20160202 प्रतिदिन एक प्रश्न
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20160202 – प्रतिदिन एक प्रश्न: भाग लेने पर 1-3 अंक मिलते हैं; सही उत्तर देने पर विश्लेषण भी दिया जाता है। ट्रांसफॉर्मर का कार्य सिद्धांत क्या है? इसके कौन-कौन से प्रकार हैं? इन्हें कैसे अलग किया जाता है? कृपया, सभी अपने-अपने विचार व्यक्त करें④ विशेष उद्देश्यों हेतु उपयोग होने वाले ट्रांसफॉर्मर: धातु निर्माण हेतु उपयोग होने वाले इलेक्ट्रिक फर्नेस ट्रांसफॉर्मर, विद्युत विभाजन हेतु उपयोग होने वाले रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर, वेल्डिंग हेतु उपयोग होने वाले वेल्डिंग ट्रांसफॉर्मर; परीक्षण हेतु उपयोग होने वाले वोल्टेज नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर।
(2) चरणों के आधार पर:
① एक-चरण ट्रांसफॉर्मर: एक-चरण लोडों हेतु उपयोग होता है।
② तीन-चरण ट्रांसफॉर्मर: तीन-चरण प्रणालियों में वोल्टेज बढ़ाने/घटाने हेतु उपयोग होता है (3) वाइंडिंगों के प्रकार के आधार पर:
① सिंगल-वाइंडिंग ट्रांसफॉर्मर – ऐसे ट्रांसफॉर्मरों का उपयोग अत्यधिक वोल्टेज वाली, बड़ी क्षमता वाली, एवं जिनमें वोल्टेज अनुपात संबंधी विशेष आवश्यकताएँ न हों, ऐसी विद्युत प्रणालियों में किया जाता है।
② डबल-वाइंडिंग ट्रांसफॉर्मर – ऐसे ट्रांसफॉर्मरों का उपयोग दो वोल्टेज स्तरों वाली विद्युत प्रणालियों को जोड़ने हेतु किया जाता है।
③ थ्री-वाइंडिंग ट्रांसफॉर्मर – ऐसे ट्रांसफॉर्मरों का उपयोग तीन वोल्टेज स्तरों वाली विद्युत प्रणालियो (4) आयरन कोर के प्रकार के आधार पर: ① कोर-आधारित ट्रांसफॉर्मर, उच्च वोल्टेज वाले विद्युत ट्रांसफॉर्मरों में उपयोग में आते हैं। ②शेल ट्रांसफॉर्मर: ये उच्च धारा के लिए उपयोग में आने वाले विशेष ट्रांसफॉर्मर हैं; जैसे कि इलेक्ट्रिक भट्टियों में उपयोग होने वाले ट्रांसफॉर्मर, वेल्डिंग मशीनों में उपयोग होने वाले ट्रांसफॉर्मर आदि। इनका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, टेलीविजन, रेडियो आदि में ब (5) शीतलन विधि के आधार पर: ① तेल-आधारित ट्रांसफॉर्मर, जैसे – तेल-आधारित स्व-शीतलन, तेल-आधारित वायु-शीतलन, तेल-आधारित जल-शीतलन, बलपूर्वक तेल-परिसंचरण एवं जल-आधारित शीतलन आदि। ②ड्राई ट्रांसफॉर्मर: इनको ठंडा करने हेतु हवा के प्रवाह का उपयोग किया जाता है। इनका उपयोग आमतौर पर स्थानीय प्रकाश व्यवस्था, इलेक्ट्रॉनिक सर्किटों आदि में, छोटी क्षमता वाले ट्रांसफॉर्मरों के रू
1. उपयोग के आधार पर वर्गीकरण:
– विद्युत ट्रांसफॉर्मर (जिसमें वोल्टेज बढ़ाने वाले ट्रांसफॉर्मर, वोल्टेज कम करने वाले ट्रांसफॉर्मर, वितरण हेतु उपयोग में आने वाले ट्रांसफॉर्मर, कारखानों में उपयोग में आने वाले ट्रांसफॉर्मर आदि शामिल हैं);
– विशेष प्रकार के ट्रांसफॉर्मर (जैसे इलेक्ट्रिक फर्नेस ट्रांसफॉर्मर, रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर, वेल्डिंग ट्रांसफॉर्मर आदि);
– मापन हेतु उपयोग में आने वाले ट्रांसफॉर्मर (जैसे वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर, करंट ट्रांसफॉर्मर आदि);
– परीक्षण हेतु उपयोग में आने वाले उच्च-वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर एवं वोल्टेज नियंत्रण उपकरण आदि। 2. वाइंडिंग संरचना के आधार पर: इन्हें द्वि-वाइंडिंग, त्रि-वाइंडिंग, बहु-वाइंडिंग ट्रांसफॉर्मर एवं सेल्फ-कपल्ड ट्रांसफॉर्मर में विभाजित किया जाता है। 3. चुंबकीय कोर की संरचना के आधार पर: इन्हें “कोर-टाइप ट्रांसफॉर्मर” एवं “शेल-टाइप ट्रांसफॉर्मर” में विभाजित किया जाता है। 4. फेजों की संख्या के आधार पर: इन्हें एक-फेज, तीन-फेज, एवं बहु-फेज वाले ट्रांसफॉर्मरों में विभाजित किया जाता है (जैसे, रेक्टिफिकेशन हेतु उपयोग में आने वाले छह 5. वोल्टेज नियंत्रण की विधि के आधार पर: इन्हें “बिना एक्साइटेशन वाले वोल्टेज नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर” एवं “लोड-एडेड वोल्टेज नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर” म 6. शीतलन विधि के आधार पर: इन्हें शुष्क प्रकार के ट्रांसफॉर्मर, तेल-मग्न स्व-शीतलन वाले ट्रांसफॉर्मर, तेल-मग्न एवं हवा-शीतलन वाले ट्रांसफॉर्मर, बलपूर्वक तेल-परिसंचरण द्वारा शीतलित होने वाले ट्रांसफॉर्मर, बलपूर्वक तेल-परिसंचरण एवं निर्देशित शीतलन वाले ट्रांसफॉर्मर, एवं गैस-भरे हुए ट्रांसफॉर्मर आदि में विभाजित किया जाता ह 7. क्षमता के आधार पर: इन्हें छोटे ट्रांसफॉर्मरों में 630 किलोवीए या उससे कम क्षमता वाले ट्रांसफॉर्मरों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है; मध्यम आकार के ट्रांसफॉर्मरों की क्षमता 800 किलोवीए से 6300 किलोवीए तक होती है; बड़े आकार के ट्रांसफॉर्मरों की क्षमता 8000 किलोवीए से 63000 किलोवीए तक होती है; जबकि अत्यधिक बड़े आकार के ट्रांसफॉर्मरों की क्षमता 900000 किलोवीए या उससे अधिक होती है।
उत्तर: जब मूल कुंडली (वह कुंडली जिसमें पहले से ही धारा प्रवाहित हो रही है) में धारा बढ़ जाती है, तो उस कुंडली द्वारा लोहे के कोर में उत्पन्न होने वाला चुंबकीय क्षेत्र भी बढ़ जाता है (चुंबकीय क्षेत्र की दिशा का निर्धारण “दाहिने हाथ के सर्पिल नियम” से किया जा सकता है)। ऐसी स्थिति में, द्वितीयक कुंडली (वह कुंडली जिसमें पहले से कोई धारा प्रवाहित नहीं हो रही है) में विद्युत धारा उत्पन्न होती है; इस विद्युत धारा की दिशा, मूल कुंडली में प्रवाहित होने वाली धारा की दिशा के विपरीत होती है। (इसके परिणामस्वरूप, द्वितीयक कुंडली द्वारा उत्पन्न होने वाले चुंबकीय क्षेत्र की दिशा भी मूल कुंडली द्वारा उत्पन्न होने वाले चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के विपरीत होती है।) जब मूल कुंडली में प्रवाहित होने वाली धारा कम हो जाती है, तो लोहे के कोर पर उत्पन्न होने वाला चुंबकीय क्षेत्र भी कमजोर हो जाता है। ऐसी स्थिति में, द्वितीयक कुंडली में मूल कुंडली में प्रवाहित होने वाली धारा की दिशा में ही धारा प्रवाहित होती है। इस धारा द्वारा लोहे के कोर पर उत्पन्न होने वाले चुंबकीय क्षेत्र की दिशा, मूल कुंडली द्वारा लोहे के कोर पर उत्पन्न होने वाले चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के समान ही होती है। ऐसे ही चलते रहने पर, मूल कुंडली में धारा में होने वाले परिवर्तन के कारण, उप-कुंडली में भी धारा उत्पन्न हो जाती है। यही ट्रांसफॉर्मर का कार्य सिद्धांत है।
**वर्गीकरण:**
**शीतलन विधि के आधार पर:** ड्राई-टाइप (स्व-शीतलित) ट्रांसफॉर्मर, ऑयल-इमर्स्ड (स्व-शीतलित) ट्रांसफॉर्मर, फ्लोराइड-आधारित (वाष्पीकरण द्वारा शीतलित) ट्रांसफॉर्मर।
**नमी-रोधक विधि के आधार पर:** ओपन-टाइप ट्रांसफॉर्मर, सील्ड-इन ट्रांसफॉर्मर, सील्ड ट्रांसफॉर्मर। आयरन कोर या कॉइल संरचना के आधार पर वर्गीकरण: कोर-टाइप ट्रांसफॉर्मर (प्लग-इन आयरन कोर, C-टाइप आयरन कोर, फेरोइक्स आयरन कोर), केस-टाइप ट्रांसफॉर्मर (प्लग-इन आयरन कोर, C-टाइप आयरन कोर, फेरोइक्स आयरन कोर), रिंग-टाइप ट्रांसफॉर्मर, मेटल-फॉइल ट्रांसफॉर्मर। विद्युत स्रोत के फेजों के आधार पर वर्गीकरण: एक-फेज ट्रांसफॉर्मर, तीन-फेज ट्रांसफॉर्मर, बहु-फेज ट्रांसफॉर्मर। उपयोग के आधार पर वर्गीकरण: पावर ट्रांसफॉर्मर, वोल्टेज नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर, ऑडियो ट्रांसफॉर्मर, मध्य-आवृत्ति ट्रांसफॉर्मर, उच्च-आवृत्ति ट्रांसफॉर्मर, पल्स ट्रांसफॉर्मर
1. फेजों की संख्या के आधार पर:
1) एक-फेज ट्रांसफॉर्मर: इनका उपयोग एक-फेज लोडों एवं तीन-फेज ट्रांसफॉर्मर समूहों में किया जाता है। 2) त्रिफेज ट्रांसफॉर्मर: त्रिफेज सिस्टम में वोल्टेज को बढ़ाने/घटाने हेतु उपयोग में आता है। 2. शीतलन विधि के आधार पर: 1) शुष्क प्रकार के ट्रांसफॉर्मर: ये हवा के प्रवाह के माध्यम से स्वाभाविक रूप से ठंडे होते हैं; या फिर फैनों की मदद से भी इन्हें ठंडा किया जा सकता है। इनका उपयोग ऊँची इमारतों में, उच्च गति वाले टोल स्टेशनों में, स्थानीय प्रकाश व्यवस्था में, एवं छोटी क्षमता वाले इलेक्ट्रॉनिक सर्किटों में किया जाता है। 2) तेल-आधारित ट्रांसफॉर्मर: इनमें ठंडक प्रदान करने हेतु तेल का उपयोग किया जाता है; जैसे – तेल-आधारित स्व-शीतलन, तेल-आधारित वायु-शीतलन, तेल-आधारित जल-शीतलन, एवं बलपूर्वक तेल-परिसंचरण आदि। 3. उपयोग के आधार पर: 1) विद्युत ट्रांसफॉर्मर: विद्युत वितरण प्रणाली में वोल्टेज को बढ़ाने/घटाने हेतु उपयोग में आता है। 2) मापन हेतु उपयोग में आने वाले ट्रांसफॉर्मर: जैसे वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर, करंट ट्रांसफॉर्मर; जिनका उपयोग मापन उपकरणों एवं रिले सुरक्षा उपकरणों में किया जाता है। 3) परीक्षण ट्रांसफॉर्मर: यह उच्च वोल्टेज उत्पन्न कर सकता है, ताकि विद्युत उपकरणों का उच्च वोल्टेज पर परीक्षण किया जा सके। 4) विशेष प्रकार के ट्रांसफॉर्मर: जैसे इलेक्ट्रिक फर्नेस ट्रांसफॉर्मर, रेक्टिफायर ट्रांसफॉर्मर, एडजस्टमेंट ट्रांसफॉर्मर, कैपेसिटिव ट्रांसफॉर्मर, फेज शिफ्ट ट्रांसफॉर्मर आदि। 4. वाइंडिंग के प्रकार के आधार पर: 1) डबल-वाइंडिंग ट्रांसफॉर्मर: इसका उपयोग विद्युत प्रणाली में दो वोल्टेज स्तरों को आपस में जोड़ने हेतु किया जाता है। 2) तीन-वाइंडिंग वाले ट्रांसफॉर्मर: इनका उपयोग आमतौर पर विद्युत सिस्टम के क्षेत्रीय ट्रांसफॉर्मर स्टेशनों में किया जाता है; ये तीन वोल्टेज स्तरों को आपस में जोड़ने में 3) सेल्फ-एनकप्लाइड ट्रांसफॉर्मर: विभिन्न वोल्टेज वाली विद्युत प्रणालियों को आपस में जोड़ने हेतु उपयोग में आता इसका उपयोग सामान्य वोल्टेज-बढ़ाने या घटाने वाले ट्रांसफॉर्मर के रूप में भी किया 5. आयरन कोर के प्रकार के आधार पर: 1) कोर-आधारित ट्रांसफॉर्मर: उच्च वोल्टेज वाले विद्युत ट्रांसफॉर्मरों में इसका उपयोग होता है। 2) अक्रिस्टलीय मिश्रधातु वाले ट्रांसफॉर्मर: अक्रिस्टलीय मिश्रधातु से बने ट्रांसफॉर्मरों में नए प्रकार की चुंबकीय सामग्री का उपयोग किया जाता है; इस कारण खाली अवस्था में धारा लगभग 80% तक कम हो जाती है। ये ऊर्जा-बचत हेतु बहुत ही उपयुक्त ट्रांसफॉर्मर हैं, खासकर ग्रामीण क्षेत्रों एवं विकासशील क्षेत्रों में, जहाँ लोड दर कम होती है। 3) शेल-टाइप ट्रांसफॉर्मर: ये उच्च धारा के लिए उपयोग में आने वाले विशेष ट्रांसफॉर्मर हैं; जैसे कि इलेक्ट्रिक भट्टियों में उपयोग होने वाले ट्रांसफॉर्मर, वेल्डिंग मशीनों में उपयोग होने वाले ट्रांसफॉर्मर। इनका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, टेलीविजन, रेडियो आदि में बिजल