## GUJARAT TECHNOLOGICAL UNIVERSITY ## DIPLOMA IN ENGINEERING - SEMESTER - III EXAMINATION - WINTER 2025 Subject Code: DI03000081 Date: 04-12-2025 Subject Name: Electrical Machines - I Time: 10:30 AM TO 01:00 PM Total Marks: 70 | Time: 10:30 AM TO 01:00 PM | Time: 10:30 AM TO 01:00 PM | Total Marks: 70 | Total Marks: 70 | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|-------------------| | Instructions: | Instructions: | Instructions: | | | 1. Attempt all questions. | 1. Attempt all questions. | 1. Attempt all questions. | | | 2. Make Suitable assumptions wherever necessary. 3. Figures to the right indicate full marks. 4. Use of simple calculators and non-programmable scientific calculators are permitted. 5. English version is authentic. | 2. Make Suitable assumptions wherever necessary. 3. Figures to the right indicate full marks. 4. Use of simple calculators and non-programmable scientific calculators are permitted. 5. English version is authentic. | 2. Make Suitable assumptions wherever necessary. 3. Figures to the right indicate full marks. 4. Use of simple calculators and non-programmable scientific calculators are permitted. 5. English version is authentic. | | | Q.1 | (a) Define following:- (1) Mutual Induction (2) Voltage Transformation Ratio (3) All day efficiency | 03 | | | | ( અ ) નીચે મુજબ GLYPH યાGLYPHયાિયત કરો :- (1) GLYPHયુGLYPHયુઅલ ઇGLYPHડGLYPHશન (2) વોGLYPHટેજ ટGLYPH ાGLYPHસફોમ!શન રે િશયો (3) આખા $દવસની કાય&'મતા | ૦૩ | | | | (b) Explain the need of starter and significance of back emf in dc motors. | | 04 | | | ( બ ) | ડીસી મોટસ&માં +ટાટ&રની જ,$રયાત અને બેક ઇએમએફનું મહ/વ સમ0વો. | ૦૪ | | | (c) | Explain direct loading test with circuit diagram, advantages and disadvantages. | 07 | | | ( ક ) | સ3કટ ડાયા4ામ , ફાયદા અને ગેરફાયદા સાથે ડાયરેGLYPHટ લો7ડગ ટે +ટ સમ0વો. | ૦૭ | | | OR | | | | | (c) | Explain open circuit (OC) and short circuit (SC) test with circuit diagram. | 07 | | | ( ક ) | સ3કટ ડાયા4ામ સાથે ઓપન સ3કટ (OC) અને શોટ& સ3કટ (SC) ટે +ટ સમ0વો. | ૦૭ | | Q.2 | (a) | Draw equivalent circuit of dc series, shunt and long shunt compound generators. | 03 | | | ( અ ) | ડીસી સીરીઝ , શંટ અને લ<ગ શંટ કGLYPHપાઉGLYPHડ જનરેટરની સ3કટ દોરો. | ૦૩ | | | (b) | Draw and explain the magnetizing characteristic of dc generator. | 04 | | | ( બ ) | ડીસી જનરેટરની ચુંબકીય લા'િણકતા દોરો અને સમ0વો. | ૦૪ | | | (c) Derive emf equation of dc generator and apply it to calculate induced emf in a 4 pole, lap wound dc generator having 1000 armature conductor, flux per pole of 10 mWb and running at 1200 RPM. | | 07 | | | ( ક ) | ડીસી જનરેટરનું ઇએમએફ સમીકરણ મેળવો અને તેને 4 પોલ , લેપ વાઉGLYPHડ ડીસી જનરેટરમાં @ે$રત ઇએમએફની ગણતરી કરવા માટે લાગુ કરો જેમાં 1000 આમ!ચર કં ડGLYPHટર , 10 mWb @￵ત પોલ BલGLYPHસ છે , અને 1200 RPM પર ચાલતું હોય. | ૦૭ | | | OR | | | | | (a) Define following:- (1) Law of energy conservation (2) Faraday's law of electromagnetic induction (3) Fleming's right hand rule. | | 03 | | | ( અ ) | નીચે મુજબ GLYPH યાGLYPHયાિયત કરો :- (1) ઊ0& સંર'ણનો િનયમ (2) ફે રાડ ે નો ઇલેGLYPHટ GLYPHોમેEે$ટક ઇGLYPHડGLYPHશનનો િનયમ (3) Bલે￴મગનો જમણા હાથનો િનયમ. | ૦૩ | |-----|---------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|------| | | (b) | Draw and explain internal and external characteristics of dc series generator. | 04 | | | ( બ ) | ડીસી સીરીઝ જનરેટરની આંત$રક અને બાG લા'િણકતાઓ દોરો અને સમ0વો. | ૦૪ | | | (c) | The resistance of the armature, series field and shunt field of a 500 V short shunt generator are 0.08 Ω, 0.03 Ω and 200 Ω respectively. Generator supplies the load of 20 kW. Calculate the generated emf assuming the brush drop of 1 V per brush. | 07 | | | ( ક ) | 500 V શોટ& શંટ જનરેટરના આમ!ચર , સરીઝ િફGLYPHડ અને શંટ િફGLYPHડનો @￵તકાર અનુIમે 0.08 Ω, 0.03 Ω અને 200 Ω છે. જનરેટર 20 kW નો લોડ પૂરો પાડે છે. @￵ત Kશ 1 V ના Kશ ડGLYPHોપને ધારીને ઉ/પM થયેલ emf ની ગણતરી કરો. | ૦૭ | | Q.3 | (a) | List various applications of dc series, shunt and compound motors. | 03 | | | ( અ ) | ડીસી Nેણી , શંટ અને કGLYPHપાઉGLYPHડ મોટસ&ના િવિવધ ઉપયોગોની યાદી બનાવો. | ૦૩ | | | (b) | Draw and explain starting and running characteristic of dc dc shunt motor. | 04 | | | ( બ ) | ડીસી શંટ મોટરની શ,આત અને ચાલવાની લા'િણકતા દોરો અને સમ0વો. | ૦૪ | | | (c) | Derive the torque equation and apply it to calculate torque developed in 220 V, 4 - pole, dc shunt motor with flux per pole 15 mWb, 1800 wave connected armature conductors and 50 A armature current. Calculate developed torque in Nm. | 07 | | | ( ક ) | ટોક& સમીકરણ મેળવો અને તેને 220 V, 4 - પોલ , dc શંટ મોટરમાં ઉ/પM ટોક& ની ગણતરી કરવા માટે લાગુ કરો જેમાં પોલ દીઠ BલGLYPHસ 15 mWb, 1800 વેવ કનેGLYPHટેડ આમ!ચર કં ડGLYPHટર અને 50 A આમ!ચર કરં ટ હોય. ઉ/પM ટોક& ની ગણતરી Nm માં કરો. | ૦૭ | | | OR | OR | OR | | | (a) | Draw the power stages of dc motor and list various losses occurring in dc motor. | 03 | | | ( અ ) | ડીસી મોટરના પાવર +ટેજ દોરો અને ડીસી મોટરમાં થતા િવિવધ નુકસાનની યાદી બનાવો. | ૦૩ | | | (b) | Draw and explain construction of 3 point starter. | 04 | | | ( બ ) | ૩ પોઈGLYPHટ +ટાટ&રનું બાંધકામ દોરો અને સમ0વો. | ૦૪ | | | (c) | The resistance of field winding and armature winding of a 400 V, 6 - pole, dc shunt motor are 400 Ω and 0.1 Ω respectively. Calculate the developed torque when the motor runs at 800 rpm and takes line current of 70 A. Calculate developed torque in Nm and kgm. | 07 | | | ( ક ) | 400 V, 6 - પોલ , dc શંટ મોટરના િફGLYPHડ િવ7GLYPHડગ અને આમ!ચર િવ7GLYPHડગનો અવરોધ અનુIમે 400 Ω અને 0.1 Ω છે. Qયારે મોટર 800 rpm પર ચાલે છે અને 70 A નો લાઇન કરં ટ લે છે /યારે ઉ/પM ટોક& ની ગણતરી કરો. Nm અને kgm માં ઉ/પM ટોક& ની ગણતરી કરો. | ૦૭ | | Q.4 | (a) | Draw the vector diagram of single phase transformer on lagging power factor load. | 03 | | | ( અ ) | લે￴ગગ પાવર ફે GLYPHટર લોડ પર ￸સગલ ફે ઝ ટGLYPH ાGLYPHસફોમ&રનો વેGLYPHટર ડાયા4ામ દોરો. | ૦૩ | | | (b) | Draw and explain construction and working on load of core type transformer. | 04 | | | ( બ ) | કોર @કારના ટGLYPH ાGLYPHસફોમ&રના બાંધકામ અને લોડ પર કામ દોરો અને સમ0વો. | ૦૪ | | | (c) | Derive the emf equation of single phase transformer and apply it to calculate emf induced in secondary winding of a transformer if number of turns in secondary winding is 1000, maximum flux density is 5.63 mWb, and frequency of supply is 50 Hz. | 07 | |-------|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|------| | ( ક ) | ￸સગલ ફે ઝ ટGLYPH ાGLYPHસફોમ&રનું emf સમીકરણ મેળવો અને S સેકGLYPHડરી િવ7GLYPHડગમાં વળાંકની સંGLYPHયા 1000 હોય , મહTમ BલGLYPHસ ડે િGLYPHસટી 5.63 mWb હોય , અને સUલાયની આવત&ન 50 Hz હોય તો તેને ટGLYPH ાGLYPHસફોમ&રના સેકGLYPHડરી િવ7GLYPHડગમાં @ે$રત emf ની ગણતરી કરવા માટે લાગુ કરો. | ૦૭ | | | | | OR | | | (a) | Define leakage reactance and draw equivalent circuit of single phase transformer with referred to primary side. | 03 | | | ( અ ) | $રએGLYPHટGLYPHસ GLYPH યાGLYPHયાિયત કરો અને ￸સગલ ફે ઝ ટGLYPH ાGLYPHસફોમ&રનું સમક' સ3કટ @ાથ￵મક | િલકેજ બાજુ સાપે'ે દોરો. | ૦૩ | | (b) | | Explain construction and working of auto transformer. | 04 | | ( બ ) | ઓટો ટGLYPH ાGLYPHસફોમ&રની રચના અને કાય& | સમ0વો. | ૦૪ | | (c) | | Derive the condition for maximum efficiency in single phase transformer. | 07 | | | ( ક ) | ￸સગલ ફે ઝ ટGLYPH ાGLYPHસફોમ&રમાં મહTમ કાય&'મતા માટે િ+થ￵ત મેળવો. | ૦૭ | | Q.5 | (a) | Draw connection and vector diagram for connection Dd6. | 03 | | ( અ | ) | Dd6 કનેGLYPHશન માટે કનેGLYPHશન અને વેGLYPHટર ડાયા4ામ દોરો. | ૦૩ | | (b) | | Compare the bank of three single phase transformer with single three phase transformer. | 04 | | ( બ ) | | Vણ ￸સગલ ફે ઝ ટGLYPH ાGLYPHસફોમ&રના બWકની સરખામણી ￸સગલ Xી ફે ઝ ટGLYPH ાGLYPHસફોમ&ર સાથે કરો. | ૦૪ | | | (c) | Justify the criteria for selection of cooling method for three phase transformer and explain any one cooling method. | 07 | | ( ક | ) Vણ તબYાના ટGLYPH ાGLYPHસફોમ&ર માટે ઠં ડક પZ￵તની પસંદગી માટેના માપદંડોને યો[ય ઠે રવો | અને કોઈપણ એક ઠં ડક પZ￵ત સમ0વો. | ૦૭ | | | | OR | | | (a) | | Draw the connection and vector diagram for connection Yy0. | 03 | | ( અ | ) | Yy0 કનેGLYPHશન માટે કનેGLYPHશન અને વેGLYPHટર ડાયા4ામ દોરો. | ૦૩ | | (b) | | Explain the needs and conditions for parallel operation of three phase transformer. | 04 | | | ( બ ) | Vણ તબYાના ટGLYPH ાGLYPHસફોમ&રના સમાંતર સંચાલન માટેની જ,$રયાતો અને શરતો સમ0વો. | ૦૪ | | | (c) | Justify the criteria for selection of distribution and power transformer. | 07 | | | ( ક ) | િવતરણ અને પાવર ટGLYPH ાGLYPHસફોમ&રની પસંદગી માટેના માપદંડોને યો[ય ઠે રવો. | ૦૭ |