अर्थिंग (Earthing) निम्नलिखित में से किसके विरुद्ध सुरक्षा प्रदान करने के लिए आवश्यक है?

Question

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A: बिजली के झटके का खतरा

Explanation & Concepts:
अर्थिंग फॉल्ट धाराओं के लिए जमीन तक कम प्रतिरोध वाला पथ प्रदान करती है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि विद्युत उपकरणों के धात्विक आवरण शून्य विभव (zero potential) पर बने रहें। यह इन्सुलेशन विफलता या फ्रेम में शॉर्ट सर्किट की स्थिति में मानव शरीर के माध्यम से खतरनाक धाराओं के प्रवाह को रोकता है।

Working Principle: जब इन्सुलेशन विफलता होती है, तो उपकरण का धातु का शरीर विद्युतीय हो जाता है। अर्थिंग के बिना, शरीर को छूने से मानव शरीर ($R_{human} \approx 1000\Omega - 5000\Omega$) के माध्यम से पृथ्वी तक परिपथ पूरा हो जाता है, जिससे झटका लगता है। एक प्रभावी अर्थिंग प्रणाली के साथ, फॉल्ट करंट अर्थ वायर ($R_{earth}

Key Formulas: $I_{shock} = \frac{V_{touch}}{R_{human}}$ — फॉल्ट के दौरान मानव शरीर से प्रवाहित होने वाली धारा; $V_{touch} = I_{fault} 	imes R_{earth}$ — फॉल्ट के दौरान धात्विक फ्रेम का विभव बढ़ना

Key Points: अर्थिंग का प्राथमिक उद्देश्य मानव सुरक्षा और उपकरण सुरक्षा है।; सुरक्षा उपकरणों के त्वरित संचालन को सुनिश्चित करने के लिए अर्थिंग पथ का प्रतिरोध जितना संभव हो सके कम रखा जाना चाहिए।; न्यूट्रल अर्थिंग (सिस्टम अर्थिंग) उपकरण अर्थिंग (सुरक्षा अर्थिंग) से भिन्न होती है।; अर्थिंग गैर-धारा ले जाने वाले धातु के हिस्सों पर स्थिर आवेशों (static charges) के संचय को रोकती है।

Advantages: उपकरणों को उच्च वोल्टेज सर्ज से बचाता है।; इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के लिए एक स्थिर संदर्भ विभव (reference potential) प्रदान करता है।; शॉर्ट-टू-फ्रेम फॉल्ट के दौरान फ्यूज या सर्किट ब्रेकर के तत्काल ट्रिपिंग को सुनिश्चित करता है।

Disadvantages: इलेक्ट्रोड प्रतिरोध के नियमित रखरखाव और आवधिक परीक्षण की आवश्यकता होती है।; अर्थ इलेक्ट्रोड का क्षरण (corrosion) समय के साथ प्रतिरोध बढ़ा सकता है।

Applications: घरेलू वायरिंग और उपकरण (फ्रिज, वाशिंग मशीन)।; औद्योगिक मोटर फ्रेम और स्विचगियर असेंबलियाँ।; इमारतों के लिए बिजली (आकाशीय बिजली) सुरक्षा प्रणालियाँ।

Additional Info: विकल्प B (वोल्टेज में उतार-चढ़ाव) का प्रबंधन वोल्टेज स्टेबलाइजर्स या AVR द्वारा किया जाता है।. विकल्प C (ओवरलोडिंग) का प्रबंधन MCBs, MCCBs, या ओवरलोड रिले द्वारा किया जाता है।. विकल्प D (उच्च तापमान) का प्रबंधन उचित वेंटिलेशन या उपयुक्त केबल साइजिंग (करंट ले जाने की क्षमता) द्वारा किया जाता है।

Answer: A सही है — अर्थिंग को विशेष रूप से उजागर प्रवाहकीय भागों के विभव को जमीन के सापेक्ष शून्य स्तर पर बनाए रखकर बिजली के झटके के जोखिम को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि अर्थिंग उपयोगकर्ता को करंट से बचाती है, जबकि फ्यूज/ब्रेकर उपकरण को अत्यधिक करंट (ओवरलोड/शॉर्ट-सर्किट) से बचाते हैं।

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Option B: वोल्टेज में उतार-चढ़ाव

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Option C: ओवरलोडिंग

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Option D: चालकों का उच्च तापमान

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