इंडक्शन मोटर को ______________ और ______________ के साथ एक घूर्णन ट्रांसफार्मर (Rotating transformer) के रूप म

Question

इंडक्शन मोटर को ______________ और ______________ के साथ एक घूर्णन ट्रांसफार्मर (Rotating transformer) के रूप में जाना जाता है।

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A: एयर गैप और शॉर्ट-सर्किट सेकेंडरी

Explanation & Concepts:
एक इंडक्शन मोटर विद्युत चुम्बकीय प्रेरण (electromagnetic induction) के सिद्धांत पर काम करती है, जो एक ट्रांसफार्मर के समान है, लेकिन इसमें एक गतिमान सेकेंडरी भाग होता है। स्टेटर प्राथमिक वाइंडिंग के रूप में कार्य करता है, जबकि रोटर एक शॉर्ट-सर्किट सेकेंडरी वाइंडिंग के रूप में कार्य करता है जो एयर गैप द्वारा अलग होता है, जिससे सापेक्ष गति संभव होती है।

Working Principle: जब स्टेटर को 3-फेज सप्लाई दी जाती है, तो यह एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र (RMF) उत्पन्न करता है। यह RMF रोटर कंडक्टरों को काटता है, जिससे फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार EMF प्रेरित होता है। चूंकि रोटर सर्किट शॉर्ट-सर्किट होता है (एंड रिंग्स या बाहरी प्रतिरोधकों के माध्यम से), इसमें करंट प्रवाहित होता है, जो एक टॉर्क उत्पन्न करता है जो रोटर को RMF का अनुसरण करने के लिए प्रेरित करता है, इस प्रकार स्थिर इनपुट और घूर्णन आउटपुट के बीच के अंतर को समाप्त करता है।

Key Formulas: $s = \frac{N_s - N_r}{N_s}$ — इंडक्शन मोटर की स्लिप (Slip); $f_r = s \cdot f_s$ — रोटर प्रेरित EMF की आवृत्ति

Key Points: यांत्रिक घूर्णन के लिए एयर गैप आवश्यक है, हालांकि यह मैग्नेटाइजिंग करंट को बढ़ाता है।; टॉर्क उत्पन्न करने के लिए सर्कुलेटिंग करंट प्रवाह सुनिश्चित करने हेतु सेकेंडरी (रोटर) को हमेशा शॉर्ट-सर्किट रखा जाता है।; इंडक्शन मोटरें वास्तव में सामान्यीकृत ट्रांसफार्मर हैं जहां सेकेंडरी आवृत्ति गति के साथ बदलती रहती है।

Advantages: मजबूत और सरल निर्माण; स्व-प्रारंभ क्षमता (पॉलीफेज में); कम रखरखाव की आवश्यकताएं

Disadvantages: DC मोटरों की तुलना में कम स्टार्टिंग टॉर्क; हल्के लोड पर पावर फैक्टर में काफी गिरावट

Applications: औद्योगिक पंप और कंप्रेसर; कन्वेयर बेल्ट और HVAC पंखे

Additional Info: इंडक्शन मोटर में एयर गैप को जितना संभव हो उतना छोटा रखा जाता है ताकि मैग्नेटाइजिंग करंट (I_m) को कम किया जा सके और पावर फैक्टर में सुधार हो सके।. विकल्प B गलत है क्योंकि ओपन-सर्किट सेकेंडरी के परिणामस्वरूप कोई रोटर करंट नहीं होगा और इसलिए टॉर्क शून्य होगा।

Answer: A सही है — इंडक्शन मोटरों को घूमने के लिए एयर गैप और प्रेरित धाराओं को विद्युत चुम्बकीय टॉर्क बनाने की अनुमति देने के लिए शॉर्ट-सर्किट सेकेंडरी की आवश्यकता होती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि रोटर आवृत्ति ($f_r$) स्लिप ($s$) के सीधे आनुपातिक होती है; स्थिर अवस्था में, $f_r = f_s$, जो इसे शुरू होने के सटीक क्षण में एक स्थिर ट्रांसफार्मर बनाता है।

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Option B: एयर गैप और ओपन-सर्किट सेकेंडरी

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Option C: कोर लेस और शॉर्ट-सर्किट सेकेंडरी

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Option D: कोर लेस और ओपन-सर्किट सेकेंडरी

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