपथ या दोष की स्थिति न हो। आपूर्ति धारा परिपथ की कुल प्रतिबाधा पर निर्भर करती है। भले ही आपूर्ति आवृत्ति अनुनाद आवृत्ति से अधिक हो, धारा शून्य नहीं होगी; यह केवल प्रेरक प्रतिघात के कारण लागू वोल्टेज से पीछे रह जाएगी।

निष्कर्ष:

विभिन्न आवृत्तियों पर एक R-L-C श्रेणी परिपथ के व्यवहार को समझना आपूर्ति धारा और लागू वोल्टेज के बीच चरण संबंध को सही ढंग से पहचानने के लिए महत्वपूर्ण है। जब आपूर्ति आवृत्ति अनुनाद आवृत्ति से अधिक होती है, तो प्रेरक प्रतिघात प्रतिबाधा पर हावी होता है, जिससे आपूर्ति धारा लागू वोल्टेज से पीछे रह जाती है। यह विशेषता विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक है, जिसमें ट्यूनिंग सर्किट, फिल्टर और ऑसिलेटर शामिल हैं, जहाँ परिपथ की आवृत्ति प्रतिक्रिया एक महत्वपूर्ण कारक है।