कोरोना (Corona) किससे प्रभावित होता है?

Question

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D: उपरोक्त सभी

Explanation & Concepts:
कोरोना एक आंशिक डिस्चार्ज घटना है जो तब होती है जब चालक की सतह पर वोल्टेज प्रवणता (voltage gradient) आसपास की हवा की परावैद्युत शक्ति (dielectric strength) से अधिक हो जाती है। यह चालक की भौतिक ज्यामिति, उसकी सतह की फिनिश और लागू परिचालन वोल्टेज के परिमाण से प्रभावित होता है।

Working Principle: कोरोना तब होता है जब चालक की सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता $E$, हवा के विघटनकारी क्रांतिक वोल्टेज (disruptive critical voltage) $g_v$ (लगभग 30 kV/cm पीक) से अधिक हो जाती है। हवा के अणु आयनित हो जाते हैं, जिससे ओजोन का निर्माण, प्रकाश उत्सर्जन और श्रव्य शोर (audible noise) उत्पन्न होता है। चूंकि विद्युत क्षेत्र $E = \frac{V}{r \ln(D/r)}$, यह परिचालन वोल्टेज $V$ के सीधे आनुपातिक और चालक की त्रिज्या $r$ के व्युत्क्रमानुपाती होता है। सतह का खुरदरापन (जैसे, खरोंच, धूल) स्थानीय उच्च-तनाव वाले क्षेत्र बनाता है जो कम नाममात्र वोल्टेज पर ही डिस्चार्ज शुरू कर देते हैं।

Key Formulas: $V_c = g_0 \cdot \delta \cdot m_0 \cdot r \ln(\frac{D}{r})$ — क्रांतिक विघटनकारी वोल्टेज सूत्र; $P_c \propto (f+25) \sqrt{\frac{r}{D}} (V-V_c)^2$ — कोरोना के कारण अनुभवजन्य शक्ति हानि

Key Points: समान RMS वोल्टेज पर DC सिस्टम की तुलना में AC सिस्टम में कोरोना अधिक प्रमुख होता है।; सतह का उच्च खुरदरापन (कम $m_0$) उस वोल्टेज को कम कर देता है जिस पर कोरोना शुरू होता है।; बंडल किए गए चालक प्रभावी त्रिज्या $r$ को बढ़ाते हैं, जिससे सतह विभव प्रवणता और कोरोना हानि कम हो जाती है।; बारिश, कोहरा या उच्च आर्द्रता जैसी वायुमंडलीय स्थितियां कोरोना डिस्चार्ज को काफी बढ़ा देती हैं।

Advantages: उच्च-वोल्टेज सर्ज के खिलाफ एक प्राकृतिक राहत तंत्र प्रदान करता है (सीमित प्रभाव); वोल्टेज तनाव सीमा के लिए एक डिज़ाइन संकेतक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है

Disadvantages: ट्रांसमिशन लाइन के साथ शक्ति हानि का कारण बनता है; रेडियो और टेलीविजन हस्तक्षेप उत्पन्न करता है; ओजोन का उत्पादन करता है, जिससे धात्विक हार्डवेयर का रासायनिक क्षरण होता है

Applications: EHV (एक्स्ट्रा हाई वोल्टेज) ट्रांसमिशन लाइनों को डिज़ाइन करना; इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स और ज़ेरोोग्राफी में उपयोग

Additional Info: अनियमितता कारक $m_0$ चिकने पॉलिश किए गए तारों के लिए 1 होता है और खराब हो चुके या फंसे हुए (stranded) चालकों के लिए 0.82-0.92 के बीच होता है।. 'उपरोक्त सभी' विकल्प सही है क्योंकि विद्युत क्षेत्र की तीव्रता, जो कोरोना की शुरुआत को नियंत्रित करती है, गणितीय रूप से चालक की त्रिज्या (आकार), सतह की स्थिति (अनियमितता कारक), और विभव अंतर (परिचालन वोल्टेज) पर निर्भर करती है।

Answer: D सही है — सूचीबद्ध सभी कारक सीधे चालक की सतह पर विद्युत क्षेत्र के तनाव को प्रभावित करते हैं, जो कोरोना डिस्चार्ज की शुरुआत और परिमाण को निर्धारित करते हैं।

Exam Tip: याद रखें कि कोरोना हानि आवृत्ति ($f$) के साथ बढ़ती है और ओवर-वोल्टेज $(V-V_c)^2$ के वर्ग के समानुपाती होती है; इसे कम करने के लिए हमेशा चालक का व्यास बढ़ाने को प्राथमिकता दें।

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Option A: चालक का आकार

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Option B: चालक की आकृति और सतह की स्थिति

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Option C: परिचालन वोल्टेज (Operating voltage)

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