இயற்பியல் மின்சாரம் காந்தவியல்

முக்கிய கருத்துக்கள் & சூத்திரங்கள்

# கருத்து சுருக்கமான விளக்கம்
1 ஓம் விதி V = IR: மின்னழுத்தம் மின்னோட்டத்தையும் மின்தடையையும் பெருக்கினால் கிடைக்கும். நீர் அழுத்தம் (V), ஓட்டம் (I), மற்றும் குழாய் உராய்வு (R) போன்றது.
2 திறன் சூத்திரம் P = VI = I²R = V²/R: ஆற்றல் நுகர்வு வீதம். 220V இல் 100W பல்பு 0.45A மின்னோட்டத்தை எடுக்கும்.
3 தொடர் மின்தடை R_total = R₁ + R₂ + R₃: மின்தடைகள் தொடர்ச்சியான போக்குவரத்து நெரிசல் போன்று கூட்டப்படும்.
4 இணை மின்தடை 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃: அதிக பாதைகள் = குறைந்த மொத்த மின்தடை.
5 வலது கை விதி மின்காந்தவியலுக்கு: கட்டைவிரல் = மின்னோட்ட திசை, விரல்கள் = காந்தப்புல சுருள். ரயில் மோட்டார் சுழற்சியை தீர்மானிக்கிறது.
6 மின்மாற்றி சூத்திரம் V₁/V₂ = N₁/N₂: மின்னழுத்த விகிதம் சுருள் திருப்பங்களின் விகிதத்திற்கு சமம். ரயில் நிலையங்கள் 25kV ஐ 220V க்கு குறைக்க மின்மாற்றிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.
7 பாரடே விதி EMF = -N(ΔΦ/Δt): காந்தப் பாய்வு மாற்ற விகிதம் மின்னழுத்தத்தைத் தூண்டுகிறது. ரயில் சமிக்ஞைகள் ரயில் இருப்பை எவ்வாறு கண்டறிகின்றன.

10 பயிற்சி பலதேர்வு கேள்விகள்

Q1. ஒரு ரயில் சமிக்ஞை பல்பு 220V இல் இயங்கி 0.5A மின்னோட்டத்தை எடுக்கிறது. அதன் மின்தடை என்ன? A) 110Ω B) 440Ω C) 1100Ω D) 220Ω

விடை: B) 440Ω

தீர்வு: ஓம் விதியைப் பயன்படுத்துதல்: R = V/I R = 220V ÷ 0.5A = 440Ω

குறுக்குவழி: 220V ÷ 0.5 = 440 என நினைவில் கொள்ளவும் (220 இன் இரு மடங்கு)

கருத்து: இயற்பியல் மின்சாரம் காந்தவியல் - ஓம் விதியின் பயன்பாடு

Q2. ஒரு ரயிலின் முன் விளக்கு 4Ω மின்தடையையும் 5A மின்னோட்டத்தையும் எடுக்கிறது. அதற்கு என்ன மின்னழுத்தம் தேவை? A) 9V B) 20V C) 1.25V D) 0.8V

விடை: B) 20V

தீர்வு: V = IR = 5A × 4Ω = 20V

குறுக்குவழி: V = IR (நேரடி பெருக்கல்)

கருத்து: இயற்பியல் மின்சாரம் காந்தவியல் - ஓம் விதி (மின்னழுத்தத்தைக் கண்டறிதல்)

Q3. இரண்டு 10Ω மின்தடையங்கள் ஒரு 20V பேட்டரியில் தொடரிணைப்பில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. மின்னோட்டம் என்ன? A) 1A B) 2A C) 0.5A D) 4A

விடை: A) 1A

தீர்வு: தொடர் மின்தடை: R_total = 10Ω + 10Ω = 20Ω மின்னோட்டம்: I = V/R = 20V ÷ 20Ω = 1A

குறுக்குவழி: தொடரில் சம மின்தடையங்கள்: R_total = 2R, எனவே I = V/2R

கருத்து: இயற்பியல் மின்சாரம் காந்தவியல் - தொடர் சுற்றுகள்

Q4. ஒரு ரயில் மின்மாற்றியில் 1000 முதன்மை திருப்பங்களும் 100 இரண்டாம்நிலை திருப்பங்களும் உள்ளன. உள்ளீடு 2200V எனில், வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் என்ன? A) 220V B) 22V C) 22000V D) 110V

விடை: A) 220V

தீர்வு: மின்மாற்றி சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்துதல்: V₂/V₁ = N₂/N₁ V₂ = V₁ × (N₂/N₁) = 2200V × (100/1000) = 220V

குறுக்குவழி: திருப்ப விகிதம் 10:1 என்பது மின்னழுத்த விகிதம் 10:1 என்று பொருள் (10 ஆல் குறைக்கப்பட்டது)

கருத்து: இயற்பியல் மின்சாரம் காந்தவியல் - மின்மாற்றி கொள்கை

Q5. ஒரு 100W ரயில் நடைமேடை வெப்பமூட்டி 220V இல் இயங்குகிறது. அது எவ்வளவு மின்னோட்டத்தை எடுக்கும்? A) 0.45A B) 2.2A C) 4.5A D) 22A

விடை: A) 0.45A

தீர்வு: P = VI ஐப் பயன்படுத்தி, I = P/V = 100W ÷ 220V = 0.45A

குறுக்குவழி: 220V இல் 100W ≈ 0.5A (சற்று குறைவாக)

கருத்து: இயற்பியல் மின்சாரம் காந்தவியல் - திறன் கணக்கீடு

Q6. மூன்று மின்தடையங்கள் (2Ω, 4Ω, 6Ω) இணையிணைப்பில் உள்ளன. அவற்றின் சமான மின்தடை என்ன? A) 12Ω B) 1.09Ω C) 0.92Ω D) 3Ω

விடை: B) 1.09Ω

தீர்வு: 1/R = 1/2 + 1/4 + 1/6 = 6/12 + 3/12 + 2/12 = 11/12 R = 12/11 = 1.09Ω

குறுக்குவழி: 3 இணை மின்தடையங்களுக்கு: R_eq < சிறிய மின்தடை (2Ω)

கருத்து: இயற்பியல் மின்சாரம் காந்தவியல் - இணை மின்தடை

Q7. ஒரு ரயிலின் மோட்டார் 200V இல் 2kW திறனை உருவாக்குகிறது. திறமை 80% எனில், என்ன உள்ளீட்டு திறன் தேவை? A) 1.6kW B) 2.5kW C) 2kW D) 1.5kW

விடை: B) 2.5kW

தீர்வு: வெளியீட்டு திறன் = 2kW = 2000W திறமை = வெளியீடு/உள்ளீடு = 0.8 உள்ளீடு = வெளியீடு/0.8 = 2000W ÷ 0.8 = 2500W = 2.5kW

குறுக்குவழி: உள்ளீடு = வெளியீடு ÷ திறமை (எப்போதும் வெளியீட்டை விட அதிகம்)

கருத்து: இயற்பியல் மின்சாரம் காந்தவியல் - திறன் மற்றும் திறமை

Q8. 100m நீளமும் 2mm² குறுக்குவெட்டுப் பரப்பும் கொண்ட ஒரு செப்புக் கம்பியின் (ρ = 1.7×10⁻⁸ Ωm) மின்தடை என்ன? A) 0.85Ω B) 8.5Ω C) 0.085Ω D) 85Ω

விடை: A) 0.85Ω

தீர்வு: R = ρL/A ஐப் பயன்படுத்துதல் A = 2mm² = 2×10⁻⁶ m² R = (1.7×10⁻⁸ × 100) ÷ (2×10⁻⁶) = 0.85Ω

குறுக்குவழி: 1.7×100÷2 = 85 எனக் கணக்கிட்டு, பின்னர் அடுக்குகளைச் சரிசெய்யவும்: 10⁻⁸÷10⁻⁶ = 10⁻²

கருத்து: இயற்பியல் மின்சாரம் காந்தவியல் - கம்பியின் மின்தடை

Q9. ஒரு ரயில் மின்மாற்றி 25kV ஐ 250V க்குக் குறைக்கிறது. இரண்டாம்நிலை மின்னோட்டம் 100A எனில், முதன்மை மின்னோட்டம் என்ன? (100% திறமை எனக் கொள்க) A) 1A B) 10A C) 0.1A D) 100A

விடை: A) 1A

தீர்வு: உள்ளீட்டு திறன் = வெளியீட்டு திறன் V₁I₁ = V₂I₂ 25000V × I₁ = 250V × 100A I₁ = (250 × 100) ÷ 25000 = 1A

குறுக்குவழி: மின்னழுத்த விகிதம் 100:1 என்பது மின்னோட்ட விகிதம் 1:100 என்று பொருள் (தலைகீழ்)

கருத்து: இயற்பியல் மின்சாரம் காந்தவியல் - மின்மாற்றி மின்னோட்ட உறவு

Q10. 200 திருப்பங்கள் கொண்ட ஒரு சுருளின் வழியே 0.5Wb காந்தப் பாய்வு 0.1s இல் பூஜ்ஜியமாகக் குறைகிறது. என்ன EMF தூண்டப்படுகிறது? A) 1000V B) 100V C) 10V D) 10000V

விடை: A) 1000V

தீர்வு: பாரடே விதியைப் பயன்படுத்துதல்: EMF = -N(ΔΦ/Δt) EMF = 200 × (0.5Wb ÷ 0.1s) = 200 × 5 = 1000V

குறுக்குவழி: N × (ΔΦ/Δt) அளவைத் தரும்

கருத்து: இயற்பியல் மின்சாரம் காந்தவியல் - மின்காந்தத் தூண்டல்

5 முந்தைய ஆண்டு கேள்விகள்

PYQ 1. 40W-220V மற்றும் 60W-220V எனக் குறிக்கப்பட்ட இரண்டு மின்சார பல்புகள் 220V மின்சார விநியோகத்தில் தொடரிணைப்பில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. எந்த பல்பு அதிக பிரகாசத்துடன் ஒளிரும்? RRB NTPC 2021 CBT-1

விடை: 40W பல்பு அதிக பிரகாசத்துடன் ஒளிரும்

தீர்வு: முதலில் மின்தடைகளைக் கண்டறியவும்: R = V²/P 40W பல்பு: R₁ = 220²/40 = 1210Ω 60W பல்பு: R₂ = 220²/60 = 807Ω

தொடரிணைப்பில், மின்னோட்டம் ஒன்றுதான். திறன் = I²R R₁ > R₂ என்பதால், ஒரே மின்னோட்டம் பாயும்போது P₁ > P₂

தேர்வு உதவி: அதிக வாட் பல்புகள் குறைந்த மின்தடையைக் கொண்டிருக்கும். தொடரிணைப்பில், அதிக மின்தடை அதிக திறனைப் பெறும்.

PYQ 2. ஒரு ரயிலின் மின்சார மோட்டார் 440V இல் 50A ஐ எடுக்கிறது. மின்சாரம் ஓரலகுக்கு ₹6 செலவாகும் எனில், 8 மணி நேரம் இயக்குவதற்கான செலவு என்ன? RRB Group D 2022

விடை: ₹1056

தீர்வு: திறன் = VI = 440 × 50 = 22000W = 22kW ஆற்றல் = திறன் × நேரம் = 22kW × 8h = 176kWh = 176 அலகுகள் செலவு = 176 × ₹6 = ₹1056

தேர்வு உதவி: 1 அலகு = 1kWh. திறனை எப்போதும் kW ஆகவும் நேரத்தை மணி நேரமாகவும் மாற்றவும்.

PYQ 3. ஒரு குறைமின்னழுத்த மின்மாற்றியில், முதன்மைச் சுருளில் உள்ள திருப்பங்களின் எண்ணிக்கை _______ இரண்டாம்நிலைச் சுருளில் உள்ள திருப்பங்களின் எண்ணிக்கையை விட. RRB ALP 2018

விடை: அதிகமாகும்

தீர்வு: குறைமின்னழுத்த மின்மாற்றிகள் மின்னழுத்தத்தைக் குறைக்கின்றன, எனவே N₁/N₂ = V₁/V₂ > 1 எனவே, N₁ > N₂

தேர்வு உதவி: குறைமின்னழுத்த: அதிக முதன்மை திருப்பங்கள். உயர்மின்னழுத்த: அதிக இரண்டாம்நிலை திருப்பங்கள்.

PYQ 4. ஒரு ரயில் கேபிளின் மின்தடை கிமீக்கு 0.5Ω ஆகும். 20கிமீ கேபிளின் மின்தடை என்ன? RRB JE 2019

விடை: 10Ω

தீர்வு: மொத்த மின்தடை = கிமீக்கு மின்தடை × நீளம் = 0.5Ω/km × 20km = 10Ω

தேர்வு உதவி: ரயில் சிக்கல்கள் பெரும்பாலும் அலகுக்கான மதிப்புகளைப் பயன்படுத்தும். உண்மையான அளவு மூலம் பெருக்கவும்.

PYQ 5. மின்னோட்டத்தைச் சுமந்து செல்லும் ஒரு நீண்ட நேரான சோலனாய்டின் உள்ளே உள்ள காந்தப்புலம்: RPF SI 2019

விடை: சீரானது மற்றும் அச்சுக்கு இணையானது

தீர்வு: ஒரு நீண்ட சோலனாய்டின் உள்ளே, காந்தப்புலக் கோடுகள் இணையாகவும் சம இடைவெளியிலும் உள்ளன, இது சீரான புலத்தை உருவாக்குகிறது

தேர்வு உதவி: சோலனாய்டு புல முறையை நினைவில் கொள்ளவும்: உள்ளே சீரானது, வெளியே காந்தக்கோலுக்கு ஒத்தது.

வேக தந்திரங்கள் & குறுக்குவழிகள்

சூழ்நிலை குறுக்குவழி எடுத்துக்காட்டு
தொடரில் சம மின்தடையங்கள் R_total = n × R தொடரில் மூன்று 6Ω: 18Ω
இணையில் சம மின்தடையங்கள் R_total = R/n இணையில் நான்கு 8Ω: 2Ω
வெவ்வேறு மின்னழுத்தத்தில் திறன் P₂/P₁ = (V₂/V₁)² 110V இல் 100W பல்பு 25W தரும்
மின்மாற்றி மின்னோட்ட விகிதம் I₁/I₂ = V₂/V₁ 1000V:100V மின்மாற்றி, 10A இரண்டாம்நிலை = 1A முதன்மை
கம்பி மின்தடை அளவிடல் R ∝ L/A இரட்டிப்பு நீளம், பாதி பரப்பு = 4× மின்தடை

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

தவறு மாணவர்கள் ஏன் இதைச் செய்கிறார்கள் சரியான அணுகுமுறை
தொடர்/இணை சூத்திரங்களை குழப்புதல் சுற்று பகுப்பாய்வில் அவசரப்படுதல் நினைவில் கொள்ளுங்கள்: தொடர் நேரடியாகக் கூட்டுகிறது, இணை எதிர்மறைகளைக் கூட்டுகிறது
மின்மாற்றி திறன் பாதுகாப்பை மறத்தல் இரண்டு சுருள்களிலும் மின்னோட்டம் ஒன்றே என்று கருதுதல் உன்னத மின்மாற்றிகளுக்கு எப்போதும் V₁I₁ = V₂I₂ ஐப் பயன்படுத்தவும்
உயர்மின்னழுத்த/குறைமின்னழுத்த ஆகியவற்றை குழப்புதல் மின்னழுத்த விகிதத்தை சரிபார்க்காமல் இருப்பது குறைமின்னழுத்த: V_out < V_in, உயர்மின்னழுத்த: V_out > V_in
திறன் கணக்கீடுகளில் தவறான அலகு மாற்றம் மணி நேரத்துடன் வாட்களைப் பயன்படுத்துதல் kWh (அலகுகள்) இல் ஆற்றலுக்கு kW ஆக மாற்றவும்
திறன் சிக்கல்களில் திறமையைப் புறக்கணித்தல் 100% திறமை என்று கருதுதல் உள்ளீட்டு திறன் = வெளியீட்டு திறன் ÷ திறமை

விரைவு மீள்பார்வை ஃபிளாஷ் கார்டுகள்

முன் பக்கம் (கேள்வி/சொல்) பின் பக்கம் (விடை)
ஓம் விதி சூத்திரம் V = IR
திறன் சூத்திரங்கள் (3 வடிவங்கள்) P = VI = I²R = V²/R
தொடர் மின்தடை சூத்திரம் R_total = R₁ + R₂ + R₃…
இணை மின்தடை சூத்திரம் 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃…
மின்மாற்றி சூத்திரம் V₁/V₂ = N₁/N₂
வலது கை விதியின் நோக்கம் மின்னோட்டத்தைச் சுற்றியுள்ள காந்தப்புல திசையை தீர்மானிக்கிறது
பாரடே விதி EMF = -N(ΔΦ/Δt)
மின்தடையின் அலகு ஓம் (Ω)
திறனின் அலகு வாட் (W)
ரயில் மேல்நிலை மின்னழுத்தம் 25kV AC

பாட இணைப்புகள்

  • நேரடி இணைப்பு: மின்சார வெப்பமூட்டல் (ரயில் பெட்டிகள்), மின்காந்தத் தூண்டல் (பாதை சுற்றுகள்), மின்சார மோட்டார்கள் (லோகோமோட்டிவ்கள்)
  • இணைந்த கேள்விகள்: மின்சாரம் + இயக்கம் (மின்சார ரயில்கள்), காந்தவியல் + விசை (மோட்டார் கொள்கை), ஆற்றல் + செலவு (மின்சார பில்)
  • அடித்தளம்: AC சுற்றுகள் (மேம்பட்ட), மின்காந்த அலைகள் (தொடர்பு அமைப்புகள்), திறன் பரிமாற்றம் (கிரிட் அமைப்புகள்)