यह तथ्य कि केंद्र की तुलना में सतह पर करंट घनत्व अधिक होता है, कहलाता है

Question

Accepted Answer

A: स्किन इफेक्ट (Skin effect)

Explanation & Concepts:
स्किन इफेक्ट प्रत्यावर्ती धारा (AC) की वह प्रवृत्ति है जो इसे चालक के भीतर इस प्रकार वितरित करती है कि करंट घनत्व सतह के निकट सबसे अधिक होता है और केंद्र की ओर तेजी से घटता है। यह इसलिए होता है क्योंकि आंतरिक चुंबकीय फ्लक्स लिंकेज केंद्र पर अधिक मजबूत होते हैं, जिसके कारण कोर पर उच्च स्व-प्रेरकत्व (self-inductance) और फलस्वरूप उच्च प्रतिबाधा (impedance) उत्पन्न होती है।

Working Principle: जब AC किसी चालक से होकर गुजरती है, तो यह समय-परिवर्तनीय चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है जो एड़ी करंट (eddy currents) को प्रेरित करता है। ये एड़ी करंट चालक के केंद्र में करंट के प्रवाह का विरोध करते हैं और सतह के निकट सहायता करते हैं। परिणामस्वरूप, चालक का प्रभावी प्रतिरोध बढ़ जाता है, क्योंकि आंतरिक भाग में कम करंट बहता है, जिससे चालन के लिए उपलब्ध क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र प्रभावी रूप से कम हो जाता है।

Key Formulas: $J(x) = J_s e^{-\frac{x}{\delta}}$ — सतह से $x$ गहराई पर करंट घनत्व; $\delta = \sqrt{\frac{2\rho}{\omega\mu}}$ — स्किन गहराई जो वह दूरी दर्शाती है जिस पर करंट घनत्व अपने सतह मान के $37\%$ तक गिर जाता है

Key Points: स्किन इफेक्ट उच्च आवृत्ति, उच्च चुंबकीय पारगम्यता (permeability), और उच्च चालकता के साथ बढ़ता है।; DC सर्किट में यह प्रभाव नगण्य होता है जहाँ करंट का वितरण समान होता है।; स्किन गहराई $\delta$, आवृत्ति के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती होती है।; 50Hz पर विद्युत संचरण के लिए, स्किन इफेक्ट अपेक्षाकृत कम होता है, लेकिन बड़े व्यास वाले चालकों के लिए यह महत्वपूर्ण है।

Advantages: इंडक्शन हीटिंग द्वारा धातुओं की सतह को कठोर करने में उपयोग किया जाता है; संचार केबलों में हस्तक्षेप को कम करता है

Disadvantages: बिजली लाइनों के प्रभावी AC प्रतिरोध को बढ़ाता है; चालकों में $I^{2}R$ बिजली के नुकसान (power losses) में वृद्धि करता है

Applications: उच्च-आवृत्ति वेवगाइड और एंटेना का डिज़ाइन; उच्च-शक्ति संचरण लाइन केबल का डिज़ाइन; इंडक्शन फर्नेस का डिज़ाइन

Additional Info: प्रॉक्सिमिटी इफेक्ट आस-पास के चालकों के चुंबकीय क्षेत्रों के कारण करंट वितरण का विरूपण है।. कोरोना इफेक्ट एक चालक के आसपास की हवा का आयनीकरण है, जिससे बिजली की हानि और शोर उत्पन्न होता है।

Answer: A सही है — स्किन इफेक्ट AC करंट के असमान वितरण को संदर्भित करता है जहाँ घनत्व चालक की बाहरी सतह पर सबसे अधिक होता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि स्किन इफेक्ट आवृत्ति पर निर्भर है; $f=0$ (DC) के लिए, स्किन डेप्थ अनंत होती है, जिसके परिणामस्वरूप समान करंट वितरण होता है।

Answer

Option B: प्रॉक्सिमिटी इफेक्ट (Proximity effect)

Answer

Option C: कोरोना इफेक्ट (Corona effect)

Answer

Option D: उपरोक्त में से कोई नहीं

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