डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत चालकता एक महत्वपूर्ण भौतिक विशेषता है। इसके बारे में जानकारी आपको सामग्री के अनुप्रयोग के क्षेत्रों की पहचान करने की अनुमति देती है।
शर्तें
विद्युत धारा की चालकता के अनुसार पदार्थों को समूहों में बांटा गया है:
- डाइलेक्ट्रिक्स;
- अर्धचालक;
- कंडक्टर।
धातुएं उत्कृष्ट प्रवाहकीय चालक हैं - उनकी विद्युत चालकता 106-108 (ओम एम) तक पहुंचती है-1।
और ढांकता हुआ पदार्थ बिजली का संचालन करने में सक्षम नहीं हैं, इसलिए उनका उपयोग इन्सुलेटर के रूप में किया जाता है। इनमें मुक्त आवेश वाहक नहीं होते, अणुओं की द्विध्रुव संरचना में भिन्नता होती है।
अर्धचालक मध्यवर्ती चालकता मूल्यों के साथ ठोस पदार्थ हैं।
वर्गीकरण
सभी ढांकता हुआ पदार्थ ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय प्रकारों में विभाजित हैं। ध्रुवीय इन्सुलेटर में, सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज के केंद्र ऑफ-सेंटर होते हैं। ऐसे पदार्थों के अणु अपने विद्युत मापदंडों में एक कठोर द्विध्रुवीय के समान होते हैं, जिसका अपना द्विध्रुवीय क्षण होता है। पानी का उपयोग ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स के रूप में किया जा सकता है।अमोनिया, हाइड्रोजन क्लोराइड।
गैर-ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज के केंद्रों के संयोग से प्रतिष्ठित हैं। वे विद्युत विशेषताओं में एक लोचदार द्विध्रुवीय के समान हैं। ऐसे इंसुलेटर के उदाहरण हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन टेट्राक्लोराइड हैं।
विद्युत चालकता
डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत चालकता को उनके अणुओं में कम संख्या में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति से समझाया गया है। एक निश्चित अवधि में पदार्थ के अंदर आवेशों के विस्थापन के साथ, एक संतुलन स्थिति की क्रमिक स्थापना देखी जाती है, जो एक धारा के प्रकट होने का कारण है। डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत चालकता स्विच ऑफ और वोल्टेज पर मौजूद होती है। इंसुलेटर के तकनीकी नमूनों में फ्री चार्ज की अधिकतम संख्या होती है, इसलिए उनमें धाराओं के माध्यम से नगण्य दिखाई देते हैं।
एक निरंतर वोल्टेज मान के मामले में डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत चालकता की गणना थ्रू करंट से की जाती है। इस प्रक्रिया में इलेक्ट्रोड पर मौजूदा शुल्कों को छोड़ना और बेअसर करना शामिल है। प्रत्यावर्ती वोल्टेज के मामले में, सक्रिय चालकता का मान न केवल धारा के माध्यम से, बल्कि ध्रुवीकरण धाराओं के सक्रिय घटकों से भी प्रभावित होता है।
डाइलेक्ट्रिक्स के विद्युत गुण वर्तमान घनत्व, सामग्री के प्रतिरोध पर निर्भर करते हैं।
ठोस डाइलेक्ट्रिक्स
ठोस डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत चालकता थोक और सतह में विभाजित है। विभिन्न सामग्रियों के लिए इन मापदंडों की तुलना करने के लिए, मात्रा विशिष्ट और सतह विशिष्ट के मूल्यों का उपयोग किया जाता है।प्रतिरोध।
पूर्ण चालकता इन दो मूल्यों का योग है, इसका मान पर्यावरण की आर्द्रता और परिवेश के तापमान पर निर्भर करता है। वोल्टेज के तहत निरंतर संचालन के मामले में, तरल और ठोस इंसुलेटर से गुजरने वाली धारा में कमी होती है।
और एक निश्चित अवधि के बाद धारा में वृद्धि के मामले में, हम इस तथ्य के बारे में बात कर सकते हैं कि पदार्थ के अंदर अपरिवर्तनीय प्रक्रियाएं होंगी, जिससे विनाश (ढांकता हुआ टूटना) होगा।
गैसीय अवस्था की विशेषताएं
यदि क्षेत्र की ताकत न्यूनतम मान लेती है तो गैसीय डाइलेक्ट्रिक्स में नगण्य विद्युत चालकता होती है। गैसीय पदार्थों में करंट की घटना केवल उन्हीं मामलों में संभव है जब उनमें मुक्त इलेक्ट्रॉन या आवेशित आयन हों।
गैसीय डाइलेक्ट्रिक्स उच्च गुणवत्ता वाले इंसुलेटर हैं, इसलिए इनका उपयोग आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में बड़ी मात्रा में किया जाता है। ऐसे पदार्थों में आयनीकरण बाहरी कारकों के कारण होता है।
गैस आयनों के टकराने के साथ-साथ थर्मल एक्सपोजर, पराबैंगनी या एक्स-रे एक्सपोजर के कारण, तटस्थ अणुओं (पुनर्संयोजन) के गठन की प्रक्रिया भी देखी जाती है। इस प्रक्रिया के लिए धन्यवाद, गैस में आयनों की संख्या में वृद्धि सीमित है, बाहरी आयनीकरण स्रोत के संपर्क में आने के बाद थोड़े समय में आवेशित कणों की एक निश्चित सांद्रता स्थापित हो जाती है।
गैस पर लगाए गए वोल्टेज को बढ़ाने की प्रक्रिया में, आयनों की इलेक्ट्रोड में गति बढ़ जाती है। वो नहीं हैंपुनर्संयोजन के लिए समय है, इसलिए उन्हें इलेक्ट्रोड पर छुट्टी दे दी जाती है। वोल्टेज में बाद में वृद्धि के साथ, करंट नहीं बढ़ता है, इसे संतृप्ति धारा कहा जाता है।
गैर-ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स को ध्यान में रखते हुए, हम ध्यान दें कि हवा एक आदर्श इन्सुलेटर है।
तरल डाइलेक्ट्रिक्स
तरल डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत चालकता को तरल अणुओं की संरचना की ख़ासियत से समझाया गया है। नॉनपोलर सॉल्वैंट्स में नमी सहित अलग-अलग अशुद्धियाँ होती हैं। ध्रुवीय अणुओं में, विद्युत प्रवाह की चालकता को भी तरल के आयनों में विघटन की प्रक्रिया द्वारा समझाया जाता है।
समुच्चय की इस अवस्था में कोलॉइडी कणों की गति के कारण भी धारा प्रवाहित होती है। ऐसे डाइइलेक्ट्रिक से अशुद्धियों को पूरी तरह से हटाने की असंभवता के कारण, कम करंट चालकता वाले तरल पदार्थ प्राप्त करने में समस्याएँ उत्पन्न होती हैं।
सभी प्रकार के इन्सुलेशन में डाइलेक्ट्रिक्स की विशिष्ट चालकता को कम करने के लिए विकल्पों की खोज शामिल है। उदाहरण के लिए, अशुद्धियों को हटा दिया जाता है, तापमान संकेतक को समायोजित किया जाता है। तापमान में वृद्धि से चिपचिपाहट में कमी, आयनों की गतिशीलता में वृद्धि और थर्मल पृथक्करण की डिग्री में वृद्धि होती है। ये कारक ढांकता हुआ सामग्री की चालकता को प्रभावित करते हैं।
ठोस की विद्युत चालकता
यह न केवल इन्सुलेटर के आयनों की गति द्वारा समझाया गया है, बल्कि ठोस सामग्री के अंदर निहित अशुद्धियों के आवेशित कण भी हैं। जैसे ही यह ठोस इन्सुलेटर से गुजरता है, अशुद्धियों का आंशिक निष्कासन होता है, जो धीरे-धीरेचालन को प्रभावित करता है। क्रिस्टल जाली की संरचनात्मक विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, आवेशित कणों की गति थर्मल गति में उतार-चढ़ाव के कारण होती है।
कम तापमान पर, सकारात्मक और नकारात्मक अशुद्धता आयन चलते हैं। इस प्रकार के अलगाव आणविक और परमाणु क्रिस्टल संरचना वाले पदार्थों के लिए विशिष्ट हैं।
अनिसोट्रोपिक क्रिस्टल के लिए, विशिष्ट चालकता का मूल्य इसकी कुल्हाड़ियों के आधार पर भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज में मुख्य अक्ष के समानांतर दिशा में, यह लंबवत स्थिति से 1000 गुना अधिक है।
ठोस झरझरा डाइलेक्ट्रिक्स में, जहां व्यावहारिक रूप से नमी नहीं होती है, विद्युत प्रतिरोध में मामूली वृद्धि से उनके विद्युत प्रतिरोध में वृद्धि होती है। पानी में घुलनशील अशुद्धियों वाले पदार्थ नमी में परिवर्तन के कारण मात्रा प्रतिरोध में उल्लेखनीय कमी दिखाते हैं।
डाइलेक्ट्रिक्स का ध्रुवीकरण
यह घटना अंतरिक्ष में इन्सुलेटर के कणों की स्थिति में बदलाव के साथ जुड़ी हुई है, जिससे ढांकता हुआ के प्रत्येक मैक्रोस्कोपिक वॉल्यूम द्वारा कुछ विद्युत (प्रेरित) क्षण का अधिग्रहण होता है।
एक ध्रुवीकरण होता है जो बाहरी क्षेत्र के प्रभाव में होता है। वे ध्रुवीकरण के एक सहज संस्करण में भी अंतर करते हैं जो बाहरी क्षेत्र की अनुपस्थिति में भी प्रकट होता है।
सापेक्ष पारगम्यता की विशेषता है:
- इस ढांकता हुआ संधारित्र की धारिता;
- निर्वात में इसका परिमाण।
यह प्रक्रिया की उपस्थिति के साथ हैबाध्य आवेशों की ढांकता हुआ सतह, जो पदार्थ के अंदर तनाव की मात्रा को कम करती है।
बाह्य क्षेत्र की पूर्ण अनुपस्थिति की स्थिति में, परावैद्युत आयतन के एक अलग तत्व में विद्युत क्षण नहीं होता है, क्योंकि सभी आवेशों का योग शून्य होता है और इसमें ऋणात्मक और धनात्मक आवेशों का संयोग होता है। अंतरिक्ष।
ध्रुवीकरण विकल्प
इलेक्ट्रॉन ध्रुवीकरण के दौरान, परमाणु के इलेक्ट्रॉन गोले के बाहरी क्षेत्र के प्रभाव में एक बदलाव होता है। आयनिक संस्करण में, जाली स्थलों की एक पारी देखी जाती है। द्विध्रुवीय ध्रुवीकरण आंतरिक घर्षण और बंधन बलों को दूर करने के लिए नुकसान की विशेषता है। ध्रुवीकरण के संरचनात्मक संस्करण को सबसे धीमी प्रक्रिया माना जाता है, यह अमानवीय मैक्रोस्कोपिक अशुद्धियों के उन्मुखीकरण की विशेषता है।
निष्कर्ष
विद्युत इन्सुलेट सामग्री ऐसे पदार्थ हैं जो आपको कुछ विद्युत क्षमता के तहत विद्युत उपकरणों के कुछ घटकों के विश्वसनीय इन्सुलेशन प्राप्त करने की अनुमति देते हैं। वर्तमान कंडक्टरों की तुलना में, कई इंसुलेटर में काफी अधिक विद्युत प्रतिरोध होता है। वे मजबूत विद्युत क्षेत्र बनाने और अतिरिक्त ऊर्जा जमा करने में सक्षम हैं। यह इन्सुलेटर की यह संपत्ति है जिसका उपयोग आधुनिक कैपेसिटर में किया जाता है।
रासायनिक संरचना के आधार पर, उन्हें प्राकृतिक और सिंथेटिक सामग्री में विभाजित किया जाता है। दूसरा समूह सबसे अधिक है, इसलिए ये इंसुलेटर हैं जो विभिन्न विद्युत उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं।
तकनीकी विशेषताओं के आधार पर, संरचना, संरचना, फिल्म, सिरेमिक, मोम, खनिज इंसुलेटर अलग-थलग हैं।
जब ब्रेकडाउन वोल्टेज पहुंच जाता है, तो ब्रेकडाउन देखा जाता है, जिससे विद्युत प्रवाह के परिमाण में तेज वृद्धि होती है। इस तरह की घटना की विशिष्ट विशेषताओं में, तनाव और तापमान, मोटाई पर ताकत की थोड़ी निर्भरता को बाहर कर सकते हैं।
