फ्यूज के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री में क्या होना चाहिए

Question

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A: कम गलनांक और उच्च विशिष्ट प्रतिरोध

Explanation & Concepts:
फ्यूज एक सुरक्षा उपकरण है जिसे विद्युत धारा के पूर्व निर्धारित सीमा से अधिक होने पर विद्युत परिपथ को बाधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस कार्य को प्रभावी ढंग से करने के लिए, इसे अधिभार (overload) की स्थिति में जल्दी पिघलना चाहिए, जिसके लिए कम गलनांक की आवश्यकता होती है, और यह सुनिश्चित करना होता है कि रेटेड करंट पर गर्मी का उत्पादन प्रबंधनीय हो, जिसके लिए उपयुक्त प्रतिरोधक गुणों की आवश्यकता होती है।

Working Principle: कार्य सिद्धांत विद्युत धारा के तापीय प्रभाव पर आधारित है, जिसे जूल के नियम $H = I^2Rt$ द्वारा परिभाषित किया गया है। एक उच्च विशिष्ट प्रतिरोध यह सुनिश्चित करता है कि कम लंबाई के साथ भी, फ्यूज तार पर्याप्त गर्मी ($I^2R$) उत्पन्न करे ताकि फॉल्ट के दौरान तेजी से अपने गलनांक तक पहुंच सके। कम गलनांक यह सुनिश्चित करता है कि तार जल्दी टूट जाए या 'उड़' जाए, जिससे फॉल्ट वाले परिपथ खंड को आपूर्ति से अलग किया जा सके।

Key Formulas: $H = I^2Rt$ — जूल का तापन नियम; $R = \rho \frac{L}{A}$ — प्रतिरोध का सूत्र जहाँ $\rho$ विशिष्ट प्रतिरोध है

Key Points: फ्यूज तार को महंगे घटकों की सुरक्षा के लिए परिपथ में एक कमजोर बिंदु के रूप में कार्य करना चाहिए।; फ्यूज के लिए उपयोग की जाने वाली सामान्य सामग्रियों में सीसा (lead), टिन, जस्ता (zinc), या इन धातुओं के मिश्र धातु शामिल हैं।; तांबे का उपयोग आमतौर पर कम-करंट वाले फ्यूज के लिए नहीं किया जाता है क्योंकि इसका गलनांक उच्च होता है, हालांकि इसका उपयोग उच्च-वोल्टेज HRC फ्यूज में किया जाता है।

Advantages: सरल और सस्ती सुरक्षा प्रणाली।; अत्यधिक विश्वसनीय क्योंकि यह जटिल यांत्रिक भागों या सेंसर पर निर्भर नहीं है।

Disadvantages: उपयोग के बाद मैन्युअल प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है।; सर्किट ब्रेकर (MCB) के विपरीत इसे कई बार उपयोग नहीं किया जा सकता है।

Applications: घरेलू वायरिंग की सुरक्षा।; औद्योगिक नियंत्रण पैनल।; ऑटोमोटिव विद्युत प्रणाली।

Additional Info: उच्च विशिष्ट प्रतिरोध फ्यूज को आवश्यक प्रतिरोध बनाए रखते हुए कॉम्पैक्ट रहने की अनुमति देता है।. विकल्प B गलत है क्योंकि कम विशिष्ट प्रतिरोध के कारण गर्मी उत्पन्न करने के लिए बहुत लंबे या बहुत पतले तार की आवश्यकता होगी, जो भौतिक रूप से अव्यावहारिक है।. विकल्प C गलत है क्योंकि उच्च गलनांक फ्यूज को अधिभार के दौरान पिघलने से रोक देगा, जिससे सुरक्षा का उद्देश्य विफल हो जाएगा।

Answer: A सही है — फ्यूज सामग्री में तेजी से टूटने के लिए कम गलनांक और अधिभार की स्थिति में पर्याप्त गर्मी उत्पन्न करने के लिए उच्च विशिष्ट प्रतिरोध होना चाहिए।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि फ्यूज ओवरकरंट से सुरक्षा प्रदान करते हैं, जबकि रिले और MCB का उपयोग उन अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है जिनमें बार-बार स्विचिंग या समायोज्य सेटिंग्स की आवश्यकता होती है।

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Option B: कम गलनांक और कम विशिष्ट प्रतिरोध

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Option C: उच्च गलनांक और कम विशिष्ट प्रतिरोध

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Option D: कम गलनांक और कोई भी विशिष्ट प्रतिरोध

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