Question
Download Solution PDFएक धारा ट्रान्सफ़ॉर्मर में एकल-वर्तन (टर्न) की प्राथमिक वाइंडिंग और 200 वर्तन की द्वितीयक वाइंडिंग है। इसे 5 ऐम्पियर के एमीटर से जोड़कर एसी धारा मापने के लिए प्रयुक्त किया जाता है। (पूर्ण स्केल विक्षेपण।) इस व्यवस्था द्वारा प्राथमिक धारा का कितना अधिकतम मान मापा जा सकता है?
Answer (Detailed Solution Below)
Detailed Solution
Download Solution PDFव्याख्या:
धारा ट्रांसफार्मर विश्लेषण
परिभाषा: एक धारा ट्रांसफार्मर (CT) एक उपकरण ट्रांसफार्मर है जिसे अपनी द्वितीयक कुंडली में एक प्रत्यावर्ती धारा (AC) उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो अपनी प्राथमिक कुंडली में AC धारा के समानुपाती है। CT का उपयोग आमतौर पर उच्च धाराओं को मापने के लिए किया जाता है, जिससे धारा को कम, सुरक्षित स्तर तक कम किया जा सकता है जिसे मानक एमीटर और अन्य उपकरणों द्वारा आसानी से मापा जा सकता है।
दिया गया डेटा:
- प्राथमिक कुंडली: 1 घुमाव
- द्वितीयक कुंडली: 200 घुमाव
- एमीटर पूर्ण-स्केल विक्षेपण: 5 A
कार्य सिद्धांत: धारा ट्रांसफार्मर की प्राथमिक और द्वितीयक कुंडलियाँ इस तरह से जुड़ी होती हैं कि प्राथमिक कुंडली में धारा द्वारा उत्पन्न चुंबकीय प्रवाह द्वितीयक कुंडली में धारा प्रेरित करता है। प्राथमिक धारा (Ip) और द्वितीयक धारा (Is) का अनुपात कुंडलियों के घुमाव अनुपात के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
घुमाव अनुपात: धारा ट्रांसफार्मर का घुमाव अनुपात (Np:Ns) प्राथमिक कुंडली (Np) में घुमावों की संख्या के द्वितीयक कुंडली (Ns) में घुमावों की संख्या के अनुपात द्वारा दिया जाता है।
इस मामले में, हमारे पास है:
Np = 1 घुमाव
Ns = 200 घुमाव
घुमाव अनुपात (Np:Ns) = 1:200
धारा अनुपात: धारा ट्रांसफार्मर का धारा अनुपात प्राथमिक धारा (Ip) के द्वितीयक धारा (Is) के अनुपात द्वारा दिया जाता है। चूँकि एमीटर द्वितीयक कुंडली से जुड़ा है और पूर्ण-स्केल विक्षेपण के लिए 5 A तक मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है, हम घुमाव अनुपात का उपयोग करके मापी जा सकने वाली अधिकतम प्राथमिक धारा (Ip_max) की गणना कर सकते हैं।
मान लीजिए Ip_max अधिकतम प्राथमिक धारा है और Is_max अधिकतम द्वितीयक धारा है (जो इस मामले में 5 A है)।
धारा अनुपात को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:
Ip/Is = Ns/Np
दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करना:
Ip_max / 5 A = 200 / 1
Ip_max के लिए हल करना:
Ip_max = 5 A * (200 / 1)
Ip_max = 1000 A
इसलिए, इस व्यवस्था के साथ मापी जा सकने वाली प्राथमिक धारा का अधिकतम मान 1000 A है।
लाभ:
- धारा ट्रांसफार्मर उच्च धाराओं को सुरक्षित रूप से और सटीक रूप से मापने की अनुमति देते हैं, जिससे धारा को मानक उपकरणों के लिए उपयुक्त निम्न स्तर तक कम किया जा सकता है।
- वे उच्च-धारा प्राथमिक सर्किट और माप उपकरणों के बीच विद्युत पृथक्करण प्रदान करते हैं।
नुकसान:
- धारा ट्रांसफार्मर अपनी अंतर्निहित अशुद्धियों और चरण बदलावों के कारण त्रुटियाँ पेश कर सकते हैं।
- उच्च धाराओं पर कोर का संतृप्ति हो सकता है, जिससे माप में अशुद्धियाँ आ सकती हैं।
अनुप्रयोग: धारा ट्रांसफार्मर का व्यापक रूप से मीटरिंग और सुरक्षा उद्देश्यों के लिए बिजली प्रणालियों में उपयोग किया जाता है। उनका उपयोग सबस्टेशनों, स्विचगियर और औद्योगिक अनुप्रयोगों में उच्च धाराओं को मापने और निगरानी करने के लिए किया जाता है।
सही विकल्प विश्लेषण:
सही विकल्प है:
विकल्प 1: 1000 A
यह विकल्प सही ढंग से प्राथमिक धारा के अधिकतम मान की पहचान करता है जिसे 1:200 के घुमाव अनुपात और 5 A के पूर्ण-स्केल विक्षेपण वाले एमीटर के साथ दिए गए धारा ट्रांसफार्मर का उपयोग करके मापा जा सकता है।
अतिरिक्त जानकारी
विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:
विकल्प 2: 5000 A
यह विकल्प गलत है क्योंकि यह प्राथमिक धारा के अधिकतम मान को अधिक आँकता है। 1:200 के घुमाव अनुपात और एमीटर के 5 A के पूर्ण-स्केल विक्षेपण को देखते हुए, सही गणना 1000 A, 5000 A नहीं, प्राथमिक धारा का अधिकतम मान देती है।
विकल्प 3: 40 A
यह विकल्प गलत है क्योंकि यह प्राथमिक धारा के अधिकतम मान को कम आँकता है। दिए गए डेटा के आधार पर सही गणना 1000 A प्राथमिक धारा का अधिकतम मान देती है।
विकल्प 4: 200 A
यह विकल्प भी गलत है क्योंकि यह सही गणना के साथ संरेखित नहीं होता है। घुमाव अनुपात और एमीटर के विनिर्देशों के आधार पर प्राथमिक धारा का अधिकतम मान 1000 A है, 200 A नहीं।
निष्कर्ष:
धारा ट्रांसफार्मर के सिद्धांतों और उनके घुमाव अनुपात को समझना सटीक रूप से प्राथमिक धारा के अधिकतम मान को निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है जिसे मापा जा सकता है। जैसा कि बताया गया है, सही विकल्प 1000 A है, जो 1:200 के दिए गए घुमाव अनुपात और 5 A के एमीटर के पूर्ण-स्केल विक्षेपण से प्राप्त होता है। धारा ट्रांसफार्मर विभिन्न अनुप्रयोगों में उच्च धाराओं को सुरक्षित रूप से मापने और विद्युत पृथक्करण सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
Last updated on May 29, 2025
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