કંડક્ટર અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ, તેમના ગુણધર્મો અને એપ્લિકેશન વચ્ચે શું તફાવત છે

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

વાહક અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ શું છે

કંડક્ટર - મુક્ત ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ સાથેના પદાર્થો છે, જે બાહ્ય ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ દિશામાં આગળ વધવામાં સક્ષમ છે. આવી સુવિધાઓ આના દ્વારા ધરાવે છે:

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

સામગ્રીની મુખ્ય મિલકતમફત શુલ્ક - નક્કર વાહકમાં ઇલેક્ટ્રોન અને સોલ્યુશનમાં આયનો અને પીગળે છે, કંડક્ટરના સમગ્ર જથ્થામાં આગળ વધીને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું સંચાલન કરે છે. વાહક પર લાગુ વિદ્યુત વોલ્ટેજ વહન પ્રવાહ બનાવે છે. ચોક્કસ પ્રતિકાર અને વિદ્યુત વાહકતા એ સામગ્રીના મુખ્ય સૂચક છે.

ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીના ગુણધર્મો વાહકની વિરુદ્ધ છે વીજળી. ડાઇલેક્ટ્રિક્સ (ઇન્સ્યુલેટર) તટસ્થ અણુઓ અને પરમાણુઓથી બનેલા છે. તેમની પાસે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ ચાર્જ થયેલા કણોને ખસેડવાની ક્ષમતા નથી. ઇલેક્ટ્રીક ફિલ્ડમાં ડાઇલેક્ટ્રિક્સ તેમની સપાટી પર વળતર વિનાના શુલ્ક એકઠા કરે છે. તેઓ ઇન્સ્યુલેટરની અંદર નિર્દેશિત ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર બનાવે છે, ડાઇલેક્ટ્રિકનું ધ્રુવીકરણ થાય છે.

ધ્રુવીકરણના પરિણામે, ડાઇલેક્ટ્રિક સપાટી પરના ચાર્જ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રને ઘટાડવાનું વલણ ધરાવે છે. વિદ્યુત અવાહક સામગ્રીની આ મિલકતને ડાઇલેક્ટ્રિકની ડાઇલેક્ટ્રિક પરવાનગી કહેવામાં આવે છે.

સામગ્રીની લાક્ષણિકતાઓ અને ભૌતિક ગુણધર્મો

કંડક્ટરના પરિમાણો તેમના એપ્લિકેશનનું ક્ષેત્ર નક્કી કરે છે. મુખ્ય શારીરિક લાક્ષણિકતાઓ:

• વિશિષ્ટ વિદ્યુત પ્રતિકાર - વિદ્યુત પ્રવાહના પેસેજને રોકવા માટે પદાર્થની ક્ષમતાને લાક્ષણિકતા આપે છે;
• પ્રતિકારનું તાપમાન ગુણાંક - એક મૂલ્ય જે તાપમાનના આધારે ઇન્ડેક્સમાં ફેરફારને લાક્ષણિકતા આપે છે;
• થર્મલ વાહકતા - ગરમીની માત્રા જે સમયના એકમ દીઠ સામગ્રીના સ્તરમાંથી પસાર થાય છે;
• સંપર્ક સંભવિત તફાવત - ત્યારે થાય છે જ્યારે બે ભિન્ન ધાતુઓ સંપર્કમાં આવે છે, તેનો ઉપયોગ થાય છે થર્મોકોપલ્સ તાપમાન માપવા માટે;
• તાણ શક્તિ અને વિસ્તરણ - ધાતુના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે.

જ્યારે નિર્ણાયક તાપમાને ઠંડુ થાય છે, ત્યારે વાહકનો ચોક્કસ પ્રતિકાર શૂન્ય થઈ જાય છે. આ ઘટનાને સુપરકન્ડક્ટિવિટી કહેવામાં આવે છે.

કંડક્ટરને દર્શાવતા ગુણધર્મો છે:

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

ડાઇલેક્ટ્રિક્સની વિશિષ્ટતા એ છે કે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના પ્રભાવનો પ્રતિકાર કરવો. ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રીના ભૌતિક ગુણધર્મો:

• ડાઇલેક્ટ્રિક પરમિટિવિટી - ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં ધ્રુવીકરણ કરવાની ઇન્સ્યુલેટરની ક્ષમતા;
• ચોક્કસ વોલ્યુમેટ્રિક પ્રતિકાર;
• વિદ્યુત શક્તિ;
• ડાઇલેક્ટ્રિક નુકસાનના કોણની સ્પર્શક.

ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રી નીચેના પરિમાણો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે:

• વિદ્યુત - બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ મૂલ્ય, વિદ્યુત શક્તિ;
• ભૌતિક - થર્મલ પ્રતિકાર;
• રાસાયણિક - આક્રમક એજન્ટોમાં દ્રાવ્યતા, ભેજ પ્રતિકાર.

ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીના પ્રકારો અને વર્ગીકરણ

ઇન્સ્યુલેટરને ઘણા માપદંડો અનુસાર જૂથોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

પદાર્થની એકંદર સ્થિતિ દ્વારા વર્ગીકરણ:

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

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

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

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

શા માટે ડાઇલેક્ટ્રિક્સ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું સંચાલન કરતા નથી

ઓછી વાહકતા ડાઇલેક્ટ્રિક અણુઓની રચનાને કારણે છે. દ્રવ્યના કણો એકબીજા સાથે ચુસ્તપણે બંધાયેલા છે, અણુની સીમાઓને છોડી શકતા નથી અને સામગ્રીના સમગ્ર જથ્થામાં ખસેડી શકતા નથી. ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડના પ્રભાવ હેઠળ, અણુ કણો સહેજ ઢીલું - ધ્રુવીકરણ કરવામાં સક્ષમ છે.

ધ્રુવીકરણની પદ્ધતિના આધારે, ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીને વિભાજિત કરવામાં આવે છે:

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

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

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

જ્યાં ડાઇલેક્ટ્રિક્સ અને કંડક્ટરનો ઉપયોગ થાય છે

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

કંડક્ટરની પસંદગી તેની તકનીકી લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ચાંદી, સોના અને પ્લેટિનમથી બનેલા ઉત્પાદનોમાં સૌથી ઓછો ચોક્કસ પ્રતિકાર હોય છે. તેમની ઊંચી કિંમતને કારણે તેમનો ઉપયોગ અવકાશ અને લશ્કરી હેતુઓ પૂરતો મર્યાદિત છે. કોપર અને એલ્યુમિનિયમ સારા વાહક તરીકે નથી, પરંતુ તેમની સંબંધિત 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 વાહકનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે - રિઓસ્ટેટ્સ, ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠીઓ, ઇલેક્ટ્રિક હીટિંગ ઉપકરણોના ઉત્પાદન માટે. આ હેતુ 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 - સામગ્રી કે જે વર્તમાન-સંચાલિત તત્વોની સલામતી અને સરળ કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરે છે. તેઓ ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, વર્તમાન લિકેજને અટકાવે છે, એકબીજાથી, ઉપકરણના શરીરમાંથી, જમીનમાંથી કંડક્ટરને ઇન્સ્યુલેટ કરે છે. આવા ઉત્પાદનનું ઉદાહરણ ડાઇલેક્ટ્રિક ગ્લોવ્સ છે, જેના વિશે અમારામાં લખાયેલ છે લેખ.

લિક્વિડ ડાઇલેક્ટ્રિક્સનો ઉપયોગ થાય છે કેપેસિટર્સ, પાવર કેબલ્સસામગ્રીનો ઉપયોગ ટર્બાઇન જનરેટર્સ અને હાઇ-વોલ્ટેજ ઓઇલ સર્કિટ બ્રેકરની ફરતી કૂલિંગ સિસ્ટમ્સમાં ફિલિંગ અને ગર્ભાધાન એજન્ટ તરીકે થાય છે. 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 ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ અસ્વીકાર્ય હોય છે. હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ ઉચ્ચ ગરમી ક્ષમતા ધરાવતા શક્તિશાળી જનરેટરમાં થાય છે.

કંડક્ટર અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સનું સંકલિત સંચાલન સાધનો અને પાવર સપ્લાય નેટવર્કની સલામત અને સ્થિર કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરે છે. કાર્ય માટે ચોક્કસ તત્વની પસંદગી પદાર્થના ભૌતિક ગુણધર્મો અને તકનીકી પરિમાણો પર આધારિત છે.

સંબંધિત લેખો: