प्रतिरोध तापन (Resistance heating) में ऊष्मा नियंत्रण की विधि है

Question

Accepted Answer

D: उपरोक्त सभी

Explanation & Concepts:
प्रतिरोध तापन नियंत्रण विद्युत एलिमेंट द्वारा उत्पन्न ऊष्मा को विनियमित करने पर निर्भर करता है, जो जूल के तापन नियम (Joule's Law of heating) द्वारा संचालित होता है। एलिमेंट के आर-पार वोल्टेज, उसमें बहने वाली धारा, या हीटिंग एलिमेंट के भौतिक विन्यास में हेरफेर करके, थर्मल आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कुल ऊष्मा उत्पादन को सटीक रूप से बदला जा सकता है।

Working Principle: एक प्रतिरोधक में मूलभूत ऊष्मा उत्पादन $H = I^2Rt$ द्वारा दिया जाता है। $H$ को नियंत्रित करने के लिए, हम $R$ को बदल सकते हैं (बाहरी श्रेणी प्रतिरोध जोड़कर या समानांतर/श्रेणी में एलिमेंट की संख्या बदलकर), या $I$ को बदल सकते हैं (आपूर्ति वोल्टेज को बदलने के लिए टैपिंग वाले ट्रांसफार्मर का उपयोग करके)।

Key Formulas: $H = I^2Rt$ — जूल में उत्पन्न ऊष्मा; $P = V^2 / R$ — वोल्टेज पर आधारित बिजली की खपत

Key Points: एलिमेंट की संख्या बदलने से कुल प्रतिरोध में मोटे तौर पर समायोजन संभव होता है।; ट्रांसफार्मर टैपिंग बाहरी प्रतिरोधकों में बिजली बर्बाद किए बिना वोल्टेज बदलने का एक सहज तरीका प्रदान करती है।; बाहरी श्रेणी प्रतिरोध सरल है लेकिन अतिरिक्त $I^2R$ नुकसान के कारण अकुशल है।; प्रतिरोध तापन घरेलू उपकरणों जैसे टोस्टर और वॉटर हीटर के लिए अत्यधिक कुशल है।

Advantages: उच्च दक्षता (लगभग 100% रूपांतरण); स्वच्छ और नियंत्रित करने में आसान; कोई ग्रिप गैस (flue gases) उत्पन्न नहीं होती

Disadvantages: बहुत अधिक तापमान पर एलिमेंट का ऑक्सीकरण; आर्क हीटिंग की तुलना में सीमित अधिकतम तापमान

Applications: औद्योगिक भट्टियां; घरेलू हीटिंग उपकरण; प्रतिरोध वेल्डिंग

Additional Info: उच्च-शक्ति वाली भट्टियों के लिए, ऊर्जा की बर्बादी से बचने के लिए बाहरी प्रतिरोधकों की तुलना में ट्रांसफार्मर टैपिंग को प्राथमिकता दी जाती है।. एलिमेंट की संख्या बदलना आमतौर पर श्रेणी-समानांतर स्विचिंग नियंत्रण के माध्यम से प्राप्त किया जाता है।

Answer: D सही है — सभी सूचीबद्ध विधियाँ (एलिमेंट की संख्या बदलना, ट्रांसफार्मर टैपिंग, और श्रेणी प्रतिरोध) प्रतिरोध तापन प्रणालियों में ऊष्मा उत्पादन को विनियमित करने के लिए उपयोग की जाने वाली मानक तकनीकें हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि बाहरी प्रतिरोध जोड़ना उच्च-शक्ति औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए एक अकुशल विधि है क्योंकि इसके परिणामस्वरूप अनावश्यक $I^2R$ बिजली का नुकसान होता है।

Answer

Option A: एलिमेंट की संख्या बदलकर

Answer

Option B: टैपिंग बदलकर

Answer

Option C: बाहरी प्रतिरोध जोड़कर

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