अर्थ वायर (earth wire) होना चाहिए

Question

Examoogle · Accepted Answer

C: दोनों (a) और (b)

Explanation & Concepts:
एक अर्थ वायर बिजली के रिसाव के दौरान फॉल्ट करंट को जमीन में प्रवाहित करने के लिए एक सुरक्षा मार्ग के रूप में कार्य करता है। इस कार्य को प्रभावी ढंग से करने के लिए, इसमें न्यूनतम विद्युत प्रतिरोध और शारीरिक तनाव व पर्यावरणीय स्थितियों का सामना करने के लिए उच्च यांत्रिक मजबूती होनी चाहिए।

Working Principle: अर्थ वायर विद्युत उपकरणों की धातु की बॉडी से जुड़ा एक कम-प्रतिबाधा (low-impedance) मार्ग ($Z = R + jX$) बनाता है। जब इंसुलेशन विफलता होती है, तो फॉल्ट करंट उपयोगकर्ता के शरीर के बजाय अर्थ वायर के माध्यम से प्रवाहित होता है, क्योंकि यह सबसे कम प्रतिरोध का मार्ग प्रदान करता है ($I_{fault} = \frac{V}{Z_{earth}}$)। यांत्रिक मजबूती कंपन, जंग और शारीरिक क्षति के खिलाफ इस सुरक्षा मार्ग की निरंतरता सुनिश्चित करती है।

Key Formulas: $R = \rho \frac{L}{A}$ — संबंध जो दर्शाता है कि प्रतिरोध सामग्री की प्रतिरोधकता और अनुप्रस्थ काट (cross-section) पर निर्भर करता है; $I_{fault} = \frac{V}{R_e + R_g}$ — अर्थिंग सिस्टम के माध्यम से फॉल्ट करंट का प्रवाह जहाँ $R_e$ अर्थ वायर का प्रतिरोध है

Key Points: अर्थ वायर को फॉल्ट के दौरान सुरक्षा उपकरणों (जैसे MCB/ELCB) को ट्रिप करने के लिए कम प्रतिबाधा वाला मार्ग सुनिश्चित करना चाहिए।; कंडक्टर को टूटने से बचाने के लिए यांत्रिक मजबूती महत्वपूर्ण है, क्योंकि इसके टूटने से उपकरण की बॉडी में करंट आ सकता है।; सामान्य सामग्रियों में गैल्वेनाइज्ड आयरन (GI) या तांबा शामिल है, जिन्हें चालकता और जंग के प्रति प्रतिरोध के लिए चुना जाता है।; अर्थिंग धातु के घटकों पर खतरनाक स्थिर आवेश (static charges) के निर्माण को रोकता है।

Advantages: इंसुलेशन विफलता के दौरान उपयोगकर्ताओं को बिजली के झटके से बचाता है।; उपकरणों को वोल्टेज सर्ज और ट्रांजिएंट्स से सुरक्षित रखता है।; एक स्थिर संदर्भ विभव (शून्य वोल्टेज संदर्भ) प्रदान करता है।

Disadvantages: अर्थ इलेक्ट्रोड के लिए उच्च रखरखाव की आवश्यकता होती है (नमी की मात्रा)।; यदि ठीक से उपचारित या संरक्षित न किया जाए तो जंग लगने का खतरा रहता है।

Applications: घरेलू वायरिंग अर्थिंग।; औद्योगिक मशीनरी सुरक्षा बॉन्डिंग।; सबस्टेशन लाइटनिंग प्रोटेक्शन सिस्टम।

Additional Info: एक बड़े पावर स्टेशन के लिए अर्थ प्रतिरोध 0.5 ओम से कम होना चाहिए।. विकल्प D विरोधाभासी है क्योंकि एक सुरक्षा अर्थिंग डिवाइस को अत्यधिक सुचालक होना चाहिए; एक 'कुचालक' फॉल्ट प्रतिबाधा को बढ़ा देगा, जिससे सुरक्षात्मक ब्रेकर ट्रिप होने में विफल हो जाएंगे।

Answer: C सही है — एक प्रभावी अर्थ वायर को फॉल्ट करंट के लिए कम-प्रतिरोध वाला मार्ग बनाए रखना चाहिए और शारीरिक निरंतरता सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त यांत्रिक मजबूती होनी चाहिए।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि फॉल्ट विश्लेषण में, अर्थ वायर के प्रतिरोध को फॉल्ट प्रतिबाधा की तुलना में नगण्य माना जाता है ताकि सुरक्षात्मक रिले ट्रिपिंग के लिए करंट को अधिकतम किया जा सके।

Examoogle · Answer

Option A: बिजली का सुचालक

Examoogle · Answer

Option B: यांत्रिक रूप से मजबूत

Examoogle · Answer

Option D: यांत्रिक रूप से मजबूत लेकिन बिजली का कुचालक

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