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ElectricalBasic Electrical

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पावर ट्रांसफार्मर की दक्षता किस क्रम की होती है?

100%

98%

50%

25%

Correct Answer

⚙️ TE • Technical अवधारणा और सिद्धांतElectricalBasic Electrical

98%

Quick Summary:

पावर ट्रांसफार्मर अत्यधिक कुशल विद्युत उपकरण हैं, जो आमतौर पर 97% से 99.5% के बीच की दक्षता पर काम करते हैं। यह उच्च दक्षता इसलिए प्राप्त होती है क्योंकि ट्रांसफार्मर स्थिर उपकरण (बिना चलने वाले पुर्जों वाले) होते हैं और इन्हें कोर (आयरन) और वाइंडिंग (कॉपर) दोनों प्रकार के नुकसानों को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

⚙️TETechnical Solutionअवधारणा और सिद्धांत

💡 Explanation

🔢 Key Formulas

$\eta = \frac{P_{out}}{P_{out} + P_{iron} + P_{copper}} \times 100$

$P_{loss} = P_{iron} + P_{copper} \approx I^2R + P_{h} + P_{e}$

⚙️ Working Principle

दक्षता को आउटपुट पावर और इनपुट पावर के अनुपात द्वारा परिभाषित किया जाता है। चूंकि ट्रांसफार्मर में घूमने वाली मशीनों में पाए जाने वाले घर्षण या विंडज नुकसान नहीं होते हैं, इसलिए प्राथमिक नुकसान कोर में हिस्टेरेसिस और एड़ी करंट (Eddy Current) नुकसान, और वाइंडिंग में $I^2R$ (ओमिक) नुकसान तक सीमित होते हैं। डिज़ाइनर रेटेड लोड स्थितियों के तहत इन नुकसानों को न्यूनतम रखने के लिए उच्च-पारगम्यता वाली चुंबकीय सामग्री और इष्टतम कंडक्टर आकार का उपयोग करते हैं।

📌 Key Points

▸
ट्रांसफार्मर स्थिर उपकरण हैं, जो यांत्रिक नुकसान को समाप्त करते हैं।
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दक्षता तब सबसे अधिक होती है जब परिवर्तनीय कॉपर नुकसान स्थिर आयरन नुकसान के बराबर होते हैं।
▸
पावर ट्रांसफार्मर को पूर्ण-लोड (full load) के निकट संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है।
▸
सिलिकॉन स्टील लैमिनेशन और उच्च-चालकता वाली कॉपर वाइंडिंग का उपयोग करके नुकसान को कम किया जाता है।

✅ Advantages

▸
वोल्टेज रूपांतरण के दौरान ऊर्जा की बर्बादी अत्यंत कम होती है।
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नगण्य यांत्रिक टूट-फूट।
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लंबे समय तक पावर ग्रिड संचालन के लिए उच्च विश्वसनीयता।

❌ Disadvantages / Limitations

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बहुत कम लोड पर दक्षता काफी गिर जाती है।
▸
उच्च क्षमता वाले ट्रांसफार्मर में अवशिष्ट गर्मी को खत्म करने के लिए कूलिंग सिस्टम की आवश्यकता होती है।

🛠️ Applications / Uses

▸
ट्रांसमिशन और वितरण नेटवर्क।
▸
औद्योगिक बिजली आपूर्ति प्रणाली।
▸
सबस्टेशन।

📄 Additional Information

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बड़े उपयोगिता (utility) ट्रांसफार्मर में, दक्षता 99% से भी अधिक हो सकती है।
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ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम (गर्मी अपव्यय) के कारण 100% दक्षता भौतिक रूप से असंभव है।
▸
50% या 25% जैसे विकल्प अत्यधिक खराब डिज़ाइन की गई प्रणालियों के प्रतिनिधि हैं, न कि कार्यात्मक पावर ट्रांसफार्मर के।

📊 Diagram / Illustration

✅

B सही है — पावर ट्रांसफार्मर बहुत उच्च दक्षता प्रदर्शित करते हैं, आमतौर पर 98% की सीमा में, क्योंकि उनमें चलने वाले पुर्जे नहीं होते हैं और उन्हें विद्युत चुम्बकीय नुकसान को कम करने के लिए इंजीनियर किया जाता है।

Core Concepts Used

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ट्रांसफार्मर दक्षता कोर नुकसान ओमिक नुकसान लोड अनुकूलन

💡 EXAM TIP

हमेशा याद रखें कि ट्रांसफार्मर की दक्षता अधिकतम तब होती है जब परिवर्तनीय कॉपर नुकसान स्थिर आयरन नुकसान के बराबर हो ( $I^2R = P_{iron}$ )।

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