कोरोना के कारण बिजली की हानि सीधे किसके समानुपाती होती है?

Question

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C: आपूर्ति आवृत्ति

Explanation & Concepts:
कोरोना पावर लॉस ($P_c$) आपूर्ति आवृत्ति ($f$) के सीधे समानुपाती होता है। यह संबंध पीक (Peek) के सूत्र से लिया गया है, जो दर्शाता है कि प्रति चक्र आयनीकरण हानि प्रत्यावर्ती वोल्टेज आपूर्ति की आवृत्ति के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है।

Working Principle: कोरोना एक विद्युत विसर्जन है जो चालक के चारों ओर मौजूद तरल (वायु) के आयनीकरण के कारण होता है। जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, प्रति सेकंड चक्रों की संख्या बढ़ती है, जिसका अर्थ है कि चालक के चारों ओर की हवा अधिक बार आयनीकरण और डी-आयनीकरण प्रक्रियाओं से गुजरती है, जिससे प्रति इकाई समय में कुल ऊर्जा की हानि अधिक होती है।

Key Formulas: $P_c = 242.2 	imes \frac{f + 25}{\delta} \sqrt{\frac{r}{d}} (V - V_c)^2 	imes 10^{-5}$ — कोरोना हानि के लिए पीक का सूत्र; $P_c \propto f$ — समानुपातिक संबंध

Key Points: कोरोना हानि $(f + 25)$ के सीधे समानुपाती देखी जाती है, जहाँ $f$ हर्ट्ज़ में है।; उच्च आवृत्ति के कारण प्रति सेकंड आयनीकरण चक्रों की संख्या बढ़ जाती है, जिससे ऊष्मा और शोर का क्षय अधिक होता है।; कोरोना HV और EHV लाइनों में अधिक प्रचलित है जहाँ सतह की विद्युत क्षेत्र तीव्रता हवा की ढांकता विद्युत क्षमता (dielectric strength) से अधिक हो जाती है।

Advantages: लाइन इन्सुलेशन तनाव के प्राकृतिक संकेतक के रूप में उपयोग किया जाता है।; सर्जेस के दौरान ऊर्जा का क्षय करके क्षणिक ओवरवोल्टेज को रोकता है।

Disadvantages: ट्रांसमिशन लाइनों में बिजली की हानि का कारण बनता है।; हार्मोनिक पीढ़ी के कारण रेडियो और टेलीविजन में हस्तक्षेप पैदा करता है।; ओजोन का उत्पादन करता है, जिससे चालकों का क्षरण होता है।

Applications: उच्च वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनों का डिज़ाइन।; इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स और लेज़र प्रिंटर में उपयोग।

Additional Info: NTP पर हवा की ढांकता विद्युत क्षमता लगभग $30 kV_{peak}/cm$ (या $21.1 kV_{rms}/cm$) होती है।. विकल्प A गलत है क्योंकि चालकों के बीच की दूरी बढ़ाने से अंतर बढ़ता है, जो वास्तव में विभव प्रवणता (potential gradient) को कम करता है और इस प्रकार कोरोना हानि को कम करता है।. विकल्प B गलत है क्योंकि चालक की त्रिज्या (r) बढ़ाने से विद्युत क्षेत्र की तीव्रता ($E = V/r \ln(D/r)$) कम हो जाती है, जिससे कोरोना हानि कम हो जाती है।

Answer: C सही है — पीक के सूत्र द्वारा परिभाषित अनुसार, कोरोना के कारण होने वाली बिजली की हानि बिजली आपूर्ति की आवृत्ति में वृद्धि के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है।

Exam Tip: याद रखें कि हालांकि कोरोना आवृत्ति के साथ बढ़ता है, यह चालक की दूरी ($D$) के लघुगणक के व्युत्क्रमानुपाती होता है और चालक की त्रिज्या ($r$) में वृद्धि के साथ कम हो जाता है।

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Option A: चालकों के बीच की दूरी

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Option B: चालक की त्रिज्या

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Option D: उपरोक्त में से कोई नहीं

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