नमी वाले मौसम में, कोरोना एक वोल्टेज पर होता है

Question

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A: साफ मौसम में आवश्यक वोल्टेज से काफी कम

Explanation & Concepts:
कोरोना डिस्चार्ज कंडक्टर के आसपास की हवा के आयनीकरण की एक घटना है। नमी या बरसात के मौसम में, हवा में नमी और निलंबित कण होते हैं, जो हवा की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति को कम कर देते हैं, जिससे शुष्क और साफ मौसम की तुलना में कम क्रिटिकल डिस्रप्टिव वोल्टेज पर कोरोना डिस्चार्ज होता है।

Working Principle: क्रिटिकल डिस्रप्टिव वोल्टेज ($V_c$) सीधे एयर डेंसिटी फैक्टर ($\delta$) और हवा की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति ($g_0$) के समानुपाती होता है। नमी वाले मौसम के दौरान, एयर डेंसिटी फैक्टर प्रभावी रूप से कम हो जाता है या पानी की बूंदों के कारण कंडक्टर की सतह की स्थिति अनियमित हो जाती है, जो सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता को बढ़ा देती है। नतीजतन, हवा का ब्रेकडाउन कम लागू विभव (potential) पर होता है।

Key Formulas: $V_c = m_o \delta g_o r \ln(\frac{d}{r})$ — डिस्रप्टिव क्रिटिकल वोल्टेज सूत्र; $\delta = \frac{3.92b}{273+t}$ — एयर डेंसिटी फैक्टर की गणना

Key Points: साफ मौसम की तुलना में नमी वाले मौसम में कोरोना हानि अधिक होती है।; नमी की उपस्थिति हवा की ब्रेकडाउन शक्ति ($g_0$) को कम कर देती है।; कोरोना तब होता है जब पोटेंशियल ग्रेडिएंट हवा की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति से अधिक हो जाता है।; उच्च आवृत्ति और बड़ी कंडक्टर सतह की अनियमितता कोरोना को बढ़ाती है।

Advantages: इंसुलेशन विफलता की दृश्य चेतावनी प्रदान करता है; सर्ज (surges) के लिए डैम्पिंग मैकेनिज्म के रूप में कार्य करता है

Disadvantages: महत्वपूर्ण बिजली की हानि; रेडियो हस्तक्षेप; ओजोन उत्पादन से रासायनिक क्षरण होता है; श्रव्य शोर (Audible noise)

Applications: इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स में प्रयुक्त; ओजोन जनरेटर में प्रयुक्त; किर्लियन फोटोग्राफी में प्रयुक्त

Additional Info: साफ मौसम के लिए, सतह कारक $m_o$ लगभग 1.0 होता है, जबकि गंदे या गीले कंडक्टर के लिए, $m_o$ 0.8 से 0.9 तक होता है।. विकल्प B गलत है क्योंकि नमी एक आयन स्रोत के रूप में कार्य करती है, जो आयनीकरण को रोकने के बजाय उसे बढ़ावा देती है।

Answer: A सही है — नमी वाला मौसम हवा की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति को कम कर देता है, जिससे साफ मौसम की स्थिति की तुलना में आयनीकरण शुरू करने के लिए कम वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि कोरोना का माध्यम की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति के साथ उल्टा संबंध होता है; यदि स्थितियां (जैसे नमी) डाइइलेक्ट्रिक शक्ति को कम करती हैं, तो कोरोना शुरू करने के लिए आवश्यक वोल्टेज भी कम हो जाता है।

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Option B: साफ मौसम में आवश्यक वोल्टेज से काफी अधिक

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Option C: साफ मौसम में आवश्यक वोल्टेज के बराबर

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Option D: उपरोक्त में से कोई नहीं

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