ट्रांसफॉर्मर में ऊर्जा प्राथमिक (primary) से द्वितीयक (secondary) में कैसे पहुंचाई जाती है?

Question

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C: फ्लक्स (flux) द्वारा

Explanation & Concepts:
एक ट्रांसफॉर्मर में, विद्युत ऊर्जा प्राथमिक वाइंडिंग से द्वितीयक वाइंडिंग में समय-परिवर्ती चुंबकीय फ्लक्स के माध्यम से स्थानांतरित की जाती है। चूंकि दोनों वाइंडिंग के बीच कोई विद्युत संबंध नहीं होता है, इसलिए ऊर्जा का स्थानांतरण पूरी तरह से सामान्य चुंबकीय कोर के माध्यम से प्रेरण (inductive) होता है।

Working Principle: जब प्राथमिक वाइंडिंग पर एक प्रत्यावर्ती (alternating) वोल्टेज लगाया जाता है, तो यह ट्रांसफॉर्मर कोर में एक समय-परिवर्ती चुंबकीय फ्लक्स ($\Phi$) बनाता है। फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, यह प्रत्यावर्ती फ्लक्स द्वितीयक वाइंडिंग से जुड़ता है और इसमें एक इलेक्ट्रोमोटिव बल (EMF) उत्पन्न करता है, जिससे ऊर्जा स्थानांतरित होती है।

Key Formulas: $e_2 = -N_2 \frac{d\Phi}{dt}$ — द्वितीयक वाइंडिंग में प्रेरित EMF; $P_{in} \approx P_{out}$ — आदर्श ट्रांसफॉर्मर में पावर बैलेंस का सिद्धांत

Key Points: ट्रांसफॉर्मर अन्योन्य प्रेरण (Mutual Induction) के सिद्धांत पर कार्य करते हैं।; ऊर्जा स्थानांतरण संपर्क-रहित होता है, जो पूरी तरह से कोर के चुंबकीय युग्मन (magnetic coupling) के माध्यम से होता है।; कोर सामग्री (आमतौर पर लैमिनेटेड सिलिकॉन स्टील) को हिस्टैरिसीस और एड़ी-धारा (eddy current) नुकसान को कम करने के लिए चुना जाता है, जिससे फ्लक्स का प्रवाह सुगम हो सके।

Advantages: प्राथमिक और द्वितीयक सर्किट के बीच विद्युत अलगाव (Electrical isolation)।; न्यूनतम ऊर्जा हानि के साथ कुशल वोल्टेज स्तर रूपांतरण।

Disadvantages: चुंबकीय सामग्री की आवश्यकता होती है, जिससे उपकरण भारी हो जाता है।; DC इनपुट के साथ काम नहीं कर सकता क्योंकि फ्लक्स समय-परिवर्ती नहीं होगा।

Applications: विद्युत पारेषण और वितरण प्रणाली।; इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में प्रतिबाधा मिलान (Impedance matching)।

Additional Info: विकल्प A (कूलिंग कॉइल्स) ऊष्मा के क्षय के लिए है, न कि ऊर्जा के स्थानांतरण के लिए।. विकल्प B (वायु) एक इंसुलेटर है; मानक पावर ट्रांसफॉर्मर में वायु के माध्यम से कोई विद्युत स्थानांतरण नहीं होता है।

Answer: C सही है — ट्रांसफॉर्मर में ऊर्जा स्थानांतरण कोर में उत्पन्न समय-परिवर्ती चुंबकीय फ्लक्स द्वारा संचालित होता है, जो प्राथमिक और द्वितीयक दोनों वाइंडिंग को जोड़ता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि ट्रांसफॉर्मर AC उपकरण हैं; 'समय-परिवर्ती' फ्लक्स वाक्यांश महत्वपूर्ण है क्योंकि स्थिर DC फ्लक्स द्वितीयक वाइंडिंग में EMF प्रेरित नहीं करेगा।

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Option A: कूलिंग कॉइल्स के माध्यम से

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Option B: वायु के माध्यम से

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Option D: उपरोक्त में से कोई नहीं

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