ट्रांसफॉर्मर, DC मशीनें, प्रेरण मशीनें व तुल्यकालिक मशीनें

अभ्यास प्रश्न (10)

उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।

1. ट्रांसफॉर्मर पर खुला-परिपथ परीक्षण मुख्यतः किसे ज्ञात करने हेतु किया जाता है

   1. ताम्र-हानि व श्रेणी प्रतिबाधा
   2. क्रोड-हानि व चुंबकीकरण-शाखा प्राचल
   3. केवल टर्न-अनुपात
   4. विद्युतरोधन प्रतिरोध
   उत्तर देखें

   उत्तर: B — क्रोड-हानि व चुंबकीकरण-शाखा प्राचल

   द्वितीयक खुली होने पर, कोई लोड धारा नहीं बहती, अतः मापने हेतु कोई ताम्र-हानि नहीं है — रेटेड वोल्टेज पर निवेश पूर्णतः क्रोड-हानि व चुंबकीकरण-शाखा स्थापित करने वाली छोटी धारा है, यही ठीक वह है जिसे यह परीक्षण अलग करता है।

2. Dy1 व Yy0 ट्रांसफॉर्मर मुख्यतः इसलिए समांतर में संचालित नहीं किए जा सकते क्योंकि

   1. उनकी kVA रेटिंग सदा भिन्न होनी चाहिए
   2. वे प्राथमिक व द्वितीयक लाइन वोल्टेज के बीच भिन्न कला-शिफ्ट लाते हैं
   3. एक की दक्षता दूसरे से अधिक होती है
   4. डेल्टा वाइंडिंग रेटेड धारा नहीं वहन कर सकतीं
   उत्तर देखें

   उत्तर: B — वे प्राथमिक व द्वितीयक लाइन वोल्टेज के बीच भिन्न कला-शिफ्ट लाते हैं

   Dy संयोजन प्राथमिक व द्वितीयक लाइन वोल्टेज के बीच एक स्थिर कला-शिफ्ट (30 अंश का गुणज) लाता है जबकि Yy संयोजन कोई नहीं लाता, अतः दोनों को समांतरित करने से कला-असंगति द्वारा चालित एक बड़ी धारा परिसंचरित होगी भले ही वोल्टेज परिमाण ठीक-ठीक मेल खाएँ — समांतरण हेतु सदिश-समूह संगति एक पूर्वशर्त है, रेटिंग या दक्षता से स्वतंत्र।

3. किसी शंट DC मोटर की क्षेत्र धारा अचानक बाधित हो जाती है जबकि वह अभार चल रही है। मोटर की गति क्या होगी

   1. तुरंत शून्य हो जाएगी
   2. ख़तरनाक रूप से बढ़ेगी, संभवतः विनाशकारी गति तक
   3. ठीक वही बनी रहेगी
   4. दिशा उलट जाएगी
   उत्तर देखें

   उत्तर: B — ख़तरनाक रूप से बढ़ेगी, संभवतः विनाशकारी गति तक

   गति लगभग स्थिर पश्च-वि.वा.बल हेतु फ्लक्स के व्युत्क्रमानुपाती है, अतः क्षेत्र फ्लक्स खोना (शून्य की ओर जाना) गति को ख़तरनाक रूप से उच्च मान की ओर ले जाता है — यह श्रेणी-मोटर के अभार बेक़ाबू होने का DC-मशीन समरूप है, और यही कारण है कि आर्मेचर ऊर्जीकृत रहते हुए शंट या पृथक उत्तेजित मोटर का क्षेत्र परिपथ कभी खुलने नहीं दिया जाना चाहिए।

4. DC मोटर गति-नियंत्रण के विषय में निम्न में से कौन-से सही ढंग से सत्य हैं

   1. आर्मेचर वोल्टेज नियंत्रण आधार गति से नीचे प्रयुक्त होता है, स्थिर उपलब्ध बलाघूर्ण पर।
   2. क्षेत्र फ्लक्स नियंत्रण आधार गति से ऊपर प्रयुक्त होता है, लगभग स्थिर उपलब्ध शक्ति पर।
   3. क्षेत्र कमज़ोर करने से किसी दी आर्मेचर धारा पर उपलब्ध बलाघूर्ण सदा बढ़ता है।
   4. श्रेणी मोटर का गति-नियंत्रण क्षेत्र-दुर्बलन बिल्कुल प्रयोग नहीं कर सकता।
   उत्तर देखें

   उत्तर: A — आर्मेचर वोल्टेज नियंत्रण आधार गति से नीचे प्रयुक्त होता है, स्थिर उपलब्ध बलाघूर्ण पर।; B — क्षेत्र फ्लक्स नियंत्रण आधार गति से ऊपर प्रयुक्त होता है, लगभग स्थिर उपलब्ध शक्ति पर।

   पहले दो मानक द्वि-क्षेत्रीय DC ड्राइव नियम हैं। क्षेत्र कमज़ोर करने से किसी दी आर्मेचर धारा पर उपलब्ध बलाघूर्ण घटता है (बलाघूर्ण फ्लक्स गुणा धारा के अनुक्रमानुपाती है), जो गति-लाभ की कीमत है, कोई मुफ़्त वृद्धि नहीं; और श्रेणी मोटर भी क्षेत्र-दुर्बलन (श्रेणी क्षेत्र के आर-पार एक डाइवर्टर प्रतिरोधक) को कई गति-नियंत्रण तकनीकों में से एक के रूप में प्रयोग करते हैं, अतः यह अपवर्जित नहीं है।

5. किसी 4-ध्रुव, 50 Hz त्रि-कला प्रेरण मोटर की तुल्यकालिक गति है

   1. 1500 rpm
   2. 3000 rpm
   3. 1000 rpm
   4. 750 rpm
   उत्तर देखें

   उत्तर: A — 1500 rpm

   Ns = 120f/P = 12050/4 = 1500 rpm — एक सूत्र जिसे P को ध्रुवों की संख्या मानकर लागू करना चाहिए, ध्रुव-युग्मों की नहीं, जो इस गणना में सामान्य भूल का स्थान है।

6. प्रेरण मोटर के प्रति-फेज़ तुल्य परिपथ में, रोटर शाखा प्रतिरोध को R2 + R2(1−s)/s के रूप में विभाजित किया जाता है। पद R2(1−s)/s क्या दर्शाता है

   1. रोटर ताम्र-हानि
   2. स्टेटर क्रोड-हानि
   3. उत्पन्न यांत्रिक शक्ति दर्शाने वाला काल्पनिक प्रतिरोध
   4. चुंबकीकरण-शाखा प्रतिघात
   उत्तर देखें

   उत्तर: C — उत्पन्न यांत्रिक शक्ति दर्शाने वाला काल्पनिक प्रतिरोध

   अकेला R2 वास्तविक रोटर वाइंडिंग प्रतिरोध है, जो रोटर ताम्र-हानि के लिए उत्तरदायी है; जोड़ा गया पद R2(1−s)/s अपने आप में कोई भौतिक प्रतिरोध नहीं रखता पर विशुद्ध रूप से इसलिए डाला जाता है ताकि तुल्य परिपथ में उसमें क्षयित शक्ति शाफ्ट पर उत्पन्न वास्तविक यांत्रिक शक्ति के बराबर हो — सकल यांत्रिक शक्ति को रोटर ताम्र-हानि से स्वच्छता से अलग करते हुए।

7. जब त्रि-कला प्रेरण मोटर सीधे (लाइन के आर-पार) स्विच ऑन की जाती है, उस क्षण slip s = 1 होती है, और खींची गई धारा सामान्यतः होती है

   1. रेटेड धारा से कहीं कम
   2. रेटेड धारा से 5 से 7 गुना
   3. रेटेड धारा के ठीक बराबर
   4. शून्य
   उत्तर देखें

   उत्तर: B — रेटेड धारा से 5 से 7 गुना

   s = 1 काल्पनिक यांत्रिक-शक्ति प्रतिरोध R2(1−s)/s को ठीक शून्य कर देता है, उस शाखा में केवल छोटा वास्तविक रोटर प्रतिरोध R2 शेष रहता है — रोटर शाखा द्वारा प्रस्तुत की जा सकने वाली सबसे छोटी संभव प्रतिबाधा, यही ठीक कारण है कि स्थिर अवस्था (डायरेक्ट-ऑन-लाइन) आरंभिक धारा चालू धारा से कहीं अधिक होती है, जो घटी-वोल्टेज स्टार्टरों को प्रेरित करती है।

8. एकल-कला प्रेरण मोटर स्थिर अवस्था पर कितना निवल आरंभिक बलाघूर्ण उत्पन्न करती है

   1. पूरा रेटेड बलाघूर्ण
   2. शून्य, क्योंकि दो बराबर व विपरीत घूर्णी क्षेत्र बलाघूर्ण निरस्त हो जाते हैं
   3. रेटेड बलाघूर्ण से दोगुना
   4. किसी यादृच्छिक, अप्रत्याशित दिशा में बलाघूर्ण
   उत्तर देखें

   उत्तर: B — शून्य, क्योंकि दो बराबर व विपरीत घूर्णी क्षेत्र बलाघूर्ण निरस्त हो जाते हैं

   स्पंदित एकल-कला क्षेत्र दो बराबर, विपरीत घूर्णी क्षेत्रों में विभाजित होता है, हर एक स्थिर अवस्था पर अपनी दिशा में बराबर-परिमाण बलाघूर्ण उत्पन्न करता है — दोनों ठीक-ठीक निरस्त हो जाते हैं, शून्य निवल आरंभिक बलाघूर्ण देते हुए, यही कारण है कि सदा एक सहायक आरंभण वाइंडिंग या अन्य साधन चाहिए।

9. दो त्रि-कला तुल्यकालिक जनरेटर समांतरित किए जाने हैं। संयोजक स्विच बंद करने से पहले कौन-सी शर्त आवश्यक नहीं है

   1. समान वोल्टेज परिमाण
   2. समान आवृत्ति
   3. संयोजन के क्षण समान शक्ति निर्गम
   4. समान फेज़-अनुक्रम व मेल खाता फेज़ कोण
   उत्तर देखें

   उत्तर: C — संयोजन के क्षण समान शक्ति निर्गम

   समांतरण से पहले वोल्टेज परिमाण, आवृत्ति, फेज़-अनुक्रम व फेज़ कोण सभी मेल खाने चाहिए; दोनों जनरेटरों का शक्ति निर्गम संयोजन के क्षण बराबर होना ज़रूरी नहीं — यह बाद में हर मशीन के प्राइम-मूवर निवेश को समायोजित कर तय किया जाता है, और यह ब्रेकर बंद करने की पूर्वशर्त नहीं है।

10. किसी ट्रांसफॉर्मर की क्रोड (स्थिर) हानि 100 W है। जिस भार पर इसकी दक्षता अधिकतम है, उस पर ताम्र (परिवर्ती) हानि, वाट में, है ___

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 100

    अधिकतम दक्षता ठीक वहाँ होती है जहाँ स्थिर (क्रोड) हानि परिवर्ती (ताम्र) हानि के बराबर हो, अतः उस भार पर ताम्र-हानि भी 100 W के बराबर है — यही नियम ट्रांसफॉर्मर, DC मशीन व AC मशीन सभी पर समान रूप से लागू होता है।