वोल्टेज ड्रॉप क्या है?

वोल्टेज ड्रॉप (VD) तब होता है जब केबल के अंत में वोल्टेज, शुरुआत की तुलना में कम हो जाता है। सभी तारों में, लंबाई या मोटाई चाहे जो भी हो, कुछ प्रतिरोध होता है। इस प्रतिरोध से करंट प्रवाहित करने पर वोल्टेज ड्रॉप होता है। केबल की लंबाई बढ़ने के साथ-साथ उसका प्रतिरोध और प्रतिघात भी सीधे अनुपात में बढ़ता है। इसलिए, VD लंबी केबलों के निर्माण में एक महत्वपूर्ण चिंता का विषय बन जाता है, जैसे कि बड़ी इमारतों या खेतों जैसी विशाल संपत्तियों में। इस विधि का उपयोग अक्सर सिंगल-फेज, लाइन-टू-लाइन विद्युत परिपथों में कंडक्टरों का उचित आकार निर्धारित करने के लिए किया जाता है और इसे वोल्टेज ड्रॉप कैलकुलेटर का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है।

विद्युत केबल, धारा प्रवाहित करते समय, स्वाभाविक रूप से धारा प्रवाह में प्रतिरोध या प्रतिबाधा उत्पन्न करते हैं। VD को केबल प्रतिबाधा के कारण परिपथ के किसी भाग या पूर्ण भाग में होने वाली वोल्टेज हानि के रूप में मापा जाता है, जिसे वोल्ट में मापा जाता है।

केबल के अनुप्रस्थ काट क्षेत्र में अत्यधिक वोल्टेज विचलन (VD) के कारण बत्तियाँ टिमटिमा सकती हैं या उनकी रोशनी कम हो सकती है, हीटर का प्रदर्शन खराब हो सकता है और मोटर का तापमान बढ़ सकता है, जिससे मोटर जल सकती है। इस स्थिति में लोड को कम वोल्टेज पर अधिक मेहनत करनी पड़ती है।

वोल्टेज गिरावट को कौन से कारक निर्धारित करते हैं?

वी.डी. निम्नलिखित कारकों द्वारा निर्धारित किया जाता है:

1. कंडक्टर सामग्री

विभिन्न सामग्रियों की विद्युत चालकता अलग-अलग होती है। उदाहरण के लिए, तांबा एल्युमीनियम से बेहतर चालक है।

2. कंडक्टर व्यास

बड़े कंडक्टर व्यास से चालकता में सुधार होता है, क्योंकि यह विद्युत धारा के प्रवाह के लिए अधिक सामग्री प्रदान करता है।

3. कंडक्टर की लंबाई

लम्बे चालकों का प्रतिरोध अधिक होता है, क्योंकि विद्युत धारा को स्रोत से लोड तक अधिक दूरी तय करनी पड़ती है।

4. कंडक्टर तापमान

तापमान पदार्थ की चालकता को प्रभावित करता है, तापमान में परिवर्तन होने पर कुछ पदार्थ कम या ज्यादा चालक बन जाते हैं।

5. कंडक्टर द्वारा वहन की जाने वाली धारा:

वोल्टेज ड्रॉप कंडक्टर द्वारा प्रवाहित धारा के सीधे आनुपातिक है। यदि धारा दोगुनी हो जाती है जबकि प्रतिरोध समान रहता है, तो वोल्टेज ड्रॉप भी दोगुना हो जाता है।

6. सर्किट कनेक्शन:

सर्किट में कनेक्शन के कारण संपर्क प्रतिरोध उत्पन्न होता है, और खराब कनेक्शन से वोल्टेज ड्रॉप बढ़ सकता है।

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वोल्टेज ड्रॉप की गणना कैसे करें

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि VD सूत्र सर्किट में चरणों की संख्या के आधार पर भिन्न होता है, चाहे वह एकल-चरण हो या तीन-चरण। नीचे दिए गए समीकरणों में, हम निम्नलिखित चर का उपयोग करते हैं:

• Z: कंडक्टर प्रतिबाधा (ओम प्रति 1,000 फीट या ओम/केएफटी)
• I: लोड धारा (एम्पीयर)
• L: लंबाई (पैर)

एकल-चरण प्रणाली: V ड्रॉप = 2 × Z × I × L / 1000

त्रि-चरण प्रणाली: V ड्रॉप = 1.73 × Z × I × L / 1000

हम इन सूत्रों को 1,000 से विभाजित करते हैं क्योंकि मानक प्रतिबाधा मान प्रत्येक 1,000 फीट के लिए दिए गए हैं, और इन्हें ओम प्रति फीट में परिवर्तित करते हैं। एनईसी का अध्याय 9 75°C तापमान रेटिंग के आधार पर चालक के गुणधर्मों की जानकारी देता है।

प्रक्रिया को स्पष्ट करने के लिए, मान लें कि एक एकल-चरण 120-V सर्किट है जिसमें 22 A धारा है, कंडक्टर प्रतिबाधा 1.29 ओम प्रति 1,000 फीट है, और सर्किट की लंबाई 50 फीट है। वोल्टेज ड्रॉप होगा:

वोल्टेज ड्रॉप = (2 × 1.29 ओम/केएफटी × 22 ए × 50 फीट) / 1,000 = 2.84 वी

प्रतिशत VD = 2.84 V / 120 V = 0.0237 = 2.37%

यदि प्रति फेज में कई कंडक्टर हैं, तो उपरोक्त गणना को प्रति फेज कंडक्टरों की संख्या से विभाजित करें क्योंकि प्रतिरोध कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, यदि उपरोक्त उदाहरण में प्रति फेज दो कंडक्टर हैं, तो प्रतिरोध आधा हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप 1.42 V (1.18%) की वोल्टेज गिरावट होती है।

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वोल्टेज ड्रॉप को कैसे नियंत्रित करें

वी.डी. का पूर्ण उन्मूलन प्राप्त करना असंभव है क्योंकि सभी सामग्रियों में अंतर्निहित विद्युत प्रतिरोध होता है। हालाँकि, कई रणनीतियाँ इसे प्रभावी रूप से कम कर सकती हैं:

• दक्षता बढ़ाना: बिजली की खपत को कम करने और परिणामस्वरूप वोल्टेज ड्रॉप को कम करने के लिए उपकरण की दक्षता में सुधार करें।
• समस्या निवारण: अनावश्यक धारा या प्रतिरोध वृद्धि का कारण बनने वाली विद्युत समस्याओं की पहचान करना और उनका समाधान करना।
• कंडक्टर आकार को सही करना: धारा, तापमान और रेसवे क्षमता जैसे कारकों के आधार पर कंडक्टरों का उचित चयन करें।
• केंद्रीकृत वितरण: इमारतों के अंदर तारों की दूरी कम करने के लिए मुख्य विद्युत घटकों को केन्द्र में रखें।
• संतुलित भार: तीन-चरण प्रणालियों में, असमान वोल्टेज ड्रॉप को रोकने के लिए संतुलित लोड वितरण सुनिश्चित करें।

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