కండక్టర్లు మరియు విద్యుద్వాహకములు భౌతిక పదార్ధాలు, ఇవి విద్యుత్ వాహకత యొక్క వివిధ స్థాయిలను కలిగి ఉంటాయి మరియు విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్యకు భిన్నంగా ప్రతిస్పందిస్తాయి. ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ యొక్క అన్ని రంగాలలో పదార్థాల వ్యతిరేక లక్షణాలు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.
విషయము
కండక్టర్లు మరియు విద్యుద్వాహకాలు అంటే ఏమిటి
కండక్టర్లు - బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం ప్రభావంతో దిశాత్మకంగా కదలగల ఉచిత విద్యుత్ ఛార్జీలు కలిగిన పదార్థాలు. ఈ లక్షణాలు:
- లోహాలు మరియు వాటి కరుగు;
- సహజ కార్బన్ (బొగ్గు, గ్రాఫైట్);
- ఎలెక్ట్రోలైట్స్ - లవణాలు, ఆమ్లాలు మరియు ఆల్కాలిస్ యొక్క పరిష్కారాలు;
- అయనీకరణ వాయువు (ప్లాస్మా).
పదార్థాల ప్రధాన ఆస్తి: ఉచిత ఛార్జీలు - ఘన కండక్టర్లలో ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ద్రావణాలలో అయాన్లు మరియు కరుగుతాయి, కండక్టర్ యొక్క మొత్తం వాల్యూమ్ అంతటా కదులుతాయి, విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహిస్తాయి.కండక్టర్కు వర్తించే విద్యుత్ వోల్టేజ్ ప్రభావంతో, ఒక ప్రసరణ కరెంట్ సృష్టించబడుతుంది. రెసిస్టివిటీ మరియు విద్యుత్ వాహకత అనేది పదార్థం యొక్క ప్రధాన సూచికలు.
విద్యుద్వాహక పదార్థాల లక్షణాలు కండక్టర్ల వాటికి విరుద్ధంగా ఉంటాయి విద్యుత్. విద్యుద్వాహకములు (అవాహకాలు) - తటస్థ అణువులు మరియు అణువులను కలిగి ఉంటుంది. విద్యుత్ క్షేత్రం ప్రభావంతో చార్జ్డ్ కణాలను తరలించే సామర్థ్యం వారికి లేదు. ఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్లోని డైలెక్ట్రిక్లు ఉపరితలంపై అసంపూర్తిగా ఉన్న చార్జీలను కూడబెట్టుకుంటాయి. అవి ఇన్సులేటర్ లోపల దర్శకత్వం వహించిన విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఏర్పరుస్తాయి, విద్యుద్వాహకము ధ్రువపరచబడుతుంది.
ధ్రువణత ఫలితంగా, విద్యుద్వాహకము యొక్క ఉపరితలంపై ఛార్జీలు విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని తగ్గిస్తాయి. ఎలక్ట్రికల్ ఇన్సులేటింగ్ పదార్థాల యొక్క ఈ లక్షణాన్ని విద్యుద్వాహకము యొక్క విద్యుద్వాహక స్థిరాంకం అంటారు.
పదార్థాల లక్షణాలు మరియు భౌతిక లక్షణాలు
కండక్టర్ల పారామితులు వారి అప్లికేషన్ యొక్క పరిధిని నిర్ణయిస్తాయి. ప్రధాన భౌతిక లక్షణాలు:
- విద్యుత్ నిరోధకత - విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిరోధించే పదార్ధం యొక్క సామర్థ్యాన్ని వర్ణిస్తుంది;
- ప్రతిఘటన యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకం - ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి సూచికలో మార్పును వివరించే విలువ;
- ఉష్ణ వాహకత - పదార్థం యొక్క పొర ద్వారా యూనిట్ సమయానికి వేడి మొత్తం;
- సంప్రదింపు సంభావ్య వ్యత్యాసం - రెండు అసమాన లోహాలు సంపర్కంలోకి వచ్చినప్పుడు, ఉపయోగించినప్పుడు సంభవిస్తుంది థర్మోకపుల్స్ ఉష్ణోగ్రత కొలత కోసం;
- తన్యత బలం మరియు తన్యత పొడుగు - మెటల్ రకం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది.
క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రతలకు చల్లబడినప్పుడు, కండక్టర్ యొక్క రెసిస్టివిటీ సున్నాకి ఉంటుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని సూపర్ కండక్టివిటీ అంటారు.
కండక్టర్ వర్గీకరించే లక్షణాలు:
- విద్యుత్ - నిరోధకత మరియు విద్యుత్ వాహకత;
- రసాయన - పర్యావరణంతో పరస్పర చర్య, వ్యతిరేక తుప్పు, వెల్డింగ్ లేదా టంకం ద్వారా కనెక్ట్ చేసే సామర్థ్యం;
- భౌతిక - సాంద్రత, ద్రవీభవన స్థానం.
విద్యుద్వాహకము యొక్క లక్షణం విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క ప్రభావాలను నిరోధించడం. ఎలక్ట్రికల్ ఇన్సులేటింగ్ పదార్థాల భౌతిక లక్షణాలు:
- విద్యుద్వాహక స్థిరాంకం - విద్యుత్ క్షేత్రంలో ధ్రువణానికి అవాహకాల సామర్థ్యం;
- నిర్దిష్ట వాల్యూమ్ నిరోధకత;
- విద్యుత్ బలం;
- విద్యుద్వాహక నష్టం టాంజెంట్.
ఇన్సులేటింగ్ పదార్థాలు క్రింది పారామితుల ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి:
- విద్యుత్ - బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ యొక్క పరిమాణం, విద్యుత్ బలం;
- భౌతిక - వేడి నిరోధకత;
- రసాయన - దూకుడు ఏజెంట్లలో ద్రావణీయత, తేమ నిరోధకత.
విద్యుద్వాహక పదార్థాల రకాలు మరియు వర్గీకరణ
ఇన్సులేటర్లు అనేక ప్రమాణాల ప్రకారం సమూహాలుగా విభజించబడ్డాయి.
పదార్ధం యొక్క అగ్రిగేషన్ స్థితి ప్రకారం వర్గీకరణ:
- ఘన - గాజు, సెరామిక్స్, ఆస్బెస్టాస్;
- ద్రవ - కూరగాయల మరియు సింథటిక్ నూనెలు, పారాఫిన్, ద్రవీకృత వాయువు, సింథటిక్ విద్యుద్వాహకములు (సిలికాన్ మరియు ఆర్గానోఫ్లోరిన్ సమ్మేళనాలు ఫ్రీయాన్, ఫ్రీయాన్);
- వాయు - గాలి, నైట్రోజన్, హైడ్రోజన్.
డైలెక్ట్రిక్స్ సహజ లేదా కృత్రిమ మూలం, సేంద్రీయ లేదా సింథటిక్ స్వభావం కలిగి ఉండవచ్చు.
సేంద్రీయ సహజ ఇన్సులేటింగ్ పదార్థాలలో కూరగాయల నూనెలు, సెల్యులోజ్ మరియు రబ్బరు ఉన్నాయి. అవి తక్కువ ఉష్ణ మరియు తేమ నిరోధకత, వేగవంతమైన వృద్ధాప్యం ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి. సింథటిక్ ఆర్గానిక్ పదార్థాలు వివిధ రకాల ప్లాస్టిక్.
సహజ మూలం యొక్క అకర్బన విద్యుద్వాహకములు: మైకా, ఆస్బెస్టాస్, ముస్కోవైట్, ఫ్లోగోపైట్. పదార్థాలు రసాయన దాడికి నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి, అధిక ఉష్ణోగ్రతలను తట్టుకుంటాయి.కృత్రిమ అకర్బన విద్యుద్వాహక పదార్థాలు - గాజు, పింగాణీ, సిరామిక్స్.
డైఎలెక్ట్రిక్ విద్యుత్తును ఎందుకు నిర్వహించదు?
విద్యుద్వాహక అణువుల నిర్మాణం కారణంగా తక్కువ వాహకత ఏర్పడుతుంది. పదార్థం యొక్క కణాలు ఒకదానికొకటి దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటాయి, అవి అణువును విడిచిపెట్టలేవు మరియు పదార్థం యొక్క మొత్తం వాల్యూమ్ అంతటా కదలవు. విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క ప్రభావంతో, అణువు యొక్క కణాలు కొద్దిగా వదులుకోగలవు - ధ్రువణానికి.
ధ్రువణ విధానంపై ఆధారపడి, విద్యుద్వాహక పదార్థాలు విభజించబడ్డాయి:
- నాన్-పోలార్ - ఎలక్ట్రానిక్ పోలరైజేషన్ (జడ వాయువులు, హైడ్రోజన్, పాలీస్టైరిన్, బెంజీన్) తో అగ్రిగేషన్ యొక్క వివిధ రాష్ట్రాల్లో పదార్థాలు;
- ధ్రువ - డైపోల్-రిలాక్సేషన్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ పోలరైజేషన్ (వివిధ రెసిన్లు, సెల్యులోజ్, నీరు) కలిగి ఉంటాయి;
- అయానిక్ - అకర్బన మూలం యొక్క ఘన విద్యుద్వాహకములు (గాజు, సిరామిక్స్).
ఒక పదార్ధం యొక్క విద్యుద్వాహక లక్షణాలు స్థిరంగా ఉండవు. అధిక ఉష్ణోగ్రత లేదా అధిక తేమ ప్రభావంతో, ఎలక్ట్రాన్లు న్యూక్లియస్ నుండి విడిపోతాయి మరియు ఉచిత విద్యుత్ ఛార్జీల లక్షణాలను పొందుతాయి. ఈ సందర్భంలో విద్యుద్వాహకము యొక్క ఇన్సులేటింగ్ లక్షణాలు తగ్గుతాయి.
విశ్వసనీయ విద్యుద్వాహకము అనేది తక్కువ లీకేజ్ కరెంట్ కలిగిన పదార్థం, ఇది క్లిష్టమైన విలువను మించదు మరియు సిస్టమ్ యొక్క ఆపరేషన్కు అంతరాయం కలిగించదు.
డైలెక్ట్రిక్స్ మరియు కండక్టర్లు ఎక్కడ ఉపయోగించబడతాయి?
విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉపయోగించే మానవ కార్యకలాపాల యొక్క అన్ని రంగాలలో పదార్థాలు ఉపయోగించబడతాయి: పరిశ్రమ, వ్యవసాయం, పరికరాల తయారీ, ఎలక్ట్రికల్ నెట్వర్క్లు మరియు గృహ విద్యుత్ ఉపకరణాలలో.
కండక్టర్ ఎంపిక దాని సాంకేతిక లక్షణాల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. వెండి, బంగారం, ప్లాటినంతో తయారైన ఉత్పత్తులు అతి తక్కువ రెసిస్టివిటీని కలిగి ఉంటాయి.అధిక వ్యయం కారణంగా వాటి వినియోగం అంతరిక్షం మరియు సైనిక ప్రయోజనాలకే పరిమితం చేయబడింది. రాగి మరియు అల్యూమినియం కరెంట్ను కొంత అధ్వాన్నంగా నిర్వహిస్తుంది, అయితే వాటి తులనాత్మక చౌకగా వాటి విస్తృత వినియోగానికి దారితీసింది వైర్లు మరియు కేబుల్ ఉత్పత్తులు.
మలినాలు లేని స్వచ్ఛమైన లోహాలు కరెంట్ను మెరుగ్గా నిర్వహిస్తాయి, అయితే కొన్ని సందర్భాల్లో అధిక నిరోధకత కలిగిన కండక్టర్లను ఉపయోగించడం అవసరం - రియోస్టాట్లు, ఎలక్ట్రిక్ ఫర్నేసులు మరియు ఎలక్ట్రిక్ హీటర్ల ఉత్పత్తికి. ఈ ప్రయోజనాల కోసం, నికెల్, రాగి, మాంగనీస్ (మాంగనిన్, కాన్స్టాంటన్) మిశ్రమాలు ఉపయోగించబడతాయి. టంగ్స్టన్ మరియు మాలిబ్డినం యొక్క విద్యుత్ వాహకత రాగి కంటే 3 రెట్లు తక్కువగా ఉంటుంది, అయితే వాటి లక్షణాలు విద్యుత్ దీపాలు మరియు రేడియో పరికరాల ఉత్పత్తిలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.
ఘన విద్యుద్వాహకములు అనేది వాహక మూలకాల యొక్క భద్రత మరియు నిరంతరాయమైన ఆపరేషన్ను నిర్ధారించే పదార్థాలు. అవి ఎలక్ట్రికల్ ఇన్సులేటింగ్ మెటీరియల్గా ఉపయోగించబడతాయి, కరెంట్ లీకేజీని నిరోధించడం, కండక్టర్లను ఒకదానికొకటి, పరికర కేసు నుండి, భూమి నుండి వేరుచేయడం. అటువంటి ఉత్పత్తికి ఉదాహరణ డైలెక్ట్రిక్ గ్లోవ్స్, ఇది మాలో వివరించబడింది వ్యాసం.
ద్రవ విద్యుద్వాహకాలను ఉపయోగిస్తారు కెపాసిటర్లు, విద్యుత్ కేబుల్స్, టర్బోజెనరేటర్లు మరియు అధిక-వోల్టేజ్ ఆయిల్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ల ప్రసరణ శీతలీకరణ వ్యవస్థలు. మెటీరియల్స్ ఫిల్లింగ్ మరియు ఫలదీకరణం వలె ఉపయోగించబడతాయి.
వాయు నిరోధక పదార్థాలు. గాలి ఒక సహజ అవాహకం, ఇది వేడి వెదజల్లడాన్ని కూడా అందిస్తుంది. ఆక్సీకరణ ప్రక్రియలు ఆమోదయోగ్యం కాని ప్రదేశాలలో నత్రజని ఉపయోగించబడుతుంది. హైడ్రోజన్ అధిక ఉష్ణ సామర్థ్యంతో శక్తివంతమైన జనరేటర్లలో ఉపయోగించబడుతుంది.
కండక్టర్ల మరియు డైలెక్ట్రిక్స్ యొక్క సమన్వయ పని పరికరాలు మరియు విద్యుత్ సరఫరా నెట్వర్క్ల యొక్క సురక్షితమైన మరియు స్థిరమైన ఆపరేషన్ను నిర్ధారిస్తుంది. చేతిలో ఉన్న పని కోసం ఒక నిర్దిష్ట మూలకం యొక్క ఎంపిక పదార్థం యొక్క భౌతిక లక్షణాలు మరియు సాంకేతిక పారామితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
ఇలాంటి కథనాలు:
