Working Principle of Transformers |Part – 02 | ट्रांसफॉर्मर का कार्य-सिद्धान्त

Working Principle of Transformers | working principle of transformer in hindi

ट्रांसफॉर्मर का कार्य-सिद्धान्त (Working principle)

Working Principle of Transformers

Working Principle of Transformers : ट्रांसफॉर्मर का कार्य-सिद्धान्त समझने के लिए एक आदर्श ट्रांसफॉर्मर की कल्पना करते हैं, जिसकी दक्षता शत-प्रतिशत होती है; अर्थात् जिसमें शक्ति-हानियाँ शून्य होती हैं। यह तभी सम्भव है, जब ट्रांसफॉर्मर की दोनों वाइंडिंगें शुद्ध प्रेरणिक कुण्डलियाँ हों; अर्थात् वाइंडिंगों का प्रतिरोध शून्य हो और ट्रांसफॉर्मर में क्रोड हानियाँ तथा फ्लक्स क्षरण शून्य हों। ऐसे ट्रांसफॉर्मर की प्राइमरि वाइंडिंग में, जब प्रत्यावर्ती प्रदायी वोल्टता V1 दी जाती है, तो इसमें प्रत्यावर्तीधारा l1  = lµ , प्रवाहित होती है, जिसके कारण लोह क्रोड में समान प्रकृति का प्रत्यावर्ती फ्लक्स + उत्पन्न होता है, जो लोह-क्रोड द्वारा दोनों कॉइल वाइंडिंगों (primary and secondary winding) से सम्पर्क स्थापित करता है; इसलिए इसे प्रत्यावर्ती पारस्परिक फ्लक्स (alternating mutual flux) कहते हैं। फैराडे के नियमानुसार, इससे प्राइमरि वाइंडिंग में स्वप्रेरित विद्युत-वाहक बल (self induced e.m.f.) उत्पन्न होता है, जो प्रत्यावर्ती प्रदायी वोल्टता V1 का विरोध करता है; इसलिए इसे ट्रांसफॉर्मर का स्थैतिक विरोधी वि० वा० बल (static back e.m.f.) भी कहते हैं। यह प्राइमरि वाइंडिंग में प्रत्यावर्तीधारा की मात्रा को सीमित करता है। इसे E1 से व्यक्त करते हैं। इसका परिमाण निम्नलिखित होता है

E1 ( self ) = – N1 dΦ/ dt वोल्ट …………………..(i)

इसी प्रकार फैराडे के नियमानुसार ही, इन्हीं पारस्परिक फ्लक्स के द्वारा ट्रांसफॉर्मर की सेकण्डरि वाइंडिंग में पारस्परिक वि० वा० बल (mutual circuit induced e.m.f.) उत्पन्न होता है। यह भी प्रत्यावर्ती प्रदायी वोल्टता का विरोध करता है; इसलिए इसे पारस्परिक विरोधी वि० वा० बल कहते हैं। यह भार की उपस्थिति में सेकण्डरि वाइंडिंग की धारा निश्चित करता है। इसे E2 प्रतीकात्मक अक्षर से व्यक्त करते हैं। इसका परिमाण निम्नलिखित होता है

E2 (mutual) = -N2 dΦ /dt वोल्ट………………..(ii)

उक्त समीकरण (ii) को समीकरण (i) से विभाजित करने पर प्राप्त परिणमन अनुपात

E2/E1 = N2/N1 = K (transformation ratio) …समी० (iii)

जब N2 > N1 होगा, तब E2 > E1 भी होगा। इस अवस्था (condition) में ट्रांसफॉर्मर को स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर (उत्क्रमण परिणामित्र ) कहते हैं।

जब N2 < N1 होगा, तब E2 < E1 भी होगा। इस अवस्था (condition) में ट्रांसफॉर्मर को स्टेप-डाउन ट्रांसफॉर्मर (अवक्रम परिणामित्र) कहते हैं।

Working Principle of Transformers

परिणामित्र में चुम्बकीय फ्लक्स (Magnetic flux of transformer)

Working Principle of Transformers

उपयोगी फ्लक्स (Useful flux) — वह फ्लक्स, जो निर्धारित पथ (scheduled path) में स्थापित होता है, उपयोगी फ्लक्स अर्थात् यूजफुल फ्लक्स कहलाता है। ट्रांसफॉर्मर में इसे मुख्य फ्लक्स (main flux) अथवा पारस्परिक फ्लक्स (mutual flux) के नाम से जाना जाता है और वेबर मात्रक में क. प्रतीकात्मक अक्षर से व्यक्त किया जाता है,

(Leakage flux) — वह फ्लक्स, जो निर्धारित पथ (scheduled path) में स्थापित न होकर, किसी अन्य पथ में स्थापित होता है, क्षरण फ्लक्स अर्थात् लीकेज फ्लक्स कहलाता है। इसे वेबर मात्रक में Φl के प्रतीकात्मक अक्षर से व्यक्त किया जाता है

Φl ∝ ( m.m.f ) ∝ load .…सम्बन्धता

क्षरण फ्लक्स (Primary leakage flux) — वह फ्लक्स, जो प्राथमिक कुण्डलन से क्षरण होता है, प्राथमिक क्षरण फ्लक्स अर्थात् प्राइमरि लीकेट फ्लक्स कहलाता है। इसे वेबर मात्रक में Φl 1 की, प्रतीकात्मक अक्षर से व्यक्त किया जाता है

Φl 1 ∝ ( m.m.f )1 ∝ load …सम्बन्धता

द्वितीयक क्षरण फ्लक्स (Secondary leakage flux) — वह फ्लक्स, जो द्वितीयक कुण्डलन से क्षरण होता है, द्वितीयक क्षरण फ्लक्स अर्थात् सेकण्डरि लीकेज फ्लक्स कहलाता है। इसे वेबर मात्रक में Φl2 का प्रतीकात्मक अक्षर से व्यक्त किया जाता है

Φl2 ∝ ( m.m.f )2 ∝ load …सम्बन्धता

कुल फ्लक्स (Total flux) — उपयोगी फ्लक्स तथा क्षरण फ्लक्स के योग को कुल फ्लक्स अर्थात् टोटल फ्लक्स कहते हैं। इसे सम्पूर्ण फ्लक्स (full flux) भी कहते हैं। इसे वेबर मात्रक में Φt प्रतीकात्मक अक्षर से व्यक्त करते हैं। सूत्र रूप में कुल फ्लक्स (total flux) अथवा सम्पूर्ण फ्लक्स (full flux)

Φt  = ( Φu + Φl ) = ( Φ + Φl ) वेबर …सूत्र

पारस्परिक फ्लक्स (Mutual flux) — वह उपयोगी फ्लक्स, जो दो या दो से अधिक वैद्युत परिपथों से एकसाथ संलग्न (link) होता है, पारस्परिक फ्लक्स अर्थात् म्यूचुअल फ्लक्स कहलाता है। इसे उभयनिष्ठ फ्लक्स (common flux) के नाम से भी जाना जाता है। ट्रांसफॉर्मर में इसे वेबर मात्रक में Φ प्रतीकात्मक अक्षर से व्यक्त किया जाता है

क्षरण वोल्टतापात (Leakage voltage drop) — वह वोल्टतापात, जो क्षरण फ्लक्स के कारण ट्रांसफॉर्मर की कुण्डलन (winding) में होता है, क्षरण वोल्टतापात अर्थात् लीकेज वोल्टेज ड्रोप कहलाता है। इस प्रकार सूत्र रूप में

क्षरण वोल्टतापात (IX) = क्षरण प्रेरित विद्युत-वाहक बल (El) …सूत्र

प्राथमिक क्षरण वोल्टतापात (Primary leakage voltage drop) — वह वोल्टतापात, जो ट्रांसफॉर्मर की प्राथमिक कुण्डलन में क्षरण फ्लक्स के कारण होता है, प्राथमिक क्षरण वोल्टतापात अर्थात् प्राइमरि लीकेज वोल्टेज ड्रोप कहलाता है। इस प्रकार सूत्र रूप में

प्राथमिक क्षरण वोल्टतापात (I1X1) = प्राथमिक क्षरण प्रेरित विद्युत-वाहक बल (El1) …सूत्र

द्वितीयक क्षरण वोल्टतापात (Secondary leakage voltage drop) — वह वोल्टतापात, जो ट्रांसफॉर्मर की द्वितीयक में क्षरण फ्लक्स के कारण होता है, द्वितीयक क्षरण वोल्टतापात अर्थात् सेकण्डरि लीकेज ड्रोप कहलाता है। इस प्रकार में

कुण्डलन सूत्र रूप द्वितीयक क्षरण वोल्टतापात (12X2) = द्वितीयक क्षरण प्रेरित विद्युत-वाहक बल (El2) ….सूत्र

Working Principle of Transformers

परिणामित्रों का वर्गीकरण (Classification of transformers)

विभिन्न कारकों (factors) के अनुसार, ट्रांसफॉर्मर को निम्न प्रकार से वर्गीकृत किया जा सकता है

(A) चुम्बकीय परिपथ की संरचना के अनुसार (According to the construction of magnetic circuit)

(i) कोर टाइप ट्रांसफॉर्मर (Core type transformer)

(ii) शेल टाइप ट्रांसफॉर्मर (Shell type transformer)

(iii) बेरि टाइप ट्रांसफॉर्मर (Berry type transformer)

(B) शीतलन के अनुसार (According to cooling)

(i) प्राकृतिक शीतलित परिणामित्र (Natural cooled transformer)

(ii) कृत्रिम शीतलित परिणामित्र (Artificial cooled transformer)

(a) झोंका वायु शीतलित परिणामित्र (Blast air cooled transformer)

(b) तेल निमंजित प्राकृतिक शीतलित परिणामित्र (Oil immersed natural cooled transformer)

(c) तेल निमंजित झोंका वायु शीतलित परिणामित्र (Oil immersed blast air cooled transformer)

(d) तेल निमंजित जल शीतलित परिणामित्र (Oil immersed water cooled transformer)

(e) तेल ‘परिभ्रामी या चक्रामी’ जल शीतलित परिणामित्र (Oil circulated water cooled transformer)

(C) वोल्टता के अनुसार (According to voltage)

(i) ‘उत्क्रम या आरोही’ परिणामित्र (Step up transformer)

(ii) ‘अवक्रम या अवरोही’ परिणामित्र (Step down transformer)

(D) उपयोगिता के अनुसार (According to utility)

(i) संचरण परिणामित्र (Transmission transformer)

(ii) वितरण परिणामित्र (Distribution transformer)

(iii) उपयन्त्र परिणामित्र (Instrument transformer)

(iv) स्वपरिणामित्र (Autotransformer)

(v) अंश निष्कासित परिणामित्र (Tap changing transformer)

(vi) भट्टी परिणामित्र (Furnace transformer)

(vii) दिष्टकारी परिणामित्र (Rectifier transformer)

(viii) ‘आरम्भक या प्रवर्तक’ परिणामित्र (Starter transformer)

(ix) वोल्टता नियामक परिणामित्र (Voltage regulator transformer)

(x) अधिवर्धक परिणामित्र (Booster transformer)

(E) कलाओं की संख्या के अनुसार (According to number of phases)

(i) एकल कला परिणामित्र (Single phase transformer)

(ii) द्विकला परिणामित्र (Two phase transformer)

(iii) त्रिकला परिणामित्र (Three phase transformer)

(iv) षट्कला परिणामित्र (Six phase transformer)

(v) बारह कला परिणामित्र (Twelve phase transformer)

(F) ‘संयोजनों या सम्बन्धनों’ के अनुसार (According to connections)

(i) स्टार-डेल्टा परिणामित्र (Star-delta transformer)

(ii) स्टार-स्टार परिणामित्र (Star-star transformer)

(iii) डेल्टा-डेल्टा परिणामित्र (Delta-delta transformer)

(iv) डेल्टा-स्टार परिणामित्र (Delta-star transformer)

(v) वी० वी० परिणामित्र (V. V. transformer)

(vi) टी० टी० परिणामित्र (T. T. transformer)

(vii) अन्तर्योजित तारा परिणामित्र (Interconnected star transformer)

(viii) तृतीय कुण्डलन परिणामित्र (Tertiary winding transformer)

(ix) सोपानी परिणामित्र (Cascade transformer)

शक्ति परिणामित्र के अंग (Parts of power transformer)
  1. लोह क्रोड अर्थात् आयरन कोर (Iron core)
  2. कुण्डली कुण्डलन अर्थात् कॉइल वाइंडिंग (Coil winding) )
  3. लोह पात्र अर्थात् आयरन टैंक (Iron tank)
  4. टंकी आवरण अर्थात् टैंक कवर (Tank cover)
  5. शीतलन वाहिनियाँ/पंख/विकिरक (Cooling ducts/fins/radiators)
  6. परिणामित्र तेल (Transformer oil)
  7. अपवाहिका निकास अर्थात् ड्रेन कॉक (Drain cock)
  8. संरक्षक (Conservator) या प्रसार पात्र (Expansion tank) fuse)
  9. स्वाँसक अर्थात् ब्रीदर (Breather)
  10. गैस रिले या बुखोज रिले (Gas relay or Buchholz relay)
  11. रक्षी संगलक अर्थात् प्रोटेक्टिग फ्यूज (Protecting fuse)
  12. तेल मापक या तेल सूचक (Oil gauge or oil indicator)
  13. ताप मापक (Temperature gauge or thermometer)
  14. दाब मापक (Pressure gauge or pressure indicator)
  15. निकास नलिका अर्थात् वेन्ट पाइप (Vent pipe)
  16. डायफ्राम अर्थात् झिल्ली अथवा तनुपट या पर्दा (Diaphragm)
  17. अंश निष्कासन परिवर्तक (Tap changer)
  18. सिरा पेटी अर्थात् टर्मिनल्स बोक्स (Terminals box)
  19. बुशिंग्स (Bushings or terminal insulators)
  20. आर्कन सींग अर्थात् अर्किंग होर्न (Arching horns)
  21. नाम पट या निर्धारण पट्ट (Name plate or rating plate)
  22. 22. निर्गत कुण्ड अर्थात् सम्प (Sump)
  23. नर द्वार या मनोल अर्थात् मेन होल (Manhole)
  24. आधार प्रणाल अर्थात् बेस चेनल (Base channel)
  25. बेलन अथवा पहिये (Rollers or wheels)
  26. उत्थापन या उठावन कड़ियाँ (Jacking lugs)
  27. बाँधने की डोरियाँ अर्थात् गैस्केट्स (Gaskets)
  28. भूयोजन डाटें या सिरे (Earthing plugs or terminals)
  29. लघुकरण वलयें या पाशें (Shorting rings or loops)
  30. तृतीयक कुण्डलन (Tertiary winding)
  31. शीतलन व्यवस्था (Cooling arrangement)

Working Principle of Transformers

Terminology meaning and examples | Prat – 01

1- पेंचकस (Screw Driver) किसे कहते है ?

2- प्लायर्स (Pliers) किसे कहते है ?

3- वाइस (Vice) किसे कहते है

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