Alternating Current NEET प्रश्न हिंदी में — भौतिक विज्ञान (Physics) MCQ उत्तर सहित

ट्रांसफॉर्मर अन्योन्य प्रेरण के सिद्धांत पर कार्य करता है और वोल्टता रूपांतरण अनुपात सूत्र द्वारा दिया जाता है: \( \frac{V_s}{V_p} = \frac{N_s}{N_p} \). यहाँ, \(V_p\) प्राथमिक वोल्टता है, \(V_s\) द्वितीयक वोल्टता है, \(N_p\) प्राथमिक फेरों की संख्या है, और \(N_s\) द्वितीयक फेरों की संख्या है। दिया गया है \(V_p = 20V\), \(N_p = 500\), और \(N_s = 5000\), द्वितीयक वोल्टता \(V_s\) की गणना इस प्रकार की जा सकती है: \[ V_s = V_p \times \frac{N_s}{N_p} = 20V \times \frac{5000}{500} = 200V \] आवृत्ति 50 Hz पर समान रहती है। अतः सही उत्तर है

200V, 50Hz

एक AC परिपथ में औसत शक्ति सूत्र द्वारा दी जाती है: \[ P_{avg} = \frac{E_0 I_0}{2} \cos \varphi \] जहाँ \( E_0 \) शिखर emf है, \( I_0 \) शिखर धारा है, और \( \varphi \) emf और धारा के बीच कला अंतर है। यह सूत्र AC परिपथों के लिए सामान्य शक्ति सूत्र से व्युत्पन्न होता है और कला अंतर को ध्यान में रखता है।

प्रेरक परिपथ में, धारा \( I \) प्रत्यावर्ती धारा आपूर्ति की आवृत्ति \( f \) के व्युत्क्रमानुपाती होती है, सूत्र \( I = \frac{V}{\omega L} \) के अनुसार। इस प्रकार, जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, धारा घटती है। संधारित्र परिपथ में, धारा आवृत्ति के समानुपाती होती है, \( I = \omega CV \) के अनुसार। अतः, जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, धारा बढ़ती है। इसलिए, आवृत्ति बढ़ाने का प्रभाव प्रेरक परिपथ के लिए धारा में कमी और संधारित्र परिपथ के लिए धारा में वृद्धि है।

चोक कुंडली का शक्ति गुणांक वोल्टता और धारा के बीच कला अंतर पर निर्भर करता है। एक अच्छी चोक कुंडली के लिए, जो अत्यधिक प्रेरक होती है, कला अंतर 90 डिग्री के करीब होता है। शक्ति गुणांक (

$$ cos \\phi $$

) निम्न द्वारा दिया जाता है:

$$ cos \\phi = \\cos (90^\circ) $$

$$ cos \\phi = 0 $$

हालांकि, व्यावहारिक परिदृश्यों में, कुछ प्रतिरोध की उपस्थिति के कारण यह बिल्कुल शून्य नहीं होता है। इसलिए, यह लगभग शून्य होता है। इस प्रकार, एक अच्छे चोक कुंडली का शक्ति गुणांक लगभग शून्य होता है।

एक चोक कुंडली, जो एक प्रेरक है, धारा में परिवर्तनों का विरोध करती है। यह गुणधर्म प्रेरक प्रतिघात के कारण होता है, जो निम्न द्वारा दिया जाता है: $$ X_L = \omega L $$ जहाँ \( X_L \) प्रेरक प्रतिघात है, \( \omega \) कोणीय आवृत्ति है, और \( L \) प्रेरकत्व है। जैसे-जैसे प्रेरक प्रतिघात बढ़ता है, यह धारा के प्रवाह का प्रतिरोध करता है, प्रभावी रूप से परिपथ में धारा को घटाता है।

प्रतिरोध R और प्रेरकत्व L वाले श्रेणी परिपथ की प्रतिबाधा Z निम्न द्वारा दी जाती है: \[ Z = \sqrt{R^2 + (\omega L)^2} \] जहाँ \( \omega = 2\pi f \) कोणीय आवृत्ति है। \( \omega \) को प्रतिस्थापित करने पर, प्रतिबाधा बन जाती है: \[ Z = \sqrt{R^2 + (2\pi fL)^2} \]

एक संधारित्र का प्रतिघात सूत्र द्वारा दिया जाता है: $$ X_C = \frac{1}{\omega C} $$ जहाँ \( X_C \) धारिता प्रतिघात है, \( \omega \) कोणीय आवृत्ति है, और \( C \) धारिता है। उच्च आवृत्तियों के लिए, \( \omega \) का मान बढ़ता है, और परिणामस्वरूप, धारिता प्रतिघात \( X_C \) घटता है। इसलिए, एक संधारित्र उच्च आवृत्तियों पर कम प्रतिघात प्रस्तुत करता है।

$ \upsilon _L = \upsilon_C = I_{X_C} ={\upsilon \over R\omega C} $