વાહક અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ, તેમના ગુણધર્મો અને અવકાશ વચ્ચે શું તફાવત છે

વાહક અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ એ ભૌતિક પદાર્થો છે જે વિદ્યુત વાહકતાની વિવિધ ડિગ્રી ધરાવે છે અને ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયાને અલગ રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે. વિદ્યુત ઇજનેરીના તમામ ક્ષેત્રોમાં સામગ્રીના વિરોધી ગુણધર્મોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

વાહક અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ શું છે

વાહક - બાહ્ય વિદ્યુત ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ દિશામાં આગળ વધવા માટે સક્ષમ મુક્ત ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જવાળા પદાર્થો. આ લક્ષણો છે:

• ધાતુઓ અને તેમના પીગળે છે;
• કુદરતી કાર્બન (કોલસો, ગ્રેફાઇટ);
• ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ - ક્ષાર, એસિડ અને આલ્કલીના ઉકેલો;
• આયનાઇઝ્ડ ગેસ (પ્લાઝમા).

સામગ્રીની મુખ્ય મિલકત: મફત ચાર્જ - ઘન વાહકમાં ઇલેક્ટ્રોન અને સોલ્યુશનમાં આયનો અને પીગળે છે, કંડક્ટરના સમગ્ર જથ્થામાં ફરે છે, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું સંચાલન કરે છે.કંડક્ટર પર લાગુ વિદ્યુત વોલ્ટેજના પ્રભાવ હેઠળ, વહન પ્રવાહ બનાવવામાં આવે છે. પ્રતિકારકતા અને વિદ્યુત વાહકતા એ સામગ્રીના મુખ્ય સૂચક છે.

ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીના ગુણધર્મો કંડક્ટરના ગુણધર્મોથી વિરુદ્ધ છે વીજળી. ડાઇલેક્ટ્રિક્સ (ઇન્સ્યુલેટર) - તટસ્થ અણુઓ અને પરમાણુઓનો સમાવેશ થાય છે. તેમની પાસે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ ચાર્જ થયેલા કણોને ખસેડવાની ક્ષમતા નથી. ઇલેક્ટ્રીક ફિલ્ડમાં ડાઇલેક્ટ્રિક્સ સપાટી પર બિન-કમ્પેન્સેટેડ ચાર્જિસ એકઠા કરે છે. તેઓ ઇન્સ્યુલેટરની અંદર નિર્દેશિત ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર બનાવે છે, ડાઇલેક્ટ્રિક પોલરાઇઝ્ડ છે.

ધ્રુવીકરણના પરિણામે, ડાઇલેક્ટ્રિકની સપાટી પરના ચાર્જ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રને ઘટાડવાનું વલણ ધરાવે છે. વિદ્યુત અવાહક સામગ્રીના આ ગુણધર્મને ડાઇલેક્ટ્રિકનો ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ કહેવામાં આવે છે.

સામગ્રીની લાક્ષણિકતાઓ અને ભૌતિક ગુણધર્મો

કંડક્ટરના પરિમાણો તેમની એપ્લિકેશનનો અવકાશ નક્કી કરે છે. મુખ્ય શારીરિક લાક્ષણિકતાઓ:

• વિદ્યુત પ્રતિરોધકતા - વિદ્યુત પ્રવાહના પેસેજને અટકાવવા માટે પદાર્થની ક્ષમતાને લાક્ષણિકતા આપે છે;
• પ્રતિકારનું તાપમાન ગુણાંક - એક મૂલ્ય જે તાપમાનના આધારે સૂચકમાં ફેરફારને લાક્ષણિકતા આપે છે;
• થર્મલ વાહકતા - સામગ્રીના સ્તર દ્વારા એકમ સમય દીઠ પસાર થતી ગરમીની માત્રા;
• સંપર્ક સંભવિત તફાવત - ત્યારે થાય છે જ્યારે બે ભિન્ન ધાતુઓ સંપર્કમાં આવે છે, તેનો ઉપયોગ થાય છે થર્મોકોપલ્સ તાપમાન માપન માટે;
• તાણ શક્તિ અને તાણ વિસ્તરણ - ધાતુના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે.

જ્યારે નિર્ણાયક તાપમાને ઠંડુ થાય છે, ત્યારે વાહકની પ્રતિકારકતા શૂન્ય થઈ જાય છે. આ ઘટનાને સુપરકન્ડક્ટિવિટી કહેવામાં આવે છે.

કંડક્ટરને દર્શાવતા ગુણધર્મો:

• વિદ્યુત - પ્રતિકાર અને વિદ્યુત વાહકતા;
• રાસાયણિક - પર્યાવરણ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા, વિરોધી કાટ, વેલ્ડીંગ અથવા સોલ્ડરિંગ દ્વારા કનેક્ટ કરવાની ક્ષમતા;
• ભૌતિક - ઘનતા, ગલનબિંદુ.

ડાઇલેક્ટ્રિક્સનું લક્ષણ એ છે કે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની અસરોનો પ્રતિકાર કરવો. ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રીના ભૌતિક ગુણધર્મો:

• ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ - ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં ધ્રુવીકરણ કરવાની ઇન્સ્યુલેટરની ક્ષમતા;
• ચોક્કસ વોલ્યુમ પ્રતિકાર;
• વિદ્યુત શક્તિ;
• ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન સ્પર્શક.

ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રી નીચેના પરિમાણો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે:

• વિદ્યુત - બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજની તીવ્રતા, વિદ્યુત શક્તિ;
• ભૌતિક - ગરમી પ્રતિકાર;
• રાસાયણિક - આક્રમક એજન્ટોમાં દ્રાવ્યતા, ભેજ પ્રતિકાર.

ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીના પ્રકારો અને વર્ગીકરણ

ઇન્સ્યુલેટરને ઘણા માપદંડો અનુસાર જૂથોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ અનુસાર વર્ગીકરણ:

• નક્કર - કાચ, સિરામિક્સ, એસ્બેસ્ટોસ;
• પ્રવાહી - વનસ્પતિ અને કૃત્રિમ તેલ, પેરાફિન, લિક્વિફાઇડ ગેસ, કૃત્રિમ ડાઇલેક્ટ્રિક્સ (સિલિકોન અને ઓર્ગેનોફ્લોરાઇન સંયોજનો ફ્રીઓન, ફ્રીઓન);
• વાયુયુક્ત - હવા, નાઇટ્રોજન, હાઇડ્રોજન.

ડાઇલેક્ટ્રિક્સ કુદરતી અથવા કૃત્રિમ મૂળ, કાર્બનિક અથવા કૃત્રિમ પ્રકૃતિના હોઈ શકે છે.

ઓર્ગેનિક કુદરતી અવાહક સામગ્રીમાં વનસ્પતિ તેલ, સેલ્યુલોઝ અને રબરનો સમાવેશ થાય છે. તેઓ નીચા થર્મલ અને ભેજ પ્રતિકાર, ઝડપી વૃદ્ધત્વ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. કૃત્રિમ કાર્બનિક સામગ્રી વિવિધ પ્રકારના પ્લાસ્ટિક છે.

કુદરતી મૂળના અકાર્બનિક ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં સમાવેશ થાય છે: મીકા, એસ્બેસ્ટોસ, મસ્કોવાઇટ, ફ્લોગોપાઇટ. પદાર્થો રાસાયણિક હુમલા માટે પ્રતિરોધક છે, ઉચ્ચ તાપમાનનો સામનો કરે છે.કૃત્રિમ અકાર્બનિક ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી - કાચ, પોર્સેલેઇન, સિરામિક્સ.

શા માટે ડાઇલેક્ટ્રિક્સ વીજળીનું સંચાલન કરતા નથી?

ઓછી વાહકતા ડાઇલેક્ટ્રિક પરમાણુઓની રચનાને કારણે છે. પદાર્થના કણો એકબીજા સાથે ગાઢ સંબંધ ધરાવે છે, તેઓ અણુ છોડી શકતા નથી અને સામગ્રીના સમગ્ર જથ્થામાં ખસેડી શકતા નથી. વિદ્યુત ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ, અણુના કણો સહેજ ઢીલા થઈ શકે છે - ધ્રુવીકરણ કરવા માટે.

ધ્રુવીકરણની પદ્ધતિના આધારે, ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીને વિભાજિત કરવામાં આવે છે:

• બિન-ધ્રુવીય - ઇલેક્ટ્રોનિક ધ્રુવીકરણ (નિષ્ક્રિય વાયુઓ, હાઇડ્રોજન, પોલિસ્ટરીન, બેન્ઝીન) સાથે એકત્રીકરણના વિવિધ રાજ્યોમાં પદાર્થો;
• ધ્રુવીય - દ્વિધ્રુવી-રિલેક્સેશન અને ઇલેક્ટ્રોનિક ધ્રુવીકરણ છે (વિવિધ રેઝિન, સેલ્યુલોઝ, પાણી);
• આયનિક - અકાર્બનિક મૂળના ઘન ડાઇલેક્ટ્રિક્સ (ગ્લાસ, સિરામિક્સ).

પદાર્થના ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો સ્થિર નથી. ઉચ્ચ તાપમાન અથવા ઉચ્ચ ભેજના પ્રભાવ હેઠળ, ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસથી દૂર થઈ જાય છે અને મફત ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના ગુણધર્મો પ્રાપ્ત કરે છે. આ કિસ્સામાં ડાઇલેક્ટ્રિકના ઇન્સ્યુલેટીંગ ગુણોમાં ઘટાડો થાય છે.

વિશ્વસનીય ડાઇલેક્ટ્રિક એ નીચા લિકેજ પ્રવાહ સાથેની સામગ્રી છે જે નિર્ણાયક મૂલ્ય કરતાં વધી શકતી નથી અને સિસ્ટમની કામગીરીમાં વિક્ષેપ પાડતી નથી.

ડાઇલેક્ટ્રિક્સ અને કંડક્ટર ક્યાં વપરાય છે?

સામગ્રીનો ઉપયોગ માનવ પ્રવૃત્તિના તમામ ક્ષેત્રોમાં થાય છે જ્યાં વિદ્યુત પ્રવાહનો ઉપયોગ થાય છે: ઉદ્યોગ, કૃષિ, સાધન નિર્માણ, વિદ્યુત નેટવર્ક અને ઘરગથ્થુ વિદ્યુત ઉપકરણોમાં.

કંડક્ટરની પસંદગી તેની તકનીકી લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ચાંદી, સોના, પ્લેટિનમથી બનેલા ઉત્પાદનોમાં સૌથી ઓછી પ્રતિકારકતા હોય છે.ઊંચી કિંમતને કારણે તેમનો ઉપયોગ અવકાશ અને લશ્કરી હેતુઓ સુધી મર્યાદિત છે. કોપર અને એલ્યુમિનિયમનો પ્રવાહ થોડો ખરાબ છે, પરંતુ તેમની તુલનાત્મક સસ્તીતાને કારણે તેમનો વ્યાપક ઉપયોગ થયો છે. વાયર અને કેબલ ઉત્પાદનો.

અશુદ્ધિઓ વિનાની શુદ્ધ ધાતુઓ વધુ સારી રીતે વર્તમાનનું સંચાલન કરે છે, પરંતુ કેટલાક કિસ્સાઓમાં ઉચ્ચ પ્રતિકારકતાવાળા કંડક્ટરનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે - રિઓસ્ટેટ્સ, ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠીઓ અને ઇલેક્ટ્રિક હીટરના ઉત્પાદન માટે. આ હેતુઓ માટે, નિકલ, તાંબુ, મેંગેનીઝ (મેંગેનિન, કોન્સ્ટેન્ટન) ના એલોયનો ઉપયોગ થાય છે. ટંગસ્ટન અને મોલિબડેનમની વિદ્યુત વાહકતા તાંબાની તુલનામાં 3 ગણી ઓછી છે, પરંતુ તેમના ગુણધર્મોનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિક લેમ્પ્સ અને રેડિયો ઉપકરણોના ઉત્પાદનમાં વ્યાપકપણે થાય છે.

સોલિડ ડાઇલેક્ટ્રિક્સ એવી સામગ્રી છે જે વાહક તત્વોની સલામતી અને અવિરત કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરે છે. તેઓ ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, વર્તમાન લિકેજને અટકાવે છે, કંડક્ટરને એકબીજાથી, ઉપકરણના કેસમાંથી, જમીનથી અલગ કરે છે. આવા ઉત્પાદનનું ઉદાહરણ ડાઇલેક્ટ્રિક મોજા છે, જે અમારામાં વર્ણવેલ છે લેખ.

લિક્વિડ ડાઇલેક્ટ્રિક્સનો ઉપયોગ થાય છે કેપેસિટર્સ, પાવર કેબલ્સ, ટર્બોજનરેટર્સ અને હાઇ-વોલ્ટેજ ઓઇલ સર્કિટ બ્રેકરની ફરતી કૂલિંગ સિસ્ટમ્સ. સામગ્રીનો ઉપયોગ ભરણ અને ગર્ભાધાન તરીકે થાય છે.

ગેસિયસ ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રી. હવા એ કુદરતી ઇન્સ્યુલેટર છે જે ગરમીનું વિસર્જન પણ પૂરું પાડે છે. નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ એવા સ્થળોએ થાય છે જ્યાં ઓક્સિડેટીવ પ્રક્રિયાઓ અસ્વીકાર્ય હોય છે. હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ ઉચ્ચ ગરમી ક્ષમતા ધરાવતા શક્તિશાળી જનરેટરમાં થાય છે.

કંડક્ટર અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સનું સંકલિત કાર્ય સાધનો અને પાવર સપ્લાય નેટવર્કના સલામત અને સ્થિર સંચાલનને સુનિશ્ચિત કરે છે. હાથ પરના કાર્ય માટે ચોક્કસ તત્વની પસંદગી પદાર્થના ભૌતિક ગુણધર્મો અને તકનીકી પરિમાણો પર આધારિત છે.

સમાન લેખો: