ट्रांसफॉर्मर की प्राइमरी और सेकेंडरी वाइंडिंग ________ युग्मित (coupled) होती हैं लेकिन _______ जुड़ी होती हैं

Question

ट्रांसफॉर्मर की प्राइमरी और सेकेंडरी वाइंडिंग ________ युग्मित (coupled) होती हैं लेकिन _______ जुड़ी होती हैं।

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A: चुंबकीय रूप से, विद्युत रूप से नहीं

Explanation & Concepts:
एक ट्रांसफॉर्मर अन्योन्य प्रेरण (mutual induction) के सिद्धांत पर कार्य करता है जहाँ ऊर्जा को एक सामान्य चुंबकीय फ्लक्स के माध्यम से दो वाइंडिंग के बीच स्थानांतरित किया जाता है। चूंकि प्राइमरी और सेकेंडरी कॉइल्स के बीच कोई भौतिक चालकीय पथ नहीं होता है, इसलिए वे चुंबकीय रूप से युग्मित होते हैं लेकिन विद्युत रूप से पृथक (isolated) होते हैं।

Working Principle: जब प्राइमरी वाइंडिंग पर एक प्रत्यावर्ती वोल्टेज लागू किया जाता है, तो यह कोर में समय के साथ बदलने वाला चुंबकीय फ्लक्स उत्पन्न करता है। फैराडे के नियम के अनुसार, यह फ्लक्स सेकेंडरी वाइंडिंग से जुड़ता है और अन्योन्य प्रेरण के माध्यम से एक विद्युत वाहक बल (EMF) प्रेरित करता है। चूंकि कोर सामग्री (लैमिनेटेड स्टील) फ्लक्स के लिए कम-अनिच्छा (low-reluctance) का पथ प्रदान करती है और साथ ही विद्युत इंसुलेटर भी है, इसलिए कोई भी चार्ज वाहक सीधे प्राइमरी सर्किट से सेकेंडरी सर्किट में प्रवाहित नहीं होता है।

Key Formulas: $\frac{V_1}{V_2} = \frac{N_1}{N_2} = \frac{I_2}{I_1}$ — आदर्श ट्रांसफॉर्मर रूपांतरण अनुपात; $e = -N \frac{d\Phi}{dt}$ — फैराडे का प्रेरण का नियम

Key Points: विद्युत अलगाव वाइंडिंग के बीच DC धारा संचरण को रोकता है।; चुंबकीय युग्मन प्रतिबाधा मिलान और वोल्टेज स्तर परिवर्तन की अनुमति देता है।; प्राइमरी वाइंडिंग एक समय-परिवर्तनीय चुंबकीय क्षेत्र (B-field) बनाती है।; सेकेंडरी वाइंडिंग प्रेरित EMF उत्पन्न करने के लिए फ्लक्स को इंटरसेप्ट करती है।

Advantages: विद्युत सुरक्षा (गैल्वेनिक अलगाव); कुशल वोल्टेज रूपांतरण स्तर; ग्राउंड लूप धाराओं में कमी

Disadvantages: ट्रांसफॉर्मर का आकार और वजन (कोर की आवश्यकताएं); लीकेज फ्लक्स की उपस्थिति

Applications: विद्युत वितरण प्रणाली; ऑडियो सर्किट में प्रतिबाधा मिलान; संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए गैल्वेनिक अलगाव

Additional Info: एडी करंट लॉसेस (eddy current losses) को कम करने के लिए कोर आमतौर पर उच्च-पारगम्यता वाले, लैमिनेटेड सिलिकॉन स्टील से बनाया जाता है।. विकल्प B गलत है क्योंकि यह ऑटोट्रांसफॉर्मर का वर्णन करता है, जहां एक ही वाइंडिंग प्राइमरी और सेकेंडरी दोनों के रूप में कार्य करती है, जिससे विद्युत निरंतरता बनी रहती है।

Answer: A सही है — दो-वाइंडिंग ट्रांसफॉर्मर में, ऊर्जा का स्थानांतरण केवल एक सामान्य चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से होता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि प्राइमरी और सेकेंडरी सर्किट गैल्वेनिक रूप से पृथक रहें।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि एक आदर्श ट्रांसफॉर्मर में, युग्मन गुणांक $k=1$ होता है, जिसका अर्थ है कि फ्लक्स लिंकेज पूर्ण है; वास्तविक ट्रांसफॉर्मर लीकेज फ्लक्स के कारण $k

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Option B: विद्युत रूप से, चुंबकीय रूप से नहीं

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Option C: चुंबकीय रूप से, चुंबकीय रूप से भी

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Option D: विद्युत रूप से, विद्युत रूप से भी

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