कोरोना हानि तब न्यूनतम होती है जब

Question

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B: चिकने चालक (smooth conductor) का उपयोग किया जाता है

Explanation & Concepts:
कोरोना हानि को चिकने चालकों का उपयोग करके कम किया जाता है क्योंकि वे सतह पर एक समान विद्युत क्षेत्र वितरण प्रदान करते हैं। खुरदरापन, नुकीले बिंदु, या सतह की अनियमितताएं स्थानीय तनाव सांद्रता का कारण बनती हैं, जिससे कम वोल्टेज थ्रेशोल्ड पर हवा का आयनीकरण (ionization) होने लगता है।

Working Principle: कोरोना डिस्चार्ज तब होता है जब चालक की सतह पर वोल्टेज प्रवणता हवा की ढांकता विद्युत शक्ति (लगभग 30 kV/cm पीक) से अधिक हो जाती है। नुकीले बिंदु या असमान सतहें स्थानीय विद्युत क्षेत्र की तीव्रता ($E = \frac{V}{r \ln(D/r)}$) को बढ़ा देती हैं, जिससे कम वोल्टेज पर आयनीकरण शुरू हो जाता है। एक चिकनी सतह एक समान $E$-क्षेत्र सुनिश्चित करती है, जो समय से पहले स्थानीय ब्रेकडाउन को रोकती है।

Key Formulas: $E_{max} = \frac{V}{r \ln(\frac{D}{r})}$ — चालक की सतह पर अधिकतम विद्युत क्षेत्र की तीव्रता को दर्शाता है; $P_{corona} \propto (f+25) \sqrt{\frac{r}{D}} (V - V_c)^2$ — कोरोना के कारण बिजली की हानि के लिए पीक का नियम (Peek's law)

Key Points: कोरोना एक मजबूत विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति में हवा के अणुओं का आयनों में टूटना है।; चिकनी सतहें विद्युत तनाव सांद्रता ($E_{max}$) को कम करती हैं।; चालक की त्रिज्या ($r$) बढ़ाने से सतह के विद्युत प्रवणता को कम करके कोरोना हानि कम होती है।; आर्द्रता और वर्षा जैसी वायुमंडलीय स्थितियां कोरोना हानि को काफी बढ़ा देती हैं।

Advantages: ट्रांसमिशन लाइनों में बिजली की हानि को कम करता है; रेडियो और टेलीविजन हस्तक्षेप को कम करता है; ओजोन के गठन और चालक के क्षरण (corrosion) को रोकता है

Disadvantages: बड़े चालक व्यास से टॉवर पर तनाव बढ़ता है; बंडल किए गए चालकों या चिकने उच्च-गेज तार के लिए उच्च प्रारंभिक लागत

Applications: हाई वोल्टेज डायरेक्ट करंट (HVDC) ट्रांसमिशन लाइनें; एक्स्ट्रा हाई वोल्टेज (EHV) AC ट्रांसमिशन लाइनें

Additional Info: कोरोना हानि गैर-रैखिक है और तभी महत्वपूर्ण हो जाती है जब आपूर्ति वोल्टेज महत्वपूर्ण विघटनकारी वोल्टेज ($V_c$) से अधिक हो जाता है।. विकल्प C गलत है क्योंकि नुकीले बिंदु सतह के आवेश घनत्व को बढ़ाते हैं, जिससे स्थानीय डिस्चार्ज होता है।

Answer: B सही है — चिकने चालक एक समान विद्युत क्षेत्र वितरण सुनिश्चित करते हैं, जो स्थानीय आयनीकरण से बचते हैं और कोरोना हानि को कम करते हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि EHV लाइनों में प्रभावी त्रिज्या बढ़ाने और कोरोना हानि को कम करने के लिए चालकों को बंडल करना एक प्रभावी तरीका है।

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Option A: चालक का आकार कम किया जाता है

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Option C: लाइन हार्डवेयर में नुकीले बिंदु प्रदान किए जाते हैं

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Option D: चालकों में धारा घनत्व कम किया जाता है

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