चिकने और पॉलिश किए गए चालकों (conductors) के संदर्भ में कोरोना (corona) के लिए:

Question

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B: ग्लो कंडक्टर की पूरी लंबाई में एक समान होगा

Explanation & Concepts:
कोरोना डिस्चार्ज कंडक्टर के आसपास की हवा के आयनीकरण की एक घटना है, जो तब होती है जब सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता हवा की डाइलेक्ट्रिक शक्ति से अधिक हो जाती है। जब कोई कंडक्टर चिकना और पॉलिश किया हुआ होता है, तो विद्युत क्षेत्र की तीव्रता का वितरण उसकी पूरी सतह पर एक समान होता है, जिससे एक निरंतर और समान चमक (glow) उत्पन्न होती है।

Working Principle: सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता $E$, वक्रता की त्रिज्या $r$ के व्युत्क्रमानुपाती होती है। एक चिकने, समान बेलनाकार कंडक्टर के लिए, $E = \frac{V}{r \ln(D/r)}$ अनुदैर्ध्य अक्ष के साथ स्थिर रहता है। इसके विपरीत, सतह की अनियमितताएं (खरोंच या धूल) उच्च क्षेत्र तीव्रता के स्थानीय क्षेत्र बनाती हैं, जिसके परिणामस्वरूप असमान या 'पॉइंट-सोर्स' कोरोना डिस्चार्ज होता है।

Key Formulas: $E_{max} = \frac{V}{r \ln(\frac{D}{r})}$ — बेलनाकार कंडक्टर की सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता; $P_{loss} \propto (f+25)\sqrt{\frac{r}{D}}(V - V_c)^2$ — कोरोना पावर लॉस के लिए पीक का सूत्र

Key Points: कोरोना तब होता है जब सतह विभव प्रवणता हवा की ब्रेकडाउन शक्ति (लगभग 30 kV/cm पीक) से अधिक हो जाती है।; सतह की चिकनाई सीधे आयनीकरण परत की एकरूपता को निर्धारित करती है।; पॉलिश किए गए कंडक्टर स्थानीय 'स्ट्रीमर्स' के गठन को कम करते हैं जो श्रव्य शोर और हस्तक्षेप का कारण बनते हैं।

Advantages: संचार लाइनों के साथ कम विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (EMI); खराब या खुरदरे कंडक्टरों की तुलना में कम पावर लॉस

Disadvantages: विनिर्माण आवश्यकताओं के कारण उच्च प्रारंभिक लागत; समय के साथ पर्यावरणीय जोखिम के कारण सतह क्षतिग्रस्त हो सकती है

Applications: EHV (अतिरिक्त उच्च वोल्टेज) ट्रांसमिशन लाइन डिजाइन; उच्च-सटीक प्रयोगशाला उच्च-वोल्टेज उपकरण

Additional Info: खुरदरे कंडक्टरों के लिए, अनियमितता कारक $m$ (जहाँ $0. विकल्प A गलत है क्योंकि यदि वोल्टेज महत्वपूर्ण मान से अधिक हो जाता है तो कोरोना होता है। विकल्प C गलत है क्योंकि चिकने कंडक्टर लॉस को कम करते हैं, लेकिन समाप्त नहीं करते। विकल्प D गलत है क्योंकि खुरदरी सतहें अधिक तीव्र/अनियमित हिसिंग उत्पन्न करती हैं।

Answer: B सही है — एक चिकना और पॉलिश किया हुआ कंडक्टर अपनी सतह पर एक समान विद्युत क्षेत्र वितरण सुनिश्चित करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक समान कोरोना ग्लो प्राप्त होता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि कोरोना लॉस के लिए पीक का सूत्र एक सतह अनियमितता कारक $m$ को शामिल करता है; चिकने पॉलिश किए गए तारों के लिए, $m=1$ (सैद्धांतिक अधिकतम), जबकि खराब तारों के लिए, $m$ काफी गिर जाता है।

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Option A: कोई करंट ग्लो नहीं होगा

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Option C: न्यूनतम शक्ति हानि (power loss) होगी

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Option D: हिसिंग ध्वनि अधिक तीव्र होगी

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