इंडिकेटिंग इंस्ट्रूमेंट (सूचक यंत्र) का पॉइंटर कैसा होना चाहिए

Question

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The correct answer is A: बहुत हल्का. एक इंडिकेटिंग इंस्ट्रूमेंट का पॉइंटर बहुत हल्का होना चाहिए ताकि उच्च संवेदनशीलता (sensitivity) सुनिश्चित हो सके और गतिशील प्रणाली (moving system) की जड़ता (inertia) को कम से कम किया जा सके। एक हल्का पॉइंटर जड़ता और घर्षण को दूर करने के लिए कम विक्षेपण टॉर्क (deflecting torque) की मांग करता है, जिससे प्रतिक्रिया समय तेज होता है और ज्वेल बियरिंग पर घिसाव कम होता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
एक इंडिकेटिंग इंस्ट्रूमेंट का पॉइंटर बहुत हल्का होना चाहिए ताकि उच्च संवेदनशीलता (sensitivity) सुनिश्चित हो सके और गतिशील प्रणाली (moving system) की जड़ता (inertia) को कम से कम किया जा सके। एक हल्का पॉइंटर जड़ता और घर्षण को दूर करने के लिए कम विक्षेपण टॉर्क (deflecting torque) की मांग करता है, जिससे प्रतिक्रिया समय तेज होता है और ज्वेल बियरिंग पर घिसाव कम होता है।

Working Principle: एक इंडिकेटिंग इंस्ट्रूमेंट में, विक्षेपण टॉर्क ($T_d$) को जड़ता ($J$) और डंपिंग टॉर्क ($T_c$) पर काबू पाना होता है। यदि पॉइंटर भारी है, तो जड़त्व आघूर्ण $J$ बढ़ जाता है, जो $J = \sum mr^2$ द्वारा निर्धारित होता है। द्रव्यमान ($m$) को बहुत कम रखकर, सिस्टम तेजी से स्थिर समय (settling time) प्राप्त करता है और उच्च संवेदनशीलता हासिल करता है, जिससे इंस्ट्रूमेंट मापी गई मात्रा में होने वाले तीव्र परिवर्तनों को सटीक रूप से ट्रैक कर सकता है।

Key Formulas: $J = \sum mr^2$ — गतिशील प्रणाली का जड़त्व आघूर्ण; $T_d = J \frac{d^2	heta}{dt^2} + D \frac{d	heta}{dt} + K	heta$ — मापक यंत्र के लिए गति का समीकरण

Key Points: पॉइंटर के द्रव्यमान को कम करने से इंस्ट्रूमेंट का मैकेनिकल टाइम कांस्टेंट घट जाता है।; भारी पॉइंटर पिवट बियरिंग पर लोड बढ़ाता है, जिससे घर्षण त्रुटि बढ़ जाती है।; एल्युमीनियम का उपयोग अक्सर पॉइंटर्स के लिए किया जाता है क्योंकि इसका स्ट्रेंथ-टू-वेट अनुपात (शक्ति-भार अनुपात) उच्च होता है।; कम जड़ता ओवरशूट और अंतिम स्थिर-अवस्था मान के आसपास होने वाले दोलनों को रोकती है।

Advantages: उच्च संवेदनशीलता; तेज गतिशील प्रतिक्रिया; घटा हुआ बियरिंग घर्षण

Disadvantages: कठोरता बनाए रखने के लिए सामग्री का चयन सावधानीपूर्वक किया जाना चाहिए; अत्यंत पतली बनावट के कारण नाजुकता

Applications: मूविंग कॉइल (PMMC) वोल्टमीटर और एमीटर; मूविंग आयरन इंस्ट्रूमेंट; एनालॉग मल्टीमीटर

Additional Info: पॉइंटर की अधिकांश सामग्रियां पतली दीवार वाली एल्युमीनियम ट्यूबिंग या चपटी एल्युमीनियम पट्टियों से बनाई जाती हैं ताकि द्रव्यमान को न्यूनतम रखते हुए संरचनात्मक अखंडता बनी रहे।. विकल्प B गलत है क्योंकि एक भारी पॉइंटर अत्यधिक जड़ता पैदा करेगा, जिससे धीमी प्रतिक्रिया, उच्च सेटलिंग समय और पिवट पर महत्वपूर्ण यांत्रिक घिसाव होगा।

Answer: A सही है — पॉइंटर बहुत हल्का होना चाहिए ताकि जड़ता को कम किया जा सके, जिससे तेज प्रतिक्रिया, उच्च संवेदनशीलता और इंस्ट्रूमेंट के बियरिंग पर घिसाव कम हो सके।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि मापक यंत्रों में, गतिशील प्रणाली से जुड़ा कोई भी यांत्रिक घटक सटीकता बनाए रखने और क्षणिक त्रुटियों (transient errors) से बचने के लिए न्यूनतम वजन के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

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Option B: बहुत भारी

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Option C: या तो (A) या (B)

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Option D: इनमें से कोई नहीं

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