निम्नलिखित में से कौन सी सामग्री का उपयोग बस-बार या विद्युत शक्ति के संचरण और वितरण के लिए नहीं किया जाता है?

Question

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The correct answer is C: टंगस्टन (Tungsten). टंगस्टन का उपयोग बस-बार के लिए नहीं किया जाता है क्योंकि तांबे या एल्युमिनियम की तुलना में इसकी विद्युत प्रतिरोधकता बहुत अधिक होती है और यह अत्यधिक भंगुर (brittle) होता है, जिससे इसे लंबे, लचीले कंडक्टरों में निर्माण करना कठिन हो जाता है। बस-बार सामग्री का चयन उच्च विद्युत चालकता, कम लागत और थर्मल विस्तार और स्थापना के तनाव को संभालने के लिए यांत्रिक लचीलेपन के आधार पर किया जाता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
टंगस्टन का उपयोग बस-बार के लिए नहीं किया जाता है क्योंकि तांबे या एल्युमिनियम की तुलना में इसकी विद्युत प्रतिरोधकता बहुत अधिक होती है और यह अत्यधिक भंगुर (brittle) होता है, जिससे इसे लंबे, लचीले कंडक्टरों में निर्माण करना कठिन हो जाता है। बस-बार सामग्री का चयन उच्च विद्युत चालकता, कम लागत और थर्मल विस्तार और स्थापना के तनाव को संभालने के लिए यांत्रिक लचीलेपन के आधार पर किया जाता है।

Working Principle: विद्युत संचरण की दक्षता कंडक्टर के प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होती है, जो $R = \rho \frac{l}{A}$ द्वारा शासित होती है। चूँकि टंगस्टन की प्रतिरोधकता ($\rho$) तांबे या एल्युमिनियम की तुलना में काफी अधिक है, इसलिए इसका उपयोग करने से संचरण नेटवर्क में अत्यधिक $I^2R$ शक्ति हानि और उच्च वोल्टेज ड्रॉप होगा। इसके अलावा, इसका उच्च गलनांक (जो लैंप फिलामेंट्स के लिए उपयोग किया जाता है) संचरण के लिए अनावश्यक है और प्रसंस्करण लागत को बढ़ाता है।

Key Formulas: $R = \rho \frac{l}{A}$ — प्रतिरोध सूत्र जहाँ $\rho$ प्रतिरोधकता है, $l$ लंबाई है, और $A$ क्षेत्रफल है।; $P_{loss} = I^2 R$ — शक्ति हानि की गणना जो दर्शाती है कि कम $R$ क्यों आवश्यक है।

Key Points: तांबा और एल्युमिनियम उच्च चालकता और कम लागत के कारण उद्योग मानक हैं।; स्टील का उपयोग मुख्य रूप से ACSR (एल्युमिनियम कंडक्टर स्टील रीइन्फोर्स्ड) केबलों में यांत्रिक शक्ति के लिए किया जाता है, न कि प्राथमिक धारा ले जाने के लिए।; टंगस्टन की उच्च प्रतिरोधकता से विद्युत प्रणालियों में भारी थर्मल अपव्यय और अक्षमता होती है।; बस-बार का चयन चालकता, वजन, तन्यता ताकत और संक्षारण प्रतिरोध का संतुलन है।

Advantages: तांबा: उत्कृष्ट चालकता और संक्षारण प्रतिरोध।; एल्युमिनियम: ओवरहेड संचरण के लिए हल्का और लागत प्रभावी।

Disadvantages: टंगस्टन: उच्च लागत, उच्च प्रतिरोधकता, और अत्यधिक भंगुरता।; स्टील: तांबे/एल्युमिनियम की तुलना में उच्च प्रतिरोधकता।

Applications: तांबा: इनडोर वायरिंग और ट्रांसफार्मर वाइंडिंग।; एल्युमिनियम: लंबी दूरी की ट्रांसमिशन लाइनें (ACSR)।

Additional Info: IACS का अर्थ है इंटरनेशनल एनील्ड कॉपर स्टैंडर्ड।. विकल्प D (स्टील) का उपयोग अक्सर कंडक्टरों में एक कोर के रूप में तन्यता ताकत प्रदान करने के लिए किया जाता है, टंगस्टन के विपरीत जिसका इस क्षेत्र में कोई उपयोग नहीं है।

Answer: C सही है — टंगस्टन अपनी उच्च विद्युत प्रतिरोधकता, भंगुरता और तांबे या एल्युमिनियम की तुलना में अत्यधिक लागत के कारण बस-बार के लिए अनुपयुक्त है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि ट्रांसमिशन लाइन डिजाइन में, सामग्री का चयन विद्युत प्रदर्शन ($R$) और यांत्रिक प्रदर्शन (तन्यता ताकत/लचीलापन) के बीच का समझौता है।

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Option A: तांबा (Copper)

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Option B: एल्युमिनियम (Aluminium)

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Option D: स्टील (Steel)

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