ஸ்டெப்-அப் மற்றும் ஸ்டெப்-டவுன் மின்மாற்றிகள் – சிக்கல்களும் தீர்வுகளும்

ஸ்டெப்-அப் மற்றும் ஸ்டெப்-டவுன் மின்மாற்றிகள் – சிக்கல்களும் தீர்வுகளும்

1. ஒரு மின்மாற்றியில் , 500 மற்றும் 5000 சுற்றுகளைக் கொண்ட ஒரு முதன்மைச் சுருள் மற்றும் ஒரு துணைச் சுருள் உள்ளன. உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் 220 V எனில், வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் என்ன?

அறியப்பட்டது :

முதன்மைச் சுருள் (N _P ) = 500 சுற்றுகள்

இரண்டாம் நிலைச் சுருள் (N _s ) = 5000 சுற்றுகள்

முதன்மை மின்னழுத்தம் (V _P ) = 220 வோல்ட்

தேவை : இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தம் (V _S )

தீர்வு:

V _s / N _s = V _p / N _p

வி _வி / 5000 = 220 / 500

V _s / 5000 = 0.44

V _s = (0.44)(5000)

V _s = 2200 வோல்ட்

2. ஒரு மின்மாற்றியில் 1200 சுற்றுகள் கொண்ட முதன்மைச் சுருளும், 1000 சுற்றுகள் கொண்ட இரண்டாம் நிலைச் சுருளும் உள்ளன. முதன்மைச் சுருளில் பாயும் மின்னோட்டம் 4 ஆம்பியர் எனில், இரண்டாம் நிலைச் சுருளில் பாயும் மின்னோட்டம் என்ன?

அறியப்பட்டது :

முதன்மைச் சுருள் (N _P ) = 1200 சுற்றுகள்

இரண்டாம் நிலைச் சுருள் (N _S ) = 1000 சுற்றுகள்

முதன்மைச் சுருளில் பாயும் மின்னோட்டம் (I _P ) = 4 ஆம்பியர்

தேவை: இரண்டாம் நிலைச் சுருளில் பாயும் மின்னோட்டம் (I _S )

தீர்வு:

ஐ _எஸ் / ஐ _பி = என் _பி / என் _எஸ்

இரண்டாம் நிலைச் சுருளில் பாயும் மின்னோட்டம்:

I _S /4 = 1200/1000

I _S /4 = 1.2

I _S = 1.2 (4)

I _S = 4.8 ஆம்பியர்

3. இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தம் 220 வோல்ட் மற்றும் முதல் நிலை மின்னழுத்தம் 110 வோல்ட் எனில், இரண்டாம் நிலைச் சுருள் மற்றும் முதல் நிலைச் சுருளின் ஒப்பீடு…

அறியப்பட்டது :

இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தம் (V _S ) = 220 வோல்ட்

முதன்மை மின்னழுத்தம் (V _P ) = 110 வோல்ட்

தேவை : என் _எஸ் / என் _பி

தீர்வு:

வி _எஸ் /வி _பி = என் _எஸ் /என் _பி

220/110 = N _S / N _P

22/11 = N _S / N _P

2/1 = N _S / N _P

12/6 = N _S / N _P

4. கீழே உள்ள படத்தின் அடிப்படையில், மின்மாற்றியின் முதன்மை மின்னழுத்தம் என்ன?

அறியப்பட்டது :

இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தம் (V _S ) = 24 வோல்ட்

முதன்மை சுழல்கள் (N _P அல்லது N ₁ ) = 11 N

இரண்டாம் நிலை சுழல்கள் (N _{S அல்லது} N ₂ ) = 1 N = N

தேவை : முதன்மை மின்னழுத்தம் (V _P )

தீர்வு:

V _s / N _s = V _p / N _p

24 / N = V _p / 11 N

24 / 1 = V _p / 11

24 = V _p / 11

V _p = (24)(11)

V _p = 264 வோல்ட்

5. கீழே உள்ள படத்தின் அடிப்படையில், மின்மாற்றியின் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் என்ன?

அறியப்பட்டது :

முதன்மைச் சுருள் (N ₁ ) = 21 N

இரண்டாம் நிலை சுருள் (N ₂ ) = 3 N

இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தம் (V ₂ ) = 20 வோல்ட்

தேவை : முதன்மை மின்னழுத்தம் (V ₁ )

தீர்வு:

V ₂ / N ₂ = V ₁ / N ₁

20 / 3 N = V ₁ / 21 N

20 / 1 = V ₁ / 7

20 = V ₁ / 7

வி ₁ = (7)(20)

V ₁ = 140 வோல்ட்

6. கீழே உள்ள படத்தின்படி, மின்மாற்றியின் இரண்டாம் நிலைச் சுற்றுகளின் அளவு என்ன?

அறியப்பட்டது :

முதன்மை மின்னழுத்தம் (V _P ) = 220 வோல்ட்

முதன்மை சுழல்கள் (N _P ) = 200 சுழல்கள்

இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தம் (V _S ) = 1100 வோல்ட்

தேவை : இரண்டாம் நிலை சுழல்கள் (வடக்கு _{தெற்கு} )

தீர்வு:

V _s / N _s = V _p / N _p

1100 வோல்ட் / நியூட்டன் _{வினாடி} = 220 வோல்ட் / 200 சுற்றுகள்

1100 / N _s = 220 / 200

1100 / N _வி = 1.1

N _s = 1100 / 1.1

N _s = 1000 சுழல்கள்

7. கீழே உள்ள படத்தின்படி, மின்மாற்றியின் இரண்டாம் நிலைச் சுற்றுகளின் அளவு என்ன?

அறியப்பட்டது :

முதன்மை மின்னழுத்தம் (V _P ) = 220 வோல்ட்

முதன்மை சுழல்கள் (N _P ) = 200 சுழல்கள்

இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தம் (V _S ) = 1100 வோல்ட்

தேவை : இரண்டாம் நிலை சுழல்கள் (வடக்கு _{தெற்கு} )

தீர்வு:

V _s / N _s = V _p / N _p

1100 / N _S = 220 / 200

1100 / N _S = 22 / 20

1100 / N _S = 1.1

N _S = 1100 / 1.1

N _S = 1000

8.

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

மேற்கண்ட அட்டவணையின் அடிப்படையில், இரு மின்மாற்றிகளின் செயல்திறனும் 50% எனில், N _s மற்றும் I _p ஆகியவற்றைக் காண்க.

தீர்வு:

மின்மாற்றியின் செயல்திறனுக்கான சமன்பாடு:

மின்மாற்றி 1-இன் N _s-ஐக் கணக்கிடுக :

மின்மாற்றி 2-இன் I _{p-ஐக் கணக்கிடுக:}

9.

மேலே உள்ள படத்தின் அடிப்படையில், படம் தொடர்பான பின்வரும் கூற்றுகளில் எது சரியானது?

அ. படம் 1 ஒரு படி உயர்த்தும் மின்மாற்றி மற்றும் படம் 2 ஒரு படி தாழ்த்தும் மின்மாற்றி ஆகும்.

B. படம் 1 ஒரு படி இறக்கு மின்மாற்றி மற்றும் படம் 2 ஒரு படி ஏற்று மின்மாற்றி ஆகும்.

C. படங்கள் 1 மற்றும் 2 ஒரு படி இறக்கு மின்மாற்றி ஆகும்.

D. படங்கள் 1 மற்றும் 2 ஒரு படி உயர்த்தும் மின்மாற்றி ஆகும்.

தீர்வு

மின்னழுத்தத்தை உயர்த்துவதற்கு ஸ்டெப்-அப் மின்மாற்றியும், மின்னழுத்தத்தைக் குறைப்பதற்கு ஸ்டெப்-டவுன் மின்மாற்றியும் பயன்படுகின்றன. படம் 1-இல், முதன்மை மின்னழுத்தம் இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தத்தை விட அதிகமாக உள்ளது (20 வோல்ட் > 5 வோல்ட்), எனவே படம் 1 ஒரு ஸ்டெப்-டவுன் மின்மாற்றி ஆகும். படம் 2-இல், முதன்மை மின்னழுத்தம் இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தத்தை விட குறைவாக உள்ளது (5 வோல்ட் < 40 வோல்ட்), எனவே படம் 2 ஒரு ஸ்டெப்-அப் மின்மாற்றி ஆகும்.

சரியான விடை B ஆகும்.

10.

முதன்மைச் சுருளில் 800 சுற்றுகள் இருந்தால், இரண்டாம் நிலைச் சுருளைக் கண்டறியவும்.

அறியப்பட்டது :

முதன்மை சுழல்கள் = N _p = 800 சுழல்கள்

முதன்மை மின்னழுத்தம் = V _P = 220 வோல்ட்

இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தம் = V _S = 55 வோல்ட்

தேவை : இரண்டாம் நிலை சுழல்கள் (வடக்கு _{தெற்கு} )

தீர்வு:

V _s / N _s = V _p / N _p

55 / N _s = 220 / 800

55 / N _s = 22 / 80

N _S = (80)(55) / 22

N _S = 4400 / 22

N _S = 200 சுற்றுகள்

11.

மின்மாற்றிகள் P மற்றும் Q பற்றிய சரியான கூற்று...

_{I s} < I _p என்பதால், A. P ஒரு படி இறக்க மின்மாற்றி ஆகும்.

_{V p} < V _s என்பதால், B. P ஒரு படிநிலை உயர்த்தி மின்மாற்றி ஆகும்.

C. Q ஒரு படிநிலை உயர்த்தி மின்மாற்றி ஆகும், ஏனெனில் V _p > V _s.

D. Q ஒரு படிநிலை உயர்த்தி மின்மாற்றி ஆகும், ஏனெனில் I _s > I _p

தீர்வு

_{முதன்மை மின்னழுத்தம் (V p} = 110 V) இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தத்தை (V _s = 200 V) விடக் குறைவாக இருப்பதால், P ஒரு படி உயர்த்தும் மின்மாற்றி ஆகும் .

Q என்பது ஒரு படி இறக்க மின்மாற்றி ஆகும், ஏனெனில் முதன்மை மின்னழுத்தம் (V _p = 220 V) இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தத்தை (V _s = 110 V) விட அதிகமாக உள்ளது.

சரியான விடை B ஆகும்.

1. மின்மாற்றியின் முதன்மைப் பணி என்ன?
   • பதில்ஒரு மின்மாற்றியின் முதன்மைச் செயல்பாடு, மாறுதிசை மின்னோட்ட (AC) மின்சக்தி மூலத்தின் மின்னழுத்தத்தை மாற்றுவதாகும். இது, பயன்பாட்டின் தேவைகளுக்கு ஏற்ப மின்னழுத்தத்தை அதிகரிப்பதன் (ஸ்டெப்-அப்) அல்லது குறைப்பதன் (ஸ்டெப்-டவுன்) மூலம் செய்யப்படுகிறது.
2. ஸ்டெப்-அப் மற்றும் ஸ்டெப்-டவுன் மின்மாற்றிகள் அவற்றின் செயல்பாட்டில் எவ்வாறு வேறுபடுகின்றன?
   • பதில்ஒரு ஸ்டெப்-அப் மின்மாற்றி முதன்மைச் சுருளிலிருந்து இரண்டாம் நிலைச் சுருளுக்குச் செல்லும் மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்கிறது, அதேசமயம் ஒரு ஸ்டெப்-டவுன் மின்மாற்றி முதன்மைச் சுருளிலிருந்து இரண்டாம் நிலைச் சுருளுக்குச் செல்லும் மின்னழுத்தத்தைக் குறைக்கிறது.
3. ஒரு மின்மாற்றியின் முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலைச் சுருள்களில் உள்ள சுற்றுகளின் எண்ணிக்கைக்கும் அதன் மின்னழுத்த மாற்றத்திற்கும் உள்ள தொடர்பு என்ன?
   • பதில்மின்னழுத்த உருமாற்ற விகிதமானது சுற்றுகளின் விகிதத்திற்கு நேர் விகிதத்தில் இருக்கும். முதன்மைச் சுருளை விட இரண்டாம் நிலைச் சுருளில் அதிக சுற்றுகள் இருந்தால், அது ஒரு மின்னழுத்த ஏற்ற மின்மாற்றி ஆகும், இதற்கு நேர்மாறாகவும் பொருந்தும். ஒவ்வொரு சுருளிலும் உள்ள மின்னழுத்தமானது, அந்தச் சுருளில் உள்ள சுற்றுகளின் எண்ணிக்கைக்கு நேர் விகிதத்தில் இருக்கும்.
4. நீண்ட தூரங்களுக்கு மின்சாரத்தைக் கடத்துவதற்கு மின்னழுத்தத்தை ஏன் அதிகரிக்க வேண்டிய தேவை ஏற்படுகிறது?
   • பதில்மின்னழுத்தத்தை அதிகரிப்பது, ஒரு குறிப்பிட்ட திறனுக்கான மின்னோட்டத்தைக் குறைக்கிறது. இதன் விளைவாக, மின் செலுத்துத் தடங்களில் ஏற்படும் மின்தடைத் திறன் இழப்புகளும் குறைகின்றன. குறைந்த மின்னோட்டம் என்பது, மெல்லிய கம்பிகளைப் பயன்படுத்தலாம் என்பதையும் குறிக்கிறது; அவை மலிவானவை மற்றும் நிர்வகிக்க எளிமையானவை.
5. மின் பரிமாற்றத்திற்குப் பயன்படுத்தப்படும் மின்னழுத்தத்தை விட, வீடுகளுக்கு ஏன் பொதுவாக மிகவும் குறைந்த மின்னழுத்தத்தில் மின்சாரம் வழங்கப்படுகிறது?
   • பதில்உயர் மின்னழுத்தங்கள், மின்சாரத்தைக் கடத்துவதற்குப் பயனுள்ளதாக இருந்தாலும், வீட்டு உபயோகத்திற்கு ஆபத்தானவை. எனவே, மின்சாரம் வீடுகளுக்குள் நுழைவதற்கு முன்பு, வீட்டு உபகரணங்கள் மற்றும் மின்னணு சாதனங்களுக்குப் பாதுகாப்பான நிலைகளுக்கு மின்னழுத்தத்தைக் குறைப்பதற்காக, மின்னழுத்தக் குறைப்பு மின்மாற்றிகள் (step-down transformers) பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
6. ஒரு மின்மாற்றியில் மின்சாரத்தை ஒரு மின்னழுத்தத்திலிருந்து மற்றொரு மின்னழுத்தத்திற்கு மாற்றும்போது ஆற்றல் இழப்பு ஏற்படுகிறதா?
   • பதில்சிறந்த மின்மாற்றிகளில் ஆற்றல் இழப்பு இருக்காது, ஆனால் உண்மையான மின்மாற்றிகளில் இழப்புகள் உள்ளன. இந்த இழப்புகள் முக்கியமாகச் சுருள்களில் ஏற்படும் மின்தடை வெப்பம் மற்றும் உள்ளகம் ஆகியவற்றில் ஏற்படும் காந்த இழப்புகளால் ஏற்படுகின்றன. இருப்பினும், மின்மாற்றிகள் பொதுவாக மிகவும் செயல்திறன் மிக்கவை, பெரும்பாலும் 90-95% க்கும் அதிகமாக இருக்கும்.
7. மின்மாற்றியின் உள்ளகப் பொருளின் முக்கியத்துவம் என்ன?
   • பதில்மின்மாற்றியின் செயல்திறன் மற்றும் செயல்பாட்டில் உள்ளகப் பொருள் ஒரு முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது. இது பொதுவாக இரும்பு அல்லது ஃபெரைட்டால் ஆனது, இது முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலைச் சுருள்களுக்கு இடையில் காந்தப் பாய்வை வழிநடத்த உதவுகிறது. உள்ளகப் பொருளின் பண்புகள் மின்மாற்றியின் செயல்திறன், காந்த இழப்புகள் மற்றும் நிறைவுறாமல் பாய்வைக் கடத்தும் திறன் ஆகியவற்றைப் பாதிக்கின்றன.
8. மின்மாற்றிகளால் நேர் மின்னோட்டத்தில் (DC) இயங்க முடியுமா?
   • பதில்இல்லை, மின்மாற்றிகளில் மின்னழுத்தத்தைத் தூண்டுவதற்கு மாறும் காந்தப் பாயம் தேவைப்படுகிறது, இது மாறுதிசை மின்னோட்டத்தால் (AC) வழங்கப்படுகிறது. நேர் மின்னோட்டத்தில் (DC), மின்னோட்டம் நிலைபெற்றவுடன், மாறும் பாயம் எதுவும் இருப்பதில்லை, எனவே, இரண்டாம் நிலைச் சுருளில் மின்னழுத்தம் தூண்டப்படுவதில்லை.
9. சார்ஜர்கள் போன்ற மின்னணு சாதனங்களில் ஸ்டெப்-டவுன் டிரான்ஸ்ஃபார்மர் ஏன் பயன்படுத்தப்படலாம்?
   • பதில்பல மின்னணு சாதனங்கள், வழக்கமான வீட்டு உபயோக மின்சாரத்தை விடக் குறைந்த மின்னழுத்தத்தில் இயங்குகின்றன. ஒரு சார்ஜர் அல்லது அடாப்டரில் உள்ள ஸ்டெப்-டவுன் டிரான்ஸ்ஃபார்மர், மின்னழுத்தத்தை அந்தச் சாதனத்திற்கு ஏற்ற நிலைக்குக் குறைத்து, அது பாதுகாப்பாகவும் திறமையாகவும் இயங்குவதை உறுதி செய்கிறது.
10. மின்சுமையில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் (அதாவது, அதிக அல்லது குறைவான உபகரணங்களைப் பயன்படுத்துதல் போன்றவை) ஒரு மின்மாற்றியின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை எவ்வாறு பாதிக்கின்றன?

• பதில்ஒரு இலட்சிய மின்மாற்றியில், சுமையில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தைப் பாதிக்காது. இருப்பினும், உண்மையான மின்மாற்றிகளில், அக மின்தடைகள் மற்றும் வினைமறுப்புகள் காரணமாக, வெளியீட்டு மின்னழுத்தமானது அதிக சுமை நிலைகளில் சற்றே குறையவும், குறைந்த சுமை நிலைகளில் சற்றே உயரவும் கூடும்.