आवृत्त (applied frequency) में वृद्धि के साथ, एक पदार्थ में परावैद्युत हानि (dielectric loss) होगी

Question

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A: बढ़ेगी

Explanation & Concepts:
एक प्रत्यावर्ती विद्युत क्षेत्र के तहत ध्रुवीकरण प्रक्रिया के दौरान विद्युत ऊर्जा के ताप में परिवर्तन के कारण पदार्थ में परावैद्युत हानि होती है। जैसे-जैसे प्रयुक्त क्षेत्र की आवृत्ति बढ़ती है, प्रति इकाई समय ध्रुवीकरण चक्रों की संख्या बढ़ जाती है, जिससे ऊर्जा अपव्यय की दर अधिक हो जाती है, जो सीधे तौर पर बढ़ी हुई परावैद्युत हानि का परिणाम देती है।

Working Principle: एक प्रत्यावर्ती क्षेत्र में, परावैद्युत पदार्थ के भीतर द्विध्रुव स्वयं को क्षेत्र के साथ संरेखित करने का प्रयास करते हैं। यह गति आंतरिक घर्षण या प्रतिरोध का सामना करती है, जिससे ऊर्जा का अपव्यय होता है। चूंकि हानि प्रति सेकंड उत्क्रमण की संख्या के समानुपाती होती है, इसलिए शक्ति हानि घनत्व सीधे आवृत्ति पर निर्भर करता है।

Key Formulas: $P_d = V^2 \cdot 2\pi f \cdot C \cdot 	an(\delta)$ — एक परावैद्युत में शक्ति हानि घनत्व को दर्शाता है जहां f आवृत्ति है और $	an(\delta)$ हानि स्पर्शज्या (loss tangent) है।

Key Points: परावैद्युत हानि एक कुचालक पदार्थ में ऊष्मा के रूप में अपव्ययित शक्ति है।; पैरामीटर $	an(\delta)$ को अपव्यय गुणांक (dissipation factor) या हानि स्पर्शज्या के रूप में जाना जाता है।; उच्च आवृत्तियों के कारण द्विध्रुवीय दोलन अधिक तेजी से होते हैं, जिससे आंतरिक घर्षण बढ़ जाता है।; परावैद्युत तापन (dielectric heating) का उपयोग हानि के बावजूद औद्योगिक अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से किया जाता है।

Advantages: परावैद्युत तापन प्रक्रियाओं (जैसे प्लास्टिक वेल्डिंग, खाद्य प्रसंस्करण) के लिए उपयोगी।; पावर फैक्टर परीक्षण के माध्यम से सामग्री के इंसुलेशन की गुणवत्ता को मापने की अनुमति देता है।

Disadvantages: कैपेसिटर और केबल में अनावश्यक तापमान वृद्धि का कारण बनता है।; उच्च-प्रदर्शन वाले इंसुलेटर के लिए अधिकतम ऑपरेटिंग वोल्टेज/आवृत्ति को सीमित करता है।

Applications: औद्योगिक परावैद्युत तापन (गोंद लगाना, सुखाना)।; उच्च-आवृत्ति इंसुलेशन सामग्री परीक्षण।; कैपेसिटर डिजाइन और विश्वसनीयता इंजीनियरिंग।

Additional Info: संबंध $P_d \propto f$ सख्ती से तब लागू होता है जब $	an(\delta)$ आवृत्ति के साथ अपेक्षाकृत स्थिर रहता है।. विकल्प B (घटेगी) गलत है क्योंकि शक्ति अपव्यय समीकरण में आवृत्ति एक गुणक है।. विकल्प C (स्थिर रहेगी) गलत है क्योंकि ऊर्जा का अपव्यय स्वाभाविक रूप से समय पर निर्भर है।

Answer: A सही है — परावैद्युत शक्ति हानि प्रयुक्त आवृत्ति के सीधे समानुपाती होती है, जिसके कारण आवृत्ति बढ़ने पर यह बढ़ती है।

Exam Tip: AC सर्किट में, याद रखें कि परावैद्युत में शक्ति हानि एक कंडक्टर में प्रतिरोधक हानि के समान व्यवहार करती है, लेकिन यहाँ 'प्रतिरोध' द्विध्रुवों के विश्राम समय के कारण आवृत्ति पर निर्भर करता है।

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Option B: घटेगी

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Option C: स्थिर रहेगी

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Option D: शून्य हो जाएगी

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