એ.સી. વિદ્યુતપ્રવાહ (AC current) : સમયની સાથે મૂલ્ય તેમજ દિશા નિયમિત રીતે બદલાયા કરે તેવો વિદ્યુતપ્રવાહ. અંગ્રેજીમાં તેને alternating current (ટૂંકમાં a.c.) કહે છે. આવો વિદ્યુતપ્રવાહ એક જ દિશામાં વહેતા direct current (d.c.) કરતાં સાવ ઊલટો છે. a.c.માં વીજપ્રવાહ(કે તેને ઉત્પન્ન કરનારા વિદ્યુતચાલક બળ – EMF)નું મૂલ્ય, સરખા સમયના ગાળામાં શૂન્યથી એક દિશામાં વધીને, મહત્તમ બની, ત્યારબાદ ઘટીને શૂન્ય થઈ, પછી ઊલટી દિશામાં વહી, મહત્તમ બની અને ફરી પાછું શૂન્ય બને છે. આમ a.c. વિદ્યુતપ્રવાહ કે EMFનો આલેખ ‘જ્યા’ (sine) પ્રકારનો વક્ર છે. અને તેથી તે ‘sinusoidal’ (સાઇનવક્રીય) વીજપ્રવાહ કે EMF તરીકે પણ ઓળખાય છે. ઉપર જણાવ્યા પ્રમાણેના a.c.ના મૂલ્ય તેમજ દિશામાં થતા ફેરફારના એક પૂરા ચક્રને ‘સાઇકલ’ (cycle) કહે છે અને દર સેકન્ડે ઉત્પન્ન થતી સાઇકલની સંખ્યાને a.c.ની આવૃત્તિ (frequency) કહે છે. તેની સંજ્ઞા (f) છે અને તેનો એકમ ‘હર્ટ્ઝ’ (Hertz-Hz) અથવા ‘સાઇકલ પ્રતિ સેકન્ડ’ (cycles per sec. – cps) છે. સંજ્ઞામાં તેને સાઇન વક્ર (~) વડે દર્શાવવામાં આવે છે. માટે કોઈ a.c.ની આવૃત્તિ 50 છે, તો f = 50 Hz; અથવા f = 50 cps; કે 50 ~ એમ બતાવી શકાય. એક પૂરી સાઇકલ માટે a.c. વિદ્યુતપ્રવાહ કે EMFનું સરેરાશ મૂલ્ય શૂન્ય હોય છે. સાઇનવક્રનો (તરંગનો) કંપવિસ્તાર (amplitude), વિદ્યુતપ્રવાહ કે EMFનું મહત્તમ મૂલ્ય (peak value) દર્શાવે છે.
a.c. પરિપથમાં ફક્ત અવરોધ R આવેલો હોય ત્યારે કોઈ પણ ક્ષણે મળતા, તાત્ક્ષણિક (instantaneous) EMF (E) તેમજ વિદ્યુતપ્રવાહ(I)નું મૂલ્ય નીચેનાં સૂત્રો વડે મળે છે :
અહીં t = સમય અને ω = 2πf છે, E0 અને I0 અનુક્રમે EMF અને વિદ્યુતપ્રવાહનાં મહત્તમ મૂલ્યો છે.
ઉપરનાં બંને સૂત્રો તપાસતાં જણાય છે કે E તેમજ I બંને માટે કલા (phase) wtનું મૂલ્ય એકસરખું છે, એટલે કે E તથા Iનાં મૂલ્યો એકસાથે જ મહત્તમ તેમજ શૂન્ય મૂલ્ય પ્રાપ્ત કરતાં હોય છે.
વ્યાખ્યા પ્રમાણે પ્રભાવી (effective) a.c. પ્રવાહ એ એવા d.c. પ્રવાહનું મૂલ્ય છે, જેના વડે એકસરખા સમયના ગાળામાં, કોઈ અવરોધમાં ઉત્પન્ન થતી ઉષ્માનો જથ્થો a.c. જેટલો જ હોય છે. તેની સંજ્ઞા Ieff છે.
હવે જો R અવરોધમાંથી પસાર થતા d.c. પ્રવાહનું મૂલ્ય I હોય તો,
પ્રત્યેક સેકન્ડે ઉષ્મામાં
a.c.ની એક પૂરી સાઇકલ માટે sin2 ωtનું સરેરાશ મૂલ્ય ½ છે. I0 sin ωtને Ieff વડે દર્શાવતાં, (4) અને (5) ઉપરથી,
માટે,
Ieff = 0.7071 I0 ………………………………………………….(6)
અને તે જ પ્રમાણે
Eeff = 0.7071 E0 ……………………………………………….(7)
Ieffને ‘કલ્પિત વિદ્યુતપ્રવાહ’ (virtual current) Iv પણ કહે છે; અને Eeffને ‘કલ્પિત EMF’ (virtual emf) Ev કહે છે.
આમ a.c.નો વીજવિભવ (p.d.) 220 વોલ્ટ હોય તો,
કલ્પિત વિદ્યુતપ્રવાહ : a.c. વિદ્યુતપ્રવાહથી આપેલા અવરોધમાં, આપેલા સમયમાં, એક ઍમ્પિયર d.c. વિદ્યુતપ્રવાહ જેટલી જ ઉષ્મા ઉત્પન્ન થાય તેને કલ્પિત વિદ્યુતપ્રવાહ Iv કહે છે.
કલ્પિત વિદ્યુત–વિભવાંતર : a.c. emfને કારણે આપેલા અવરોધમાં, આપેલા સમયમાં, એક વોલ્ટ d.c. વિદ્યુત-વિભવાંતર જેટલી જ ઉષ્મા ઉત્પન્ન થતી હોય, તેને કલ્પિત વિદ્યુત-વિભવાંતર (Ev) કહે છે.
અત્રે એ યાદ રાખવું ખાસ જરૂરી છે કે Ieff અને Eeff સરેરાશ મૂલ્યો (average values) નથી, પરંતુ પ્રભાવી (effective) મૂલ્યો છે. તેમને મેળવવા માટે ACની એક પૂરી સાઇકલ માટે sin² wtનું સરેરાશ મૂલ્ય = 
લેવામાં આવ્યું હતું. માટે,
a.c. માપવા માટેનાં સાધનો : a.c.ની એક પૂરી સાઇકલ માટે sin wtનું સરેરાશ મૂલ્ય શૂન્ય હોવાથી, સામાન્ય ઍમિટર અને વોલ્ટમિટર શૂન્ય વાચન (reading) બતાવશે. તેથી a.c. માપવા માટેનાં સાધનોની રચના એવી હોવી જોઈએ કે તેમાં આવર્તનનું મૂલ્ય વિદ્યુતપ્રવાહ કે emfના વર્ગના સમપ્રમાણમાં હોય. આમ a.c. સાધનોમાં વિદ્યુતપ્રવાહ તેમજ emfને અનુક્રમે Iv (અથવા Irms) અને Ev(અથવા Erms)માં આપવામાં આવે છે. a.c. સાધનને d.c.ની મદદથી અંકિત (calibrate) કરી, તેનું આવર્તન સીધેસીધું જ, વિદ્યુતપ્રવાહ કે emfનું મૂલ્ય Irms અને Ermsમાં આપે તેવી રચના હોય છે. rms મૂલ્યોને કારણે a.c. સાધનમાં સ્કેલ ઉપરનાં અંકનો એકસરખા અંતરે હોતાં નથી, જ્યારે d.c. સાધનમાં તો વિદ્યુતપ્રવાહ કે emfનું મૂલ્ય આવર્તનના સપ્રમાણમાં હોવાથી, સ્કેલ ઉપરનાં તેના અંકનો એકસરખા અંતરે બનાવેલાં હોય છે.
અવરોધ (R) અને ઇન્ડક્ટન્સ (L), a.c. પરિપથમાં : અવરોધ R ઓહમ અને ઇન્ડક્ટન્સ L હેન્રી a.c. પરિપથમાં શ્રેણીમાં જોડેલાં હોય ત્યારે તાત્ક્ષણિક વિદ્યુતપ્રવાહ I અને EMF (E) માટેનાં સૂત્રો નીચે પ્રમાણે છે :
[નોંધ : અવરોધનું માપ ઓહમમાં અને ઇન્ડક્ટન્સ Lનું માપ હેન્રીમાં છે.]
અહીં θ = E તેમજ I વચ્ચેનો, કલાનો તફાવત અને,
આમ Lને કારણે વિદ્યુતપ્રવાહ (I), EMF (E) કરતાં પાછળ પડી જઈને ‘વિલંબ’ (lag) અનુભવે છે; અને સમી. (1) અને (2)ની જેમ, તે બંને એક જ કલામાં રહેતાં નથી. તેથી EMF જ્યારે તેનું મહત્તમ મૂલ્ય E0 પ્રાપ્ત કરે, તે પછી થોડા સમય બાદ, વિદ્યુતપ્રવાહ તેનું મહત્તમ મૂલ્ય I0 પ્રાપ્ત કરે છે, અને
ને AC પરિપથનો ‘ઇમ્પીડન્સ’ (impedence) કહે છે અને તે d.c. પરિપથના અવરોધ R સાથે સામ્ય ધરાવે છે.
(10) ઉપરથી
ચોક કૉઇલ (choke coil) : તેમાં ઇન્ડક્ટન્સ ગૂંચળું (coil) આવેલું હોય છે અને a.c. પરિપથમાં વિદ્યુતપ્રવાહનું નિયંત્રણ કરવા માટે તે વપરાય છે. d.c.માં જેમ વિદ્યુતપ્રવાહનું નિયમન કરવા માટે અવરોધનો ઉપયોગ થાય છે તેમ a.c.માં ઇન્ડક્ટન્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. પરંતુ d.c.માં, તે અવરોધમાં ઉષ્મા ઉત્પન્ન થઈ ઊર્જાનો ખાસો વ્યય થતો હોય છે, જ્યારે a.c.માં તો Lના કારણે વિદ્યુતપ્રવાહનો મૂલ્યમાં સીધેસીધો મેઇન્સમાંથી જ ઘટાડો થતો હોવાથી, ઊર્જાવ્યયનો કોઈ પ્રશ્ન રહેતો નથી. નીચેના ઉદાહરણ ઉપરથી આ હકીકત સ્પષ્ટ થાય છે :
એક આર્ક દીવો 100 વોલ્ટ અને 10 ઍમ્પિયર ઉપર કાર્ય કરે છે. જો તેને 200 d.c. વોલ્ટ ઉપર વાપરવો હોય, તો તેની સાથે શ્રેણીમાં અવરોધ R વાપરવો જોઈએ, જેથી,
220 = 100 + 10 R
અથવા R = = 10 ઓહમ (W)
આર્ક દીવા વડે દર
તેથી પરિપથમાં દર
સેકન્ડે ઉત્પન્ન થતી કુલ ઊર્જા = 1,000 વૉટ + 1,200 વૉટ
= 2,200 વૉટ
આ મૂલ્ય d.c. વોલ્ટ અને ઍમ્પિયરના ગુણાકાર વડે પણ મળે છે. (200 વોલ્ટ × 10 ઍમ્પિયર = 2,200 વૉટ)
આમ d.c. પરિપથમાં ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મામાંથી લગભગ અડધી જેટલી તો અવરોધમાં ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા વડે વેડફાતી હોય છે.
હવે જો આર્ક દીવાને a.c. પરિપથમાં ઇન્ડક્ટન્સ L સાથે જોડવામાં આવે તો,
R = 10 Ω લેતાં, ગણતરી ઉપરથી,
Lω = 19.6
જો a.c.ની આવૃત્તિ f = 50 ~ હોય, તો
છે માટે θ કોણવાળા કાટખૂણ ત્રિકોણની નીચે પ્રમાણે રચના કરતાં
a.c. પરિપથમાં દર સેકન્ડે
આમ a.c. પરિપથમાં જોડેલો 0.0624 હેન્રીનો ઇન્ડક્ટન્સ, d.c. પરિપથમાં આર્ક દીવા સાથે જોડેલા 12 ઓહમના અવરોધ જેટલી જ અસર ઉપજાવે છે. વિશેષત: a.c.માં ઇન્ડક્ટન્સ વાપરવાનો મુખ્ય લાભ તો એ છે કે ઊર્જાનો કોઈ ખાસ વ્યય થતો નથી અને જરૂર પ્રમાણેની જ ઊર્જા ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. આવા ઇન્ડક્ટન્સને ‘ચોક કૉઈલ’ કે ‘ચોક’ કહે છે; અને તે AC વિદ્યુતપ્રવાહને ‘રૂંધી’ને (choke કરીને), જરૂર પ્રમાણેના જ વિદ્યુતપ્રવાહનું નિયમન કરી, ઊર્જાવ્યયનો નિષેધ કરે છે. જો ઊર્જાનો કોઈ રીતે વ્યય થતો હોય તો ચોકમાં વપરાતા લોખંડના ચુંબકીય કોર(magnetic core)માં ‘હિસ્ટેરિસિસ’(hysterisis)ને કારણે હોય છે, જે નહિવત્ ગણાય. ઘરમાં વપરાતી ટ્યૂબલાઇટમાં પણ ચોકની ગોઠવણ હોય છે, જે જરૂર પ્રમાણેનો જ વિદ્યુતપ્રવાહ વાપરી, ખર્ચાતી ઊર્જામાં ઘટાડો કરી, ટ્યૂબલાઇટના વપરાશને કરકસરભર્યો બનાવે છે.
કાર્તિક જાની
એરચ. મા. બલસારા