समान त्रिज्या वाले ठोस कंडक्टर की तुलना में, स्ट्रैंडेड (बहु-तार) कंडक्टर पर कोरोना कम वोल्टेज पर दिखाई देता ह

Question

समान त्रिज्या वाले ठोस कंडक्टर की तुलना में, स्ट्रैंडेड (बहु-तार) कंडक्टर पर कोरोना कम वोल्टेज पर दिखाई देता है, क्योंकि स्ट्रैंडिंग

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C: कंडक्टर की धुरी के लंबवत तल पर तिरछे अनुभाग उत्पन्न करती है

Explanation & Concepts:
कोरोना की शुरुआत तब होती है जब सतह की विद्युत क्षेत्र तीव्रता हवा की परावैद्युत क्षमता (dielectric strength) से अधिक हो जाती है। स्ट्रैंडेड कंडक्टर अलग-अलग तारों से बने होते हैं जो एक असमान सतह बनाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप समान कुल त्रिज्या वाले पूर्णतः चिकने ठोस कंडक्टर की तुलना में स्थानीय विद्युत क्षेत्र तीव्रता अधिक होती है।

Working Principle: एक स्ट्रैंडेड कंडक्टर में, बाहरी सतह पूर्णतः बेलनाकार नहीं होती बल्कि अनुप्रस्थ तल (cross-sectional plane) के सापेक्ष तिरछे अनुभागों की एक श्रृंखला प्रस्तुत करती है। यह अनियमित सतह ज्यामिति विद्युत फ्लक्स लाइनों को केंद्रित करती है, जिससे स्थानीय सतह विभव प्रवणता (E), चिकनी ठोस सतह की तुलना में क्रांतिक विघटनकारी वोल्टेज ($V_c$) से ऊपर जल्दी पहुंच जाती है।

Key Formulas: $E = \frac{V}{r \ln(D/r)}$ — कंडक्टर की सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता; $V_c = g_0 \cdot m \cdot \delta \cdot r \cdot \ln(\frac{D}{r})$ — क्रांतिक विघटनकारी वोल्टेज जहाँ स्ट्रैंडेड कंडक्टर के लिए $m

Key Points: कोरोना उच्च-वोल्टेज कंडक्टरों के पास हवा का स्थानीयकृत ब्रेकडाउन है।; सतह की अनियमितता (खुरदरापन) स्थानीय विद्युत क्षेत्र सांद्रता को बढ़ाती है।; स्ट्रैंडेड कंडक्टर का उपयोग लचीलापन और क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रफल बढ़ाने के लिए किया जाता है, लेकिन इनमें समतुल्य ठोस कंडक्टर की तुलना में कोरोना की समस्या अधिक होती है।; अनियमितता कारक ($m$) स्ट्रैंडेड कंडक्टर के लिए हमेशा 1 से कम होता है, जो विघटनकारी वोल्टेज सीमा को कम कर देता है।

Advantages: ओवरहेड लाइनों के लिए उच्च लचीलापन; आसान स्थापना और कम यांत्रिक थकान

Disadvantages: चिकने कंडक्टरों की तुलना में अधिक कोरोना हानि; आयनन के कारण विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (EMI) में वृद्धि

Applications: उच्च वोल्टेज AC (HVAC) ट्रांसमिशन लाइनें; अतिरिक्त उच्च वोल्टेज (EHV) वितरण प्रणाली

Additional Info: अनियमितता कारक 'm' सतह की स्थितियों के लिए जिम्मेदार है: पॉलिश किए गए ठोस के लिए $m=1$, स्ट्रैंडेड कंडक्टरों के लिए $m=0.82-0.87$।. विकल्प A गलत है क्योंकि स्ट्रैंडिंग आयनन में सहायता नहीं करती है; यह सतह की ज्यामिति का एक प्रभाव है। विकल्प B और D घटना का भौतिक रूप से गलत विवरण हैं।

Answer: C सही है — स्ट्रैंडिंग तिरछी सतह अनुभाग उत्पन्न करती है जो स्थानीय सतह विद्युत क्षेत्र तीव्रता को बढ़ाती है, जिससे कोरोना डिस्चार्ज को ट्रिगर करने के लिए आवश्यक वोल्टेज कम हो जाता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि कोरोना वक्रता की त्रिज्या के व्युत्क्रमानुपाती होता है; नुकीली सतहें (या अधिक अनियमित सतहें) उच्च विद्युत क्षेत्र सांद्रता और शीघ्र कोरोना शुरुआत का कारण बनती हैं।

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Option A: आयनन में सहायता करती है

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Option B: धारा को कंडक्टर की धुरी के चारों ओर सर्पिल रूप में प्रवाहित करती है

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Option D: छोटी त्रिज्या वाली सतहें उत्पन्न करती है

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