DC मोटर में बैक EMF आपूर्ति वोल्टेज का विरोध करता है। इसे _________________ द्वारा समझाया गया है।

Question

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The correct answer is D: लेंज़ का नियम. लेंज़ का नियम बताता है कि प्रेरित विद्युत वाहक बल (EMF) की दिशा ऐसी होती है कि वह उस चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन का विरोध करती है जिसने इसे उत्पन्न किया है। DC मोटर में, आर्मेचर चालक चुंबकीय क्षेत्र में घूमते हैं, जिससे एक बैक EMF प्रेरित होता है जो प्रयुक्त आपूर्ति वोल्टेज के विपरीत कार्य करता है, इस प्रकार ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत का पालन करता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
लेंज़ का नियम बताता है कि प्रेरित विद्युत वाहक बल (EMF) की दिशा ऐसी होती है कि वह उस चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन का विरोध करती है जिसने इसे उत्पन्न किया है। DC मोटर में, आर्मेचर चालक चुंबकीय क्षेत्र में घूमते हैं, जिससे एक बैक EMF प्रेरित होता है जो प्रयुक्त आपूर्ति वोल्टेज के विपरीत कार्य करता है, इस प्रकार ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत का पालन करता है।

Working Principle: जैसे-जैसे मोटर आर्मेचर घूमता है, चालक चुंबकीय फ्लक्स लाइनों को काटते हैं। फैराडे के नियम के अनुसार, एक EMF प्रेरित होता है। लेंज़ का नियम बताता है कि इस प्रेरित EMF को कारण (आपूर्ति वोल्टेज) का विरोध करना चाहिए, जिससे एक ऐसी धारा उत्पन्न होती है जो रोटेशन का विरोध करती है यदि यह एक जनरेटर होता, या मोटर में ऊर्जा संतुलन बनाए रखने के लिए इनपुट धारा को सीमित करती है।

Key Formulas: $E_b = \frac{P \Phi Z N}{60 A}$ — बैक EMF ($E_b$) के लिए सूत्र जहाँ $P$=ध्रुव, $\Phi$=फ्लक्स/ध्रुव, $Z$=कुल चालक, $N$=rpm में गति, $A$=समानांतर पथ; $V = E_b + I_a R_a$ — DC मोटर के लिए वोल्टेज संतुलन समीकरण जहाँ $V$ आपूर्ति वोल्टेज है और $I_a R_a$ आर्मेचर ड्रॉप है

Key Points: बैक EMF आर्मेचर की गति के समानुपाती होता है ($E_b \propto N$)।; बैक EMF आर्मेचर धारा ($I_a = \frac{V - E_b}{R_a}$) को नियंत्रित करता है, जो मोटर के लिए एक स्व-विनियमन तंत्र के रूप में कार्य करता है।; बैक EMF के बिना, आर्मेचर धारा अत्यधिक उच्च होगी, जो संभावित रूप से मोटर वाइंडिंग को नुकसान पहुँचा सकती है।; लेंज़ का नियम अनिवार्य रूप से विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के लिए ऊर्जा संरक्षण के नियम का अनुप्रयोग है।

Advantages: मोटर गति का स्व-विनियमन; संचालन के दौरान अत्यधिक सर्ज करंट को रोकता है; विद्युत शक्ति को यांत्रिक शक्ति में कुशल रूपांतरण को सक्षम बनाता है

Disadvantages: कुल आपूर्ति वोल्टेज के सापेक्ष प्रभावी टॉर्क क्षमता को कम करता है; स्टार्टअप पर शून्य बैक EMF उच्च शुरुआती धारा की ओर ले जाता है

Applications: DC शंट मोटर; DC सीरीज मोटर; DC कंपाउंड मोटर

Additional Info: विकल्प A (फ्लेमिंग का दाहिने हाथ का नियम) का उपयोग जनरेटर के लिए प्रेरित EMF की दिशा निर्धारित करने के लिए किया जाता है।. विकल्प B (फ्लेमिंग का बाएं हाथ का नियम) का उपयोग मोटर के लिए धारा-वाहक चालक पर बल की दिशा निर्धारित करने के लिए किया जाता है।. विकल्प C (फैराडे का नियम) प्रेरित EMF के परिमाण को निर्धारित करता है, लेकिन इसकी दिशा/विरोध को नहीं।

Answer: D सही है — लेंज़ का नियम यह निर्धारित करता है कि प्रेरित बैक EMF को उस आपूर्ति वोल्टेज का विरोध करना चाहिए जो रोटेशन बनाता है, जिससे ऊर्जा संरक्षण सुनिश्चित होता है।

Exam Tip: याद रखें: फ्लेमिंग का बाएं हाथ का नियम मोटर क्रिया (बल) के लिए है, जबकि लेंज़ का नियम मोटर की गति द्वारा उत्पन्न निहित विरोध (बैक EMF) की व्याख्या करता है।

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Option A: फ्लेमिंग का दाहिने हाथ का नियम

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Option B: फ्लेमिंग का बाएं हाथ का नियम

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Option C: फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम

Correct Answer

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