AC Voltage and Current (प्रत्यावर्ती वोल्टेज एवं धारा) हमारे घरों, स्कूलों और उद्योगों में जो बिजली उपयोग होती है, वह Alternating Current (AC) होती है। इस धारा में केवल current ही नहीं बल्कि voltage (वोल्टेज) भी लगातार बदलता रहता है।
👉 AC Voltage and Current ( प्रत्यावर्ती वोल्टेज एवं धारा ) – Class 12 Physics UP Board को समझना Class 12 Physics का एक महत्वपूर्ण भाग है, क्योंकि इससे बोर्ड परीक्षा में theory, derivation और numerical सभी प्रकार के प्रश्न पूछे जाते हैं।
यदि आप इस टॉपिक को concept से समझ लेते हैं, तो पूरा AC chapter आपके लिए आसान और scoring बन जाएगा।
इस detailed guide में gurugyanam.online आपको बिल्कुल classroom style में यह टॉपिक समझा रहा है 🙂
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🔷 AC Voltage and Current
AC Voltage and Current ( प्रत्यावर्ती वोल्टेज एवं धारा ) क्या है?)
✅ Definition (परिभाषा)
English:
AC Voltage is the voltage that changes its magnitude and polarity periodically with time.
Hindi:
जो वोल्टेज समय के साथ अपना मान (Magnitude) और ध्रुवता (Polarity) बदलता रहता है, उसे प्रत्यावर्ती वोल्टेज कहते हैं।
👉 सरल भाषा में:
Voltage कभी positive होता है, कभी negative।
⭐ Example:
घर की बिजली = 220V AC
🔷 What is AC Current? (प्रत्यावर्ती धारा क्या है?)
✅ Definition (परिभाषा)
English:
AC Current is the electric current that continuously changes its direction and magnitude with time.
Hindi:
जो विद्युत धारा समय के साथ अपनी दिशा और मान बदलती रहती है, उसे प्रत्यावर्ती धारा कहते हैं।
👉 इसका मतलब:
✔ पहले एक दिशा में बहती है
✔ फिर उल्टी दिशा में
यह प्रक्रिया लगातार चलती रहती है।
🔷 Mathematical Expression (गणितीय व्यंजक)
AC voltage और current को sine function से व्यक्त किया जाता है।
✅ AC Current Equation:
[
I = I_0 \sin(\omega t)
]
✅ AC Voltage Equation:
[
V = V_0 \sin(\omega t)
]
जहाँ,
- I₀ / V₀ = Peak value
- ω = Angular frequency
- t = Time
👉 इसका ग्राफ sine wave होता है।
🔷 AC Waveform (AC तरंग रूप)
AC voltage और current का ग्राफ sinusoidal होता है।
Wave की मुख्य विशेषताएँ:
✅ Positive Half Cycle
✅ Negative Half Cycle
✅ One Complete Cycle
👉 एक cycle पूरा होते ही pattern repeat होता है।
⭐ Graph based question बोर्ड में आ सकता है।
🔷 Time Period and Frequency (आवर्तकाल और आवृत्ति)
✅ Time Period (T)
एक पूरा cycle करने में लगा समय।
✅ Frequency (f)
1 सेकंड में cycles की संख्या।
[
f = \frac{1}{T}
]
👉 भारत में AC frequency = 50 Hz
⭐ Very Important Fact!
🔷 Peak Value (अधिकतम मान)
Peak value AC का maximum value होता है।
👉 Peak current = I₀
👉 Peak voltage = V₀
यह value केवल एक क्षण के लिए होती है।
🔷 RMS Value (RMS मान क्या है?)
RMS का पूरा नाम है — Root Mean Square.
यह AC का effective value होता है जो DC के बराबर heat पैदा करता है।
✅ Formula:
[
I_{rms} = \frac{I_0}{\sqrt{2}}
]
[
V_{rms} = \frac{V_0}{\sqrt{2}}
]
👉 यदि peak voltage = 311V
तो RMS = 220V
⭐ Household बिजली RMS पर आधारित होती है।
🔷 Average Value (औसत मान)
पूरे cycle का average = Zero
(Positive और negative cancel)
इसलिए half cycle का average लिया जाता है।
[
V_{avg} = \frac{2V_0}{\pi}
]
🔷 Relation Between Peak and RMS
(पीक और RMS के बीच संबंध)
👉 Peak हमेशा RMS से बड़ा होता है।
Relation:
Peak = 1.414 × RMS
⭐ Exam में अक्सर पूछा जाता है।
🔷 Phase Difference (फेज अंतर)
AC circuit में voltage और current एक साथ maximum नहीं होते।
इसी delay को phase difference कहते हैं।
तीन स्थितियाँ:
✅ Resistive Circuit → No phase difference
✅ Inductive Circuit → Current पीछे (lag)
✅ Capacitive Circuit → Current आगे (lead)
🔷 AC in Resistive Circuit
(प्रतिरोधी परिपथ में AC)
यदि circuit में केवल resistance हो:
👉 Voltage और current same phase में होते हैं।
Power factor = 1
👉 Maximum power transfer.
🔷 AC in Inductive Circuit
(प्रेरक परिपथ)
Inductor current के बदलाव का विरोध करता है।
👉 Current, voltage से 90° पीछे रहता है।
Power factor < 1
AC Voltage and Current
🔷 AC in Capacitive Circuit
(धारिता परिपथ)
Capacitor voltage change का विरोध करता है।
👉 Current, voltage से 90° आगे रहता है।
🔷 Power in AC Circuit (AC परिपथ में शक्ति)
[
P = V_{rms} I_{rms} \cos\phi
]
जहाँ,
cosφ = Power Factor
AC Voltage and Current
✅ Power Factor (पावर फैक्टर)
बताता है कि कुल power में से कितनी useful है।
Range: 0 से 1
👉 Higher power factor = Better efficiency.
🔷 Advantages of AC Voltage & Current
(फायदे)
✅ Long distance transmission
✅ कम energy loss
✅ Voltage आसानी से step-up/step-down
✅ Electrical devices efficient
✅ Cheap power distribution
AC Voltage and Current
🔷 Disadvantages (नुकसान)
❌ Electric shock ज्यादा dangerous
❌ Circuit complex
❌ Reactive losses
🔷 Applications (अनुप्रयोग)
✅ Household electricity
✅ Air conditioners
✅ Refrigerators
✅ Industrial motors
✅ Power grids
✅ Chargers & adapters
👉 Modern world AC पर चलता है।
🔷 Most Important Exam Points ⭐
✔ RMS formula याद रखें
✔ Frequency = 50 Hz
✔ Phase difference
✔ Peak vs RMS
✔ Power formula
👉 UP Board Favorite Area!
AC Voltage and Current
🔷 Common Mistakes (सामान्य गलतियाँ)
🚫 RMS और peak confuse करना
🚫 Frequency भूल जाना
🚫 Phase difference न लिखना
👉 इनसे बचें — अंक बढ़ेंगे।
AC Voltage and Current
🔷 Memory Trick (याद रखने की ट्रिक)
👉 AC = Always Changing
👉 Peak बड़ा, RMS छोटा 🙂
🔷 Numerical Example (संख्यात्मक उदाहरण)
यदि RMS voltage = 220V
Find peak voltage.
[
V_0 = 220 \times 1.414
]
[
V_0 = 311V
]
🔷 Conclusion (निष्कर्ष)
AC Voltage और Current आधुनिक बिजली प्रणाली की नींव हैं।
घर की बिजली से लेकर बड़े industries तक — हर जगह इनका उपयोग होता है।
यदि आप RMS, Peak और Phase Difference समझ लेते हैं, तो यह chapter आपके लिए scoring बन जाएगा।
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❓ FAQs AC Voltage and Current (प्रत्यावर्ती वोल्टेज एवं धारा)
Q1. AC voltage क्या है?
Ans. जो वोल्टेज समय के साथ polarity बदलता है।
Q2. AC current क्या है?
Ans. जो धारा दिशा बदलती है।
Q3. भारत में frequency?
Ans. 50 Hz.
Q4. RMS value क्या है?
Ans. Effective value of AC.
Q5. Household voltage कितना है?
Ans. 220V.
Q6. Peak value क्या है?
Ans. Maximum value.
Q7. Peak और RMS relation?
Ans. Peak = 1.414 × RMS.
Q8. Average value zero क्यों?
Ans. Positive-negative cancel.
Q9. Phase difference क्या है?
Ans. Voltage-current delay.
Q10. Resistive circuit में phase?
Ans. Zero.
Q11. Inductor में current?
Ans. Lag करता है।
Q12. Capacitor में current?
Ans. Lead करता है।
Q13. Power formula?
Ans. VI cosφ.
Q14. Power factor क्या है?
Ans. Useful power ratio.
Q15. AC क्यों उपयोग होती है?
Ans. Easy transmission.
Q16. Generator क्या बनाता है?
Ans. AC voltage.
Q17. RMS क्यों जरूरी है?
Ans. Power calculation के लिए।
Q18. AC dangerous क्यों?
Ans. High voltage.
Q19. Board exam में important?
Ans. बहुत ज्यादा।
Q20. Easy trick?
Ans. AC = Always Changing.
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AC Voltage and Current
