हल्के लोड (light load) पर ट्रांसफार्मर की दक्षता कम होती है क्योंकि

Question

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C: आउटपुट की तुलना में स्थिर नुकसान (fixed loss) अधिक होता है

Explanation & Concepts:
ट्रांसफार्मर की दक्षता को आउटपुट पावर और इनपुट पावर के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। हल्के लोड पर, स्थिर कोर लॉस (हिस्टैरिसीस और एड़ी धारा लॉस) कुल पावर लॉस पर हावी हो जाते हैं क्योंकि परिवर्तनीय कॉपर लॉस (जो करंट के वर्ग पर निर्भर करते हैं) नगण्य होते हैं।

Working Principle: ट्रांसफार्मर में कुल लॉस आयरन लॉस ($P_i$) और कॉपर लॉस ($P_{cu}$) से मिलकर बने होते हैं। आयरन लॉस लोड की परवाह किए बिना स्थिर रहते हैं, जबकि कॉपर लॉस लोड करंट के वर्ग ($I^2R$) के साथ बदलते हैं। दक्षता $\eta = \frac{Output}{Output + P_i + P_{cu}}$ होती है। जैसे-जैसे लोड कम होता है, आउटपुट पावर लॉस की तुलना में तेजी से कम होती है, जिससे स्थिर कोर लॉस $P_i$ कुल ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन जाता है, जिससे समग्र दक्षता कम हो जाती है।

Key Formulas: $\eta = \frac{V_2 I_2 \cos \phi_2}{V_2 I_2 \cos \phi_2 + P_i + I_2^2 R_{eq}}$ — सामान्य दक्षता समीकरण; $P_{cu} = I_2^2 R_{eq}$ — कॉपर लॉस जो लोड पर निर्भर है

Key Points: स्थिर (आयरन) लॉस लोड करंट से स्वतंत्र होते हैं।; परिवर्तनीय (कॉपर) लॉस लोड करंट के वर्ग के समानुपाती होते हैं।; अधिकतम दक्षता तब होती है जब स्थिर लॉस परिवर्तनीय लॉस के बराबर होते हैं ($P_i = P_{cu}$)।; स्थिर $P_i$ ओवरहेड के कारण हल्के लोड पर परिचालन कम दक्षता अनुपात देता है।

Advantages: रेटेड लोड पर उच्च दक्षता; कोई घूमने वाले भाग न होने के कारण कम रखरखाव

Disadvantages: बहुत हल्के लोड पर अक्षम; इष्टतम प्रदर्शन के लिए उचित लोड मिलान की आवश्यकता होती है

Applications: पावर वितरण प्रणाली; ट्रांसमिशन नेटवर्क में वोल्टेज स्तर का मिलान

Additional Info: ट्रांसफार्मर की दक्षता आमतौर पर फुल लोड पर बहुत अधिक (95-99%) होती है।. विकल्प D गलत है क्योंकि कम कॉपर लॉस हल्के लोड का परिणाम है, कम दक्षता का प्राथमिक कारण नहीं है; स्थिर लॉस का प्रभुत्व ही मुख्य कारण है।

Answer: C सही है — हल्के लोड पर, स्थिर कोर (आयरन) लॉस कम आउटपुट पावर के सापेक्ष काफी अधिक होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप दक्षता अनुपात खराब होता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें: अधिकतम दक्षता तब होती है जब परिवर्तनीय कॉपर लॉस स्थिर आयरन लॉस के बराबर हो। यह प्रतियोगी परीक्षाओं में एक सामान्य संख्यात्मक प्रश्न है।

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Option A: द्वितीयक आउटपुट कम होता है

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Option B: ट्रांसफार्मर का नुकसान अधिक होता है

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Option D: कॉपर लॉस कम होता है

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