विद्युत उपकरणों की अर्थिंग (Earthing) निम्नलिखित में से किसके विरुद्ध सुरक्षा के लिए आवश्यक है?

Question

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C: बिजली के झटके का खतरा

Explanation & Concepts:
अर्थिंग इंसुलेशन फेल होने की स्थिति में फॉल्ट करंट के लिए जमीन तक कम-प्रतिबाधा (low-impedance) वाला पथ प्रदान करती है। यह सुनिश्चित करता है कि धातु के एनक्लोजर का विभव (potential) जमीन के सापेक्ष शून्य वोल्ट पर बना रहे, जिससे मानव ऑपरेटरों को खतरनाक बिजली के झटकों से बचाया जा सके।

Working Principle: जब इंसुलेशन खराब होने के कारण एक फेज कंडक्टर किसी उपकरण के धात्विक एनक्लोजर के संपर्क में आता है, तो एनक्लोजर में विद्युत धारा प्रवाहित होने लगती है। एनक्लोजर को कम प्रतिरोध वाले पथ के माध्यम से पृथ्वी से जोड़कर, एक बड़ा फॉल्ट करंट ($I_f = \frac{V_{phase}}{Z_{loop}}$) अर्थ वायर के माध्यम से प्रवाहित होता है, जिससे सुरक्षा उपकरण (MCB/fuse) तुरंत ट्रिप हो जाता है, जिससे सर्किट अलग हो जाता है और झटके का खतरा खत्म हो जाता है।

Key Formulas: $I_f = \frac{V}{R_e + R_s}$ — जहाँ $I_f$ फॉल्ट करंट है, $V$ आपूर्ति वोल्टेज है, $R_e$ अर्थ प्रतिरोध है, और $R_s$ स्रोत/लाइन प्रतिरोध है।

Key Points: अर्थिंग यह सुनिश्चित करती है कि गैर-विद्युत प्रवाहित धात्विक भागों का विभव जमीन के विभव के बराबर रहे।; यह शॉर्ट सर्किट के दौरान फ्यूज या सर्किट ब्रेकर जैसे सुरक्षात्मक उपकरणों को ट्रिगर करता है।; उपकरणों को बिजली के झटकों (lightning surges) और स्थिर बिजली के जमाव से बचाता है।; इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में स्थिर संदर्भ वोल्टेज के लिए आवश्यक है।

Advantages: घातक बिजली के झटकों से बचाता है; ओवरवॉल्टेज के विरुद्ध सुरक्षा प्रदान करता है; एक स्थिर विभव संदर्भ बनाए रखता है

Disadvantages: कम प्रतिरोध सुनिश्चित करने के लिए नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है; प्रदर्शन मिट्टी की प्रतिरोधकता पर निर्भर करता है

Applications: घरेलू वायरिंग (3-पिन सॉकेट); औद्योगिक मशीनरी की ग्राउंडिंग; पावर ट्रांसफॉर्मर न्यूट्रल ग्राउंडिंग

Additional Info: विकल्प A ओवरलोड रिले या फ्यूज द्वारा संरक्षित है।. विकल्प B वोल्टेज स्टेबलाइजर्स या सर्ज प्रोटेक्टर द्वारा प्रबंधित किया जाता है।. विकल्प D थर्मल रिले या उचित कंडक्टर साइजिंग द्वारा संरक्षित है।

Answer: C सही है — अर्थिंग का उपयोग मुख्य रूप से लीकेज करंट को जमीन में प्रवाहित करने के लिए किया जाता है, जिससे विद्युत उपकरण के धातु के चेसिस को पृथ्वी के सापेक्ष खतरनाक विभव तक पहुँचने से रोका जा सके।

Exam Tip: हमेशा याद रखें: ओवरलोड सुरक्षा उपकरण के लिए है (फ्यूज/MCB का उपयोग करके), जबकि अर्थिंग उपयोगकर्ता के लिए है (बिजली के झटके से बचाने के लिए)।

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Option A: ओवरलोडिंग

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Option B: वोल्टेज में उतार-चढ़ाव

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Option D: उच्च चालक तापमान

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