खालील उतारा काळजीपूर्वक वाचा आणि त्यावर आधारित विचारलेल्या प्रश्नांची (प्र. १ ते ५) योग्य उत्तरे द्या:
मोटर्स अशी उपकरणे आहेत जी विद्युत उर्जेला यांत्रिक उर्जेत रूपांतरीत करतात. मूलतः मोटरचे कार्य जनित्राच्या उलट चालते. यात गुंडाळी फिरवून विद्युतप्रवाह निर्माण करण्याऐवजी, बॅटरीद्वारे गुंडाळीला विद्युतप्रवाह पुरवला जातो आणि विद्युतप्रवाह वाहणाऱ्या गुंडाळीवर कार्य करणाऱ्या पीडन परिबलामुळे (torque) ते फिरते. परिभ्रमी धात्राला बाह्य उपकरणाशी जोडून उपयुक्त यांत्रिक कार्य केले जाऊ शकते.
तथापि गुंडाळी चुंबकीय क्षेत्रात फिरत असताना, बदलणारे चुंबकीय प्रवाह, गुंडाळीत एक विद्युतगामक बल (emf) प्रेरित करते; हे प्रेरित विद्युतगामक, गुंडाळीतील विद्युतप्रवाह कमी करण्यासाठी कार्य करते. जर असे झाले नाही तर, लेन्झच्या नियमाचे उल्लंघन होईल. धात्राचा घूर्णन वेग वाढल्याने माघारी विद्युतगामक (back emf) परिमाणात वाढ होते. (माघारी विद्युतगामक हा वाक्यांश एक विद्युतगामक दर्शविण्यासाठी वापरला जातो, जो पुरवठा केलेला विद्युत प्रवाह कमी करतो.) विद्युतप्रवाह पुरवण्यासाठी उपलब्ध विद्युतदाब हा पुरवठा विद्युतदाब आणि माघारी विद्युतगामक यांच्यातील फरकाच्या बरोबरीचा असल्यामुळे, फिरणाऱ्या वेटोळ्यातील विद्युतप्रवाह मागील बाजूने मर्यादित असतो.
जेव्हा मोटर चालू केली जाते, तेव्हा सुरुवातीला कोणतेही माघारी विद्युतगामक नसते. अशावेळी प्रवाह खूप मोठा असतो कारण तो फक्त वेटोळ्याच्या रोधाने मर्यादित असतो. वेटोळे फिरू लागल्यावर, प्रेरित माघारी विद्युतगामक लागू विद्युतदाबाला विरोध करते आणि वेटोळ्यांमधील विद्युतप्रवाह कमी होतो. यांत्रिक भार वाढल्यास मोटर मंदावते. यामुळे माघारी विद्युतगामक कमी होतो. ही माघारी विद्युतगामकातील घट, वेटोळ्यातील विद्युतप्रवाह वाढवते आणि त्यामुळे बाह्य विद्युतदाबातील स्रोतापासून आवश्यक शक्ती देखील वाढते.
या कारणास्तव मोटर सुरू करण्यासाठी आणि ती चालवण्यासाठी, उर्जेची आवश्यकता हलक्यापेक्षा जास्त भारांसाठी जास्त असते. जर मोटारला भार-विरहीत चालवण्याची परवानगी असेल तर माघारी विद्युतगामक अंतर्गत उर्जा आणि घर्षणामुळे होणारी उर्जेची हानी भरून काढण्यासाठी विद्युतप्रवाह कमी करते.
जर खूप जास्त भार असताना मोटर सुरू केली तर ती फिरू शकत नाही. त्यामुळे माघारी विद्युतगामकाच्या कमतरतेमुळे मोटारच्या वायरमध्ये धोकादायकपणे उच्च विद्युतप्रवाह वाहू शकतो. या समस्येचे निराकरण न केल्यास आग लागू शकते.
मोटरमध्ये माघारी विद्युतगामकाचे (back emf) महत्व काय आहे ?
EN
Read the following passage carefully and answer the questions (Q. 1 to 5):
Motors are devices that convert electrical energy to mechanical energy. Essentially, a motor acts as a generator operating in reverse. Instead of generating a current by rotating a loop, a current supplied to the loop causes it to rotate. Useful mechanical work can be done by attaching the rotating armature to some external device.
However, as the loop rotates in a magnetic field, the changing magnetic flux induces an electromotive force (emf) in the loop; this induced emf always acts to reduce the current in the loop. If this were not the case, Lenz's law would be violated. The back emf increases in magnitude as the rotational speed of the armature increases. (The phrase 'back emf' is used to indicate an emf that tends to reduce the supplied current.) Because the voltage available to supply current equals the difference between the supply voltage and the back emf, the current in the rotating coil is limited by the back emf.
When a motor is turned on, there is initially no back emf; thus, the current is very large because it is limited only by the resistance of the coils. As the coils begin to rotate, the induced back emf opposes the applied voltage, and the current in the coil is reduced. If the mechanical load increases, the motor slows down; this causes the back emf to decrease. This reduction in the back emf increases the current in the coils and therefore also increases the power needed from the external voltage source.
For this reason, the power requirements for starting a motor and for running it are greater for heavy loads than for light ones. If the motor is allowed to run under no mechanical load, the back emf reduces the current to a value just large enough to overcome energy losses due to internal energy and friction.
If a very heavy load jams the motor so that it cannot rotate, the lack of a back emf can lead to dangerously high current in the motor's wire. If the problem is not corrected, a fire could result. Why is back emf important in a motor ?
However, as the loop rotates in a magnetic field, the changing magnetic flux induces an electromotive force (emf) in the loop; this induced emf always acts to reduce the current in the loop. If this were not the case, Lenz's law would be violated. The back emf increases in magnitude as the rotational speed of the armature increases. (The phrase 'back emf' is used to indicate an emf that tends to reduce the supplied current.) Because the voltage available to supply current equals the difference between the supply voltage and the back emf, the current in the rotating coil is limited by the back emf.
When a motor is turned on, there is initially no back emf; thus, the current is very large because it is limited only by the resistance of the coils. As the coils begin to rotate, the induced back emf opposes the applied voltage, and the current in the coil is reduced. If the mechanical load increases, the motor slows down; this causes the back emf to decrease. This reduction in the back emf increases the current in the coils and therefore also increases the power needed from the external voltage source.
For this reason, the power requirements for starting a motor and for running it are greater for heavy loads than for light ones. If the motor is allowed to run under no mechanical load, the back emf reduces the current to a value just large enough to overcome energy losses due to internal energy and friction.
If a very heavy load jams the motor so that it cannot rotate, the lack of a back emf can lead to dangerously high current in the motor's wire. If the problem is not corrected, a fire could result. Why is back emf important in a motor ?