16 கட்டுரைக் கேள்வி — அலகு 7-இன் ஒவ்வொரு பகுதியிலிருந்தும், முழுமையான மாதிரி விடைகளுடன். ஒவ்வொரு கேள்வியின் "காட்டு விடை"-ஐ அழுத்தி மாதிரி விடையைக் காண்க.
கட்டுரை வினா U7-E1
10 புள்ளி
(a) காந்தப் புலத்தில் மின்னோட்டக் கம்பி (F=BIL sinθ) & நகரும் மின்னூட்டம் (F=qvB sinθ) மீதான விசைகளைக் கூறுக. (b) ஃபிளமிங் இடக்கை விதியை விளக்குக. (c) 0.8 T புலத்திற்குச் செங்குத்தாக 6 A, 0.25 m கம்பி மீது விசையைக் கணக்கிடுக.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) கம்பி: F = BIL sinθ (θ = கம்பி-புலக் கோணம்); அதிகபட்சம் θ=90°-இல். மின்னூட்டம்: F = qvB sinθ (θ = வேகம்-புலக் கோணம்).
(b) ஃபிளமிங் இடக்கை (மோட்டார்): இடக்கையின் பெருவிரல்=விசை/இயக்கம், முன்விரல்=புலம் (B), நடுவிரல்=மின்னோட்டம் (I); மூன்றும் செங்குத்து.
(c)
(b) ஃபிளமிங் இடக்கை (மோட்டார்): இடக்கையின் பெருவிரல்=விசை/இயக்கம், முன்விரல்=புலம் (B), நடுவிரல்=மின்னோட்டம் (I); மூன்றும் செங்குத்து.
(c)
F = BIL = 0.8 × 6 × 0.25 = 1.2 N
கட்டுரை வினா U7-E2
10 புள்ளி
(a) காந்தப் புலத்திற்குச் செங்குத்தாக நுழையும் மின்னூட்டம் ஏன் வட்டப் பாதையில் செல்கிறது எனக் காட்டி, r = mv/(qB) எனத் தருவிக்க. (b) காந்த விசை KE-ஐ மாற்றாது எனக் கூறுக. (c) ஒரு இலத்திரன் (m=9.1×10⁻³¹, q=1.6×10⁻¹⁹) 1×10⁷ m/s-இல் B=0.01 T-க்குச் செங்குத்து. ஆரை.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) காந்த விசை F = qvB எப்போதும் வேகத்திற்குச் செங்குத்து → மையநோக்கு விசையாகச் செயற்பட்டு கதியை மாற்றாமல் திசையை மாற்றுகிறது → வட்டப் பாதை. qvB = mv²/r → r = mv/(qB).
(b) விசை ⊥ வேகம் → W=0 → KE (கதி) மாறாது; திசை மட்டுமே மாறும்.
(c)
(b) விசை ⊥ வேகம் → W=0 → KE (கதி) மாறாது; திசை மட்டுமே மாறும்.
(c)
r = mv/(qB) = (9.1×10⁻³¹ × 1×10⁷)/(1.6×10⁻¹⁹ × 0.01)
= 9.1×10⁻²⁴/1.6×10⁻²¹ ≈ 5.7×10⁻³ m
கட்டுரை வினா U7-E3
10 புள்ளி
(a) ஒரு DC மோட்டார் எவ்வாறு செயற்படுகிறது எனக் காந்த விசை மூலம் விளக்கி, பிரிவாக்கியின் (commutator) பணியைக் கூறுக. (b) ஒலிபெருக்கி F=BIL-ஐ எவ்வாறு பயன்படுத்துகிறது எனக் கூறுக.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) காந்தப் புலத்தில் வைக்கப்பட்ட மின்னோட்டச் சுருளின் இரு பக்கங்களிலும் F = BIL எதிர் விசைகள் செயற்பட்டு ஒரு திருப்புத்திறனை உருவாக்கி சுருளைச் சுழற்றுகின்றன. அரைச் சுழற்சிக்குப் பிறகு சுருளில் மின்னோட்டத் திசை மாறாவிட்டால் திருப்புத்திறன் தலைகீழாகும்; பிரிவாக்கி (commutator) ஒவ்வொரு அரைச் சுழற்சியிலும் மின்னோட்டத் திசையை மாற்றி, திருப்புத்திறன் எப்போதும் ஒரே திசையில் இருக்க → தொடர் சுழற்சி.
(b) ஒலிபெருக்கியில் நிரந்தரக் காந்தப் புலத்தில் ஒரு மின்னோட்டச் சுருள் உள்ளது; மாறும் ஒலி-மின்னோட்டம் F=BIL எனும் மாறும் விசையை ஏற்படுத்தி, சுருளுடன் இணைந்த கூம்பை முன்-பின் அதிரச் செய்து காற்றில் ஒலி அலைகளை உருவாக்குகிறது.
(b) ஒலிபெருக்கியில் நிரந்தரக் காந்தப் புலத்தில் ஒரு மின்னோட்டச் சுருள் உள்ளது; மாறும் ஒலி-மின்னோட்டம் F=BIL எனும் மாறும் விசையை ஏற்படுத்தி, சுருளுடன் இணைந்த கூம்பை முன்-பின் அதிரச் செய்து காற்றில் ஒலி அலைகளை உருவாக்குகிறது.
கட்டுரை வினா U7-E4
10 புள்ளி
(a) காந்தப் பாய அடர்த்தி B-ஐ F=BIL வழியாக வரையறுத்து அலகைத் தருக. (b) ஒரு நிறை-மானி (mass spectrometer) r = mv/(qB)-ஐ எவ்வாறு பயன்படுத்துகிறது எனக் கூறுக. (c) ஒரே வேகத்தில் நுழையும் இரு அயனிகள் (ஒன்று மற்றதின் இரு மடங்கு திணிவு, அதே மின்னூட்டம்) — ஆரைகளின் விகிதம்.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) B = F/(IL) = புலத்திற்குச் செங்குத்தான, அலகு மின்னோட்டம், அலகு நீளக் கம்பி உணரும் விசை. அலகு tesla (T = N A⁻¹ m⁻¹).
(b) அயனிகள் அறியப்பட்ட வேகத்தில் (வேக-தேர்வி) காந்தப் புலத்தில் நுழைய, r = mv/(qB)-படி வெவ்வேறு m/q கொண்டவை வெவ்வேறு ஆரை வட்டங்களில் வளைகின்றன; வீழும் இடத்திலிருந்து திணிவு/மின்னூட்டம் கணிக்கப்பட்டு அயனிகள் அடையாளம் காணப்படுகின்றன.
(c) r ∝ m (v, q, B மாறா). m₂ = 2m₁ →
(b) அயனிகள் அறியப்பட்ட வேகத்தில் (வேக-தேர்வி) காந்தப் புலத்தில் நுழைய, r = mv/(qB)-படி வெவ்வேறு m/q கொண்டவை வெவ்வேறு ஆரை வட்டங்களில் வளைகின்றன; வீழும் இடத்திலிருந்து திணிவு/மின்னூட்டம் கணிக்கப்பட்டு அயனிகள் அடையாளம் காணப்படுகின்றன.
(c) r ∝ m (v, q, B மாறா). m₂ = 2m₁ →
r₂/r₁ = m₂/m₁ = 2
(கனமான அயனி இரு மடங்கு பெரிய வட்டம்).
கட்டுரை வினா U7-E5
10 புள்ளி
(a) மின்னோட்டம் காந்தப் புலத்தை உருவாக்குவதை ஓர்ஸ்டெட் சோதனையுடன் விளக்குக. (b) நீள் கம்பி (B=μ₀I/2πr) & சுருள் (B=μ₀nI) புலங்களைக் கூறி, வலக்கைப் பிடி விதியை விளக்குக. (c) 10 A கம்பியிலிருந்து 0.05 m-இல் புலத்தைக் கணக்கிடுக.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) ஓர்ஸ்டெட்: மின்னோட்டக் கம்பிக்கு அருகில் திசைகாட்டி ஊசி திரும்பியது → ஒவ்வொரு மின்னோட்டமும் தன்னைச் சுற்றி காந்தப் புலத்தை உருவாக்குகிறது.
(b) நீள் கம்பி: B = μ₀I/2πr (வட்டப் புல கோடுகள்). சுருள்: B = μ₀nI (உள்ளே சீரான புலம், பட்டைக் காந்தம் போல்). வலக்கைப் பிடி: பெருவிரல் மின்னோட்டத்தில் → விரல்கள் புலத் திசை.
(c)
(b) நீள் கம்பி: B = μ₀I/2πr (வட்டப் புல கோடுகள்). சுருள்: B = μ₀nI (உள்ளே சீரான புலம், பட்டைக் காந்தம் போல்). வலக்கைப் பிடி: பெருவிரல் மின்னோட்டத்தில் → விரல்கள் புலத் திசை.
(c)
B = μ₀I/2πr = (2×10⁻⁷ × 10)/0.05 = 2×10⁻⁶/0.05 = 4×10⁻⁵ T
கட்டுரை வினா U7-E6
10 புள்ளி
(a) ஒரு மின்காந்தம் (electromagnet) எவ்வாறு செயற்படுகிறது, அதன் வலிமையை எவ்வாறு அதிகரிப்பது எனக் கூறுக. (b) நிரந்தரக் காந்தத்துக்கு எஃகும், மின்காந்தக் கருவுக்கு மென் இரும்பும் ஏன் எனக் காரணத்துடன் விளக்குக. (c) மின்காந்தத்தின் இரு பயன்பாடுகளைக் கூறுக.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) மின்காந்தம் = இரும்புக் கருவைச் சுற்றிய சுருள்; மின்னோட்டம் பாயும்போது B = μnI புலம் ஏற்படுகிறது. வலிமையை அதிகரிக்க: மின்னோட்டம் I↑, அலகு நீளச் சுற்றுகள் n↑, மென் இரும்புக் கரு (உயர் μ).
(b) எஃகு காந்தத்தை நீண்ட காலம் தக்கவைக்கும் → நிரந்தரக் காந்தம். மென் இரும்பு எளிதில் காந்தமாகி, மின்னோட்டம் நின்றதும் எளிதில் இழக்கும் → மின்காந்தக் கருவுக்கு ஏற்றது (கட்டுப்படுத்தக்கூடிய காந்தம்).
(c) (1) குப்பை/இரும்பு தூக்கும் கிரேன்; (2) மின்மணி, ரிலே, ஒலிபெருக்கி, மின்மோட்டார், MRI.
(b) எஃகு காந்தத்தை நீண்ட காலம் தக்கவைக்கும் → நிரந்தரக் காந்தம். மென் இரும்பு எளிதில் காந்தமாகி, மின்னோட்டம் நின்றதும் எளிதில் இழக்கும் → மின்காந்தக் கருவுக்கு ஏற்றது (கட்டுப்படுத்தக்கூடிய காந்தம்).
(c) (1) குப்பை/இரும்பு தூக்கும் கிரேன்; (2) மின்மணி, ரிலே, ஒலிபெருக்கி, மின்மோட்டார், MRI.
கட்டுரை வினா U7-E7
10 புள்ளி
(a) காந்தப் புல கோடுகளின் பண்புகளை (வடிவம், திசை, அடர்த்தி, வெட்டாமை) கூறுக. (b) நிலையான மின்னூட்டத்துக்கும் நகரும் மின்னூட்டத்துக்கும் இடையே புல வேறுபாட்டை விளக்குக. (c) ஒரு சுருளின் காந்தப் புலம் B-ஐ இரட்டிப்பாக்க மூன்று வழிகளைக் கூறுக.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) வெளியே வட→தென், உள்ளே தென்→வட (மூடிய சுழல்கள்); அடர்த்தி = புல வலிமை; கோடுகள் ஒருபோதும் வெட்டிக்கொள்ளா (ஒரு புள்ளியில் ஒரே திசை); துருவங்களுக்கு அருகே அடர்த்தி.
(b) நிலையான மின்னூட்டம் → மின்புலம் மட்டும். நகரும் மின்னூட்டம் (மின்னோட்டம்) → மின்புலமும் காந்தப் புலமும். காந்தப் புலம் இயக்கத்தால் மட்டுமே ஏற்படுகிறது.
(c) B = μ₀nI: (1) மின்னோட்டம் I இரட்டிப்பு; (2) அலகு நீளச் சுற்றுகள் n இரட்டிப்பு; (3) உயர்-μ கரு (இரும்பு) நுழைத்தல் (μ பல மடங்கு).
(b) நிலையான மின்னூட்டம் → மின்புலம் மட்டும். நகரும் மின்னூட்டம் (மின்னோட்டம்) → மின்புலமும் காந்தப் புலமும். காந்தப் புலம் இயக்கத்தால் மட்டுமே ஏற்படுகிறது.
(c) B = μ₀nI: (1) மின்னோட்டம் I இரட்டிப்பு; (2) அலகு நீளச் சுற்றுகள் n இரட்டிப்பு; (3) உயர்-μ கரு (இரும்பு) நுழைத்தல் (μ பல மடங்கு).
கட்டுரை வினா U7-E8
10 புள்ளி
(a) இரு இணையான கம்பிகளுக்கிடையே ஒரே/எதிர் திசை மின்னோட்டத்தின் விசையை விளக்கி, இது ampere வரையறைக்கு எப்படி அடிப்படை எனக் கூறுக. (b) காந்தப் பாயம் Φ = BA cosθ-ஐ விளக்கி, B=0.5 T, A=0.02 m², θ=0° எனில் Φ-ஐக் கணக்கிடுக. (c) θ=60° ஆனால் Φ?
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) ஒவ்வொரு கம்பியும் மற்றதன் காந்தப் புலத்தில் F = BIL விசையை உணர்கிறது. ஒரே திசை → கவர்ச்சி, எதிர் திசை → விலக்கம். வெற்றிடத்தில் 1 m இடைவெளியில் இரு கம்பிகள் ஒவ்வொரு மீட்டருக்கும் 2×10⁻⁷ N விசையைச் செலுத்தும் மின்னோட்டமே 1 ampere — இதுவே வரையறை.
(b) Φ = காந்தப் பாயம் = BA cosθ; θ = B-க்கும் பரப்பு செவ்வனுக்கும் கோணம்.
(c)
(b) Φ = காந்தப் பாயம் = BA cosθ; θ = B-க்கும் பரப்பு செவ்வனுக்கும் கோணம்.
θ=0°: Φ = 0.5×0.02×cos0° = 0.01 Wb
(c)
θ=60°: Φ = 0.5×0.02×cos60° = 0.01×0.5 = 0.005 Wb
கட்டுரை வினா U7-E9
10 புள்ளி
(a) காந்தப் பாயத்தை வரையறுத்து, ஃபாரடே & லென்ஸ் விதிகளைக் கூறுக. (b) லென்ஸ் விதி ஆற்றல் அழிவின்மையை எவ்வாறு வெளிப்படுத்துகிறது எனக் காந்தம்-சுருள் உதாரணத்துடன் விளக்குக. (c) 80-சுற்றுச் சுருளில் பாயம் 0.05 s-இல் 0.2 Wb மாறினால் EMF.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) காந்தப் பாயம் Φ = BA cosθ (Wb). ஃபாரடே: |ε| = N(dΦ/dt). லென்ஸ்: தூண்டப்பட்ட மின்னோட்டம் பாய மாற்றத்தை எதிர்க்கும் (− குறி).
(b) காந்தத்தை சுருளுக்குள் தள்ளும்போது, சுருள் தன் அருகே அதே துருவத்தை உருவாக்கி எதிர்த்துத் தள்ளுகிறது. காந்தத்தைத் தள்ள நாம் வேலை செய்ய வேண்டும்; இவ்வேலையே மின் ஆற்றலாக மாறுகிறது → ஆற்றல் இலவசமாக வராது (அழிவின்மை). எதிர்க்காவிட்டால் தானியங்கி, முடிவிலா ஆற்றல் கிடைக்கும் — சாத்தியமற்றது.
(c)
(b) காந்தத்தை சுருளுக்குள் தள்ளும்போது, சுருள் தன் அருகே அதே துருவத்தை உருவாக்கி எதிர்த்துத் தள்ளுகிறது. காந்தத்தைத் தள்ள நாம் வேலை செய்ய வேண்டும்; இவ்வேலையே மின் ஆற்றலாக மாறுகிறது → ஆற்றல் இலவசமாக வராது (அழிவின்மை). எதிர்க்காவிட்டால் தானியங்கி, முடிவிலா ஆற்றல் கிடைக்கும் — சாத்தியமற்றது.
(c)
dΦ/dt = 0.2/0.05 = 4 Wb s⁻¹; |ε| = N dΦ/dt = 80×4 = 320 V
கட்டுரை வினா U7-E10
10 புள்ளி
(a) ஒரு எளிய AC மின்னியற்றியின் (generator) கட்டமைப்பையும் செயற்பாட்டையும் விளக்குக. (b) EMF எப்போது அதிகபட்சம்/பூஜ்ஜியம் எனக் கூறுக. (c) மின்னியற்றியின் வெளியீட்டை அதிகரிக்க மூன்று வழிகளைக் கூறுக.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) ஒரு சுருள் காந்தப் புலத்தில் சுழல்கிறது; சுழலும்போது சுருள் வழியேயான பாயம் (BA cosθ) தொடர்ந்து மாறி EMF தூண்டப்படுகிறது (ε = −N dΦ/dt). சறுக்கு வளையங்கள் (slip rings) வழியே மாறுதிசை (AC) வெளியீடு கிடைக்கிறது.
(b) சுருள் புலத்திற்கு இணையாக (தளம் ⊥ B) நகரும்போது பாய மாற்ற வீதம் அதிகபட்சம் → EMF அதிகபட்சம். சுருள் புலத்திற்குச் செங்குத்தாக (பாயம் அதிகபட்சம்) இருக்கும் கணத்தில் dΦ/dt=0 → EMF பூஜ்ஜியம்.
(c) (1) வேகமாகச் சுழற்ற; (2) சுற்றுகள் N கூட்ட; (3) வலுவான காந்தம் (B↑) / பெரிய சுருள் பரப்பு A↑ (இரும்புக் கருவும்).
(b) சுருள் புலத்திற்கு இணையாக (தளம் ⊥ B) நகரும்போது பாய மாற்ற வீதம் அதிகபட்சம் → EMF அதிகபட்சம். சுருள் புலத்திற்குச் செங்குத்தாக (பாயம் அதிகபட்சம்) இருக்கும் கணத்தில் dΦ/dt=0 → EMF பூஜ்ஜியம்.
(c) (1) வேகமாகச் சுழற்ற; (2) சுற்றுகள் N கூட்ட; (3) வலுவான காந்தம் (B↑) / பெரிய சுருள் பரப்பு A↑ (இரும்புக் கருவும்).
கட்டுரை வினா U7-E11
10 புள்ளி
(a) ஒரு மின்மாற்றியின் (transformer) கட்டமைப்பு & கொள்கையை விளக்குக. (b) V_s/V_p = N_s/N_p எனக் கூறி, ஏன் DC-இல் வேலை செய்யாது எனக் கூறுக. (c) ஒரு ஏற்றி மின்மாற்றி N_p=200, N_s=5000, V_p=240 V. V_s மற்றும் (இலட்சியம், P=1.2 kW) I_p.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) மென் இரும்புக் கருவில் இரு சுருள்கள் (முதல், இரண்டாம்). முதல் சுருளில் AC → மாறும் காந்தப் பாயம் → கரு வழியே இரண்டாம் சுருளில் EMF தூண்டப்படுகிறது (பரஸ்பரத் தூண்டல்).
(b) V_s/V_p = N_s/N_p. DC → மாறா பாயம் → dΦ/dt=0 → தூண்டப்பட்ட EMF இல்லை → வேலை செய்யாது. AC மட்டுமே தொடர்ந்து மாறும் பாயத்தைத் தரும்.
(c)
(b) V_s/V_p = N_s/N_p. DC → மாறா பாயம் → dΦ/dt=0 → தூண்டப்பட்ட EMF இல்லை → வேலை செய்யாது. AC மட்டுமே தொடர்ந்து மாறும் பாயத்தைத் தரும்.
(c)
V_s = V_p(N_s/N_p) = 240×(5000/200) = 240×25 = 6000 V
இலட்சியம்: I_p = P/V_p = 1200/240 = 5 A
கட்டுரை வினா U7-E12
10 புள்ளி
(a) நகரும் கம்பி EMF (ε = BvL) எவ்வாறு ஏற்படுகிறது எனக் காட்டுக. (b) ஃபிளமிங் வலக்கை விதியைக் கூறுக. (c) ஒரு கம்பி (L=0.4 m) B=0.5 T-க்குச் செங்குத்தாக 6 m/s-இல் நகர்கிறது; சுற்று தடை 2 Ω. EMF & மின்னோட்டம், மற்றும் கம்பியை நகர்த்தத் தேவையான விசை.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) கம்பி காந்தப் புலத்தில் v வேகத்தில் நகரும்போது t நேரத்தில் வருடும் பரப்பு = L(vt); பாயம் Φ = B·L·vt. EMF = dΦ/dt = BvL. (அல்லது: கம்பியில் உள்ள கட்டற்ற மின்னூட்டங்கள் qvB விசை உணர்ந்து குவிவதால் EMF.)
(b) ஃபிளமிங் வலக்கை (மின்னியற்றி): பெருவிரல்=இயக்கம், முன்விரல்=புலம், நடுவிரல்=தூண்டப்பட்ட மின்னோட்டம்.
(c)
(b) ஃபிளமிங் வலக்கை (மின்னியற்றி): பெருவிரல்=இயக்கம், முன்விரல்=புலம், நடுவிரல்=தூண்டப்பட்ட மின்னோட்டம்.
(c)
ε = BvL = 0.5×6×0.4 = 1.2 V
I = ε/R = 1.2/2 = 0.6 A
கம்பி மீது எதிர் விசை F = BIL = 0.5×0.6×0.4 = 0.12 N; நகர்த்த இதற்குச் சமமான விசை தேவை (லென்ஸ்).
கட்டுரை வினா U7-E13
10 புள்ளி
(a) AC-ஐ வரையறுத்து, உச்ச மற்றும் rms மதிப்புகளை விளக்குக (I_rms=I₀/√2). (b) ஒரு முழு சுழற்சியில் சராசரி மின்னோட்டம் ஏன் பூஜ்ஜியம், ஆனால் rms ஏன் பயன்படுகிறது எனக் கூறுக. (c) 230 V_rms-க்கு உச்ச மதிப்பு V₀, மற்றும் இது 100 Ω-இல் தரும் சராசரி திறன்.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) AC = திசையும் பருமனும் காலமுறையாக மாறும் மின்னோட்டம் (sin அலை). உச்ச மதிப்பு I₀ = அதிகபட்சம்; rms = அதே வெப்பத்தைத் தரும் சமான DC மதிப்பு, I_rms = I₀/√2.
(b) sin அலையின் நேர்/எதிர் பாதிகள் சமமாக ரத்தாகி சராசரி = 0 → பயனற்றது. ஆனால் வெப்பம் I²R ∝ I² எப்போதும் நேர்மறை; எனவே I²-இன் சராசரியின் வர்க்கமூலம் (rms) பயனுள்ள மதிப்பு.
(c)
(b) sin அலையின் நேர்/எதிர் பாதிகள் சமமாக ரத்தாகி சராசரி = 0 → பயனற்றது. ஆனால் வெப்பம் I²R ∝ I² எப்போதும் நேர்மறை; எனவே I²-இன் சராசரியின் வர்க்கமூலம் (rms) பயனுள்ள மதிப்பு.
(c)
V₀ = 230×√2 ≈ 325 V
P = V_rms²/R = 230²/100 = 529 W
கட்டுரை வினா U7-E14
10 புள்ளி
(a) மின் ஆற்றலை நீண்ட தூரம் கடத்த ஏன் AC + உயர் மின்னழுத்தம் பயன்படுகிறது எனக் கணித முறையில் (I²R) விளக்குக. (b) ஒரு கட்டமைப்பை (மின்நிலையம் → ஏற்றி → கடத்தல் → இறக்கி → வீடு) கூறுக. (c) 100 kW, 250 V-இல் கடத்தினால் மின்னோட்டம், 25 kV-இல் கடத்தினால் மின்னோட்டம் — ஒப்பிடுக.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) ஒரு கம்பியில் வெப்ப இழப்பு = I²R. ஒரே வலு P = VI-ஐ உயர் V-இல் அனுப்பினால் I மிகக் குறையும்; இழப்பு I²-ஐச் சார்ந்திருப்பதால் வெகுவாகக் குறையும். AC-ஐ மட்டுமே மின்மாற்றியால் இவ்வாறு மாற்ற முடியும்.
(b) மின்நிலையம் (AC உற்பத்தி) → ஏற்றி மின்மாற்றி (உயர் kV) → கடத்தல் கம்பிகள் (குறை I, குறை இழப்பு) → இறக்கி மின்மாற்றி (230 V) → வீடு.
(c)
(b) மின்நிலையம் (AC உற்பத்தி) → ஏற்றி மின்மாற்றி (உயர் kV) → கடத்தல் கம்பிகள் (குறை I, குறை இழப்பு) → இறக்கி மின்மாற்றி (230 V) → வீடு.
(c)
250 V: I = P/V = 100000/250 = 400 A
25 kV: I = 100000/25000 = 4 A
மின்னோட்டம் 100 மடங்கு குறைவு → I²R இழப்பு 100² = 10,000 மடங்கு குறைவு.
கட்டுரை வினா U7-E15
10 புள்ளி
(a) நேராக்கம் (rectification) என்றால் என்ன எனக் கூறி, அரை-அலை & முழு-அலை (பாலம்) நேராக்கிகளை வேறுபடுத்துக. (b) மென்மையாக்கம் (smoothing) எப்படி/எதனால் எனக் கூறுக. (c) வீட்டு AC-இலிருந்து சீரான DC பெறும் முழு மின்வழங்கலின் படிகளைக் கூறுக.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) நேராக்கம் = AC-ஐ DC-ஆக மாற்றுதல், டயோடு ஒரு திசையில் மட்டும் கடத்துவதைப் பயன்படுத்தி. அரை-அலை: 1 டயோடு, AC-இன் ஒரு பாதியை மட்டும் கடத்தும் (வீணான பாதி). முழு-அலை பாலம்: 4 டயோடு, இரு பாதிகளையும் ஒரே திசையில் வெளியிடும் → திறன் கூடும், அலைவு குறைவு.
(b) நேராக்கப்பட்ட வெளியீடு துடிப்பானது (pulsating); சுமைக்குச் சமாந்தரமாக ஒரு மின்தேக்கி இணைத்தால், அது உச்சங்களில் ஏற்றமடைந்து வீழ்ச்சிகளில் வெளியேற்றி இடைவெளியை நிரப்பி அலைவை (ripple) குறைக்கிறது.
(c) மின்மாற்றி (மின்னழுத்தம் இறக்கி) → நேராக்கி (பாலம், AC→DC) → மென்மையாக்கி மின்தேக்கி (அலைவு குறை) → (ஒழுங்குபடுத்தி, regulator) → சீரான DC.
(b) நேராக்கப்பட்ட வெளியீடு துடிப்பானது (pulsating); சுமைக்குச் சமாந்தரமாக ஒரு மின்தேக்கி இணைத்தால், அது உச்சங்களில் ஏற்றமடைந்து வீழ்ச்சிகளில் வெளியேற்றி இடைவெளியை நிரப்பி அலைவை (ripple) குறைக்கிறது.
(c) மின்மாற்றி (மின்னழுத்தம் இறக்கி) → நேராக்கி (பாலம், AC→DC) → மென்மையாக்கி மின்தேக்கி (அலைவு குறை) → (ஒழுங்குபடுத்தி, regulator) → சீரான DC.
கட்டுரை வினா U7-E16
10 புள்ளி
(a) தூய மின்தடையில் AC சராசரி திறன் P = V_rms I_rms = P₀/2 எனக் காட்டுக. (b) ஒரு "1000 W, 230 V" தாபனத்துக்கு I_rms, R, மற்றும் உச்ச மின்னோட்டம் I₀-ஐக் கணக்கிடுக. (c) ஆஸிலோஸ்கோப் ஒரு AC அலையின் V₀ மற்றும் f-ஐ எவ்வாறு தர உதவுகிறது எனக் கூறுக.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) P_avg = V_rms I_rms = (V₀/√2)(I₀/√2) = V₀I₀/2 = P₀/2. (sin²-இன் ஒரு சுழற்சிச் சராசரி = ½.)
(b)
(c) திரையில் sin அலை தோன்றும்: செங்குத்து உச்ச நீளம் × Y-அளவு (V/div) → V₀; ஒரு முழு சுழற்சியின் கிடைமட்ட அகலம் × X-அளவு (time/div) → T, பின் f = 1/T.
(b)
I_rms = P/V = 1000/230 ≈ 4.35 A
R = V²/P = 230²/1000 = 52.9 Ω
I₀ = I_rms×√2 = 4.35×1.414 ≈ 6.15 A
(c) திரையில் sin அலை தோன்றும்: செங்குத்து உச்ச நீளம் × Y-அளவு (V/div) → V₀; ஒரு முழு சுழற்சியின் கிடைமட்ட அகலம் × X-அளவு (time/div) → T, பின் f = 1/T.