ප්‍රේරණය සහ ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් සාකච්ඡා කරන උදාහරණ ප්‍රශ්න
ප්‍රේරණය සහ ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් යනු විදුලියෙහි වැදගත් සංකල්ප දෙකකි, විශේෂයෙන් AC (ප්‍රත්‍යාවර්ත ධාරා) පරිපථ සම්බන්ධයෙන්. ඒවා ක්‍රියා කරන ආකාරය අවබෝධ කර ගැනීම ඉලෙක්ට්‍රොනික පරිපථ නිර්මාණයේ සිට ගෘහ හා කාර්මික උපාංගවල යෙදුම් දක්වා විවිධ ප්‍රායෝගික යෙදුම් සඳහා උපකාරී වනු ඇත. මෙම ලිපියෙන්, ප්‍රේරණය සහ ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් සම්බන්ධ ගැටළු සහ විසඳුම් පිළිබඳ උදාහරණ අපි සාකච්ඡා කරමු.
ප්‍රේරණය පිළිබඳ හැඳින්වීම
ප්‍රේරණය යනු දඟරයක් වැනි විද්‍යුත් සංරචකයකට ධාරාවේ වෙනසක් ගලා යන විට ප්‍රේරිත EMF (විද්‍යුත් ගාමක බලය) නිපදවීමට ඇති හැකියාවයි. ප්‍රේරණය සහිත සංරචකයක් ප්‍රේරකයක් ලෙස හැඳින්වේ. ප්‍රේරණයේ ඒකකය හෙන්රි (H) වේ.
ප්‍රේරණයට අදාළ මූලික සූත්‍රය වන්නේ:
\[ V_L = L \frac{dI}{dt} \]
කොහෙද:
– \( V_L \) යනු ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ප්‍රේරිත වෝල්ටීයතාවය (වෝල්ට්) වේ.
– \( L \) යනු ප්‍රේරණය (හෙන්රි) වේ
– \( \frac{dI}{dt} \) යනු කාලයට සාපේක්ෂව ධාරාව වෙනස් වීමේ අනුපාතයයි (තත්පරයට ඇම්පියර්)
උදාහරණ ප්‍රශ්නය 1: ප්‍රේරිත වෝල්ටීයතාවය ගණනය කිරීම
ප්‍රශ්නය:
5 H ප්‍රේරණයක් සහිත ප්‍රේරකයකට තත්පර 2 කින් 3 A සිට 6 A දක්වා වෙනස් වන ධාරාවක් සපයනු ලැබේ. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන ප්‍රේරිත වෝල්ටීයතාවය ගණනය කරන්න!
විසඳුමක්:
පළමුවෙන්ම, අපි ධාරාවේ වෙනස් වීමේ අනුපාතය (\(\frac{dI}{dt}\)) තීරණය කළ යුතුයි:
\[ I_1 = 3 \, \පෙළ{A}, \, I_2 = 6 \, \පෙළ{A}, \, \ඩෙල්ටා t = 2 \, \පෙළ{තත්පර} \]
\[ \frac{dI}{dt} = \frac{I_2 – I_1}{\ඩෙල්ටා t} = \frac{6 – 3}{2} = 1.5 \, \පෙළ{A/තත්පර} \]
දැන් අපි දන්නා අගයන් ප්‍රේරිත වෝල්ටීයතා සූත්‍රයට ආදේශ කරමු:
\[ V_L = L \frac{dI}{dt} = 5 \times 1.5 = 7.5 \, \text{V} \]
ඉතින්, ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ප්‍රේරිත වෝල්ටීයතාවය 7.5 V වේ.
ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් හැඳින්වීම
ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයක් යනු විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරණයේ මූලධර්මය භාවිතා කරමින් එක් මට්ටමක සිට තවත් මට්ටමකට AC වෝල්ටීයතා මට්ටම් වෙනස් කිරීමට භාවිතා කරන විද්‍යුත් උපකරණයකි. ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයක් දඟර දෙකකින් සමන්විත වේ, ප්‍රාථමික දඟරයක් සහ ද්විතියික දඟරයක්, යකඩ හරයක් වටා ඔතා ඇත.
පරිපූර්ණ ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයක් සඳහා මූලික සූත්‍රය වන්නේ:
\[ \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
කොහෙද:
– \( V_p \) යනු ප්‍රාථමික දඟරයේ වෝල්ටීයතාවය වේ
– \( V_s \) යනු ද්විතියික දඟරයේ වෝල්ටීයතාවය වේ
– \( N_p \) යනු ප්‍රාථමික දඟරයේ හැරීම් ගණනයි
– \( N_s \) යනු ද්විතියික දඟරයේ හැරීම් ගණනයි
උදාහරණ ප්‍රශ්නය 2: ද්විතියික වෝල්ටීයතාවය ගණනය කිරීම
ප්‍රශ්නය:
ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයක ප්‍රාථමික දඟරයේ හැරීම් 500 ක් සහ ද්විතියික දඟරයේ හැරීම් 100 ක් ඇත. ප්‍රාථමික දඟරයට ආදාන වෝල්ටීයතාවය 230 V නම්, ද්විතියික දඟරයට ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාවය කුමක්ද?
විසඳුමක්:
කදිම ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් සූත්‍රය භාවිතා කරන්න:
\[ \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
දන්නා පරාමිතීන් වන්නේ:
– \( V_p = 230 \, \text{V} \)
– \( එන්_පි = 500 \)
– \( N_s = 100 \)
අපි \( V_s \) සොයා ගත යුතුයි:
\[ \frac{230}{V_s} = \frac{500}{100} \]
දකුණු පස ඇති භාගය සරල කිරීම:
\[ \frac{230}{V_s} = 5 \]
දැන්, \( V_s \) සඳහා විසඳන්න:
\[ V_s = \frac{230}{5} = 46 \, \text{V} \]
ඉතින්, ද්විතියික දඟරයේ ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාවය 46 V වේ.
උදාහරණය 3: ද්විතියික හැරීම් ගණන ගණනය කිරීම
ප්‍රශ්නය:
වෝල්ටීයතාවය 240 V සිට 24 V දක්වා අඩු කිරීම සඳහා පියවර-පහළ ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයක් භාවිතා කරයි. ප්‍රාථමික දඟරයේ හැරීම් ගණන හැරීම් 800 ක් නම්, ද්විතියික දඟරයේ හැරීම් කීයක් තිබේද?
විසඳුමක්:
කදිම ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් සූත්‍රය භාවිතා කරන්න:
\[ \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
දන්නා පරාමිතීන් වන්නේ:
– \( V_p = 240 \, \text{V} \)
– \( V_s = 24 \, \පෙළ{V} \)
– \( එන්_පි = 800 \)
අපි \( N_s \) සොයා ගත යුතුයි:
\[ \frac{240}{24} = \frac{800}{N_s} \]
වම් පස ඇති භාගය සරල කිරීම:
\[ 10 = \frac{800}{N_s} \]
\( N_s \) සඳහා විසඳන්න:
\[ N_s = \frac{800}{10} = 80 \]
ඉතින්, ද්විතියික දඟරයේ හැරීම් ගණන හැරීම් 80 කි.
උදාහරණ ප්‍රශ්නය 4: අයිඩියල් ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයක බලය ගණනය කිරීම
ප්‍රශ්නය:
කදිම ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයක ප්‍රාථමික දඟරයේ 120 V ආදාන වෝල්ටීයතාවයක් ඇති අතර එහි ධාරාව 2 A සහ ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාව 12 V ද්විතියික දඟරයේ ඇත. ද්විතියික දඟරයේ ගලා යන ධාරාව සහ ද්විතියික දඟරයේ නිපදවන බලය ගණනය කරන්න.
විසඳුමක්:
පළමුව, අපි ප්‍රාථමික දඟරයේ (\(P_p\)) බලය ගණනය කරමු:
\[ P_p = V_p \times I_p = 120 \, \text{V} \times 2 \, \text{A} = 240 \, \text{W} \]
පරිපූර්ණ ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයක, ප්‍රාථමික බලය ද්විතියික බලයට සමාන වේ:
\[ P_s = P_p = 240 \, \පෙළ{W} \]
දැන්, අපි බලය භාවිතා කරමින් ද්විතියික දඟරයේ (\(I_s\)) ධාරාව ගණනය කරමු:
\[ P_s = V_s \වරක් I_s \]
\[ 240 = 12 \වරක් I_s \]
\(I_s\) සඳහා විසඳන්න:
\[ I_s = \frac{240}{12} = 20 \, \පෙළ{A} \]
ඉතින්, ද්විතියික දඟරයේ ගලා යන ධාරාව 20 A වන අතර, ද්විතියික දඟරයේ නිපදවන බලය 240 W වේ.
අභ්‍යාස
ඉහත ගැටළු විසඳීමේ උදාහරණ කිහිපයක් තේරුම් ගැනීමෙන් පසු, ප්‍රේරණය සහ ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් පිළිබඳ ඔබේ අවබෝධය ගැඹුරු කිරීම සඳහා කළ හැකි ප්‍රායෝගික ගැටළු කිහිපයක් මෙන්න.
1. 10 H ප්‍රේරණයක් සහිත ප්‍රේරකයකට තත්පර 3 කින් 4 A සිට 10 A දක්වා වෙනස් වන ධාරාවක් සපයනු ලැබේ. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන ප්‍රේරිත වෝල්ටීයතාවය ගණනය කරන්න!
2. ස්ටෙප්-අප් ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයක ප්‍රාථමික දඟරයේ හැරීම් 200 ක් සහ ද්විතියික දඟරයේ හැරීම් 1000 ක් ඇත. ආදාන වෝල්ටීයතාවය 120 V නම්, ද්විතියික දඟරයේ ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාවය කුමක්ද?
3. ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයක ප්‍රාථමික දඟරයේ හැරීම් ගණන හැරීම් 400 ක් වන අතර, ද්විතියික දඟරයේ හැරීම් ගණන හැරීම් 100 කි. ද්විතියික දඟරය හරහා වෝල්ටීයතාවය 15 V නම්, ප්‍රාථමික දඟරය හරහා වෝල්ටීයතාවය කුමක්ද?
4. කදිම ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයක ප්‍රාථමික දඟරයේ 240 V ආදාන වෝල්ටීයතාවයක් ඇති අතර එහි ධාරාව 3 A සහ ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාව 60 V ද්විතියික දඟරයේ ඇත. ද්විතියික දඟරයේ ගලා යන ධාරාව සහ ද්විතියික දඟරයේ නිපදවන බලය ගණනය කරන්න.
මෙම අභ්‍යාස සම්පූර්ණ කිරීමෙන්, ප්‍රේරණය සහ ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් ක්‍රියා කරන ආකාරය සහ විවිධ ප්‍රායෝගික අවස්ථාවන්හිදී ඒවායේ යෙදීම් පිළිබඳ ගැඹුරු අවබෝධයක් ඔබට ලැබෙනු ඇත. මෙම දැනුම අධ්‍යයන කටයුතුවලදී පමණක් නොව, එදිනෙදා ජීවිතයේ විවිධ තාක්ෂණික අංශවලදී සහ විදුලි ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ වෘත්තීය කටයුතුවලදී ද ඉතා වැදගත් වේ.
