مثال سوالن جي بحث جنريٽر
جنريٽر هڪ برقي مقناطيسي اوزار آهي جيڪو برقي مقناطيسي انڊڪشن جي اصول ذريعي ميڪيڪل توانائي کي برقي توانائي ۾ تبديل ڪري ٿو. جنريٽر جا سڀ کان عام استعمال ٿيندڙ قسم هم وقت ساز جنريٽر ۽ غير هم وقت ساز (يا انڊڪشن) جنريٽر آهن. هي مضمون جنريٽر بابت ڪيترن ئي مثالن جي مسئلن ۽ بحثن کي فراهم ڪندو ته جيئن برقي سرڪٽ ۾ انهن جي ڪم ڪندڙ اصولن، حصن ۽ ايپليڪيشنن جي اسان جي سمجھ کي وڌيڪ مضبوط بڻائي سگهجي.
جنريٽر ڪم ڪرڻ جو اصول
جنريٽر جي ڪم ڪرڻ جو بنيادي اصول فاراڊي جي برقي مقناطيسي انڊڪشن جي قانون تي ٻڌل آهي، جيڪو ٻڌائي ٿو ته تار جي لوپ ۾ مقناطيسي وهڪري ۾ تبديلي هڪ اليڪٽرو موٽو فورس (EMF) پيدا ڪندي. هڪ جنريٽر ڪيترن ئي مکيه حصن تي مشتمل آهي:
1. روٽر: گھمندڙ حصو.
2. اسٽيٽر: اسٽيشنري حصو، جتي مضبوط تار يا ڪوئل رکيل آهي.
3. مقناطيسي ميدان: مستقل مقناطيس يا برقي مقناطيس ذريعي پيدا ٿيندڙ.
نموني سوال ۽ بحث
سوال 1: انڊيوسڊ وولٽيج جو حساب ڪرڻ
سوال: هڪ جنريٽر ۾ اسٽيٽر ڪوئل تي 50 موڙ هوندا آهن. جيڪڏهن روٽر جي گردش جي رفتار 1200 rpm (في منٽ گردش) آهي ۽ هڪ موڙ ذريعي مقناطيسي وهڪري 0,02 Wb تبديل ٿئي ٿي، ته جنريٽر پاران پيدا ٿيندڙ انڊيوسڊ وولٽيج (EMF) ڇا آهي؟
بحث: انڊيوسڊ وولٽيج کي ڳڻڻ لاءِ اسان فيراڊي جي قانون جي مساوات استعمال ڪري سگھون ٿا:
\[ \ٽيڪسٽ{اي ايم ايف} = -اين \فريڪ{ڊي\فائي}{ڊي ٽي} \]
انسان ۾:
– \( N \) موڙ جو تعداد آهي،
– \( \Phi \) مقناطيسي وهڪري آهي، ۽
- \( t \) وقت آهي.
پهريون قدم رفتار کي RPM کان RPS (في سيڪنڊ گردش) ۾ تبديل ڪرڻ آهي:
\[ 1200 \ٽيڪسٽ{ آر پي ايم} = \فريڪ{ 1200}{60} \ٽيڪسٽ{ آر پي ايس} = 20 \ٽيڪسٽ{ آر پي ايس} \]
هر گردش سان وهڪري تبديل ٿيندي آهي، تنهن ڪري وهڪري جي تبديلي جي فريڪوئنسي گردش جي فريڪوئنسي جي برابر آهي، جيڪا 20 هرٽز آهي. تنهن ڪري، في سيڪنڊ وهڪري ۾ تبديلي (\( \frac{d\Phi}{dt} \)) آهي:
\[ \frac{d\Phi}{dt} = 0,02 \text{ Wb} \times 20 \text{ Hz} = 0,4 \text{ Wb/s} \]
تنهن ڪري، نتيجي ۾ پيدا ٿيندڙ وولٽيج آهي:
\[ \ٽيڪسٽ{EMF} = -50 \ٽائيم 0,4 \ٽيڪسٽ{ وي} = -20 \ٽيڪسٽ{ وي} \]
جيئن ته EMF هڪ مطلق قدر آهي، نتيجي ۾ پيدا ٿيندڙ وولٽيج 20 V آهي.
سوال 2: جنريٽر آئوٽ پُٽ پاور
سوال: جيڪڏهن پوئين سوال ۾ جنريٽر 10 اوهم جي مزاحمتي لوڊ مان وهندو آهي، ته ڪيتري بجلي پيدا ٿيندي؟
بحث: پهرين، اسان اوهم جي قانون کي استعمال ڪندي برقي ڪرنٽ جو حساب ڪريون ٿا:
\[ I = \frac{V}{R} = \frac{20 \text{V}}{10 \text{اوهم}} = 2 \text{A} \]
پيدا ٿيندڙ بجلي جو حساب فارمولا استعمال ڪندي ڪري سگهجي ٿو:
\[ پي = وي \وقت I = 20 \ٽيڪسٽ{ وي} \وقت 2 \ٽيڪسٽ{ اي} = 40 \ٽيڪسٽ{ ڊبليو} \]
تنهن ڪري، پيدا ٿيندڙ بجلي 40 واٽ آهي.
سوال 3: جنريٽر جي ڪارڪردگي
سوال: هڪ جنريٽر ۾ 60 واٽ جي ميڪينڪل ان پٽ پاور ۽ 45 واٽ جي اليڪٽريڪل آئوٽ پُٽ پاور هوندي آهي. جنريٽر جي ڪارڪردگي ڪيتري آهي؟
بحث: جنريٽر جي ڪارڪردگي جو حساب فارمولا استعمال ڪندي ڪري سگهجي ٿو:
\[ \eta = \frac{P_{\ٽيڪسٽ{ٻاهر}}}{P_{\ٽيڪسٽ{اندر}}} \وقت 100% \]
انسان ۾:
- \( P_{\text{out}} \) بجلي جي پيداوار جي طاقت آهي،
– \( P_{\text{in}} \) ميڪينڪل ان پٽ پاور آهي.
تنهنڪري ڪارڪردگي آهي:
\[ \eta = \frac{45 \ٽيڪسٽ{ ڊبليو}}{60 \ٽيڪسٽ{ ڊبليو}} \وقت 100\% = 75\% \]
سوال 4: پيدا ٿيل اي سي وولٽيج جي فريڪوئنسي
سوال: هڪ هم وقت ساز جنريٽر ۾ 4 قطب هوندا آهن ۽ 1800 rpm تي گھمندو آهي. پيدا ٿيندڙ AC وولٽيج جي فريڪوئنسي ڪيتري هوندي آهي؟
بحث: هڪ هم وقت ساز جنريٽر پاران پيدا ٿيندڙ AC وولٽيج جي فريڪوئنسي کي فارمولا استعمال ڪندي ڳڻيو وڃي ٿو:
\[ f = \frac{P \ٽائمز ن}{120} \]
انسان ۾:
– \( P \) قطبن جو تعداد آهي،
– \( N \) RPM ۾ گردش جي رفتار آهي.
ڏنل قدرن کي تبديل ڪريو:
\[ f = \frac{4 \times 1800}{120} = 60 \text{ Hz} \]
تنهن ڪري، پيدا ٿيندڙ AC وولٽيج جي فريڪوئنسي 60 Hz آهي.
سوال 5: هم وقت ساز رفتار
سوال: 50 هرٽز پاور گرڊ سان ڳنڍيل ۽ 6 قطبن واري جنريٽر جي هم وقت رفتار جو اندازو لڳايو.
بحث: هم وقت ساز رفتار فارمولا استعمال ڪندي حساب ڪري سگهجي ٿو:
\[ ن_ا = \فريڪ{120 ڀيرا f}{P} \]
انسان ۾:
- \( N_s \) RPM ۾ هم وقت ساز رفتار آهي،
– \( f \) هرٽز ۾ فريڪوئنسي آهي،
– \( P \) قطبن جو تعداد آهي.
ڏنل قدرن کي تبديل ڪريو:
\[ ن_ا = \frac{120 \ ڀيرا 50}{6} = 1000 \ٽيڪسٽ{ آر پي ايم} \]
تنهن ڪري، جنريٽر جي هم وقت ساز رفتار 1000 RPM آهي.
نتيجو
هن مضمون ۾، اسان جنريٽر آپريشن جي بنيادي اصولن تي بحث ڪيو آهي ۽ انڊسڊ وولٽيج، برقي طاقت، ڪارڪردگي، اي سي وولٽيج فريڪوئنسي، ۽ هم وقت ساز رفتار جي حساب سان لاڳاپيل ڪيترائي مثال مسئلا پيش ڪيا آهن. انهن مسئلن ذريعي، اسان ڏٺو آهي ته مختلف جنريٽر پيرا ميٽر ڪيئن هڪ ٻئي سان لاڳاپيل آهن ۽ اهي مجموعي ڪارڪردگي کي ڪيئن متاثر ڪن ٿا. برقي انجنيئرنگ ۾ عملي ايپليڪيشنن لاءِ انهن اصولن جي مڪمل سمجھ ضروري آهي.
