ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು
ಪ್ರಮುಖ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳು ಮತ್ತು ಸೂತ್ರಗಳು
| # | ಪರಿಕಲ್ಪನೆ | ತ್ವರಿತ ವಿವರಣೆ |
|---|---|---|
| 1 | ಕಾರ್ಯ-ಶಕ್ತಿ ತತ್ವ | ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ = ಬಲ × ಸ್ಥಳಾಂತರ × cosθ; 1 J = 1 N·m; ಕೆಲಸವು ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗೆ ಸಮಾನ |
| 2 | ಶಕ್ತಿ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳು | ಶಕ್ತಿ = ಕೆಲಸ/ಸಮಯ; 1 HP = 746 W; ರೈಲ್ವೇ ಎಂಜಿನ್ ಶಕ್ತಿ = ಟ್ರಾಕ್ಟಿವ್ ಎಫರ್ಟ್ × ವೇಗ |
| 3 | ದಕ್ಷತೆ ಸೂತ್ರ | η = (ಔಟ್ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿ/ಇನ್ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿ) × 100%; ಭಾರತೀಯ ರೈಲ್ವೆ ಲೋಕೋಮೋಟಿವ್ ದಕ್ಷತೆ ≈ 35-40% |
| 4 | ಲಿವರ್ ತತ್ವ | F₁ × d₁ = F₂ × d₂; ರೈಲ್ವೆ ಸಂಕೇತಗಳು, ಬ್ರೇಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಮತ್ತು ಟ್ರ್ಯಾಕ್ ನಿರ್ವಹಣಾ ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ |
| 5 | ಉಷ್ಣ-ಕಾರ್ಯ ಸಮಾನತೆ | 1 cal = 4.18 J; ಸ್ಟೀಮ್ ಎಂಜಿನ್: 1 kg ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ≈ 8-10 kWh ಯಾಂತ್ರಿಕ ಕೆಲಸ |
| 6 | ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಪ್ರೇರಣೆ | ε = -N(dΦ/dt); ರೈಲ್ವೆ ಟ್ರ್ಯಾಕ್ಷನ್ ಮೋಟಾರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಕೋಚ್ಗಳಲ್ಲಿನ ಡೈನಮೋಗಳ ಆಧಾರ |
| 7 | ಬರ್ನೌಲಿಯ ಅನ್ವಯ | P + ½ρv² + ρgh = ಸ್ಥಿರಾಂಕ; ರೈಲು ಡ್ರಾಫ್ಟ್ ಪರಿಣಾಮ ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಟ್ಫಾರ್ಮ್ ಸುರಕ್ಷಿತ ವಲಯಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ |
10 ಅಭ್ಯಾಸ ಬಹು ಆಯ್ಕೆ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು
Q1. 5000 kg ರೈಲ್ವೇ ವ್ಯಾಗನ್ ಅನ್ನು 1000 N ಬಲದಿಂದ 50 m ದೂರ ತಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ. A) 50,000 J B) 500,000 J C) 5,000 J D) 50 J
ಉತ್ತರ: A) 50,000 J
ಪರಿಹಾರ: ಕೆಲಸ = ಬಲ × ದೂರ = 1000 N × 50 m = 50,000 J
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: ಕೆಲಸ (J) = ಬಲ (N) × ದೂರ (m) - ನೇರ ಗುಣಾಕಾರ
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು - ಮೂಲ ಕೆಲಸ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ
Q2. ಒಂದು ರೈಲ್ವೇ ಸಿಗ್ನಲ್ ಲಿವರ್ನ ಪ್ರಯತ್ನ ಭುಜ 2 m ಮತ್ತು ಭಾರ ಭುಜ 0.5 m ಇದೆ. 50 N ಬಲವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದರೆ, ಎತ್ತಲಾದ ಭಾರ ಎಷ್ಟು? A) 200 N B) 100 N C) 400 N D) 25 N
ಉತ್ತರ: A) 200 N
ಪರಿಹಾರ: ಲಿವರ್ ತತ್ವವನ್ನು ಬಳಸಿ: F₁ × d₁ = F₂ × d₂ 50 × 2 = F₂ × 0.5 F₂ = 100/0.5 = 200 N
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: ಭಾರ = ಪ್ರಯತ್ನ × (ಪ್ರಯತ್ನ ಭುಜ/ಭಾರ ಭುಜ)
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು - ಲಿವರ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ
Q3. ಒಂದು ವಿದ್ಯುತ್ ರೈಲು ಮೋಟಾರ್ 2 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ 25 kV ನಲ್ಲಿ 1000 A ಅನ್ನು ಎಳೆಯುತ್ತದೆ. kWh ನಲ್ಲಿ ಬಳಸಿದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ. A) 50,000 B) 25,000 C) 50 D) 25
ಉತ್ತರ: C) 50
ಪರಿಹಾರ: ಶಕ್ತಿ = V × I = 25,000 × 1000 = 25,000,000 W = 25,000 kW ಶಕ್ತಿ = ಶಕ್ತಿ × ಸಮಯ = 25,000 × 2 = 50,000 kWh
ಸರಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ: 25 kV = 25,000 V, ಆದ್ದರಿಂದ 25,000 × 1000 = 25,000,000 W = 25 MW 2 ಗಂಟೆಗಳಿಗೆ: 25 MW × 2 h = 50 MWh = 50,000 kWh
ಉತ್ತರ: A) 50,000
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು - ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ
Q4. 2000 HP ಡೀಸೆಲ್ ಲೋಕೋಮೋಟಿವ್ 20% ದಕ್ಷತೆಯೊಂದಿಗೆ 72 km/h ವೇಗದಲ್ಲಿ 2000 ಟನ್ಗಳನ್ನು ಎಳೆಯುತ್ತದೆ. ಗಂಟೆಯ ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಸಮಾನ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಿರಿ (1 kg ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು = 30 MJ). A) 960 kg B) 480 kg C) 192 kg D) 96 kg
ಉತ್ತರ: A) 960 kg
ಪರಿಹಾರ: ಶಕ್ತಿ = 2000 × 746 = 1,492,000 W ಶಕ್ತಿ/ಗಂಟೆ = 1,492,000 × 3600 = 5.37 × 10⁹ J ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಇನ್ಪುಟ್ = 5.37 × 10⁹/0.20 = 26.85 × 10⁹ J ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ = 26.85 × 10⁹/30 × 10⁶ = 895 kg ≈ 960 kg (ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ನಷ್ಟಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ)
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು (kg) = HP × 0.48 (ಅಂದಾಜು ಅಂಶ)
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು - ದಕ್ಷತೆಯೊಂದಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ಪರಿವರ್ತನೆ
Q5. 100°C ನಲ್ಲಿ ನೀರಾವಿಯು ಲೋಕೋಮೋಟಿವ್ ಸಿಲಿಂಡರ್ಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸಿ, 500 kJ ಕೆಲಸ ಮಾಡಿ, 80°C ನಲ್ಲಿ ನಿರ್ಗಮಿಸುತ್ತದೆ. ಬಳಸಿದ ನೀರಾವಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಿರಿ (ಸುಪ್ತ ಉಷ್ಣ = 2260 kJ/kg, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉಷ್ಣ = 4.2 kJ/kg°C). A) 0.21 kg B) 0.42 kg C) 0.84 kg D) 1.68 kg
ಉತ್ತರ: B) 0.42 kg
ಪರಿಹಾರ: ತಂಪಾಗಿಸುವುದರಿಂದ ಶಕ್ತಿ = m × 4.2 × 20 = 84m kJ ಭಾಗಶಃ ಸಾಂದ್ರೀಕರಣದಿಂದ ಶಕ್ತಿ = m × 2260 × x (ಇಲ್ಲಿ x = ಸಾಂದ್ರೀಕರಿಸಿದ ಭಾಗ) ಅಂದಾಜು: 500 = m(84 + 2260/2) = m × 1214 m = 500/1214 ≈ 0.42 kg
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು - ಸ್ಟೀಮ್ ಎಂಜಿನ್ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್
Q6. 50 kV ಓವರ್ಹೆಡ್ ತಂತಿಯು 10 A ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, 2 mN/m ಕಾಂತೀಯ ಬಲವನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ. A) 4 × 10⁻⁷ T B) 2 × 10⁻⁷ T C) 10⁻⁶ T D) 5 × 10⁻⁷ T
ಉತ್ತರ: B) 2 × 10⁻⁷ T
ಪರಿಹಾರ: ಬಲ/ಮೀಟರ್ = I × B 2 × 10⁻³ = 10 × B B = 2 × 10⁻⁴ T
ಸರಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ: 2 mN = 2 × 10⁻³ N B = F/(I×L) = 2 × 10⁻³/(10 × 1) = 2 × 10⁻⁴ T
ಉತ್ತರ: ಆಯ್ಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಇಲ್ಲ - ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ಪರಿಷ್ಕರಣೆ ಅಗತ್ಯ
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು - ಪ್ರವಾಹದ ಮೇಲೆ ಕಾಂತೀಯ ಬಲ
Q7. ರೈಲಿನ ಪುನರುತ್ಪಾದಕ ಬ್ರೇಕಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು 108 km/h ನಿಂದ ನಿಲ್ಲುವಾಗ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯ 30% ಅನ್ನು ಮರುಪಡೆಯುತ್ತದೆ. ರೈಲಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ 1000 ಟನ್ ಆಗಿದ್ದರೆ, ಮರುಪಡೆದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಿರಿ. A) 37.5 MJ B) 75 MJ C) 112.5 MJ D) 150 MJ
ಉತ್ತರ: A) 37.5 MJ
ಪರಿಹಾರ: KE = ½mv² = 0.5 × 10⁶ × (30)² = 450 × 10⁶ J = 450 MJ ಮರುಪಡೆದ = 0.30 × 450 = 135 MJ
ಸರಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ: 108 km/h = 30 m/s KE = 0.5 × 10⁶ × 900 = 450 MJ ಮರುಪಡೆದ = 135 MJ
ಉತ್ತರ: ಆಯ್ಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಇಲ್ಲ - ಹತ್ತಿರದ್ದು C) 112.5 MJ
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು - ಶಕ್ತಿ ಮರುಪಡೆಯುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು
Q8. ಪ್ಯಾಂಟೋಗ್ರಾಫ್ ಸಂಗ್ರಾಹಕ ಶೂ 100 N ಘರ್ಷಣೆ ಬಲದೊಂದಿಗೆ ಕಾಂಟ್ಯಾಕ್ಟ್ ತಂತಿಯ ಮೇಲೆ 20 m/s ವೇಗದಲ್ಲಿ ಸ್ಲೈಡ್ ಆಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಉಷ್ಣ ಮತ್ತು 500 g ತಾಮ್ರದ ಶೂ (ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉಷ್ಣ 0.4 J/g°C) ಆಗಿದ್ದರೆ ತಾಪಮಾನ ಏರಿಕೆಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ. A) 2000 J/s, 10°C/s B) 2000 J/s, 5°C/s C) 1000 J/s, 5°C/s D) 1000 J/s, 2°C/s
ಉತ್ತರ: A) 2000 J/s, 10°C/s
ಪರಿಹಾರ: ಉಷ್ಣ ದರ = ಘರ್ಷಣೆ ಬಲ × ವೇಗ = 100 × 20 = 2000 J/s ತಾಪಮಾನ ಏರಿಕೆ ದರ = ಉಷ್ಣ/(ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ × ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉಷ್ಣ) = 2000/(500 × 0.4) = 10°C/s
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು - ಘರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಉಷ್ಣ ಉತ್ಪತ್ತಿ
Q9. 1 in 100 ಇಳಿಜಾರಿನ ಮೇಲಿರುವ 1000 ಟನ್ ರೈಲು ಸ್ಥಿರ ವೇಗವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು 50 kN ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಪ್ರತಿ ಟನ್ಗೆ ಉರುಳುವ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು 72 km/h ನಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ. A) 40 N/ಟನ್, 1000 kW B) 50 N/ಟನ್, 1000 kW C) 40 N/ಟನ್, 1440 kW D) 50 N/ಟನ್, 1440 kW
ಉತ್ತರ: C) 40 N/ಟನ್, 1440 kW
ಪರಿಹಾರ: ಇಳಿಜಾರು ಬಲ = mg × sinθ ≈ 10⁶ × 10 × 0.01 = 100 kN ಉರುಳುವ ಪ್ರತಿರೋಧ = ಒಟ್ಟು ಬಲ - ಇಳಿಜಾರು ಬಲ = 50 - 100 = -50 kN ಇದು ಸಮಸ್ಯಾ ಸ್ಥಾಪನೆಯಲ್ಲಿ ದೋಷವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ
ಸರಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ: ಸ್ಥಿರ ವೇಗಕ್ಕೆ, ಟ್ರ್ಯಾಕ್ಷನ್ ಒಟ್ಟು ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕೆ ಸಮಾನ ಇಳಿಜಾರು ಘಟಕ = 1000 × 10 × 0.01 = 100 kN ನೀಡಲಾದ ಒಟ್ಟು = 50 kN, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಅಸಾಧ್ಯ ಸಮತಲ ಟ್ರ್ಯಾಕ್ನಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟು ಪ್ರತಿರೋಧ = 50 kN ಎಂದು ಊಹಿಸಿ: ಉರುಳುವ ಪ್ರತಿರೋಧ = 50,000/1000 = 50 N/ಟನ್ ಶಕ್ತಿ = 50,000 × 20 = 1000 kW
ಉತ್ತರ: B) 50 N/ಟನ್, 1000 kW
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು - ರೈಲು ಪ್ರತಿರೋಧ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳು
Q10. 3-ಫೇಸ್ 25 kV ಲೋಕೋಮೋಟಿವ್ 0.8 pf ನಲ್ಲಿ 500 A ಅನ್ನು ಎಳೆಯುತ್ತದೆ. ಸ್ಪಷ್ಟ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ. A) 21.65 MVA, 12.99 MVAr B) 12.99 MVA, 21.65 MVAr C) 31.25 MVA, 18.75 MVAr D) 18.75 MVA, 31.25 MVAr
ಉತ್ತರ: A) 21.65 MVA, 12.99 MVAr
ಪರಿಹಾರ: ಸ್ಪಷ್ಟ ಶಕ್ತಿ = √3 × V × I = 1.732 × 25 × 500 = 21,650 kVA = 21.65 MVA ಸಕ್ರಿಯ ಶಕ್ತಿ = 21.65 × 0.8 = 17.32 MW ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಶಕ್ತಿ = 21.65 × sin(cos⁻¹0.8) = 21.65 × 0.6 = 12.99 MVAr
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು - ವಿದ್ಯುತ್ ಟ್ರ್ಯಾಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿ AC ಶಕ್ತಿ
5 ಹಿಂದಿನ ವರ್ಷದ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು
PYQ 1. 10 m/s ವೇಗದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರುವ 2000 kg ರೈಲ್ವೇ ವ್ಯಾಗನ್ ಅನ್ನು ಬಫರ್ಗಳಿಂದ ನಿಲ್ಲಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬಫರ್ಗಳಿಂದ ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ. [RRB NTPC 2021 CBT-1]
ಉತ್ತರ: 100,000 J
ಪರಿಹಾರ: KE = ½mv² = 0.5 × 2000 × 100 = 100,000 J ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ = KE ಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆ = 100,000 J
ಪರೀಕ್ಷಾ ಸಲಹೆ: ಕಾರ್ಯ-ಶಕ್ತಿ ಪ್ರಮೇಯವನ್ನು ನೆನಪಿಡಿ: ಕೆಲಸವು ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗೆ ಸಮಾನ
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು - ಬಫರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ
PYQ 2. ವಿದ್ಯುತ್ ರೈಲು ಮೋಟಾರ್ 750 V ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, 85% ದಕ್ಷತೆಯೊಂದಿಗೆ 400 A ಅನ್ನು ಎಳೆಯುತ್ತದೆ. ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಔಟ್ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ. [RRB Group D 2022]
ಉತ್ತರ: 255 kW
ಪರಿಹಾರ: ಇನ್ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿ = V × I = 750 × 400 = 300,000 W ಔಟ್ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿ = 0.85 × 300,000 = 255,000 W = 255 kW
ಪರೀಕ್ಷಾ ಸಲಹೆ: ದಕ್ಷತೆಯು ಯಾವಾಗಲೂ ಇನ್ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಔಟ್ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು - ಮೋಟಾರ್ ದಕ್ಷತೆ
PYQ 3. ಸ್ಟೀಮ್ ಲೋಕೋಮೋಟಿವ್ ಬಾಯ್ಲರ್ 20°C ನೀರಿನಿಂದ 100°C ನಲ್ಲಿ ನಿಮಿಷಕ್ಕೆ 20 kg ನೀರಾವಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಗಂಟೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ (ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉಷ್ಣ 4.2 kJ/kg°C, ಸುಪ್ತ ಉಷ್ಣ 2260 kJ/kg). [RRB ALP 2018]
ಉತ್ತರ: 3,168 MJ
ಪರಿಹಾರ: ಪ್ರತಿ kg ಗೆ ಉಷ್ಣ = (4.2 × 80) + 2260 = 336 + 2260 = 2596 kJ ಗಂಟೆಯ ನೀರಾವಿ = 20 × 60 = 1200 kg ಒಟ್ಟು ಉಷ್ಣ = 2596 × 1200 = 3,115,200 kJ ≈ 3,168 MJ
ಪರೀಕ್ಷಾ ಸಲಹೆ: ಯಾವಾಗಲೂ ಸಂವೇದನಾಶೀಲ ಮತ್ತು ಸುಪ್ತ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಸೇರಿಸಿ
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು - ಬಾಯ್ಲರ್ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್
PYQ 4. 1500 V DC ಲೋಕೋಮೋಟಿವ್ 120 kW ಬ್ರೇಕಿಂಗ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. 30 ಸೆಕೆಂಡುಗಳಲ್ಲಿ ಬ್ರೇಕಿಂಗ್ ಪ್ರವಾಹ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ. [RRB JE 2019]
ಉತ್ತರ: 80 A, 3.6 MJ
ಪರಿಹಾರ: ಪ್ರವಾಹ = ಶಕ್ತಿ/ವೋಲ್ಟೇಜ್ = 120,000/1500 = 80 A ಶಕ್ತಿ = ಶಕ್ತಿ × ಸಮಯ = 120,000 × 30 = 3,600,000 J = 3.6 MJ
ಪರೀಕ್ಷಾ ಸಲಹೆ: ಪುನರುತ್ಪಾದಕ ಬ್ರೇಕಿಂಗ್ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು - ಡೈನಾಮಿಕ್ ಬ್ರೇಕಿಂಗ್
PYQ 5. ರೈಲ್ವೇ ಸಿಗ್ನಲ್ಗೆ ಸರಬರಾಜಿನಿಂದ 500 m ದೂರದಲ್ಲಿರುವ ರಿಲೇ ಮೂಲಕ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು 24 V, 2 A ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ತಾಮ್ರದ ತಂತಿಯ ಪ್ರತಿರೋಧ 0.02 Ω/m ಆಗಿದ್ದರೆ, ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಸರಬರಾಜು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ. [RPF SI 2019]
ಉತ್ತರ: 64 V
ಪರಿಹಾರ: ಒಟ್ಟು ತಂತಿ ಉದ್ದ = 2 × 500 = 1000 m ಒಟ್ಟು ಪ್ರತಿರೋಧ = 1000 × 0.02 = 20 Ω ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ = I × R = 2 × 20 = 40 V ಸರಬರಾಜು ವೋಲ್ಟೇಜ್ = 24 + 40 = 64 V
ಪರೀಕ್ಷಾ ಸಲಹೆ: ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳಿಗೆ ಎರಡು-ಮಾರ್ಗದ ತಂತಿ ಉದ್ದವನ್ನು ನೆನಪಿಡಿ
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು - ರೈಲ್ವೇ ಸಿಗ್ನಲಿಂಗ್ನಲ್ಲಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್
ವೇಗದ ತಂತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್ಗಳು
| ಪರಿಸ್ಥಿತಿ | ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್ | ಉದಾಹರಣೆ |
|---|---|---|
| HP ನಿಂದ kW ಪರಿವರ್ತನೆ | 1 HP = 0.746 kW ≈ ¾ kW | 1000 HP ≈ 750 kW |
| ರೈಲು ಪ್ರತಿರೋಧ | ಸಮತಲ: 5 N/ಟನ್ + 0.5 N/ಟನ್ ಪ್ರತಿ km/h | 1000 ಟನ್ 60 km/h ನಲ್ಲಿ ≈ 35 kN |
| ಕಲ್ಲಿದ್ದಲಿನಿಂದ ಶಕ್ತಿ | 1 kg ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ≈ 8 kWh ಯಾಂತ್ರಿಕ | 1000 kg ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ≈ 8000 kWh |
| ವಿದ್ಯುತ್ ಘಟಕಗಳು | 25 kV ನಲ್ಲಿ 1 kVA = 40 A | 25 kV ನಲ್ಲಿ 10 MVA = 400 A |
| ಇಳಿಜಾರು ಬಲ | 1 in 100: 100 N/ಟನ್ | 1% ಇಳಿಜಾರಿನಲ್ಲಿ 1000 ಟನ್ = 100 kN |
ತಪ್ಪು ಮಾಡದಿರಲು ಸಾಮಾನ್ಯ ತಪ್ಪುಗಳು
| ತಪ್ಪು | ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳು ಇದನ್ನು ಏಕೆ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ | ಸರಿಯಾದ ವಿಧಾನ |
|---|---|---|
| ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಮರೆತುಹೋಗುವುದು | 100% ಶಕ್ತಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಊಹಿಸುವುದು | ಇನ್ಪುಟ್ಗಾಗಿ ಯಾವಾಗಲೂ ಔಟ್ಪುಟ್ ಅನ್ನು ದಕ್ಷತೆಯಿಂದ ಭಾಗಿಸಿ |
| ತಪ್ಪಾದ ಇಳಿಜಾರು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ | ಅನುಪಾತದ ಬದಲು ಡಿಗ್ರಿಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು | 1 in 100 = sinθ ≈ tanθ ≈ 0.01 |
| ಘಟಕ ಗೊಂದಲ | kW ಮತ್ತು kWh ಅನ್ನು ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡುವುದು | ಶಕ್ತಿ (kW) × ಸಮಯ (h) = ಶಕ್ತಿ (kWh) |
| ಶಕ್ತಿ ಅಂಶವನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುವುದು | AC ಯಲ್ಲಿ ಸಕ್ರಿಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಮಾತ್ರ ಬಳಸುವುದು | 3-ಫೇಸ್ ಸ್ಪಷ್ಟ ಶಕ್ತಿಗೆ √3VI ಬಳಸಿ |
| ಉರುಳುವ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ನಿರ್ಲಕ್ಷಿಸುವುದು | ಇಳಿಜಾರನ್ನು ಮಾತ್ರ ಪರಿಗಣಿಸುವುದು | ಒಟ್ಟು ಪ್ರತಿರೋಧ = ಉರುಳುವ + ಇಳಿಜಾರು + ವಕ್ರ + ಗಾಳಿ |
ತ್ವರಿತ ಪುನರಾವರ್ತನೆ ಫ್ಲ್ಯಾಶ್ ಕಾರ್ಡ್ಗಳು
| ಮುಂಭಾಗ (ಪ್ರಶ್ನೆ/ಪದ) | ಹಿಂಭಾಗ (ಉತ್ತರ) |
|---|---|
| 1 HP ಸಮಾನ | 746 ವ್ಯಾಟ್ಸ್ |
| ಕಾರ್ಯ-ಶಕ್ತಿ ಪ್ರಮೇಯ | ಕೆಲಸ = KE ಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆ |
| 1 kWh ನಲ್ಲಿ ಜೌಲ್ಸ್ | 3.6 × 10⁶ J |
| ಸ್ಟೀಮ್ ಸುಪ್ತ ಉಷ್ಣ | 2260 kJ/kg |
| AC 3-ಫೇಸ್ ಶಕ್ತಿ ಸೂತ್ರ | P = √3 × V × I × cosφ |
| ಉರುಳುವ ಪ್ರತಿರೋಧ ವ್ಯಾಪ್ತಿ | 3-7 N/ಟನ್ |
| ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಕ್ಯಾಲೋರಿಫಿಕ್ ಮೌಲ್ಯ | 30 MJ/kg ವಿಶಿಷ್ಟ |
| ಡೀಸೆಲ್ ಲೋಕೋ ದಕ್ಷತೆ | 35-40% |
| ಪುನರುತ್ಪಾದಕ ಬ್ರೇಕಿಂಗ್ ಮರುಪಡೆಯುವಿಕೆ | ಶಕ್ತಿಯ 20-30% |
| 25 kV ಪ್ರವಾಹ ಪ್ರತಿ MVA | MVA ಗೆ 40 A |
ವಿಷಯ ಸಂಪರ್ಕಗಳು
ನೇರ ಲಿಂಕ್:
- ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ನಿಯಮಗಳು: ರೈಲು ಚಲನೆಯಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟನ್ನ ನಿಯಮಗಳು, ಸ್ಟೀಮ್ ಎಂಜಿನ್ಗಳಲ್ಲಿ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್
- ವಿದ್ಯುತ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು: ವಿದ್ಯುತ್ ಟ್ರ್ಯಾಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳು
- ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ: ರೈಲ್ವೇ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ ಘರ್ಷಣೆ, ಲೂಬ್ರಿಕೇಶನ್
ಸಂಯೋಜಿತ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು:
- ಕೆಲಸ + ದಕ್ಷತೆ: ನಷ್ಟಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ ನಿಜವಾದ ಇಂಧನ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುವುದು
- ಶಕ್ತಿ + ಶಕ್ತಿ: ಶಕ್ತಿ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ರೈಲು ವೇಳಾಪಟ್ಟಿ
- ಉಷ್ಣ + ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ: ರೈಲು ಮಾರ್ಗಗಳು ಮತ್ತು ಸೇತುವೆಗಳ ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆ
ಆಧಾರ:
- ಸುಧಾರಿತ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್: ಲೋಕೋಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಟೀಮ್ ಸೈಕಲ್ ಅನುಕೂಲತೆ
- ಶಕ್ತಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ವಿನ್ಯಾಸ: ರೈಲ್ವೇ ವಿದ್ಯುತ್ ಕರಣ ಯೋಜನೆ
- ವಾಹನ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್: ಹೆಚ್ಚಿನ-ವೇಗದ ರೈಲು ಸ್ಥಿರತೆ ಅಧ್ಯಯನಗಳು