श्रेणी अनुनाद (series resonance) का अनुप्रयोग है

Question

Accepted Answer

B: Q मीटर

Explanation & Concepts:
एक Q मीटर कॉइल के क्वालिटी फैक्टर (Q) को मापने के लिए श्रेणी अनुनाद के सिद्धांत पर काम करता है। श्रेणी अनुनाद पर, संधारित्र (capacitor) के सिरों पर वोल्टेज इनपुट सप्लाई वोल्टेज का $Q$ गुना हो जाता है, जिससे कॉइल के प्रेरक गुणों की सीधी गणना संभव हो जाती है।

Working Principle: एक श्रेणी RLC सर्किट में, अनुनाद तब होता है जब प्रेरक प्रतिघात (inductive reactance), धारितीय प्रतिघात (capacitive reactance) के बराबर होता है ($X_L = X_C$)। इस आवृत्ति पर, प्रतिबाधा (impedance) पूर्णतः प्रतिरोधी होती है ($Z = R$), जिसके परिणामस्वरूप अधिकतम धारा प्रवाहित होती है। Q मीटर में, एक ज्ञात वोल्टेज को एक श्रेणी सर्किट पर लागू किया जाता है; आवृत्ति को समायोजित करके अनुनाद तक पहुँचने पर, संधारित्र के सिरों पर वोल्टेज $V_C$ मापा जाता है, जहाँ $Q = \frac{V_C}{V_{in}}$ होता है।

Key Formulas: $f_r = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$ — श्रेणी RLC सर्किट की अनुनाद आवृत्ति; $Q = \frac{\omega_0 L}{R} = \frac{V_C}{V_{in}}$ — वोल्टेज आवर्धन (voltage magnification) को दर्शाने वाला क्वालिटी फैक्टर

Key Points: श्रेणी अनुनाद पर, सर्किट की प्रतिबाधा न्यूनतम और धारा अधिकतम होती है।; अनुनाद पर इंडक्टर या कैपेसिटर के सिरों पर वोल्टेज आपूर्ति वोल्टेज का $Q$ गुना होता है।; Q मीटर एक मानक प्रयोगशाला उपकरण है जिसका उपयोग कॉइल्स के Q-फैक्टर और कैपेसिटर के अपव्यय कारक (dissipation factor) को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

Advantages: उच्च-Q घटकों के मापन के लिए उच्च संवेदनशीलता।; Q-फैक्टर की सीधी रीडिंग संभव।; अज्ञात L, C, और R मानों को मापने के लिए बहुमुखी।

Disadvantages: अनुनाद के लिए मैनुअल ट्यूनिंग की आवश्यकता होती है।; आंतरिक ऑसिलेटर क्षमता के आधार पर सीमित आवृत्ति सीमा।

Applications: कॉइल्स के Q फैक्टर का मापन।; कॉइल्स के प्रभावी प्रतिरोध और स्व-धारिता (self-capacitance) का मापन।; अज्ञात धारिता या प्रेरकत्व मानों का निर्धारण।

Additional Info: विकल्प A (ऑसिलेटर्स) आवृत्ति स्थिरता के लिए आमतौर पर LC टैंक सर्किट (अक्सर समानांतर) का उपयोग करते हैं।. विकल्प C (इंडक्शन हीटिंग) उच्च-आवृत्ति चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा प्रेरित एड़ी धाराओं (eddy currents) का उपयोग करता है, जिसमें अक्सर समानांतर अनुनाद इनवर्टर टोपोलॉजी का उपयोग होता है।. विकल्प D (ट्यून्ड टैंक सर्किट) फिल्टर और संचार ट्यूनिंग में उपयोग किए जाने वाले समानांतर अनुनाद सर्किट को संदर्भित करता है।

Answer: B सही है — Q मीटर श्रेणी अनुनाद का एक व्यावहारिक अनुप्रयोग है जहाँ एक प्रतिक्रियाशील घटक पर वोल्टेज आवर्धन का उपयोग क्वालिटी फैक्टर को मापने के लिए किया जाता है।

Exam Tip: याद रखें कि श्रेणी अनुनाद 'वोल्टेज आवर्धन' प्रदान करता है जबकि समानांतर अनुनाद (एंटी-रेजोनेंस) 'धारा आवर्धन' प्रदान करता है।

Answer

Option A: ऑसिलेटर्स

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Option C: इंडक्शन हीटिंग

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Option D: ट्यून्ड टैंक सर्किट

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