ट्रांसफार्मर कोर को लैमिनेट (परतदार) किया जाता है ताकि किसे कम किया जा सके?

Question

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A: एडी करंट (भंवर धारा) हानि

Explanation & Concepts:
ट्रांसफार्मर कोर को लैमिनेट करने में इंसुलेटिंग वार्निश से लेपित सिलिकॉन स्टील की पतली शीटों को एक साथ रखा जाता है, जो एडी करंट को पूरे कोर के बजाय अलग-अलग लैमिनेशन के भीतर ही घूमने के लिए मजबूर करता है। यह धारा के लिए विद्युत प्रतिरोध पथ को काफी बढ़ा देता है, जिससे ओम के नियम के अनुसार एडी करंट हानि का परिमाण कम हो जाता है।

Working Principle: जब एक प्रत्यावर्ती चुंबकीय फ्लक्स किसी प्रवाहकीय कोर से गुजरता है, तो यह एक इलेक्ट्रोमोटिव बल (EMF) उत्पन्न करता है जो परजीवी 'एडी' करंट को प्रवाहित होने के लिए प्रेरित करता है। कोर को पतली इंसुलेटेड परतों में काटने से, फ्लक्स के लंबवत क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र सीमित हो जाता है, जिससे ये करंट लूप बहुत छोटे रास्तों में सिमट जाते हैं। यह उच्च-प्रतिरोध पथ करंट प्रवाह को सीमित करता है और लोहे के भीतर $I^2R$ ऊर्जा अपव्यय (एडी करंट हानि) को कम करता है।

Key Formulas: $P_e = K_e B_{max}^2 f^2 t^2 V$ — जहाँ $t$ लैमिनेशन की मोटाई है, यह दर्शाता है कि हानि मोटाई के वर्ग के समानुपाती होती है।; $P_h = K_h B_{max}^n f V$ — हिस्टेरेसिस हानि का सूत्र, जो चुंबकीय सामग्री के गुणों और आवृत्ति पर निर्भर करता है, न कि लैमिनेशन की मोटाई पर।

Key Points: एडी करंट हानियाँ लैमिनेशन की मोटाई के वर्ग के समानुपाती होती हैं ($P_e \propto t^2$)।; प्रतिरोधकता बढ़ाने और हिस्टेरेसिस हानि को कम करने के लिए सिलिकॉन स्टील का उपयोग कोर सामग्री के रूप में किया जाता है।; पतली शीटों को वार्निश या ऑक्साइड कोटिंग की एक पतली परत का उपयोग करके एक-दूसरे से इंसुलेट किया जाता है।; लैमिनेशन हिस्टेरेसिस हानि को प्रभावित नहीं करता है, जिसे CRGO (कोल्ड रोल्ड ग्रेन ओरिएंटेड) स्टील जैसी उच्च-ग्रेड चुंबकीय सामग्रियों का उपयोग करके कम किया जाता है।

Advantages: उच्च आवृत्तियों पर काफी अधिक दक्षता; ट्रांसफार्मर टैंक के भीतर कम ऊष्मा उत्पन्न होना; ऊर्जा की बर्बादी कम होने के कारण कम परिचालन लागत

Disadvantages: बढ़ी हुई विनिर्माण जटिलता और लागत; ठोस लोहे के कोर की तुलना में कम स्टैकिंग फैक्टर

Applications: वितरण और पावर ट्रांसफार्मर; इंडक्टर्स और उच्च-आवृत्ति फेराइट कोर ट्रांसफार्मर; विद्युत मशीनें (मोटर और जनरेटर)

Additional Info: पावर फ्रीक्वेंसी (50 Hz) ट्रांसफार्मर के लिए मानक लैमिनेशन मोटाई आमतौर पर 0.25 mm और 0.5 mm के बीच होती है।. विकल्प B (हिस्टेरेसिस हानि) गलत है क्योंकि यह मुख्य रूप से कोर सामग्री के चुंबकीय गुण (B-H लूप क्षेत्र) पर निर्भर करता है, न कि इसकी भौतिक ज्यामिति पर।. विकल्प D (ओमिक हानि) ट्रांसफार्मर वाइंडिंग में $I^2R$ हानि को संदर्भित करता है, जिसे कोर लैमिनेशन के बजाय उच्च-चालकता वाले तांबे या एल्यूमीनियम तार का उपयोग करके कम किया जाता है।

Answer: A सही है — कोर को लैमिनेट करने से प्रभावी विद्युत प्रतिरोध पथ बढ़ जाता है, जिससे एडी करंट काफी कम हो जाता है।

Exam Tip: याद रखें: एडी करंट हानियाँ ज्यामिति पर निर्भर करती हैं (लैमिनेशन द्वारा कम की जाती हैं), जबकि हिस्टेरेसिस हानियाँ सामग्री पर निर्भर करती हैं (बेहतर चुंबकीय मिश्र धातुओं का चयन करके कम की जाती हैं)।

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Option B: हिस्टेरेसिस (शैथिल्य) हानि

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Option C: एडी करंट और हिस्टेरेसिस दोनों हानियाँ

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Option D: ओमिक हानि

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