इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण में विक्षेपण टॉर्क (deflecting torque) को ________________ द्वारा कैलिब्रेट किया जा सकत

Question

इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण में विक्षेपण टॉर्क (deflecting torque) को ________________ द्वारा कैलिब्रेट किया जा सकता है।

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The correct answer is D: प्लेटों के बीच विभवांतर (potential difference) को समायोजित करके. एक इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण में, विक्षेपण टॉर्क दो प्लेटों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक बल द्वारा उत्पन्न होता है। चूंकि बल इन प्लेटों पर लागू विभवांतर के वर्ग के सीधे आनुपातिक होता है, इसलिए कैलिब्रेशन इस वोल्टेज को समायोजित करके किया जाता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
एक इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण में, विक्षेपण टॉर्क दो प्लेटों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक बल द्वारा उत्पन्न होता है। चूंकि बल इन प्लेटों पर लागू विभवांतर के वर्ग के सीधे आनुपातिक होता है, इसलिए कैलिब्रेशन इस वोल्टेज को समायोजित करके किया जाता है।

Working Principle: संचालन का सिद्धांत संधारित्र (capacitor) में संचित ऊर्जा पर निर्भर करता है। टॉर्क $T_d$ को विक्षेपण कोण $	heta$ के सापेक्ष संचित विद्युत ऊर्जा के परिवर्तन की दर से प्राप्त किया जाता है। चूंकि $W = \frac{1}{2} C V^2$, इसे $	heta$ के सापेक्ष अवकलित (differentiate) करने पर $T_d = \frac{1}{2} V^2 \frac{dC}{d	heta}$ प्राप्त होता है, जो टॉर्क की विभवांतर $V$ पर निर्भरता की पुष्टि करता है।

Key Formulas: $T_d = \frac{1}{2} V^2 \frac{dC}{d	heta}$ — इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरणों के लिए विक्षेपण टॉर्क का सूत्र; $W = \frac{1}{2} C V^2$ — संधारित्र में संचित ऊर्जा

Key Points: इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरणों का उपयोग मुख्य रूप से उच्च वोल्टेज माप के लिए वोल्टमीटर के रूप में किया जाता है।; ये उपकरण AC और DC दोनों राशियों को सीधे माप सकते हैं।; उत्पन्न टॉर्क लागू वोल्टेज के वर्ग के आनुपातिक होता है, जिसके परिणामस्वरूप पैमाना गैर-रेखीय (non-linear) होता है।; ये नगण्य बिजली की खपत करते हैं क्योंकि ये अनिवार्य रूप से कैपेसिटिव लोड के रूप में कार्य करते हैं।

Advantages: AC और DC दोनों मापों के लिए उपयोगी; नगण्य बिजली की खपत; कोई हिस्टैरिसीस या एड़ी करंट नुकसान नहीं

Disadvantages: गैर-रेखीय पैमाना; उच्च लागत और जटिल निर्माण; कम टॉर्क-टू-वेट अनुपात जिसके कारण प्रतिक्रिया धीमी होती है

Applications: उच्च-वोल्टेज इलेक्ट्रोस्टैटिक वोल्टमीटर; वोल्टेज माप के लिए प्रयोगशाला मानक

Additional Info: विकल्प A (स्प्रिंग नियतांक) का उपयोग रिस्टोरिंग टॉर्क को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, न कि विक्षेपण टॉर्क स्रोत को कैलिब्रेट करने के लिए।. विकल्प B (डैम्पिंग) का उपयोग माप के दौरान दोलनों को कम करने के लिए किया जाता है, न कि विक्षेपण के कैलिब्रेशन के लिए।. विकल्प C (आवृत्ति) एक स्रोत विशेषता है, न कि उपकरण के आंतरिक टॉर्क के लिए कैलिब्रेशन पैरामीटर।

Answer: D सही है — विक्षेपण टॉर्क मौलिक रूप से विभवांतर के वर्ग पर निर्भर करता है, जो इसे कैलिब्रेशन के लिए नियंत्रण पैरामीटर बनाता है।

Exam Tip: याद रखें कि इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण $V^2$ संबंध के कारण AC राशियों के लिए RMS रीडिंग प्रदान करते हैं, जो इलेक्ट्रोडायनामोमीटर प्रकारों के समान है।

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Option A: स्प्रिंग नियतांक को समायोजित करके

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Option B: डैम्पिंग को समायोजित करके

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Option C: आवृत्ति को समायोजित करके

Correct Answer

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