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ElectricalBasic Electrical

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लेड-एसिड सेल को कभी भी किस वोल्टेज से अधिक डिस्चार्ज नहीं किया जाना चाहिए

8 V

9 V

2 V

1 V

Correct Answer

⚙️ TE • Technical अवधारणा और सिद्धांतElectricalBasic Electrical

8 V

Quick Summary:

एक लेड-एसिड सेल को 1.8 V से नीचे डिस्चार्ज नहीं किया जाना चाहिए क्योंकि ऐसा करने से प्लेटों पर लेड सल्फेट के बड़े, कठोर क्रिस्टल बनने को बढ़ावा मिलता है, इस प्रक्रिया को सल्फेशन कहा जाता है। यह रासायनिक परिवर्तन पलटना मुश्किल है और यह बैटरी की क्षमता और कुल सेवा जीवन को स्थायी रूप से कम कर देता है।

⚙️TETechnical Solutionअवधारणा और सिद्धांत

💡 Explanation

🔢 Key Formulas

$V_{cell} = E - I \cdot r$ — लोड डिस्चार्ज के दौरान टर्मिनल वोल्टेज की गणना

$PbO_2 + Pb + 2H_2SO_4 \rightarrow 2PbSO_4 + 2H_2O$ — डिस्चार्ज पर रासायनिक प्रतिक्रिया

⚙️ Working Principle

डिस्चार्ज के दौरान, सकारात्मक (लेड डाइऑक्साइड, $PbO_2$ ) और नकारात्मक (स्पंजी लेड, $Pb$ ) दोनों प्लेटों पर सक्रिय सामग्री लेड सल्फेट ( $PbSO_4$ ) में परिवर्तित हो जाती है। यदि डिस्चार्ज 1.8 V से नीचे जारी रहता है, तो इलेक्ट्रोलाइट घनत्व काफी कम हो जाता है, और $PbSO_4$ एक स्थिर, क्रिस्टलीय रूप में परिवर्तित हो जाता है जो अधिक आयतन घेरता है। यह संचय प्लेट के मुड़ने, आंतरिक शॉर्ट सर्किट और इलेक्ट्रोलाइट सरंध्रता (porosity) के नुकसान का कारण बनता है, जो प्रभावी रूप से सेल को 'नष्ट' कर देता है।

📌 Key Points

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लेड-एसिड सेल का नाममात्र वोल्टेज 2.0 V होता है।
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सल्फेशन तब होता है जब बैटरी को बहुत लंबे समय तक डिस्चार्ज अवस्था में छोड़ दिया जाता है।
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इलेक्ट्रोलाइट का विशिष्ट गुरुत्व चार्ज की स्थिति का एक विश्वसनीय संकेतक है।
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गहरा डिस्चार्ज चक्र (Deep discharge cycles) चक्र जीवन को काफी कम कर देते हैं।

✅ Advantages

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उच्च सर्ज करंट क्षमता
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कम आंतरिक प्रतिरोध
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उच्च क्षमता वाले अनुप्रयोगों के लिए लागत प्रभावी

❌ Disadvantages / Limitations

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लेड प्लेटों के कारण भारी वजन
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गहरे डिस्चार्ज चक्र के प्रति संवेदनशील
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इलेक्ट्रोलाइट रिसाव का खतरा

🛠️ Applications / Uses

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ऑटोमोटिव स्टार्टर बैटरी
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अनइंटरप्टिबल पावर सप्लाई (UPS)
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आपातकालीन प्रकाश प्रणाली

📄 Additional Information

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1.8 V की सीमा एक मानक 2 V सेल के लिए 'कट-ऑफ' वोल्टेज है।
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विकल्प B (1.9 V) पूर्ण डिस्चार्ज के करीब है लेकिन सुरक्षित है; 1.8 V पूर्ण सुरक्षा सीमा है।
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विकल्प C (2 V) नाममात्र वोल्टेज है, डिस्चार्ज सीमा नहीं।

📊 Diagram / Illustration

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A सही है — 1.8 V की सीमा सल्फेशन के माध्यम से होने वाली अपरिवर्तनीय रासायनिक क्षति को रोकने के लिए स्थापित की गई है।

Core Concepts Used

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इलेक्ट्रोकेमिकल डिस्चार्ज बैटरी सल्फेशन कट-ऑफ वोल्टेज

💡 EXAM TIP

हमेशा याद रखें कि लेड-एसिड बैटरी गहरे डिस्चार्ज के कारण समय से पहले विफल हो जाती हैं; इष्टतम प्रदर्शन के लिए उन्हें 1.250-1.280 के इलेक्ट्रोलाइट घनत्व पर बनाए रखने के लिए चार्ज रखें।

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