DC मशीनों के मामले में, यांत्रिक हानियाँ (mechanical losses) मुख्य रूप से किसका कार्य (function) हैं?

Question

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C: गति (Speed)

Explanation & Concepts:
DC मशीन में यांत्रिक हानियाँ, जिनमें घर्षण (friction) और विंडेज (windage) हानियाँ शामिल हैं, मुख्य रूप से मशीन की घूर्णन गति (rotation speed) पर निर्भर करती हैं। चूँकि ये हानियाँ रोटर की गति के कारण होती हैं, इसलिए यदि गति स्थिर रहती है, तो लोड धारा की परवाह किए बिना इन्हें स्थिर माना जाता है।

Working Principle: घर्षण हानि बेयरिंग पर और ब्रश तथा कम्यूटेटर के बीच होती है, जबकि विंडेज हानि घूमते हुए आर्मेचर के विरुद्ध हवा के प्रतिरोध के कारण होती है। घर्षण बल और हवा के अशांत ऊर्जा अपव्यय (air turbulence energy dissipation) दोनों शाफ्ट के कोणीय वेग (angular velocity) के साथ स्केल करते हैं। परिणामस्वरूप, जैसे-जैसे रोटर की गति बढ़ती है, इन यांत्रिक प्रतिरोधों को दूर करने के लिए आवश्यक ऊर्जा आनुपातिक रूप से बढ़ जाती है।

Key Formulas: $P_{mech} = P_{friction} + P_{windage}$ — कुल यांत्रिक हानि की परिभाषा; $P_{mech} \propto N^{1.5} 	ext{ to } N^2$ — घूर्णन गति $N$ पर यांत्रिक हानियों की निर्भरता

Key Points: स्थिर गति पर काम करने वाली मशीन में यांत्रिक हानियों को स्थिर हानियाँ (constant losses) भी कहा जाता है।; ये हानियाँ लोड धारा (आर्मेचर धारा $I_a$) से स्वतंत्र होती हैं।; घर्षण हानि मुख्य रूप से गति के साथ रैखिक होती है, जबकि विंडेज हानि गति के वर्ग या घन के रूप में बदलती है।; कुल घूर्णन हानियाँ नो-लोड परीक्षण (No-Load test) के दौरान मापी जाती हैं।

Advantages: नो-लोड परीक्षण के दौरान अनुमान लगाना आसान; घूर्णन वेग के आधार पर पूर्वानुमानित

Disadvantages: उच्च गति पर काफी बढ़ जाती हैं, जिससे मशीन की दक्षता कम हो जाती है; घर्षण घटक को कम करने के लिए उचित स्नेहन (lubrication) की आवश्यकता होती है

Applications: DC मोटरों में दक्षता की गणना; घूर्णन मशीनरी का प्रदर्शन विश्लेषण

Additional Info: विकल्प A (धारा) तांबा हानियों (Copper losses) ($I^2R$) से संबंधित है।. विकल्प B (वोल्टेज) कोर/लोहा हानियों (हिस्टैरिसीस और एड़ी करंट हानियाँ) को प्रभावित करता है।. यांत्रिक हानियाँ चुंबकीय/लोहा हानियों से अलग होती हैं जो फ्लक्स घनत्व और आवृत्ति पर निर्भर करती हैं।

Answer: C सही है — यांत्रिक हानियाँ (घर्षण और विंडेज) सीधे DC मशीन आर्मेचर की घूर्णन गति पर निर्भर करती हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि विद्युत मशीनों में, 'स्थिर हानियाँ' (यांत्रिक + लोहा) लोड से स्वतंत्र होती हैं, जबकि 'परिवर्तनीय हानियाँ' (तांबा हानियाँ) धारा के वर्ग के समानुपाती होती हैं।

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Option A: धारा (Current)

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Option B: वोल्टेज (Voltage)

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Option D: उपरोक्त में से कोई नहीं

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