चाहे वृक्ष चालक हो। ढांकता हुआ - यह क्या है? डाइलेक्ट्रिक्स के गुण

प्रकृति में मौजूद सभी पदार्थ अपने विद्युत गुणों में भिन्न होते हैं। इस प्रकार, विभिन्न प्रकार के भौतिक पदार्थों से, ढांकता हुआ पदार्थ और विद्युत प्रवाह के कंडक्टर अलग-अलग समूहों में प्रतिष्ठित होते हैं।

कंडक्टर क्या हैं?

कंडक्टर एक ऐसी सामग्री है, जिसकी एक विशेषता संरचना में स्वतंत्र रूप से गतिमान आवेशित कणों की उपस्थिति है, जो पूरे पदार्थ में वितरित होते हैं।

विद्युत प्रवाह का संचालन करने वाले पदार्थ धातुओं और धातुओं के स्वयं पिघलते हैं, आसुत जल, नमक का घोल, गीली मिट्टी, मानव शरीर।

धातु विद्युत का सबसे अच्छा चालक है। अधातुओं में भी अच्छे चालक होते हैं, उदाहरण के लिए कार्बन।

विद्युत धारा के सभी प्राकृतिक चालक दो गुणों की विशेषता रखते हैं:

प्रतिरोध संकेतक;
चालकता संकेतक।

प्रतिरोध इस तथ्य के कारण उत्पन्न होता है कि इलेक्ट्रॉन चलते समय परमाणुओं और आयनों से टकराते हैं, जो एक प्रकार की बाधा हैं। यही कारण है कि कंडक्टरों को विद्युत प्रतिरोध की विशेषता सौंपी जाती है। प्रतिरोध का पारस्परिक विद्युत चालकता है।

विद्युत चालकता किसी भौतिक पदार्थ की धारा प्रवाहित करने की एक विशेषता (क्षमता) है। इसलिए, एक विश्वसनीय कंडक्टर के गुण गतिमान इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के लिए कम प्रतिरोध और, परिणामस्वरूप, उच्च विद्युत चालकता हैं। यही है, सबसे अच्छा कंडक्टर एक बड़े चालकता सूचकांक की विशेषता है।

उदाहरण के लिए केबल उत्पाद: कॉपर केबल में एल्युमीनियम की तुलना में अधिक विद्युत चालकता होती है।

डाइलेक्ट्रिक्स क्या हैं?

डाइलेक्ट्रिक्स ऐसे भौतिक पदार्थ हैं जिनमें कम तापमान पर विद्युत आवेश नहीं होते हैं। ऐसे पदार्थों की संरचना में केवल एक तटस्थ आवेश के परमाणु और अणु शामिल होते हैं। एक तटस्थ परमाणु के आरोप एक दूसरे के साथ निकटता से जुड़े हुए हैं, इसलिए वे पूरे पदार्थ में मुक्त गति की संभावना से वंचित हैं।

गैस सबसे अच्छा ढांकता हुआ है। अन्य गैर-प्रवाहकीय सामग्री कांच, चीनी मिट्टी के बरतन, चीनी मिट्टी की चीज़ें, साथ ही रबर, कार्डबोर्ड, सूखी लकड़ी, रेजिन और प्लास्टिक हैं।

ढांकता हुआ वस्तुएं इन्सुलेटर हैं, जिनके गुण मुख्य रूप से आसपास के वातावरण की स्थिति पर निर्भर करते हैं। उदाहरण के लिए, उच्च आर्द्रता पर, कुछ ढांकता हुआ पदार्थ आंशिक रूप से अपने गुणों को खो देते हैं।

विभिन्न समस्याओं को हल करने के लिए इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के क्षेत्र में कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

उदाहरण के लिए, सभी केबल और तार उत्पाद धातुओं से बने होते हैं, आमतौर पर तांबा या एल्यूमीनियम। तारों और केबलों की म्यान बहुलक है, साथ ही सभी विद्युत उपकरणों के प्लग भी हैं। पॉलिमर उत्कृष्ट डाइलेक्ट्रिक्स हैं जो आवेशित कणों के पारित होने की अनुमति नहीं देते हैं।

चांदी, सोना और प्लेटिनम उत्पाद बहुत अच्छे संवाहक हैं। लेकिन उनकी नकारात्मक विशेषता, जो उनके उपयोग को सीमित करती है, उनकी बहुत अधिक लागत है।

इसलिए, ऐसे पदार्थों का उपयोग उन क्षेत्रों में किया जाता है जहां गुणवत्ता इसके लिए भुगतान की गई कीमत (रक्षा उद्योग और अंतरिक्ष) से कहीं अधिक महत्वपूर्ण है।

कॉपर और एल्युमीनियम उत्पाद भी अच्छे संवाहक होते हैं, जबकि इतनी अधिक लागत नहीं होती है। नतीजतन, तांबे और एल्यूमीनियम के तारों का उपयोग सर्वव्यापी है।

टंगस्टन और मोलिब्डेनम कंडक्टर में कम अच्छे गुण होते हैं, इसलिए इनका उपयोग मुख्य रूप से गरमागरम प्रकाश बल्ब और उच्च तापमान हीटिंग तत्वों में किया जाता है। खराब विद्युत चालकता विद्युत सर्किट के संचालन को महत्वपूर्ण रूप से बाधित कर सकती है।

डाइलेक्ट्रिक्स भी उनकी विशेषताओं और गुणों में भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, कुछ ढांकता हुआ पदार्थों में मुफ्त विद्युत शुल्क भी होते हैं, हालांकि थोड़ी मात्रा में। इलेक्ट्रॉनों के ऊष्मीय कंपन के कारण मुक्त आवेश उत्पन्न होते हैं, अर्थात। हालांकि, कुछ मामलों में तापमान में वृद्धि नाभिक से इलेक्ट्रॉनों की टुकड़ी को भड़काती है, जिससे सामग्री के इन्सुलेट गुण कम हो जाते हैं। कुछ इंसुलेटर को बड़ी संख्या में "फटे हुए" इलेक्ट्रॉनों की विशेषता होती है, जो खराब इन्सुलेट गुणों को इंगित करता है।

सबसे अच्छा ढांकता हुआ एक पूर्ण निर्वात है, जिसे ग्रह पृथ्वी पर प्राप्त करना बहुत कठिन है।

पूरी तरह से शुद्ध पानी में भी उच्च ढांकता हुआ गुण होते हैं, लेकिन वास्तविकता में ऐसा मौजूद भी नहीं है। यह याद रखने योग्य है कि तरल में किसी भी अशुद्धियों की उपस्थिति इसे एक कंडक्टर के गुणों से संपन्न करती है।

किसी भी ढांकता हुआ सामग्री की गुणवत्ता के लिए मुख्य मानदंड एक विशेष विद्युत सर्किट में इसे सौंपे गए कार्यों के अनुपालन की डिग्री है। उदाहरण के लिए, यदि ढांकता हुआ गुण ऐसे हैं कि वर्तमान रिसाव नगण्य है और सर्किट के संचालन को कोई नुकसान नहीं पहुंचाता है, तो ढांकता हुआ विश्वसनीय है।

अर्धचालक क्या है?

डाइलेक्ट्रिक्स और कंडक्टरों के बीच एक मध्यवर्ती स्थान अर्धचालकों द्वारा कब्जा कर लिया जाता है। कंडक्टरों के बीच मुख्य अंतर तापमान पर विद्युत चालकता की डिग्री और संरचना में अशुद्धियों की मात्रा की निर्भरता है। इसके अलावा, सामग्री में एक ढांकता हुआ और एक कंडक्टर दोनों की विशेषताएं हैं।

बढ़ते तापमान के साथ, अर्धचालकों की विद्युत चालकता बढ़ जाती है, और प्रतिरोध की डिग्री कम हो जाती है। जैसे-जैसे तापमान घटता है, प्रतिरोध अनंत तक जाता है। यानी जब तापमान शून्य पर पहुंच जाता है तो सेमीकंडक्टर्स इंसुलेटर की तरह व्यवहार करने लगते हैं।

अर्धचालक सिलिकॉन और जर्मेनियम हैं।

विद्युत प्रवाह का संचालन करने की क्षमता लकड़ी के विद्युत प्रतिरोध की विशेषता है। सामान्य तौर पर, दो इलेक्ट्रोडों के बीच रखे लकड़ी के नमूने के प्रतिबाधा को दो प्रतिरोधों के परिणाम के रूप में परिभाषित किया जाता है: आयतन और सतह। वॉल्यूम प्रतिरोध संख्यात्मक रूप से नमूने की मोटाई के माध्यम से वर्तमान के पारित होने में बाधा को दर्शाता है, और सतह प्रतिरोध नमूना की सतह के साथ वर्तमान के पारित होने में बाधा को निर्धारित करता है। विद्युत प्रतिरोध के संकेतक विशिष्ट मात्रा और सतह प्रतिरोध हैं। इनमें से पहले संकेतक में ओम प्रति सेंटीमीटर (ओम x सेमी) का आयाम होता है और संख्यात्मक रूप से प्रतिरोध के बराबर होता है जब करंट किसी दिए गए पदार्थ (लकड़ी) से बने 1X1X1 सेमी क्यूब के दो विपरीत चेहरों से होकर गुजरता है। दूसरा संकेतक ओम में मापा जाता है और संख्यात्मक रूप से लकड़ी के नमूने की सतह पर किसी भी आकार के वर्ग के प्रतिरोध के बराबर होता है जब इस वर्ग के दो विपरीत पक्षों को सीमित करने वाले इलेक्ट्रोड पर करंट लगाया जाता है। विद्युत चालकता लकड़ी के प्रकार और धारा प्रवाह की दिशा पर निर्भर करती है। तालिका में आयतन और सतह प्रतिरोध के परिमाण के क्रम के उदाहरण के रूप में। कुछ डेटा दिया गया है।

लकड़ी की विशिष्ट मात्रा और सतह प्रतिरोध पर तुलनात्मक डेटा

विद्युत चालकता को चिह्नित करने के लिए, आयतन प्रतिरोधकता का सबसे बड़ा महत्व है। प्रतिरोध लकड़ी की नमी सामग्री पर अत्यधिक निर्भर है। जैसे-जैसे लकड़ी की नमी बढ़ती है, प्रतिरोध कम होता जाता है। प्रतिरोध में विशेष रूप से तेज कमी एक बिल्कुल शुष्क अवस्था से हीड्रोस्कोपिसिटी की सीमा तक बाध्य नमी की सामग्री में वृद्धि के साथ देखी जाती है। इस मामले में, विशिष्ट मात्रा प्रतिरोध लाखों गुना कम हो जाता है। आर्द्रता में और वृद्धि से प्रतिरोध में केवल दस गुना गिरावट आती है। यह तालिका में डेटा द्वारा सचित्र है।

पूरी तरह से शुष्क अवस्था में लकड़ी का विशिष्ट आयतन प्रतिरोध

नस्ल	विशिष्ट मात्रा प्रतिरोध, ओम x सेमी
नस्ल	तंतुओं के पार	तंतुओं के साथ
देवदार	2.3 x 10 15	1.8 x 10 15
स्प्रूस	7.6 x 10 16	3.8 x 10 16
राख	3.3 x 10 16	3.8 x 10 15
हानबीन	8.0 x 10 16	1.3 x 10 15
मेपल	6.6 x 10 17	3.3 x 10 17
सन्टी	5.1 x 10 16	2.3 x 10 16
एल्डर	1.0 x 10 17	9.6 x 10 15
एक प्रकार का वृक्ष	1.5 x 10 16	6.4 x 10 15
एस्पेन	1.7 x 10 16	8.0 x 10 15

लकड़ी के विद्युत प्रतिरोध पर आर्द्रता का प्रभाव

बढ़ती आर्द्रता के साथ लकड़ी की सतह का प्रतिरोध भी काफी कम हो जाता है। तापमान में वृद्धि से लकड़ी के वॉल्यूमेट्रिक प्रतिरोध में कमी आती है। इस प्रकार, 22-23 ° से 44-45 ° C (लगभग दो बार) तापमान में वृद्धि के साथ झूठी लकड़ी की लकड़ी का प्रतिरोध 2.5 गुना कम हो जाता है, और बीच की लकड़ी 20-21 ° से 50 ° C के तापमान में वृद्धि के साथ होती है। - 3 बार। नकारात्मक तापमान पर, लकड़ी का आयतन प्रतिरोध बढ़ जाता है। 0 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 76% की नमी के साथ सन्टी नमूनों के तंतुओं के साथ विशिष्ट मात्रा प्रतिरोध 1.2 x 10 7 ओम सेमी था, और जब -24 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर ठंडा किया गया, तो यह 1.02 निकला। x 10 8 ओम सेमी। खनिज एंटीसेप्टिक्स (उदाहरण के लिए, जिंक क्लोराइड) के साथ लकड़ी का संसेचन प्रतिरोधकता को कम करता है, जबकि क्रेओसोट के साथ संसेचन का विद्युत चालकता पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। लकड़ी की विद्युत चालकता का व्यावहारिक महत्व है जब इसका उपयोग संचार ध्रुवों, उच्च वोल्टेज संचरण लाइनों के मस्तूल, बिजली उपकरणों के हैंडल आदि के लिए किया जाता है। इसके अलावा, विद्युत नमी मीटर लकड़ी की नमी पर विद्युत चालकता की निर्भरता पर आधारित होते हैं। विषय।

लकड़ी की विद्युत शक्ति

लकड़ी को विद्युत रूप से इन्सुलेट सामग्री के रूप में मूल्यांकन करते समय विद्युत शक्ति महत्वपूर्ण होती है और सामग्री की मोटाई के 1 सेमी प्रति वोल्ट में एक ब्रेकडाउन वोल्टेज की विशेषता होती है। लकड़ी की विद्युत शक्ति कम होती है और यह प्रजातियों, आर्द्रता, तापमान और दिशा पर निर्भर करती है। बढ़ती आर्द्रता और तापमान के साथ, यह घट जाती है; तंतुओं के साथ यह पार की तुलना में बहुत कम है। फाइबर के साथ और उसके पार लकड़ी की विद्युत शक्ति पर डेटा तालिका में दिया गया है।

फाइबर के साथ और उसके पार लकड़ी की विद्युत शक्ति

चीड़ की लकड़ी की नमी की मात्रा 10% के साथ, निम्न विद्युत शक्ति किलोवोल्ट प्रति 1 सेमी मोटाई में प्राप्त की गई थी: तंतुओं के साथ 16.8; रेडियल दिशा में 59.1; स्पर्शरेखा दिशा में 77.3 (निर्धारण 3 मिमी मोटे नमूनों पर किया गया था)। जैसा कि आप देख सकते हैं, रेशों के साथ लकड़ी की विद्युत शक्ति पूरे रेशों की तुलना में लगभग 3.5 गुना कम है; रेडियल दिशा में, ताकत स्पर्शरेखा दिशा की तुलना में कम होती है, क्योंकि कोर किरणें ब्रेकडाउन वोल्टेज को कम करती हैं। आर्द्रता को 8 से 15% (दो के एक कारक द्वारा) बढ़ाने से तंतुओं में ढांकता हुआ ताकत लगभग 3 गुना (बीच, सन्टी और एल्डर के लिए औसत) कम हो जाती है।

अन्य सामग्रियों की विद्युत शक्ति (किलोवोल्ट प्रति 1 सेमी मोटाई में) इस प्रकार है: अभ्रक 1500, ग्लास 300, बैक्लाइट 200, पैराफिन 150, ट्रांसफार्मर तेल 100, चीनी मिट्टी के बरतन 100। लकड़ी की विद्युत शक्ति बढ़ाने और बिजली को कम करने के लिए चालकता जब विद्युत उद्योग में एक इन्सुलेटर के रूप में उपयोग की जाती है तो इसे सुखाने वाले तेल, ट्रांसफार्मर तेल, पैराफिन, कृत्रिम रेजिन के साथ लगाया जाता है; इस तरह के संसेचन की प्रभावशीलता बर्च की लकड़ी पर निम्नलिखित आंकड़ों से स्पष्ट होती है: सुखाने वाले तेल के साथ संसेचन फाइबर के साथ ब्रेकडाउन वोल्टेज को 30% तक बढ़ाता है, ट्रांसफार्मर के तेल के साथ - 80% तक, पैराफिन के साथ - ब्रेकडाउन वोल्टेज की तुलना में लगभग दोगुना हवा-सूखी असिंचित लकड़ी।

लकड़ी के ढांकता हुआ गुण

यह दर्शाता है कि संधारित्र की धारिता कितनी बार बढ़ जाती है यदि प्लेटों के बीच हवा के अंतर को दी गई सामग्री से समान मोटाई के गैसकेट द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो इस सामग्री का ढांकता हुआ स्थिरांक कहलाता है। कुछ सामग्रियों के लिए ढांकता हुआ स्थिरांक (ढांकता हुआ स्थिरांक) तालिका में दिया गया है।

कुछ सामग्रियों की पारगम्यता

सामग्री		लकड़ी	ढांकता हुआ स्थिरांक
हवा	1,00	स्प्रूस सूखा: रेशों के साथ	3,06
		स्पर्शरेखा दिशा में	1,98
तेल	2,00
		रेडियल दिशा में	1,91
चीनी मिटटी	5,73
अभ्रक	7,1-7,7	बीच सूखा: अनाज के साथ	3,18
		स्पर्शरेखा दिशा में	2,20
संगमरमर	8,34
		रेडियल दिशा में	2,40
पानी	80,1

लकड़ी के लिए डेटा फाइबर के साथ और पार ढांकता हुआ स्थिरांक के बीच एक ध्यान देने योग्य अंतर दिखाते हैं; उसी समय, रेडियल और स्पर्शरेखा दिशाओं में तंतुओं के बीच पारगम्यता बहुत कम होती है। एक उच्च आवृत्ति क्षेत्र में ढांकता हुआ स्थिरांक वर्तमान की आवृत्ति और लकड़ी की नमी सामग्री पर निर्भर करता है। बढ़ती वर्तमान आवृत्ति के साथ, 0 से 12% की नमी सामग्री पर तंतुओं के साथ बीच की लकड़ी का ढांकता हुआ स्थिरांक कम हो जाता है, जो विशेष रूप से 12% की नमी सामग्री के लिए ध्यान देने योग्य है। बीच की लकड़ी की नमी में वृद्धि के साथ, तंतुओं के साथ ढांकता हुआ स्थिरांक बढ़ जाता है, जो विशेष रूप से कम वर्तमान आवृत्ति पर ध्यान देने योग्य होता है।

उच्च आवृत्ति वाले क्षेत्र में, लकड़ी गर्म हो जाती है; हीटिंग का कारण ढांकता हुआ के अंदर जूल गर्मी का नुकसान है, जो एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के प्रभाव में होता है। यह हीटिंग इनपुट ऊर्जा का एक हिस्सा खपत करता है, जिसका मूल्य नुकसान स्पर्शरेखा द्वारा विशेषता है।

नुकसान स्पर्शरेखा तंतुओं के संबंध में क्षेत्र की दिशा पर निर्भर करती है: यह तंतुओं के साथ-साथ तंतुओं के साथ लगभग दोगुनी बड़ी होती है। रेडियल और स्पर्शरेखा दिशाओं में तंतुओं के पार, हानि स्पर्शरेखा थोड़ा भिन्न होती है। ढांकता हुआ नुकसान स्पर्शरेखा, ढांकता हुआ स्थिरांक की तरह, वर्तमान की आवृत्ति और लकड़ी की नमी की मात्रा पर निर्भर करता है। तो, बिल्कुल सूखी बीच की लकड़ी के लिए, तंतुओं के साथ स्पर्शरेखा का नुकसान पहले बढ़ती आवृत्ति के साथ बढ़ता है, अधिकतम 10 7 हर्ट्ज की आवृत्ति तक पहुंचता है, जिसके बाद यह फिर से घटने लगता है। उसी समय, 12% की आर्द्रता पर, हानि स्पर्शरेखा बढ़ती आवृत्ति के साथ तेजी से गिरती है, 105 हर्ट्ज की आवृत्ति पर न्यूनतम तक पहुंच जाती है, और फिर उतनी ही तेजी से बढ़ जाती है।

सूखी लकड़ी के लिए अधिकतम नुकसान स्पर्शरेखा

बीच की लकड़ी की नमी की मात्रा में वृद्धि के साथ, फाइबर के साथ नुकसान स्पर्शरेखा कम (3 x 10 2 हर्ट्ज) और उच्च (10 9 हर्ट्ज) आवृत्तियों पर तेजी से बढ़ जाती है और लगभग 10 6 -10 7 की आवृत्ति पर नहीं बदलती है। हर्ट्ज।

देवदार की लकड़ी और सेल्यूलोज, लिग्निन और इससे प्राप्त राल के ढांकता हुआ गुणों के तुलनात्मक अध्ययन के माध्यम से, यह पाया गया कि ये गुण मुख्य रूप से सेल्यूलोज द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। उच्च आवृत्ति धाराओं के क्षेत्र में लकड़ी के ताप का उपयोग सुखाने, संसेचन और ग्लूइंग की प्रक्रियाओं में किया जाता है।

लकड़ी के पीजोइलेक्ट्रिक गुण

यांत्रिक तनावों की क्रिया के तहत कुछ डाइलेक्ट्रिक्स की सतह पर विद्युत आवेश दिखाई देते हैं। ढांकता हुआ के ध्रुवीकरण से जुड़ी इस घटना को प्रत्यक्ष पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव कहा जाता है। पीजोइलेक्ट्रिक गुणों को पहली बार क्वार्ट्ज, टूमलाइन, रोशेल नमक आदि के क्रिस्टल में खोजा गया था। इन सामग्रियों में एक उलटा पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव भी होता है, जिसमें यह तथ्य होता है कि उनके आयाम एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में बदलते हैं। इन क्रिस्टल से बनी प्लेटों का व्यापक रूप से अल्ट्रासोनिक प्रौद्योगिकी में उत्सर्जक और रिसीवर के रूप में उपयोग किया जाता है।

ये घटनाएं न केवल एकल क्रिस्टल में पाई जाती हैं, बल्कि कई अन्य अनिसोट्रोपिक ठोस पदार्थों में भी पाई जाती हैं जिन्हें पीजोइलेक्ट्रिक बनावट कहा जाता है। लकड़ी में भी पीजोइलेक्ट्रिक गुण पाए गए हैं। यह पाया गया कि लकड़ी में पीजोइलेक्ट्रिक गुणों का मुख्य वाहक इसका उन्मुख घटक - सेल्यूलोज है। लकड़ी के ध्रुवीकरण की तीव्रता लागू बाहरी बलों से यांत्रिक तनाव के परिमाण के समानुपाती होती है; आनुपातिकता कारक को पीजोइलेक्ट्रिक मापांक कहा जाता है। इसलिए, पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव का मात्रात्मक अध्ययन, पीजोइलेक्ट्रिक मोडुली के मूल्यों के निर्धारण के लिए कम हो जाता है। लकड़ी के यांत्रिक और पीजोइलेक्ट्रिक गुणों की अनिसोट्रॉपी के कारण, ये संकेतक यांत्रिक बलों की दिशा और ध्रुवीकरण वेक्टर पर निर्भर करते हैं।

सबसे बड़ा पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव तंतुओं से 45 ° के कोण पर संपीड़ित और तन्य भार के तहत देखा जाता है। फाइबर के साथ या उसके पार सख्ती से निर्देशित यांत्रिक तनाव लकड़ी में पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव का कारण नहीं बनते हैं। तालिका में। कुछ चट्टानों के लिए पीजोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल के मान दिए गए हैं। सूखी लकड़ी में अधिकतम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव देखा जाता है, बढ़ती आर्द्रता के साथ यह कम हो जाता है, और फिर पूरी तरह से गायब हो जाता है। तो, पहले से ही 6-8% की आर्द्रता पर, पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव का परिमाण बहुत छोटा है। तापमान में 100 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के साथ, पीजोइलेक्ट्रिक मापांक का मूल्य बढ़ जाता है। लकड़ी के एक छोटे लोचदार विरूपण (लचीला का उच्च मापांक) के साथ, पीजोइलेक्ट्रिक मापांक कम हो जाता है। पीजोइलेक्ट्रिक मापांक कई अन्य कारकों पर भी निर्भर करता है; हालांकि, लकड़ी के सेलूलोज़ घटक के उन्मुखीकरण का इसके मूल्य पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है।

पीजोइलेक्ट्रिक लकड़ी के मॉड्यूल

खुली घटना लकड़ी की बारीक संरचना के गहन अध्ययन की अनुमति देती है। पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के संकेतक सेल्यूलोज के उन्मुखीकरण की मात्रात्मक विशेषताओं के रूप में काम कर सकते हैं और इसलिए कुछ दिशाओं में निर्दिष्ट गुणों के साथ प्राकृतिक लकड़ी और नई लकड़ी की सामग्री के अनिसोट्रॉपी का अध्ययन करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं।

एक ढांकता हुआ एक सामग्री या पदार्थ है जो व्यावहारिक रूप से विद्युत प्रवाह को प्रसारित नहीं करता है। यह चालकता इलेक्ट्रॉनों और आयनों की कम संख्या के कारण है। ये कण एक गैर-प्रवाहकीय सामग्री में तभी बनते हैं जब उच्च तापमान गुण प्राप्त होते हैं। एक ढांकता हुआ क्या है और इस लेख में चर्चा की जाएगी।

विवरण

प्रत्येक इलेक्ट्रॉनिक या रेडियो कंडक्टर, सेमीकंडक्टर या चार्ज किया गया ढांकता हुआ एक विद्युत प्रवाह अपने आप से गुजरता है, लेकिन ढांकता हुआ की ख़ासियत यह है कि 550 V से अधिक के उच्च वोल्टेज पर भी इसमें एक छोटा करंट प्रवाहित होगा। एक ढांकता हुआ में एक विद्युत प्रवाह एक निश्चित दिशा में आवेशित कणों की गति है (यह सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है)।

धाराओं के प्रकार

डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत चालकता पर आधारित है:

अवशोषण धाराएँ - एक धारा जो एक ढांकता हुआ में एक स्थिर धारा में प्रवाहित होती है जब तक कि यह एक संतुलन स्थिति तक नहीं पहुँच जाती है, जब इसे चालू किया जाता है और जब इसे वोल्टेज लागू किया जाता है और जब इसे बंद किया जाता है तो दिशा बदल जाती है। प्रत्यावर्ती धारा के साथ, ढांकता हुआ में तनाव हर समय उसमें मौजूद रहेगा, जबकि यह एक विद्युत क्षेत्र की क्रिया में है।
इलेक्ट्रॉनिक विद्युत चालकता - एक क्षेत्र के प्रभाव में इलेक्ट्रॉनों की गति।
आयनिक विद्युत चालकता - आयनों की गति है। यह इलेक्ट्रोलाइट समाधानों में पाया जाता है - लवण, एसिड, क्षार, साथ ही साथ कई डाइलेक्ट्रिक्स में।
मोलियोनिक विद्युत चालकता आवेशित कणों की गति है जिसे मोलियन कहा जाता है। यह कोलाइडल सिस्टम, इमल्शन और सस्पेंशन में पाया जाता है। विद्युत क्षेत्र में मोलियनों की गति की घटना को वैद्युतकणसंचलन कहा जाता है।

उन्हें उनके एकत्रीकरण की स्थिति और रासायनिक प्रकृति के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। पहले ठोस, तरल, गैसीय और ठोस में विभाजित हैं। रासायनिक प्रकृति से, वे कार्बनिक, अकार्बनिक और कार्बनिक पदार्थों में विभाजित हैं।

एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार:

गैसों की विद्युत चालकता।गैसीय पदार्थों में कम वर्तमान चालकता होती है। यह मुक्त आवेशित कणों की उपस्थिति में हो सकता है, जो बाहरी और आंतरिक, इलेक्ट्रॉनिक और आयनिक कारकों के प्रभाव के कारण प्रकट होता है: एक्स-रे विकिरण और रेडियोधर्मी प्रजातियां, अणुओं और आवेशित कणों की टक्कर, थर्मल कारक।
एक तरल ढांकता हुआ की विद्युत चालकता।निर्भरता कारक: आणविक संरचना, तापमान, अशुद्धियाँ, इलेक्ट्रॉनों और आयनों के बड़े आवेशों की उपस्थिति। तरल डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत चालकता काफी हद तक नमी और अशुद्धियों की उपस्थिति पर निर्भर करती है। ध्रुवीय पदार्थों की विद्युत चालकता पृथक्कृत आयनों वाले द्रव की सहायता से भी निर्मित होती है। ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय तरल पदार्थों की तुलना करते समय, चालकता में पूर्व का स्पष्ट लाभ होता है। यदि तरल को अशुद्धियों से साफ किया जाता है, तो यह इसके प्रवाहकीय गुणों में कमी में योगदान देगा। चालकता और उसके तापमान में वृद्धि के साथ, इसकी चिपचिपाहट में कमी आती है, जिससे आयनों की गतिशीलता में वृद्धि होती है।
ठोस डाइलेक्ट्रिक्स।उनकी विद्युत चालकता आवेशित ढांकता हुआ कणों और अशुद्धियों की गति के रूप में निर्धारित होती है। मजबूत विद्युत प्रवाह क्षेत्रों में, विद्युत चालकता प्रकट होती है।

डाइलेक्ट्रिक्स के भौतिक गुण

जब सामग्री का विशिष्ट प्रतिरोध 10-5 ओम * मी से कम होता है, तो उन्हें कंडक्टरों के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। यदि 108 ओम से अधिक * मी - डाइलेक्ट्रिक्स के लिए। ऐसे मामले हैं जब प्रतिरोधकता कंडक्टर के प्रतिरोध से कई गुना अधिक होगी। अंतराल में 10-5-108 ओम * मी एक अर्धचालक है। धातु सामग्री विद्युत प्रवाह का एक उत्कृष्ट संवाहक है।

संपूर्ण आवर्त सारणी में से केवल 25 तत्व अधातु से संबंधित हैं, और उनमें से 12 में, संभवतः, अर्धचालक गुण होंगे। लेकिन, निश्चित रूप से, तालिका के पदार्थों के अलावा, कंडक्टर, अर्धचालक या ढांकता हुआ की संपत्ति के साथ कई और मिश्र धातु, रचनाएं या रासायनिक यौगिक हैं। इसके आधार पर, विभिन्न पदार्थों के मूल्यों के बीच उनके प्रतिरोधों के साथ एक निश्चित रेखा खींचना मुश्किल है। उदाहरण के लिए, कम तापमान कारक पर, अर्धचालक एक ढांकता हुआ की तरह व्यवहार करेगा।

आवेदन पत्र

गैर-प्रवाहकीय सामग्रियों का उपयोग बहुत व्यापक है, क्योंकि यह विद्युत घटकों के सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले वर्गों में से एक है। यह बिल्कुल स्पष्ट हो गया कि सक्रिय और निष्क्रिय रूप में उनके गुणों के कारण उनका उपयोग किया जा सकता है।

निष्क्रिय रूप में, विद्युत इन्सुलेट सामग्री में उपयोग के लिए डाइलेक्ट्रिक्स के गुणों का उपयोग किया जाता है।

सक्रिय रूप में, उनका उपयोग फेरोइलेक्ट्रिक्स में किया जाता है, साथ ही साथ लेजर प्रौद्योगिकी के उत्सर्जक के लिए सामग्री में भी किया जाता है।

बुनियादी डाइलेक्ट्रिक्स

सामान्य प्रकारों में शामिल हैं:

काँच।
रबड़।
तेल।
डामर।
चीनी मिटटी।
क्वार्ट्ज।
हवा।
हीरा।
शुद्ध जल।
प्लास्टिक।

एक तरल ढांकता हुआ क्या है?

इस प्रकार का ध्रुवीकरण विद्युत धारा क्षेत्र में होता है। तरल गैर-प्रवाहकीय पदार्थों का उपयोग इंजीनियरिंग में सामग्री डालने या लगाने के लिए किया जाता है। तरल डाइलेक्ट्रिक्स के 3 वर्ग हैं:

पेट्रोलियम तेल कम चिपचिपापन और ज्यादातर गैर-ध्रुवीय होते हैं। वे अक्सर उच्च-वोल्टेज उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं: उच्च-वोल्टेज पानी। एक गैर-ध्रुवीय ढांकता हुआ है। केबल तेल ने 40 केवी तक के वोल्टेज के साथ कागज के तारों को इन्सुलेट करने के साथ-साथ 120 केवी से अधिक के वर्तमान के साथ धातु-आधारित कोटिंग्स के संसेचन में आवेदन पाया है। संधारित्र तेल की तुलना में ट्रांसफार्मर के तेल में एक क्लीनर संरचना होती है। एनालॉग पदार्थों और सामग्रियों की तुलना में उच्च लागत के बावजूद, इस प्रकार के ढांकता हुआ व्यापक रूप से उत्पादन में उपयोग किया जाता है।

एक सिंथेटिक ढांकता हुआ क्या है? वर्तमान में, इसकी उच्च विषाक्तता के कारण लगभग हर जगह इसे प्रतिबंधित कर दिया गया है, क्योंकि यह क्लोरीनयुक्त कार्बन के आधार पर निर्मित होता है। कार्बनिक सिलिकॉन पर आधारित एक तरल ढांकता हुआ सुरक्षित और पर्यावरण के अनुकूल है। इस प्रकार से धातु में जंग नहीं लगता है और इसमें कम हीड्रोस्कोपिसिटी के गुण होते हैं। एक द्रवयुक्त ढांकता हुआ होता है जिसमें एक ऑर्गनोफ्लोरीन यौगिक होता है जो विशेष रूप से इसकी गैर-ज्वलनशीलता, थर्मल गुणों और ऑक्सीडेटिव स्थिरता के लिए लोकप्रिय है।

और अंतिम प्रकार वनस्पति तेल है। वे कमजोर ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स हैं, इनमें अलसी, अरंडी, तुंग, भांग शामिल हैं। अरंडी का तेल अत्यधिक गर्म होता है और इसका उपयोग पेपर कैपेसिटर में किया जाता है। बाकी तेल वाष्पित हो जाते हैं। उनमें वाष्पीकरण प्राकृतिक वाष्पीकरण के कारण नहीं होता है, बल्कि एक रासायनिक प्रतिक्रिया के कारण होता है जिसे पोलीमराइज़ेशन कहा जाता है। यह सक्रिय रूप से एनामेल्स और पेंट्स में उपयोग किया जाता है।

निष्कर्ष

लेख में विस्तार से चर्चा की गई है कि एक ढांकता हुआ क्या है। विभिन्न प्रजातियों और उनके गुणों का उल्लेख किया गया है। बेशक, उनकी विशेषताओं की सूक्ष्मता को समझने के लिए, आपको उनके बारे में भौतिकी के अनुभाग का अधिक गहराई से अध्ययन करना होगा।

जब हमारे जीवन में बिजली दिखाई दी, तो बहुत कम लोग इसके गुणों और मापदंडों के बारे में जानते थे, और विभिन्न सामग्रियों का उपयोग कंडक्टर के रूप में किया जाता था, यह ध्यान देने योग्य था कि वर्तमान स्रोत के समान वोल्टेज मान के साथ, उपभोक्ता का एक अलग वोल्टेज मान था। यह स्पष्ट था कि यह कंडक्टर के रूप में उपयोग की जाने वाली सामग्री के प्रकार से प्रभावित था। जब वैज्ञानिकों ने इस समस्या का अध्ययन करने का मुद्दा उठाया, तो वे इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि इलेक्ट्रॉन पदार्थ में आवेश वाहक होते हैं। और विद्युत प्रवाह को संचालित करने की क्षमता सामग्री में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति से पृथक होती है। यह पाया गया कि कुछ पदार्थों में इन इलेक्ट्रॉनों की बड़ी संख्या होती है, जबकि अन्य में ये बिल्कुल नहीं होते हैं। इस प्रकार, ऐसी सामग्रियां हैं, और कुछ में यह क्षमता नहीं है।
उपरोक्त के आधार पर, सभी सामग्रियों को तीन समूहों में विभाजित किया गया था:

कंडक्टर;
अर्धचालक;
डाइलेक्ट्रिक्स;

प्रत्येक समूह ने इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में व्यापक आवेदन पाया है।

कंडक्टर

गाइड ऐसी सामग्रियां हैं जो विद्युत प्रवाह को अच्छी तरह से संचालित करती हैं, उनका उपयोग तारों, केबल उत्पादों, संपर्क समूहों, वाइंडिंग, टायर, प्रवाहकीय कोर और पटरियों के निर्माण के लिए किया जाता है। विद्युत उपकरणों और उपकरणों का विशाल बहुमत प्रवाहकीय सामग्री के आधार पर बनाया जाता है। इसके अलावा, मैं कहूंगा कि इन पदार्थों के बिना संपूर्ण विद्युत ऊर्जा उद्योग मौजूद नहीं हो सकता। कंडक्टरों के समूह में सभी धातुएं, कुछ तरल पदार्थ और गैसें शामिल हैं।

यह भी उल्लेखनीय है कि कंडक्टरों में सुपर कंडक्टर होते हैं, जिनका प्रतिरोध लगभग शून्य होता है, ऐसी सामग्री बहुत दुर्लभ और महंगी होती है। और उच्च प्रतिरोध वाले कंडक्टर - टंगस्टन, मोलिब्डेनम, नाइक्रोम, आदि। ऐसी सामग्री का उपयोग प्रतिरोधक, ताप तत्व और लैंप कॉइल बनाने के लिए किया जाता है।

लेकिन विद्युत क्षेत्र में शेर का हिस्सा साधारण कंडक्टरों का है: तांबा, चांदी, एल्यूमीनियम, स्टील, इन धातुओं के विभिन्न मिश्र धातु। इन सामग्रियों को इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, विशेष रूप से तांबे और एल्यूमीनियम में व्यापक और सबसे बड़ा अनुप्रयोग मिला है, क्योंकि वे अपेक्षाकृत सस्ते हैं, और विद्युत प्रवाह के कंडक्टर के रूप में उनका उपयोग सबसे उपयुक्त है। यहां तक कि तांबा भी इसके उपयोग में सीमित है, इसका उपयोग घुमावदार तारों, मल्टी-कोर केबल और अधिक महत्वपूर्ण उपकरणों के रूप में किया जाता है, कॉपर बसबार और भी दुर्लभ हैं। लेकिन एल्यूमीनियम को विद्युत प्रवाह के संवाहकों में राजा माना जाता है, भले ही इसमें तांबे की तुलना में अधिक प्रतिरोधकता हो, लेकिन इसकी बहुत कम लागत और संक्षारण प्रतिरोध द्वारा ऑफसेट किया जाता है। इसका व्यापक रूप से बिजली आपूर्ति, केबल उत्पादों, ओवरहेड लाइनों, बसबार, सामान्य तारों आदि में उपयोग किया जाता है।

अर्धचालकों

अर्धचालकों, कंडक्टर और अर्धचालक के बीच कुछ। उनकी मुख्य विशेषता बाहरी परिस्थितियों से विद्युत प्रवाह के संचालन के लिए उनकी निर्भरता है। मुख्य शर्त सामग्री में विभिन्न अशुद्धियों की उपस्थिति है, जो केवल विद्युत प्रवाह का संचालन करने की क्षमता प्रदान करती है। इसके अलावा, दो अर्धचालक पदार्थों की एक निश्चित व्यवस्था के साथ। इन सामग्रियों के आधार पर, फिलहाल, कई अर्धचालक उपकरणों का उत्पादन किया गया है: एलईडी, ट्रांजिस्टर,सेमीस्टोर्स, थाइरिस्टर्स, स्टैबिस्टर्स, विभिन्न माइक्रोक्रिस्किट्स। अर्धचालकों और उन पर आधारित उपकरणों के लिए समर्पित एक संपूर्ण विज्ञान है: इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग। सभी कंप्यूटर, मोबाइल डिवाइस। मैं क्या कह सकता हूं, हमारे लगभग सभी उपकरणों में अर्धचालक तत्व होते हैं।

सेमीकंडक्टर सामग्री में शामिल हैं: सिलिकॉन, जर्मेनियम, ग्रेफाइट, जीआर एफीन, ईण्डीयुम, आदि

पारद्युतिक

खैर, सामग्री का अंतिम समूह है पारद्युतिक पदार्थ जो बिजली का संचालन करने में सक्षम नहीं हैं। ऐसी सामग्रियों में शामिल हैं: लकड़ी, कागज, हवा, तेल, चीनी मिट्टी की चीज़ें, कांच, प्लास्टिक, पॉलीइथाइलीन, पॉलीविनाइल क्लोराइड, रबर, आदि। उनके गुणों के कारण डाइलेक्ट्रिक्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उनका उपयोग एक इन्सुलेट सामग्री के रूप में किया जाता है। वे दो धारावाही भागों के संपर्क की रक्षा करते हैं, किसी व्यक्ति को इन भागों को सीधे छूने की अनुमति नहीं देते हैं। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में ढांकता हुआ की भूमिका कंडक्टर की भूमिका से कम महत्वपूर्ण नहीं है, क्योंकि वे सभी विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के स्थिर, सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करते हैं। सभी डाइलेक्ट्रिक्स की एक सीमा होती है जिससे वे विद्युत प्रवाह का संचालन करने में सक्षम नहीं होते हैं, इसे ब्रेकडाउन वोल्टेज कहा जाता है। यह एक संकेतक है जिस पर ढांकता हुआ एक विद्युत प्रवाह को पारित करना शुरू कर देता है, जबकि गर्मी निकलती है और ढांकता हुआ स्वयं नष्ट हो जाता है। प्रत्येक ढांकता हुआ सामग्री के लिए ब्रेकडाउन वोल्टेज का यह मान अलग है और संदर्भ सामग्री में दिया गया है। यह जितना अधिक होता है, उतना ही बेहतर, ढांकता हुआ अधिक विश्वसनीय माना जाता है।

विद्युत प्रवाह का संचालन करने की क्षमता को दर्शाने वाला पैरामीटर प्रतिरोधकता है आर , इकाई [ ओम ] और चालकता, प्रतिरोध का पारस्परिक. यह पैरामीटर जितना अधिक होगा, सामग्री उतनी ही खराब विद्युत प्रवाह करेगी। कंडक्टरों के लिए, यह कुछ दसवें से सैकड़ों ओम तक है। डाइलेक्ट्रिक्स में, प्रतिरोध दसियों लाख ओम तक पहुँच जाता है।

विद्युत ऊर्जा उद्योग और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में सभी तीन प्रकार की सामग्रियों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वे आपस में घनिष्ठ रूप से संबंधित भी हैं।

तालिका 26. कुछ सामग्रियों का ढांकता हुआ स्थिरांक।

सामग्री	ढांकता हुआ स्थिरांक	लकड़ी	ढांकता हुआ स्थिरांक
		स्प्रूस सूखा: रेशों के साथ
		स्पर्शरेखा दिशा में

		रेडियल दिशा में

		बीच सूखा: अनाज के साथ
		स्पर्शरेखा दिशा में

		रेडियल दिशा में

लकड़ी के लिए डेटा फाइबर के साथ और पार ढांकता हुआ स्थिरांक के बीच एक ध्यान देने योग्य अंतर दिखाते हैं; उसी समय, रेडियल और स्पर्शरेखा दिशाओं में तंतुओं के बीच पारगम्यता बहुत कम होती है। एक उच्च आवृत्ति क्षेत्र में ढांकता हुआ स्थिरांक वर्तमान की आवृत्ति और लकड़ी की नमी सामग्री पर निर्भर करता है। बढ़ती वर्तमान आवृत्ति के साथ, 0 से 12% की नमी सामग्री पर तंतुओं के साथ बीच की लकड़ी का ढांकता हुआ स्थिरांक कम हो जाता है, जो विशेष रूप से 12% (छवि 45) की नमी सामग्री के लिए ध्यान देने योग्य है। बीच की लकड़ी की नमी में वृद्धि के साथ, तंतुओं के साथ ढांकता हुआ स्थिरांक बढ़ जाता है, जो विशेष रूप से कम वर्तमान आवृत्ति पर ध्यान देने योग्य होता है।

तालिका 27. सूखी लकड़ी के लिए नुकसान स्पर्शरेखा का अधिकतम मूल्य।

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