खोखले चालकों (hollow conductors) द्वारा कोरोना हानि कम होती है क्योंकि

Question

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C: दिए गए क्रॉस-सेक्शन के लिए, चालक की त्रिज्या बढ़ जाती है

Explanation & Concepts:
कोरोना हानि सीधे चालक की सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता से संबंधित है। खोखले चालकों का उपयोग करके, समान क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के लिए चालक की प्रभावी त्रिज्या (r) बढ़ जाती है, जो सतह के विभव प्रवणता (surface potential gradient) को कम करती है और परिणामस्वरूप कोरोना हानि कम हो जाती है।

Working Principle: दृश्य और विद्युत निर्वहन जिसे कोरोना कहा जाता है, तब होता है जब चालक की सतह पर वोल्टेज प्रवणता हवा की ब्रेकडाउन शक्ति से अधिक हो जाती है। पीक के नियम (Peek's law) के अनुसार, कोरोना हानि $(V - V_c)^2$ के समानुपाती होती है, जहाँ $V_c$ विघटनकारी क्रांतिक वोल्टेज (disruptive critical voltage) है। $V_c$ चालक की त्रिज्या के समानुपाती होता है; इसलिए, खोखली संरचना के माध्यम से त्रिज्या बढ़ाने से विघटनकारी वोल्टेज की सीमा बढ़ जाती है, जिससे बिजली की हानि कम हो जाती है।

Key Formulas: $V_c = g_0 \cdot \delta \cdot r \cdot \ln\left(\frac{d}{r}\right)$ — विघटनकारी क्रांतिक वोल्टेज सूत्र जहाँ $r$ त्रिज्या है।; $P_c \propto (V - V_c)^2$ — कोरोना बिजली हानि वोल्टेज अधिकता के वर्ग के समानुपाती होती है।

Key Points: कोरोना हानि दूरी और त्रिज्या के अनुपात के लघुगणक (logarithm) के व्युत्क्रमानुपाती होती है।; खोखले चालकों का उपयोग मुख्य रूप से EHV/UHV लाइनों में कोरोना डिस्चार्ज को प्रबंधित करने के लिए किया जाता है।; त्रिज्या बढ़ाने से सतह का वोल्टेज प्रवणता कम हो जाता है ($E = V / (r \ln(d/r))$)।

Advantages: कोरोना हानि को काफी कम करता है; रेडियो हस्तक्षेप कम करता है; विद्युत चुम्बकीय शोर कम करता है

Disadvantages: निर्माण में अधिक जटिलता; समान व्यास के ठोस चालकों की तुलना में यांत्रिक शक्ति कम होती है

Applications: अतिरिक्त उच्च वोल्टेज (EHV) ट्रांसमिशन लाइनें; अल्ट्रा हाई वोल्टेज (UHV) ट्रांसमिशन लाइनें

Additional Info: विकल्प A गलत है क्योंकि धारा घनत्व में कमी बढ़े हुए क्षेत्र का परिणाम है, लेकिन निश्चित क्रॉस-सेक्शन के लिए, खोखला डिज़ाइन विशेष रूप से त्रिज्या को लक्षित करता है।. विकल्प B गलत है क्योंकि खोखले चालक एड़ी धाराओं को समाप्त नहीं करते हैं; वे स्किन इफेक्ट वितरण को प्रभावित कर सकते हैं।

Answer: C सही है — एक निश्चित क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के लिए चालक की त्रिज्या बढ़ाने से सतह विभव प्रवणता कम हो जाती है, जो प्रभावी रूप से कोरोना हानि को कम करती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि कोरोना एक सतही घटना है; कोई भी डिज़ाइन संशोधन जो कुल चालक आयतन को बढ़ाए बिना सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता को कम करता है, इसे कम करने में मदद करेगा।

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Option A: धारा घनत्व कम हो जाता है

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Option B: चालक में एड़ी धारा (eddy current) समाप्त हो जाती है

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Option D: चालक में बेहतर वेंटिलेशन होता है

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