एक अल्टरनेटर में, प्रति चक्कर आवृत्ति किसके बराबर होती है?

Question

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D: ध्रुव-युग्मों (pole-pairs) की संख्या

Explanation & Concepts:
एक अल्टरनेटर में, उत्पन्न वोल्टेज की आवृत्ति एक निश्चित समय में कंडक्टर से गुजरने वाले ध्रुव-युग्मों (pole-pairs) की संख्या द्वारा निर्धारित की जाती है। चूंकि प्रत्येक पूर्ण चक्कर में P/2 ध्रुव-युग्म होते हैं, इसलिए प्रति चक्कर आवृत्ति बिल्कुल ध्रुव-युग्मों की संख्या के बराबर होती है।

Working Principle: एक अल्टरनेटर विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के माध्यम से AC वोल्टेज उत्पन्न करता है। जैसे-जैसे रोटर घूमता है, N-S ध्रुवों का प्रत्येक जोड़ा स्टेटर वाइंडिंग में एक पूर्ण चक्र (धनात्मक और ऋणात्मक अर्ध-चक्र) प्रेरित करता है। इसलिए, यदि 'P' ध्रुव हैं, तो 'P/2' ध्रुव-युग्म होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रति यांत्रिक चक्कर 'P/2' चक्र उत्पन्न होते हैं।

Key Formulas: $f = \frac{P \cdot N}{120}$ — जहाँ $f$ आवृत्ति (Hz) है, $P$ ध्रुवों की संख्या है, और $N$ गति (rpm) है; $f_{rev} = \frac{P}{2} = p$ — जहाँ $p$ ध्रुव-युग्मों की संख्या है

Key Points: जब उत्तर और दक्षिण ध्रुवों का एक जोड़ा स्टेटर कंडक्टर के पास से गुजरता है तो वोल्टेज का एक चक्र उत्पन्न होता है।; P ध्रुवों वाली मशीन में P/2 ध्रुव-युग्म होते हैं।; तुल्यकालिक (synchronous) मशीनों में यांत्रिक गति और विद्युत आवृत्ति सीधे आनुपातिक होती है।; आवृत्ति की SI इकाई हर्ट्ज़ (Hz) है, जो प्रति सेकंड चक्रों को दर्शाती है।

Advantages: गति विनियमन के माध्यम से पूर्वानुमानित आवृत्ति नियंत्रण; बिजली उत्पादन में उच्च दक्षता

Disadvantages: निश्चित आवृत्ति बनाए रखने के लिए निरंतर गति (तुल्यकालिक गति) की आवश्यकता होती है; आवृत्ति निर्माण (ध्रुवों की संख्या) पर निर्भर करती है

Applications: पनबिजली संयंत्र; तापीय बिजली संयंत्र; औद्योगिक तुल्यकालिक जनरेटर

Additional Info: 'ध्रुव-युग्म' (pole-pair) शब्द को अक्षर 'p' द्वारा दर्शाया गया है, जहाँ $p = P/2$ है।. विकल्प A गलत है क्योंकि ध्रुवों की संख्या प्रति चक्कर अर्ध-चक्रों की संख्या देती है।. विकल्प C घूर्णन गति को संदर्भित करता है, न कि विद्युत चुम्बकीय आवृत्ति रूपांतरण कारक को।

Answer: D सही है — एक अल्टरनेटर की प्रति यांत्रिक चक्कर आवृत्ति ध्रुव-युग्मों की संख्या ($p = P/2$) द्वारा परिभाषित होती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि 1 चक्कर = $P/2$ चक्र, इसलिए Hz में आवृत्ति ज्ञात करने के लिए, ध्रुव-युग्मों को प्रति सेकंड चक्करों (rps) में घूर्णन गति से गुणा करें।

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Option A: ध्रुवों (poles) की संख्या

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Option B: ध्रुवों की संख्या का दोगुना

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Option C: rps में गति

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