அமைப்புள்ள கேள்விகள் — அலகு 7

கட்டமைப்பு வினா U7-S1 8 புள்ளி

B = 0.6 T சீரான புலத்தில் 4 A மின்னோட்டக் கம்பி 0.5 m, புலத்திற்குச் செங்குத்து.

(a) கம்பியின் மீதான விசையைக் கணக்கிடுக.

விடை

F = BIL = 0.6 × 4 × 0.5 = 1.2 N

(b) கம்பி புலத்துடன் 30° சாய்வில் இருந்தால் விசை?

விடை

F = BIL sinθ = 0.6×4×0.5×sin30° = 1.2×0.5 = 0.6 N

(c) விசையின் திசையைக் காணும் விதியைக் கூறுக.

விடை

ஃபிளமிங் இடக்கை விதி: பெருவிரல்=விசை, முன்விரல்=புலம், நடுவிரல்=மின்னோட்டம்.

கட்டமைப்பு வினா U7-S2 6 புள்ளி

ஒரு புரோத்தன் (q=1.6×10⁻¹⁹, m=1.67×10⁻²⁷) 2×10⁶ m/s-இல் B=0.5 T-க்குச் செங்குத்தாக நுழைகிறது.

(a) அதன் மீதான விசையைக் கணக்கிடுக.

விடை

F = qvB = 1.6×10⁻¹⁹ × 2×10⁶ × 0.5 = 1.6×10⁻¹³ N

(b) வட்டப் பாதையின் ஆரையைக் கணக்கிடுக.

விடை

r = mv/(qB) = (1.67×10⁻²⁷ × 2×10⁶)/(1.6×10⁻¹⁹ × 0.5)

= 3.34×10⁻²¹/8×10⁻²⁰ ≈ 0.042 m

கட்டமைப்பு வினா U7-S3 5 புள்ளி

காந்த விசை & வேலை.

(a) காந்த விசை நகரும் மின்னூட்டத்தின் கதியை ஏன் மாற்றாது எனக் கூறுக.

விடை

F = qvB எப்போதும் வேகத்திற்குச் செங்குத்து → W = Fs cos90° = 0 → இயக்கச் சக்தி (கதி) மாறாது; திசை மட்டுமே மாறி வட்டப் பாதை.

(b) DC மோட்டார் இக்கொள்கையை எவ்வாறு பயன்படுத்துகிறது?

விடை

காந்தப் புலத்தில் மின்னோட்டச் சுருளின் இரு பக்கங்களில் எதிர் விசைகள் (F=BIL) ஒரு திருப்புத்திறனை உருவாக்கி சுருளைச் சுழற்றுகின்றன; commutator திசையை மாற்றி தொடர் சுழற்சி.

கட்டமைப்பு வினா U7-S4 8 புள்ளி

ஒரு நீள் நேர் கம்பியில் 8 A மின்னோட்டம் (μ₀=4π×10⁻⁷).

(a) அதிலிருந்து 0.04 m தொலைவில் காந்தப் புலத்தைக் கணக்கிடுக.

விடை

B = μ₀I/2πr = (2×10⁻⁷×8)/0.04

= 1.6×10⁻⁶/0.04 = 4×10⁻⁵ T

(b) புல கோடுகளின் வடிவத்தையும் திசையைக் காணும் விதியையும் கூறுக.

விடை

கம்பியைச் சுற்றி வட்டப் புல கோடுகள். வலக்கைப் பிடி விதி: பெருவிரல் மின்னோட்டத்தில் → சுருளும் விரல்கள் புலத் திசை.

கட்டமைப்பு வினா U7-S5 6 புள்ளி

ஒரு சுருள் 500 சுற்றுகள், நீளம் 0.25 m, மின்னோட்டம் 3 A (μ₀=4π×10⁻⁷).

(a) அலகு நீளச் சுற்றுகள் n-ஐக் காண்க.

விடை

n = N/L = 500/0.25 = 2000 m⁻¹

(b) உள் காந்தப் புலத்தைக் கணக்கிடுக.

விடை

B = μ₀nI = 4π×10⁻⁷ × 2000 × 3 ≈ 7.5×10⁻³ T

கட்டமைப்பு வினா U7-S6 5 புள்ளி

காந்தப் புலமும் கம்பிகளும்.

(a) ஓர்ஸ்டெட் சோதனையும் அதன் முக்கியத்துவமும் கூறுக.

விடை

மின்னோட்டக் கம்பிக்கு அருகில் வைத்த திசைகாட்டி ஊசி திரும்பியது → மின்சாரம் காந்தத்தை உருவாக்குகிறது (மின்காந்தவியலின் தொடக்கம்).

(b) இரு இணையான கம்பிகளில் ஒரே/எதிர் திசை மின்னோட்டத்தின் விளைவைக் கூறுக.

விடை

ஒரே திசை → கவர்ச்சி; எதிர் திசை → விலக்கம். ஒவ்வொரு கம்பியும் மற்றதன் புலத்தில் F=BIL விசையை உணர்கிறது (ampere வரையறை).

கட்டமைப்பு வினா U7-S7 8 புள்ளி

ஒரு 150-சுற்றுச் சுருளின் வழியேயான காந்தப் பாயம் 0.1 s-இல் 0.04 Wb-இலிருந்து 0.10 Wb ஆக மாறுகிறது.

(a) தூண்டப்பட்ட EMF-ஐக் கணக்கிடுக.

விடை

dΦ/dt = (0.10−0.04)/0.1 = 0.6 Wb s⁻¹

|ε| = N(dΦ/dt) = 150×0.6 = 90 V

(b) சுருளின் தடை 30 Ω எனில் தூண்டப்பட்ட மின்னோட்டம்?

விடை

I = ε/R = 90/30 = 3 A

(c) EMF-ஐ அதிகரிக்க இரு வழிகளைக் கூறுக.

விடை

(1) பாயத்தை வேகமாக மாற்ற (dΦ/dt↑); (2) சுற்றுகள் N கூட்ட (வலுவான காந்தம்/பெரிய பரப்பும்).

கட்டமைப்பு வினா U7-S8 6 புள்ளி

ஒரு இலட்சிய இறக்கி மின்மாற்றி: N_p=2400, N_s=120, V_p=240 V, இரண்டாம் சுருள் வலு 60 W.

(a) இரண்டாம் மின்னழுத்தம் V_s?

விடை

V_s = V_p(N_s/N_p) = 240×(120/2400) = 12 V

(b) முதல் & இரண்டாம் சுருள் மின்னோட்டங்கள்?

விடை

I_s = P/V_s = 60/12 = 5 A

இலட்சியம்: I_p = P/V_p = 60/240 = 0.25 A; I_s = 5 A

கட்டமைப்பு வினா U7-S9 5 புள்ளி

ஃபாரடே & லென்ஸ்.

(a) ஃபாரடே விதியையும் லென்ஸ் விதியையும் கூறுக.

விடை

ஃபாரடே: தூண்டப்பட்ட EMF = காந்தப் பாய மாற்ற வீதம் × சுற்றுகள் (|ε| = N dΦ/dt). லென்ஸ்: தூண்டப்பட்ட மின்னோட்டம் தன்னை உருவாக்கிய மாற்றத்தை எதிர்க்கும் (ε-இல் − குறி).

(b) லென்ஸ் விதி எந்தக் கோட்பாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது?

விடை

ஆற்றல் அழிவின்மை — மின்னோட்டம் மாற்றத்தை எதிர்ப்பதால், மாற்றத்துக்கு எதிராக வேலை செய்தே மின் ஆற்றல் கிடைக்கிறது.

கட்டமைப்பு வினா U7-S10 8 புள்ளி

இலங்கை வீட்டு மின்சாரம் 230 V_rms, 50 Hz.

(a) உச்ச மின்னழுத்தம் V₀-ஐக் கணக்கிடுக.

விடை

V₀ = V_rms × √2 = 230 × 1.414 ≈ 325 V

(b) ஒரு சுழற்சியின் காலம் T?

விடை

T = 1/f = 1/50 = 0.02 s (20 ms)

(c) இது R = 46 Ω தாபனத்தில் இணைக்கப்பட்டால் சராசரி திறன்?

விடை

P = V_rms²/R = 230²/46 = 52900/46 = 1150 W

கட்டமைப்பு வினா U7-S11 6 புள்ளி

ஒரு AC மின்னோட்டத்தின் உச்ச மதிப்பு I₀ = 4 A, R = 25 Ω.

(a) I_rms-ஐக் கணக்கிடுக.

விடை

I_rms = I₀/√2 = 4/1.414 ≈ 2.83 A

(b) சராசரி திறனைக் கணக்கிடுக.

விடை

P = I_rms²R = (2.83)²×25 = 8×25 = 200 W

கட்டமைப்பு வினா U7-S12 5 புள்ளி

AC vs DC.

(a) rms மதிப்பு என்றால் என்ன, ஏன் அது பயன்படுகிறது எனக் கூறுக.

விடை

rms = அதே வெப்பத்தைத் (P=I²R) தரும் சமான DC மதிப்பு. AC-இன் சாதாரண சராசரி ஒரு சுழற்சியில் பூஜ்ஜியம் என்பதால், பயனுள்ள மதிப்பாக rms பயன்படுகிறது. I_rms = I₀/√2.

(b) மின் கடத்தலில் ஏன் AC + உயர் மின்னழுத்தம் பயன்படுகிறது?

விடை

மின்மாற்றிகள் AC-இல் மட்டுமே வேலை செய்து மின்னழுத்தத்தை எளிதில் ஏற்ற/இறக்க முடியும்; உயர் மின்னழுத்தம் → குறை மின்னோட்டம் → குறை I²R இழப்பு.