जब कोई चालक कोर की तुलना में सतह पर अधिक धारा प्रवाहित करता है, तो यह किसके कारण होता है?

Question

Accepted Answer

C: स्किन इफेक्ट (Skin Effect)

Explanation & Concepts:
स्किन इफेक्ट वह घटना है जिसमें प्रत्यावर्ती धारा (AC) चालक के संपूर्ण क्रॉस-सेक्शन के बजाय मुख्य रूप से बाहरी सतह के निकट प्रवाहित होती है। इसके परिणामस्वरूप धारा प्रवाह के लिए उपलब्ध प्रभावी क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र में कमी आती है, जिससे चालक का प्रभावी AC प्रतिरोध बढ़ जाता है।

Working Principle: जब AC किसी चालक से होकर बहती है, तो आंतरिक चुंबकीय फ्लक्स लिंकेज सतह की तुलना में केंद्र में अधिक होते हैं, जिससे कोर पर उच्च स्व-प्रेरण (self-inductance) और उच्च आगमनात्मक प्रतिघात (inductive reactance) उत्पन्न होता है। लेन्ज़ के नियम के अनुसार, यह उच्च प्रतिघात केंद्र में धारा प्रवाह का अधिक प्रबल विरोध करता है, जिससे इलेक्ट्रॉन कम प्रतिघात वाले सतह क्षेत्र की ओर स्थानांतरित होने के लिए मजबूर हो जाते हैं। जिस गहराई पर धारा घनत्व अपने सतह मान का $1/e$ (लगभग 37%) तक गिर जाता है, उसे स्किन डेप्थ ($\delta$) के रूप में जाना जाता है।

Key Formulas: $\delta = \sqrt{\frac{1}{\pi f \mu \sigma}}$ — स्किन डेप्थ समीकरण जो उस दूरी को दर्शाता है जहाँ धारा घनत्व घटता है; $R_{ac} > R_{dc}$ — प्रभावी क्षेत्र में कमी के कारण प्रतिरोध में परिणामी वृद्धि

Key Points: स्किन इफेक्ट उच्च आवृत्ति ($f$), उच्च पारगम्यता ($\mu$), और उच्च चालकता ($\sigma$) के साथ बढ़ता है।; यह DC सर्किट में नगण्य है जहाँ $f = 0$ होता है, जिसके परिणामस्वरूप समान धारा वितरण होता है।; विद्युत संचरण के लिए, स्किन इफेक्ट को ACSR (एल्यूमीनियम कंडक्टर स्टील रीइन्फोर्स्ड) केबलों का उपयोग करके प्रबंधित किया जाता है।; DC स्थितियों की तुलना में AC स्थितियों के तहत चालक का प्रभावी प्रतिरोध काफी अधिक होता है।

Advantages: धातुओं की सतह को सख्त करने में प्रयुक्त (इंडक्शन हीटिंग); संवेदनशील उपकरणों को उच्च-आवृत्ति हस्तक्षेप से बचाने में उपयोगी

Disadvantages: ट्रांसमिशन लाइनों में $I^2R$ शक्ति हानि को बढ़ाता है; चालकों की एम्पैसिटी (धारा-वहन क्षमता) को कम करता है

Applications: AC ट्रांसमिशन लाइनें; उच्च-आवृत्ति वेवगाइड; इंडक्शन हीटिंग प्रक्रियाएं

Additional Info: स्किन डेप्थ $\delta$, आवृत्ति के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती होती है।. विकल्प A (कोरोना) उच्च वोल्टेज तनाव के कारण चालकों के पास हवा के आयनीकरण को संदर्भित करता है। विकल्प B (स्किन डेप्थ) प्रभाव का एक माप है, जबकि विकल्प C (स्किन इफेक्ट) स्वयं वह घटना है।

Answer: C सही है — गैर-समान धारा वितरण के कारण चालक की सतह पर धारा के संकेंद्रण की घटना को स्किन इफेक्ट के रूप में जाना जाता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि स्किन इफेक्ट DC में अनुपस्थित होता है, जो इसे DC वितरण की तुलना में ट्रांसमिशन लाइन प्रदर्शन परीक्षाओं में एक महत्वपूर्ण विभेदक बनाता है।

Answer

Option A: कोरोना (Corona)

Answer

Option B: स्किन डेप्थ (Skin Depth)

Answer

Option D: उपर्युक्त में से कोई भी

Correct Answer

Discussion (0)

Correct Answer

Related Questions

Discussion (0)