Skin Effect MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Skin Effect - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

प्रत्यावर्ती धारा (AC) धारावाही चालकों में त्वाचिक प्रभाव

परिभाषा: त्वाचिक प्रभाव प्रत्यावर्ती धारा (AC) विद्युत चालकों में एक घटना है जहाँ चालक की सतह के पास धारा घनत्व सबसे अधिक होता है और चालक में अधिक गहराई के साथ तेजी से घटता है। यह प्रभाव चालक के प्रभावी प्रतिरोध को आवृत्ति के साथ बढ़ा देता है।

कार्य सिद्धांत: जब एक AC चालक से होकर बहती है, तो यह इसके चारों ओर एक समय-परिवर्ती चुंबकीय क्षेत्र बनाती है। फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, यह परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र चालक के भीतर भँवर धाराएँ प्रेरित करता है। ये भँवर धाराएँ अपने स्वयं के चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती हैं, जो मूल धारा प्रवाह (लेन्ज़ का नियम) का विरोध करते हैं। परिणाम यह है कि धारा चालक की सतह पर समान रूप से इसके अनुप्रस्थ काट के बजाय अधिक प्रवाहित होती है।

त्वाचिक प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक:

• आवृत्ति: त्वाचिक प्रभाव AC की आवृत्ति में वृद्धि के साथ बढ़ता है। उच्च आवृत्तियाँ मजबूत विरोधी चुंबकीय क्षेत्र प्रेरित करती हैं, जो धारा को चालक की सतह के पास एक पतली परत में प्रवाहित करने के लिए मजबूर करती हैं।
• चालक व्यास: त्वाचिक प्रभाव चालक के व्यास के साथ भी बढ़ता है। बड़े चालकों में, प्रेरित भँवर धाराओं के बनने के लिए अधिक क्षेत्र होता है, जिससे त्वाचिक प्रभाव बढ़ जाता है और धारा सतह के पास और भी अधिक केंद्रित हो जाती है।

गणितीय निरूपण:

त्वचा गहराई (δ) एक माप है जिस गहराई पर धारा घनत्व सतह पर इसके मान का 1/e (लगभग 37%) तक गिर जाता है। यह सूत्र द्वारा दिया गया है:

δ = √(2 / (ωμσ))

जहाँ:

• ω = 2πf (कोणीय आवृत्ति)
• μ = चालक पदार्थ की पारगम्यता
• σ = चालक पदार्थ की विद्युत चालकता

इस सूत्र से, यह स्पष्ट है कि त्वचा गहराई घटती है (और इस प्रकार त्वाचिक प्रभाव बढ़ता है) आवृत्ति और पारगम्यता में वृद्धि के साथ, और यह चालकता में वृद्धि के साथ घटती है।

त्वाचिक प्रभाव के लाभ और हानियाँ:

• लाभ:
  • कुछ अनुप्रयोगों में, जैसे रेडियो आवृत्ति (RF) संचरण लाइनों में, त्वाचिक प्रभाव फायदेमंद हो सकता है क्योंकि यह प्रभावी अनुप्रस्थ काट क्षेत्र को कम करता है जिसके माध्यम से धारा प्रवाहित होती है, जिससे प्रेरकत्व कम होता है।
• हानियाँ:
  • विद्युत संचरण और अन्य विद्युत अनुप्रयोगों में, त्वाचिक प्रभाव आमतौर पर अवांछनीय होता है क्योंकि यह चालक के प्रभावी प्रतिरोध को बढ़ाता है, जिससे अधिक शक्ति हानि होती है।
  • हानियों को कम करने के लिए बड़े चालकों या वैकल्पिक सामग्रियों के उपयोग की आवश्यकता होती है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 1: त्वाचिक प्रभाव चालक के व्यास में वृद्धि के साथ बढ़ता है और आवृत्ति में वृद्धि के साथ बढ़ता है।

यह विकल्प त्वाचिक प्रभाव के व्यवहार का सही वर्णन करता है। जैसे-जैसे चालक का व्यास बढ़ता है, त्वाचिक प्रभाव अधिक स्पष्ट हो जाता है क्योंकि धारा सतह परत तक अधिक सीमित होती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च प्रभावी प्रतिरोध होता है। इसी प्रकार, जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, त्वचा गहराई घटती है, जिससे धारा सतह पर और भी अधिक सीमित हो जाती है, जिससे त्वाचिक प्रभाव बढ़ जाता है।

Additional Information 

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 2: त्वाचिक प्रभाव चालक के व्यास में वृद्धि के साथ घटता है और आवृत्ति में वृद्धि के साथ घटता है।

यह विकल्प गलत है क्योंकि यह त्वाचिक प्रभाव के स्थापित सिद्धांतों का खंडन करता है। व्यास और आवृत्ति दोनों में वृद्धि वास्तव में त्वाचिक प्रभाव को बढ़ाती है, कम नहीं करती है।

विकल्प 3: त्वाचिक प्रभाव चालक के व्यास में वृद्धि के साथ घटता है और आवृत्ति में वृद्धि के साथ बढ़ता है।

यह विकल्प आवृत्ति के साथ त्वाचिक प्रभाव में वृद्धि को पहचानने में आंशिक रूप से सही है। हालाँकि, यह गलत तरीके से कहता है कि त्वाचिक प्रभाव चालक व्यास में वृद्धि के साथ घटता है, जो सच नहीं है।

विकल्प 4: त्वाचिक प्रभाव चालक के व्यास में वृद्धि के साथ बढ़ता है और आवृत्ति में वृद्धि के साथ घटता है।

यह विकल्प गलत है क्योंकि त्वाचिक प्रभाव चालक के व्यास में वृद्धि और आवृत्ति में वृद्धि दोनों के साथ बढ़ता है। यह आवृत्ति में वृद्धि के साथ घट नहीं सकता है।

निष्कर्ष:

त्वाचिक प्रभाव को समझना कुशल विद्युत प्रणालियों के डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है, खासकर उनमें जो AC संचरण से जुड़ी हैं। सही विश्लेषण से पता चलता है कि त्वाचिक प्रभाव चालक के व्यास और धारा की आवृत्ति दोनों के साथ बढ़ता है। यह समझ संबंधित शक्ति हानियों को कम करने और विभिन्न अनुप्रयोगों में विद्युत चालकों के प्रदर्शन को अनुकूलित करने में मदद करती है।

त्वाचिक प्रभाव

• त्वाचिक प्रभाव एक ऐसी घटना है जो प्रत्यावर्ती धारा (AC) प्रणालियों में होती है, जहाँ धारा मुख्य रूप से चालक की बाहरी सतह या "त्वाचिक" पर बहती है, बजाय इसके कि वह उसके अनुप्रस्थ काट में समान रूप से वितरित हो। यह प्रभाव AC सिग्नल की आवृत्ति के साथ बढ़ता है।
• जब एक AC चालक के माध्यम से बहता है, तो यह चालक के चारों ओर एक समय-परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। यह परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र चालक के भीतर स्वयं भंवर धाराओं को प्रेरित करता है, जो लेंज के नियम के कारण मूल धारा का विरोध करते हैं। परिणामस्वरूप, धारा चालक की बाहरी सतह की ओर "धकेल" दी जाती है।
• जिस गहराई पर धारा घनत्व सतह पर अपने मान का लगभग 1/e (लगभग 37%) तक कम हो जाता है, उसे त्वाचिक गहराई (δ) कहा जाता है।

त्वाचिक गहराई (δ) निम्नलिखित सूत्र द्वारा दी गई है:

\(\delta=\sqrt{2\rho\over \mu\omega }\)

त्वाचिक प्रभाव इस पर निर्भर करता है:

1. उच्च आवृत्ति = उथली त्वाचिक गहराई: जैसे-जैसे AC की आवृत्ति बढ़ती है, धारा चालक की सतह पर अधिक से अधिक सीमित हो जाती है, जिससे प्रभावी अनुप्रस्थ काट क्षेत्र कम हो जाता है जिसके माध्यम से धारा बहती है।
2. वर्धित प्रतिरोध: कम प्रभावी अनुप्रस्थ काट क्षेत्र के कारण, चालक का प्रतिरोध उच्च आवृत्तियों के साथ बढ़ता है। यही कारण है कि एक ही चालक के लिए AC प्रतिरोध आमतौर पर DC प्रतिरोध से अधिक होता है।
3. चालक सामग्री: तांबा या एल्यूमीनियम जैसे चालक उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों में त्वाचिक प्रभाव का अनुभव करते हैं। यह प्रभाव कम आवृत्ति प्रणालियों जैसे घरेलू विद्युत तारों में कम स्पष्ट होता है लेकिन रेडियो आवृत्ति (RF) और माइक्रोवेव सिस्टम में महत्वपूर्ण हो जाता है।

सही उत्तर विकल्प "3" है।

अवधारणा:-

त्वक् प्रभाव: चालक की पृष्ठ के पास प्रत्यावर्ती धारा को केंद्रित करने की प्रवृत्ति को त्वक् प्रभाव के रूप में जाना जाता है। त्वक् प्रभाव निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करता है।

a) आवृत्ति

b) चालक का व्यास

c) चालक की आकृति

अनुप्रस्थ-काट, पारगम्यता और प्रदाय आवृत्ति में वृद्धि के साथ त्वक् प्रभाव बढ़ता है। यह चालक पदार्थ की प्रतिरोधकता बढ़ने के साथ कम हो जाती है।

Additional Information
फेरांति प्रभाव:

• शून्य भार (या) हल्के भार पर, संचरण रेखा के अभिग्राही सिरे पर वोल्टता प्रेषण वोल्टता से अधिक होती है। इसे फेरांति प्रभाव के नाम से जाना जाता है। यह रेखा की आवेशन धारा के कारण होता है।

सामीप्य प्रभाव:

• किसी चालक में प्रत्यावर्ती फ्लक्स अन्य निकटवर्ती चालक की धारा के कारण होता है, यह फ्लक्स चालक में एक परिसंचारी धारा या भंवर धारा उत्पन्न करता है जिसके परिणामस्वरूप तार के प्रतिरोध में स्पष्ट वृद्धि होती है। इस प्रकार, कुंडलियों में अधिक शक्ति हानि होती है। इस घटना को सामीप्य प्रभाव कहा जाता है।

कोरोना प्रभाव:

• जब दो चालकों में एक वैकल्पिक विभवांतर लागू किया जाता है, जिनकी दूरी उनके व्यास की तुलना में अधिक होती है, तो प्रदाय वोल्टता कम होने पर तारों के आसपास वायुमंडलीय वायु की स्थिति में कोई स्पष्ट परिवर्तन नहीं होता है। जब प्रदाय वोल्टता एक निश्चित मान (क्रांतिक विदारी वोल्टता) से अधिक हो जाता है, तो चालक एक धुंधली बैंगनी चमक से घिरे होते हैं जिसे कोरोना कहा जाता है।
• कोरोना प्रभाव के कारण संचरण रेखा में विसर्जन धारा बढ़ जाती है क्योंकि कोरोना प्रभावी व्यास को बढ़ा देता है। जिससे धारिता बढ़ जाएगी और प्रेरकत्व कम हो जाएगा।

उपरिस्तर प्रभाव​:

• चालक के पूर्ण अनुप्रस्थ-काट पर धारा के असमान वितरण के कारण होने वाली घटना को उपरिस्तर प्रभाव के रूप में संदर्भित किया जाता है।
• ऐसी घटना का उपयोग एक बहुत छोटे संचरण लाइन की स्थिति में बहुत अधिक नहीं होता है लेकिन चालक के प्रभावी लम्बाई में वृद्धि के साथ उपरिस्तर प्रभाव काफी बढ़ता है।
• चालक के पूर्ण अनुप्रस्थ-काट पर धारा का वितरण DC प्रणाली की स्थिति में काफी समान होता है।
• लेकिन प्रत्यावर्ती धारा प्रणाली में धारा में चालक (अर्थात् चालक का उपरिस्तर) की सतह के माध्यम से उच्चतम घनत्व के साथ प्रवाह की प्रवृत्ति होती है जिससे कोर धारा से वंचित हो जाता है।

	संचालित DC धारा (DC प्रतिरोध) के लिए उपलब्ध एक गोल चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल
	संचालित निम्न-आवृत्ति वाले AC (AC प्रतिरोध) के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल
	संचालित उच्च-आवृत्ति वाले AC (AC प्रतिरोध) के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल

संचरण लाइन में उपरिस्तर प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक निम्न है:

• आवृत्ति - उपरिस्तर प्रभाव आवृत्ति में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• व्यास - यह चालक के व्यास (आकार) में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• चालक सामग्री की प्रतिरोधकता

व्याख्या:

जब AC चालक में प्रवाहित होता है तो चालक के पूरे अनुप्रस्थ काट में धारा असमान रूप से वितरित होती है, जिसके कारण चालक के बाहरी तंतु केंद्र के करीब तंतु की तुलना में अधिक धारा प्रवाहित करते हैं। इसके परिणामस्वरूप DC की तुलना में AC के प्रति अधिक प्रतिरोध होता है और इसे उपरिस्तर प्रभाव के रूप में जाना जाता है।

Important Points 

• यदि आवृत्ति 50 Hz से कम होती है और चालक का व्यास 1 cm से कम होता है, तो उपरिस्तर प्रभाव नगण्य होता है।
• ACSR (एल्यूमीनियम चालक इस्पात प्रबलित) जैसे मानक चालक में धारा अधिकांश एल्युमीनियम से बने बाहरी सतह में प्रवाहित होती है, जबकि केंद्र के निकट इस्पात में कोई धारा नहीं होती है और चालक के लिए उच्च तन्य दृढ़ता देती है।
• सतह के निकट धारा की एकाग्रता ACSR चालक के उपयोग को सक्षम करती है।

अवधारणा:

• प्रत्यावर्ती धारा के चालक के पृष्ठ के निकट केंद्रित होने की प्रवृत्ति को उपरिस्तर प्रभाव के नाम से जाना जाता है।
• चालक के पूर्ण अनुप्रस्थ-काट पर धारा का वितरण DC प्रणाली की स्थिति में काफी समान होता है।
• लेकिन प्रत्यावर्ती धारा प्रणाली में धारा में चालक (अर्थात् चालक का उपरिस्तर) की सतह के माध्यम से उच्चतम घनत्व के साथ प्रवाह की प्रवृत्ति होती है जिससे कोर धारा से वंचित हो जाता है।

	संचालित DC धारा के लिए उपलब्ध एक गोल चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल (DC प्रतिरोध)
	संचालित निम्न-आवृत्ति वाले AC के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल (AC प्रतिरोध)
	संचालित उच्च-आवृत्ति वाले AC के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल (AC प्रतिरोध)

Important Points

यदि आवृत्ति 50 Hz से कम होती है और चालक का व्यास 1 cm से कम होता है, तो उपरिस्तर प्रभाव नगण्य होता है।

संचरण लाइन में उपरिस्तर प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक निम्न है:

• आवृत्ति - उपरिस्तर प्रभाव आवृत्ति में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• व्यास - यह चालक के व्यास में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• चालक का आकार - उपरिस्तर प्रभाव ठोस चालक में अधिक होता है और मानक चालक में कम होता है क्योंकि ठोस चालक का पृष्ठीय क्षेत्रफल अधिक होता है।
• पदार्थ का प्रकार - उपरिस्तर प्रभाव पदार्थ के पारगम्यता में वृद्धि के साथ बढ़ता है (पारगम्यता चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण के समर्थन के लिए पदार्थ की क्षमता होती है)

Important Points

• यदि आवृत्ति 50 Hz से कम होती है और चालक का व्यास 1 cm से कम होता है, तो उपरिस्तर प्रभाव नगण्य होता है।
• ACSR (एल्यूमीनियम चालक इस्पात प्रबलित) जैसे मानक चालक में धारा अधिकांश एल्युमीनियम से बने बाहरी सतह में प्रवाहित होती है, जबकि केंद्र के निकट इस्पात में कोई धारा नहीं होती है और चालक के लिए उच्च तन्य दृढ़ता देती है।
• सतह के निकट धारा की एकाग्रता ACSR चालक के उपयोग को सक्षम करती है।

• सतह प्रभाव एक प्रत्यावर्ती विद्युत धारा के एक चालक के अंतर्गत वितरित होने की प्रवृत्ति है जिससे धारा का घनत्व चालक की सतह के पास सबसे अधिक होता है और चालक में अधिक गहराई के साथ घटता जाता है।
• विद्युत धारा मुख्य रूप से चालक की सतह पर, बाहरी सतह और एक स्तर, जिसे सतह की गहराई के नाम से जाना जाता है, के बीच प्रवाहित होती है।

सतह गहराई \(\delta=\frac{1}{\alpha}\) के रूप में परिभाषित की जाती है

क्षीणन स्थिरांक निम्न द्वारा दिया जाता है:

 \(\alpha=\omega\sqrt{\frac{\mu\epsilon}{2}\left[\sqrt{1+\left(\frac{\sigma}{\omega\epsilon}\right)^2}-1\right]}\)

आदर्श चालक के लिए, σ ≈ ∞

\(\Rightarrow\left[\sqrt{1+\left(\frac{\sigma}{\omega\epsilon}\right)^2}-1\right]\approx\frac{\sigma}{\omega\epsilon}\)

∴ क्षीणन स्थिरांक बन जाता है:

\(\alpha=\omega \sqrt{\left(\frac{\muσ}{2\omega}\right)}\)

\(\Rightarrow\alpha=\sqrt{\left(\frac{\omega\mu\sigma} {2}\right)}=\sqrt{\pi f\mu\sigma}\)

इस प्रकार, \(\delta=\frac{1}{\sqrt{\pi f \mu\sigma}}\)

इस प्रकार, सतह गहराई आवृत्ति के मूल के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

त्वाचिक प्रभाव:

• उपरिस्तर प्रभाव एक प्रत्यावर्ती विद्युत धारा की एक चालक के अंतर्गत वितरित होने की प्रवृत्ति है इस प्रकार कि धारा का घनत्व चालक की सतह के पास सबसे अधिक होता है और चालक में अधिक गहराई के साथ घटता जाता है।
• चालक के पूर्ण अनुप्रस्थ-काट पर धारा के असमान वितरण के कारण होने वाली घटना को उपरिस्तर प्रभाव के रूप में संदर्भित किया जाता है।
• ऐसी घटना का उपयोग एक बहुत छोटे संचरण लाइन की स्थिति में बहुत अधिक नहीं होता है लेकिन चालक के प्रभावी लम्बाई में वृद्धि के साथ उपरिस्तर प्रभाव काफी बढ़ता है।
• चालक के पूर्ण अनुप्रस्थ-काट पर धारा का वितरण DC प्रणाली की स्थिति में काफी समान होता है।
• लेकिन प्रत्यावर्ती धारा प्रणाली में धारा में चालक (अर्थात् चालक का उपरिस्तर) की सतह के माध्यम से उच्चतम घनत्व के साथ प्रवाह की प्रवृत्ति होती है जिससे कोर धारा से वंचित हो जाता है।
• चालक के प्रभावी प्रतिरोध में बढ़ोतरी पर आतंरिक प्रतिबाधा में कमी

	संचालित DC धारा के लिए उपलब्ध एक गोल चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल  (DC प्रतिरोध)
	संचालित निम्न-आवृत्ति वाले AC के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल  (AC प्रतिरोध)
	संचालित उच्च-आवृत्ति वाले AC के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल  (AC प्रतिरोध)

संचरण लाइन में उपरिस्तर प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक निम्न है:

• आवृत्ति - उपरिस्तर प्रभाव आवृत्ति में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• व्यास - यह चालक के व्यास में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• चालक का आकार - उपरिस्तर प्रभाव ठोस चालक में अधिक होता है और स्ट्रैंडेड चालक में कम होता है क्योंकि ठोस चालक का पृष्ठीय क्षेत्रफल अधिक होता है।
• पदार्थ का प्रकार - उपरिस्तर प्रभाव पदार्थ के पारगम्यता में वृद्धि के साथ बढ़ता है (पारगम्यता चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण के समर्थन के लिए पदार्थ की क्षमता होती है)

महत्वपूर्ण तथ्य:

• यदि आवृत्ति 50 Hz से कम होती है और चालक का व्यास 1 cm से कम होता है तो उपरिस्तर प्रभाव नगण्य होता है।
• ACSR (एल्यूमीनियम चालक इस्पात प्रबलित) जैसे स्ट्रैंडेड चालक में धारा अधिकांश एल्युमीनियम से बने बाहरी सतह में प्रवाहित होती है, जबकि केंद्र के निकट इस्पात में कोई धारा नहीं होती है और चालक के लिए उच्च तन्य दृढ़ता देती है।
• सतह के निकट धारा की एकाग्रता ACSR चालक के उपयोग को सक्षम करती है।

उपरिस्तर प्रभाव:

• उपरिस्तर प्रभाव एक प्रत्यावर्ती विद्युत धारा की एक चालक के अंतर्गत वितरित होने की प्रवृत्ति है इस प्रकार कि धारा का घनत्व चालक की सतह के पास सबसे अधिक होता है और चालक में अधिक गहराई के साथ घटता जाता है।
• चालक के पूर्ण अनुप्रस्थ-काट पर धारा के असमान वितरण के कारण होने वाली घटना को उपरिस्तर प्रभाव के रूप में संदर्भित किया जाता है।
• ऐसी घटना का उपयोग एक बहुत छोटे संचरण लाइन की स्थिति में बहुत अधिक नहीं होता है लेकिन चालक के प्रभावी लम्बाई में वृद्धि के साथ उपरिस्तर प्रभाव काफी बढ़ता है।
• चालक के पूर्ण अनुप्रस्थ-काट पर धारा का वितरण DC प्रणाली की स्थिति में काफी समान होता है।
• लेकिन प्रत्यावर्ती धारा प्रणाली में धारा में चालक (अर्थात् चालक का उपरिस्तर) की सतह के माध्यम से उच्चतम घनत्व के साथ प्रवाह की प्रवृत्ति होती है जिससे कोर धारा से वंचित हो जाता है।

	संचालित DC धारा के लिए उपलब्ध एक गोल चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल  (DC प्रतिरोध)
	संचालित निम्न-आवृत्ति वाले AC के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल  (AC प्रतिरोध)
	संचालित उच्च-आवृत्ति वाले AC के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल  (AC प्रतिरोध)

इसलिए उपरिस्तर प्रभाव के कारण लाइन के चालक का प्रभावी क्षेत्र घट जाता है, जिससे लाइन का प्रतिरोध बढ़ जाता है।

संचरण लाइन में उपरिस्तर प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक निम्न है:

• आवृत्ति - उपरिस्तर प्रभाव आवृत्ति में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• व्यास - यह चालक के व्यास में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• चालक का आकार - उपरिस्तर प्रभाव ठोस चालक में अधिक होता है और स्ट्रैंडेड चालक में कम होता है क्योंकि ठोस चालक का पृष्ठीय क्षेत्रफल अधिक होता है।
• पदार्थ का प्रकार - उपरिस्तर प्रभाव पदार्थ के पारगम्यता में वृद्धि के साथ बढ़ता है (पारगम्यता चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण के समर्थन के लिए पदार्थ की क्षमता होती है)

महत्वपूर्ण तथ्य:

• यदि आवृत्ति 50 Hz से कम होती है और चालक का व्यास 1 cm से कम होता है तो उपरिस्तर प्रभाव नगण्य होता है।
• ACSR (एल्यूमीनियम चालक इस्पात प्रबलित) जैसे स्ट्रैंडेड चालक में धारा अधिकांश एल्युमीनियम से बने बाहरी सतह में प्रवाहित होती है, जबकि केंद्र के निकट इस्पात में कोई धारा नहीं होती है और चालक के लिए उच्च तन्य दृढ़ता देती है।
• सतह के निकट धारा की एकाग्रता ACSR चालक के उपयोग को सक्षम करती है।

त्वक् प्रभाव​:

चालक की सतह के पास प्रत्यावर्ती धारा की केन्द्रित होने की प्रवृत्ति को त्वक् प्रभाव के रूप में जाना जाता है। त्वक् प्रभाव निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करता है।

a) आवृत्ति

b) चालक का व्यास

c) चालक का आकार

अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल, पारगम्यता और आपूर्ति की आवृत्ति में वृद्धि के साथ त्वक् प्रभाव बढ़ता है। यह चालक सामग्री की प्रतिरोधकता में वृद्धि के साथ कम हो जाता है।

इसलिए, जब आपूर्ति की आवृत्ति कम होती है और चालक का व्यास छोटा होता है, तो त्वक् प्रभाव नगण्य होता है।

सामीप्य प्रभाव:

• जब चालक उच्च प्रत्यावर्ती वोल्टेज ले जाते हैं तो धाराएं चालक के अनुप्रस्थ काट क्षेत्र पर असमान रूप से वितरित की जाती हैं। इस प्रभाव को निकटता प्रभाव कहा जाता है।
• निकटता प्रभाव के परिणामस्वरूप चालक के स्पष्ट प्रतिरोध में वृद्धि होती है, क्योंकि इसके आसपास के अन्य चालकों की उपस्थिति होती है।
• जब दो या दो से अधिक चालक एक दूसरे के पास रखे जाते हैं, तो उनके विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।
• इस अंतःक्रिया के कारण, उनमें से प्रत्येक में धारा को इस तरह पुनर्वितरित किया जाता है कि अधिक से अधिक धारा घनत्व तार के उस हिस्से में केंद्रित होता है जो हस्तक्षेप करने वाले चालक से सबसे दूर होता है।

स्थिति एक:

यदि चालक एक ही दिशा में धारा ले जाते हैं, तो चालकों के हिस्सों का चुंबकीय क्षेत्र जो एक दूसरे के करीब हैं, एक दूसरे को रद्द करते हैं, और इसलिए चालक के आधे हिस्से से कोई धारा प्रवाहित नहीं होती है। चालक के सुदूर आधे हिस्से में धारा परिपूर्ण है।

स्थिति 2:

जब चालक विपरीत दिशा में धारा ले जाते हैं, तो चालक का करीबी हिस्सा उतना ही वहन करता है, जितना अधिक धारा होती है और चालक के दूर के आधे हिस्से का चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे को रद्द कर देता है। इस प्रकार, चालक के दूरस्थ आधे हिस्से में धारा शून्य होती है और चालक के पास के हिस्से में परिपूर्ण  होती है।

Additional Information 

सामीप्य प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक:

आवृत्ति: आवृत्ति में वृद्धि के साथ सामीप्य बढ़ती है।

व्यास: चालक में वृद्धि के साथ सामीप्य बढ़ती है।

संरचना: असहाय चालक (यानी, ASCR) की तुलना में ठोस चालक पर यह प्रभाव अधिक होता है क्योंकि असहाय चालक का सतह क्षेत्र ठोस चालक से छोटा होता है।

सामग्री: यदि सामग्री उच्च लौहचौम्बिक सामग्री से बनी है तो उनकी सतह पर सामीप्य प्रभाव अधिक होता है।

त्वाचिक प्रभाव
चालक की सतह पर विद्युत धारा के गैर-समान वितरण को त्वचीय प्रभाव कहा जाता है।

त्वचीय प्रभाव में, चालक की कोर की तुलना में सतह के पास आवेश की एकाग्रता अधिक होती है जो चालक के ओमिक प्रतिरोध में वृद्धि का कारण बनती है।

त्वचीय प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक:

1. आवृत्ति:

आवृत्ति में वृद्धि के साथ त्वचीय प्रभाव बढ़ता है।

कम आवृत्तियों पर, जैसे कि 50Hz, चालक की सतह के पास धारा घनत्व में थोड़ी वृद्धि होती है।

उच्च आवृत्तियों पर जैसे कि रेडियो-आवृत्ति व्यावहारिक रूप से चालक की सतह पर संपूर्ण धाराओं का प्रवाह होता है, और उच्च आवृत्तियों पर त्वचीय प्रभाव अधिक ध्यान देने योग्य होता है।

DC आपूर्ति (आवृत्ति शून्य है) के साथ, एक चालक में पारित धारा समान रूप से चालकों के अनुप्रस्थ काट पर वितरित किया जाता है।

2. व्यास:
चालक के व्यास में वृद्धि के साथ त्वचीय प्रभाव बढ़ता है।

3. चालक का आकार:
ठोस चालक में त्वचीय प्रभाव अधिक होता है और लड़दार चालक में कम होता है क्योंकि ठोस चालक का सतह क्षेत्र अधिक होता है।

4. सामग्री का प्रकार:
सामग्री की पारगम्यता में वृद्धि के साथ त्वचीय प्रभाव बढ़ता है।

उपरिस्तर प्रभाव:

• उपरिस्तर प्रभाव एक प्रत्यावर्ती विद्युत धारा की एक चालक के अंतर्गत वितरित होने की प्रवृत्ति है इस प्रकार कि धारा का घनत्व चालक की सतह के पास सबसे अधिक होता है और चालक में अधिक गहराई के साथ घटता जाता है।
• चालक के पूर्ण अनुप्रस्थ-काट पर धारा के असमान वितरण के कारण होने वाली घटना को उपरिस्तर प्रभाव के रूप में संदर्भित किया जाता है।
• ऐसी घटना का उपयोग एक बहुत छोटे संचरण लाइन की स्थिति में बहुत अधिक नहीं होता है लेकिन चालक के प्रभावी लम्बाई में वृद्धि के साथ उपरिस्तर प्रभाव काफी बढ़ता है।
• चालक के पूर्ण अनुप्रस्थ-काट पर धारा का वितरण DC प्रणाली की स्थिति में काफी समान होता है।
• लेकिन प्रत्यावर्ती धारा प्रणाली में धारा में चालक (अर्थात् चालक का उपरिस्तर) की सतह के माध्यम से उच्चतम घनत्व के साथ प्रवाह की प्रवृत्ति होती है जिससे कोर धारा से वंचित हो जाता है।
• चालक के प्रभावी प्रतिरोध में बढ़ोतरी पर आतंरिक प्रतिबाधा में कमी

	संचालित DC धारा के लिए उपलब्ध एक गोल चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल  (DC प्रतिरोध)
	संचालित निम्न-आवृत्ति वाले AC के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल  (AC प्रतिरोध)
	संचालित उच्च-आवृत्ति वाले AC के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल  (AC प्रतिरोध)

संचरण लाइन में उपरिस्तर प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक निम्न है:

• आवृत्ति - उपरिस्तर प्रभाव आवृत्ति में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• व्यास - यह चालक के व्यास में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• चालक का आकार - उपरिस्तर प्रभाव ठोस चालक में अधिक होता है और स्ट्रैंडेड चालक में कम होता है क्योंकि ठोस चालक का पृष्ठीय क्षेत्रफल अधिक होता है।
• पदार्थ का प्रकार - उपरिस्तर प्रभाव पदार्थ के पारगम्यता में वृद्धि के साथ बढ़ता है (पारगम्यता चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण के समर्थन के लिए पदार्थ की क्षमता होती है)

महत्वपूर्ण तथ्य:

• यदि आवृत्ति 50 Hz से कम होती है और चालक का व्यास 1 cm से कम होता है तो उपरिस्तर प्रभाव नगण्य होता है।
• ACSR (एल्यूमीनियम चालक इस्पात प्रबलित) जैसे स्ट्रैंडेड चालक में धारा अधिकांश एल्युमीनियम से बने बाहरी सतह में प्रवाहित होती है, जबकि केंद्र के निकट इस्पात में कोई धारा नहीं होती है और चालक के लिए उच्च तन्य दृढ़ता देती है।
• सतह के निकट धारा की एकाग्रता ACSR चालक के उपयोग को सक्षम करती है।

• चालक के पूर्ण अनुप्रस्थ-काट पर धारा के असमान वितरण के कारण होने वाली घटना को उपरिस्तर प्रभाव के रूप में संदर्भित किया जाता है।
• ऐसी घटना का उपयोग एक बहुत छोटे संचरण लाइन की स्थिति में बहुत अधिक नहीं होता है लेकिन चालक की प्रभावी लम्बाई में वृद्धि के साथ उपरिस्तर प्रभाव काफी बढ़ता है।
• चालक के पूर्ण अनुप्रस्थ-काट पर धारा का वितरण DC प्रणाली की स्थिति में काफी समान होता है।
• लेकिन प्रत्यावर्ती धारा प्रणाली में धारा में चालक (अर्थात् चालक का उपरिस्तर) की सतह के माध्यम से उच्चतम घनत्व के साथ प्रवाह की प्रवृत्ति होती है जिससे कोर धारा से वंचित हो जाता है।

	संचालित DC धारा (DC प्रतिरोध) के लिए उपलब्ध एक गोल चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल
	संचालित निम्न-आवृत्ति वाले AC (AC प्रतिरोध) के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल
	संचालित उच्च-आवृत्ति वाले AC (AC प्रतिरोध) के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल

संचरण लाइन में उपरिस्तर प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक निम्न है:

• आवृत्ति - उपरिस्तर प्रभाव आवृत्ति में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• व्यास - यह चालक के व्यास में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• चालक का आकार - उपरिस्तर प्रभाव ठोस चालक में अधिक होता है और मानक चालक में कम होता है क्योंकि ठोस चालक का पृष्ठीय क्षेत्रफल अधिक होता है।
• पदार्थ का प्रकार - उपरिस्तर प्रभाव पदार्थ के पारगम्यता में वृद्धि के साथ बढ़ता है (पारगम्यता चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण के समर्थन के लिए पदार्थ की क्षमता होती है)

महत्वपूर्ण तथ्य:

• यदि आवृत्ति 50 Hz से कम होती है और चालक का व्यास 1 cm से कम होता है, तो उपरिस्तर प्रभाव नगण्य होता है।
• ACSR (एल्यूमीनियम चालक इस्पात प्रबलित) जैसे मानक चालक में धारा अधिकांश एल्युमीनियम से बने बाहरी सतह में प्रवाहित होती है, जबकि केंद्र के निकट इस्पात में कोई धारा नहीं होती है और चालक के लिए उच्च तन्य दृढ़ता देती है।
• सतह के निकट धारा की एकाग्रता ACSR चालक के उपयोग को सक्षम करती है।

उपरिस्तर प्रभाव:

• उपरिस्तर प्रभाव एक प्रत्यावर्ती विद्युत धारा की एक चालक के अंतर्गत वितरित होने की प्रवृत्ति है इस प्रकार कि धारा का घनत्व चालक की सतह के पास सबसे अधिक होता है और चालक में अधिक गहराई के साथ घटता जाता है।
• चालक के पूर्ण अनुप्रस्थ-काट पर धारा के असमान वितरण के कारण होने वाली घटना को उपरिस्तर प्रभाव के रूप में संदर्भित किया जाता है।
• ऐसी घटना का उपयोग एक बहुत छोटे संचरण लाइन की स्थिति में बहुत अधिक नहीं होता है लेकिन चालक के प्रभावी लम्बाई में वृद्धि के साथ उपरिस्तर प्रभाव काफी बढ़ता है।
• चालक के पूर्ण अनुप्रस्थ-काट पर धारा का वितरण DC प्रणाली की स्थिति में काफी समान होता है।
• लेकिन प्रत्यावर्ती धारा प्रणाली में धारा में चालक (अर्थात् चालक का उपरिस्तर) की सतह के माध्यम से उच्चतम घनत्व के साथ प्रवाह की प्रवृत्ति होती है जिससे कोर धारा से वंचित हो जाता है।

	संचालित DC धारा के लिए उपलब्ध एक गोल चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल  (DC प्रतिरोध)
	संचालित निम्न-आवृत्ति वाले AC के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल  (AC प्रतिरोध)
	संचालित उच्च-आवृत्ति वाले AC के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल  (AC प्रतिरोध)

इसलिए उपरिस्तर प्रभाव के कारण लाइन के चालक का प्रभावी क्षेत्र घट जाता है, जिससे लाइन का प्रतिरोध बढ़ जाता है।

संचरण लाइन में उपरिस्तर प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक निम्न है:

• आवृत्ति - उपरिस्तर प्रभाव आवृत्ति में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• व्यास - यह चालक के व्यास में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• चालक का आकार - उपरिस्तर प्रभाव ठोस चालक में अधिक होता है और स्ट्रैंडेड चालक में कम होता है क्योंकि ठोस चालक का पृष्ठीय क्षेत्रफल अधिक होता है।
• पदार्थ का प्रकार - उपरिस्तर प्रभाव पदार्थ के पारगम्यता में वृद्धि के साथ बढ़ता है (पारगम्यता चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण के समर्थन के लिए पदार्थ की क्षमता होती है)