इंडक्टर के चुंबकीय पथ में दरार आने का परिणाम होगा

Question

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D: घटा हुआ इंडक्टेंस

Explanation & Concepts:
इंडक्टर के चुंबकीय कोर में दरार या वायु अंतराल (air gap) चुंबकीय परिपथ में बहुत उच्च रिलक्टेंस (reluctance) का क्षेत्र उत्पन्न करता है। चूंकि इंडक्टेंस पथ के कुल रिलक्टेंस के व्युत्क्रमानुपाती होता है, इसलिए इस अंतराल को जोड़ने से कुल इंडक्टेंस में उल्लेखनीय कमी आती है।

Working Principle: चुंबकीय परिपथ का इंडक्टेंस $L$, $L = \frac{N^2}{R}$ द्वारा दिया जाता है, जहाँ $R$ रिलक्टेंस है। रिलक्टेंस को $R = \frac{l}{\mu A}$ के रूप में परिभाषित किया गया है। वायु अंतराल बहुत कम पारगम्यता (permeability) $\mu_0$ वाला एक खंड पेश करता है, जो कोर की पारगम्यता $\mu_c$ से काफी कम है। यह कुल रिलक्टेंस को नाटकीय रूप से बढ़ा देता है, जिससे समग्र इंडक्टेंस कम हो जाता है।

Key Formulas: $L = \frac{N^2}{\Re}$ — मूलभूत इंडक्टेंस सूत्र; $\Re = \frac{l}{\mu A}$ — रिलक्टेंस सूत्र

Key Points: चुंबकीय वायु अंतराल (या दरारें) परिपथ के रिलक्टेंस को बढ़ाते हैं।; इंडक्टेंस चुंबकीय पथ के रिलक्टेंस के व्युत्क्रमानुपाती होता है।; अंतराल की उपस्थिति कोर के चुंबकीय संतृप्ति (saturation) को रोकने में मदद करती है।; उच्च रिलक्टेंस समान फ्लक्स के लिए उच्च चुंबकन धारा (magnetizing current) की आवश्यकता उत्पन्न करता है।

Advantages: कोर संतृप्ति को रोकने के लिए डीसी चोक में जानबूझकर उपयोग किया जाता है।; इंडक्टर के B-H अभिलक्षण को रेखीय (linearize) बनाता है।

Disadvantages: टर्न की एक निश्चित संख्या के लिए इंडक्टेंस के मान को कम करता है।; अंतराल के आसपास फ्रिंजिंग फ्लक्स प्रभावों को बढ़ाता है।

Applications: पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में डीसी बायस चोक।; फ्लाईबैक ट्रांसफॉर्मर कोर डिजाइन।

Additional Info: विद्युत मशीनों में, यांत्रिक निकासी (clearance) के लिए वायु अंतराल आवश्यक हैं, लेकिन इनके लिए अधिक एम्पीयर-टर्न की आवश्यकता होती है।. विकल्प B गलत है क्योंकि पथ का रिलक्टेंस जुड़ने पर इंडक्टेंस बढ़ नहीं सकता है।. विकल्प A गलत है क्योंकि चुंबकीय पथ की ज्यामिति भौतिक रूप से बदल जाती है।

Answer: D सही है — एक दरार एक वायु अंतराल बनाती है, जो चुंबकीय पथ के कुल रिलक्टेंस को बढ़ाती है और परिणामतः इंडक्टेंस को कम कर देती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि एक वायु अंतराल चुंबकीय परिपथ की दक्षता को 'तोड़ता' है, जो एक विद्युत परिपथ में प्रतिरोधक की तरह कार्य करता है—यह फ्लक्स को सीमित करता है, जिससे इंडक्टिव गुण कम हो जाता है।

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Option A: अपरिवर्तित इंडक्टेंस

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Option B: बढ़ा हुआ इंडक्टेंस

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Option C: शून्य इंडक्टेंस

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