पॉवर प्लांट में उपयोग किया जाने वाला अल्टरनेटर क्या परिवर्तित करता है?

Question

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C: यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में

Explanation & Concepts:
अल्टरनेटर एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरण है जिसे यांत्रिक ऊर्जा (आमतौर पर टर्बाइन जैसे प्राइम मूवर से प्राप्त) को विद्युत ऊर्जा में बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह प्रत्यावर्ती धारा (alternating current) उत्पन्न करने के लिए विद्युत चुम्बकीय प्रेरण (electromagnetic induction) के सिद्धांत पर काम करता है।

Working Principle: अल्टरनेटर में एक रोटर (फील्ड वाइंडिंग) और एक स्टेटर (आर्मेचर वाइंडिंग) होता है। जैसे ही रोटर को प्राइम मूवर द्वारा संचालित किया जाता है, घूमने वाला चुंबकीय क्षेत्र स्थिर स्टेटर कंडक्टरों को काटता है, जिससे फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के आधार पर इलेक्ट्रोमोटिव बल (EMF) उत्पन्न होता है। यह प्रेरित वोल्टेज यांत्रिक कार्य को विद्युत शक्ति में बदलने का परिणाम है।

Key Formulas: $E = 4.44 \cdot f \cdot \Phi \cdot T_p \cdot K_w$ — अल्टरनेटर का EMF समीकरण जहाँ $f$ आवृत्ति है, $\Phi$ प्रति पोल फ्लक्स है, और $K_w$ वाइंडिंग कारक है; $f = \frac{P \cdot N}{120}$ — आवृत्ति, ध्रुवों की संख्या ($P$), और गति ($N$ RPM में) के बीच संबंध

Key Points: अल्टरनेटर आउटपुट के रूप में प्रत्यावर्ती धारा (AC) उत्पन्न करते हैं।; वे थर्मल, हाइड्रो और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में विद्युत ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत हैं।; इनपुट टर्बाइन से जुड़ी शाफ्ट से प्राप्त यांत्रिक ऊर्जा होती है।

Advantages: ऊर्जा रूपांतरण में उच्च दक्षता; विश्वसनीय और विभिन्न भार स्थितियों को संभालने में सक्षम

Disadvantages: फील्ड उत्तेजना (field excitation) के लिए बाहरी DC स्रोत की आवश्यकता होती है; उच्च क्षमता वाली मशीनों के लिए जटिल कूलिंग सिस्टम की आवश्यकता होती है

Applications: थर्मल पावर प्लांट; पनबिजली उत्पादन

Additional Info: 'अल्टरनेटर' शब्द का प्रयोग विशेष रूप से AC जनरेटर को दर्शाने के लिए किया जाता है, जबकि 'DC जनरेटर' यांत्रिक ऊर्जा को दिष्ट धारा (direct current) में परिवर्तित करता है।. विकल्प A गलत है क्योंकि मोटर विद्युत को यांत्रिक ऊर्जा में बदलते हैं; विकल्प B और D गलत हैं क्योंकि अल्टरनेटर परमाणु ऊर्जा उत्पन्न नहीं करता है।

Answer: C सही है — अल्टरनेटर एक प्रकार का जनरेटर है जो विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का उपयोग करके यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें: जनरेटर (अल्टरनेटर) यांत्रिक को विद्युत में बदलते हैं, जबकि मोटर विद्युत को यांत्रिक में बदलते हैं। यह विद्युत मशीनों में 'दाएं हाथ बनाम बाएं हाथ' के नियम की एक मौलिक अवधारणा है।

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Option A: विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में

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Option B: विद्युत ऊर्जा को परमाणु ऊर्जा में

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Option D: यांत्रिक ऊर्जा को परमाणु ऊर्जा में

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