સ્ટેપ-અપ અને સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર્સ - સમસ્યાઓ અને ઉકેલો

સ્ટેપ-અપ અને સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર્સ - સમસ્યાઓ અને ઉકેલો

1. ટ્રાન્સફોર્મરમાં એક પ્રાથમિક કોઇલ અને એક ગૌણ કોઇલ હોય છે જેમાં લૂપ્સની સંખ્યા 500 અને 5000 હોય છે. ઇનપુટ વોલ્ટેજ 220 V છે. આઉટપુટ વોલ્ટેજ શું છે?

જાણીતા:

પ્રાથમિક કોઇલ (N _P ) = 500 લૂપ્સ

ગૌણ કોઇલ (N _s ) = 5000 લૂપ્સ

પ્રાથમિક વોલ્ટેજ (V _P ) = 220 વોલ્ટ

જોઈએ છે: સેકન્ડરી વોલ્ટેજ (V _S )

ઉકેલો:

વી _એસ / એન _એસ = વી _પી / એન _પી

વિ _/ ૫૦૦૦ = ૨૨૦ / ૫૦૦

વિ _/ ૫૦૦૦ = ૦.૪૪

વિ ₌ (0.44)(5000)

વી _એસ = 2200 વોલ્ટ

2. એક ટ્રાન્સફોર્મરમાં 1200 લૂપ્સ ધરાવતો પ્રાથમિક કોઇલ અને 1000 લૂપ્સ ધરાવતો ગૌણ કોઇલ હોય છે. જો પ્રાથમિક કોઇલમાં 4 એમ્પીયરનો પ્રવાહ હોય, તો ગૌણ કોઇલમાં કેટલો પ્રવાહ હશે?

જાણીતા:

પ્રાથમિક કોઇલ (N _P ) = 1200 લૂપ્સ

સેકન્ડરી કોઇલ (N _S ) = 1000 લૂપ્સ

_{પ્રાથમિક કોઇલ (I P} ) માં પ્રવાહ = 4 એમ્પીયર

જોઈએ છે: ગૌણ કોઇલમાં પ્રવાહ (I _S )

ઉકેલો:

હું _એસ / હું _પી = એન _પી / એન _એસ

ગૌણ કોઇલમાં પ્રવાહ:

I _S /4 = 1200/1000

I _S /4 = 1.2

I _S = 1.2 (4)

I _S = 4.8 એમ્પીયર

૩. ગૌણ વોલ્ટેજ ૨૨૦ વોલ્ટ છે અને પ્રાથમિક વોલ્ટેજ ૧૧૦ વોલ્ટ છે, પછી ગૌણ કોઇલ અને પ્રાથમિક કોઇલની સરખામણી...

જાણીતા:

ગૌણ વોલ્ટેજ (V _S ) = 220 વોલ્ટ

પ્રાથમિક વોલ્ટેજ (V _P ) = 110 વોલ્ટ

જોઈએ છે: એન _એસ / એન _પી

ઉકેલો:

વી _એસ /વી _પી = એન _એસ /એન _પી

૧૨/૬ = ઉ. _સુ. / ઉ. _સુ.

૧૨/૬ = ઉ. _સુ. / ઉ. _સુ.

૧૨/૬ = ઉ. _સુ. / ઉ. _સુ.

૧૨/૬ = ઉ. _સુ. / ઉ. _સુ.

4. નીચે આપેલા આકૃતિના આધારે, ટ્રાન્સફોર્મરનો પ્રાથમિક વોલ્ટેજ કેટલો છે.

જાણીતા:

ગૌણ વોલ્ટેજ (V _S ) = 24 વોલ્ટ

પ્રાથમિક લૂપ્સ (N _P અથવા N ₁ ) = 11 N

ગૌણ લૂપ્સ (N _{S અથવા} N ₂ ) = 1 N = N

જોઈએ છે: પ્રાથમિક વોલ્ટેજ (V _P )

ઉકેલો:

વી _એસ / એન _એસ = વી _પી / એન _પી

24 / N = V _p / 11 N

૨૪ / ૧ = વી _પૃ / ૧૧

24 = વી _પૃ / 11

વી _પી = (24)(11)

વી _પી = 264 વોલ્ટ

5. નીચે આપેલા આકૃતિના આધારે, ટ્રાન્સફોર્મરનો ઇનપુટ વોલ્ટેજ કેટલો છે?

જાણીતા:

પ્રાથમિક કોઇલ (N ₁ ) = 21 N

ગૌણ કોઇલ (N ₂ ) = 3 N

ગૌણ વોલ્ટેજ (V ₂ ) = 20 વોલ્ટ

જોઈએ છે: પ્રાથમિક વોલ્ટેજ (V ₁ )

ઉકેલો:

વી ₂ / એન ₂ = વી ₁ / એન ₁

૨૦ / ૩ એન = વી _૧ / ૨૧ એન

૨૦ / ૧ = વી _૧ / ૭

૨૦ = વી _૧ / ૭

વી _૧ = (૭)(૨૦)

વી ₁ = 140 વોલ્ટ

6. નીચે આપેલા આકૃતિ મુજબ, ટ્રાન્સફોર્મરના ગૌણ લૂપ્સનું પ્રમાણ કેટલું છે?

જાણીતા:

પ્રાથમિક વોલ્ટેજ (V _P ) = 220 વોલ્ટ

પ્રાથમિક લૂપ્સ (N _P ) = 200 લૂપ્સ

ગૌણ વોલ્ટેજ (V _S ) = 1100 વોલ્ટ

જોઈએ છે: સેકન્ડરી લૂપ્સ (N _S )

ઉકેલો:

વી _એસ / એન _એસ = વી _પી / એન _પી

1100 વોલ્ટ / N _s = 220 વોલ્ટ / 200 લૂપ્સ

૧૧૦૦ / નક્ષત્ર ₌ ૨૨૦ / ૨૦૦

૧૧૦૦ / એન _સે = ૧.૧

એન _એસ = 1100 / 1.1

N _s = 1000 લૂપ્સ

7. નીચે આપેલા આકૃતિ મુજબ, ટ્રાન્સફોર્મરના ગૌણ લૂપ્સનું પ્રમાણ કેટલું છે?

જાણીતા:

પ્રાથમિક વોલ્ટેજ (V _P ) = 220 વોલ્ટ

પ્રાથમિક લૂપ્સ (N _P ) = 200 લૂપ્સ

ગૌણ વોલ્ટેજ (V _S ) = 1100 વોલ્ટ

જોઈએ છે: સેકન્ડરી લૂપ્સ (N _S )

ઉકેલો:

વી _એસ / એન _એસ = વી _પી / એન _પી

૧૧૦૦ / ઉત્તર _{દક્ષિણ} = ૨૨ / ૨૦

૧૧૦૦ / ઉત્તર _{દક્ષિણ} = ૨૨ / ૨૦

૧૧૦૦ / ઉત્તર _સુ = ૧.૧

એન _એસ = 1100 / 1.1

એન _એસ = 1000

8.

ટ્રાન્સફોર્મર	Np	Ns	Vp	Vs	Ip	Is
1	1000		120	12	0.4	2
2	80	8	20	2		2.5

ઉપરોક્ત કોષ્ટકના આધારે, જો બંને ટ્રાન્સફોર્મરની કાર્યક્ષમતા સમાન હોય, તો 50%, N _s અને I _p નક્કી કરો.

ઉકેલો:

ટ્રાન્સફોર્મરની કાર્યક્ષમતાનું સમીકરણ:

ટ્રાન્સફોર્મર 1 ના N _{s ની ગણતરી કરો:}

ટ્રાન્સફોર્મર 2 ના I _{p ની ગણતરી કરો:}

9.

ઉપરોક્ત આકૃતિના આધારે, ઉપરોક્ત આકૃતિ વિશે નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે?

A. આકૃતિ 1 એ સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર છે અને આકૃતિ 2 એ સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર છે.

B. આકૃતિ 1 એ સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર છે અને આકૃતિ 2 એ સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર છે.

C. આકૃતિ 1 અને 2 એક સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર છે.

D. આકૃતિ 1 અને 2 એક સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર છે

ઉકેલ

સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર વિદ્યુત વોલ્ટેજ વધારવાનું કામ કરે છે જ્યારે સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર વિદ્યુત વોલ્ટેજ ઘટાડવાનું કામ કરે છે. આકૃતિ 1 માં, પ્રાથમિક વોલ્ટેજ ગૌણ વોલ્ટેજ (20 વોલ્ટ > 5 વોલ્ટ) કરતા વધારે છે જેથી આકૃતિ 1 સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર છે. આકૃતિ 2 માં, પ્રાથમિક વોલ્ટેજ બીજા વોલ્ટેજ (5 વોલ્ટ < 40 વોલ્ટ) કરતા નાનું છે જેથી આકૃતિ 2 સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર છે.

સાચો જવાબ B છે.

10.

જો પ્રાથમિક કોઇલમાં 800 લૂપ્સ હોય, તો ગૌણ કોઇલ નક્કી કરો.

જાણીતા:

પ્રાથમિક લૂપ્સ = N _p = 800 લૂપ્સ

પ્રાથમિક વોલ્ટેજ = V _P = 220 વોલ્ટ

ગૌણ વોલ્ટેજ = V _S = 55 વોલ્ટ

જોઈએ છે: સેકન્ડરી લૂપ્સ (N _S )

ઉકેલો:

વી _એસ / એન _એસ = વી _પી / એન _પી

૧૧૦૦ / નક્ષત્ર ₌ ૨૨૦ / ૨૦૦

૧૧૦૦ / નક્ષત્ર ₌ ૨૨૦ / ૨૦૦

ઉ. _સુ = (૮૦)(૫૫) / ૨૨

એન _એસ = 4400 / 22

N _S = 200 લૂપ્સ

11.

ટ્રાન્સફોર્મર P અને Q વિશે સાચું વિધાન છે...

A. P એ સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર છે કારણ કે I _s < I _p

_{B. P એ V p} < V _s ને કારણે સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર છે

_{C. Q એ V p} > V _s ને કારણે સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર છે

D. Q એક સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર છે કારણ કે I _s > I _p

ઉકેલ

P એ સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર છે કારણ કે પ્રાથમિક વોલ્ટેજ (V _p = 110 V) ગૌણ વોલ્ટેજ (V _s = 200 V).

Q એ સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર છે કારણ કે પ્રાથમિક વોલ્ટેજ (V _p = 220 V) > ગૌણ વોલ્ટેજ (V _s = 110 V) છે.

સાચો જવાબ B છે.

1. ટ્રાન્સફોર્મરનું મુખ્ય કાર્ય શું છે?
   • જવાબ: ટ્રાન્સફોર્મરનું પ્રાથમિક કાર્ય વૈકલ્પિક પ્રવાહ (AC) વિદ્યુત શક્તિ સ્ત્રોતના વોલ્ટેજને બદલવાનું છે. આ એપ્લિકેશનની જરૂરિયાતોના આધારે વોલ્ટેજ વધારીને (સ્ટેપ-અપ) અથવા ઘટાડીને (સ્ટેપ-ડાઉન) કરવામાં આવે છે.
2. સ્ટેપ-અપ અને સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર્સ તેમના કાર્યમાં કેવી રીતે અલગ પડે છે?
   • જવાબ: સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર પ્રાથમિકથી ગૌણ કોઇલ સુધી વોલ્ટેજ વધારે છે, જ્યારે સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર પ્રાથમિકથી ગૌણ કોઇલ સુધી વોલ્ટેજ ઘટાડે છે.
3. ટ્રાન્સફોર્મરના પ્રાથમિક અને ગૌણ કોઇલમાં વળાંકોની સંખ્યા અને તેના વોલ્ટેજ રૂપાંતર વચ્ચે શું સંબંધ છે?
   • જવાબ: વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મેશન રેશિયો ટર્ન રેશિયોના સીધા પ્રમાણસર છે. જો સેકન્ડરી કોઇલમાં પ્રાથમિક કોઇલ કરતાં વધુ ટર્ન હોય, તો તે સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર છે, અને ઊલટું. દરેક કોઇલમાં વોલ્ટેજ તે કોઇલમાં ટર્નની સંખ્યાના પ્રમાણસર છે.
4. લાંબા અંતર સુધી વિદ્યુત શક્તિ પ્રસારિત કરવા માટે વોલ્ટેજ વધારવાની જરૂર શા માટે છે?
   • જવાબ: વોલ્ટેજ વધારવાથી આપેલ પાવર માટે કરંટ ઓછો થાય છે, જે બદલામાં ટ્રાન્સમિશન લાઇનમાં પ્રતિકારક પાવર લોસ ઘટાડે છે. ઓછો કરંટ એટલે પાતળા વાયરનો ઉપયોગ પણ કરી શકાય છે, જે સસ્તા અને મેનેજ કરવા માટે સરળ છે.
5. ઘરોમાં સામાન્ય રીતે ટ્રાન્સમિશન માટે વપરાતા વોલ્ટેજ કરતાં ઘણી ઓછી વીજળી શા માટે મળે છે?
   • જવાબ: ઊંચા વોલ્ટેજ, ટ્રાન્સમિશન માટે કાર્યક્ષમ હોવા છતાં, ઘરગથ્થુ ઉપયોગ માટે જોખમી છે. આમ, ઘરગથ્થુ ઉપકરણો અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સ માટે વોલ્ટેજને સુરક્ષિત સ્તરે ઘટાડવા માટે સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
6. શું ટ્રાન્સફોર્મરમાં વીજળી એક વોલ્ટેજથી બીજા વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત થાય છે ત્યારે ઊર્જાનો નાશ થાય છે?
   • જવાબ: આદર્શ ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં કોઈ ઉર્જા નુકશાન થતું નથી, પરંતુ વાસ્તવિક ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં નુકસાન થાય છે. આ નુકસાન મુખ્યત્વે કોઇલમાં પ્રતિકારક ગરમી અને કોરમાં ચુંબકીય નુકસાનને કારણે થાય છે. જોકે, ટ્રાન્સફોર્મર્સ સામાન્ય રીતે ખૂબ કાર્યક્ષમ હોય છે, ઘણીવાર 90-95% થી વધુ.
7. ટ્રાન્સફોર્મર કોર મટીરીયલનું મહત્વ શું છે?
   • જવાબ: ટ્રાન્સફોર્મરની કાર્યક્ષમતા અને કાર્યમાં મુખ્ય સામગ્રી મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. તે સામાન્ય રીતે લોખંડ અથવા ફેરાઇટથી બનેલું હોય છે, જે પ્રાથમિક અને ગૌણ કોઇલ વચ્ચેના ચુંબકીય પ્રવાહને માર્ગદર્શન આપવામાં મદદ કરે છે. મુખ્ય સામગ્રીના ગુણધર્મો ટ્રાન્સફોર્મરની કાર્યક્ષમતા, ચુંબકીય નુકસાન અને સંતૃપ્ત થયા વિના પ્રવાહને વહન કરવાની ક્ષમતાને અસર કરે છે.
8. શું ટ્રાન્સફોર્મર્સ ડાયરેક્ટ કરંટ (DC) સાથે કામ કરી શકે છે?
   • જવાબ: ના, ટ્રાન્સફોર્મર્સને વોલ્ટેજ પ્રેરિત કરવા માટે બદલાતા ચુંબકીય પ્રવાહની જરૂર પડે છે, જે વૈકલ્પિક પ્રવાહ (AC) દ્વારા પૂરો પાડવામાં આવે છે. ડાયરેક્ટ પ્રવાહ (DC) સાથે, એકવાર પ્રવાહ સ્થિર થઈ જાય, પછી કોઈ બદલાતો પ્રવાહ રહેતો નથી, અને આમ, ગૌણ કોઇલમાં કોઈ વોલ્ટેજ પ્રેરિત થતો નથી.
9. ચાર્જર જેવા ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ શા માટે થઈ શકે છે?
   • જવાબ: ઘણા ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો સામાન્ય ઘરગથ્થુ પુરવઠા કરતા ઓછા વોલ્ટેજ પર કાર્ય કરે છે. ચાર્જર અથવા એડેપ્ટરમાં સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર ઉપકરણ માટે યોગ્ય સ્તર સુધી વોલ્ટેજ ઘટાડે છે, જે ખાતરી કરે છે કે તે સુરક્ષિત અને કાર્યક્ષમ રીતે કાર્ય કરે છે.
10. લોડમાં ફેરફાર (જેમ કે વધુ કે ઓછા ઉપકરણોનો ઉપયોગ) ટ્રાન્સફોર્મરના આઉટપુટ વોલ્ટેજને કેવી રીતે અસર કરે છે?

• જવાબ: આદર્શ ટ્રાન્સફોર્મરમાં, લોડમાં ફેરફાર આઉટપુટ વોલ્ટેજને અસર કરશે નહીં. જો કે, વાસ્તવિક ટ્રાન્સફોર્મરમાં, આંતરિક પ્રતિકાર અને પ્રતિક્રિયાઓને કારણે, આઉટપુટ વોલ્ટેજ ઊંચા લોડ સ્થિતિમાં થોડો ઘટી શકે છે અને ઓછા લોડ સ્થિતિમાં થોડો વધી શકે છે.