மாறி மாறி வரும் தற்போதைய கலந்துரையாடல் கேள்விகளுக்கான எடுத்துக்காட்டு

மாறி மாறி வரும் தற்போதைய கலந்துரையாடல் கேள்விகளுக்கான எடுத்துக்காட்டு

பெண்டாஹுலுவான்
மாறுதிசை மின்னோட்டம் (AC) என்பது சீரான இடைவெளியில் திசையை மாற்றிக்கொள்ளும் ஒரு வகை மின்சாரம் ஆகும். ஒரே திசையில் பாயும் நேர் மின்னோட்டத்தைப் (DC) போலல்லாமல், மாறுதிசை மின்னோட்டம் மாறுபட்ட வேகங்களிலும் திசைகளிலும் பாய்கிறது. நீண்ட தூரப் பரிமாற்றத்தில் உள்ள அதன் நன்மைகள் மற்றும் மின்மாற்றிகளைப் பயன்படுத்தி அதன் மின்னழுத்தத்தை எளிதாக மாற்றும் திறன் ஆகியவற்றின் காரணமாக, மின்சார விநியோகத்தில் மாறுதிசை மின்னோட்டம் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்தக் கட்டுரை, இந்தத் தலைப்பைப் பற்றிய உங்கள் புரிதலை ஆழப்படுத்த, மாறுதிசை மின்னோட்டம் தொடர்பான பல எடுத்துக்காட்டுக் கணக்குகளையும் விவாதங்களையும் வழங்கும்.

எடுத்துக்காட்டுக் கேள்வி 1: மாறுதிசை மின்னோட்டத்தின் அதிர்வெண் மற்றும் அலைக்காலம்
கேள்வி:
ஒரு மாறுதிசை மின்னோட்டத்தின் அதிர்வெண் 50 ஹெர்ட்ஸ் ஆகும். அந்த மின்னோட்டத்தின் அலைவுக்காலத்தைக் கணக்கிடுக.

கலந்துரையாடல்:
மாறுதிசை மின்னோட்டத்தின் அதிர்வெண் (f) மற்றும் அலைக்காலம் (T) ஆகியவை பின்வரும் தொடர்பைக் கொண்டுள்ளன:
\[ T = \frac{1}{f} \]

50 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண் (f) உடன்:
[ T = \frac{1}{50} ]
[ T = 0,02 வினாடிகள் ]

எனவே, மாறுதிசை மின்னோட்டத்தின் அலைவுக்காலம் 0,02 வினாடிகள் ஆகும்.

எடுத்துக்காட்டுக் கேள்வி 2: பெருமத் தகைவு மற்றும் பயனுறு தகைவு
கேள்வி:
ஒரு மாறுதிசை மின்னோட்டத்தின் பெரும மின்னழுத்தம் (Vmax) 311 V ஆகும். இந்த மின்னோட்டத்தின் பயனுறு மின்னழுத்தத்தை (Veff) கணக்கிடுக.

கலந்துரையாடல்:
ஒரு மாறுதிசை மின்னோட்டத்தின் பயனுறு மின்னழுத்தம் (Veff) என்பது அதன் பெரும மின்னழுத்தத்தின் சராசரி வர்க்கமாகும், மேலும் இதனை பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடலாம்:
\[ V_{\text{eff}} = \frac{V_{\text{max}}}{\sqrt{2}} \]

Vmax 311 V எனத் தெரிந்தால், பின்வருமாறு:
\[ V_{\text{eff}} = \frac{311 \text{ V}}{\sqrt{2}} \]
\[ V_{\text{eff}} = \frac{311 \text{ V}}{1,414} \]
\[ V_{\text{eff}} \approx 220 \text{ V} \]

எனவே, மாறுதிசை மின்னோட்டத்தின் பயனுறு மின்னழுத்தம் 220 V ஆகும்.

எடுத்துக்காட்டுக் கேள்வி 3: ஒரு மின்தடைச் சுற்றில் மின் ஆற்றல்
கேள்வி:
முற்றிலும் மின்தடை கொண்ட ஒரு மின்சுற்றில், பாயும் பயனுறு மின்னோட்டம் (Ieff) 5 A ஆகவும், பயனுறு மின்னழுத்தம் (Veff) 220 V ஆகவும் உள்ளது. அச்சுற்று உறிஞ்சும் மின் திறனைக் கணக்கிடுக.

கலந்துரையாடல்:
முற்றிலும் மின்தடை கொண்ட ஒரு மின்சுற்று உறிஞ்சும் மின் ஆற்றலை (P) பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடலாம்:
\[ P = V_{\text{eff}} \times I_{\text{eff}} \]

Veff 220 V மற்றும் Ieff 5 A எனில்:
\[ P = 220 \text{ V} \times 5 \text{ A} \]
[ P = 1100 W ]

எனவே, மின்சுற்று உள்வாங்கும் மின் ஆற்றல் 1100 வாட்ஸ் ஆகும்.

எடுத்துக்காட்டு கணக்கு 4: ஒரு LR தொடர் மின்சுற்றில் மின்மறுப்பு
கேள்வி:
ஒரு மின்சுற்றில், 10 ஓம் மின்தடை (R) மற்றும் 0,1 Hz மின்தூண்டல் கொண்ட மின்தூண்டி (L) ஆகியவை தொடரிணைப்பில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. அந்தச் சுற்றின் வழியே 50 Hz அதிர்வெண் கொண்ட ஒரு மாறுதிசை மின்னோட்டம் பாய்ந்தால், சுற்றின் மொத்த மின்மறுப்பைக் கணக்கிடுக.

கலந்துரையாடல்:
ஒரு தொடர் LR சுற்றில் உள்ள மொத்த மின்மறுப்பை (Z) பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடலாம்:
\[ Z = \sqrt{R^2 + (X_L)^2} \]

எங்கே:
[ X_L = \omega L ]
மற்றும் \(\omega\) என்பது பின்வருமாறு கொடுக்கப்படும் கோண அதிர்வெண் ஆகும்:
\[ \omega = 2\pi f \]

f 50 ஹெர்ட்ஸ் உடன்:
\[ \omega = 2\pi \times 50 \]
\[ \omega = 100\pi \text{ ரேடியன்கள்/வினாடி} \]

0,1 H இன் மின்தூண்டல் (L):
\[ X_L = 100\pi \times 0,1 \]
\[ X_L = 10\pi \text{ ஓம்} \]

எனவே, மொத்த மின்மறுப்பு (Z) என்பது:
\[ Z = \sqrt{R^2 + (X_L)^2} \]
\[ Z = \sqrt{10^2 + (10\pi)^2} \]
\[ Z = \sqrt{100 + (100\pi^2)} \]
\[ Z = \sqrt{100 + 986.96} \]
\[ Z \approx \sqrt{1086.96} \]
\[ Z \approx 32.97 \text{ ohm} \]

எனவே, மின்சுற்றின் மொத்த மின்மறுப்பு சுமார் 32,97 ஓம் ஆகும்.

எடுத்துக்காட்டு கணக்கு 5: தொடர் RLC சுற்றுகளில் திறன் காரணி
கேள்வி:
R = 20 ஓம், L = 50 mH, மற்றும் C = 100 μF மதிப்புகளைக் கொண்ட ஒரு தொடர் RLC மின்சுற்று, 60 Hz அதிர்வெண் கொண்ட ஒரு AC மின்னழுத்த மூலத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. அந்த மின்சுற்றின் திறன் காரணியைக் கணக்கிடுக.

கலந்துரையாடல்:
RLC சுற்றில் திறன் காரணி பின்வருவனவற்றால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:
\[ \cos(\phi) = \frac{R}{Z} \]

முதல் படி, மின்சுற்றின் மொத்த மின்மறுப்பை (Z) கணக்கிடுவது ஆகும்:
\[ \omega = 2\pi f \]
டி மனா
\[ f = 60 \text{ Hz} \]
\[ \omega = 2\pi \times 60 \]
\[ \omega = 120\pi \text{ rad/s} \]

பின்னர், தூண்டல் (XL) மற்றும் கொள்ளளவு (XC) வினைமறுப்புகளைக் கணக்கிடுங்கள்:
[ X_L = \omega L ]
\[ X_L = 120\pi \times 0,05 \]
\[ X_L = 6\pi \text{ ஓம்} \]

\[ X_C = \frac{1}{\omega C} \]
\[ X_C = \frac{1}{120\pi \times 100 \times 10^{-6}} \]
\[ X_C = \frac{1}{0,012\pi} \]
\[ X_C \approx 26,525 \text{ ohm} \]

மின்தூண்டல் மற்றும் கொள்ளளவு வினைமறுப்புகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடு \(X_L – X_C\):
[ X = X_L – X_C ]
\[ X = 6\pi – 26,525 \]
[ X ≈ -7,903 ஓம் ]

பின்னர் மொத்த மின்மறுப்பை (Z) கணக்கிடுங்கள்:
\[ Z = \sqrt{R^2 + X^2} \]
\[ Z = \sqrt{20^2 + (-7,903)^2} \]
\[ Z = \sqrt{400 + 62,41} \]
\[ Z \approx \sqrt{462,41} \]
\[ Z \approx 21,51 \text{ ohm} \]

பின்னர் அடுக்கு காரணி (cos(φ)):
\[ \cos(\phi) = \frac{R}{Z} \]
\[ \cos(\phi) = \frac{20}{21,51} \]
\[ \cos(\phi) \approx 0,93 \]

எனவே, இந்த மின்சுற்றின் திறன் காரணி சுமார் 0,93 ஆகும்.

முடிவுரை
மாறுதிசை மின்னோட்டமானது, அதிர்வெண், அலைக்காலம் மற்றும் பயனுறு மதிப்பு போன்ற, நேர் மின்னோட்டத்திலிருந்து அதை வேறுபடுத்தும் குறிப்பிட்ட பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. மாறுதிசை மின்னோட்டச் சுற்றுப் பகுப்பாய்வில், நாம் மின்தடை, மின்தூண்டி மற்றும் மின்தேக்கி ஆகிய கூறுகளைக் கருத்தில் கொள்கிறோம். மேலும், மின்சுற்றின் செயல்திறனை வடிவமைப்பதற்கும் பகுப்பாய்வு செய்வதற்கும் மின்மறுப்பு மற்றும் திறன் காரணியைக் கணக்கிடுவது மிகவும் முக்கியமானது. மேலே உள்ள எடுத்துக்காட்டுகளைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், மாறுதிசை மின்னோட்டத்தின் அடிப்படைக் கருத்துக்களையும் மின் பொறியியலில் அதன் பயன்பாடுகளையும் நாம் இன்னும் எளிதாகப் புரிந்துகொள்ள முடியும்.