Eddy Currents MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Eddy Currents - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही उत्तर विकल्प 1: परिणामित्र है।

व्याख्या:

भँवर धाराएँ: जब बदलते चुंबकीय क्षेत्रों के संपर्क में आने पर चालकों में प्रेरित वृत्ताकार धाराएँ।

सामान्य अनुप्रयोग: चालमापी, चुंबकीय ब्रेक, प्रेरण भट्टियाँ।

परिणामित्र: परिणामित्र में भँवर धाराएँ ऊर्जा हानि का कारण बनती हैं और वांछित नहीं होती हैं।

परिणामित्र भँवर धाराओं का उपयोग नहीं करते हैं; बल्कि, वे उनसे नकारात्मक रूप से प्रभावित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप दक्षता में कमी आती है।

चालमापी, चुंबकीय ब्रेक और प्रेरण भट्टियाँ अपने संचालन के लिए जानबूझकर भँवर धाराओं का उपयोग करती हैं।

​सही विकल्प है: परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र

व्याख्या:

एडी धाराएँ

परिभाषा: एडी धाराएँ विद्युत धारा के लूप होते हैं जो फैराडे के प्रेरण के नियम के कारण, चालक में एक परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र द्वारा चालक के भीतर प्रेरित होते हैं। ये धाराएँ चालक के भीतर बंद लूपों में प्रवाहित होती हैं, चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत तलों में।

यह विकल्प सही है क्योंकि जब किसी चालक को परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र के अधीन किया जाता है, तो उसमें एडी धाराएँ उत्पन्न होती हैं। फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, एक समय-परिवर्ती चुंबकीय क्षेत्र चालक में एक विद्युत वाहक बल (EMF) प्रेरित कर सकता है। यह प्रेरित EMF चालक के भीतर परिसंचारी धाराओं का कारण बन सकता है, जिन्हें एडी धाराएँ कहा जाता है। इन धाराओं की दिशा लेन्ज़ के नियम द्वारा दी जाती है, जो कहता है कि प्रेरित धाराएँ इस तरह से प्रवाहित होंगी कि उस चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन का विरोध करें जिसने उन्हें उत्पन्न किया।

जब कोई चालक चुंबकीय क्षेत्र से गुजरता है या जब स्थिर चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र बदलता है, तो चालक के माध्यम से चुंबकीय फ्लक्स बदल जाता है। चुंबकीय फ्लक्स में यह परिवर्तन चालक में एक EMF प्रेरित करता है, जिससे एडी धाराओं का निर्माण होता है। ये धाराएँ अपने स्वयं के चुंबकीय क्षेत्र बना सकती हैं, जो मूल चुंबकीय क्षेत्र का विरोध कर सकते हैं, जिससे विभिन्न प्रभाव जैसे तापन और विद्युत चुम्बकीय अवमंदन होते हैं।

अनुप्रयोग और प्रभाव:

• विद्युत चुम्बकीय ब्रेकिंग: एडी धाराओं का उपयोग विद्युत चुम्बकीय ब्रेकिंग सिस्टम में किया जाता है, जहाँ वे धातु की डिस्क या ड्रम में धाराओं को प्रेरित करके ब्रेकिंग का एक गैर-संपर्क विधि प्रदान करते हैं, जो गति का विरोध करने वाला प्रतिरोधी बल उत्पन्न करता है।
• प्रेरण तापन: एडी धाराओं का उपयोग प्रेरण तापन प्रक्रियाओं में किया जाता है, जहाँ धाराएँ सामग्री के भीतर गर्मी उत्पन्न करती हैं, जिससे यह धातुओं के पिघलने, फोर्जिंग और ताप उपचार जैसी प्रक्रियाओं के लिए उपयोगी हो जाती है।
• ट्रांसफार्मर: ट्रांसफार्मर में, एडी धाराएँ गर्मी के रूप में ऊर्जा हानि का कारण बन सकती हैं। इन नुकसानों को कम करने के लिए लैमिनेटेड कोर का उपयोग किया जाता है, जिससे एडी धाराओं के लिए पथ कम हो जाता है, जिससे दक्षता में सुधार होता है।
• धातु डिटेक्टर: धातु की वस्तुओं का पता लगाने के लिए धातु डिटेक्टरों में एडी धाराओं का उपयोग किया जाता है। परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र धातु में एडी धाराओं को प्रेरित करता है, जो बदले में एक द्वितीयक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है जिसका पता लगाया जा सकता है।

संकल्पना:

एडी धारा:

• जब धातु चुंबकीय क्षेत्र में स्थानांतरित होता है या जब धातु के स्थिर द्रव्यमान के माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र बदल जाता है, तो धातु में प्रेरित धारा उत्पन्न होती है।
• यह 'एडीज़' या भंवर जैसी बंद लूप्स के रूप में धातु में धारा प्रवाहित होती है। इसलिए इसे एड़ी धारा कहा जाता है।
• एड़ी धारा की दिशा लेन्ज के नियम द्वारा दी जाती है।

व्याख्या:

• एडी धारा के बहुत से अनुप्रयोग हैं: डायथर्मी में, एड़ी धारा को मानव शरीर में ऊतकों के स्थानीय हीटिंग के लिए उपयोग किया जाता है।  
• स्पीडोमीटर एक उपकरण है जिसका इस्तेमाल वाहन की तात्कालिक गति को मापने के लिए किया जाता है।
• ऊर्जा मीटर बिजली की खपत को रिकॉर्ड करने के लिए एड़ी धारा की अवधारणा का उपयोग करते हैं।
• इंडक्शन फर्नेस एड़ी धाराओं के हीटिंग प्रभाव पर आधारित है।

संकल्पा:

भंवर धारा -भंवर धारा को कुंडली में उत्पन्न प्रेरित विद्युतवाहक बल के रूप में परिभाषित किया जाता है, जब दी गई कुंडली से जुड़े चुंबकीय अभिवाह में परिवर्तन होता है या हम कह सकते हैं कि भंवर धारा विद्युत अभिवाह के लूप हैं जो चालकों में चुंबकीय क्षेत्र परिवर्तित करके चालकों के अंदर प्रेरित होते हैं। इसे भंवर धारा कहते हैं।

स्पष्टीकरण:

1. प्रेरण भट्टी- एक प्रेरण भट्टी में एक कुंडली होती है जो एक प्रत्यावर्ती धारा वहन करती है जो धातु के कक्ष को घेर लेती है। इस भट्टी में, धातु में भंवर धाराऐं प्रेरित होती हैं और इन धाराओं के संचारण से अत्यधिक उच्च तापमान उत्पन्न होगा जो धातु को पिघला देता है।
2. ट्रेन में चुंबकीय ब्रेकिंग -ट्रेनों में, ब्रेक में भंवर धाराओं का उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग किसी गतिमान वस्तु की गतिज ऊर्जा का क्षय करके धीमा या बंद करने के लिए किया जाता है।
3. विद्युतचुंबक- विद्युतचुंबक वह पदार्थ है जिसमें सामग्री के माध्यम से विद्युत प्रवाह की आपूर्ति करके एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। जब विद्युत धारा की आपूर्ति सामग्री के माध्यम से की जाती है, तो चुंबकीय प्रवाह का उस सामग्री में परिवर्तन होता है जो लूप उत्पन्न करता है।
4. विद्युत तापक(हीटर)- विद्युत तापक(हीटर) जूल के तापन प्रभाव के सिद्धांत पर कार्य करता है। यह कहता है कि प्रतिरोधक में उत्पन्न ऊष्मा किसी दी गई धारा के प्रतिरोध और उस समय के समानुपाती होती है जिसमें चालक से धारा प्रवाहित होता है।

​इस प्रकार,विकल्प 4) सही उत्तर है।

संकल्पना:

• किसी चुंबकीय पदार्थ के लिए प्रतिवर्ती चुंबकीय क्षेत्र लागू करने पर emf फैराडे के विद्युतचुंबकीय प्रेरण के नियम के अनुसार स्वयं पदार्थ में प्रेरित होता है।
• चूँकि चुंबकीय पदार्थ एक संवाही पदार्थ है, इसलिए यह EMF पदार्थ के निकाय में धाराओं को प्रसारित करता है। ये प्रसारित धाराएं भंवर धाराएं कहलाती हैं।
  • वे तब होंगे जब चालक एक परिवर्ती चुंबकीय क्षेत्र का अनुभव करता है।

वर्णन:

• भंवर धारा का उपयोग प्रेरण तापन में किया जाता है। तो विकल्प 1 गलत है।
• ट्रेन में चुंबकीय ब्रेकिंग प्रणाली और विद्युतचुम्बक दोनों भंवर धारा निर्माण करते हैं। इसलिए विकल्प 2 और 3 गलत हैं।
• प्रेरण तापन, तापन की वह प्रक्रिया है जिसमें ऊष्मा भंवर धाराओं द्वारा वस्तु में उत्पादित होती है।
• विद्युत हीटर जूल तापन प्रभाव पर आधारित है। यह भंवर धाराओं को शामिल नहीं करता है। तो विकल्प 4 सही है।

Important Points

• एक प्रेरण तापमान विद्युतचुम्बक का बना होता है और इलेक्ट्रॉनिक दोलक जो विद्युतचुम्बक के माध्यम से उच्च-आवृत्ति वाली प्रत्यावर्ती धारा (AC) को पारित करता है।
• तीव्रता से प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र चालक के अंदर भंवर धारा कही जानेवाली विद्युत धाराएँ को उत्पादित करते हुए वस्तु में प्रवेश करता है।

अवधारणा:

भंवर धारा:

• जब एक परिवर्तनशील चुंबकीय फ्लक्स को चालन सामग्री के एक बड़े टुकड़े पर लागू किया जाता है तो परिसंचारी धाराओं को भंवर धाराएँ कहा जाता है, जो सामग्री में प्रेरित होती हैं।
• क्योंकि बड़े चालक का प्रतिरोध आमतौर पर कम होता है, भंवर धारा का परिमाण अधिक होता हैं और ये चालक को गर्म कर देते हैं।

व्याख्या:

• भंवर धारा ठोस धात्विक द्रव्यमान में प्रेरित धाराएँ हैं जब उनके माध्यम से प्रवाहित चुंबकीय फ्लक्स परिवर्तनशील होता है।
• भंवर धारा को "फोकॉल्ट धारा" के रूप में भी जाना जाता है।
• भंवर धारा भी चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन का विरोध करती है,जैसा लेंज के नियम मे भी बताया गया है।

भंवर धारा:

• विद्युतचुंबकीय प्रेरण के फैराडे के नियम के अनुसार परिवर्तनशील अभिवाह जो परिसंचारक धारा से उत्पन्न होता है वह पदार्थ में वोल्टेज प्रेरित करता है।
• चूँकि पदार्थ संवाही होता है इसलिए ये प्रेरित वोल्टेज पदार्थ के निकाय में धाराओं को प्रसारित करते हैं।
• इन प्रेरित धाराओं का कोई उपयोग नहीं होता है और इन्हें भंवर धारा के रूप में जाना जाता है।
• भंवर धारा के कारण होने वाले नुकसान को भंवर धारा हानि के रूप में जाना जाता है।

भंवर धारा हानि को इस प्रकार दिया गया है,

\({P_e} = K{f^2}B_m^2{t^2}V\)

जहाँ

K - भंवर धारा गुणांक। इसका मान चुंबकीय पदार्थ की प्रकृति पर निर्भर करता है।

Bm - Wb/m2 में फ्लक्स घनत्व का अधिकतम मान

t - मीटर में विपाटन की मोटाई

f - Hz में चुंबकीय क्षेत्र के व्युत्क्रमण की आवृत्ति

V - m3 में चुंबकीय पदार्थ का आयतन

अतः हम कह सकते हैं कि भंवर धारा आवृत्ति, अभिवाह घनत्व और कोर की मोटाई पर निर्भर करती है।

अवधारणा:
प्रेरण प्रकार वाटमीटर

• प्रेरण प्रकार वाटमीटर प्रेरण परिघटना पर काम करते हैं और इसलिए यह उपकरण केवल AC विद्युत को मापता है।
• इसमें दो पटलित विद्युत चुंबक हैं, जिनमें से एक लोड धारा या इसके अंश से उत्तेजित होता है और परिपथ के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है, जिसे श्रृंखला चुंबक के रूप में जाना जाता है।
• दूसरा लागू वोल्टेज या इसके अंश की धारा आनुपातिक से उत्तेजित है और हमेशा आपूर्ति में जुड़ा हुआ है, जिसे पार्श्‍वपथ चुंबक के रूप में जाना जाता है।

व्याख्या:

• एक एल्यूमीनियम डिस्क इस तरह से स्थापित होता है कि यह दोनों चुंबक अभिवाह को प्रतिच्छेद करता है, जिसके परिणामस्वरूप, दो e.m.f. का निर्माण होता है जो डिस्क में दो भंवर धारा उत्पन्न करती है।
• ये भंवर धारा और उत्प्रेरण अभिवाह की पारस्परिक क्रिया के कारण विक्षेपित बल आघूर्ण का निर्माण होता है। इसलिए विकल्प 4 सही है।
• तांबे छायांकन बैंड या तो मध्य अंग पर या पार्श्‍वपथ चुंबक के बाहरी अंग पर प्रदान किए जाते हैं और इन्हे समायोजित किया जा सकता है इस प्रकार कि पार्श्‍वपथ चुंबक में परिणामी अभिवाह लागू वोल्टेज से 90° पीछे होता है

अवधारणा:

भंवर धारा:

• जब एक परिवर्तनशील चुंबकीय फ्लक्स को चालन सामग्री के एक बड़े टुकड़े पर लागू किया जाता है तो परिसंचारी धाराओं को भंवर धाराएँ कहा जाता है, जो सामग्री में प्रेरित होती हैं।
• क्योंकि बड़े चालक का प्रतिरोध आमतौर पर कम होता है, भंवर धारा का परिमाण अधिक होता हैं और ये चालक को गर्म कर देते हैं।

व्याख्या:

• गतिमापक: एक गतिमापक में, एक चुंबक वाहन की गति के साथ घूमता है।
• चुंबक को एक एल्यूमीनियम ड्रम के अंदर रखा जाता है जिसे ध्यान से किलक द्वारा गाढ़ा जाता है और एक बालकमानी द्वारा इसकी स्थिति को समायोजित किया जाता है।
• जैसे ही चुंबक घूमता है, भंवर धारायें  ड्रम में उत्पन्न होती है जो चुंबक की गति का विरोध करती है।
• ड्रम पर विपरीत दिशा में एक बल आघूर्ण लगता है जो वाहन की गति के अनुसार से एक कोण पर ड्रम को विक्षेपित करता है

अवधारणा:

• भंवर धारा:जब एक परिवर्तनशील चुंबकीय फ्लक्स को चालन सामग्री के एक बड़े टुकड़े पर लागू किया जाता है तो परिसंचारी धाराओं को भंवर धाराएँ कहा जाता है, जो सामग्री में प्रेरित होती हैं।
• क्योंकि बड़े चालक का प्रतिरोध आमतौर पर कम होता है, भंवर धारा का परिमाण अधिक होता हैं और ये चालक को गर्म कर देते हैं।
• चालक के गर्म होने के कारण ऊर्जा में नुकसान होता है। इस नुकसान को भंवर धारा हानि कहा जाता है।

  
  व्याख्या:

  

• क्रोड के प्रतिरोध को बढ़ाकर भंवर धारा हानि को कम किया जा सकता है। तो विकल्प 1 सही नहीं है।

• उपरोक्त आकृति की तरह एक परतदार क्रोड का उपयोग करके भंवर धारा नुकसान को कम किया जा सकता है। तो विकल्प 2 सही है।

अवधारणा :

• भंवर धारा: चालक में चुंबकीय क्षेत्र को बदलकर चालक के भीतर प्रेरित विद्युत धारा के लूप को भंवर धाराएं कहा जाता है।
  • फैराडे के प्रेरण के नियम के अनुसार भंवर धाराएं उत्पन्न होती हैं।
  • भंवर धाराएं भँवर (व्हर्लपूल) के रूप में प्रवाहित होती हैं।
  • चालकों के भीतर भँवर धाराएं चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत तल में बंद लूपों में प्रवाहित होती हैं।
  • यदि ट्रांसफार्मर या चोक कुंडल आदि के कोर में बड़ी भँवर धारा प्रवाहित होती है तो भँवर धाराएं अवांछनीय प्रभाव उत्पन्न करती हैं।
• पटलित कोर का उपयोग करके ट्रांसफॉर्मर के कोर में उत्पन्न होने वाली भँवर धाराएं कम हो जाती हैं।
• भँवर धाराएं ऊर्जा की हानि का कारण बनती हैं क्योंकि उनमें विरोध करने की प्रवृत्ति होती है।
• भँवर धाराएं उपयोगी ऊर्जा को ऊष्मा में बदल देती हैं, जो आम तौर पर उपयोगी नहीं होती है।
• आजकल ट्रेनों में वैक्यूम ब्रेक के अलावा इलेक्ट्रिक ब्रेक भी दिए जाते हैं।

व्याख्या :

• विकल्प 1: भँवर धाराएं एक बंद लूप में प्रवाहित होती हैं, एक सीधी रेखा में नहीं।
  • तो यह सही उत्तर नहीं है।
• विकल्प 2: भँवर धाराएं ऊष्मा उत्पन्न करके उत्पन्न विद्युत ऊर्जा को खो देती हैं।
  • तो यह सही उत्तर नहीं है।
• विकल्प 3: ट्रांसफॉर्मर में पटलित कोर बनाने से भँवर धारा कम होती है।
  • यह ऊर्जा की हानि को कम करता है।
• तो यह सही उत्तर नहीं है।
• विकल्प 4: भँवर धाराएं उपयोगी ऊर्जा को ऊष्मा में बदल देती हैं, जो आम तौर पर उपयोगी नहीं होती है।
  • तो यह सही कथन है।
• अतः सही उत्तर विकल्प 4 है।

अवधारणा:

भंवर धारा:

• भंवर धाराएं फैराडे के प्रेरण के नियम के अनुसार चालक में बदलते चुंबकीय क्षेत्र द्वारा चालक के भीतर प्रेरित विद्युत धारा के पाश हैं।

​

व्याख्या:

• प्रेरण तापन एक विद्युत प्रवाहकीय निकाय (आमतौर पर एक धातु) को विद्युत चुम्बकीय प्रेरण द्वारा गर्म करने की प्रक्रिया है, जो वस्तु में भंवर धाराओं द्वारा उत्पन्न ऊष्मा के माध्यम से होती है।
• अतः हम कह सकते हैं कि भंवर धारा द्वारा प्रेरणिक भट्टी में ऊष्मा उत्पन्न होती है। अतः विकल्प 1 सही है।

 सबसे पहले ट्रांसफार्मर के \(\frac{v}{f}\)अनुपात की जांच करें-

\(\frac{{160}}{{40}} = \frac{{200}}{{50}} = 4\)

\(\frac{v}{f}\) ट्रांसफार्मर का अनुपात स्थिर है

तो, ट्रांसफॉर्मर में भंवर धारा क्षति आवृत्ति के वर्ग से समानुपाती होगी

∴ P_e ∝ f²

\(\frac{{{P_{e2}}}}{{{P_{e1}}}} = {\left( {\frac{{{f_2}}}{{{f_1}}}} \right)^2}\)

\(\frac{{{P_{e2}}}}{{{P_{e1}}}} = {\left( {\frac{{50}}{{40}}} \right)^2}\)

\({P_{e2}} = \frac{{25}}{{16}} \times 240\)

P_e2 = 25 × 15 = 375 W

नई भंवर धारा क्षति 375 वाट होगी

सही उत्तर चुंबकीय अभिवाह में परिवर्तन है। 

सिद्धांत:

भँवर धारा:

• जब एक धातु किसी चुंबकीय क्षेत्र में चलती है या जब स्थिर धातु के माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र को बदल दिया जाता है, तो धातु में एक प्रेरित धारा उत्पन्न होती है।
  • धातु में यह प्रेरित धारा बंद लूप के रूप में प्रवाहित होती है जिसे 'भँवर' या व्हर्लपूल कहते हैं। 
  • इसलिए इस धारा को भँवर धारा कहा जाता है।
  • भँवर धारा की दिशा लेन्ज़ के नियम द्वारा दी गई है।

व्याख्या:

• जब एक परिवर्तनीय चुंबकीय अभिवाह को संचालन सामग्री के एक बड़े टुकड़े पर लागू किया जाता है तो परिसंचारी धारा को भँवर धारा कहा जाता है जो धातु में प्रेरित होती है। इसलिए विकल्प 2 सही है।

संकल्पा:

भंवर धारा -भंवर धारा को कुंडली में उत्पन्न प्रेरित विद्युतवाहक बल के रूप में परिभाषित किया जाता है, जब दी गई कुंडली से जुड़े चुंबकीय अभिवाह में परिवर्तन होता है या हम कह सकते हैं कि भंवर धारा विद्युत अभिवाह के लूप हैं जो चालकों में चुंबकीय क्षेत्र परिवर्तित करके चालकों के अंदर प्रेरित होते हैं। इसे भंवर धारा कहते हैं।

स्पष्टीकरण:

1. प्रेरण भट्टी- एक प्रेरण भट्टी में एक कुंडली होती है जो एक प्रत्यावर्ती धारा वहन करती है जो धातु के कक्ष को घेर लेती है। इस भट्टी में, धातु में भंवर धाराऐं प्रेरित होती हैं और इन धाराओं के संचारण से अत्यधिक उच्च तापमान उत्पन्न होगा जो धातु को पिघला देता है।
2. ट्रेन में चुंबकीय ब्रेकिंग -ट्रेनों में, ब्रेक में भंवर धाराओं का उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग किसी गतिमान वस्तु की गतिज ऊर्जा का क्षय करके धीमा या बंद करने के लिए किया जाता है।
3. विद्युतचुंबक- विद्युतचुंबक वह पदार्थ है जिसमें सामग्री के माध्यम से विद्युत प्रवाह की आपूर्ति करके एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। जब विद्युत धारा की आपूर्ति सामग्री के माध्यम से की जाती है, तो चुंबकीय प्रवाह का उस सामग्री में परिवर्तन होता है जो लूप उत्पन्न करता है।
4. विद्युत तापक(हीटर)- विद्युत तापक(हीटर) जूल के तापन प्रभाव के सिद्धांत पर कार्य करता है। यह कहता है कि प्रतिरोधक में उत्पन्न ऊष्मा किसी दी गई धारा के प्रतिरोध और उस समय के समानुपाती होती है जिसमें चालक से धारा प्रवाहित होता है।

​इस प्रकार,विकल्प 4) सही उत्तर है।