2024 A/L Physics Past Paper · Question 14 (Sinhala Medium)

Answer: (4) $220\ \text{V},\ 5\ \text{A}$

දී ඇති තොරතුරු

මෙම ප්‍රශ්නය ප්‍රත්‍යාවර්තක වෝල්ටීයතාව වෙනස් කරන පරිණාමකයක් ගැන ය.

ප්‍රාථමික දඟරයේ පොටවල් $200$ ක් ඇත. ද්විතීයික දඟරයේ පොටවල් $400$ ක් ඇත. එය දෙගුණයකි.

ප්‍රාථමිකයට $110\ \text{V}$ ලැබේ. එහි $10\ \text{A}$ ධාරාවක් ගලයි. පරිණාමකය පරිපූර්ණ බැවින් ශක්ති හානියක් නැත.

අප සොයා ගත යුත්තේ: ද්විතීයිකයේ වෝල්ටීයතාව සහ ධාරාව.

සොයන ආකාරය: පොටවල් වැඩි වන විට එම අනුපාතයෙන්ම වෝල්ටීයතාව වැඩි වේ. ඉන්පසු ක්ෂමතාව නොවෙනස් බැවින් ධාරාව අඩු විය යුතු ය.

$N_P=200$ සහ $N_S=400$ වේ. ප්‍රාථමිකයේ $V_P=110\ \text{V}$ සහ $I_P=10\ \text{A}$ වේ. දෙකම වර්ග මධ්‍යන්‍ය මූල අගයන් ය.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

$N_P$, $N_S$: ප්‍රාථමිකයේ සහ ද්විතීයිකයේ පොටවල් ගණන්.

$V_P$, $V_S$ ($\text{V}$): ප්‍රාථමිකයේ සහ ද්විතීයිකයේ වර්ග මධ්‍යන්‍ය මූල වෝල්ටීයතා.

$I_P$, $I_S$ ($\text{A}$): ප්‍රාථමිකයේ සහ ද්විතීයිකයේ වර්ග මධ්‍යන්‍ය මූල ධාරා.

අදාළ න්‍යාය

ප්‍රාථමිකයේ පොටවල් ගණන $N_P$ ද, ද්විතීයිකයේ පොටවල් ගණන $N_S$ ද, ප්‍රදාන වෝල්ටීයතාව $V_P$ ද, ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාව $V_C$ ද නම්,

$$\frac{V_S}{V_P} = \frac{N_S}{N_P}$$

තවද පරිණාමකය පරිපූර්ණ වේ නම්, ප්‍රාථමිකයෙන් සැපයෙන ප්‍රදාන ක්ෂමතාව හානියකින් තොරව ද්විතීයිකයෙන් ප්‍රතිදානය වේ.

එනම්, $V_PI_P = V_SI_S$

සිදු වන්නේ මෙයයි: ප්‍රාථමිකයේ ප්‍රත්‍යාවර්ත ධාරාව මෘදු යකඩ මධ්‍යයේ විචලනය වන චුම්බක ස්‍රාවයක් ඇති කරයි. එම ස්‍රාවයම ද්විතීයිකයේ සෑම පොටක් හරහාම යයි.

සෑම පොටකටම වෝල්ටීයතාවෙන් සමාන කොටසක් ලැබේ. එබැවින් පොටවල් දෙගුණයකින් වෝල්ටීයතාව දෙගුණයක් ලැබේ.

පරිපූර්ණ පරිණාමකයක ක්ෂමතා හානියක් නැත. එබැවින් වෝල්ටීයතාව වැඩි වන විට ධාරාව එම ගුණයෙන්ම අඩු විය යුතු ය.

උදාහරණයක් ලෙස දිගු ලීවරයක් සිතන්න. එක් කෙළවරක් කුඩා බලයකින් දිගු දුරක් පහළට තල්ලු කරයි.

කෙටි කෙළවර මඳක් පමණක් ඉහළ යයි. නමුත් විශාල බලයකින්.

ඔබ යොදන කාර්යය ලැබෙන කාර්යයට සමාන ය. දුර දී බලය ලබා ගනී.

වචනවලින්: පරිණාමකය එලෙසම ධාරාව දී වෝල්ටීයතාව ලබා ගනී. ප්‍රදාන ක්ෂමතාව ප්‍රතිදාන ක්ෂමතාවට සමාන ය.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$\dfrac{V_S}{V_P}=\dfrac{N_S}{N_P}$

$V_PI_P=V_SI_S$

$I_S=\dfrac{V_PI_P}{V_S}$

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

$\dfrac{N_S}{N_P}=\dfrac{400}{200}$

$2$

$\dfrac{N_S}{N_P}$

$V_S=2\times110$

$220$

$V_S$

$1100$

$V_PI_P=110\times10$

$1100=220\times I_S$

$I_S=\dfrac{1100}{220}$

$5$

$I_S$

තර්කය / ගණනය

ද්විතීයිකයේ පොටවල් දෙගුණයකි. එබැවින් වෝල්ටීයතාව $220\ \text{V}$ දක්වා දෙගුණ වේ. ක්ෂමතාව $1100\ \text{W}$ ලෙසම පවතී. එබැවින් ධාරාව $5\ \text{A}$ දක්වා අඩක් වේ. දෙකම ඇත්තේ විකල්පය (4) හි පමණි.

$55\ \text{V}, 20\ \text{A}$ මගින් පොටවල් අනුපාතය උඩු යටිකුරු කෙරේ. ද්විතීයිකයේ පොටවල් වැඩි ය. එබැවින් එහි වෝල්ටීයතාව $110\ \text{V}$ ට වඩා වැඩි විය යුතු ය. අඩු නොවේ.

$440\ \text{V}, 5\ \text{A}$ මගින් වෝල්ටීයතාව $4$ න් ගුණ කෙරේ. නමුත් පොටවල් අනුපාතය $400/200=2$ පමණි. ප්‍රතිදාන ක්ෂමතාව $440\times5=2200\ \text{W}$ වේ. එය ප්‍රදාන $1100\ \text{W}$ මෙන් දෙගුණයකි.

$220\ \text{V}, 10\ \text{A}$ හි වෝල්ටීයතාව නිවැරදි ය. නමුත් ධාරාව නොවෙනස්ව තබා ඇත. ප්‍රතිදාන ක්ෂමතාව $220\times10=2200\ \text{W}$ වේ. පරිපූර්ණ පරිණාමකයකට ලබන ක්ෂමතාවට වඩා වැඩි ක්ෂමතාවක් දිය නොහැකි ය.

$55\ \text{V}, 10\ \text{A}$ මගින් වෝල්ටීයතාව දෙගුණ කරනු වෙනුවට අඩක් කෙරේ. ධාරාව නොවෙනස්ව තබයි. ප්‍රතිදාන ක්ෂමතාව $550\ \text{W}$ වේ. එය ප්‍රදාන $1100\ \text{W}$ හි අඩක් පමණි.

පරීක්ෂා කිරීම

$110*10/220$

$V_PI_P=110\times10=1100\ \text{W}$

$V_SI_S=220\times5=1100\ \text{W}$

$V_PI_P=V_SI_S$

දෙපසම $\text{V}\times\text{A}=\text{W}$ වේ. පොටවල් අනුපාතයට ඒකකයක් නැත. එබැවින් $V_S$ හි ඒකකය $\text{V}$ ලෙසම පවතී.

ද්විතීයිකයේ පොටවල් වැඩි ය. එබැවින් මෙය අධිකර පරිණාමකයකි. අධිකර පරිණාමකයක ද්විතීයිකයේ ධාරාව ප්‍රාථමිකයේ ධාරාවට වඩා අඩු ය. මෙහි $5\ \text{A}<10\ \text{A}$ වේ. අපේක්ෂා කළ පරිදිම ය.

නිගමනය

$V_S=220\ \text{V},\ I_S=5\ \text{A}$

ද්විතීයිකයේ $220\ \text{V}$ සහ $5\ \text{A}$ වේ. පිළිතුර (4) යි.