केबल द्वारा ली जाने वाली चार्जिंग करंट

Question

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The correct answer is B: वोल्टेज से 90° आगे रहती है. एक भूमिगत केबल एक संधारित्र (capacitor) की तरह कार्य करती है क्योंकि कोर (कंडक्टर) और म्यान (ग्राउंड) एक परावैद्युत इन्सुलेशन द्वारा अलग किए जाते हैं। किसी भी शुद्ध संधारित्र में, करंट अनुप्रयुक्त वोल्टेज से ठीक 90° आगे होता है। इसलिए, अपनी निहित शंट कैपेसिटेंस के कारण केबल द्वारा ली जाने वाली चार्जिंग करंट सिस्टम वोल्टेज से 90° आगे होती है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
एक भूमिगत केबल एक संधारित्र (capacitor) की तरह कार्य करती है क्योंकि कोर (कंडक्टर) और म्यान (ग्राउंड) एक परावैद्युत इन्सुलेशन द्वारा अलग किए जाते हैं। किसी भी शुद्ध संधारित्र में, करंट अनुप्रयुक्त वोल्टेज से ठीक 90° आगे होता है। इसलिए, अपनी निहित शंट कैपेसिटेंस के कारण केबल द्वारा ली जाने वाली चार्जिंग करंट सिस्टम वोल्टेज से 90° आगे होती है।

Working Principle: केबल एक समानांतर प्लेट संधारित्र की तरह व्यवहार करती है जहाँ कोर एक प्लेट है, धात्विक म्यान/पृथ्वी दूसरी है, और इन्सुलेशन परावैद्युत माध्यम है। जब AC वोल्टेज लगाया जाता है, तो इस कैपेसिटेंस को चार्ज और डिस्चार्ज करने के लिए चार्जिंग करंट $I_c$ प्रवाहित होती है। चूंकि $I_c = \frac{V}{X_c} = V \cdot j\omega C$, करंट वोल्टेज से 90° के फेज एंगल पर आगे रहती है।

Key Formulas: $I_c = V \cdot \omega C = V \cdot 2\pi f C$ — चार्जिंग करंट का सूत्र; $X_c = \frac{1}{2\pi f C}$ — केबल का कैपेसिटिव रिएक्शन

Key Points: ओवरहेड लाइनों की तुलना में भूमिगत केबल में उच्च शंट कैपेसिटेंस होती है।; चार्जिंग करंट स्थिर रहती है जब तक आपूर्ति वोल्टेज और आवृत्ति स्थिर रहती है।; चार्जिंग करंट कम लोड वाली ट्रांसमिशन लाइनों में वोल्टेज वृद्धि (फेरांटी प्रभाव) का कारण बन सकती है।; चार्जिंग करंट तब भी मौजूद होती है जब प्राप्त छोर (receiving end) पर लोड शून्य हो।

Advantages: लंबी लाइनों में वोल्टेज विनियमन के लिए उपयोगी (फेरांटी प्रभाव)।; वास्तविक पावर करंट की तरह ओमिक हीटिंग लॉस में योगदान नहीं देती है।

Disadvantages: केबल के लिए कुल करंट रेटिंग आवश्यकता को बढ़ाती है।; इन्सुलेशन में अत्यधिक परावैद्युत तनाव का कारण बन सकती है।

Applications: उच्च-वोल्टेज भूमिगत ट्रांसमिशन सिस्टम।; पनडुब्बी (सबमरीन) पावर केबल।

Additional Info: चार्जिंग करंट आवृत्ति और केबल की कैपेसिटेंस के सीधे आनुपातिक होती है।. विकल्प A गलत है क्योंकि लैगिंग करंट प्रेरक सर्किट (जैसे मोटर्स या ट्रांसफार्मर) की विशेषता है।. विकल्प C गलत है क्योंकि 180° फेज शिफ्ट का अर्थ है कि करंट वोल्टेज के बिल्कुल विपरीत है, जो साधारण प्रतिक्रियाशील घटकों की विशेषता नहीं है।

Answer: B सही है — केबल की चार्जिंग करंट वोल्टेज से 90° आगे रहती है क्योंकि केबल एक शुद्ध संधारित्र के रूप में कार्य करती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि केबल में, शंट कैपेसिटेंस प्रमुख पैरामीटर है, जबकि ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइनों में, सीरीज इंडक्टेंस आमतौर पर प्रमुख होता है।

Examoogle · Answer

Option A: वोल्टेज से 90° पीछे रहती है

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Option C: वोल्टेज से 180° आगे रहती है

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Option D: उपरोक्त में से कोई नहीं

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