కండక్టర్లు మరియు డైఎలెక్ట్రిక్‌లు భౌతిక పదార్ధాలు, ఇవి విద్యుత్ వాహకత యొక్క వివిధ స్థాయిలను కలిగి ఉంటాయి మరియు విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క ప్రభావాలకు భిన్నంగా ప్రతిస్పందిస్తాయి. ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ యొక్క అన్ని రంగాలలో వ్యతిరేక పదార్థ లక్షణాలు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.
కంటెంట్‌లు
కండక్టర్లు మరియు విద్యుద్వాహకాలు అంటే ఏమిటి
కండక్టర్లు - ఉచిత విద్యుత్ ఛార్జీలతో కూడిన పదార్థాలు, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం ప్రభావంతో దిశాత్మకంగా కదలగలవు. ఇటువంటి లక్షణాలు కలిగి ఉంటాయి:
- లోహాలు మరియు వాటి కరుగు;
- సహజ కార్బన్ (గట్టి బొగ్గు, గ్రాఫైట్);
- ఎలెక్ట్రోలైట్స్ - లవణాలు, ఆమ్లాలు మరియు క్షారాల పరిష్కారాలు;
- అయనీకరణ వాయువు (ప్లాస్మా).
పదార్థాల ప్రధాన ఆస్తిఉచిత ఛార్జీలు - ఘన కండక్టర్లలో ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ద్రావణాలలో అయాన్లు మరియు కరుగుతాయి, కండక్టర్ యొక్క మొత్తం వాల్యూమ్ ద్వారా కదిలే విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహిస్తుంది. కండక్టర్‌కు వర్తించే విద్యుత్ వోల్టేజ్ ఒక ప్రసరణ ప్రవాహాన్ని సృష్టిస్తుంది. నిర్దిష్ట నిరోధకత మరియు విద్యుత్ వాహకత అనేది పదార్థం యొక్క ప్రధాన సూచికలు.
విద్యుద్వాహక పదార్థాల లక్షణాలు కండక్టర్లకు వ్యతిరేకం విద్యుత్. విద్యుద్వాహకములు (అవాహకాలు) తటస్థ అణువులు మరియు అణువులతో రూపొందించబడ్డాయి. విద్యుత్ క్షేత్రం ప్రభావంతో చార్జ్డ్ కణాలను తరలించే సామర్థ్యం వారికి లేదు. ఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్‌లోని డైలెక్ట్రిక్‌లు వాటి ఉపరితలంపై అసంపూర్తిగా ఉన్న చార్జీలను కూడబెట్టుకుంటాయి. అవి ఇన్సులేటర్ లోపల దర్శకత్వం వహించిన విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఏర్పరుస్తాయి, విద్యుద్వాహకము యొక్క ధ్రువణత ఏర్పడుతుంది.
ధ్రువణత ఫలితంగా, విద్యుద్వాహక ఉపరితలంపై ఛార్జీలు విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని తగ్గిస్తాయి. ఎలక్ట్రికల్ ఇన్సులేటింగ్ పదార్థాల యొక్క ఈ ఆస్తిని విద్యుద్వాహకము యొక్క విద్యుద్వాహక పర్మిటివిటీ అంటారు.
మెటీరియల్స్ యొక్క లక్షణాలు మరియు భౌతిక లక్షణాలు
కండక్టర్ల పారామితులు వారి దరఖాస్తు క్షేత్రాన్ని నిర్ణయిస్తాయి. ప్రధాన భౌతిక లక్షణాలు:
- నిర్దిష్ట విద్యుత్ నిరోధకత - విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిరోధించే పదార్ధం యొక్క సామర్థ్యాన్ని వర్ణిస్తుంది;
- ప్రతిఘటన యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకం - ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి సూచికలో మార్పును వివరించే విలువ;
- ఉష్ణ వాహకత - యూనిట్ సమయానికి పదార్థం యొక్క పొర గుండా వెళ్ళే వేడి మొత్తం;
- సంప్రదింపు సంభావ్య వ్యత్యాసం - రెండు అసమాన లోహాలు సంపర్కంలోకి వచ్చినప్పుడు, ఉపయోగించినప్పుడు సంభవిస్తుంది థర్మోకపుల్స్ ఉష్ణోగ్రత కొలిచే కోసం;
- తన్యత బలం మరియు పొడుగు - మెటల్ రకం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది.
క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రతలకు చల్లబడినప్పుడు, కండక్టర్ యొక్క నిర్దిష్ట ప్రతిఘటన సున్నాకి ఉంటుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని సూపర్ కండక్టివిటీ అంటారు.
కండక్టర్‌ని వర్ణించే లక్షణాలు:
- విద్యుత్ - నిరోధకత మరియు విద్యుత్ వాహకత;
- రసాయన - పర్యావరణంతో పరస్పర చర్య, తుప్పు నిరోధకత, వెల్డింగ్ లేదా టంకం ద్వారా కనెక్ట్ చేయగల సామర్థ్యం;
- భౌతిక - సాంద్రత, ద్రవీభవన స్థానం.
విద్యుద్వాహకము యొక్క విశిష్టత విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క ప్రభావాన్ని నిరోధించడం. ఎలక్ట్రికల్ ఇన్సులేటింగ్ పదార్థాల భౌతిక లక్షణాలు:
- విద్యుద్వాహక పర్మిటివిటీ - ఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్‌లో ధ్రువణానికి అవాహకాల సామర్థ్యం;
- నిర్దిష్ట వాల్యూమెట్రిక్ నిరోధకత;
- విద్యుత్ బలం;
- విద్యుద్వాహక నష్టాల కోణం యొక్క టాంజెంట్.
ఇన్సులేటింగ్ పదార్థాలు క్రింది పారామితుల ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి:
- విద్యుత్ - బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ విలువ, విద్యుత్ బలం;
- భౌతిక - ఉష్ణ నిరోధకత;
- రసాయన - దూకుడు ఏజెంట్లలో ద్రావణీయత, తేమ నిరోధకత.
విద్యుద్వాహక పదార్థాల రకాలు మరియు వర్గీకరణ
ఇన్సులేటర్లు అనేక ప్రమాణాల ప్రకారం సమూహాలుగా విభజించబడ్డాయి.
పదార్థం యొక్క మొత్తం స్థితి ద్వారా వర్గీకరణ:
- ఘన - గాజు, సెరామిక్స్, ఆస్బెస్టాస్;
- ద్రవ - కూరగాయల మరియు సింథటిక్ నూనెలు, పారాఫిన్, ద్రవీకృత వాయువు, సింథటిక్ విద్యుద్వాహకములు (సిలికాన్ మరియు ఆర్గానోఫ్లోరిన్ సమ్మేళనాలు, శీతలకరణి, ఫ్రీయాన్);
- వాయు - గాలి, నైట్రోజన్ మరియు హైడ్రోజన్.
డైలెక్ట్రిక్స్ సహజ లేదా కృత్రిమ మూలం, సేంద్రీయ లేదా సింథటిక్ స్వభావం కలిగి ఉండవచ్చు.
సేంద్రీయ సహజ ఇన్సులేటింగ్ పదార్థాలలో కూరగాయల నూనెలు, సెల్యులోజ్, రబ్బరు ఉన్నాయి. అవి తక్కువ ఉష్ణ మరియు తేమ నిరోధకత, వేగవంతమైన వృద్ధాప్యం ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి. సింథటిక్ సేంద్రీయ పదార్థాలు - వివిధ రకాల ప్లాస్టిక్.
సహజ మూలం యొక్క అకర్బన విద్యుద్వాహకములు: మైకా, ఆస్బెస్టాస్, ముస్కోవైట్, ఫ్లోగోపైట్. పదార్థాలు రసాయన దాడికి నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతలను తట్టుకుంటాయి. కృత్రిమ అకర్బన విద్యుద్వాహక పదార్థాలు గాజు, పింగాణీ మరియు సిరామిక్స్.
విద్యుద్వాహకములు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఎందుకు నిర్వహించవు
తక్కువ వాహకత విద్యుద్వాహక అణువుల నిర్మాణం కారణంగా ఉంటుంది. పదార్థం యొక్క కణాలు గట్టిగా ఒకదానితో ఒకటి కట్టుబడి ఉంటాయి, అణువు యొక్క సరిహద్దులను విడిచిపెట్టలేవు మరియు పదార్థం యొక్క పరిమాణం అంతటా కదలలేవు. ఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ ప్రభావంతో, పరమాణు కణాలు కొద్దిగా వదులుగా ఉంటాయి - ధ్రువణత.
ధ్రువణ విధానంపై ఆధారపడి, విద్యుద్వాహక పదార్థాలు విభజించబడ్డాయి:
- నాన్-పోలార్ - ఎలక్ట్రానిక్ పోలరైజేషన్ (జడ వాయువులు, హైడ్రోజన్, పాలీస్టైరిన్, బెంజీన్)తో విభిన్న మొత్తం స్థితిలో ఉన్న పదార్థాలు;
- ధ్రువ - డైపోల్-రిలాక్సేషన్ మరియు ఎలక్ట్రాన్ పోలరైజేషన్ (వివిధ రెసిన్లు, సెల్యులోజ్, నీరు) కలిగి ఉంటాయి;
- అయోనిక్ - అకర్బన మూలం యొక్క ఘన విద్యుద్వాహకములు (గాజు, సిరామిక్స్).
ఒక పదార్ధం యొక్క విద్యుద్వాహక లక్షణాలు స్థిరంగా ఉండవు. అధిక ఉష్ణోగ్రత లేదా అధిక తేమ ప్రభావంతో, ఎలక్ట్రాన్లు కేంద్రకం నుండి వేరు చేయబడతాయి 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 ఆపరేషన్‌లో జోక్యం చేసుకోదు.
విద్యుద్వాహకములు మరియు కండక్టర్లు ఎక్కడ ఉపయోగించబడతాయి
విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉపయోగించే మానవ కార్యకలాపాల యొక్క అన్ని రంగాలలో పదార్థాలు ఉపయోగించబడతాయి: పరిశ్రమ, వ్యవసాయం, పరికరాల తయారీ, విద్యుత్ నెట్‌వర్క్‌లు మరియు గృహోపకరణాలు.
కండక్టర్ ఎంపిక దాని సాంకేతిక లక్షణాల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. వెండి, బంగారం మరియు ప్లాటినంతో తయారు చేయబడిన ఉత్పత్తులు అత్యల్ప నిర్దిష్ట నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి. వాటి అధిక వ్యయం కారణంగా వాటి వినియోగం అంతరిక్షం మరియు సైనిక ప్రయోజనాలకే పరిమితం చేయబడింది. రాగి మరియు అల్యూమినియం మంచి కండక్టర్లు కావు, కానీ వాటి సాపేక్ష చౌకగా ఉండటం వల్ల వాటి విస్తృత ఉపయోగం వైర్లు మరియు కేబుల్ ఉత్పత్తులు.
మలినాలను లేకుండా స్వచ్ఛమైన లోహాలు కరెంట్‌ను మెరుగ్గా నిర్వహిస్తాయి, అయితే కొన్ని సందర్భాల్లో అధిక నిరోధకత కలిగిన కండక్టర్లను ఉపయోగించడం అవసరం - rheostats, విద్యుత్ ఫర్నేసులు, విద్యుత్ తాపన పరికరాల ఉత్పత్తికి. ఈ ప్రయోజనం 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 - ప్రస్తుత-వాహక మూలకాల యొక్క భద్రత మరియు మృదువైన ఆపరేషన్ను నిర్ధారించే పదార్థాలు. అవి విద్యుత్ నిరోధక పదార్థంగా ఉపయోగించబడతాయి, ప్రస్తుత లీకేజీని నిరోధించడం, ఒకదానికొకటి కండక్టర్లను ఇన్సులేట్ చేయడం, పరికరం యొక్క శరీరం నుండి, భూమి నుండి. అటువంటి ఉత్పత్తికి ఉదాహరణ విద్యుద్వాహక చేతి తొడుగులు, దీని గురించి మనలో వ్రాయబడింది వ్యాసం.
ద్రవ విద్యుద్వాహకాలను ఉపయోగిస్తారు కెపాసిటర్లు, విద్యుత్ కేబుల్స్టర్బైన్ జనరేటర్లు మరియు అధిక-వోల్టేజ్ ఆయిల్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ల శీతలీకరణ వ్యవస్థలను ప్రసరించడంలో పదార్థాలు నింపడం మరియు ఫలదీకరణ ఏజెంట్‌గా ఉపయోగించబడతాయి. పదార్థాలు నింపి మరియు ఫలదీకరణం వలె ఉపయోగిస్తారు.
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 విద్యుద్వాహకము యొక్క సమన్వయ ఆపరేషన్ పరికరాలు మరియు విద్యుత్ సరఫరా నెట్వర్క్ల సురక్షితమైన మరియు స్థిరమైన ఆపరేషన్ను నిర్ధారిస్తుంది. పని కోసం ఒక నిర్దిష్ట మూలకం యొక్క ఎంపిక పదార్థం యొక్క భౌతిక లక్షణాలు మరియు సాంకేతిక పారామితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
సంబంధిత కథనాలు:
