Circuit Elements MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Circuit Elements - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही उत्तर विकल्प 4 है।

चुंबकीय परिपथों में आर्मेचर कोर का कार्य

चुंबकीय पथ पूर्णता:

• आर्मेचर कोर मोटरों और जनरेटर जैसी मशीनों के चुंबकीय परिपथ में एक प्रमुख घटक है।
• यह क्षेत्र ध्रुवों और योक के बीच चुंबकीय प्रवाह के लिए एक कम-प्रतिबाधा पथ प्रदान करता है, चुंबकीय लूप को पूरा करता है।
  

कुशल चुंबकीय प्रवाह चालन:

• एड़ी धारा हानियों को कम करने के लिए लैमिनेटेड नर्म लोहे या सिलिकॉन स्टील से बना है।
• यह महत्वपूर्ण ऊर्जा हानियों के बिना प्रत्यावर्ती चुंबकीय प्रवाह का कुशलतापूर्वक संचालन करता है।
  

प्रेरित EMF का समर्थन करता है:

• जैसे ही आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र के भीतर घूमता है, आर्मेचर वाइंडिंग (कोर पर स्लॉट में रखी गई) बल की चुंबकीय रेखाओं को काटती हैं, जिससे एक इलेक्ट्रोमोटिव बल (EMF) प्रेरित होता है।
  

यांत्रिक संरचना:

• यह चालकों/वाइंडिंग के लिए एक यांत्रिक सहारा के रूप में भी कार्य करता है।

संप्रत्यय

एक श्रेणी RC परिपथ के लिए धारितीय प्रतिघात X_C दिया गया है:

\(X_C={1\over 2\pi fC}\)

उपरोक्त व्यंजक से, हम पाते हैं कि आवृत्ति धारितीय प्रतिघात के व्युत्क्रमानुपाती है।

इसलिए, यदि एक श्रेणी R-C परिपथ की आवृत्ति बढ़ाई जाती है, तो धारितीय प्रतिघात घट जाएगा।

अवधारणा:

तार कुंडलित प्रतिरोधक एक प्रकार का परिशुद्धता प्रतिरोधक है जिसमें एक रोधक कोर के चारों ओर लिपटे धातु के तार द्वारा प्रतिरोध प्रदान किया जाता है। तार सामग्री में उच्च प्रतिरोधकता और तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला पर स्थिरता होनी चाहिए।

गणना

तार कुंडलित प्रतिरोधकों में कुंडलन के लिए सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली सामग्री निकेल-क्रोमियम मिश्रधातु (जैसे निक्रोम) है। यह मिश्रधातु उच्च विद्युत प्रतिरोध, अच्छी तापीय स्थिरता, संक्षारण प्रतिरोध और यांत्रिक सामर्थ्य प्रदान करती है, जो इसे प्रतिरोधक अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाती है।

कार्बन जैसी अन्य सामग्री का उपयोग कार्बन संयोजन प्रतिरोधकों में किया जाता है, जबकि क्रोमियम कोबाल्ट और शुद्ध निकेल का उपयोग तार कुंडलित प्रतिरोधक कुंडलन के लिए सामान्य रूप से नहीं किया जाता है।

सिद्धांत

संधारित्र में संचित आवेश की मात्रा निम्न द्वारा दी जाती है:

\(Q=CV\)

जहाँ, Q = आवेश

C = धारिता

V = वोल्टेज

गणना

दिया गया है, C = 5 μF

V = 12 वोल्ट

\(Q=5 \times 12=60\space \mu C\)

व्याख्या:

प्रेरक कुंडली और धारा के परिवर्तन की दर

परिभाषा: एक प्रेरक कुंडली, जिसे अक्सर केवल प्रेरक कहा जाता है, एक निष्क्रिय विद्युत घटक है जो अपनी चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा संग्रहीत करता है जब विद्युत धारा इसके माध्यम से गुजरती है। यह अपने प्रेरकत्व नामक गुण के कारण इसके माध्यम से बहने वाली धारा में परिवर्तन का विरोध करता है।

कार्य सिद्धांत: जब एक प्रेरक पर एक वोल्टेज लगाया जाता है, तो यह एक समय-परिवर्ती चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक प्रेरित विद्युतवाहक बल (emf) होता है जो धारा में परिवर्तन का विरोध करता है। इस घटना को फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम और लेन्ज के नियम द्वारा वर्णित किया गया है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 2: धारा प्रवाह की शुरुआत में।

यह विकल्प एक प्रेरक कुंडली के व्यवहार का सटीक वर्णन करता है जब पहली बार वोल्टेज लगाया जाता है। धारा प्रवाह के प्रारंभिक क्षण में, धारा के परिवर्तन की दर अपने अधिकतम पर होती है। इसे प्रेरकत्व के मूल सिद्धांतों और एक RL (प्रतिरोधक-प्रेरक) परिपथ के व्यवहार की जांच करके समझा जा सकता है।

जब प्रेरकत्व L और प्रतिरोध R वाली एक प्रेरक कुंडली पर एक वोल्टेज V लगाया जाता है, तो कुंडली के माध्यम से किसी भी समय t पर धारा I(t) को अवकल समीकरण द्वारा दिया जाता है:

V = L dI(t)/dt + IR

जिस क्षण वोल्टेज लगाया जाता है (t = 0), धारा I(0) शून्य होती है, और धारा के परिवर्तन की दर dI(0)/dt अपने चरम पर होती है क्योंकि संपूर्ण वोल्टेज शुरू में प्रेरक पर गिरता है:

V = L dI(0)/dt

इस प्रकार, धारा के परिवर्तन की अधिकतम दर t = 0 पर होती है, वोल्टेज लगाए जाने के तुरंत बाद।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: एक समय स्थिरांक के बाद।

यह विकल्प गलत है। एक RL परिपथ का समय स्थिरांक (τ = L/R) उस समय का प्रतिनिधित्व करता है जिसके लिए धारा अपने अधिकतम मान का लगभग 63.2% तक पहुँच जाती है। एक समय स्थिरांक के बाद, धारा के परिवर्तन की दर अपने अधिकतम पर नहीं होती है; यह काफी कम हो गई है क्योंकि धारा अपने स्थिर-अवस्था मान के करीब पहुँच जाती है।

विकल्प 3: धारा के अंतिम अधिकतम मान के निकट।

यह विकल्प भी गलत है। जैसे ही धारा अपने अंतिम स्थिर-अवस्था मान के करीब पहुँचती है, धारा के परिवर्तन की दर कम हो जाती है और शून्य के करीब पहुँच जाती है। अधिकतम धारा मान पर, प्रेरक लगभग एक लघु परिपथ की तरह व्यवहार करता है, और धारा में कोई और परिवर्तन नहीं होता है।

विकल्प 4: इसके अधिकतम स्थिर-अवस्था मान के 36.8% पर।

यह विकल्प गलत है। इसके अधिकतम स्थिर-अवस्था मान के 36.8% (जो 1 - 1/e से मेल खाता है) पर, धारा के परिवर्तन की दर अपने अधिकतम पर नहीं होती है। अधिकतम परिवर्तन दर शुरुआत में ही होती है, न कि धारा के इस विशेष मान पर।

निष्कर्ष:

विद्युत परिपथों में प्रेरक कुंडलियों के व्यवहार को समझना यह विश्लेषण करने के लिए आवश्यक है कि समय के साथ धारा कैसे बदलती है। एक प्रेरक में धारा के परिवर्तन की दर धारा प्रवाह की शुरुआत में, वोल्टेज लगाए जाने के तुरंत बाद सबसे अधिक होती है। यह व्यवहार बिजली आपूर्ति, ट्रांसफॉर्मर और विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले परिपथों के डिजाइन और विश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण है।

वोल्टेज स्रोत को हटाने के बाद परिपथ

नए परिपथ का कुल प्रतिरोध नेटवर्क के बराबर प्रतिरोध होगा।

Req = Rt = 3 + 2 + 2 = 7 Ω 

नेटवर्क का तुल्य प्रतिरोध 7 Ω है।

गलती अंक नेटवर्क के समतुल्य प्रतिरोध का पता लगाते समय, वोल्टेज स्रोत के आंतरिक प्रतिरोध पर विचार न करें। कृपया प्रश्न को ध्यान से पढ़ें, इसका उल्लेख प्रश्न में भी किया गया है।

संकल्पना:

अधिकांश धातुओं का प्रतिरोध नीचे दर्शाये गए तापमान के साथ रैखिक तरीके में बढ़ता है और इसे समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है:

RT = R₀(1 + αT)

RT = तापमान T पर प्रतिरोध 

R₀ = 0°C पर प्रतिरोध 

α = प्रतिरोध का तापमान गुणांक 

गणना:

दिया गया है R_40° = 4Ω और R_80° = 6Ω हम निम्न लिख सकते हैं:

4 = R₀(1 + 40α)   ---(1)

6 = R₀(1 + 80α)   ---(2)

समीकरण (1) को 4 से और समीकरण (2) को 2 से गुणा करने पर, हमें निम्न प्राप्त होता है:

16 = R₀(4 + 160α)   ---(3)

12 = R₀(2 + 160α)   ---(4)

(4) को (3) से घटाने पर, हमें निम्न प्राप्त होता है:

16 - 12 = 4R₀ - 2R₀

2R₀ = 4

R₀ = 2 Ω 

अवधारणा:

एक चालन तार का प्रतिरोध (R) तार की लंबाई, तार के अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल और इसकी प्रतिरोधकता पर निर्भर करता है।

प्रतिरोध चालक की लंबाई के समान आनुपातिक और अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल के विलोम आनुपातिक है।

\(R = ρ \frac{l}{A}\)

जहां l चालक की लंबाई है, a चालक का अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल है, ρ प्रतिरोधकता है।

प्रतिरोधकता: प्रतिरोधक की प्रतिरोधकता, चालक की प्रकृति एवं तापमान पर निर्भर करती है। ∴ सामग्री

प्रतिरोधकता किसी दिए गए तापमान पर सामग्री का चालन करने के लिए समान है और तार के आयामों पर निर्भर नहीं करती है।

अगर कोई तार फैलाया गया है तो इसका आयतन समान रहेगा ।

संकल्पना:
\(P = {I^2}R = \frac{{{V^2}}}{R}\).............( i )

P = प्रतिरोध के पार शक्ति

I = धारा

R = प्रतिरोध

V = वोल्टेज

गणना:

R = 2.5 kΩ , P = 1 वाट

समीकरण (i) से

\(1=I^2\times2500=\frac{V^2}{2500}\)

\(I=\frac{1}{\sqrt{2500}}=20\ mA\)

\(V=\sqrt {2500} =50\ V\)

संकल्पना:

नीचे दिया गया समीकरण प्रतिरोध ज्ञात करने की विधि को दर्शाता है:

प्रतिरोधक रंग कोडिंग एक प्रतिरोधक के प्रतिरोधी मान और इसके प्रतिशत सहिष्णुता की आसानी से पहचान करने के लिए रंगीन बैंड का उपयोग करता है। प्रतिरोधक रंग कूट अंकन सदैव एक समय पर बाएँ से दाएँ प्रारंभ होकर एक बैंड को पढ़ता है, जिसके साथ दाएँ पक्ष की ओर उन्मुख बड़ी चौड़ाई वाला सहिष्णुता बैंड इसके सहिष्णुता को दर्शाता है। 

प्रतिरोध का मान निम्न रूप में दिया गया है:

R = AB × C ± D%

जहाँ,

‘A’ और ‘B’ प्रतिरोध (ओम) की पहली दो महत्वपूर्ण आकृतियों को दर्शाता है। 

‘C’ दशमलव गुणक को दर्शाता है। 

‘D’ प्रतिशत में सहिष्णुता को दर्शाता है। 

प्रतिरोधक रंग कूट की तालिका नीचे दी गयी है:

गणना:

उपरोक्त प्रतिरोध रंग कूट से, 

Y → 4

V → 7

‘Y’ और ‘V’, ‘A’ और ‘B’ को परिभाषित करता है। 

लाल, R → 10²

‘Y’, C को परिभाषित करता है। 

अब, प्रतिरोध निम्न है:

R = 47 × 10² Ω 

R = 4700 ओम 

Shortcut Trick

BB ROY Great Britain Very Good Watch Gold and Silver

B - Black (0)

B - Brown (1)

R - Red (2)

O - Orange (3)

Y - Yellow (4)

G - Green (5)

B - Blue (6)

V - Violet (7)

G - Grey (8)

W - Whilte (9)

Tolerance - Gold(5%) and Silver(10%)

संकल्पना:

• चालकत्व इस बात का माप है कि विद्युत कितनी आसानी से विद्युतीय तत्व के माध्यम से एक विशिष्ट पथ के साथ प्रवाहित होती है। इसे अक्षर G द्वारा दर्शाया गया है।  
• चालकत्व प्रतिरोध का व्युत्क्रम है और इसे सीमेंस या महो में मापा गया है। 

श्रृंखला संयोजन में समकक्ष चालकत्व को निम्न रूप में दर्शाया गया है,

\({G_{eq}} = \frac{{{G_1}{G_2}}}{{{G_!} + {G_2}}}\)

समांनातर संयोजन में समकक्ष चालकत्व को निम्न रूप में दर्शाया गया है,

G_eq = G₁ + G₂

गणना:

दी गयी आकृति में,

6 S, 12 S श्रृंखला में है, श्रृंखला संयोजन सूत्र लागू कीजिए। 

4 S, 8 S समानांतर में है, समानांतर संयोजन सूत्र लागू कीजिए। 

परिपथ निम्न में कम हो जाता है,

तो 2 S और 4 S समांनातर में हैं, उन्हें जोड़ने पर,

तो, \({G_{eq}} = \frac{{12 \times 6}}{{12 + 6}}\; = 4\;S\)

अवधारणा

• संधारित्र: एक संधारित्र एक विद्युत घटक है जिसमें दो टर्मिनलो का उपयोग विद्युत स्थैतिक क्षेत्र के रूप में आवेश संग्रह करने के लिए किया जाता है।
  • इसमें दो समानांतर प्लेटें होती हैं जो समान और विपरीत आवेश वाली हैं, जो एक परावैद्युतांक से अलग की गई हैं।
  • धारिता इसमें आवेश संग्रह करने के लिए संधारित्र की क्षमता है। धारिता C आवेश Q और वोल्टेज V से इस प्रकार संबंधित है

\(C =\frac{Q}{V} \)​

संधारित्रों की समतुल्य धारिता -

श्रृंखला संयोजन में: जब n संधारित्र C1, C2, C3, ... Cn श्रृंखला संयोजन में है तो,समतुल्य धारिता (Cs) होगी-

\( \frac{1}{C_s} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2}+ \frac{1}{C_3} + ... \frac{1}{C_n}\)

समानांतर संयोजन में: जब n संधारित्र C1, C2, C3, ... Cn समानांतर संयोजन में है, तो समतुल्य धारिता (Cs) होगी-

⇒ Cp = C1 + C2  + C3 +...  Cn

गणना: 

यहाँ 2F, 2F के समानांतर है,

तो समतुल्य संधारित्र 4F है,

यह 4F फिर से 4F के समानांतर है, तो समतुल्य 8F है

फिर से यह 8F, 8F के साथ श्रृंखला में है, तो समतुल्य 4F है।

यह 4F, 2F के समानांतर है इसलिए समतुल्य 6F है,

यह 6F, 2F के श्रृंखला संयोजन में है, तो A और B के पार समतुल्य धारिता है,

\(C_{AB} = \frac{(6\times2)}{8} = 1.5 F\)

अवधारणा:

धारिता:

• धारिता को किसी तत्व की क्षमता के रूप में परिभाषित किया जाता है कि वह अपने भीतर विद्युत आवेश को संग्रहीत कर सके। इसे इसकी प्लेटों के बीच इकाई p.d. बनाने के लिए आवश्यक आवेश की राशि के रूप में भी परिभाषित किया गया है। ।
• धारिता वह गुण है जो संधारित्र होता है। इसकी इकाई फैराड है ।
• यह वोल्टेज में अचानक परिवर्तन का विरोध करता है ।

इसे इसके द्वारा दिया जाता है,

\(C=\frac{Q}{V} Farad\)

प्रेरकत्व:

• प्रेरकत्व किसी पदार्थ का वह गुण है जिसके कारण वह चालक से गुजरने वाली धारा के परिमाण या दिशा में किसी भी परिवर्तन का विरोध करता है।
• प्रेरकत्व को एक हेनरी कहा जाता है जब चालक के कुंडल के माध्यम से धारा एक एम्पीयर प्रति सेकंड प्रेरकत्व एक वोल्ट की दर से कुंडल के पार बदलता है।
• प्रेरकत्व की इकाई हेनरी है ।

अवधारणा:

प्रतिरोध:

• किसी चालक से विद्युत धारा के प्रवाह के अवरोध के मापन को उस चालक का प्रतिरोध कहते हैं। इसे R से निरूपित करते हैं।

प्रतिरोधों के संयोजन के मुख्यतः दो तरीके हैं:

1. श्रृंखला में प्रतिरोध:

•  जब दो या दो से अधिक प्रतिरोधों को एक के बाद एक इस प्रकार जोड़ा जाता है कि उनमें से समान धारा प्रवाहित होती है तो उन्हें श्रृंखला प्रतिरोध कहते हैं।
• श्रृंखला में प्रतिरोधों का कुल प्रतिरोध/समतुल्य प्रतिरोध (R) निम्न द्वारा दिया जाता है:
• समतुल्य प्रतिरोध,R = R1 + R2

2. समानांतर में प्रतिरोध:

• जब दो या दो से अधिक प्रतिरोधों के टर्मिनलों को समान दो बिंदुओं पर जोड़ा जाता है और उनके बीच विभव अंतर बराबर होता है, तो इसे समानांतर में प्रतिरोध कहा जाता है।
• समानांतर में प्रतिरोधों का कुल प्रतिरोध/समतुल्य प्रतिरोध (R) निम्न द्वारा दिया जाता है:

\(⇒\frac{1}{R} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}}\)

गणना:

प्रतिरोध का पारस्परिक चालकत्व है, हम चालकत्वों को प्रतिरोधों में परिवर्तित करते हैं और परिपथ इस तरह दिखेगा

दिया हुआ: R1 = 1 Ω , R2 = 1 / 3 Ω , R3 = 1 / 2 Ω

R₁ और R₂ का समतुल्य प्रतिरोध लेते हुए

\(R_{12} = \dfrac{1\times \frac13}{1+\frac13}=\frac14\; \Omega \)

धारा विभाजन का उपयोग करके:

I = \(I_{\frac12\Omega }=\dfrac{\frac14}{\frac14 + \frac12}\times 6 = 2\; A\)

संकल्पना:

श्रृंखला में चालकत्व:

\(\frac{1}{G_s}=\frac{1}{G_1}+\frac{1}{G_2}+\frac{1}{G_3}+......\frac{1}{G_n}\)

समानांतर में चालकत्व:

GP = G1 + G2 + G3 + ..... Gn

अनुप्रयोग:

दिया गया परिपथ:

यहाँ, 8 S को 4 S के समानांतर जोड़ा गया है और 6 S को 12 S के साथ श्रृंखला से जोड़ा गया है

इसलिए, एक तुल्य परिपथ को इस प्रकार बनाया जा सकता है

,

अब, 2 S को 4 S के समानांतर जोड़ा गया है, तुल्य परिपथ को इस प्रकार बनाया जा सकता है,

इसलिए,

\(\frac{1}{G_{eq}}=\frac{1}{12}+\frac{1}{6}=4\ S\)