बस बार (bus bar) के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली सामग्री है

Question

Accepted Answer

B: एल्युमीनियम (Aluminium)

Explanation & Concepts:
एल्युमीनियम अपनी लागत-प्रभावशीलता, वजन और चालकता के उत्कृष्ट संतुलन के कारण आधुनिक इलेक्ट्रिकल बस बार के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सामग्री है। हालांकि तांबे की विद्युत चालकता अधिक होती है, लेकिन एल्युमीनियम की काफी कम लागत और वजन-से-प्रदर्शन अनुपात इसे उच्च-करंट सब-स्टेशन और औद्योगिक वितरण अनुप्रयोगों के लिए मानक बनाता है।

Working Principle: एक बस बार एक कम-प्रतिबाधा (low-impedance) जंक्शन के रूप में कार्य करता है जहां कई पावर सर्किट जुड़े होते हैं। सामग्री का चयन प्रतिरोधकता ($ho$), प्रतिरोध के तापमान गुणांक ($\alpha$), और यांत्रिक गुणों पर निर्भर करता है। एल्युमीनियम तांबे की तुलना में लगभग 61% चालकता प्रदान करता है, लेकिन इसका वजन तांबे का केवल 30% होता है, जिससे बड़े सब-स्टेशनों में संरचनात्मक सहायता की आवश्यकता कम हो जाती है।

Key Formulas: $R = ho \frac{L}{A}$ — प्रतिरोध का सूत्र जो सामग्री की प्रतिरोधकता $ho$ को बस बार के आयामों से संबंधित करता है; $I = J 	imes A$ — करंट घनत्व $J$ और क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र $A$ पर आधारित करंट क्षमता

Key Points: एल्युमीनियम को तांबे (8.96 g/cm³) की तुलना में इसके कम घनत्व (2.70 g/cm³) के कारण प्राथमिकता दी जाती है।; बस बार को गर्म होने से बचाने के लिए करंट घनत्व को सीमा के भीतर रखने के लिए आकार दिया जाता है।; एल्युमीनियम सतहों पर प्राकृतिक ऑक्साइड परत द्वारा संक्षारण प्रतिरोध (corrosion resistance) में वृद्धि होती है।; तांबे का उपयोग अभी भी उच्च चालकता के कारण सीमित स्थान वाले वातावरण में किया जाता है।

Advantages: तांबे की तुलना में काफी सस्ता; हल्का, जिससे संरचनात्मक लागत कम हो जाती है; आसानी से वांछित आकारों में ढाला जा सकता है; वायुमंडलीय संक्षारण के लिए अच्छा प्रतिरोध

Disadvantages: तांबे की तुलना में कम चालकता (बड़े क्रॉस-सेक्शन की आवश्यकता होती है); इंसुलेटिंग ऑक्साइड परत बनाता है जिसके लिए विशेष संपर्क जोड़ तैयारी की आवश्यकता होती है; उच्च तापीय विस्तार गुणांक

Applications: इनडोर और आउटडोर इलेक्ट्रिकल सब-स्टेशन; औद्योगिक बिजली वितरण बोर्ड; बड़े पैमाने पर स्विचगियर असेंबली

Additional Info: इंटरनेशनल एनील्ड कॉपर स्टैंडर्ड (IACS) शुद्ध एनील्ड तांबे को 100% चालकता के रूप में परिभाषित करता है।. विकल्प A (तांबा) विद्युत प्रदर्शन में तकनीकी रूप से बेहतर है लेकिन अक्सर बड़े पैमाने पर उपयोगिता बस सिस्टम के लिए आर्थिक रूप से अव्यवहारिक है।. टंगस्टन (विकल्प D) का गलनांक उच्च होता है लेकिन उच्च प्रतिरोधकता और लागत के कारण बस बार के लिए शायद ही कभी इसका उपयोग किया जाता है।

Answer: B सही है — एल्युमीनियम बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रिकल बस बार इंस्टॉलेशन के लिए सबसे आर्थिक रूप से व्यवहार्य और व्यापक रूप से अपनाई जाने वाली सामग्री है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि इलेक्ट्रिकल डिजाइन में, आर्थिक बाधाएं अक्सर शुद्ध भौतिक प्रदर्शन (चालकता) की तुलना में सामग्री के चयन को निर्धारित करती हैं, जब तक कि स्थान बहुत सीमित न हो।

Answer

Option A: तांबा (Copper)

Answer

Option C: स्टील (Steel)

Answer

Option D: टंगस्टन (Tungsten)

Feature	तांबा	एल्युमीनियम
चालकता (% of IACS)	97-100%	60-61%
घनत्व (g/cm³)	8.96	2.70

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