अर्थेड लाइटनिंग रॉड्स (तड़ित चालक) कहाँ प्रदान किए जाते हैं?

Question

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The correct answer is B: सभी ऊंची इमारतों के ऊपर. अर्थेड लाइटनिंग रॉड्स (या एयर टर्मिनल्स) मुख्य रूप से ऊंची संरचनाओं पर स्थापित किए जाते हैं ताकि बिजली के निर्वहन (lightning discharges) के लिए जमीन तक कम-प्रतिबाधा (low-impedance) वाला पथ प्रदान किया जा सके। बिजली को इमारत के बजाय खुद की ओर आकर्षित करके, रॉड विशाल धारा को सुरक्षित रूप से पृथ्वी में ले जाती है, जिससे संरचनात्मक क्षति और आग से बचाव होता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
अर्थेड लाइटनिंग रॉड्स (या एयर टर्मिनल्स) मुख्य रूप से ऊंची संरचनाओं पर स्थापित किए जाते हैं ताकि बिजली के निर्वहन (lightning discharges) के लिए जमीन तक कम-प्रतिबाधा (low-impedance) वाला पथ प्रदान किया जा सके। बिजली को इमारत के बजाय खुद की ओर आकर्षित करके, रॉड विशाल धारा को सुरक्षित रूप से पृथ्वी में ले जाती है, जिससे संरचनात्मक क्षति और आग से बचाव होता है।

Working Principle: यह सिद्धांत बादल और पृथ्वी के बीच कम विद्युत प्रतिरोध का एक पसंदीदा पथ बनाने में शामिल है। जैसे ही एक तूफानी बादल पृथ्वी के सापेक्ष उच्च इलेक्ट्रोस्टैटिक विभव विकसित करता है, लाइटनिंग रॉड (आमतौर पर एक नुकीली धातु की छड़) अपने सिरे पर एक तीव्र विद्युत क्षेत्र बनाती है, जो बादल की ओर एक 'लीडर' के निर्माण की सुविधा प्रदान करती है। यह बिजली के झटके को 'कैप्चर' कर लेती है और न्यूनतम प्रतिबाधा के साथ डाउन-कंडक्टर सिस्टम के माध्यम से धारा को संचालित करती है, जिससे रॉड के सुरक्षा क्षेत्र के भीतर सुरक्षित वस्तु को प्रभावी ढंग से बचाया जा सके।

Key Formulas: $V = I 	imes Z$ — स्ट्राइक के दौरान कंडक्टर के पार वोल्टेज वृद्धि, जहाँ $Z$ सर्ज प्रतिबाधा है; $R_g

Key Points: लाइटनिंग रॉड्स को कम-प्रतिरोध वाले अर्थिंग सिस्टम से जोड़ा जाना चाहिए।; 'सुरक्षा क्षेत्र' (Zone of Protection) अक्सर रोलिंग स्फीयर विधि द्वारा निर्धारित किया जाता है।; उच्च चालकता के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री आमतौर पर तांबा या जस्ती स्टील होती है।; डाउन-कंडक्टर जोड़ों का बार-बार निरीक्षण करना अनिवार्य है।

Advantages: तीव्र थर्मल हीटिंग से होने वाली संरचनात्मक क्षति को रोकता है।; ऊंची इमारतों में आग और विस्फोट के जोखिम को कम करता है।; प्रेरित क्षणिक (induced transients) से इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों की रक्षा करता है।

Disadvantages: उच्च गुणवत्ता वाले आवधिक रखरखाव की आवश्यकता होती है।; ऐसी बिजली को आकर्षित कर सकता है जो अन्यथा इमारत से नहीं टकराती।

Applications: आवासीय गगनचुंबी इमारतें; संचार टावर; औद्योगिक चिमनियाँ और बिजली संयंत्र

Additional Info: लाइटनिंग रॉड्स को फ्रैंकलिन रॉड्स या एयर टर्मिनल्स के रूप में भी जाना जाता है।. विकल्प A गलत है क्योंकि ओवरहेड लाइनें 'अर्थ वायर्स' (शील्ड वायर्स) का उपयोग करती हैं जिन्हें विशेष रूप से फेज कंडक्टरों के ऊपर रखा जाता है, न कि पारंपरिक लाइटनिंग रॉड्स का।. विकल्प C आंशिक रूप से सत्य है, लेकिन सबस्टेशनों में बिजली सुरक्षा 'लाइटनिंग अरेस्टर' (सर्ज अरेस्टर्स) का उपयोग करती है जो संरचनात्मक लाइटनिंग रॉड्स से अलग होते हैं।. विकल्प D गलत है क्योंकि ट्रांजिएंट ओवरवोल्टेज से सुरक्षा के लिए इन्हें एयर टर्मिनल्स की नहीं, बल्कि सर्ज अरेस्टर्स की आवश्यकता होती है।

Answer: B सही है — अर्थेड लाइटनिंग रॉड्स को ऊंची इमारतों के ऊपर एयर टर्मिनल्स के रूप में स्थापित किया जाता है ताकि बिजली के झटकों को सुरक्षित रूप से जमीन में प्रवाहित किया जा सके, जिससे संरचना की रक्षा हो सके।

Exam Tip: 'लाइटनिंग रॉड्स' (भवन संरचनाओं के लिए) और 'लाइटनिंग अरेस्टर' (विद्युत उपकरणों/लाइनों के लिए) के बीच अंतर समझें; पूर्व धारा पथ का प्रबंधन करता है, जबकि बाद वाला सर्ज वोल्टेज का प्रबंधन करता है।

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Option A: ओवरहेड लाइनों के ऊपर

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Option C: सबस्टेशन पर

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Option D: मोटर और जनरेटर टर्मिनलों के पास

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