समझना चाहते हैं प्रवाहकीय और इन्सुलेट सामग्री के बीच अंतर? तो यह पाठ आपके लिए है। चेक आउट!
कंडक्टर ऐसी सामग्रियां हैं जो की आवाजाही को सक्षम बनाती हैं विद्युत प्रभार इसके अंदर बड़ी आसानी से। इन सामग्रियों की एक बड़ी मात्रा है इलेक्ट्रॉनों नि: शुल्क, जो तब आयोजित किया जा सकता है जब हम उन पर संभावित अंतर लागू करते हैं। तांबा, प्लेटिनम और सोना जैसी धातुएं अच्छी चालक हैं।
सामग्री रोधक वे हैं जो विद्युत आवेशों के पारित होने का बहुत विरोध करते हैं। इन सामग्रियों में, इलेक्ट्रॉन, सामान्य रूप से, परमाणु नाभिक से दृढ़ता से बंधे होते हैं और इसलिए, आसानी से संचालित नहीं होते हैं। रबर, सिलिकॉन, कांच और सिरेमिक जैसी सामग्री इंसुलेटर के अच्छे उदाहरण हैं।
चालकता x प्रतिरोधकता
भौतिक संपत्ति जो इंगित करती है कि सामग्री एक कंडक्टर है या एक इन्सुलेटर है प्रतिरोधकताविशिष्ट प्रतिरोध के रूप में भी जाना जाता है। प्रतिरोधकता, जिसका प्रतीक है ρ, में नापती है .m, इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स के अनुसार। प्रतिरोधकता के अलावा, महानता है प्रवाहकत्त्व, प्रतीक. द्वारा निरूपित σ, किसी पदार्थ की चालकता उसकी प्रतिरोधकता का व्युत्क्रम है, अर्थात्:
चालकता और प्रतिरोधकता व्युत्क्रमानुपाती मात्राएँ हैं।
प्रवाहकत्त्व तथा प्रतिरोधकता व्युत्क्रमानुपाती मात्राएँ हैं, अर्थात, यदि किसी सामग्री की प्रतिरोधकता अधिक है, तो उसकी चालकता कम है और इसके विपरीत। इसी तरह, समान शर्तों को देखते हुए, एक प्रवाहकीय सामग्री में इन्सुलेट सामग्री की विशेषताएं नहीं होती हैं। चालकता के माप की इकाई है Ω-1।म-1.
शास्त्रीय भौतिकी के अनुसार, सूक्ष्म और अधिक मौलिक मात्राओं का उपयोग करके किसी सामग्री की प्रतिरोधकता की गणना की जा सकती है, जैसे कि चार्ज और यह पास्ता सामग्री के विद्युत गुणों के अध्ययन के लिए बहुत महत्व की दो मात्राओं के अलावा: o मध्यम मुक्त पथ यह है औसत खाली समय. इस तरह के स्पष्टीकरण ड्राइविंग के लिए एक भौतिक मॉडल से आते हैं जिसे के रूप में जाना जाता है ड्रूड मॉडल.
इलेक्ट्रॉनों का माध्य मुक्त पथ उस दूरी को संदर्भित करता है जो उन्हें परमाणुओं से टकराए बिना किसी सामग्री के अंदर ले जाया जा सकता है सामग्री की क्रिस्टल संरचना बनाते हैं, जबकि औसत खाली समय वह समय अंतराल है जो इलेक्ट्रॉन मुक्त पथ के साथ यात्रा करने में सक्षम होते हैं औसत। प्रवाहकीय सामग्रियों में, दोनों का मतलब मुक्त पथ और औसत खाली समय इन्सुलेट सामग्री की तुलना में काफी लंबा है, जिसमें इलेक्ट्रॉन आसानी से नहीं जा सकते हैं।
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यह भी देखें: गति में विद्युत प्रभार
ड्रूड के मॉडल के अनुसार, इलेक्ट्रॉन अपने तापमान के कारण, लेकिन विद्युत क्षमता के अनुप्रयोग के कारण, सामग्री के संचालन के अंदर (कंपन और अनुवाद) करते हैं। हालाँकि, जिस गति से इलेक्ट्रॉन चलते हैं, वह आपके विपरीत बहुत अधिक होता है। ड्राइविंग गति, जो कुछ. के क्रम का है सेंटीमीटर प्रति घंटा. ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि उच्च गति पर चलने के बावजूद, इलेक्ट्रॉनों को सामग्री बनाने वाले परमाणुओं के साथ लगातार टकराव का सामना करना पड़ता है, इस प्रकार उनकी गति का कुछ हिस्सा खो जाता है।
इन टकरावों की परिणामी गति शून्य नहीं है, क्योंकि इलेक्ट्रॉन. की दिशा में खींचते हैं विद्युत प्रवाह, हालांकि यह बहुत धीमा है। दूसरी ओर, इन्सुलेट सामग्री में, इलेक्ट्रॉनों का औसत मुक्त पथ इतना छोटा होता है कि, जब तक कि बहुत बड़ा संभावित अंतर लागू नहीं किया जाता है, तब तक कोई विद्युत प्रवाह नहीं बनता है।
कुछ सामग्री इन्सुलेट और अन्य प्रवाहकीय क्यों हैं?
वर्तमान में, सामग्री की विद्युत प्रवाह चालन क्षमता के लिए स्पष्टीकरण जटिल सैद्धांतिक तर्कों पर आधारित है जिसमें पदार्थ के क्वांटम पहलू शामिल हैं। इस स्पष्टीकरण के पीछे के सिद्धांत को कहा जाता है सिद्धांतमेंबैंड।
बैंड सिद्धांत के अनुसार, इन्सुलेट सामग्री में, इलेक्ट्रॉनों का ऊर्जा स्तर न्यूनतम आवश्यक स्तर से नीचे होता है। दूसरी ओर, प्रवाहकीय पदार्थों में, इलेक्ट्रॉनों का ऊर्जा स्तर उनके चालन के लिए न्यूनतम ऊर्जा से अधिक होता है।
ऊर्जा की एक मात्रा उन इलेक्ट्रॉनों को अलग करती है जिन्हें संचालित नहीं किया जा सकता है। इस ऊर्जा को कहा जाता है अंतराल। इन्सुलेट सामग्री में, अन्तर यह बहुत बड़ा है और इसलिए इसमें बड़ी मात्रा में ऊर्जा लगाना आवश्यक है ताकि इसके इलेक्ट्रॉन एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर चले जाएं। प्रवाहकीय सामग्री के लिए, अन्तर ऊर्जा शून्य या बहुत कम है, इसलिए इलेक्ट्रॉन आसानी से इसके अंदर घूम सकते हैं।
रबर जैसी सामग्री में गैप एनर्जी बहुत अधिक होती है
प्रवाहकीय सामग्री
प्रवाहकीय सामग्री एक सामान्य विशेषता साझा करती है: विद्युत प्रवाह उनके माध्यम से आसानी से संचालित होता है। इसकी मुख्य विशेषताएं निम्न के अलावा मुक्त इलेक्ट्रॉनों की प्रचुरता हैं विद्युत प्रतिरोध.
जब विद्युत पदार्थों को विद्युत आवेशित किया जाता है, बिना आवेश के, हम कहते हैं कि वे अंदर हैं संतुलनइलेक्ट्रोस्टैटिक इस स्थिति में, इलेक्ट्रॉन अपने आवेशों और उनकी महान गतिशीलता के बीच प्रतिकर्षण के कारण, सामग्री की सबसे बाहरी परतों पर कब्जा कर लेते हैं, विशेष रूप से इसकी सतह पर स्थित होते हैं।
यह भी देखें: कूलम्ब का नियम
→ विद्युत चालक का उदाहरण
सामान्य तौर पर, धातुएं अच्छे विद्युत चालक होते हैं और इसलिए, विद्युत प्रवाह के संचरण में, विद्युत सर्किट में और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। धातुओं के अलावा, कुछ लवण, जब तरल माध्यम में घुल जाते हैं, तो विद्युत धाराओं के निर्माण की अनुमति भी देते हैं। प्रवाहकीय सामग्री के कुछ उदाहरण देखें:
तांबा
अल्युमीनियम
सोना
चांदी
एल्युमिनियम विद्युत प्रवाहकीय सामग्री का एक उदाहरण है।
इन्सुलेट सामग्री
आप इन्सुलेट सामग्री वे विद्युत प्रवाह के पारित होने के लिए प्रतिरोध प्रदान करते हैं और इसलिए, इसके मार्ग को अवरुद्ध करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। जब विद्युत रूप से चार्ज किया जाता है, तो ये सामग्री अपने भीतर के शुल्कों को "ट्रैप" करती है। कुछ इन्सुलेट सामग्री को ध्रुवीकृत किया जा सकता है, अर्थात, जब एक मजबूत बिजली क्षेत्र बाहरी, इसके आंतरिक भाग में एक विपरीत विद्युत क्षेत्र बनाते हैं, जिससे विद्युत धाराओं का निर्माण और भी कठिन हो जाता है। इस तरह के व्यवहार को प्रदर्शित करने में सक्षम इन्सुलेट सामग्री को डाइलेक्ट्रिक्स कहा जाता है और इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है संधारित्र, उदाहरण के लिए।
यह भी देखें:बिजली क्षेत्र
→ इंसुलेटर के उदाहरण
इंसुलेटर भार की गति का पुरजोर विरोध करते हैं और इसलिए इनका उपयोग सतहों को इन्सुलेट करने के लिए किया जाता है संपर्क से, बिजली के झटके के साथ दुर्घटनाओं से बचने या कंडक्टर तारों में ऊर्जा के नुकसान को कम करना। इन्सुलेट सामग्री के कुछ उदाहरण देखें:
रबर
प्लास्टिक
कांच
मिट्टी के पात्र
मोटर्स और सर्किट में उपयोग किए जाने वाले तांबे के तार, इन्सुलेटिंग वार्निश की एक परत प्राप्त करते हैं।
क्या एक इन्सुलेटर कंडक्टर बन सकता है?
विशेष परिस्थितियों में, जैसे उच्च तापमान, यांत्रिक तनाव या भारी संभावित अंतर, इन्सुलेट सामग्री प्रवाहकीय हो जाती है। जब ऐसा होता है, तो उनमें से गुजरने वाली विद्युत धारा आमतौर पर किसके कारण बहुत अधिक ताप उत्पन्न करती है? जूल प्रभाव, यानी इलेक्ट्रॉनों और परमाणुओं के बीच टकराव के कारण जो सामग्री का निर्माण करते हैं सवाल।
ढांकता हुआ शक्ति के टूटने का सबसे सरल उदाहरण किरणों के निर्माण का है: विद्युत क्षेत्र जो. के बीच बनता है आवेशित बादल और जमीन इतनी बड़ी है कि हवा आयनित हो जाती है, जिससे इलेक्ट्रॉनों को परमाणु से परमाणु तक उछालने की अनुमति मिलती है। हालांकि, विद्युत प्रवाह का संचालन करने में सक्षम होने के बावजूद, वायुमंडलीय निर्वहन के बाद हवा फिर से एक इन्सुलेट माध्यम बन जाती है।
यह भी देखें:इलेक्ट्रोस्टैटिक परिरक्षण क्या है?
कंडक्टर और इंसुलेटर पर सारांश
प्रवाहकीय सामग्री, जैसे चांदी और तांबा, विद्युत प्रवाह के पारित होने के लिए थोड़ा प्रतिरोध प्रदान करते हैं;
प्रवाहकीय पदार्थों में बड़ी संख्या में "मुक्त" इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो परमाणु नाभिक से शिथिल रूप से बंधे होते हैं, जिन्हें चालन इलेक्ट्रॉन कहा जाता है;
इन्सुलेट सामग्री, जैसे कांच, रबर या चीनी मिट्टी की चीज़ें, विद्युत प्रवाह के पारित होने के लिए बहुत प्रतिरोध प्रदान करती हैं;
इन्सुलेट सामग्री में इलेक्ट्रॉनों की संख्या कम होती है और उनमें से अधिकांश अपने नाभिक से कसकर बंधे होते हैं।
मेरे द्वारा राफेल हेलरब्रॉक
