स्थायी चुंबकीय गतिशील कुंडल या PMMC उपकरण
परिभाषा
स्थिर चुंबकीय क्षेत्र के भीतर एक कुंडला घूमने के लिए स्थायी चुंबक का उपयोग करने वाले उपकरणों को स्थायी चुंबकीय गतिशील कुंडला (PMMC) उपकरण कहा जाता है। ये उपकरण इस सिद्धांत पर काम करते हैं कि स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र में स्थित गतिशील कुंडले पर टार्क लगता है। PMMC उपकरण सीधे विद्युत (DC) मापन के लिए सटीक परिणाम प्रदान करते हैं।
PMMC उपकरण का निर्माण
गतिशील कुंडला और स्थायी चुंबक PMMC उपकरण के प्रमुख घटक हैं। निम्नलिखित PMMC उपकरण के भागों की विस्तृत व्याख्या है।
गतिशील कुंडला
कुंडला उपकरण का वह घटक है जिसमें धारा प्रवाहित होती है और यह स्थायी चुंबक के स्थिर चुंबकीय क्षेत्र के भीतर स्वतंत्र रूप से घूमता है। जब कुंडले में धारा प्रवाहित होती है, तो यह कुंडले को विस्थापित करती है, जिससे धारा या वोल्टेज की मात्रा का निर्धारण किया जा सकता है। कुंडला एल्यूमिनियम से बने आयताकार फॉर्मर पर लगाया जाता है। यह फॉर्मर चुंबकीय ध्रुवों के बीच वायु-अंतराल में रेडियल और समान चुंबकीय क्षेत्र को बढ़ाता है। कुंडला चुंबक के ध्रुवों के बीच शेरी-से-आच्छादित तांबे के तार से लपेटा जाता है।
चुंबक प्रणाली
PMMC उपकरण में, स्थायी चुंबक का उपयोग स्थिर चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए किया जाता है। अल्कोमैक्स और अल्निको सामग्रियों का उपयोग स्थायी चुंबक बनाने के लिए किया जाता है क्योंकि इनका उच्च बलात्मक बल (जो चुंबक की चुंबकीकरण गुणधर्म पर प्रभाव डालता है) होता है। इसके अलावा, ये चुंबक उच्च क्षेत्र तीव्रता रखते हैं।
नियंत्रण
PMMC उपकरण में, नियंत्रण टार्क स्प्रिंगों द्वारा प्रदान किया जाता है। ये स्प्रिंग फास्फोरस ब्रोंज से बने होते हैं और दो जेवल बियरिंग्स के बीच स्थित होते हैं। स्प्रिंग गतिशील कुंडले में धारा के प्रवाह के लिए रास्ता भी प्रदान करते हैं। नियंत्रण टार्क मुख्य रूप से रिबन सस्पेंशन का परिणाम होता है।
डैम्पिंग
डैम्पिंग टार्क का उपयोग कुंडले की गति को विश्रामावस्था में रखने के लिए किया जाता है। यह डैम्पिंग टार्क उस समय उत्पन्न होता है जब एल्यूमिनियम कोर स्थायी चुंबक के ध्रुवों के बीच गति करता है।
पोइंटर और स्केल
पोइंटर गतिशील कुंडले से जुड़ा होता है। यह कुंडले की विस्थापन को दर्शाता है, और इस विस्थापन की मात्रा स्केल पर दिखाई देती है। पोइंटर हल्के सामग्री से बना होता है, जिससे यह कुंडले के साथ आसानी से विस्थापित हो सकता है। कभी-कभी, उपकरण में पैरालैक्स त्रुटि होती है, जिसे पोइंटर ब्लेड को सही ढंग से संरेखित करके आसानी से कम किया जा सकता है।
PMMC उपकरण के लिए टार्क समीकरण
कुंडले की गति से उत्पन्न टार्क निम्न समीकरण द्वारा व्यक्त किया जाता है।
N - कुंडले की लपेटों की संख्या
B - वायु-अंतराल में फ्लक्स घनत्व
L, d - भुजाओं की ऊर्ध्वाधर और अनुप्रस्थ लंबाई
I - कुंडले में धारा
स्प्रिंग गतिशील कुंडले को वापसी टार्क प्रदान करता है, जो निम्न रूप से व्यक्त किया जाता है:
जहाँ K = स्प्रिंग नियतांक।
अंतिम विस्थापन के लिए,
समीकरण (1) और (3) के मान को प्रतिस्थापित करने पर,
उपरोक्त समीकरण दर्शाता है कि विस्थापन टार्क कुंडले से गुजरने वाली धारा के सीधे आनुपातिक होता है।
PMMC उपकरणों में त्रुटियाँ
PMMC उपकरणों में, त्रुटियाँ उम्र और तापमान के प्रभावों के कारण होती हैं। उपकरण के उन मुख्य घटकों जो इन त्रुटियों में योगदान देते हैं, चुंबक, स्प्रिंग और गतिशील कुंडला हैं। निम्नलिखित विभिन्न प्रकार की त्रुटियों का विवरण है:
1. चुंबक
गर्मी और कंपन स्थायी चुंबक की उम्र को कम करते हैं और इसकी चुंबकता, जो आकर्षण या विकर्षण की गुणधर्म है, को भी कम करते हैं। एक कमजोर चुंबक कुंडले की विस्थापन को कम करता है।
2. स्प्रिंग
एक कमजोर स्प्रिंग स्थायी चुंबक के भीतर गतिशील कुंडले की विस्थापन को बढ़ाता है। इस परिणामस्वरूप, एक छोटे धारा मान के लिए भी कुंडला बड़ी विस्थापन दिखाता है। स्प्रिंग तापमान के प्रभाव से कमजोर हो जाता है; तापमान में एक डिग्री की वृद्धि स्प्रिंग की उम्र को 0.004 प्रतिशत कम करती है।
3. गतिशील कुंडला
जब कुंडले की सीमा निर्दिष्ट सीमा से अधिक शंट का उपयोग करके बढ़ाई जाती है, तो त्रुटियाँ होती हैं। यह शंट प्रतिरोध के सापेक्ष कुंडले के प्रतिरोध में परिवर्तन के कारण होता है। क्योंकि कुंडला उच्च शंट प्रतिरोध वाले तांबे के तार से और शंट तार मंगनिन से बना होता है, जिसका प्रतिरोध कम होता है, इस असंगति से त्रुटियाँ होती हैं।
इस त्रुटि को कम करने के लिए, गतिशील कुंडले के श्रृंखला में एक डब्बिंग प्रतिरोध जोड़ा जाता है। डब्बिंग प्रतिरोध एक ऐसा प्रतिरोध है जिसका तापमान गुणांक कम होता है, जो गतिशील कुंडले पर तापमान के प्रभाव को कम करता है।
PMMC उपकरणों के लाभ
निम्नलिखित PMMC उपकरणों के लाभ हैं:
PMMC उपकरणों के दोष
निम्नलिखित PMMC उपकरणों के दोष हैं:
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