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

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

தரப்பட்ட தகவல்கள்

இந்த வினா ஆடலோட்ட வோல்ற்றளவை மாற்றும் நிலைமாற்றி பற்றியது.

முதற்சுருளில் $200$ முறுக்குகள் உள்ளன. துணைச்சுருளில் $400$ முறுக்குகள் உள்ளன. இது இருமடங்கு.

முதற்சுருளுக்கு $110\ \text{V}$ வழங்கப்படுகிறது. அதனூடாக $10\ \text{A}$ பாய்கிறது. நிலைமாற்றி இலட்சியமானது. எனவே சக்தி இழப்பு இல்லை.

நாம் காண வேண்டியது: துணைச்சுருளின் வோல்ற்றளவும் ஓட்டமும்.

எப்படிக் காண்போம்: அதிக முறுக்குகள் அதே விகிதத்தில் பெரிய வோல்ற்றளவைத் தருகின்றன. பின்னர் வலு மாறாததால் ஓட்டம் குறைய வேண்டும்.

$N_P=200$, $N_S=400$. முதற்சுருளில் $V_P=110\ \text{V}$, $I_P=10\ \text{A}$. இரண்டும் இடை வர்க்க மூலப் பெறுமானங்கள்.

வினா என்ன கேட்கிறது

$N_P$, $N_S$: முதற்சுருள், துணைச்சுருளின் முறுக்குகளின் எண்ணிக்கைகள்.

$V_P$, $V_S$ ($\text{V}$): முதற்சுருள், துணைச்சுருளின் இடை வர்க்க மூல வோல்ற்றளவுகள்.

$I_P$, $I_S$ ($\text{A}$): முதற்சுருள், துணைச்சுருளின் இடை வர்க்க மூல ஓட்டங்கள்.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

முதற்சுருளின் முறுக்குகளின் எண்ணிக்கை $N_P$ உம துணைச்சுருளின் முறுக்குகளின் எண்ணிக்கை $N_S$ உம் பெய்ப்பு வோல்ற்றளவு $V_P$ உம் பயப்பு வோல்ற்றளவு $V_S$ உம் ஆயின்,

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

மேலும் நிலைமாற்றியானது ஓர் இலட்சிய நிலைமாற்றி எனின், முதற்சுருளினால் வழங்கப்படும் பெய்ப்பு வலுவானது இழப்பு இன்றி துணைச்சுருளினால் பயப்பாகக் கிடைக்கும்.

அதாவது, $V_PI_P = V_SI_S$

என்ன நடக்கிறது: முதற்சுருளிலுள்ள ஆடலோட்டம் மென்னிரும்பு அகணியில் மாறும் காந்தப்பாயத்தை உருவாக்குகிறது. அதே பாயம் துணைச்சுருளின் ஒவ்வொரு முறுக்கினூடாகவும் செல்கிறது.

ஒவ்வொரு முறுக்கும் வோல்ற்றளவில் சம பங்கைப் பெறுகிறது. எனவே இருமடங்கு முறுக்குகள் இருமடங்கு வோல்ற்றளவைத் தருகின்றன.

இலட்சிய நிலைமாற்றியில் வலு இழப்பு இல்லை. எனவே வோல்ற்றளவு கூடும்போது ஓட்டம் அதே மடங்கால் குறைய வேண்டும்.

உதாரணமாக ஒரு நீண்ட நெம்புகோலை நினையுங்கள். ஒரு முனையைச் சிறிய விசையால் நீண்ட தூரம் கீழே அழுத்துகிறீர்கள்.

குறுகிய முனை சிறிது மட்டுமே உயர்கிறது. ஆனால் பெரிய விசையுடன்.

நீங்கள் செய்யும் வேலை பெறும் வேலைக்குச் சமம். தூரத்தைக் கொடுத்து விசையைப் பெறுகிறீர்கள்.

சொற்களில்: நிலைமாற்றி அதே போல ஓட்டத்தைக் கொடுத்து வோல்ற்றளவைப் பெறுகிறது. பெய்ப்பு வலு பயப்பு வலுவுக்குச் சமம்.

தேவையான சமன்பாடுகள்

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

$V_PI_P=V_SI_S$

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

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

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

$2$

$\dfrac{N_S}{N_P}$

$V_S=2\times110$

$220$

$V_S$

$1100$

$V_PI_P=110\times10$

$1100=220\times I_S$

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

$5$

$I_S$

காரணம் / கணக்கீடு

துணைச்சுருளில் இருமடங்கு முறுக்குகள். எனவே வோல்ற்றளவு $220\ \text{V}$ ஆக இருமடங்காகிறது. வலு $1100\ \text{W}$ ஆகவே இருக்கிறது. எனவே ஓட்டம் $5\ \text{A}$ ஆக அரைவாசியாகிறது. இரண்டையும் கொண்டது தெரிவு (4) மட்டுமே.

$55\ \text{V}, 20\ \text{A}$ முறுக்கு விகிதத்தைத் தலைகீழாக்குகிறது. துணைச்சுருளில் முறுக்குகள் அதிகம். எனவே அதன் வோல்ற்றளவு $110\ \text{V}$ ஐவிடப் பெரிதாக வேண்டும். சிறிதாக அல்ல.

$440\ \text{V}, 5\ \text{A}$ வோல்ற்றளவை $4$ ஆல் பெருக்குகிறது. ஆனால் முறுக்கு விகிதம் $400/200=2$ மட்டுமே. பயப்பு வலு $440\times5=2200\ \text{W}$ ஆகும். இது பெய்ப்பு வலு $1100\ \text{W}$ இன் இருமடங்கு.

$220\ \text{V}, 10\ \text{A}$ இல் வோல்ற்றளவு சரி. ஆனால் ஓட்டம் மாறாமல் வைக்கப்பட்டுள்ளது. பயப்பு வலு $220\times10=2200\ \text{W}$ ஆகும். இலட்சிய நிலைமாற்றி பெறும் வலுவைவிட அதிக வலுவைத் தர முடியாது.

$55\ \text{V}, 10\ \text{A}$ வோல்ற்றளவை இருமடங்காக்காமல் அரைவாசியாக்குகிறது. ஓட்டத்தை மாற்றவில்லை. பயப்பு வலு $550\ \text{W}$ ஆகும். இது பெய்ப்பு $1100\ \text{W}$ இன் அரைவாசி மட்டுமே.

சரிபார்ப்பு

$110*10/220$

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

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

$V_PI_P=V_SI_S$

இரு பக்கங்களிலும் $\text{V}\times\text{A}=\text{W}$. முறுக்கு விகிதத்துக்கு அலகு இல்லை. எனவே $V_S$ இன் அலகு $\text{V}$ ஆகவே இருக்கிறது.

துணைச்சுருளில் அதிக முறுக்குகள் உள்ளன. எனவே இது படிகூட்டு நிலைமாற்றி. படிகூட்டு நிலைமாற்றியில் துணைச்சுருளின் ஓட்டம் முதற்சுருளின் ஓட்டத்திலும் குறைவு. இங்கு $5\ \text{A}<10\ \text{A}$. எதிர்பார்த்தபடியே.

முடிவு

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

துணைச்சுருளில் $220\ \text{V}$, $5\ \text{A}$. விடை (4).