स्किन इफेक्ट (Skin effect) निम्न में से किसके कारण होता है?

Question

Accepted Answer

C: लाइन इंडक्टेंस (Line inductance)

Explanation & Concepts:
स्किन इफेक्ट प्रत्यावर्ती धारा (AC) की वह प्रवृत्ति है जिसके कारण धारा का घनत्व चालक की सतह के पास सबसे अधिक होता है और केंद्र की ओर घटता जाता है। यह घटना मुख्य रूप से चालक के भीतर आंतरिक फ्लक्स लिंकेज के कारण होती है, जो एड़ी धाराएं (eddy currents) उत्पन्न करती हैं और केंद्र में धारा के प्रवाह का विरोध करती हैं।

Working Principle: जब AC किसी चालक से होकर बहती है, तो यह चालक के अंदर और बाहर चुंबकीय फ्लक्स रेखाएं उत्पन्न करती है। चालक के केंद्र में फ्लक्स लिंकेज, सतह की तुलना में अधिक होती है, जिसके परिणामस्वरूप कोर पर अधिक स्व-प्रेरकत्व (self-inductance) होता है। केंद्र पर इस बढ़े हुए आगमनात्मक प्रतिघात (inductive reactance) के कारण धारा सबसे कम प्रतिबाधा वाले पथ, यानी बाहरी सतह को चुनती है, जिससे चालक का प्रभावी प्रतिरोध बढ़ जाता है।

Key Formulas: $R_{ac} > R_{dc}$ — प्रभावी प्रतिरोध आवृत्ति के साथ बढ़ता है; $L_{int} = \frac{\mu_0}{8\pi}$ — प्रति इकाई लंबाई आंतरिक इंडक्टेंस जो इस प्रभाव का कारण बनता है

Key Points: स्किन इफेक्ट आवृत्ति के वर्गमूल के साथ बढ़ता है।; यह बड़े व्यास वाले चालकों में अधिक स्पष्ट होता है।; चालक पदार्थ की उच्च चुंबकीय पारगम्यता (permeability) स्किन इफेक्ट को बढ़ाती है।; दिष्ट धारा (DC) में स्किन इफेक्ट नहीं होता है क्योंकि आंतरिक फ्लक्स स्थिर रहता है।

Advantages: RF शील्डिंग जैसे उच्च-आवृत्ति अनुप्रयोगों में उपयोगी।; विशिष्ट उच्च-आवृत्ति परिदृश्यों में फॉल्ट करंट के परिमाण को सीमित करता है।

Disadvantages: उच्च प्रभावी AC प्रतिरोध के कारण बिजली की हानि बढ़ जाती है।; चालक के प्रभावी क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र को कम करता है, जिससे सामग्री का उपयोग कम कुशल हो जाता है।

Applications: ट्रांसमिशन लाइन डिज़ाइन (प्रभाव को कम करने के लिए ACSR चालकों का उपयोग)।; उच्च-आवृत्ति रेडियो प्रसारण।

Additional Info: विकल्प A (वोल्टेज) स्किन इफेक्ट का कारण नहीं है; यह एक आवृत्ति-निर्भर घटना है।. विकल्प B (धारिता) एक शंट पैरामीटर है और स्किन इफेक्ट पैदा करने वाले आंतरिक फ्लक्स लिंकेज तंत्र से संबंधित नहीं है।. स्किन इफेक्ट को 'स्किन डेप्थ' पैरामीटर द्वारा मापा जाता है, जिसे $\delta$ द्वारा दर्शाया जाता है।

Answer: C सही है — स्किन इफेक्ट चालक की सतह की तुलना में केंद्र पर उच्च आंतरिक इंडक्टेंस के कारण धारा के असमान वितरण से होता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि स्किन इफेक्ट आवृत्ति ($f$), व्यास ($d$), और चुंबकीय पारगम्यता ($\mu$) पर निर्भर करता है, लेकिन यह वोल्टेज स्तर से स्वतंत्र है।

Answer

Option A: वोल्टेज

Answer

Option B: धारिता (Capacitance)

Answer

Option D: उपर्युक्त सभी

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