प्रोक्सिमिटी प्रभाव क्या है?

परिभाषा: जब चालक पदार्थ उच्च वैकल्पिक वोल्टेज का संचार करते हैं, तो धारा चालक के अनुप्रस्थ-खंड के क्षेत्र में असमान रूप से वितरित होती है। इस घटना को प्रोक्सिमिटी प्रभाव कहा जाता है। प्रोक्सिमिटी प्रभाव के कारण, चालक का स्पष्ट प्रतिरोध बढ़ जाता है क्योंकि उसके पास अन्य धारा-वहन करने वाले चालक होते हैं।

जब दो या अधिक चालक एक दूसरे के निकट स्थित होते हैं, तो उनके विद्युत चुंबकीय क्षेत्र आपस में प्रभावित होते हैं। इस प्रभाव के परिणामस्वरूप, प्रत्येक चालक में धारा फिर से वितरित होती है। विशेष रूप से, चालक तार के उस भाग में अधिक धारा घनत्व एकत्रित होता है जो हस्तांतरित करने वाले चालक से सबसे दूर होता है।

यदि चालक समान दिशा में धारा वहन करते हैं, तो आसन्न चालकों के आधे भागों के चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे को रद्द कर देते हैं। इस परिणामस्वरूप, इन आसन्न आधे भागों में कोई धारा प्रवाहित नहीं होती, और धारा बजाए दूर के आधे भागों में एकत्रित होती है।

जब चालक विपरीत दिशाओं में धारा वहन करते हैं, तो चालकों के निकटतम भागों में चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे को बढ़ाते हैं, जिससे इन आसन्न क्षेत्रों में अधिक धारा घनत्व होता है। इसके विपरीत, चालकों के दूर के आधे भागों में चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे को रद्द कर देते हैं, जिससे उन दूर क्षेत्रों में न्यूनतम या शून्य धारा प्रवाह होता है। इस परिणामस्वरूप, धारा चालकों के निकट के भागों में एकत्रित होती है, जबकि दूर के आधे भाग बहुत कम धारा प्रदर्शित करते हैं।

यदि डीसी चालक में प्रवाहित होती है, तो धारा चालक के अनुप्रस्थ-खंड के क्षेत्र में समान रूप से वितरित होती है। इस परिणामस्वरूप, चालक की सतह पर कोई प्रोक्सिमिटी प्रभाव नहीं होता।

प्रोक्सिमिटी प्रभाव केवल 125 मिमी² से बड़े चालक आकारों के लिए महत्वपूर्ण होता है। इसके लिए, संशोधन कारकों को लागू किया जाना चाहिए।

प्रोक्सिमिटी प्रभाव को ध्यान में रखते हुए, चालक का एसी प्रतिरोध बन जाता है:

संकेतन:

• Rdc: चालक का संशोधित नहीं किया गया डीसी प्रतिरोध।

• Ys: स्किन प्रभाव कारक (स्किन प्रभाव के कारण प्रतिरोध में भिन्नात्मक वृद्धि)।

• Yp: प्रोक्सिमिटी प्रभाव कारक (प्रोक्सिमिटी प्रभाव के कारण प्रतिरोध में भिन्नात्मक वृद्धि)।

• Re: चालक का प्रभावी या संशोधित ओहमिक प्रतिरोध।

डीसी प्रतिरोध Rdc स्ट्रैंडेड चालक तालिकाओं से प्राप्त किया जा सकता है।

प्रोक्सिमिटी प्रभाव पर प्रभाव डालने वाले कारक

प्रोक्सिमिटी प्रभाव मुख्य रूप से चालक सामग्री, व्यास, आवृत्ति और संरचना जैसे कारकों पर निर्भर करता है। इन कारकों का विवरण नीचे दिया गया है:

• आवृत्ति – आवृत्ति बढ़ने के साथ प्रोक्सिमिटी प्रभाव बढ़ता है।

• व्यास – बड़े व्यास के चालकों में प्रोक्सिमिटी प्रभाव अधिक स्पष्ट होता है।

• संरचना – ठोस चालकों में यह प्रभाव स्ट्रैंडेड चालकों (जैसे, ASCR) की तुलना में अधिक स्पष्ट होता है। स्ट्रैंडेड चालकों में छोटा प्रभावी सतह क्षेत्र होता है, जिससे धारा का भीड़-भाड़ कम होता है।

• सामग्री – उच्च-फेरोमैग्नेटिक सामग्री से बने चालकों की सतह पर चुंबकीय क्षेत्रों के प्रभाव के कारण प्रोक्सिमिटी प्रभाव अधिक मजबूत होता है।

प्रोक्सिमिटी प्रभाव को कम करने की विधियाँ

प्रोक्सिमिटी प्रभाव को कम करने का एक प्रभावी तरीका ACSR (Aluminum Conductor Steel Reinforced) चालकों का उपयोग करना है। ACSR चालक में:

• स्टील को कोर में रखा जाता है ताकि यांत्रिक मजबूती प्रदान की जा सके।

• अल्युमिनियम की तार स्टील कोर के चारों ओर घेरती है, बाहरी चालकीय परत बनाती है।

इस डिजाइन से चुंबकीय क्षेत्रों के प्रभाव से प्रकट सतह क्षेत्र कम हो जाता है। इस परिणामस्वरूप, धारा मुख्य रूप से बाहरी अल्युमिनियम परतों में प्रवाहित होती है, जबकि स्टील कोर में बहुत कम या कोई धारा नहीं प्रवाहित होती। यह व्यवस्था चालक में प्रोक्सिमिटी प्रभाव को महत्वपूर्ण रूप से कम करती है।