AC पावर सिस्टम को अत्यधिक लोकप्रियता प्राप्त हुई क्योंकि

Question

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D: उपरोक्त सभी

Explanation & Concepts:
AC पावर सिस्टम के प्रभुत्व का श्रेय उन सहायक तकनीकों के समन्वित विकास को दिया जाता है जिन्होंने मूलभूत ट्रांसमिशन और रूपांतरण चुनौतियों को हल किया। ट्रांसफार्मर ने लंबी दूरी के ट्रांसमिशन के लिए कुशल वोल्टेज रूपांतरण ($V_2 = V_1 \frac{N_2}{N_1}$) को संभव बनाया, पॉलीफेज सर्किट ने कुशल पावर डिलीवरी और घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र (rotating magnetic fields) को सक्षम बनाया, और इंडक्शन मोटर्स ने विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक कार्य में बदलने के लिए मजबूत और रखरखाव-मुक्त समाधान प्रदान किया।

Working Principle: यह सिद्धांत ट्रांसफार्मर का उपयोग करके वोल्टेज को स्टेप-अप करने की क्षमता पर आधारित है ताकि ट्रांसमिशन के दौरान $I^2R$ नुकसान को कम किया जा सके, और उपभोक्ता उपयोग के लिए इसे स्टेप-डाउन किया जा सके। पॉलीफेज (थ्री-फेज) सिस्टम इंडक्शन मोटर्स में निरंतर परिमाण का घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं, जो ब्रश या कम्यूटेटर की आवश्यकता के बिना सुचारू टॉर्क और सेल्फ-स्टार्टिंग क्षमता सुनिश्चित करते हैं।

Key Formulas: $P = \sqrt{3} V_L I_L \cos \phi$ — एक संतुलित 3-फेज AC सिस्टम में कुल पावर; $V_s = V_p \frac{N_s}{N_p}$ — ट्रांसफार्मर वोल्टेज रूपांतरण अनुपात

Key Points: ट्रांसफार्मर उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन को सक्षम करते हैं, जिससे करंट और लाइन लॉस ($P_{loss} \propto I^2$) कम हो जाते हैं।; पॉलीफेज सर्किट निरंतर तात्कालिक पावर प्रदान करते हैं, जिससे विद्युत मशीनों में कंपन कम होता है।; इंडक्शन मोटर्स यांत्रिक रूप से सरल, मजबूत और DC मोटर्स की तुलना में सस्ती होती हैं।; घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र स्वाभाविक रूप से पॉलीफेज AC आपूर्ति द्वारा उत्पन्न होते हैं।

Advantages: वोल्टेज रूपांतरण के माध्यम से उच्च दक्षता; सरल और विश्वसनीय इंडक्शन मोटर निर्माण; आसान फॉल्ट सुरक्षा और सर्किट इंटरप्शन; पॉलीफेज सिस्टम में निरंतर टॉर्क उत्पादन

Disadvantages: स्किन इफेक्ट उच्च आवृत्तियों पर कंडक्टर प्रतिरोध को बढ़ाता है; रिएक्टिव पावर की आवश्यकताएं (VAr) वोल्टेज नियंत्रण को जटिल बनाती हैं

Applications: राष्ट्रीय पावर ग्रिड; औद्योगिक मोटर ड्राइव; घरेलू बिजली वितरण

Additional Info: टेस्ला/वेस्टिंगहाउस (AC) और एडिसन (DC) के बीच 'War of Currents' का निर्णय मुख्य रूप से लंबी दूरी के बिजली वितरण में ट्रांसफार्मर के आर्थिक लाभ के कारण लिया गया था।. विकल्प A, B और C सभी आवश्यक घटक हैं जिन्होंने AC सिस्टम को समकालीन DC वितरण नेटवर्क से बेहतर बनाने की अनुमति दी।

Answer: D सही है — AC पावर को व्यापक रूप से अपनाने का कारण ट्रांसफार्मर, पॉलीफेज सर्किट और इंडक्शन मोटर की संचयी तकनीकी सफलताएं थीं।

Exam Tip: पावर सिस्टम की दक्षता को हमेशा $P=VI$ के संबंध से जोड़ें; करंट और ट्रांसमिशन नुकसान को कम करने के लिए वोल्टेज बढ़ाना प्राथमिक तरीका है।

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Option A: ट्रांसफार्मर का आविष्कार

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Option B: पॉली फेज सर्किट का आविष्कार

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Option C: इंडक्शन मोटर का आविष्कार

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