सामग्री को कंडक्टर, इन्सुलेटर और के रूप में वर्गीकृत किया गया है अर्धचालकों उनके विद्युत चालित गुणों के आधार पर। प्रत्येक सामग्री अणुओं से बनी होती है जो बदले में परमाणुओं से बनी होती है। जब विद्युत क्षेत्र के अधीन इन परमाणुओं को सामग्री में कुछ विस्थापन और गुणों में परिवर्तन से गुजरना पड़ता है। अक्टूबर 1745 में, जर्मनी के इवाल्ड जॉर्ज वॉन क्लेस्ट द्वारा किए गए एक प्रयोग में एक हाई-वोल्टेज इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर को एक हाथ से पकड़े हुए जार में एकत्रित पानी की मात्रा से जोड़कर एक तार का उपयोग करके दिखाया गया है कि चार्ज संग्रहीत किया जा सकता है। इस घटना का उपयोग करते हुए, पीटर वैन मूसचेनब्रोक ने 'लेयर्ड जार' नामक पहले संधारित्र का आविष्कार किया। इस आविष्कार का समर्थन करने वाली नई सामग्री संपत्ति 'ढांकता हुआ' थी।
ढांकता हुआ क्या है?
हर सामग्री परमाणुओं से बनी होती है। परमाणुओं में ऋणात्मक और धनात्मक रूप से आवेशित दोनों कण होते हैं। परमाणु के केंद्रीय नाभिक को सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है। किसी भी सामग्री में परमाणुओं को व्यवस्थित किया जाता है द्विध्रुव इसके अंत में एक सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज के साथ प्रतिनिधित्व किया। जब इन सामग्रियों को विद्युत क्षेत्र के अधीन किया जाता है तो द्विध्रुवीय गति होती है।
बिजली लागू होने पर एक कंडक्टर सामग्री का संचालन शुरू होता है। एक इन्सुलेटर बिजली के प्रवाह का विरोध करता है क्योंकि इसकी संरचना में कोई मुक्त चलती इलेक्ट्रॉन नहीं है। लेकिन ढांकता हुआ एक विशेष प्रकार का इन्सुलेटर है जो बिजली का संचालन नहीं करता है लेकिन बिजली के अधीन होने पर ध्रुवीकृत हो जाता है।
ध्रुवीकरण-में-ढांकता हुआ
ढांकता हुआ सामग्री में, जब विद्युत क्षेत्र के अधीन होता है, तो सामग्री में मौजूद सकारात्मक प्रभार लागू विद्युत क्षेत्र की दिशा में विस्थापित हो जाता है। नकारात्मक आरोपों को लागू विद्युत क्षेत्र के विपरीत दिशा में स्थानांतरित किया जाता है। यह ढांकता हुआ ध्रुवीकरण की ओर जाता है। ढांकता हुआ सामग्री में, विद्युत प्रभार सामग्री से प्रवाह नहीं करते हैं। ध्रुवीकरण ढांकता हुआ के समग्र क्षेत्र को कम करता है।
ढांकता हुआ के गुण
डाईइलेक्ट्रिक शब्द की शुरुआत सबसे पहले विलियम व्हीवेल ने की थी। यह दो शब्दों- the दीया ’और combination इलेक्ट्रिक’ का संयोजन है। एक परिपूर्ण ढांकता हुआ की विद्युत चालकता शून्य है। एक ढांकता हुआ स्टोर और एक आदर्श संधारित्र के समान विद्युत ऊर्जा को नष्ट कर देता है। एक ढांकता हुआ सामग्री के कुछ मुख्य गुण हैं विद्युत सुस्पष्टता, ढांकता हुआ ध्रुवीकरण, ढांकता हुआ फैलाव, ढांकता हुआ विश्राम, ट्यूनीबिलिटी, आदि…
विद्युत सुस्पष्टता
जब विद्युत क्षेत्र को विद्युत संवेदनशीलता द्वारा मापा जाता है तो कितनी आसानी से एक ढांकता हुआ पदार्थ को ध्रुवीकृत किया जा सकता है। यह मात्रा सामग्री की विद्युत पारगम्यता को भी निर्धारित करती है।
ढांकता हुआ ध्रुवीकरण
विद्युत द्विध्रुवीय क्षण प्रणाली में ऋणात्मक और धनात्मक आवेश को अलग करने का एक उपाय है। द्विध्रुवीय क्षण (एम) और विद्युत क्षेत्र (ई) के बीच संबंध ढांकता हुआ के गुणों को जन्म देता है। जब लगाए गए विद्युत क्षेत्र को परमाणु वापस अपनी मूल स्थिति में वापस ले लिया जाता है। यह एक घातीय क्षय तरीके से होता है। परमाणु द्वारा अपनी मूल स्थिति तक पहुंचने में लगने वाले समय को विश्राम समय के रूप में जाना जाता है।
कुल ध्रुवीकरण
दो कारक हैं जो ढांकता हुआ के ध्रुवीकरण का निर्णय लेते हैं। वे द्विध्रुवीय क्षण का निर्माण और विद्युत क्षेत्र के सापेक्ष उनका अभिविन्यास हैं। प्राथमिक द्विध्रुवीय प्रकार के आधार पर या तो इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण या आयनिक ध्रुवीकरण हो सकता है। इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण पीहैतब होता है जब द्विध्रुवीय अणुओं के द्विध्रुवीय क्षण उदासीन कणों से बने होते हैं।
आयोनिक ध्रुवीकरण पीमैंऔर इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण दोनों तापमान से स्वतंत्र हैं। जब विभिन्न परमाणुओं के बीच आवेश का विषम वितरण होता है तो अणुओं में स्थायी द्विध्रुवीय क्षण उत्पन्न होते हैं। ऐसे मामलों में, ओरिएंटल ध्रुवीकरण पीयादेखा जाता है। यदि एक स्वतंत्र प्रभार ढांकता हुआ पदार्थ में मौजूद है, तो यह स्पेस चार्ज ध्रुवीकरण पी तक ले जाएगारों। ढांकता हुआ के कुल ध्रुवीकरण में ये सभी तंत्र शामिल हैं। इस प्रकार ढांकता हुआ सामग्री का कुल ध्रुवीकरण है
पीसंपूर्ण= पीमैं+ पीहै+ पीया+ पीरों
ढांकता हुआ फैलाव
जब पी ढांकता हुआ अधिकतम ध्रुवीकरण होता है, तो टीआरएक विशेष ध्रुवीकरण प्रक्रिया के लिए विश्राम का समय है, ढांकता हुआ ध्रुवीकरण प्रक्रिया के रूप में व्यक्त किया जा सकता है
P (t) = P [1-exp (-t / t)आर)]
विश्राम का समय विभिन्न ध्रुवीकरण प्रक्रियाओं के लिए भिन्न होता है। आयनिक ध्रुवीकरण के बाद इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण बहुत तेजी से होता है। ओरिएंटेशन ध्रुवीकरण आयनिक ध्रुवीकरण की तुलना में धीमा है। अंतरिक्ष प्रभारी ध्रुवीकरण बहुत धीमा है।
ढांकता हुआ टूटना
जब उच्च विद्युत क्षेत्र लागू होते हैं, तो इन्सुलेटर कंडक्टर के रूप में आचरण और व्यवहार करना शुरू कर देता है। ऐसी स्थितियों में, ढांकता हुआ पदार्थ अपने ढांकता हुआ गुण खो देते हैं। इस घटना को ढांकता हुआ टूटने के रूप में जाना जाता है। यह एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया है। यह ढांकता हुआ सामग्री की विफलता की ओर जाता है।
ढांकता हुआ सामग्री के प्रकार
सामग्री में मौजूद अणु के प्रकार के आधार पर डाइलेट्रिक्स को वर्गीकृत किया जाता है। दो प्रकार के अपभ्रंश हैं - ध्रुवीय अचालक और गैर-ध्रुवीय अचालक।
ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स
ध्रुवीय अचालक में, सकारात्मक कणों के द्रव्यमान का केंद्र नकारात्मक कणों के द्रव्यमान के केंद्र के साथ मेल नहीं खाता है। यहाँ द्विध्रुवीय गति विद्यमान है। अणु आकार में विषम होते हैं। जब विद्युत क्षेत्र को लागू किया जाता है तो अणु स्वयं को विद्युत क्षेत्र के साथ संरेखित करते हैं। जब विद्युत क्षेत्र को हटा दिया जाता है तो यादृच्छिक द्विध्रुवीय क्षण देखा जाता है और अणुओं में शुद्ध द्विध्रुवीय क्षण शून्य हो जाता है। उदाहरण हैं H2O, CO2, आदि…
गैर-ध्रुवीय डाइलेट्रिक्स
गैर-ध्रुवीय अभेद्यता में, सकारात्मक कणों और नकारात्मक कणों के द्रव्यमान का केंद्र मेल खाता है। इन अणुओं में कोई द्विध्रुवीय क्षण नहीं होता है। ये अणु आकार में सममित होते हैं। गैर-ध्रुवीय डाइलेट्रिक्स के उदाहरण हैं H2, N2, O2, आदि…
ढांकता हुआ सामग्री के उदाहरण
ढांकता हुआ पदार्थ ठोस, तरल पदार्थ, गैस और वैक्यूम हो सकते हैं। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में ठोस ढांकता हुआ अत्यधिक उपयोग किया जाता है। बेचे गए डाइलेक्ट्रिक्स के कुछ उदाहरण चीनी मिट्टी के बरतन, चीनी मिट्टी के बरतन, कांच, कागज, आदि हैं ... सूखी हवा, नाइट्रोजन, सल्फर हेक्साफ्लोराइड और विभिन्न धातुओं के ऑक्साइड गैसीय डाइलेक्ट्रिक्स के उदाहरण हैं। डिस्टिल्ड वॉटर, ट्रांसफॉर्मर ऑयल लिक्विड डाइलेक्ट्रिक्स के सामान्य उदाहरण हैं।
ढांकता हुआ सामग्री के अनुप्रयोग
निस्तारण के कुछ अनुप्रयोग इस प्रकार हैं-
- इनमें ऊर्जा भंडारण के लिए उपयोग किया जाता है संधारित्र ।
- सेमीकंडक्टर डिवाइस के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए, उच्च पारगम्यता ढांकता हुआ सामग्री का उपयोग किया जाता है।
- डायलेट्रिक्स का उपयोग किया जाता है लिक्विड क्रिस्टल प्रदर्शित करता है।
- डाइनामिक रेज़ोनेटर ऑस्किलेटर में सिरेमिक डाइलेक्ट्रिक का उपयोग किया जाता है।
- बेरियम स्ट्रोंटियम टाइटेनियम पतली फिल्में ढांकता हुआ होती हैं जो माइक्रोवेव ट्यून करने योग्य उपकरणों में उपयोग की जाती हैं जो उच्च ट्यूनीबिलिटी और कम रिसाव चालू प्रदान करते हैं।
- Parylene का उपयोग औद्योगिक कोटिंग्स में सब्सट्रेट और बाहरी वातावरण के बीच एक बाधा के रूप में किया जाता है।
- इलेक्ट्रिकल में ट्रान्सफ़ॉर्मर , खनिज तेल एक तरल ढांकता हुआ के रूप में उपयोग किया जाता है और वे शीतलन प्रक्रिया में सहायता करते हैं।
- कैस्टर ऑयल का उपयोग उच्च वोल्टेज कैपेसिटर में इसकी कैपेसिटेंस वैल्यू को बढ़ाने के लिए किया जाता है।
- इलेक्ट्रोएट, एक विशेष रूप से संसाधित ढांकता हुआ पदार्थ मैग्नेट के बराबर इलेक्ट्रोस्टैटिक के रूप में कार्य करता है।
पूछे जाने वाले प्रश्न
1)। कैपेसिटर में ढांकता हुआ का उपयोग क्या है?
संधारित्र में उपयोग किए जाने वाले डाइलेक्ट्रिक्स विद्युत क्षेत्र को कम करने में मदद करता है जो बदले में वोल्टेज को कम करता है जिससे समाई बढ़ जाती है।
२)। कैपेसिटर में कौन सी ढांकता हुआ सामग्री व्यापक रूप से उपयोग की जाती है?
कैपेसिटर में, कांच, सिरेमिक, वायु, अभ्रक, कागज, प्लास्टिक फिल्म जैसी ढांकता हुआ सामग्री का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
३)। किस सामग्री में सबसे अधिक ढांकता हुआ ताकत है?
एक परिपूर्ण वैक्यूम में उच्चतम ढांकता हुआ ताकत है।
4)। क्या सभी इंसुलेटर मृतक हैं?
नहीं, हालांकि डिएट्रिक्स मैट्रिक्स के रूप में व्यवहार करते हैं, सभी इंसुलेटर डाइलेटरिक्स नहीं होते हैं।
इस प्रकार, डाइलेट्रिक्स मैट्रिक्स कैपेसिटर का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बनाते हैं। एक अच्छी ढांकता हुआ सामग्री में अच्छी ढांकता हुआ निरंतर, ढांकता हुआ ताकत, कम नुकसान कारक, उच्च तापमान स्थिरता, उच्च भंडारण स्थिरता, अच्छी आवृत्ति प्रतिक्रिया होनी चाहिए और औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए संशोधन योग्य होना चाहिए। डायलेक्ट्रिक्स उच्च आवृत्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। सामग्री के ढांकता हुआ गुणों का मापन इसकी विद्युत या चुंबकीय विशेषताओं के बारे में जानकारी देता है। एक ढांकता हुआ स्थिर क्या है?
