DC मशीनों के ब्रश किससे बने होते हैं?

Question

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A: कार्बन

Explanation & Concepts:
DC मशीनों में ब्रश आमतौर पर कार्बन के बने होते हैं क्योंकि इसमें प्रतिरोध का उच्च ऋणात्मक ताप गुणांक और स्व-स्नेहन (self-lubricating) गुण होता है। ये विशेषताएं कम्यूटेटर सतह पर घर्षण और टूट-फूट को कम करती हैं और कुशल धारा संग्रहण को सुविधाजनक बनाती हैं।

Working Principle: ब्रश-कम्यूटेटर संपर्क कम्यूटेशन प्रक्रिया में सहायता के लिए कार्बन के उच्च संपर्क प्रतिरोध पर निर्भर करता है। उलटफेर के दौरान शॉर्ट-सर्किट कॉइल के प्रतिरोध को बढ़ाकर, कार्बन ब्रश करंट स्पार्किंग ($I^2R$ स्पार्किंग) को कम करते हैं क्योंकि कॉइल एक ब्रश स्थिति से दूसरी स्थिति में जाती है। यह सामग्री तांबे के कम्यूटेटर पर पॉलिशिंग का प्रभाव भी प्रदान करती है, जिससे एक चिकनी, प्रवाहकीय परत बनी रहती है।

Key Formulas: $R_c \propto \frac{1}{A}$ — संपर्क प्रतिरोध संबंध जहाँ $A$ ब्रश का संपर्क क्षेत्रफल है।; $E_s = L \frac{di}{dt}$ — रिएक्टेंस वोल्टेज समीकरण जो कम्यूटेशन के दौरान स्पार्किंग का कारण दर्शाता है।

Key Points: कार्बन को प्रतिरोध के ऋणात्मक ताप गुणांक के लिए चुना जाता है।; कार्बन स्व-स्नेहन प्रदान करता है, जिससे तांबे के कम्यूटेटर पर यांत्रिक घिसाव कम होता है।; कार्बन ब्रश का उच्च संपर्क प्रतिरोध कम्यूटेशन के दौरान शॉर्ट-सर्किट करंट को सीमित करता है।; कार्बन ब्रश कम्यूटेटर को नुकसान पहुंचाने से बचने के लिए पर्याप्त नरम होते हैं, लेकिन दीर्घायु के लिए पर्याप्त कठोर होते हैं।

Advantages: स्व-स्नेहन गुण घर्षण को कम करते हैं।; कम्यूटेटर पर स्पार्किंग को कम करने में मदद करता है।; उच्च संपर्क प्रतिरोध परिसंचारी धाराओं (circulating currents) को सीमित करता है।

Disadvantages: तांबे के ब्रश की तुलना में उच्च विद्युत प्रतिरोध।; कार्बन धूल जमा होने के कारण अधिक बार सफाई की आवश्यकता होती है।

Applications: DC मोटर और जनरेटर।; घरेलू उपकरणों में यूनिवर्सल मोटर।; ट्रैक्शन मोटर।

Additional Info: तांबे के ब्रश का उपयोग केवल कम वोल्टेज, उच्च करंट वाली मशीनों में किया जाता है जहाँ न्यूनतम वोल्टेज ड्रॉप महत्वपूर्ण होता है।. विकल्प B और C (तांबा) मानक DC मशीनों में गंभीर स्पार्किंग और तेजी से कम्यूटेटर घिसाव का कारण बनते हैं।

Answer: A सही है — DC मशीनों में ब्रश कार्बन का उपयोग करके बनाए जाते हैं क्योंकि इसके उच्च संपर्क प्रतिरोध और स्व-स्नेहन प्रकृति के कारण, जो कम्यूटेशन के दौरान स्पार्किंग को प्रभावी ढंग से कम करते हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि DC मशीनों में ब्रश के लिए तांबे के बजाय कार्बन को प्राथमिकता दी जाती है, विशेष रूप से इसके उच्च संपर्क प्रतिरोध का उपयोग करके कम्यूटेशन प्रक्रिया में सहायता करने के लिए, न कि विद्युत नुकसान को कम करने के लिए।

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Option B: नरम तांबा

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Option C: कठोर तांबा

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Option D: उपर्युक्त सभी

Correct Answer

Discussion (0)

Feature	कार्बन ब्रश	तांबे के ब्रश
सामग्री गुण	कार्बन	तांबा
संपर्क प्रतिरोध	उच्च	निम्न

Correct Answer

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