Types of Conductors MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Types of Conductors - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

केल्विन का नियम

केल्विन का नियम कहता है कि एक चालक का सबसे किफायती आकार वह है जिसके लिए चालक की पूँजीगत लागत पर वार्षिक ब्याज और मूल्यह्रास ऊर्जा हानि की वार्षिक लागत के बराबर है।

केल्विन के नियम का चित्रमय निरूपण:

केल्विन के नियम की सीमाएँ:

• पूँजीगत लागत पर ब्याज और मूल्यह्रास का सटीक निर्धारण नहीं किया जा सकता है।
• यह ब्याज दरों, मूल्यह्रास और ऊर्जा लागत में बदलाव के कारण दो समान प्रणालियों के लिए अलग-अलग चालक आकार देता है।
• यह नियम कई कारकों जैसे सुरक्षित धारा वहन क्षमता, कोरोना हानि आदि को ध्यान में नहीं रखता है।
• चालक का किफायती आकार स्वीकार्य सीमा से परे वोल्टेज ड्रॉप का कारण बन सकता है।

कैडमियम ताँबा मिश्रधातु

• कैडमियम ताँबा मिश्रधातु एक ताँबे पर आधारित मिश्रधातु है जिसमें 1% से 2% कैडमियम (Cd) होता है।
• जब ताँबे में 1% या 2% कैडमियम मिलाया जाता है, तो यह तनन सामर्थ्य को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है। यह इसे स्थायित्व की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों, जैसे ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइनों के लिए उपयुक्त बनाता है।
• हालांकि, कैडमियम के जुड़ने से ताँबे की विद्युत चालकता थोड़ी कम हो जाती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि कैडमियम अशुद्धियाँ डालता है, जिससे विद्युत प्रतिरोध बढ़ता है।
• भले ही चालकता थोड़ी कम हो जाती है, लेकिन कई औद्योगिक उपयोगों में यांत्रिक शक्ति में वृद्धि नुकसान से अधिक होती है।

व्याख्या:

किसी पदार्थ का I-V अभिलाक्षणिक यह दर्शाता है कि वह ओम के नियम का अनुसरण करता है या नहीं।

ओमी चालकों के लिए, धारा (I) बनाम वोल्टता (V) का आलेख मूल बिंदु से गुजरने वाली एक सरल रेखा होती है, जो दर्शाता है कि प्रतिरोध स्थिर रहता है।

अन्-ओमी चालकों के लिए, आलेख अरेखीय होता है, जिसका अर्थ है कि प्रयुक्त वोल्टेज के साथ प्रतिरोध बदलता है।

दिया गया आलेख अरेखीय है, जो एक अन्-ओमी चालक को इंगित करता है।

चूँकि वक्र एक सीधी रेखा से विचलित होता है, इसलिए यह ओम के नियम का पालन नहीं करता है।

अन्-ओमी चालकों के उदाहरण हैं:

- अर्धचालक डायोड

- ट्रांजिस्टर

- तंतु लैंप

- विद्युत् अपघट्य 

∴ I-V अभिलाक्षणिक एक अन्-ओमी चालक का प्रतिनिधित्व करते हैं।

ACSR चालक का प्रतिनिधित्व:

एक मानक चालक को ACSR चालक के लिए A/S/D के रूप में दर्शाया जाता है।
जहां,

• A एल्यूमीनियम तारों की संख्या है।
• S स्टील तारों की संख्या है।
• D प्रत्येक तार का व्यास है।

उदाहरण: यदि ACSR चालक में 70 एल्यूमीनियम चालकों से घिरे 6 स्टील तार हैं, तो इसे 70/6 के रूप में निर्दिष्ट किया जाएगा।

Additional Information

एक लड़दार चालक में तारों की संख्या की गणना:

• यदि एक लड़दार चालक में ‘n’ परतें हैं।
• चालक के तारों की संख्या = 3n² - 3n + 1

एक लड़दार चालक के समग्र व्यास की गणना:

• यदि d मिमी चालक में एकल तार का व्यास है।
• चालक का समग्र व्यास = (2n + 1) d इकाई

सही उत्तर "विकल्प 3" है।

संकल्पना:

• चालक पदार्थ लगभग हमेशा एल्यूमीनियम या एल्यूमीनियम मिश्र धातु (AAC, AAAC या TAL) होता है।
• ये कई लड़ियों में बनाया जाता है और संभवतः इस्पात की लड़ियों या मिश्रित क्रोड से प्रबलित किया जाता है।
• केबलों के कुछ उदाहरण जो अक्सर उपयोग किए जाते हैं उनमें ACSR, ACSR/AS और HTLS केबल (ACCC) शामिल होते हैं।

Additional Information

• प्रतिरोधकता या चालकता के आधार पर:
  • निम्न प्रतिरोधकता या उच्च चालकता वाले चालक पदार्थ 
  • उच्च प्रतिरोधकता या निम्न चालकता वाले चालक पदार्थ
• निम्न प्रतिरोधकता या उच्च चालकता वाला पदार्थ विद्युत अभियांत्रिकी  उत्पादों में बहुत उपयोगी होता है।
  • ये पदार्थ विद्युत मशीनों, उपकरणों और यंत्रों में आवश्यक सभी प्रकार की कुंडलन के लिए चालक के रूप में उपयोग किये जाते है।
  • इन पदार्थों का उपयोग विद्युत ऊर्जा के संचरण और वितरण में चालक के रूप में भी किया जाता है।
    • चाँदी
    • ताँबा
    • सोना
    • एल्यूमीनियम
• उच्च प्रतिरोधकता या निम्न चालकता वाला पदार्थ विद्युत अभियांत्रिकी उत्पादों में बहुत उपयोगी होता है।
  • इन पदार्थों का उपयोग तन्तुओं के निर्माण के लिए किया जाता है।
    • तापदीप्त लैंप, विद्युत तापक, अंतरिक्ष (स्पेस) तापक और विद्युत स्त्री के लिए तापन तत्व आदि।
  • उच्च प्रतिरोधकता या निम्न चालकता वाले कुछ पदार्थ निम्न होते हैं:​
    • टंगस्टन
    • कार्बन
    • निक्रोम
    • मैंगनीन

सामान्यतौर पर किसी भी चालक में स्ट्रैंड की कुल संख्या निम्न सूत्र द्वारा दी गयी है

N = 3x² – 3x + 1

जहाँ x = परतों की संख्या 

बंडल चालक वे चालक हैं जो दो या अधिक स्ट्रैंडेड चालक से बनते हैं, और अधिक धारा ले जाने की क्षमता प्राप्त करने के लिए एक साथ बंधे होते हैं।

संचरण लाइन में एकल चालक के बजाय बंडल चालक का उपयोग करने से चालकों का GMR बढ़ जाता है।

तो, निम्नलिखित समीकरण के अनुसार प्रेरकत्व कम हो जाता है

H/m/ph

इसलिए, चालक का प्रति फेज प्रेरकत्व कम हो जाता है

तो, धारिता निम्नलिखित समीकरण के अनुसार बढ़ती है

F/m/ph

इसलिए, बंडल चालकों का उपयोग करके GMR में वृद्धि की जाती है, इसलिए प्रेरकत्व L में घटता है और धारिता C बढ़ती है।

बंडल चालकों के लाभ:

• चालकों के बंडलिंग से लाइन प्रेरकत्व में कमी आती है।
• चालकों के बंडलिंग से धारिता में वृद्धि होती है।
• बंडल धारिता का एक महत्वपूर्ण लाभ कोरोना निर्वहन को कम करने की क्षमता है
• कोरोना निर्वहन के गठन में कमी से शक्ति हानि कम होती है और इसलिए लाइन की संचरण दक्षता में सुधार होता है।
• संचार लाइन के हस्तक्षेप में कमी।

सामान्यतौर पर किसी भी चालक में स्ट्रैंड की कुल संख्या निम्न सूत्र द्वारा दी गयी है

N = 3x2 – 3x + 1

जहाँ x = परतों की संख्या 

बंडल चालक ऐसे चालक होते हैं जो दो या दो से अधिक अवद्ध चालकों से निर्मित होते हैं, ऐसे अधिक धारा वहन क्षमता प्राप्त करने के लिए एकसाथ जुड़े होते हैं। 

संचरण लाइन में एकल चालक के बजाय बंडल चालकों का प्रयोग करने से चालकों का GMR बढ़ता है। 

इसलिए, प्रेरकत्व निम्नलिखित समीकरण के अनुसार कम होती है। 

 H/m/ph

अतः चालक का प्रति चरण प्रेरकत्व कम होता है। 

इसलिए धारा निम्नलिखित समीकरण के अनुसार बढ़ती है। 

 F/m/ph

अतः बंडल चालकों का प्रयोग करने पर GMR बढ़ता है। इसलिए प्रेरकत्व L कम होता है और धारिता C बढ़ती है। 

बंडल चालकों का लाभ:

• चालकों की बंडलिंग लाइन प्रेरकत्व में कमी की ओर बढ़ती है। 
• चालकों की बंडलिंग धारिता में वृद्धि की ओर बढ़ती है। 
• बंडल चालकों का एक महत्वपूर्ण लाभ कोरोना निर्वहन को कम करने की इसकी क्षमता होती है। 
• कोरोना निर्वहन के निर्माण में कमी निम्न शक्ति नुकसान की ओर बढ़ता है और अतः लाइन की संचरण क्षमता में सुधार होता है। 
• संचार लाइन के व्यतिकरण में कमी।

ACSR चालक का प्रतिनिधित्व:

एक मानक चालक को ACSR चालक के लिए A/S/D के रूप में दर्शाया गया है।

जहाँ,

A एल्यूमीनियम लड़ की संख्या है।

S इस्पात लड़ की संख्या है।

D प्रत्येक लड़ का व्यास है।

उदाहरण: यदि ACSR चालक जिसमें 7 इस्पात लड़ हैं, जो 25 एल्यूमीनियम चालक से घिरा हुआ है, 25/7 के रूप में निर्दिष्ट किया जाएगा।

Additional Information

लड़दार चालक में लड़ो की संख्या की गणना:

यदि लड़दार चालक में लड़ो की ‘n’ परतें हैं।

चालक के लड़ो की संख्या = 3n2​ - 3n + 1

लड़दार चालक के समग्र व्यास की गणना:

यदि d mm चालक में एक एकल लड़ का व्यास है।

चालक का समग्र व्यास = (2n + 1) d इकाई

चालक का सर्पिलिकरण

• शिरोपरी संचरण लाइन को एक ऐसे चालक की जरूरत होती है जो वजन में हल्का हो और जिसमें अधिक चालकता भी हो। इसके लिए चालक का सर्पिलिकरण किया जाता है।
• यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें क्रोड उस पदार्थ की होती है जिसकी चालकता अधिक होती है जबकि बाहरी स्ट्रैंड हल्के पदार्थ के होते हैं।
• ACSR (एल्यूमीनियम-चालक-इस्पात-प्रबलित) संचरण लाइनों में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले चालकों में से एक है।
• इसमें गुंफित चालकों की प्रत्यावर्ती परतें होती हैं, जो विपरीत दिशाओं में सर्पिल होती हैं, ताकि इस्पात संपूल(स्ट्रैंड्स) के एक क्रोड के आसपास के स्ट्रैंडों को एक साथ रखा जा सके।
• गुंफित एल्यूमीनियम चालकों के अंदर एक इस्पात क्रोड लगाने का उद्देश्य एक उच्च सामर्थ्य-से-भार अनुपात प्राप्त करना है।
• एक गुंफित चालक अधिक लचीलापन प्रदान करता है और ठोस बड़े चालक की तुलना में निर्माण करना आसान होता है।
• चूंकि प्रतिरोध अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल के व्युत्क्रमानुपाती होता है, इसलिए सर्पिलिकरण के कारण कुल प्रतिरोध बढ़ जाता है।​

एल्युमीनियम चालक इस्पात प्रबलित(ACSR):

• यह गुंफित चालकों में से एक है जो कठोर-कर्षित 1350-H19 एल्यूमीनियम तार की एक या एक से अधिक परतों से बना है जो जस्तेदार लेपित स्टील कोर पर होता है।​
• ACSR चालक मुख्य रूप से उनकी उच्च तन्यता सामर्थ्य, किफायती डिजाइन, कम वजन, कम समर्थन के साथ मध्यम और लंबी अवधि के लिए उपयुक्त, और झोल और उच्च वोल्टेज ओवरहेड लाइनों के अच्छे गुणों के कारण वितरण और संचरण लाइनों में उपयोग किया जाता है।

ताम्र चालकों पर ACSR चालक के लाभ:

• ACSR की चालकता ताम्र चालक से कम होती है।
• ACSR चालक का उपयोग मध्यम और लंबी विस्तृति के लिए किया जा सकता है और इसे कम समर्थन की आवश्यकता होती है।
• ACSR चालक का यांत्रिक प्रदर्शन और तन्य सामर्थ्य उच्च है।
• यह ताम्र चालकों की तुलना में कम झोल प्रदान करता है।

अवधारणा :

ACSR केबल :

• यह एक एल्यूमीनियम चालक स्टील प्रबलित केबल है।
• यह बहुत उच्च क्षमता वाली होती है।
• इसमें उच्च यांत्रिक और विद्युत सामर्थ्य होता है।
• इसमें कम रखरखाव और कम लागत होती है।
• इससे कोरोना हानि कम होगी।

सही उत्तर विकल्प (3) है 

विवरण:

आम तौर पर, चालक के व्यास की गणना की जा सकती है,

D = (2n - 1)d

जहाँ D = n परतीय रज्जुक चालक का व्यास

d = प्रत्येक रज्जुक का व्यास
Additional Information

चालक का स्थानीय अंतरपणन:

• प्रत्येक परत की किस्में पिछली परत के ऊपर एक पेचदार फैशन में रखी जाती हैं जिसे स्ट्रैंडिंग कहा जाता है।
• आम तौर पर, क्रमिक परत में, पिछली परत के विपरीत दिशा में स्थानीय अंतरपणन होता है।
• इसका अर्थ यह है कि यदि एक परत के रज्जुक को दक्षिणावर्त दिशा में घुमाया जाता है, तो अगली परत के रज्जुक वामावर्त दिशा में मुड़ जाएंगे, इत्यादि।

आम तौर पर, किसी भी चालक में रज्जुक की कुल संख्या निम्न द्वारा दी जाती है,

रज्जुक चालक में तारों की कुल संख्या (N) = 3n(n-1) + 1

N = 3n2 - 3n + 1

इस प्रश्न का सही उत्तर विकल्प 4: 30 cm है।

संकल्पना:

बंडल चालक वे चालक होते हैं जो दो या दो से अधिक उप-चालकों से बनते हैं, जिन्हें अधिक धारा वहन क्षमता को प्राप्त करने के लिए एक साथ जोड़ा जाता है।  

संचरण लाइन में एकल चालक के बजाय बंडल चालक का उपयोग करने से चालकों का GMR (जीएमआर) बढ़ जाता है। किसी भी बंडल के अलग-अलग चालकों को उप चालक के रूप में परिभाषित किया जाता है।​

महत्वपूर्ण बिंदु:

बंडल चालकों के लाभ:

• चालकों की बंडलिंग से प्रेरकत्व में कमी आती है। 
• चालकों की बंडलिंग से धारिता में वृद्धि होती है। 
• बंडल धारिता का एक प्रमुख लाभ कोरोना निर्वहन को कम करने की क्षमता है। 
• कोरोना निर्वहन के गठन में कमी से शक्ति हानि कम होती है इसलिए संचरण लाइन की संचरण दक्षता में भी सुधार होता है। 
• संचार लाइन के व्यक्तिकरण में कमी आती है।
• वोल्टता की प्रतिबाधा कम हो जाती है।
• लाइन की प्रोत्कर्ष प्रतिबाधा कम हो जाती है।