अगोदर निर्देश केलेल्या बाबीसंबंधी बोलताना प्रवाहकीय आणि इन्सुलेट सामग्री विजेच्या संदर्भात त्यांच्या वर्तनानुसार त्यांचे वर्गीकरण केले जाते. असे काही आहेत जे वीज चालविण्यास सक्षम आहेत आणि इतर जे त्याउलट, तसे करू शकत नाहीत. या सामग्रीमध्ये भिन्न वैशिष्ट्ये आहेत आणि ती उद्योग आणि घराच्या विविध क्षेत्रांमध्ये वापरली जातात.
या लेखात आम्‍ही तुम्हाला कंडक्‍टिव्ह आणि इन्सुलेट मटेरिअल आणि त्‍यापैकी कोणत्‍यासाठी आहे हे जाणून घेण्‍याची आवश्‍यकता असलेली सर्व काही सांगणार आहोत.
प्रवाहकीय आणि इन्सुलेट सामग्री
साहित्य दोन मोठ्या श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकते: कंडक्टर आणि इन्सुलेटर. प्रत्येक सामग्री ड्रायव्हिंगला सुलभ करते किंवा अडथळा आणते यावर अवलंबून, त्यांना चांगले कंडक्टर आणि खराब कंडक्टर म्हणून परिभाषित करणे अधिक योग्य असेल. हे विभाजन थर्मल चालकता (म्हणजे उष्णता हस्तांतरण) किंवा विद्युत चालकता (म्हणजे वर्तमान प्रवाह) प्रभावित करते.
एखादा पदार्थ विद्युत प्रवाह चालवतो की नाही हे त्यामधून इलेक्ट्रॉन किती सहजतेने जाऊ शकतात यावर अवलंबून असते. प्रोटॉन हालचाल करत नाहीत कारण, जरी त्यांच्याकडे विद्युत प्रभार असतो, तरीही ते न्यूक्लियसमधील इतर प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनशी जोडलेले असतात. व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन हे ताऱ्याभोवती फिरणाऱ्या एक्सोप्लॅनेटसारखे असतात. ते ठिकाणी राहण्यासाठी पुरेसे आकर्षित आहेत, परंतु त्यांना ठिकाणाहून बाहेर काढण्यासाठी नेहमीच खूप ऊर्जा लागत नाही.
धातू सहजपणे गमावतात आणि इलेक्ट्रॉन मिळवतात, म्हणून ते कंडक्टरच्या सूचीवर राज्य करतात. सेंद्रिय रेणू हे बहुतेक इन्सुलेटर असतात, अंशतः कारण ते सहसंयोजक बंध (सामान्य इलेक्ट्रॉन) द्वारे एकत्र ठेवलेले असतात, परंतु हायड्रोजन बंध अनेक रेणूंना स्थिर करण्यास मदत करतात म्हणून देखील. बहुतेक साहित्य चांगले कंडक्टर किंवा चांगले इन्सुलेटर नसतात. ते सहजपणे वीज चालवत नाहीत, परंतु पुरेशा उर्जेसह, इलेक्ट्रॉन हलतात.
काही इन्सुलेट सामग्री शुद्ध अवस्थेत आढळते, परंतु ते इतर घटकांच्या कमी प्रमाणात डोप केलेले असल्यास किंवा त्यात अशुद्धता असल्यास ते वागतात किंवा प्रतिक्रिया देतात. उदाहरणार्थ, बहुतेक सिरेमिक उत्कृष्ट इन्सुलेटर आहेत, परंतु जर तुम्ही त्यांना सुधारित केले तर तुम्हाला सुपरकंडक्टर मिळू शकतात. शुद्ध पाणी हे विद्युतरोधक आहे, परंतु घाणेरडे पाणी कमी प्रवाहकीय असते, तर फ्री-फ्लोटिंग आयन असलेले मीठ पाणी चांगले प्रवाहित करते.
प्रवाहकीय सामग्री म्हणजे काय?
कंडक्टर ही अशी सामग्री आहे जी इलेक्ट्रॉनांना कणांमध्ये मुक्तपणे वाहू देते. प्रवाहकीय सामग्रीपासून बनवलेल्या वस्तू ऑब्जेक्टच्या संपूर्ण पृष्ठभागावर चार्ज ट्रान्सफर करण्यास अनुमती देतात. एखाद्या विशिष्ट ठिकाणी एखाद्या वस्तूवर शुल्क हस्तांतरित केल्यास, ते वस्तूच्या संपूर्ण पृष्ठभागावर वेगाने वितरित केले जाते.
चार्जचे वितरण इलेक्ट्रॉनच्या हालचालीचा परिणाम आहे. प्रवाहकीय साहित्य इलेक्ट्रॉनांना एका कणातून दुसर्‍या कणात वाहून नेण्याची परवानगी देतात कारण चार्ज केलेली वस्तू नेहमी अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन्समधील एकंदर तिरस्करणीय शक्ती कमी करेपर्यंत त्याचे शुल्क वितरित करते. अशा प्रकारे, जर चार्ज केलेला कंडक्टर दुसर्‍या ऑब्जेक्टच्या संपर्कात आला तर कंडक्टर त्याचा चार्ज त्या वस्तूवर हस्तांतरित करू शकतो.
जर दुसरी वस्तू प्रवाहकीय सामग्रीपासून बनलेली असेल तर वस्तूंमधील चार्ज ट्रान्सफर होण्याची शक्यता जास्त असते. कंडक्टर इलेक्ट्रॉनच्या मुक्त हालचालीद्वारे चार्ज हस्तांतरणास परवानगी देतात.
सेमीकंडक्टर सामग्री म्हणजे काय?
प्रवाहकीय पदार्थांमध्ये आपल्याला अशी सामग्री आढळते ज्यांचे कार्य समान असते परंतु ते इन्सुलेटर म्हणून देखील कार्य करू शकतात, जरी हे अनेक घटकांवर अवलंबून असते. हे घटक आहेत:
- विद्युत क्षेत्र
- चुंबकीय क्षेत्र
- दबाव
- घटना विकिरण
- आपल्या वातावरणाचे तापमान
सर्वाधिक वापरलेली अर्धसंवाहक सामग्री सिलिकॉन, जर्मेनियम आहेत आणि अलीकडेच सल्फर वापरला आहे सेमीकंडक्टर सामग्री म्हणून.
सुपरकंडक्टिंग मटेरियल म्हणजे काय?
ही सामग्री आकर्षक आहे कारण त्यात अंतर्भूत क्षमता आहे की सामग्रीने विद्युत प्रवाह चालवला पाहिजे, परंतु योग्य परिस्थितीत, प्रतिकार किंवा ऊर्जा कमी न करता.
सर्वसाधारणपणे, घटत्या तापमानासह धातूच्या वाहकांची प्रतिरोधकता कमी होते. जेव्हा एक गंभीर तापमान गाठले जाते, तेव्हा सुपरकंडक्टरचा प्रतिकार नाटकीयरित्या कमी होतो, परंतु शक्ती नसतानाही, आत ऊर्जा प्रवाह चालू राहते याची खात्री करते. सुपरकंडक्टिव्हिटी तयार होते.
हे टिन किंवा अॅल्युमिनियम सारख्या साध्या मिश्रधातूंसह विविध प्रकारच्या सामग्रीमध्ये आढळते जे विद्युत प्रतिकार दर्शवत नाहीत, अशा प्रकारे सामग्रीला त्याच्या डोमेनमध्ये प्रवेश करण्यापासून प्रतिबंधित करते. Meissner इफेक्ट कोणता आहे, तो सामग्रीला दूर ठेवण्याची परवानगी देतो, तो तरंगत ठेवतो.
इन्सुलेट सामग्री म्हणजे काय
कंडक्टरच्या विपरीत, इन्सुलेटर ही अशी सामग्री आहे जी अणूपासून अणूपर्यंत आणि रेणूपासून रेणूपर्यंत इलेक्ट्रॉनचा मुक्त प्रवाह रोखतात. भार विशिष्ट ठिकाणी आयसोलेटरमध्ये हस्तांतरित केल्यास, अतिरिक्त भार लोडच्या मूळ ठिकाणीच राहील. इन्सुलेट कण इलेक्ट्रॉनच्या मुक्त प्रवाहास परवानगी देत नाहीत, म्हणून चार्ज क्वचितच इन्सुलेट सामग्रीच्या पृष्ठभागावर समान रीतीने वितरीत केला जातो.
जरी इन्सुलेटरसाठी उपयुक्त नाहीत चार्ज ट्रान्सफर, इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रयोग आणि प्रात्यक्षिकांमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. प्रवाहकीय वस्तू सामान्यतः इन्सुलेट वस्तूंवर आरोहित असतात. इन्सुलेटरच्या वरच्या कंडक्टरची ही मांडणी प्रवाहकीय वस्तूपासून त्याच्या सभोवतालच्या परिसरात चार्ज हस्तांतरणास प्रतिबंधित करते, शॉर्ट सर्किट किंवा इलेक्ट्रोक्युशनसारखे अपघात टाळते. ही व्यवस्था आम्हाला प्रवाहकीय वस्तूला स्पर्श न करता हाताळू देते.
म्हणून आपण असे म्हणू शकतो की इन्सुलेट सामग्री मोबाइल लॅब टेबलच्या शीर्षस्थानी कंडक्टरसाठी हँडल म्हणून कार्य करते. उदाहरणार्थ, प्रयोग लोड करण्यासाठी अॅल्युमिनियम सोडा कॅन वापरल्यास, कॅन प्लॅस्टिक कपच्या वर बसवावा. काच एक इन्सुलेटर म्हणून काम करते, सोडा कॅन लीक होण्यापासून प्रतिबंधित करते.
प्रवाहकीय आणि इन्सुलेट सामग्रीची उदाहरणे
प्रवाहकीय सामग्रीच्या उदाहरणांमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश आहे:
- द्या
- तांबे
- सोने
- अॅल्युमिनियम
- hierro
- स्टील
- पितळ
- कांस्य
- पारा
- ग्रेफाइट
- समुद्री पाणी
- ठोस
इन्सुलेट सामग्रीच्या उदाहरणांमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश आहे:
- चष्मा
- रबर
- पेट्रोलियम
- डांबरीकरण
- फायबरग्लास
- चिमटे
- सिरॅमिक
- क्वार्ट्ज
- कापूस (कोरडा)
- कागद (कोरडा)
- कोरडे लाकूड)
- प्लास्टिक
- क्षेत्र
- हिरे
- शुद्ध पाणी
- इरेजर
कंडक्टर आणि इन्सुलेटरच्या श्रेणींमध्ये सामग्रीची विभागणी ही एक कृत्रिम विभागणी आहे. सामग्री कुठेतरी सातत्य बाजूने ठेवणे अधिक योग्य आहे.
हे समजले पाहिजे की सर्व प्रवाहकीय सामग्रीमध्ये समान चालकता नसते आणि सर्व इन्सुलेटर इलेक्ट्रॉनच्या हालचालीसाठी समान प्रतिरोधक नसतात. चालकता काही सामग्रीच्या प्रकाशाच्या पारदर्शकतेशी एकरूप आहे.: जे साहित्य सहज "पास" होते त्यांना "पारदर्शक" म्हणतात, तर जे सहज "पास" होत नाहीत त्यांना "अपारदर्शक" म्हणतात. तथापि, सर्व पारदर्शक सामग्रीमध्ये समान ऑप्टिकल चालकता नसते. इलेक्ट्रिकल कंडक्टरसाठीही हेच आहे, काही इतरांपेक्षा चांगले आहेत.
उच्च चालकता असलेल्या, ज्यांना सुपरकंडक्टर म्हणून ओळखले जाते, ते एका टोकाला ठेवलेले असतात आणि कमी चालकता असलेले पदार्थ दुसऱ्या टोकाला ठेवलेले असतात. जसे आपण वर पाहू शकता, धातू सर्वात प्रवाहकीय शेवटी जवळ ठेवली जाईल, तर काच सातत्याच्या दुसऱ्या टोकाला ठेवली जाईल. धातूंची चालकता काचेपेक्षा ट्रिलियन ट्रिलियन पट असू शकते.
तापमान देखील चालकता प्रभावित करते. जसजसे तापमान वाढते तसतसे अणू आणि इलेक्ट्रॉन ऊर्जा मिळवतात. काचेसारखे काही इन्सुलेटर हे थंड असताना खराब कंडक्टर असतात, परंतु गरम असतानाही चांगले कंडक्टर असतात. बहुतेक धातू चांगले कंडक्टर असतात.. ते गरम असताना थंड आणि खराब कंडक्टरला परवानगी देतात. अतिशय कमी तापमानात सुपरकंडक्टरमध्ये काही चांगले कंडक्टर सापडले आहेत.
मला आशा आहे की या माहितीसह आपण प्रवाहकीय आणि इन्सुलेट सामग्रीबद्दल अधिक जाणून घेऊ शकता.