विद्युत प्रवाहकत्त्व की चालकता। मरने के प्रकार, उनके गुण और अनुप्रयोग

डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत चालकता एक महत्वपूर्ण भौतिक संपत्ति है। इसके बारे में जानकारी आपको सामग्री के आवेदन के क्षेत्रों की पहचान करने की अनुमति देती है।

शर्तें

विद्युत प्रवाह की चालकता के अनुसार, पदार्थों को समूहों में विभाजित किया जाता है:

• डाइलेक्ट्रिक्स;
• अर्धचालक;
• संवाहक।

धातुएं अच्छी तरह से प्रवाहित होती हैं - उनकी विशिष्ट विद्युत चालकता का मान 106-108 (ओम मीटर) तक पहुंच जाता है।^-1.

और ढांकता हुआ पदार्थ विद्युत प्रवाह का संचालन करने में सक्षम नहीं हैं, इसलिए उनका उपयोग इन्सुलेटर के रूप में किया जाता है। उनके पास मुक्त आवेश वाहक नहीं होते हैं, वे अणुओं की द्विध्रुव संरचना में भिन्न होते हैं।

अर्धचालक मध्यवर्ती चालकता मूल्यों के साथ ठोस पदार्थ हैं।

वर्गीकरण

सभी ढांकता हुआ पदार्थों को वर्गीकृत किया जाता हैध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय प्रजातियां। ध्रुवीय इन्सुलेटर के लिए, सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज के केंद्र केंद्र से ऑफसेट होते हैं। ऐसे पदार्थों के अणु अपने विद्युत मापदंडों में एक कठोर द्विध्रुवीय के अनुरूप होते हैं, जिसका अपना द्विध्रुवीय क्षण होता है। ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स के रूप में, आप पानी, अमोनिया, हाइड्रोजन क्लोराइड ला सकते हैं।

गैर-ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स संयोग से भिन्न होते हैंसकारात्मक और नकारात्मक आरोपों के केंद्र। 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 समझाया गया हैउनके अणुओं में कम संख्या में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति। एक निश्चित अवधि के लिए किसी 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 उस समय मौजूद होती है जब वोल्टेज बंद और चालू होता है। इंसुलेटर के तकनीकी नमूनों में मुफ्त शुल्क की अधिकतम राशि होती है, इसलिए उनमें धाराओं के माध्यम से महत्वहीन दिखाई देते हैं।

मामले में डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत चालकतानिरंतर वोल्टेज मान की गणना थ्रू-करंट से की जाती है। इस प्रक्रिया में इलेक्ट्रोड पर मौजूदा शुल्कों को छोड़ना और बेअसर करना शामिल है। वैकल्पिक वोल्टेज के मामले में, सक्रिय चालकता न केवल वर्तमान के माध्यम से, बल्कि ध्रुवीकरण धाराओं के सक्रिय घटकों से भी प्रभावित होती है।

डाइलेक्ट्रिक्स के विद्युत गुण वर्तमान घनत्व, सामग्री प्रतिरोध पर निर्भर करते हैं।

ठोस डाइलेक्ट्रिक्स

ठोस डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत चालकतावॉल्यूमेट्रिक और सतह में विभाजित। विभिन्न सामग्रियों के लिए इन मापदंडों की तुलना करने के लिए, वॉल्यूमेट्रिक प्रतिरोधकता और सतह प्रतिरोधकता के मूल्यों का उपयोग किया जाता है।

प्रवेश इन दोनों का योग हैमूल्यों, इसका मूल्य पर्यावरण की आर्द्रता और परिवेशी वायु 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 वर्तमान 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

गैसीय डाइलेक्ट्रिक्स नगण्य हैंविद्युत चालकता इस घटना में कि क्षेत्र की ताकत न्यूनतम है। गैसीय पदार्थों में करंट का आना केवल उन्हीं मामलों में संभव है जब उनमें मुक्त इलेक्ट्रॉन या आवेशित आयन मौजूद 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 कारण, साथ ही कबथर्मल क्रिया, पराबैंगनी या एक्स-रे क्रिया, 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 की कार्रवाई के बाद थोड़े समय अंतराल के भीतर आवेशित कणों की एक निश्चित सांद्रता स्थापित की जाती है।

तनाव बढ़ने की प्रक्रिया में,गैस के लिए लागू, इलेक्ट्रोड के लिए आयनों की गति बढ़ जाती है। उनके पास पुनर्संयोजन का समय नहीं है, इसलिए उन्हें इलेक्ट्रोड पर छुट्टी दे दी जाती है। वोल्टेज में बाद में वृद्धि के साथ, वर्तमान में वृद्धि नहीं होती 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 चालकतातरल अणुओं की संरचना की विशिष्टताओं द्वारा समझाया गया है। नमी सहित गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में अलग-अलग अशुद्धियाँ मौजूद हैं। ध्रुवीय अणुओं में, विद्युत प्रवाह की चालकता को तरल के आयनों में क्षय की प्रक्रिया द्वारा भी समझाया जाता है।

एकत्रीकरण की इस स्थिति में, करंट को भी कहा जाता हैकोलाइडल कणों की गति। ऐसे परावैद्युत से अशुद्धियों के पूर्ण निष्कासन की अवास्तविकता के कारण नगण्य धारा चालकता वाले द्रवों को प्राप्त करने में समस्याएँ उत्पन्न होती हैं।

सभी प्रकार के इन्सुलेशन में विकल्पों की खोज शामिल हैडाइलेक्ट्रिक्स की चालकता को कम करना। उदाहरण के लिए, अशुद्धियों को हटा दिया जाता है, तापमान सूचकांक को ठीक किया जाता है। तापमान में वृद्धि चिपचिपाहट में कमी, आयन गतिशीलता में वृद्धि और थर्मल पृथक्करण की डिग्री में वृद्धि का कारण बनती है। ये कारक ढांकता हुआ सामग्री की चालकता के मूल्य को प्रभावित करते हैं।

ठोसों की विद्युत चालकता

यह न केवल आयनों की गति द्वारा समझाया गया हैइन्सुलेटर ही, लेकिन ठोस सामग्री के भीतर निहित अशुद्धियों के कणों को भी चार्ज किया। जैसे ही यह एक ठोस इन्सुलेटर से गुजरता है, अशुद्धियों का आंशिक निष्कासन होता है, जो धीरे-धीरे वर्तमान की चालकता 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 इन्सुलेशन आणविक और परमाणु क्रिस्टल संरचना वाले पदार्थों के लिए विशिष्ट हैं।

अनिसोट्रोपिक क्रिस्टल के लिए, विशिष्टचालकता इसकी कुल्हाड़ियों के आधार पर भिन्न होती 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 सेकोई नमी नहीं है, विद्युत प्रतिरोध में मामूली वृद्धि से उनके विद्युत प्रतिरोध में वृद्धि होती है। पानी में घुलनशील अशुद्धियों वाले पदार्थों के लिए, नमी में परिवर्तन के कारण वॉल्यूमेट्रिक प्रतिरोध में उल्लेखनीय कमी आई है।

मरुस्थलों का ध्रुवीकरण

यह घटना स्थिति में बदलाव के साथ जुड़ी हुई हैअंतरिक्ष में इन्सुलेटर कण, जो ढांकता हुआ के प्रत्येक मैक्रोस्कोपिक वॉल्यूम द्वारा एक निश्चित विद्युत (प्रेरित) क्षण के अधिग्रहण की ओर जाता है।

ध्रुवीकरण होता है जो बाहरी क्षेत्र के प्रभाव में होता है। इसके अलावा, ध्रुवीकरण का एक सहज संस्करण प्रतिष्ठित है, जो बाहरी क्षेत्र की कार्रवाई की अनुपस्थिति में भी प्रकट होता है।

सापेक्ष पारगम्यता की विशेषता है:

• इस ढांकता हुआ के साथ संधारित्र की क्षमता;
• शून्य में इसका परिमाण।

यह प्रक्रिया ढांकता हुआ की सतह पर बाध्य आवेशों की उपस्थिति के साथ होती है, जो पदार्थ के अंदर तनाव के परिमाण को कम करती है।

बाहरी क्षेत्र की पूर्ण अनुपस्थिति के मामले मेंएक ढांकता हुआ के आयतन के एक अलग तत्व में विद्युत क्षण नहीं होता है, क्योंकि सभी आवेशों का योग शून्य होता है और अंतरिक्ष में ऋणात्मक और धनात्मक आवेशों का संयोग होता है।

ध्रुवीकरण विकल्प

इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण के साथ, एक बदलाव होता हैपरमाणु के इलेक्ट्रॉन गोले के बाहरी क्षेत्र के प्रभाव में। आयनिक संस्करण में, जाली साइटों की एक पारी देखी जाती है। द्विध्रुवीय ध्रुवीकरण आंतरिक घर्षण और युग्मन बलों को दूर करने के लिए नुकसान की विशेषता है। ध्रुवीकरण के संरचनात्मक रूप को सबसे धीमी प्रक्रिया माना जाता है, यह अमानवीय मैक्रोस्कोपिक अशुद्धियों के उन्मुखीकरण की विशेषता है।

निष्कर्ष

विद्युत इन्सुलेट सामग्री हैंपदार्थ जो विद्युत उपकरणों के कुछ घटक भागों के विश्वसनीय इन्सुलेशन प्राप्त करना संभव बनाते हैं जो कुछ विद्युत क्षमता के तहत होते हैं। वर्तमान कंडक्टरों की तुलना में, कई इंसुलेटर में काफी अधिक विद्युत प्रतिरोध होता है। वे मजबूत विद्युत क्षेत्र बनाने और अतिरिक्त ऊर्जा संग्रहीत करने में सक्षम हैं। यह इंसुलेटर की यह संपत्ति है जिसका उपयोग आधुनिक कैपेसिटर में किया जाता है।

रासायनिक संरचना के आधार पर, उनकाप्राकृतिक और सिंथेटिक सामग्री में विभाजित। 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 इन्सुलेटर प्रतिष्ठित हैं।

जब ब्रेकडाउन वोल्टेज पहुंच जाता है,एक ब्रेकडाउन मनाया 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 एक महत्वहीन निर्भरता को प्रतिष्ठित किया जा सकता है।