त्रुटियाँ, ब्रिज एवं विद्युत मापन

अभ्यास प्रश्न (8)

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. कोई उपकरण कसकर एक-साथ गुच्छित पर सत्य मान से लगातार ऑफ़सेट पठन देता है। यह वर्णन है

   1. उच्च सटीकता, निम्न परिशुद्धता
   2. उच्च परिशुद्धता, निम्न सटीकता — क्रमबद्ध त्रुटि का हस्ताक्षर
   3. उच्च परिशुद्धता व उच्च सटीकता एक साथ
   4. पूर्णतः यादृच्छिक त्रुटि से उत्पन्न निम्न परिशुद्धता
   उत्तर देखें

   उत्तर: B — उच्च परिशुद्धता, निम्न सटीकता — क्रमबद्ध त्रुटि का हस्ताक्षर

   कसकर गुच्छित होना (दोहराव-क्षमता) परिशुद्धता है; सत्य से लगातार ऑफ़सेट सटीकता का अभाव है — और लगातार ऑफ़सेट ठीक वही है जो क्रमबद्ध त्रुटि उत्पन्न करती है, क्योंकि यह बिखरने के बजाय हर बार उसी तरह दोहराती है। यादृच्छिक त्रुटि पठनों को बिखेरती और परिशुद्धता घटाती, जो यहाँ वर्णित नहीं है।

2. दो स्वतंत्र रूप से मापी गई राशियों X व Y से एक राशि Z = X/Y परिकलित की जाती है। Z की त्रुटि X व Y की त्रुटियों को इस प्रकार संयोजित करती है

   1. निरपेक्ष त्रुटियाँ सीधे जुड़ती हैं
   2. सापेक्ष (भिन्नात्मक) त्रुटियाँ जुड़ती हैं
   3. Z की त्रुटि सदा X या Y से छोटी होती है
   4. त्रुटियाँ ठीक-ठीक निरस्त हो जाती हैं
   उत्तर देखें

   उत्तर: B — सापेक्ष (भिन्नात्मक) त्रुटियाँ जुड़ती हैं

   गुणनफल या भागफल हेतु, यह सापेक्ष त्रुटियाँ हैं जो जुड़ती हैं (स्वतंत्र यादृच्छिक त्रुटियों हेतु वर्गमूल-योग रूप में) — यह मानक त्रुटि-प्रसार नियम है, और इसका अर्थ है कि दो कम-ज्ञात राशियों के अनुपात में भिन्नात्मक अनिश्चितता पर्याप्त हो सकती है भले ही प्रत्येक उचित रूप से मापी गई हो। निरपेक्ष-त्रुटि योग योग व अंतर पर लागू होता है, गुणनफल या भागफल पर नहीं।

3. केल्विन द्वि-ब्रिज विशेष रूप से इसलिए प्रयुक्त होता है क्योंकि

   1. यह शेरिंग ब्रिज से अधिक परिशुद्धता से धारिता मापता है
   2. इसकी अतिरिक्त अनुपात-भुजा निम्न-प्रतिरोध मापन में लीड व संपर्क प्रतिरोध निरस्त करती है
   3. इसे तुलना हेतु किसी मानक की आवश्यकता नहीं
   4. यह केवल अत्यंत उच्च आवृत्ति पर प्रचालित होता है
   उत्तर देखें

   उत्तर: B — इसकी अतिरिक्त अनुपात-भुजा निम्न-प्रतिरोध मापन में लीड व संपर्क प्रतिरोध निरस्त करती है

   अत्यंत निम्न प्रतिरोध मानों पर, संयोजक तारों की लीड व संपर्क प्रतिरोध स्वयं अज्ञात के तुल्य हो जाती है; केल्विन ब्रिज की अतिरिक्त सहायक अनुपात-भुजा विशेष रूप से संतुलन-शर्त को ठीक उसी अवशिष्ट प्रतिरोध से स्वतंत्र बनाने हेतु अभिकल्पित है। इसका धारिता से कोई संबंध नहीं, किसी भी ब्रिज की तरह इसे अब भी ज्ञात मानक चाहिए, और यह अत्यंत उच्च आवृत्ति तक सीमित नहीं है।

4. शेरिंग ब्रिज इसके लिए मानक चयन है

   1. अत्यंत निम्न प्रतिरोध मापन
   2. धारिता व पारावैद्युत क्षय मापन, विशेषतः उच्च-वोल्टेज विद्युतरोधन परीक्षण में
   3. किसी कुंडली का Q गुणांक सीधे मापना
   4. केवल आवृत्ति मापन
   उत्तर देखें

   उत्तर: B — धारिता व पारावैद्युत क्षय मापन, विशेषतः उच्च-वोल्टेज विद्युतरोधन परीक्षण में

   शेरिंग ब्रिज धारिता और, महत्वपूर्ण रूप से, उस धारिता के पारावैद्युत क्षय-कोण को मापने के इर्द-गिर्द बना है, इसीलिए यह उच्च वोल्टेज पर विद्युतरोधन व केबल परीक्षण का मानक उपकरण है। केल्विन अत्यंत निम्न प्रतिरोध संभालता है, Q-मीटर अनुनाद से कुंडली Q सीधे मापता है, और वियन ब्रिज मुख्यतः आवृत्ति से संबद्ध है।

5. धारा ट्रांसफॉर्मर की द्वितीयक को प्राथमिक में धारा रहते खोलना ख़तरनाक है क्योंकि

   1. प्राथमिक धारा अचानक शून्य हो जाती है
   2. विचुंबकनी एम्पीयर-फेरे हट जाते हैं, क्रोड संतृप्त होता है और उच्च वोल्टेज प्रकट हो सकता है
   3. ट्रांसफॉर्मर स्वयं तुरंत लघुपथित हो जाता है
   4. इसका कोई प्रभाव नहीं क्योंकि ट्रांसफॉर्मर इसी हेतु अभिकल्पित है
   उत्तर देखें

   उत्तर: B — विचुंबकनी एम्पीयर-फेरे हट जाते हैं, क्रोड संतृप्त होता है और उच्च वोल्टेज प्रकट हो सकता है

   प्राथमिक धारा रेखा से तय होती है, द्वितीयक से नहीं, अतः यह घटती नहीं। द्वितीयक खुली होने पर, वे विचुंबकनी एम्पीयर-फेरे जो द्वितीयक धारा सामान्यतः देती है लुप्त हो जाते हैं, क्रोड फ्लक्स व अतः प्रेरित द्वितीयक वोल्टेज तीव्रता से बढ़ते हैं (क्रोड संतृप्त होता है), और खुले टर्मिनलों पर ख़तरनाक रूप से उच्च वोल्टेज प्रकट हो सकता है — विभव ट्रांसफॉर्मर से विपरीत ख़तरा, जिसकी द्वितीयक कभी लघुपथित नहीं की जानी चाहिए।

6. त्रि-कला शक्ति हेतु द्वि-वाटमीटर विधि पठन W1 व W2 से शक्ति-गुणांक कोण देती है

   1. tan(phi) = W1 + W2
   2. tan(phi) = sqrt(3) * (W1 − W2) / (W1 + W2) — सूत्र
   3. tan(phi) = W1 * W2
   4. केवल W1 व W2 से phi नहीं निकाला जा सकता
   उत्तर देखें

   उत्तर: B — tan(phi) = sqrt(3) * (W1 − W2) / (W1 + W2) — सूत्र

   मानक द्वि-वाटमीटर संबंध कुल शक्ति W1 + W2 के रूप में देता है और, अलग से, शक्ति-गुणांक कोण tan(phi) = sqrt(3)*(W1 − W2)/(W1 + W2) से — वही दो पठन दोनों प्रश्नों का उत्तर देते हैं, यही इस विधि को उपयोगी बनाता है, केवल दो संख्याएँ जोड़ने का तरीका नहीं।

7. वास्तविक-RMS मीटर औसत-अनुक्रियाशील मीटर से इस बात में भिन्न है कि यह

   1. केवल शुद्ध ज्यावक्र हेतु सही पढ़ता है
   2. तरंग-रूप के आकार से निरपेक्ष वास्तविक मूल-माध्य-वर्ग मान परिकलित करता है
   3. केवल DC राशियाँ माप सकता है
   4. सदा औसत-अनुक्रियाशील मीटर से कम सटीक होता है
   उत्तर देखें

   उत्तर: B — तरंग-रूप के आकार से निरपेक्ष वास्तविक मूल-माध्य-वर्ग मान परिकलित करता है

   वास्तविक-RMS मीटर वास्तविक तरंग-रूप को वर्ग, औसत व मूल करता है, चाहे आकार जो हो, सही RMS मान देता है; औसत-अनुक्रियाशील मीटर वह है जो केवल शुद्ध ज्यावक्र हेतु सही अंशांकित है और विरूपित तरंग-रूपों पर गलत पढ़ता है। न तो केवल-DC मापन का कथन सही है, न ही कम सटीकता का — विरूपित संकेतों पर वास्तविक-RMS मीटर ही अधिक सटीक है।

8. विशुद्ध अनुरूप दोलनदर्शी पर अंकीय भंडारण दोलनदर्शी का मुख्य लाभ यह है कि यह

   1. बिना किसी संसाधन के सीधे आवृत्ति-क्षेत्र विषय-वस्तु प्रदर्शित कर सकता है
   2. किसी एकल क्षणिक घटना को अंकीय रूप से प्रतिचयित व संचित कर पकड़, स्थिर व माप सकता है
   3. बिना किसी अनुरूप-से-अंकीय परिवर्तन के वोल्टेज माप सकता है
   4. बिना किसी ट्रिगर परिपथ के प्रचालित हो सकता है
   उत्तर देखें

   उत्तर: B — किसी एकल क्षणिक घटना को अंकीय रूप से प्रतिचयित व संचित कर पकड़, स्थिर व माप सकता है

   अंकीय भंडारण किसी DSO को तरंग-रूप का आँकड़ा प्रतिचयित व धारण करने देता है, अतः एकल अ-दोहराव क्षणिक घटना को बाद में स्थिर, आवर्धित व मापा जा सकता है — अनुरूप दोलनदर्शी की फ़ॉस्फ़र-अनुस्थिरता क्षीण हो जाती है और यह नहीं कर सकती। आवृत्ति-क्षेत्र प्रदर्शन वर्णक्रम विश्लेषक का कार्य है, DSO पर स्वचालित नहीं; इसे अभी भी आंतरिक रूप से ADC चाहिए; और कब पकड़ना है यह तय करने हेतु ट्रिगर परिपथ अब भी अत्यंत आवश्यक है।