विद्युत सामग्री, उनके गुण और अनुप्रयोग संक्षेप में। विद्युत सामग्री, वर्गीकरण, बुनियादी गुण

विद्युत विशेषताएँ विद्युत क्षेत्र के संपर्क में आने पर सामग्रियों के गुणों का मूल्यांकन करना संभव बनाती हैं। विद्युत क्षेत्र के संबंध में विद्युत पदार्थों का मुख्य गुण विद्युत चालकता है।

इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी- यह एक स्थिर (समय के साथ नहीं बदलने वाले) विद्युत वोल्टेज के प्रभाव में विद्युत प्रवाह का संचालन करने के लिए एक सामग्री की संपत्ति है।

विद्युत प्रतिरोधकता 1 मीटर लंबे और 1 मीटर 2 के क्रॉस सेक्शन वाली सामग्री का प्रतिरोध है।

कहां γ - भौतिक चालकता, यह 1 मीटर लंबे और 1 मीटर 2, 1/ओम∙m के क्रॉस सेक्शन वाले पदार्थ की चालकता है;

q - वाहक का आवेश मान (इलेक्ट्रॉन आवेश 1.6·10 -19), सी;

n प्रति इकाई आयतन आवेश वाहकों की संख्या है;

µ - चार्ज वाहक गतिशीलता।

ρ मान जितना अधिक होगा, सामग्री की विद्युत चालकता उतनी ही कम होगी।

कंडक्टर ρ=10 -8 ÷10 -6.

अर्धचालक ρ=10 -6 ÷10 8.

डाइलेक्ट्रिक्स ρ=10 8 ÷10 18.

कंडक्टर प्रतिरोध- यह कंडक्टर की एक डिज़ाइन विशेषता है, क्योंकि सामग्री के आकार और प्रवाहकीय गुणों पर निर्भर करता है।

जहां ρ सामग्री की प्रतिरोधकता है, ओम∙m;

एल - कंडक्टर की लंबाई, मी;

एस - कंडक्टर का क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र, एम2।

प्रतिरोधकता का तापमान गुणांक - दर्शाता है कि 1 ओम की किसी सामग्री को 1 0 C तक गर्म करने पर उसका प्रतिरोध कितना बदल जाएगा।

एक संकीर्ण तापमान सीमा में प्रतिरोधकता में रैखिक परिवर्तन के साथ

जहां ρ तापमान पर सामग्री की प्रतिरोधकता है ;

ρ 0 - आरंभ में सामग्री की प्रतिरोधकता

तापमान t 0, आमतौर पर 20 0 C.

यदि हम प्रतिरोधकता को प्रतिरोध से बदल दें

α का मान जितना बड़ा होगा, तापमान परिवर्तन के साथ कंडक्टर का प्रतिरोध उतना ही अधिक बदल जाएगा।

कंडक्टर α>0 बढ़ते तापमान के साथ, सामग्री की प्रतिरोधकता बढ़ जाती है।

अर्धचालक और ढांकता हुआ α<0 с увеличением температуры удельное сопротивление материала уменьшается.

विद्युत गुण और सामग्री विशेषताएँ (डाइलेक्ट्रिक्स के लिए)

ढांकता हुआ पदार्थों का मुख्य गुण विद्युत क्षेत्र में ध्रुवीकरण करने की क्षमता है।

ध्रुवीकरणकिसी सामग्री का एक गुण है जिसमें विद्युत क्षेत्र के संपर्क में आने पर बाध्य आवेशों का सीमित विस्थापन या अभिविन्यास होता है।

ढांकता हुआ स्थिरांक (सापेक्ष) - दिखाता है कि किसी दिए गए पदार्थ में बाहरी विद्युत क्षेत्र निर्वात की तुलना में कितनी गुना अधिक कमजोर होता है (ध्रुवीकरण अंधापन दिखाता है)।

जहां ε а पूर्ण ढांकता हुआ स्थिरांक है, विद्युत क्षेत्र, एफ/एम पर सामग्री के प्रभाव को ध्यान में रखता है;

ε 0 - निर्वात का पूर्ण ढांकता हुआ स्थिरांक, 8.85∙10 -12 F/m।

ε का मान जितना अधिक होगा, ढांकता हुआ उतना अधिक ध्रुवीकृत होगा।

वैक्यूम ε=0.

गैसीय डाइलेक्ट्रिक्स मुख्य रूप से ε≥1 हैं।

तरल और ठोस ढांकता हुआ ε>>1.

ढांकता हुआ हानि स्पर्शरेखा.

जब किसी पदार्थ पर विद्युत क्षेत्र लागू किया जाता है, तो विद्युत ऊर्जा का कुछ भाग तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है और नष्ट हो जाता है। परावैद्युत द्वारा विद्युत ऊर्जा का क्षयित भाग कहलाता है ढांकता हुआ नुकसान. इसके अलावा, वैकल्पिक वोल्टेज पर ऊर्जा हानि निरंतर वोल्टेज पर होने वाली हानि से कई गुना अधिक होगी।

निरंतर वोल्टेज पर, हानि संख्यात्मक रूप से सक्रिय शक्ति के बराबर होती है

जहां यू ढांकता हुआ, वी पर लागू वोल्टेज है;

मैं - ढांकता हुआ के माध्यम से प्रवाहकत्त्व धारा, ए।

प्रत्यावर्ती वोल्टेज के साथ

जहां U ढांकता हुआ, V पर लागू प्रत्यावर्ती वोल्टेज है;

एफ - वर्तमान आवृत्ति, हर्ट्ज;

सी - ढांकता हुआ क्षमता, एफ।

δ ढांकता हुआ हानि कोण है, जो कैपेसिटिव सर्किट में करंट और वोल्टेज के बीच चरण शिफ्ट कोण φ को 90 0 तक पूरक करता है।

टैन δ मान जितना बड़ा होगा, ढांकता हुआ में नुकसान उतना अधिक होगा और किसी दिए गए आवृत्ति और वोल्टेज के विद्युत क्षेत्र में ढांकता हुआ का ताप उतना अधिक होगा।

गैसीय डाइलेक्ट्रिक्स tg δ=10 -6 ÷10 -5.

तरल और ठोस ढांकता हुआ: उच्चतम वर्ग tg δ=(2÷6)∙10 -4 ,

शेष tg δ=0.002÷0.05.

ब्रेकडाउन वोल्टेज (विद्युत शक्ति) एक समान विद्युत क्षेत्र की तीव्रता है जिस पर एक ढांकता हुआ टूटना होता है (एक कंडक्टर बन जाता है)।

जहां यू पीआर ब्रेकडाउन वोल्टेज है जिस पर ब्रेकडाउन होता है, एमवी;

डी - ब्रेकडाउन स्थल पर ढांकता हुआ मोटाई, एम।

ई पीआर मान जितना अधिक होगा, विद्युत इन्सुलेट गुण उतने ही बेहतर होंगे।

इन्सुलेशन चुनते समय, उस वोल्टेज को ध्यान में रखना आवश्यक है जिस पर ढांकता हुआ चालू होता है और एक सुरक्षा मार्जिन (सुरक्षा कारक) प्रदान किया जाना चाहिए।

जहां ई आर - कार्य तनाव, एमवी/एम।

कनेक्शन का सबसे कमजोर प्रकार है आणविक बंधन(वैन डेर वाल्स कनेक्शन)। ऐसा बंधन कुछ पदार्थों में सहसंयोजक इंट्रामोल्युलर बंधन वाले अणुओं के बीच मौजूद होता है।

अंतरआण्विक आकर्षण पड़ोसी अणुओं में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के समन्वित आंदोलन के कारण होता है। किसी भी समय, इलेक्ट्रॉन एक-दूसरे से यथासंभव दूर और यथासंभव धनात्मक आवेश के करीब होते हैं। इस मामले में, पड़ोसी अणुओं के सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कोर द्वारा वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के आकर्षण बल बाहरी कक्षाओं में इलेक्ट्रॉनों के पारस्परिक प्रतिकर्षण की ताकतों से अधिक मजबूत हो जाते हैं। वैन डेर वाल्स बंधन कुछ पदार्थों (उदाहरण के लिए, पैराफिन) के अणुओं के बीच देखा जाता है, जिनका गलनांक कम होता है, जो उनके क्रिस्टल जाली की नाजुकता को दर्शाता है।

किसी भी ढांकता हुआ की मुख्य प्रक्रिया विशेषता तब होती है जब यह विद्युत वोल्टेज के संपर्क में आती है ध्रुवीकरण --बाध्य आवेशों का सीमित विस्थापन या द्विध्रुव अणुओं का अभिविन्यास।

द्विध्रुव-विश्राम ध्रुवीकरण को संक्षेप में द्विध्रुव कहा जाता है। यह इलेक्ट्रॉनिक और आयनिक ध्रुवीकरण से इस मायने में भिन्न है कि यह कणों की तापीय गति से जुड़ा है। अराजक तापीय गति में द्विध्रुव अणु आंशिक रूप से क्षेत्र के प्रभाव में उन्मुख होते हैं, जो ध्रुवीकरण का कारण है।

यदि आणविक बल द्विध्रुवों को क्षेत्र के साथ उन्मुख होने से नहीं रोकते हैं तो द्विध्रुव ध्रुवीकरण संभव है। बढ़ते तापमान के साथ, आणविक बल कमजोर हो जाते हैं, पदार्थ की चिपचिपाहट कम हो जाती है, जिससे द्विध्रुवीय ध्रुवीकरण बढ़ना चाहिए, लेकिन साथ ही अणुओं की तापीय गति की ऊर्जा बढ़ जाती है, जिससे क्षेत्र का उन्मुखीकरण प्रभाव कम हो जाता है। इसलिए, बढ़ते तापमान के साथ, सबसे पहले द्विध्रुवीय ध्रुवीकरण बढ़ता है (जबकि आणविक बलों के कमजोर होने का प्रभाव अराजक तापीय गति में वृद्धि की तुलना में अधिक होता है), और फिर, जब अराजक गति अधिक तीव्र हो जाती है, तो द्विध्रुवीय ध्रुवीकरण बढ़ने के साथ कम होने लगता है तापमान।

चिपचिपे माध्यम में क्षेत्र की दिशा में द्विध्रुवों के घूमने के लिए कुछ प्रतिरोध पर काबू पाने की आवश्यकता होती है, और इसलिए द्विध्रुवीय ध्रुवीकरण ऊर्जा हानि से जुड़ा होता है।

ठोस पदार्थों का ढांकता हुआ स्थिरांक ठोस ढांकता हुआ की संरचनात्मक विशेषताओं पर निर्भर करता है। ठोसों में सभी प्रकार का ध्रुवीकरण संभव है। ठोस गैर-ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स को गैर-ध्रुवीय तरल पदार्थ और गैसों के समान कानूनों द्वारा चित्रित किया जाता है। इसकी पुष्टि निर्भरता से होती है ? आर (टी) पैराफिन के लिए. जब पैराफिन ठोस से तरल अवस्था (गलनांक लगभग +54°C) में परिवर्तित होता है, तो पदार्थ के घनत्व में कमी के कारण ढांकता हुआ स्थिरांक में तेज कमी होती है।

गैसीय पदार्थ कम घनत्व वाले होते हैं। इसलिए, सभी गैसों का ढांकता हुआ स्थिरांक महत्वहीन और एकता के करीब है। यदि गैस के अणु ध्रुवीय हैं, तो ध्रुवीकरण द्विध्रुवीय हो सकता है, हालाँकि, ध्रुवीय गैसों के लिए, इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण प्राथमिक महत्व का है।

द्विध्रुवीय अणुओं वाले तरल पदार्थों का ध्रुवीकरण इलेक्ट्रॉनिक और द्विध्रुवीय ध्रुवीकरण द्वारा निर्धारित होता है। द्विध्रुवों का विद्युत आघूर्ण और प्रति इकाई आयतन में अणुओं की संख्या जितनी अधिक होगी, तरल ढांकता हुआ का ढांकता हुआ स्थिरांक उतना ही अधिक होगा। तरल ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स का ढांकता हुआ स्थिरांक 3 से 5.5 तक भिन्न होता है।

ठोस डाइलेक्ट्रिक्स, जो कणों की घनी पैकिंग के साथ आयनिक क्रिस्टल होते हैं, उनमें इलेक्ट्रॉनिक और आयनिक ध्रुवीकरण होते हैं और एक ढांकता हुआ स्थिरांक होता है जो एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होता है। अकार्बनिक ग्लास (अर्ध-अनाकार ढांकता हुआ) के लिए, ढांकता हुआ स्थिरांक 4 से 20 तक भिन्न होता है। ठोस ढांकता हुआ, जो इलेक्ट्रॉनिक और आयनिक ध्रुवीकरण के अलावा, कणों की ढीली पैकिंग के साथ आयनिक क्रिस्टल होते हैं, उनमें आयन-विश्राम ध्रुवीकरण होता है और इसकी विशेषता होती है कम ढांकता हुआ स्थिरांक. उदाहरण के लिए ? सेंधा नमक का आर 6 है, कोरंडम 10 है, रूटाइल 110 है, और कैल्शियम टाइटेनेट 150 है। (सभी मान) ? आर 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान के लिए दिए गए हैं।)

ध्रुवीय कार्बनिक डाइलेक्ट्रिक्स ठोस अवस्था में द्विध्रुव-विश्राम ध्रुवीकरण प्रदर्शित करते हैं। ऐसे डाइलेक्ट्रिक्स में सेलूलोज़ और उसके उत्पाद, ध्रुवीय पॉलिमर शामिल हैं। बर्फ में द्विध्रुव-विश्राम ध्रुवीकरण भी देखा जाता है। इन सामग्रियों का ढांकता हुआ स्थिरांक काफी हद तक तापमान और लागू वोल्टेज की आवृत्ति पर निर्भर करता है, जो ध्रुवीय तरल पदार्थों के लिए देखे गए समान नियमों का पालन करता है।

यह ध्यान दिया जा सकता है कि बर्फ का ढांकता हुआ स्थिरांक तापमान और आवृत्ति के आधार पर तेजी से बदलता है। कम आवृत्तियों और O°C के करीब तापमान पर, बर्फ, पानी की तरह होती है ? आर ~ 80, तथापि घटते तापमान के साथ ? आर तेजी से गिरता है और 2.85 तक पहुंच जाता है।

जटिल डाइलेक्ट्रिक्स का ढांकता हुआ स्थिरांक, जो अलग-अलग ढांकता हुआ स्थिरांक के साथ दो घटकों का एक यांत्रिक मिश्रण है, लॉगरिदमिक मिश्रण कानून के आधार पर, पहले सन्निकटन के लिए निर्धारित किया जाता है।

गैसों में धारा तभी उत्पन्न हो सकती है जब उनमें आयन या मुक्त इलेक्ट्रॉन हों। तटस्थ गैस अणुओं का आयनीकरण या तो बाहरी कारकों के प्रभाव में होता है या अणुओं के साथ आवेशित कणों की टक्कर के परिणामस्वरूप होता है।

तरल ढांकता हुआ की विद्युत चालकता तरल अणुओं की संरचना से निकटता से संबंधित है। गैर-ध्रुवीय तरल पदार्थों में, विद्युत चालकता नमी सहित अलग-अलग अशुद्धियों की उपस्थिति पर निर्भर करती है। ध्रुवीय तरल पदार्थों में, विद्युत चालकता न केवल अशुद्धियों से निर्धारित होती है, बल्कि कभी-कभी तरल के अणुओं के पृथक्करण से भी निर्धारित होती है। किसी तरल पदार्थ में धारा आयनों की गति और अपेक्षाकृत बड़े आवेशित कोलाइडल कणों की गति दोनों के कारण हो सकती है।

ठोस पदार्थों की विद्युत चालकता स्वयं ढांकता हुआ आयनों और यादृच्छिक अशुद्धियों के आयनों की गति से निर्धारित होती है, और कुछ सामग्रियों में यह मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण हो सकती है। इलेक्ट्रॉनिक चालकता मजबूत विद्युत क्षेत्रों में सबसे अधिक ध्यान देने योग्य है।

परमाणु या आणविक जाली वाले डाइलेक्ट्रिक्स में, विद्युत चालकता केवल अशुद्धियों की उपस्थिति से जुड़ी होती है; उनकी विशिष्ट चालकता बहुत छोटी होती है।

एसआई प्रणाली में, वॉल्यूमेट्रिक प्रतिरोधकता ?v 1 मीटर के किनारे वाले घन के वॉल्यूमेट्रिक प्रतिरोध के बराबर, मानसिक रूप से अध्ययन के तहत सामग्री से काटा जाता है (यदि वर्तमान घन के माध्यम से एक तरफ से विपरीत तक गुजरता है), 1 मीटर से गुणा किया जाता है।

एक समान क्षेत्र में सामग्री के एक सपाट नमूने के लिए, आयतन प्रतिरोधकता (ओम-मीटर) की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

आर- नमूने का वॉल्यूमेट्रिक प्रतिरोध, ओम;

एस-इलेक्ट्रोड क्षेत्र, एम2;

एच-- नमूना मोटाई, मी.

विशिष्ट आयतन चालकता? प्रति मीटर सीमेंस में मापा जाता है

किसी ढांकता हुआ में होने वाले नुकसान (ढांकता हुआ नुकसान) एक विद्युत क्षेत्र के संपर्क में आने पर ढांकता हुआ में नष्ट होने वाली शक्ति है और ढांकता हुआ के हीटिंग का कारण बनता है। डाइइलेक्ट्रिक्स में हानियाँ प्रत्यावर्ती वोल्टेज और स्थिर वोल्टेज दोनों पर देखी जाती हैं, क्योंकि सामग्री में चालकता के कारण प्रवाहित धारा का पता लगाया जाता है।

स्थिर वोल्टेज पर कोई आवधिक ध्रुवीकरण नहीं होता है। सामग्री की गुणवत्ता विशिष्ट मात्रा और सतह प्रतिरोध के मूल्यों की विशेषता है। प्रत्यावर्ती वोल्टेज के साथ, सामग्री की गुणवत्ता की कुछ अन्य विशेषताओं का उपयोग करना आवश्यक है, क्योंकि इस मामले में, वर्तमान के अलावा, अतिरिक्त कारण उत्पन्न होते हैं जो ढांकता हुआ में नुकसान का कारण बनते हैं।

विद्युत इन्सुलेट सामग्री में ढांकता हुआ नुकसान प्रति यूनिट मात्रा में बिजली अपव्यय, या विशिष्ट नुकसान द्वारा विशेषता हो सकता है; अधिक बार, किसी विद्युत क्षेत्र में शक्ति को नष्ट करने के लिए ढांकता हुआ की क्षमता का आकलन करने के लिए, ढांकता हुआ हानि कोण, साथ ही इस कोण के स्पर्शरेखा का उपयोग किया जाता है।

विद्युत इन्सुलेट सामग्री में अस्वीकार्य रूप से बड़े ढांकता हुआ नुकसान से इससे बने उत्पाद का मजबूत ताप होता है और इसके थर्मल विनाश का कारण बन सकता है। यहां तक ​​कि अगर ढांकता हुआ पर लागू वोल्टेज अपर्याप्त, उच्च है, ताकि ढांकता हुआ नुकसान के कारण अस्वीकार्य ओवरहीटिंग हो सके, तो इस मामले में बड़े ढांकता हुआ नुकसान महत्वपूर्ण नुकसान पहुंचा सकते हैं, उदाहरण के लिए, ऑसिलेटरी सर्किट का सक्रिय प्रतिरोध बढ़ सकता है जिसमें यह ढांकता हुआ और, परिणामस्वरूप, क्षीणन की मात्रा।

रबर और कागज ध्रुवीय अणुओं के साथ आणविक संरचना के कार्बनिक डाइलेक्ट्रिक्स हैं। इन पदार्थों में, उनके अंतर्निहित द्विध्रुवीय-विश्राम ध्रुवीकरण के कारण, बड़े नुकसान होते हैं। हानि स्पर्शरेखा टैन? ~ 0.03, कार्बन ब्लैक रबर के लिए 0.25 तक।

चश्मा आयनिक संरचना के अकार्बनिक अर्ध-अनाकार पदार्थ हैं जो विभिन्न ऑक्साइड की जटिल प्रणाली हैं। ऐसे पदार्थों में ढांकता हुआ नुकसान ध्रुवीकरण और विद्युत चालकता की घटना से जुड़ा हुआ है। विद्युत गुण काफी हद तक उनकी संरचना पर निर्भर करते हैं। क्वार्ट्ज ग्लास के लिए, हानि स्पर्शरेखा tg?~0.0002 है।

फोम एक सेलुलर संरचना वाली सामग्री होती है जिसमें गैसीय भराव एक पॉलिमर बाइंडर की पतली परतों द्वारा एक दूसरे से और पर्यावरण से अलग होते हैं। एपॉक्सी रेजिन पर आधारित फोम में हानि स्पर्शरेखा टैन होता है? ~ 0.025 - 0.035। पॉलीस्टीरिन फोम टीजी पर आधारित फोम?~0.0004।

इस प्रकार, कांच से कम विद्युत हानि की उम्मीद की जा सकती है।

एक ढांकता हुआ, एक विद्युत क्षेत्र में होने पर, एक विद्युत इन्सुलेट सामग्री के गुणों को खो देता है यदि क्षेत्र की ताकत एक निश्चित महत्वपूर्ण मूल्य से अधिक हो जाती है। इस घटना को कहा जाता है ढांकता हुआ टूटनाया इसकी विद्युत शक्ति का उल्लंघन। वह वोल्टेज मान जिस पर परावैद्युत विखंडन होता है, कहलाता है ब्रेकडाउन वोल्टेज,और संबंधित क्षेत्र शक्ति मान है ढांकता हुआ ताकत।

ब्रेकडाउन वोल्टेज निर्दिष्ट है यू एन.पी. और इसे अक्सर किलोवोल्ट में मापा जाता है। विद्युत शक्ति का निर्धारण ब्रेकडाउन बिंदु पर ढांकता हुआ की मोटाई से विभाजित ब्रेकडाउन वोल्टेज द्वारा किया जाता है:

कहाँ एच- ढांकता हुआ मोटाई

यदि ब्रेकडाउन वोल्टेज किलोवोल्ट में और ढांकता हुआ मोटाई मिलीमीटर में व्यक्त की जाती है, तो व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए सुविधाजनक डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत शक्ति के संख्यात्मक मान प्राप्त होते हैं। तब विद्युत शक्ति किलोवोल्ट प्रति मिलीमीटर में होगी। संख्यात्मक मानों को सहेजने और एसआई इकाइयों पर स्विच करने के लिए, आप इकाई एमवी/एम का उपयोग कर सकते हैं:

सामान्य परिस्थितियों में तरल डाइलेक्ट्रिक्स में गैसों की तुलना में अधिक विद्युत शक्ति होती है। अत्यधिक शुद्ध तरल पदार्थ प्राप्त करना अत्यंत कठिन होता है। तरल डाइलेक्ट्रिक्स में स्थायी अशुद्धियाँ पानी, गैसें और ठोस कण हैं। अशुद्धियों की उपस्थिति मुख्य रूप से तरल डाइलेक्ट्रिक्स के टूटने की घटना को निर्धारित करती है और इन पदार्थों के टूटने का एक सटीक सिद्धांत बनाने में बड़ी कठिनाइयों का कारण बनती है।

विद्युत विखंडन का सिद्धांत उन तरल पदार्थों पर लागू किया जा सकता है जो यथासंभव अशुद्धियों से मुक्त हों। उच्च विद्युत क्षेत्र की ताकत पर, इलेक्ट्रॉनों को धातु इलेक्ट्रोड से बाहर निकाला जा सकता है और, गैसों की तरह, चार्ज कणों के प्रभाव के कारण तरल के अणु स्वयं नष्ट हो सकते हैं। इस मामले में, गैसीय की तुलना में तरल ढांकता हुआ की बढ़ी हुई विद्युत शक्ति इलेक्ट्रॉनों के काफी छोटे औसत मुक्त पथ के कारण होती है। गैसीय समावेशन वाले तरल पदार्थों के टूटने को अपेक्षाकृत आसानी से आयनित गैस बुलबुले में जारी ऊर्जा के कारण तरल के स्थानीय अति ताप द्वारा समझाया जाता है, जिससे इलेक्ट्रोड के बीच एक गैस चैनल का निर्माण होता है। सामान्य तापमान पर, ट्रांसफार्मर के तेल में स्थित व्यक्तिगत छोटी बूंदों के रूप में पानी काफी कम हो जाता है इआदि। एक दीर्घकालिक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में, एक दृढ़ता से द्विध्रुवीय तरल की गोलाकार पानी की बूंदें ध्रुवीकृत होती हैं, दीर्घवृत्त का आकार लेती हैं और विपरीत छोर से एक दूसरे को आकर्षित करती हैं, इलेक्ट्रोड के बीच बढ़ी हुई चालकता के साथ श्रृंखला बनाती हैं, जिसके साथ विद्युत खराबी होती है।

पकाए गए चीनी मिट्टी के बरतन का घनत्व 2.3-2.5 Mg/m3 है। अंतिम संपीड़न शक्ति 400-700 एमपीए, तन्य शक्ति 45-70 एमपीए, झुकने की शक्ति 80-150 एमपीए। जिससे यह देखा जा सकता है कि संपीड़न के तहत काम करने पर चीनी मिट्टी के बरतन की यांत्रिक शक्ति अधिक होती है।

दस गुना क्षीणन की एक परत की अवधारणा द्वारा उच्च-ऊर्जा कणिका और तरंग विकिरण के खिलाफ विभिन्न सामग्रियों के सुरक्षात्मक गुणों को चिह्नित करना सुविधाजनक है, अर्थात। पदार्थ की एक परत की मोटाई, जिससे गुजरने के बाद विकिरण की तीव्रता दस गुना कमजोर हो जाती है। यह विशेषता सुरक्षा तत्वों की गणना को बहुत सुविधाजनक बनाती है। उदाहरण के लिए, 100 गुना कमजोर करने के लिए, दस गुना कमजोर करने वाली दो परतों के बराबर सुरक्षात्मक पदार्थ की मोटाई लेना आवश्यक है। ज़ाहिर तौर से, पीदस गुना क्षीणन की परतें विकिरण की तीव्रता को 10 एन गुना कम कर देंगी।

किसी पदार्थ द्वारा क्वांटम ऊर्जा का अवशोषण इस पदार्थ के घनत्व पर निर्भर करता है। सूचीबद्ध पदार्थों में सीसे का घनत्व सबसे अधिक है। 1 MeV क्वांटम विकिरण को अवशोषित करने के लिए सीसे की मोटाई ~ 30 मिमी, स्टील की ~ 50 मिमी, कंक्रीट की ~ 200 मिमी, पानी की 400 मिमी होनी चाहिए। इस प्रकार, सीसे में सबसे छोटी दस गुना कमजोर परत की मोटाई होती है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में व्यावहारिक रूप से उपयोग की जाने वाली सबसे महत्वपूर्ण ठोस कंडक्टर सामग्री धातु और उनके मिश्र धातु हैं। क्या उच्च चालकता वाली धातुएँ हैं जिनमें प्रतिरोधकता होती है? सामान्य तापमान पर 0.05 μOhm * m से अधिक नहीं, और उच्च प्रतिरोधी मिश्र धातुओं में प्रतिरोधकता होती है? सामान्य तापमान पर 0.3 μΩ * मी से कम नहीं। अत्यधिक प्रवाहकीय धातुओं का उपयोग तारों, प्रवाहकीय केबल कोर और विद्युत मशीनों की वाइंडिंग के लिए किया जाता है। ऐसी धातुओं में तांबा (0.017 µओम * मी), चांदी (0.016 µओम * मी) एल्यूमीनियम (0.028 µओम * मी) शामिल हैं।

उच्च-प्रतिरोध धातुओं और मिश्र धातुओं का उपयोग विद्युत ताप उपकरणों और गरमागरम लैंप के फिलामेंट्स के लिए प्रतिरोधक बनाने के लिए किया जाता है। उच्च प्रतिरोधी धातुओं और मिश्र धातुओं में मैंगनीन (0.42-0.48 μOhm * m), कॉन्स्टेंटन (0.48-0.52 µOhm * m), क्रोम-निकल मिश्र धातु (1.1-1.2 µOhm * m), क्रोम-एल्यूमीनियम (1.2-1.5 μOhm * m) शामिल हैं। ), पारा, सीसा, टंगस्टन।

1911 में, डच भौतिक विज्ञानी एच. कामेरलीग-ओन्स ने परम शून्य के करीब पहुंचने वाले बहुत कम तापमान पर धातुओं की विद्युत चालकता का अध्ययन किया। उन्होंने पता लगाया कि जब हीलियम के द्रवीकरण तापमान के लगभग बराबर तापमान पर ठंडा किया जाता है, तो जमे हुए पारे की एक अंगूठी का प्रतिरोध अचानक बहुत कम, अचूक मूल्य तक गिर जाता है। ऐसी घटना, यानी व्यावहारिक रूप से अनंत विशिष्ट चालकता वाले पदार्थ की उपस्थिति को कहा जाता था अतिचालकतातापमान टीसाथ , ठंडा होने पर कोई पदार्थ अतिचालक अवस्था में चला जाता है, - अतिचालक संक्रमण तापमान.वे पदार्थ जो अतिचालक अवस्था में चले जाते हैं - अतिचालक.

अतिचालकता की घटना इस तथ्य के कारण है कि एक विद्युत धारा, जो एक बार अतिचालक परिपथ में प्रेरित हो जाती है, अपनी शक्ति में उल्लेखनीय कमी के बिना, और, इसके अलावा, ऊर्जा की आपूर्ति के बिना, इस परिपथ के साथ लंबे समय (वर्षों) तक प्रसारित होती रहेगी। बाहर से।

वर्तमान में, 35 अतिचालक धातुएँ और हजारों से अधिक अतिचालक मिश्रधातुएँ और विभिन्न तत्वों के रासायनिक यौगिक पहले से ही ज्ञात हैं। एक ही समय में, बहुत से पदार्थ, जिनमें बहुत कम मूल्य वाले पदार्थ भी शामिल हैं? सामान्य तापमान पर, चांदी, तांबा, सोना, प्लैटिनम और अन्य जैसी धातुएं, वर्तमान में प्राप्त न्यूनतम तापमान (लगभग मिलीकेल्विन) पर एक सुपरकंडक्टिंग अवस्था में परिवर्तित नहीं की जा सकती हैं।

व्यवहार में प्रयुक्त अर्धचालकों को विभाजित किया जा सकता है सरलअर्धचालक (उनकी मुख्य संरचना एक रासायनिक तत्व के परमाणुओं से बनती है) और जटिल अर्धचालक रचनाएँ,जिसकी मुख्य संरचना दो या दो से अधिक रासायनिक तत्वों के परमाणुओं से बनती है। वर्तमान में भी अध्ययन किया जा रहा है बेजानऔर तरलअर्धचालक. सरलअर्धचालक हैं: बोरान, सिलिकॉन, जर्मेनियम, फास्फोरस, आर्सेनिक, सेलेनियम, सल्फर, टेल्यूरियम, आयोडीन। जटिलअर्धचालक आवर्त सारणी के विभिन्न समूहों के तत्वों के यौगिक हैं, जो सामान्य सूत्र A IV B,IV (उदाहरण के लिए, SiC), A III B V (InSb, GaAs, GaP), A II B IV (CdS, ZnSe) के अनुरूप हैं। , साथ ही कुछ ऑक्साइड (सीयू 2 ओ)। को अर्धचालक रचनाएँइसमें सिरेमिक या अन्य बाइंडर के साथ बंधे सिलिकॉन कार्बाइड और ग्रेफाइट के अर्धचालक या संचालन चरण वाली सामग्री शामिल हो सकती है।

आधुनिक तकनीक में, डायोड, ट्रायोड और अन्य अर्धचालक उपकरणों के निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले सिलिकॉन, जर्मेनियम और आंशिक रूप से सेलेनियम ने विशेष महत्व प्राप्त कर लिया है।

थर्मिस्टर्स (थर्मिस्टर्स) का निर्माण सिरेमिक तकनीक का उपयोग करके छड़, प्लेट या टैबलेट के रूप में किया जाता है। थर्मिस्टर्स का प्रतिरोध और अन्य गुण न केवल संरचना पर निर्भर करते हैं, बल्कि अनाज के आकार, विनिर्माण प्रक्रिया पर भी निर्भर करते हैं: दबाव दबाव (यदि अर्धचालक पाउडर के रूप में लिया जाता है) और फायरिंग तापमान। थर्मिस्टर्स का उपयोग मापने, तापमान नियंत्रण और तापमान क्षतिपूर्ति, वोल्टेज स्थिरीकरण, पल्स शुरुआती धाराओं को सीमित करने, तरल पदार्थों की तापीय चालकता को मापने, संपर्क रहित रिओस्टेट और वर्तमान समय रिले के रूप में किया जाता है।

थर्मिस्टर्स एक क्यूरी बिंदु के साथ अर्धचालक सिरेमिक से बने होते हैं, जो अन्य सभी थर्मिस्टर्स से भिन्न होते हैं, जिसमें उनके पास एक नकारात्मक नहीं, बल्कि एक संकीर्ण तापमान रेंज (लगभग 10) में प्रतिरोध का एक बहुत बड़ा सकारात्मक तापमान गुणांक (+20%/K से अधिक) होता है। डिग्री सेल्सियस). ऐसे थर्मिस्टर्स कहलाते हैं posistors.वे छोटी मोटाई की डिस्क के रूप में बने होते हैं और तापमान नियंत्रण और विनियमन, फायर अलार्म सिस्टम में उपयोग, इंजनों को ज़्यादा गरम होने से बचाने, धाराओं को सीमित करने और तरल पदार्थ और गैसों के प्रवाह को मापने के लिए होते हैं।

सेमीकंडक्टर ऑक्साइड का उपयोग मुख्य रूप से प्रतिरोधकता के बड़े नकारात्मक तापमान गुणांक [--(3-4)%/K] वाले थर्मिस्टर्स के निर्माण के लिए किया जाता है।

कंप्यूटर भंडारण उपकरणों के लिए, आयताकार हिस्टैरिसीस लूप वाले फेराइट्स का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार के उत्पादों का मुख्य पैरामीटर हिस्टैरिसीस लूप K p का वर्ग गुणांक है, जो अवशिष्ट प्रेरण W t और अधिकतम प्रेरण B अधिकतम का अनुपात है।

केपी=डब्ल्यू/वीमैक्स

ट्रांसफार्मर कोर के निर्माण के लिए, नरम चुंबकीय सामग्री का उपयोग एक दूसरे से अछूता पतली शीट के सेट के रूप में किया जाता है। ट्रांसफार्मर कोर का यह डिज़ाइन एड़ी धाराओं (फौकॉल्ट धाराओं) के कारण होने वाले नुकसान को काफी कम कर सकता है।

कठोर चुंबकीय सामग्री का उपयोग मुख्य रूप से स्थायी चुंबक के निर्माण के लिए किया जाता है।

उनकी संरचना, स्थिति और उत्पादन की विधि के आधार पर, कठोर चुंबकीय सामग्रियों को विभाजित किया गया है:

1) मिश्रधातु मार्टेंसिटिक स्टील्स,

2) कठोर चुंबकीय मिश्र धातुएँ डालें,

3) चूर्ण से बने चुम्बक,

4) कठोर चुंबकीय फेराइट,

5) प्लास्टिक रूप से विकृत मिश्र धातुएँ,

6) चुंबकीय टेप।

स्थायी चुम्बकों के लिए सामग्रियों की विशेषताएँ बलपूर्वक बल, अवशिष्ट प्रेरण और चुम्बक द्वारा बाहरी स्थान को दी गई अधिकतम ऊर्जा हैं। स्थायी चुम्बकों के लिए सामग्रियों की चुंबकीय पारगम्यता नरम चुंबकीय सामग्रियों की तुलना में कम होती है, और बल जितना अधिक होगा, चुंबकीय पारगम्यता उतनी ही कम होगी।

स्थायी चुम्बकों के निर्माण के लिए सबसे सरल और सबसे सुलभ सामग्री मिश्रधातु मार्टेंसिटिक स्टील है। वे टंगस्टन, क्रोमियम, मोलिब्डेनम और कोबाल्ट के मिश्रण से मिश्रित होते हैं। मार्टेंसिटिक स्टील्स के लिए Wmax मान 1--4 kJ/m 3 है। प्रत्येक स्टील ग्रेड के लिए विशिष्ट ताप उपचार और उबलते पानी में पांच घंटे के संरचनात्मक स्थिरीकरण के बाद ऐसे स्टील्स के चुंबकीय गुणों की गारंटी मार्टेंसिटिक स्टील्स के लिए की जाती है। स्थायी चुम्बकों के उत्पादन के लिए मार्टेंसिटिक स्टील्स का उपयोग अन्य सभी सामग्रियों की तुलना में पहले किया जाने लगा। वर्तमान में, उनके कम चुंबकीय गुणों के कारण उनका उपयोग सीमित है, लेकिन उन्हें पूरी तरह से नहीं छोड़ा गया है, क्योंकि वे सस्ते हैं और धातु-काटने वाली मशीनों पर मशीनीकृत किए जा सकते हैं।

उच्च-आवृत्ति प्रतिष्ठानों में काम के लिए, सबसे उपयुक्त सामग्री कठोर चुंबकीय फेराइट (बेरियम फेराइट) है। नरम चुंबकीय फेराइट्स के विपरीत, इसमें एक घन नहीं है, बल्कि एक अक्षीय अनिसोट्रॉपी के साथ एक हेक्सागोनल क्रिस्टल जाली है। बेरियम फेराइट से बने चुम्बकों में 240 kA/m तक का बल होता है, हालाँकि, 0.38 T के अवशिष्ट प्रेरण और 12.4 kJ/m 3 की संग्रहीत चुंबकीय ऊर्जा के संदर्भ में, वे अलनी प्रणाली के मिश्र धातुओं से कमतर हैं। बेरियम फेराइट की प्रतिरोधकता 10 4 - 10 7 ओम*मीटर है, अर्थात। ढली हुई धातु की कठोर चुंबकीय मिश्र धातुओं की प्रतिरोधकता से लाखों गुना अधिक।

धातु-प्लास्टिक मैग्नेट (बल्कि कम चुंबकीय गुणों के साथ) में उच्च विद्युत प्रतिरोध होता है और इसलिए, एक छोटा चुंबकीय हानि स्पर्शरेखा होता है, जो उन्हें उच्च आवृत्ति के वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र वाले उपकरणों में उपयोग करने की भी अनुमति देता है।

विषय क्रमांक 1

विद्युत सामग्री, वर्गीकरण, बुनियादी गुण।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के अलग-अलग नाम हैं: विद्युत सामग्री, रेडियो सामग्री, इलेक्ट्रॉनिक सामग्री। हालाँकि, इन सामग्रियों के बीच कोई बुनियादी अंतर नहीं है। नामों में अंतर के बावजूद, इन सभी का उपयोग इलेक्ट्रिकल, रेडियो इंजीनियरिंग, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक और कंप्यूटिंग उपकरण के हिस्सों या घटकों और उपकरणों के निर्माण के लिए किया जाता है। फिर भी, प्रौद्योगिकी के क्षेत्र की सभी सामग्रियां जिनमें हमारी रुचि है, उनमें गुणों का एक बहुत विशिष्ट सेट होना चाहिए, जिसकी बदौलत उन्हें विशिष्ट अनुप्रयोग मिलते हैं।

सभी विद्युत सामग्रियों का एकीकृत सिद्धांत विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के संबंध में उनके गुणों का समूह है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के साथ बातचीत करते समय, विद्युत और चुंबकीय गुण प्रकट होते हैं। यह हमें "विद्युत सामग्री" की अवधारणा को परिभाषित करने और उन्हें वर्गीकृत करने की अनुमति देता है।

इलेक्ट्रो (रेडियो) तकनीकी सामग्री (ईटीएम) ऐसी सामग्री है जो विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के संबंध में कुछ गुणों से युक्त होती है और इन गुणों को ध्यान में रखते हुए प्रौद्योगिकी में उपयोग की जाती है।

पदार्थों के मूल विद्युत गुण - विद्युत चालकता - के अनुसार विद्युत सामग्रियों को तीन समूहों में विभाजित किया जाता है: कंडक्टर, अर्धचालक और डाइलेक्ट्रिक्स।

उनके चुंबकीय गुणों के आधार पर, पदार्थों को पांच समूहों में विभाजित किया जाता है: प्रतिचुंबकीय, अनुचुंबकीय, लौहचुंबकीय, प्रतिलौहचुंबकीय और लौहचुंबकीय।

इनमें से प्रत्येक समूह को उनके मूल गुणों को दर्शाने वाले मात्रात्मक मापदंडों के अनुसार उपसमूहों में विभाजित किया गया है। यह हमें रेडियो सामग्रियों के वर्गीकरण को सामान्यीकृत आरेख (चित्र 1.1) के रूप में प्रस्तुत करने की अनुमति देता है।

व्यावहारिक उपयोग के लिए, यह आवश्यक है कि विद्युत या चुंबकीय गुणों को मात्रात्मक शब्दों में पर्याप्त रूप से व्यक्त किया जाए, और यांत्रिक, तकनीकी और अन्य विशेषताएं कुछ आवश्यकताओं को पूरा करें। इसलिए, सभी सूचीबद्ध समूह प्रौद्योगिकी में समान रूप से व्यापक रूप से उपयोग नहीं किए जाते हैं।

1.2. सामग्री की भौतिक और रासायनिक प्रकृति

प्रकृति में मौजूद सभी सामग्रियां, उनके एकत्रीकरण की स्थिति (गैसीय, तरल, ठोस) की परवाह किए बिना, 100 से अधिक रासायनिक तत्वों के परमाणुओं से निर्मित होती हैं। किसी भी पदार्थ (सामग्री) में बड़ी संख्या में विद्युत आवेशित कण - इलेक्ट्रॉन और रासायनिक तत्वों के परमाणु नाभिक होते हैं, जो इसके गुणों को निर्धारित करते हैं।

सामग्रियों के गुणों के सरलीकृत विश्लेषण के तरीके हैं जो प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त मैक्रोस्कोपिक विशेषताओं के हिस्से का उपयोग करना संभव बनाते हैं। इस मामले में, किसी पदार्थ को बनाने वाले रासायनिक तत्वों के इलेक्ट्रॉनों और नाभिकों के बीच बातचीत की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं को अभिन्न या स्वचालित रूप से ध्यान में रखा जाता है।

इनमें से एक विधि किसी पदार्थ के तत्वों के बीच रासायनिक बंधन का विश्लेषण है। स्वाभाविक रूप से, पदार्थों के प्रकार में अंतर परमाणुओं और अणुओं में इलेक्ट्रॉनों के वितरण की प्रकृति में अंतर के कारण होता है, और विशेष रूप से नाभिक से सबसे दूर वैलेंस इलेक्ट्रॉनों और आयनिक परमाणु कोर के वितरण की प्रकृति में अंतर के कारण होता है। किसी पदार्थ की संरचना में परमाणुओं की व्यवस्था, इन परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास, उनके बीच रासायनिक बंधन के प्रकार की तुलना करके, सामग्री के स्थूल गुणों, जैसे विद्युत चालकता, के बारे में कई महत्वपूर्ण प्रश्नों का उत्तर देना संभव है। , चुम्बकित करने की क्षमता, घनत्व, कठोरता, प्लास्टिसिटी, गलनांक, आदि।

सामग्रियों के गुणों का विश्लेषण करने के इस दृष्टिकोण में सबसे महत्वपूर्ण मुद्दा उन बंधन बलों का प्रश्न है जो परमाणुओं को एक साथ रखते हैं। ये बल लगभग पूरी तरह से इलेक्ट्रॉनों और परमाणु नाभिक के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक संपर्क के बल हैं। चुंबकीय मूल की शक्तियों की भूमिका बहुत महत्वहीन है, और परस्पर क्रिया करने वाले कणों के द्रव्यमान के छोटे मूल्यों के कारण गुरुत्वाकर्षण बलों की उपेक्षा की जा सकती है। किसी पदार्थ के परमाणुओं के बीच स्थिर बंधनों का अस्तित्व बताता है कि कुल ऊर्जा ई वी पीमात्रा में कण वीगतिज के योग के रूप में पदार्थ ई केऔर क्षमता यू एन ई वी पी= एन (ई वी के + यू वी एन)आयतन के बाहर समान संख्या में कणों की कुल ऊर्जा से कम, अर्थात। स्वतंत्र अवस्था में ई सी एन = एन (ई सी के + यू सी एन)।इन ऊर्जाओं के बीच अंतर ई एस पी - ई वी पी= ईएसटीरासायनिक बंधन ऊर्जा कहलाती है, या बंधन ऊर्जा.

यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया है कि किसी पदार्थ या सामग्री के इलेक्ट्रोफिजिकल और यांत्रिक गुण बंधन की प्रकृति और बंधन ऊर्जा के मात्रात्मक मूल्य से निर्धारित होते हैं। ईएसटी।

पदार्थ को बनाने वाले कणों के बीच परस्पर क्रिया की प्रकृति के आधार पर, छह प्रकार के रासायनिक बंधन प्रतिष्ठित हैं:

सहसंयोजक गैरध्रुवीय;

सहसंयोजक ध्रुवीय, या होम्योपोलर;

आयनिक, या हेटरोपोलर;

दाता-स्वीकर्ता;

धातु;

अंतरआण्विक.

सहसंयोजक गैरध्रुवीय बंधनतब होता है जब एक ही नाम के परमाणु मिलकर अणुओं में बदल जाते हैं, उदाहरण के लिए एच 2, ओ 2, सीएल 2, एन 2, हीरा, सल्फर, सी, जीई, आदि। इस मामले में, वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को साझा किया जाता है, जिससे बाहरी इलेक्ट्रॉन शेल एक स्थिर स्थिति में जुड़ जाता है। सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय बंधन वाले अणुओं में एक सममित संरचना होती है, अर्थात। धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों के केंद्र मेल खाते हैं। परिणामस्वरूप, अणु का विद्युत क्षण शून्य होता है, अर्थात। अणु गैर-ध्रुवीय या तटस्थ है।

यह याद रखना चाहिए कि शून्य के अलावा एक विद्युत क्षण द्विध्रुवीय अणुओं की विशेषता है। वे परिमाण में समान और संकेत में विपरीत दो विद्युत आवेशों की एक प्रणाली हैं क्यू,कुछ दूरी पर स्थित है मैंएक दूसरे से। आवेशों या अणुओं की ऐसी प्रणाली के लिए, विद्युत या द्विध्रुव आघूर्ण μ= क्यूएल.

सहसंयोजक गैरध्रुवीय बंधन ढांकता हुआ और अर्धचालकों की विशेषता है।

सहसंयोजक ध्रुवीय (होमियोपोलर, या जोड़ी-इलेक्ट्रॉनिक) बंधनतब होता है जब विपरीत परमाणु संयोजित होते हैं, उदाहरण के लिए H 2 O, CH 4, CH 3 C1, CC1 4, आदि। इस मामले में, वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के जोड़े भी साझा किए जाते हैं और बाहरी कोश एक स्थिर अवस्था में पूरा हो जाता है। हालाँकि, प्रत्येक बंधन में एक द्विध्रुव क्षण होता है। हालाँकि, समग्र रूप से अणु तटस्थ या ध्रुवीय हो सकता है (चित्र 1.2)।

होम्योपोलर बॉन्ड वाले यौगिक डाइइलेक्ट्रिक्स (बहुलक कार्बनिक पदार्थ) और अर्धचालक हो सकते हैं।

आयनिक (हेटरोपोलर) बंधनतब होता है जब एक अणु डी.आई. तालिका के अंत (VII समूह) और शुरुआत (I समूह) पर स्थित तत्वों द्वारा बनता है। मेंडेलीव, उदाहरण के लिए NaCl। इस मामले में, धातु का वैलेंस इलेक्ट्रॉन, परमाणु से कमजोर रूप से बंधा हुआ, हैलोजन परमाणु से गुजरता है, अपनी कक्षा को स्थिर अवस्था (8 इलेक्ट्रॉन) में पूरा करता है। परिणामस्वरूप, दो आयन बनते हैं, जिनके बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षक बल कार्य करते हैं .

आयनिक अंतःक्रिया बल काफी मजबूत होते हैं, इसलिए आयनिक बंधन वाले पदार्थों में अपेक्षाकृत उच्च यांत्रिक शक्ति, पिघलने और वाष्पीकरण तापमान होता है। आयनिक बंधन डाइलेक्ट्रिक्स की विशेषता है।

दाता-स्वीकर्ता बंधनयह अनिवार्य रूप से एक प्रकार का आयनिक बंधन है और तब होता है जब कोई सामग्री डी.आई. तालिका के विभिन्न समूहों के तत्वों द्वारा बनाई जाती है। मेंडेलीव, उदाहरण के लिए यौगिक A III B V - GaAs, आदि; यौगिक A III B V - ZnS, CdTe, आदि। ऐसे यौगिकों में, एक तत्व का एक परमाणु, जिसे दाता कहा जाता है, दूसरे परमाणु को एक इलेक्ट्रॉन देता है, जिसे स्वीकर्ता कहा जाता है। परिणामस्वरूप, एक दाता-स्वीकर्ता रासायनिक बंधन प्रकट होता है, जो काफी मजबूत होता है। ऐसे बंधन वाली सामग्री ढांकता हुआ और अर्धचालक हो सकती है।

धातु कनेक्शनधातुओं में परमाणुओं के बीच होता है और यह सभी वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के बंटवारे का परिणाम है, एक इलेक्ट्रॉन गैस बनाता है और क्रिस्टल जाली के आयनों के चार्ज की भरपाई करता है। इलेक्ट्रॉन गैस और आयनों की परस्पर क्रिया के कारण एक धात्विक बंधन उत्पन्न होता है। सामाजिककृत इलेक्ट्रॉन कमजोर रूप से परमाणु कोर से बंधे होते हैं और, ऊर्जा के दृष्टिकोण से, स्वतंत्र होते हैं। इसलिए, बहुत कमजोर बाहरी विद्युत क्षेत्रों पर भी, धातुओं की उच्च विद्युत चालकता दिखाई देती है।

अंतरआण्विक या अवशिष्ट बंधनपैराफिन जैसे कार्बनिक मूल के पदार्थों की विशेषता। यह किसी पदार्थ के अणुओं के बीच होता है और कमजोर होता है, जिसके कारण ऐसी सामग्रियों में कम पिघलने बिंदु और यांत्रिक विशेषताएं होती हैं, जो पदार्थ की आणविक संरचना की नाजुकता को दर्शाती हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आमतौर पर किसी ठोस में परमाणु किसी भी प्रकार के बंधन से जुड़े नहीं होते हैं। इसलिए, पदार्थ बनाने वाले परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा स्पेक्ट्रम का विश्लेषण करके उन पर आधारित पदार्थों और सामग्रियों के गुणों पर विचार करना और उनका मूल्यांकन करना अधिक सुविधाजनक है।

विद्युत सामग्री कंडक्टर, विद्युत इन्सुलेशन, चुंबकीय और अर्धचालक सामग्री का एक सेट है जिसे विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसमें बुनियादी विद्युत उत्पाद भी शामिल हैं: इंसुलेटर, कैपेसिटर, तार और कुछ अर्धचालक तत्व। विद्युत सामग्री आधुनिक इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में मुख्य स्थानों में से एक पर कब्जा करती है। हर कोई जानता है कि विद्युत मशीनों, उपकरणों और विद्युत प्रतिष्ठानों की विश्वसनीयता मुख्य रूप से उपयुक्त विद्युत सामग्री की गुणवत्ता और सही चयन पर निर्भर करती है। विद्युत मशीनों और उपकरणों की दुर्घटनाओं के विश्लेषण से पता चलता है कि उनमें से अधिकांश विद्युत इन्सुलेशन सामग्री से युक्त विद्युत इन्सुलेशन की विफलता के कारण होती हैं।

विद्युत अभियांत्रिकी के लिए चुंबकीय पदार्थ भी कम महत्वपूर्ण नहीं हैं। विद्युत मशीनों और ट्रांसफार्मर की ऊर्जा हानि और आयाम चुंबकीय सामग्री के गुणों से निर्धारित होते हैं। सेमीकंडक्टर सामग्री, या सेमीकंडक्टर, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में काफी महत्वपूर्ण स्थान रखती है। सामग्रियों के इस समूह के विकास और अध्ययन के परिणामस्वरूप, विभिन्न नए उपकरण बनाए गए हैं जो इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में कुछ समस्याओं को सफलतापूर्वक हल करना संभव बनाते हैं।

विद्युत इन्सुलेशन, चुंबकीय और अन्य सामग्रियों के तर्कसंगत विकल्प के साथ, ऐसे विद्युत उपकरण बनाना संभव है जो छोटे आयामों और वजन के साथ संचालन में विश्वसनीय हों। लेकिन इन गुणों को साकार करने के लिए विद्युत सामग्रियों के सभी समूहों के गुणों का ज्ञान आवश्यक है।

कंडक्टर सामग्री

सामग्रियों के इस समूह में धातुएँ और उनकी मिश्रधातुएँ शामिल हैं। शुद्ध धातुओं की प्रतिरोधकता कम होती है। अपवाद पारा है, जिसकी प्रतिरोधकता काफी अधिक है। मिश्रधातुओं में भी उच्च प्रतिरोधकता होती है। शुद्ध धातुओं का उपयोग वाइंडिंग और माउंटिंग तारों, केबलों आदि के निर्माण में किया जाता है। तारों और टेपों के रूप में कंडक्टर मिश्र धातुओं का उपयोग रिओस्टेट, पोटेंशियोमीटर, अतिरिक्त प्रतिरोधों आदि में किया जाता है।

उच्च प्रतिरोधकता वाले मिश्र धातुओं के उपसमूह में, गर्मी प्रतिरोधी कंडक्टर सामग्रियों का एक समूह प्रतिष्ठित होता है जो उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण के प्रतिरोधी होते हैं। गर्मी प्रतिरोधी, या गर्मी प्रतिरोधी, कंडक्टर मिश्र धातुओं का उपयोग विद्युत ताप उपकरणों और रिओस्टेट में किया जाता है। कम प्रतिरोधकता के अलावा, शुद्ध धातुओं में अच्छी लचीलापन होती है, यानी उन्हें पतले तार में, रिबन में खींचा जा सकता है और 0.01 मिमी से कम मोटाई वाली पन्नी में लपेटा जा सकता है। धातु मिश्र धातुओं में लचीलापन कम होता है, लेकिन वे अधिक लोचदार और यांत्रिक रूप से स्थिर होते हैं। सभी धात्विक चालक सामग्रियों की एक विशिष्ट विशेषता उनकी इलेक्ट्रॉनिक चालकता है। बढ़ते तापमान के साथ-साथ यांत्रिक प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप सभी धातु कंडक्टरों की प्रतिरोधकता बढ़ जाती है, जो धातु में स्थायी विरूपण का कारण बनती है।

रोलिंग या ड्राइंग का उपयोग तब किया जाता है जब बढ़ी हुई यांत्रिक शक्ति के साथ कंडक्टर सामग्री प्राप्त करना आवश्यक होता है, उदाहरण के लिए, ओवरहेड लाइन तारों, ट्रॉली तारों आदि के निर्माण में। विकृत धातु कंडक्टरों को उनके पिछले प्रतिरोधकता मूल्य पर वापस लाने के लिए, उन्हें गर्मी के अधीन किया जाता है उपचार - ऑक्सीजन तक पहुंच के बिना एनीलिंग।

विद्युत इन्सुलेशन सामग्री

विद्युत इन्सुलेशन सामग्री, या डाइलेक्ट्रिक्स, वे सामग्रियां हैं जिनका उपयोग इन्सुलेशन प्रदान करने के लिए किया जाता है, यानी, वे विभिन्न विद्युत क्षमता के तहत किसी भी प्रवाहकीय भागों के बीच विद्युत प्रवाह के रिसाव को रोकते हैं। डाइइलेक्ट्रिक्स में बहुत अधिक विद्युत प्रतिरोध होता है। उनकी रासायनिक संरचना के आधार पर, डाइलेक्ट्रिक्स को कार्बनिक और अकार्बनिक में विभाजित किया जाता है। सभी कार्बनिक डाइलेक्ट्रिक्स के अणुओं में मुख्य तत्व कार्बन है। अकार्बनिक डाइलेक्ट्रिक्स में कोई कार्बन नहीं होता है। अकार्बनिक डाइलेक्ट्रिक्स (अभ्रक, चीनी मिट्टी की चीज़ें, आदि) में सबसे अधिक गर्मी प्रतिरोध होता है।

उत्पादन विधि के अनुसार, प्राकृतिक (प्राकृतिक) और सिंथेटिक डाइलेक्ट्रिक्स के बीच अंतर किया जाता है। सिंथेटिक डाइइलेक्ट्रिक्स को इलेक्ट्रिकल और भौतिक रासायनिक गुणों के एक दिए गए सेट के साथ बनाया जा सकता है, यही कारण है कि इन्हें इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

उनके अणुओं की संरचना के आधार पर, डाइलेक्ट्रिक्स को गैर-ध्रुवीय (तटस्थ) और ध्रुवीय में विभाजित किया जाता है। तटस्थ डाइलेक्ट्रिक्स में विद्युत रूप से तटस्थ परमाणु और अणु होते हैं, जिनमें विद्युत क्षेत्र के संपर्क में आने से पहले विद्युत गुण नहीं होते हैं। तटस्थ डाइलेक्ट्रिक्स हैं: पॉलीइथाइलीन, फ्लोरोप्लास्टिक -4, आदि। तटस्थ डाइलेक्ट्रिक्स में, आयनिक क्रिस्टलीय डाइलेक्ट्रिक्स (अभ्रक, क्वार्ट्ज, आदि) प्रतिष्ठित हैं, जिसमें आयनों की प्रत्येक जोड़ी एक विद्युत तटस्थ कण का निर्माण करती है। आयन क्रिस्टल जाली के स्थानों पर स्थित होते हैं। प्रत्येक आयन संतुलन के केंद्र - क्रिस्टल जाली के एक नोड - के निकट कंपनात्मक तापीय गति में है। ध्रुवीय, या द्विध्रुवीय, डाइलेक्ट्रिक्स में ध्रुवीय द्विध्रुवीय अणु होते हैं। उत्तरार्द्ध, उनकी संरचना की विषमता के कारण, उन पर विद्युत क्षेत्र बल के प्रभाव से पहले भी एक प्रारंभिक विद्युत क्षण होता है। ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स में बैकेलाइट, पॉलीविनाइल क्लोराइड आदि शामिल हैं। तटस्थ डाइलेक्ट्रिक्स की तुलना में, ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स में उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक होता है, साथ ही थोड़ी बढ़ी हुई चालकता भी होती है।

एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार, डाइलेक्ट्रिक्स गैसीय, तरल और ठोस होते हैं। सबसे बड़ा ठोस डाइलेक्ट्रिक्स का समूह है। विद्युत इन्सुलेट सामग्री के विद्युत गुणों का मूल्यांकन विद्युत विशेषताओं नामक मात्राओं का उपयोग करके किया जाता है। इनमें शामिल हैं: आयतन प्रतिरोधकता, सतह प्रतिरोधकता, ढांकता हुआ स्थिरांक, ढांकता हुआ स्थिरांक का तापमान गुणांक, ढांकता हुआ हानि स्पर्शरेखा और सामग्री की ढांकता हुआ ताकत।

विशिष्ट आयतन प्रतिरोधकता एक ऐसा मान है जो किसी सामग्री के विद्युत प्रतिरोध का अनुमान लगाना संभव बनाता है जब इसमें प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित होती है। आयतन प्रतिरोधकता के व्युत्क्रम को आयतन चालकता कहा जाता है। विशिष्ट सतह प्रतिरोध एक ऐसा मान है जो किसी सामग्री के विद्युत प्रतिरोध का अनुमान लगाने की अनुमति देता है जब इलेक्ट्रोड के बीच इसकी सतह पर प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित होती है। विशिष्ट सतह प्रतिरोध के व्युत्क्रम को विशिष्ट सतह चालकता कहा जाता है।

विद्युत प्रतिरोधकता का तापमान गुणांक वह मान है जो किसी सामग्री के तापमान में परिवर्तन के साथ उसकी प्रतिरोधकता में परिवर्तन को निर्धारित करता है। बढ़ते तापमान के साथ, सभी ढांकता हुआ का विद्युत प्रतिरोध कम हो जाता है; इसलिए, उनके तापमान प्रतिरोधकता गुणांक में एक नकारात्मक संकेत होता है। ढांकता हुआ स्थिरांक एक मान है जो हमें विद्युत समाई बनाने के लिए किसी सामग्री की क्षमता का मूल्यांकन करने की अनुमति देता है। सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक निरपेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक के मूल्य में शामिल है। ढांकता हुआ स्थिरांक का तापमान गुणांक एक ऐसा मान है जो तापमान में परिवर्तन के साथ ढांकता हुआ स्थिरांक में परिवर्तन की प्रकृति और इसलिए इन्सुलेशन कैपेसिटेंस का मूल्यांकन करना संभव बनाता है। ढांकता हुआ हानि स्पर्शरेखा वह मान है जो वैकल्पिक वोल्टेज पर संचालित ढांकता हुआ में बिजली के नुकसान को निर्धारित करता है।

विद्युत शक्ति एक ऐसा मूल्य है जो हमें विद्युत वोल्टेज द्वारा विनाश का विरोध करने के लिए ढांकता हुआ की क्षमता का मूल्यांकन करने की अनुमति देता है। विद्युत इन्सुलेशन और अन्य सामग्रियों की यांत्रिक शक्ति का आकलन निम्नलिखित विशेषताओं का उपयोग करके किया जाता है: सामग्री की तन्य शक्ति, तन्य बढ़ाव, सामग्री की संपीड़न शक्ति, सामग्री की स्थैतिक झुकने की शक्ति, विशिष्ट प्रभाव शक्ति, विभाजन प्रतिरोध।

डाइलेक्ट्रिक्स की भौतिक रासायनिक विशेषताओं में शामिल हैं: एसिड संख्या, चिपचिपाहट, जल अवशोषण। एसिड संख्या 1 ग्राम ढांकता हुआ में निहित मुक्त एसिड को बेअसर करने के लिए आवश्यक मिलीग्राम पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड की संख्या है। एसिड संख्या तरल डाइलेक्ट्रिक्स, यौगिकों और वार्निश के लिए निर्धारित की जाती है। यह मान हमें ढांकता हुआ में मुक्त एसिड की मात्रा का अनुमान लगाने की अनुमति देता है, और इसलिए कार्बनिक पदार्थों पर उनके प्रभाव की डिग्री का अनुमान लगाता है। मुक्त एसिड की उपस्थिति डाइलेक्ट्रिक्स के विद्युत इन्सुलेट गुणों को ख़राब कर देती है। चिपचिपाहट, या आंतरिक घर्षण का गुणांक, विद्युत इन्सुलेट तरल पदार्थ (तेल, वार्निश, आदि) की तरलता का मूल्यांकन करना संभव बनाता है। श्यानता गतिज या सशर्त हो सकती है। जल अवशोषण एक ढांकता हुआ पानी द्वारा अवशोषित पानी की वह मात्रा है जो आसुत जल में 20 डिग्री सेल्सियस और उससे ऊपर के तापमान पर 24 घंटे तक रहने के बाद होता है। जल अवशोषण की मात्रा सामग्री की सरंध्रता और उसमें पानी में घुलनशील पदार्थों की उपस्थिति को इंगित करती है। जैसे-जैसे यह संकेतक बढ़ता है, डाइलेक्ट्रिक्स के विद्युत इन्सुलेट गुण खराब हो जाते हैं।

ढांकता हुआ की थर्मल विशेषताओं में शामिल हैं: पिघलने बिंदु, नरम बिंदु, ड्रॉप बिंदु, वाष्प फ्लैश बिंदु, प्लास्टिक की गर्मी प्रतिरोध, वार्निश की थर्मोइलास्टिसिटी (गर्मी प्रतिरोध), गर्मी प्रतिरोध, ठंढ प्रतिरोध, उष्णकटिबंधीय प्रतिरोध।

पॉलिमर से बनी फिल्म इलेक्ट्रिकल इंसुलेटिंग सामग्री का व्यापक रूप से इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है। इनमें फिल्में और टेप शामिल हैं। फिल्में 5-250 माइक्रोन की मोटाई के साथ निर्मित होती हैं, और टेप - 0.2-3.0 मिमी। हाई-पॉलीमर फिल्में और टेप अत्यधिक लचीलेपन, यांत्रिक शक्ति और अच्छे विद्युत इन्सुलेट गुणों की विशेषता रखते हैं। पॉलीस्टाइनिन फिल्में 20-100 माइक्रोन की मोटाई और 8-250 मिमी की चौड़ाई के साथ निर्मित की जाती हैं। पॉलीथीन फिल्म की मोटाई आमतौर पर 30-200 माइक्रोन और चौड़ाई 230-1500 मिमी होती है। फ्लोरोप्लास्टिक-4 से फिल्में 5-40 माइक्रोन की मोटाई और 10-200 मिमी की चौड़ाई के साथ बनाई जाती हैं। इस सामग्री से गैर-उन्मुख और गैर-उन्मुख फिल्में भी बनाई जाती हैं। ओरिएंटेड फ्लोरोप्लास्टिक फिल्मों में उच्चतम यांत्रिक और विद्युत विशेषताएं होती हैं।

पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट (लैवसन) फिल्में 25-100 माइक्रोन की मोटाई और 50-650 मिमी की चौड़ाई के साथ निर्मित होती हैं। पीवीसी फिल्में विनाइल प्लास्टिक और प्लास्टिसाइज्ड पॉलीविनाइल क्लोराइड से बनाई जाती हैं। विनाइल प्लास्टिक फिल्मों में यांत्रिक शक्ति अधिक होती है, लेकिन लचीलापन कम होता है। विनाइल प्लास्टिक फिल्मों की मोटाई 100 माइक्रोन या उससे अधिक होती है, और प्लास्टिसाइज्ड पॉलीविनाइल क्लोराइड फिल्मों की मोटाई 20-200 माइक्रोन होती है। सेल्युलोज ट्राईएसीटेट (ट्राईएसीटेट) फिल्में अनप्लास्टिकाइज्ड (कठोर), नीले रंग में रंगी हुई, थोड़ा प्लास्टिकाइज्ड (रंगहीन) और प्लास्टिकाइज्ड (नीले रंग में रंगी हुई) बनाई जाती हैं। उत्तरार्द्ध में महत्वपूर्ण लचीलापन है। ट्राईएसीटेट फिल्में 25, 40 और 70 माइक्रोन की मोटाई और 500 मिमी की चौड़ाई में निर्मित होती हैं। फिल्म-इलेक्ट्रिक कार्डबोर्ड एक लचीली विद्युत इन्सुलेट सामग्री है जिसमें एक तरफ माइलर फिल्म के साथ कवर किए गए इंसुलेटिंग कार्डबोर्ड होते हैं। लैवसन फिल्म पर फिल्म-इलेक्ट्रोकार्डबोर्ड की मोटाई 0.27 और 0.32 मिमी है। यह 500 मिमी चौड़े रोल में निर्मित होता है। फिल्म-एस्बेस्टस कार्डबोर्ड एक लचीली विद्युत इन्सुलेशन सामग्री है जिसमें 50 माइक्रोन मोटी माइलर फिल्म होती है, जो दोनों तरफ 0.12 मिमी मोटे एस्बेस्टस पेपर से ढकी होती है। फिल्म-एस्बेस्टस कार्डबोर्ड 0.3 मिमी की मोटाई के साथ 400 x 400 मिमी (कम नहीं) शीट में निर्मित होता है।

इलेक्ट्रिकल इंसुलेटिंग वार्निश और एनामेल्स

वार्निश फिल्म बनाने वाले पदार्थों के समाधान हैं: रेजिन, बिटुमेन, सुखाने वाले तेल, सेलूलोज़ ईथर या कार्बनिक सॉल्वैंट्स में इन सामग्रियों की संरचना। वार्निश की सुखाने की प्रक्रिया के दौरान, इसमें से सॉल्वैंट्स वाष्पित हो जाते हैं, और वार्निश बेस में भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं, जिससे वार्निश फिल्म का निर्माण होता है। उनके उद्देश्य के अनुसार, विद्युत इन्सुलेटिंग वार्निश को संसेचन, कोटिंग और चिपकने वाले में विभाजित किया जाता है।

विद्युत मशीनों और उपकरणों की वाइंडिंग को उनके घुमावों को सुरक्षित करने, वाइंडिंग की तापीय चालकता बढ़ाने और उनकी नमी प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए संसेचन वार्निश का उपयोग किया जाता है। कोटिंग वार्निश वाइंडिंग्स या प्लास्टिक और अन्य इन्सुलेट भागों की सतह पर सुरक्षात्मक नमी प्रतिरोधी, तेल प्रतिरोधी और अन्य कोटिंग्स बनाना संभव बनाते हैं। चिपकने वाले वार्निश का उद्देश्य अभ्रक शीटों को एक-दूसरे से या कागज और कपड़ों से चिपकाना है ताकि अभ्रक विद्युतरोधी सामग्री (माइकनाइट, माइकालेंटे, आदि) प्राप्त की जा सके।

इनैमल्स वार्निश होते हैं जिनमें पिगमेंट डाले जाते हैं - अकार्बनिक भराव (जिंक ऑक्साइड, टाइटेनियम डाइऑक्साइड, लाल सीसा, आदि)। इनेमल फिल्मों की कठोरता, यांत्रिक शक्ति, नमी प्रतिरोध, झटका प्रतिरोध और अन्य गुणों को बढ़ाने के लिए रंगद्रव्य पेश किए जाते हैं। इनेमल को कोटिंग सामग्री के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

सुखाने की विधि के अनुसार, वार्निश और एनामेल को गर्म (ओवन) और ठंडी (हवा) सुखाने के बीच प्रतिष्ठित किया जाता है। पहले को उनके इलाज के लिए उच्च तापमान की आवश्यकता होती है - 80 से 200 डिग्री सेल्सियस तक, जबकि बाद वाले को कमरे के तापमान पर सुखाया जाता है। गर्म सुखाने वाले वार्निश और एनामेल्स में, एक नियम के रूप में, उच्च ढांकता हुआ, यांत्रिक और अन्य गुण होते हैं। वायु-सुखाने वाले वार्निश और एनामेल्स की विशेषताओं में सुधार करने के साथ-साथ इलाज में तेजी लाने के लिए, उन्हें कभी-कभी ऊंचे तापमान पर सुखाया जाता है - 40 से 80 डिग्री सेल्सियस तक।

वार्निश के मुख्य समूहों में निम्नलिखित विशेषताएं हैं। सूखने के बाद, तेल आधारित वार्निश लचीली, लोचदार, पीली फिल्में बनाते हैं जो नमी और गर्म खनिज तेल के प्रति प्रतिरोधी होती हैं। गर्मी प्रतिरोध के संदर्भ में, इन वार्निश की फिल्में कक्षा ए से संबंधित हैं। तेल वार्निश में, दुर्लभ अलसी और तुंग तेल का उपयोग किया जाता है, इसलिए उन्हें सिंथेटिक रेजिन पर आधारित वार्निश द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जो गर्मी उम्र बढ़ने के प्रति अधिक प्रतिरोधी होते हैं।

तेल-बिटुमेन वार्निश लचीली काली फिल्में बनाते हैं जो नमी के प्रति प्रतिरोधी होती हैं, लेकिन खनिज तेल (ट्रांसफार्मर और चिकनाई वाले तेल) में आसानी से घुल जाती हैं। गर्मी प्रतिरोध के संदर्भ में, ये वार्निश वर्ग ए (105 डिग्री सेल्सियस) से संबंधित हैं। ग्लाइप्थल और तेल-ग्लाइप्थल वार्निश और एनामेल्स में अभ्रक, कागज, कपड़े और प्लास्टिक के लिए अच्छी चिपकने की क्षमता होती है। इन वार्निशों की फिल्मों में गर्मी प्रतिरोध (वर्ग बी) बढ़ गया है। वे गर्म खनिज तेल के प्रतिरोधी हैं, लेकिन 120-130 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म सुखाने की आवश्यकता होती है। असंशोधित ग्लाइप्थल रेजिन पर आधारित शुद्ध ग्लाइप्थल वार्निश कठोर, अनम्य फिल्में बनाते हैं जिनका उपयोग ठोस अभ्रक इन्सुलेशन (हार्ड माइक्रोनाइट्स) के उत्पादन में किया जाता है। सूखने के बाद, तेल-ग्लिफ़थलिक वार्निश लचीली, लोचदार, पीली फिल्म बनाते हैं।

सिलिकॉन वार्निश और एनामेल्स को उच्च गर्मी प्रतिरोध की विशेषता होती है और 180-200 डिग्री सेल्सियस पर लंबे समय तक काम कर सकते हैं, इसलिए उनका उपयोग फाइबरग्लास और अभ्रक इन्सुलेशन के संयोजन में किया जाता है। इसके अलावा, फिल्मों में उच्च नमी प्रतिरोध और बिजली की चिंगारी के प्रति प्रतिरोध होता है।

पॉलीविनाइल क्लोराइड और पर्क्लोरोविनाइल रेजिन पर आधारित वार्निश और एनामेल्स पानी, गर्म तेल, अम्लीय और क्षारीय रसायनों के प्रतिरोधी होते हैं, इसलिए इनका उपयोग वाइंडिंग्स और धातु भागों को जंग से बचाने के लिए कोटिंग वार्निश और एनामेल्स के रूप में किया जाता है। आपको पॉलीविनाइल क्लोराइड और पर्क्लोरोविनाइल वार्निश और एनामेल्स के धातुओं के साथ कमजोर आसंजन पर ध्यान देना चाहिए। उत्तरार्द्ध को पहले प्राइमर की एक परत के साथ लेपित किया जाता है, और फिर पॉलीविनाइल क्लोराइड रेजिन पर आधारित वार्निश या तामचीनी के साथ लेपित किया जाता है। इन वार्निश और एनामेल्स को 20 के साथ-साथ 50-60 डिग्री सेल्सियस पर भी सुखाया जाता है। इस प्रकार की कोटिंग के नुकसान में उनका कम ऑपरेटिंग तापमान शामिल है, जो 60-70 डिग्री सेल्सियस तक होता है।

एपॉक्सी रेजिन पर आधारित वार्निश और एनामेल्स को उच्च चिपकने वाली क्षमता और थोड़ी बढ़ी हुई गर्मी प्रतिरोध (130 डिग्री सेल्सियस तक) की विशेषता है। एल्केड और फेनोलिक रेजिन (फिनोल एल्केड वार्निश) पर आधारित वार्निश में मोटी परतों में सूखने के अच्छे गुण होते हैं और लोचदार फिल्में बनाते हैं जो 120-130 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर लंबे समय तक काम कर सकते हैं। इन वार्निश की फिल्में नमी और तेल प्रतिरोधी होती हैं।

जल-इमल्शन वार्निश नल के पानी में वार्निश बेस के स्थिर इमल्शन हैं। वार्निश बेस सिंथेटिक रेजिन के साथ-साथ सुखाने वाले तेल और उनके मिश्रण से बनाए जाते हैं। जल-इमल्शन वार्निश आग और विस्फोट रोधी होते हैं क्योंकि उनमें ज्वलनशील कार्बनिक विलायक नहीं होते हैं। उनकी कम चिपचिपाहट के कारण, ऐसे वार्निश में अच्छी संसेचन क्षमता होती है। इनका उपयोग 105 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर लंबे समय तक चलने वाली विद्युत मशीनों और उपकरणों की स्थिर और चलती वाइंडिंग के संसेचन के लिए किया जाता है।

विद्युत रोधक यौगिक

यौगिक इन्सुलेटिंग यौगिक होते हैं जो उपयोग के समय तरल होते हैं और फिर कठोर हो जाते हैं। यौगिकों में विलायक नहीं होते हैं। उनके उद्देश्य के अनुसार, इन रचनाओं को संसेचन और भरने में विभाजित किया गया है। उनमें से पहले का उपयोग विद्युत मशीनों और उपकरणों की वाइंडिंग के संसेचन के लिए किया जाता है, दूसरे का उपयोग केबल कपलिंग में गुहाओं को भरने के लिए किया जाता है, साथ ही सीलिंग के उद्देश्य से विद्युत मशीनों और उपकरणों में भी किया जाता है।

यौगिक थर्मोसेट (इलाज के बाद नरम नहीं) और थर्मोप्लास्टिक (बाद में गर्म करने पर नरम) हो सकते हैं। थर्मोसेटिंग यौगिकों में एपॉक्सी, पॉलिएस्टर और कुछ अन्य रेजिन पर आधारित यौगिक शामिल हैं। थर्मोप्लास्टिक्स में बिटुमेन, मोमी डाइलेक्ट्रिक्स और थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर (पॉलीस्टाइरीन, पॉलीसोब्यूटिलीन, आदि) पर आधारित यौगिक शामिल हैं। गर्मी प्रतिरोध के संदर्भ में बिटुमेन पर आधारित संसेचन और कास्टिंग यौगिक वर्ग ए (105 डिग्री सेल्सियस) से संबंधित हैं, और कुछ वर्ग वाई (90 डिग्री सेल्सियस तक) के हैं। एपॉक्सी और ऑर्गेनोसिलिकॉन यौगिकों में सबसे अधिक गर्मी प्रतिरोध होता है।

एमबीसी यौगिक मेथैक्रेलिक एस्टर के आधार पर बनाए जाते हैं और इनका उपयोग संसेचन और पोटिंग यौगिकों के रूप में किया जाता है। 70-100°C (और 20°C पर विशेष हार्डनर के साथ) पर सख्त होने के बाद वे थर्मोसेटिंग पदार्थ होते हैं जिनका उपयोग -55 से +105°C तक के तापमान रेंज में किया जा सकता है।

असिंचित रेशेदार विद्युत इन्सुलेट सामग्री

इस समूह में शीट और रोल सामग्री शामिल है जिसमें कार्बनिक और अकार्बनिक मूल के फाइबर शामिल हैं। कार्बनिक मूल की रेशेदार सामग्री (कागज, कार्डबोर्ड, फाइबर और कपड़े) लकड़ी, कपास और प्राकृतिक रेशम के पौधों के फाइबर से प्राप्त की जाती हैं। इलेक्ट्रिकल इंसुलेटिंग कार्डबोर्ड, कागज और फाइबर में सामान्य नमी की मात्रा 6 से 10% तक होती है। सिंथेटिक फाइबर (नायलॉन) पर आधारित रेशेदार कार्बनिक पदार्थों में नमी की मात्रा 3 से 5% होती है। अकार्बनिक फाइबर (एस्बेस्टस, फाइबरग्लास) के आधार पर उत्पादित सामग्रियों में लगभग समान आर्द्रता देखी जाती है। अकार्बनिक रेशेदार सामग्रियों की विशिष्ट विशेषताएं उनकी गैर-ज्वलनशीलता और उच्च ताप प्रतिरोध (वर्ग सी) हैं। अधिकांश मामलों में ये मूल्यवान गुण तब कम हो जाते हैं जब इन सामग्रियों को वार्निश के साथ लगाया जाता है।

इलेक्ट्रिकल इंसुलेटिंग पेपर आमतौर पर लकड़ी के गूदे से बनाया जाता है। अभ्रक टेप के उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले अभ्रक कागज में सबसे अधिक सरंध्रता होती है। इलेक्ट्रिक कार्डबोर्ड लकड़ी के सेल्युलोज से या विभिन्न अनुपातों में लिए गए कपास के रेशों और लकड़ी (सल्फेट) सेल्युलोज फाइबर के मिश्रण से बनाया जाता है। कपास के रेशों की मात्रा बढ़ाने से कार्डबोर्ड की हीड्रोस्कोपिसिटी और सिकुड़न कम हो जाती है। हवा में काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए इलेक्ट्रिक कार्डबोर्ड में तेल में काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए कार्डबोर्ड की तुलना में सघन संरचना होती है। 0.1-0.8 मिमी की मोटाई वाले कार्डबोर्ड का उत्पादन रोल में किया जाता है, और 1 मिमी और उससे अधिक की मोटाई वाले कार्डबोर्ड का उत्पादन विभिन्न आकारों की शीटों में किया जाता है।

फाइबर एक अखंड सामग्री है जिसे कागज की शीटों को दबाकर, जिंक क्लोराइड के गर्म घोल से पूर्व-उपचारित करके और पानी में धोकर प्राप्त किया जाता है। गर्म पानी में अपने रिक्त स्थान को भिगोने के बाद फाइबर सभी प्रकार के यांत्रिक प्रसंस्करण और मोल्डिंग के लिए उपयुक्त है।

लेदरॉइड एक पतली शीट और रोल फाइबर है जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार के विद्युत इन्सुलेट गास्केट, वॉशर और आकार के उत्पादों के निर्माण के लिए किया जाता है।

एस्बेस्टस कागज, कार्डबोर्ड और टेप क्रिसोटाइल एस्बेस्टस फाइबर से बनाए जाते हैं, जिनमें सबसे अधिक लोच और धागे में बदलने की क्षमता होती है। सभी एस्बेस्टस सामग्री क्षार के प्रति प्रतिरोधी होती हैं, लेकिन एसिड द्वारा आसानी से नष्ट हो जाती हैं।

इलेक्ट्रिकल इंसुलेटिंग ग्लास टेप और कपड़े क्षार-मुक्त या कम-क्षार वाले ग्लास से प्राप्त ग्लास धागों से बनाए जाते हैं। पौधे और एस्बेस्टस फाइबर की तुलना में ग्लास फाइबर का लाभ उनकी चिकनी सतह है, जो हवा से नमी के अवशोषण को कम करता है। कांच के कपड़ों और टेपों का ताप प्रतिरोध एस्बेस्टस से अधिक होता है।

इलेक्ट्रिकल इंसुलेटिंग वार्निश कपड़े (वार्निश कपड़े)

वार्निश कपड़े लचीले पदार्थ होते हैं जिनमें वार्निश या किसी प्रकार के विद्युत इन्सुलेट यौगिक के साथ भिगोए गए कपड़े शामिल होते हैं। सख्त होने के बाद संसेचन वार्निश या संरचना एक लचीली फिल्म बनाती है, जो वार्निश कपड़े के अच्छे विद्युत इन्सुलेट गुण प्रदान करती है। कपड़े के आधार के आधार पर, वार्निश कपड़ों को कपास, रेशम, नायलॉन और कांच (फाइबरग्लास) में विभाजित किया जाता है।

तेल, तेल-बिटुमेन, एस्केपोन और ऑर्गेनोसिलिकॉन वार्निश, साथ ही सिलिकॉन एनामेल्स, सिलिकॉन रबर के समाधान आदि का उपयोग वार्निश कपड़ों के लिए संसेचन रचनाओं के रूप में किया जाता है। रेशम और नायलॉन वार्निश कपड़ों में सबसे बड़ी विस्तारशीलता और लचीलापन है। वे 105 डिग्री सेल्सियस (वर्ग ए) से अधिक तापमान पर काम नहीं कर सकते। सभी सूती वार्निश कपड़े एक ही ताप प्रतिरोध वर्ग के हैं।

वार्निश कपड़ों के अनुप्रयोग के मुख्य क्षेत्र हैं: विद्युत मशीनें, उपकरण और कम वोल्टेज उपकरण। लच्छेदार कपड़ों का उपयोग लचीले मोड़ और नाली इन्सुलेशन के साथ-साथ विभिन्न विद्युत इन्सुलेट गास्केट के लिए किया जाता है।

प्लास्टिक

प्लास्टिक ठोस पदार्थ होते हैं, जो विनिर्माण के एक निश्चित चरण में, प्लास्टिक के गुण प्राप्त कर लेते हैं और इस अवस्था में किसी दिए गए आकार के उत्पादों का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। ये सामग्रियां बाइंडर, फिलर्स, डाई, प्लास्टिसाइज़र और अन्य घटकों से युक्त मिश्रित पदार्थ हैं। प्लास्टिक उत्पादों के उत्पादन के लिए शुरुआती सामग्री प्रेसिंग पाउडर और प्रेसिंग सामग्री हैं। ताप प्रतिरोध के अनुसार प्लास्टिक को थर्मोसेटिंग और थर्मोप्लास्टिक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

लैमिनेटेड इलेक्ट्रिकल इंसुलेटिंग प्लास्टिक

लैमिनेटेड प्लास्टिक ऐसी सामग्रियां हैं जिनमें शीट फिलर (कागज या कपड़ा) और एक बाइंडर की वैकल्पिक परतें शामिल होती हैं। लेमिनेटेड इलेक्ट्रिकल इंसुलेटिंग प्लास्टिक में सबसे महत्वपूर्ण गेटिनैक्स, टेक्स्टोलाइट और फाइबरग्लास हैं। इनमें परतों में व्यवस्थित शीट फिलर्स होते हैं, और बैक्लाइट, एपॉक्सी, ऑर्गेनोसिलिकॉन रेजिन और उनकी रचनाओं का उपयोग बाइंडर्स के रूप में किया जाता है।

विशेष प्रकार के संसेचित कागज (गेटिनाक्स में), सूती कपड़े (टेक्स्टोलाइट में) और क्षार मुक्त कांच के कपड़े (फाइबरग्लास में) का उपयोग भराव के रूप में किया जाता है। सूचीबद्ध फिलर्स को पहले बेक्लाइट या सिलिकॉन वार्निश के साथ लगाया जाता है, सुखाया जाता है और एक निश्चित आकार की शीट में काटा जाता है। तैयार शीट फिलर्स को एक निश्चित मोटाई के बैग में एकत्र किया जाता है और गर्म दबाव के अधीन किया जाता है, जिसके दौरान अलग-अलग शीट रेजिन का उपयोग करके एक दूसरे से मजबूती से जुड़ी होती हैं।

गेटिनैक्स और टेक्स्टोलाइट खनिज तेलों के प्रति प्रतिरोधी हैं, इसलिए इनका व्यापक रूप से तेल से भरे विद्युत उपकरणों और ट्रांसफार्मर में उपयोग किया जाता है। सबसे सस्ती लेमिनेट सामग्री लकड़ी का लेमिनेट (डेल्टा वुड) है। यह बर्च लिबास की पतली शीटों को गर्म दबाने से प्राप्त होता है, जो बैक्लाइट रेजिन के साथ पूर्व-संसेचित होती हैं। डेल्टा लकड़ी का उपयोग तेल में संचालित बिजली संरचनात्मक और विद्युत इन्सुलेट भागों के निर्माण के लिए किया जाता है। बाहर काम करने के लिए, इस सामग्री को नमी से सावधानीपूर्वक सुरक्षा की आवश्यकता होती है।

एस्बेस्टस टेक्स्टोलाइट एक स्तरित विद्युत इन्सुलेटिंग प्लास्टिक है जो बैक्लाइट राल के साथ पूर्व-संसेचित एस्बेस्टस कपड़े की शीटों को गर्म दबाने से प्राप्त होता है। इसका उत्पादन आकार के उत्पादों के साथ-साथ 6 से 60 मिमी की मोटाई वाली शीट और प्लेटों के रूप में किया जाता है। एस्बोगेटिनैक्स एक लेमिनेटेड प्लास्टिक है जो एस्बेस्टस पेपर की शीटों को गर्म दबाने से तैयार होता है जिसमें 20% क्राफ्ट सेल्यूलोज या बिना सेलूलोज़ के एस्बेस्टस पेपर होता है, जिसे एपॉक्सी-फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड बाइंडर के साथ लगाया जाता है।

विचारित स्तरित विद्युत इन्सुलेट सामग्री में से, ऑर्गेनोसिलिकॉन और एपॉक्सी बाइंडर्स पर आधारित फाइबरग्लास लैमिनेट्स में सबसे बड़ी गर्मी प्रतिरोध, सर्वोत्तम विद्युत और यांत्रिक विशेषताएं, नमी प्रतिरोध में वृद्धि और फंगल मोल्ड के प्रतिरोध में वृद्धि होती है।

घाव विद्युत रोधक उत्पाद

घाव विद्युत इन्सुलेशन उत्पाद ठोस ट्यूब और सिलेंडर होते हैं जो गोल धातु की छड़ों पर एक बाइंडर के साथ पूर्व-संसेचित किसी भी रेशेदार सामग्री को घुमाकर बनाए जाते हैं। विशेष प्रकार के घुमावदार या संसेचन कागज, साथ ही सूती कपड़े और फाइबरग्लास कपड़े का उपयोग रेशेदार सामग्री के रूप में किया जाता है। बाइंडर्स बैक्लाइट, एपॉक्सी, सिलिकॉन और अन्य रेजिन हैं।

घाव वाले विद्युत इन्सुलेशन उत्पादों को, धातु की छड़ों के साथ, जिस पर वे घाव हैं, उच्च तापमान पर सुखाया जाता है। घाव के उत्पादों को हीड्रोस्कोपिक बनाने के लिए, उन्हें वार्निश किया जाता है। वार्निश की प्रत्येक परत को ओवन में सुखाया जाता है। ठोस टेक्स्टोलाइट छड़ों को घाव उत्पादों के रूप में भी वर्गीकृत किया जा सकता है, क्योंकि वे बैक्लाइट वार्निश के साथ लगाए गए कपड़ा भराव से घुमावदार रिक्त स्थान द्वारा भी निर्मित होते हैं। इसके बाद, रिक्त स्थान को स्टील के सांचों में गर्म दबाव के अधीन किया जाता है। घाव विद्युत इन्सुलेशन उत्पादों का उपयोग वायु और तेल इन्सुलेशन वाले ट्रांसफार्मर, वायु और तेल स्विच, विभिन्न विद्युत उपकरणों और विद्युत उपकरण घटकों में किया जाता है।

खनिज विद्युत रोधक सामग्री

खनिज विद्युतरोधी सामग्रियों में चट्टानें शामिल हैं: अभ्रक, संगमरमर, स्लेट, सोपस्टोन और बेसाल्ट। इस समूह में पोर्टलैंड सीमेंट और एस्बेस्टस (एस्बेस्टस सीमेंट और एस्बेस्टस प्लास्टिक) से बनी सामग्रियां भी शामिल हैं। अकार्बनिक डाइलेक्ट्रिक्स के इस पूरे समूह को इलेक्ट्रिक आर्क के लिए उच्च प्रतिरोध की विशेषता है और इसमें काफी उच्च यांत्रिक विशेषताएं हैं। थ्रेडिंग के अपवाद के साथ, खनिज डाइलेक्ट्रिक्स (अभ्रक और बेसाल्ट को छोड़कर) को मशीनीकृत किया जा सकता है।

संगमरमर, स्लेट और सोपस्टोन से विद्युत इन्सुलेट उत्पाद पैनलों के लिए बोर्ड और स्विच और कम वोल्टेज स्विच के लिए विद्युत इन्सुलेट बेस के रूप में प्राप्त किए जाते हैं। फ़्यूज्ड बेसाल्ट से बिल्कुल वही उत्पाद केवल सांचों में ढालकर ही प्राप्त किए जा सकते हैं। बेसाल्ट उत्पादों में आवश्यक यांत्रिक और विद्युत विशेषताएं होने के लिए, सामग्री में एक क्रिस्टलीय चरण बनाने के लिए उन्हें गर्मी उपचार के अधीन किया जाता है।

एस्बेस्टस सीमेंट और एस्बेस्टस प्लास्टिक से बने विद्युत इन्सुलेट उत्पाद बोर्ड, आधार, विभाजन और चाप बुझाने वाले कक्ष हैं। इस प्रकार के उत्पाद को बनाने के लिए पोर्टलैंड सीमेंट और एस्बेस्टस फाइबर के मिश्रण का उपयोग किया जाता है। एस्बेस्टस प्लास्टिक उत्पादों को एक द्रव्यमान से ठंडे दबाव द्वारा उत्पादित किया जाता है जिसमें 15% प्लास्टिक पदार्थ (काओलिन या मोल्डिंग क्ले) जोड़ा जाता है। इससे प्रारंभिक दबाव द्रव्यमान की अधिक तरलता प्राप्त होती है, जिससे एस्बेस्टस प्लास्टिक से जटिल प्रोफ़ाइल के विद्युत इन्सुलेट उत्पाद प्राप्त करना संभव हो जाता है।

कई खनिज डाइलेक्ट्रिक्स (अभ्रक के अपवाद के साथ) का मुख्य नुकसान उनकी विद्युत विशेषताओं का निम्न स्तर है, जो बड़ी संख्या में मौजूद छिद्रों और लौह ऑक्साइड की उपस्थिति के कारण होता है। यह घटना केवल कम वोल्टेज उपकरणों में खनिज डाइलेक्ट्रिक्स के उपयोग की अनुमति देती है।

ज्यादातर मामलों में, अभ्रक और बेसाल्ट को छोड़कर सभी खनिज डाइलेक्ट्रिक्स को उपयोग से पहले पैराफिन, बिटुमेन, स्टाइरीन, बैकेलाइट रेजिन आदि के साथ संसेचित किया जाता है। सबसे बड़ा प्रभाव तब प्राप्त होता है जब पहले से ही यंत्रवत् संसाधित खनिज डाइलेक्ट्रिक्स (पैनल, विभाजन, कक्ष, आदि) को संसेचित किया जाता है। .).

संगमरमर और उससे बने उत्पाद तापमान में अचानक परिवर्तन बर्दाश्त नहीं करते हैं और टूट जाते हैं। स्लेट, बेसाल्ट, सोपस्टोन, अभ्रक और एस्बेस्टस सीमेंट अचानक तापमान परिवर्तन के प्रति अधिक प्रतिरोधी हैं।

अभ्रक विद्युत इन्सुलेट सामग्री

इन सामग्रियों में अभ्रक की चादरें होती हैं जिन्हें किसी प्रकार के राल या चिपकने वाले वार्निश का उपयोग करके एक साथ चिपकाया जाता है। चिपकी हुई अभ्रक सामग्री में माइकानाइट्स, माइकाफोलिया और माइकालेंटेस शामिल हैं। चिपकी हुई अभ्रक सामग्री का उपयोग मुख्य रूप से उच्च-वोल्टेज विद्युत मशीनों (जनरेटर, इलेक्ट्रिक मोटर) की वाइंडिंग को इन्सुलेट करने के साथ-साथ कम-वोल्टेज मशीनों और कठोर परिस्थितियों में काम करने वाली मशीनों को इन्सुलेट करने के लिए किया जाता है।

माइकैनाइट कठोर या लचीली शीट सामग्री हैं जो इन रेजिन के आधार पर शेलैक, ग्लिफ़थेलिक, ऑर्गेनोसिलिकॉन और अन्य रेजिन या वार्निश का उपयोग करके तोड़े गए अभ्रक की शीटों को चिपकाकर प्राप्त की जाती हैं।

माइकानाइट के मुख्य प्रकार कलेक्टर, स्पेसर, मोल्डिंग और लचीले हैं। कलेक्टर और स्पेसर माइक्रोनाइट ठोस माइक्रोनाइट के समूह से संबंधित हैं, जो अभ्रक को चिपकाने के बाद, उच्च विशिष्ट दबाव और गर्मी पर दबाए जाते हैं। इन माइकानाइट्स में मोटाई का संकोचन कम और घनत्व अधिक होता है। मोल्डिंग और लचीले माइकानाइट में ढीली संरचना और कम घनत्व होता है।

कलेक्टर माइकानाइट एक ठोस शीट सामग्री है जो अभ्रक शीट से बनी होती है जिसे शेलैक या ग्लाइप्थल रेजिन या इन रेजिन के आधार पर वार्निश का उपयोग करके एक साथ चिपकाया जाता है। विद्युत मशीनों के संग्राहकों में काम करते समय यांत्रिक शक्ति सुनिश्चित करने के लिए, इन माइकानाइट्स में 4% से अधिक चिपकने वाला नहीं डाला जाता है।

स्पेसर माइकानाइट एक ठोस शीट सामग्री है जो तोड़ कर निकाले गए अभ्रक की शीटों से बनाई जाती है, जिन्हें शेलैक या ग्लाइप्थल रेजिन या उन पर आधारित वार्निश का उपयोग करके एक साथ चिपकाया जाता है। चिपकाने के बाद कुशनिंग माइकानाइट की शीटों को दबाया जाता है। इस सामग्री में 75-95% अभ्रक और 25-5% चिपकने वाला पदार्थ होता है।

मोल्डिंग माइकानाइट एक ठोस शीट सामग्री है जो तोड़ी गई अभ्रक की शीटों से बनाई जाती है, जिन्हें शेलैक, ग्लिफ़थेलिक या ऑर्गेनोसिलिकॉन रेजिन या उनके आधार पर वार्निश का उपयोग करके एक साथ चिपकाया जाता है। चिपकाने के बाद मोल्डिंग माइक्रोनाइट की शीटों को 140-150°C के तापमान पर दबाया जाता है।

लचीली माइकानाइट एक शीट सामग्री है जो कमरे के तापमान पर लचीली होती है। इसे तोड़े गए अभ्रक की शीटों से बनाया जाता है, जिन्हें तेल-बिटुमेन, तेल-ग्लिफ़थेलिक या सिलिकॉन वार्निश (बिना ड्रायर के) से चिपकाकर लचीली फिल्में बनाई जाती हैं।

यांत्रिक शक्ति बढ़ाने के लिए कुछ प्रकार के लचीले माइकानाइट को दोनों तरफ अभ्रक कागज से ढक दिया जाता है। लचीला ग्लास फाइबर एक शीट सामग्री है जो कमरे के तापमान पर लचीली होती है। यह एक प्रकार का लचीला माइकानाइट है, जो बढ़ी हुई यांत्रिक शक्ति और गर्मी के प्रति बढ़े हुए प्रतिरोध की विशेषता रखता है। यह सामग्री तोड़ी गई अभ्रक की शीटों से बनाई जाती है, जिन्हें सिलिकॉन या तेल-ग्लिफ़थलिक वार्निश के साथ चिपकाकर लचीली गर्मी प्रतिरोधी फिल्में बनाई जाती हैं। लचीले फ़ाइबरग्लास की शीट दोनों तरफ या एक तरफ क्षार-मुक्त फ़ाइबरग्लास से ढकी होती हैं।

मिकाफ़ोलिया एक रोल या शीट विद्युत इन्सुलेट सामग्री है, जिसे गर्म अवस्था में ढाला जाता है। इसमें एक या कई, आमतौर पर दो या तीन, अभ्रक शीट की परतें एक साथ चिपकी होती हैं और 0.05 मिमी मोटी कागज की शीट के साथ, या फाइबरग्लास के साथ, या फाइबरग्लास जाल के साथ होती हैं। चिपकने वाले वार्निश के रूप में शेलैक, ग्लाइप्थल, पॉलिएस्टर या ऑर्गेनोसिलिकॉन का उपयोग किया जाता है।

अभ्रक टेप एक लुढ़का हुआ विद्युत रोधक पदार्थ है जो कमरे के तापमान पर लचीला होता है। इसमें तोड़े गए अभ्रक की चादरों की एक परत होती है, जो एक साथ चिपकी होती है और एक या दोनों तरफ पतले अभ्रक कागज, फाइबरग्लास या फाइबरग्लास की जाली से ढकी होती है। चिपकने वाले वार्निश के रूप में तेल-बिटुमेन, तेल-ग्लिफ़थलिक, ऑर्गेनोसिलिकॉन और रबर समाधान का उपयोग किया जाता है।

मिकासिल्क एक लुढ़का हुआ विद्युत इन्सुलेशन सामग्री है, जो कमरे के तापमान पर लचीला है। मिकासिल्क माइकैलेन्टे की किस्मों में से एक है, लेकिन बढ़ी हुई यांत्रिक तन्य शक्ति के साथ। इसमें तोड़े गए अभ्रक की चादरों की एक परत होती है, जो एक साथ चिपकी होती है और एक तरफ प्राकृतिक रेशम से बने कपड़े से और दूसरी तरफ अभ्रक कागज से ढकी होती है। तेल-ग्लिफ़थेलिक या तेल-बिटुमेन वार्निश का उपयोग चिपकने वाले वार्निश के रूप में किया जाता था, जिससे लचीली फिल्में बनती थीं।

मिकाफ़ैट एक रोल या शीट विद्युत इन्सुलेट सामग्री है जो कमरे के तापमान पर लचीली होती है। अभ्रक कपड़े में तोड़े गए अभ्रक की कई परतें होती हैं, जो एक साथ चिपकी होती हैं और दोनों तरफ सूती कपड़े (पर्केल) या अभ्रक कागज से एक तरफ और दूसरी तरफ कपड़े से ढकी होती हैं।

माइकालेक्स एक अभ्रक प्लास्टिक है जिसे पाउडर अभ्रक और कांच के मिश्रण से दबाकर बनाया जाता है। दबाने के बाद, उत्पादों को ताप उपचार (सुखाने) के अधीन किया जाता है। मिकलेक्स का उत्पादन प्लेटों और छड़ों के साथ-साथ विद्युत इन्सुलेट उत्पादों (पैनल, स्विच के लिए आधार, वायु कैपेसिटर इत्यादि) के रूप में किया जाता है। मिकलेक्स उत्पादों को दबाते समय, उनमें धातु के हिस्से जोड़े जा सकते हैं। ये उत्पाद सभी प्रकार के यांत्रिक प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त हैं।

अभ्रक विद्युत इन्सुलेट सामग्री

प्राकृतिक अभ्रक विकसित करते समय और तोड़े गए अभ्रक के आधार पर विद्युत इन्सुलेशन सामग्री का निर्माण करते समय, बड़ी मात्रा में अपशिष्ट बच जाता है। उनके पुनर्चक्रण से नई विद्युत रोधक सामग्री - अभ्रक प्राप्त करना संभव हो जाता है। इस प्रकार की सामग्री अभ्रक कागज से बनाई जाती है, जिसे पहले किसी प्रकार के चिपकने वाले (रेजिन, वार्निश) से उपचारित किया जाता है। कठोर या लचीली अभ्रक विद्युत रोधक सामग्री अभ्रक कागज से चिपकने वाले वार्निश या रेजिन के साथ चिपकाकर और बाद में गर्म दबाव द्वारा प्राप्त की जाती है। चिपकने वाले रेजिन को सीधे तरल अभ्रक द्रव्यमान - अभ्रक निलंबन में पेश किया जा सकता है। सबसे महत्वपूर्ण अभ्रक सामग्रियों में निम्नलिखित का उल्लेख अवश्य किया जाना चाहिए।

स्लुडिनाईट कलेक्टर एक ठोस शीट सामग्री है, जो मोटाई में अंशांकित होती है। इसे शेलैक वार्निश से उपचारित अभ्रक कागज की गर्म दबाव वाली शीटों द्वारा प्राप्त किया जाता है। संग्राहक अभ्रक का उत्पादन 215 x 400 मिमी से 400 x 600 मिमी तक के आकार की शीटों में किया जाता है।

अभ्रक कुशनिंग एक ठोस शीट सामग्री है जो चिपकने वाले वार्निश के साथ लगाए गए अभ्रक कागज की गर्म दबाने वाली शीटों द्वारा प्राप्त की जाती है। स्पेसर अभ्रक का उत्पादन 200 x 400 मिमी मापने वाली शीटों में किया जाता है। सामान्य और बढ़ी हुई ओवरहीटिंग वाली विद्युत मशीनों और उपकरणों के लिए इससे ठोस गैसकेट और वॉशर बनाए जाते हैं।

मोल्डिंग ग्लास अभ्रक एक कठोर शीट सामग्री है जो ठंडा होने पर और गर्म होने पर लचीला होता है। इसे फ़ाइबरग्लास सबस्ट्रेट्स पर अभ्रक कागज चिपकाकर प्राप्त किया जाता है। मोल्डिंग गर्मी प्रतिरोधी ग्लास अभ्रक एक ठोस शीट सामग्री है जिसे गर्म अवस्था में ढाला जाता है। यह गर्मी प्रतिरोधी सिलिकॉन वार्निश का उपयोग करके अभ्रक कागज की शीटों को फाइबरग्लास से चिपकाकर बनाया जाता है। इसका उत्पादन 250 x 350 मिमी या अधिक आकार की शीटों में किया जाता है। इस सामग्री ने यांत्रिक तन्यता शक्ति बढ़ा दी है।

स्लुडिनाइट फ्लेक्सिबल एक शीट सामग्री है जो कमरे के तापमान पर लचीली होती है। इसका निर्माण अभ्रक कागज की शीटों को चिपकाने के बाद गर्म दबाव से किया जाता है। पॉलिएस्टर या सिलिकॉन वार्निश का उपयोग बाइंडर के रूप में किया जाता है। अधिकांश प्रकार के लचीले अभ्रक एक या दोनों तरफ फाइबरग्लास से ढके होते हैं। लचीला ग्लास अभ्रक (गर्मी प्रतिरोधी) एक शीट सामग्री है जो कमरे के तापमान पर लचीली होती है। इसका उत्पादन ऑर्गनोसिलिकॉन वार्निश का उपयोग करके अभ्रक कागज की एक या कई शीटों को फाइबरग्लास या फाइबरग्लास जाल से चिपकाकर किया जाता है। चिपकाने के बाद, सामग्री को गर्म दबाया जाता है। यांत्रिक शक्ति बढ़ाने के लिए इसे एक या दोनों तरफ फाइबरग्लास से ढका जाता है।

स्लुडिनिटोफोलियम एक रोल या शीट सामग्री है, जो गर्म होने पर लचीली होती है, जिसे 0.05 मिमी मोटे टेलीफोन पेपर के साथ अभ्रक पेपर की एक या कई शीटों को चिपकाकर प्राप्त किया जाता है, जिसका उपयोग लचीले सब्सट्रेट के रूप में किया जाता है। इस सामग्री के अनुप्रयोग का दायरा तोड़े गए अभ्रक पर आधारित माइकाफ़ोलिया के समान ही है। स्लुडिनिटोफोलियम का उत्पादन 320-400 मिमी चौड़े रोल में किया जाता है।

अभ्रक टेप एक लुढ़का हुआ गर्मी प्रतिरोधी पदार्थ है, जो कमरे के तापमान पर लचीला होता है, जिसमें एक या दोनों तरफ फाइबरग्लास जाल या फाइबरग्लास से ढका हुआ अभ्रक कागज होता है। अभ्रक टेप मुख्य रूप से 15, 20, 23, 25, 30 और 35 मिमी की चौड़ाई वाले रोलर्स में निर्मित होते हैं, कम अक्सर रोल में।

ग्लास-अभ्रक टेप एक लुढ़का हुआ, ठंडा-लचीला पदार्थ है जिसमें अभ्रक कागज, फाइबरग्लास जाल और अभ्रक कागज होता है, जो एपॉक्सी-पॉलिएस्टर वार्निश से चिपका और संसेचित होता है। टेप की सतह यौगिक की चिपचिपी परत से ढकी होती है। यह 15, 20, 23, 30, 35 मिमी की चौड़ाई वाले रोलर्स में निर्मित होता है।

ग्लास अभ्रक इलेक्ट्रोकार्डबोर्ड एक शीट सामग्री है जो कमरे के तापमान पर लचीली होती है। इसे वार्निश का उपयोग करके अभ्रक कागज, विद्युत कार्डबोर्ड और फाइबरग्लास को चिपकाकर प्राप्त किया जाता है। 500 x 650 मिमी मापने वाली शीटों में उपलब्ध है।

अभ्रक-प्लास्टिक विद्युत इन्सुलेट सामग्री

सभी अभ्रक-प्लास्टिक सामग्री अभ्रक-प्लास्टिक कागज की शीटों को चिपकाने और दबाने से निर्मित होती हैं। उत्तरार्द्ध एक लोचदार तरंग द्वारा कणों के यांत्रिक कुचलने के परिणामस्वरूप गैर-औद्योगिक अभ्रक अपशिष्ट से प्राप्त किया जाता है। अभ्रक-प्लास्टिक सामग्रियों की तुलना में, अभ्रक-प्लास्टिक सामग्रियों में अधिक यांत्रिक शक्ति होती है, लेकिन वे कम सजातीय होती हैं, क्योंकि उनमें अभ्रक-प्लास्टिक की तुलना में बड़े कण होते हैं। सबसे महत्वपूर्ण अभ्रक-प्लास्टिक विद्युत रोधक सामग्री निम्नलिखित हैं।

कलेक्टर अभ्रक प्लास्टिक मोटाई में अंशांकित एक ठोस शीट सामग्री है। यह अभ्रक कागज की गर्म दबाव वाली शीटों द्वारा प्राप्त किया जाता है, जो चिपकने वाली परत के साथ पूर्व-लेपित होती हैं। 215 x 465 मिमी मापने वाली शीटों में उपलब्ध है।

अभ्रक कुशनिंग एक ठोस शीट सामग्री है जो बाइंडर की एक परत के साथ लेपित अभ्रक कागज की शीटों को गर्म दबाकर बनाई जाती है। 520 x 850 मिमी मापने वाली शीटों में उपलब्ध है।

मोल्डिंग अभ्रक एक दबाया हुआ शीट पदार्थ है जो ठंडा होने पर कठोर होता है और गर्म होने पर ढलने में सक्षम होता है। 200 x 400 मिमी से 520 x 820 मिमी तक के आकार की शीट में उपलब्ध है।

लचीला अभ्रक एक दबी हुई शीट सामग्री है जो कमरे के तापमान पर लचीली होती है। 200 x 400 मिमी से 520 x 820 मिमी तक के आकार की शीट में उपलब्ध है। लचीला ग्लास अभ्रक प्लास्टिक एक दबाई हुई शीट सामग्री है, जो कमरे के तापमान पर लचीली होती है, जिसमें अभ्रक कागज की कई परतें होती हैं, जो एक तरफ फाइबरग्लास से ढकी होती हैं, और दूसरी तरफ फाइबरग्लास जाल से या दोनों तरफ फाइबरग्लास जाल से ढकी होती हैं। 250 x 500 मिमी से 500 x 850 मिमी तक के आकार की शीट में उपलब्ध है।

अभ्रक-प्लास्टिक फोलियम एक लुढ़का हुआ या शीट सामग्री है, जो गर्म अवस्था में लचीला और ढाला जा सकता है, जो अभ्रक-प्लास्टिक कागज की कई शीटों को चिपकाकर प्राप्त किया जाता है और एक तरफ टेलीफोन पेपर के साथ या इसके बिना चिपकाया जाता है।

अभ्रक प्लास्टिक टेप कमरे के तापमान पर लचीला एक रोल सामग्री है, जिसमें दोनों तरफ अभ्रक कागज से ढका हुआ अभ्रक प्लास्टिक कागज होता है। यह सामग्री 12, 15, 17, 24, 30 और 34 मिमी की चौड़ाई वाले रोलर्स में उपलब्ध है।

गर्मी प्रतिरोधी ग्लास अभ्रक प्लास्टिक टेप कमरे के तापमान पर लचीली एक सामग्री है, जिसमें अभ्रक कागज की एक परत होती है, जो एक या दोनों तरफ सिलिकॉन वार्निश का उपयोग करके फाइबरग्लास या फाइबरग्लास जाल से ढकी होती है। सामग्री 15, 20, 25, 30 और 35 मिमी की चौड़ाई वाले रोलर्स में निर्मित होती है।

इलेक्ट्रोसिरेमिक सामग्री और चश्मा

इलेक्ट्रोसेरेमिक सामग्री कृत्रिम ठोस पदार्थ हैं जो विभिन्न खनिजों (मिट्टी, तालक, आदि) और एक निश्चित अनुपात में लिए गए अन्य पदार्थों से युक्त प्रारंभिक सिरेमिक द्रव्यमान के ताप उपचार (फायरिंग) के परिणामस्वरूप प्राप्त होते हैं। सिरेमिक द्रव्यमान से विभिन्न इलेक्ट्रोसिरेमिक उत्पाद प्राप्त होते हैं: इंसुलेटर, कैपेसिटर, आदि।

इन उत्पादों की उच्च तापमान फायरिंग के दौरान, क्रिस्टलीय और कांच जैसी संरचना के नए पदार्थों के निर्माण के साथ प्रारंभिक पदार्थों के कणों के बीच जटिल भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं।

इलेक्ट्रोसिरेमिक सामग्रियों को 3 समूहों में विभाजित किया गया है: वे सामग्रियां जिनसे इंसुलेटर बनाए जाते हैं (इंसुलेटिंग सिरेमिक), वे सामग्रियां जिनसे कैपेसिटर बनाए जाते हैं (कैपेसिटर सिरेमिक), और फेरोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्री, जिनमें ढांकता हुआ स्थिरांक और पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के असामान्य रूप से उच्च मूल्य होते हैं। बाद वाले का उपयोग रेडियो इंजीनियरिंग में किया जाता है। सभी इलेक्ट्रोसेरेमिक सामग्रियों को उच्च गर्मी प्रतिरोध, मौसम प्रतिरोध, विद्युत स्पार्क्स और आर्क के प्रतिरोध की विशेषता होती है, और उनमें अच्छे विद्युत इन्सुलेट गुण और काफी उच्च यांत्रिक शक्ति होती है।

इलेक्ट्रोसेरेमिक सामग्रियों के साथ-साथ कई प्रकार के इंसुलेटर कांच के बने होते हैं। इन्सुलेटर के उत्पादन के लिए कम-क्षार और क्षार ग्लास का उपयोग किया जाता है। अधिकांश प्रकार के उच्च वोल्टेज इंसुलेटर टेम्पर्ड ग्लास से बनाए जाते हैं। टेम्पर्ड ग्लास इंसुलेटर यांत्रिक शक्ति में पोर्सिलेन इंसुलेटर से बेहतर होते हैं।

चुंबकीय सामग्री

वे मात्राएँ जिनके द्वारा पदार्थों के चुंबकीय गुणों का आकलन किया जाता है, चुंबकीय विशेषताएँ कहलाती हैं। इनमें शामिल हैं: पूर्ण चुंबकीय पारगम्यता, सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता, चुंबकीय पारगम्यता का तापमान गुणांक, अधिकतम चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा, आदि। सभी चुंबकीय सामग्रियों को दो मुख्य समूहों में विभाजित किया गया है: नरम चुंबकीय और कठोर चुंबकीय।

चुंबकीय रूप से नरम सामग्री को कम हिस्टैरिसीस नुकसान (चुंबकीय हिस्टैरिसीस - बाहरी चुंबकीय क्षेत्र से किसी शरीर के चुंबकीयकरण में अंतराल) की विशेषता होती है। उनके पास अपेक्षाकृत बड़े चुंबकीय पारगम्यता मूल्य, कम बलपूर्वक बल और अपेक्षाकृत उच्च संतृप्ति प्रेरण है। इन सामग्रियों का उपयोग ट्रांसफार्मर, विद्युत मशीनों और उपकरणों, चुंबकीय स्क्रीन और अन्य उपकरणों के चुंबकीय कोर के निर्माण के लिए किया जाता है जहां कम ऊर्जा हानि के साथ चुंबकीयकरण की आवश्यकता होती है।

कठोर चुंबकीय सामग्रियों को बड़े हिस्टैरिसीस नुकसान की विशेषता होती है, यानी, उनके पास उच्च जबरदस्त बल और उच्च अवशिष्ट प्रेरण होता है। ये सामग्रियां, चुम्बकित होने के कारण, परिणामी चुंबकीय ऊर्जा को लंबे समय तक बनाए रख सकती हैं, यानी, वे एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र के स्रोत बन जाती हैं। स्थायी चुम्बक बनाने के लिए कठोर चुम्बकीय पदार्थों का उपयोग किया जाता है।

उनके आधार के अनुसार, चुंबकीय सामग्रियों को धात्विक, अधात्विक और मैग्नेटोडायइलेक्ट्रिक्स में विभाजित किया जाता है। धात्विक चुंबकीय रूप से नरम सामग्रियों में शामिल हैं: शुद्ध (इलेक्ट्रोलाइटिक) लोहा, शीट इलेक्ट्रिकल स्टील, आयरन-आर्मको, पर्मलॉय (लोहा-निकल मिश्र धातु), आदि। धात्विक चुंबकीय रूप से कठोर सामग्रियों में शामिल हैं: मिश्र धातु स्टील्स, लोहे और एल्यूमीनियम और निकल और मिश्र धातु पर आधारित विशेष मिश्र धातु घटक (कोबाल्ट, सिलिकॉन, आदि)। गैर-धात्विक चुंबकीय सामग्रियों में फेराइट शामिल हैं। ये कुछ धातुओं के ऑक्साइड और आयरन ऑक्साइड के पाउडर मिश्रण से प्राप्त सामग्री हैं। दबाए गए फेराइट उत्पादों (कोर, रिंग आदि) को 1300-1500 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर जलाया जाता है। फेराइट या तो चुंबकीय रूप से नरम होते हैं या चुंबकीय रूप से कठोर होते हैं।

मैग्नेटोडायइलेक्ट्रिक्स मिश्रित सामग्री है जिसमें 70-80% पाउडर चुंबकीय सामग्री और 30-20% कार्बनिक उच्च-बहुलक ढांकता हुआ होता है। फेराइट्स और मैग्नेटोडायइलेक्ट्रिक्स उच्च मात्रा प्रतिरोधकता मूल्यों में धातु चुंबकीय सामग्रियों से भिन्न होते हैं, जो तेजी से एड़ी वर्तमान नुकसान को कम करते हैं। यह इन सामग्रियों को उच्च-आवृत्ति प्रौद्योगिकी में उपयोग करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, फेराइट्स में व्यापक आवृत्ति रेंज पर स्थिर चुंबकीय विशेषताएं होती हैं।

इलेक्ट्रिकल शीट स्टील

इलेक्ट्रिकल स्टील एक नरम चुंबकीय सामग्री है। चुंबकीय विशेषताओं को बेहतर बनाने के लिए इसमें सिलिकॉन मिलाया जाता है, जिससे स्टील की प्रतिरोधकता बढ़ जाती है, जिससे भंवर धारा हानि में कमी आती है। यह स्टील 0.1 की मोटाई वाली शीट के रूप में निर्मित होता है; 0.2; 0.35; 0.5; 1.0 मिमी, चौड़ाई 240 से 1000 मिमी और लंबाई 720 से 2000 मिमी।

पर्मलोय

ये सामग्रियां 36 से 80% निकल सामग्री के साथ लौह-निकल मिश्र धातु हैं। पर्मलोय की कुछ विशेषताओं को बेहतर बनाने के लिए उनकी संरचना में क्रोमियम, मोलिब्डेनम, तांबा आदि मिलाया जाता है। सभी पर्मालॉय की विशिष्ट विशेषताएं कमजोर चुंबकीय क्षेत्रों में उनका आसान चुंबकत्व और विद्युत प्रतिरोधकता के बढ़े हुए मूल्य हैं।

पर्मालोय लचीले मिश्रधातु हैं, जिन्हें आसानी से 0.02 मिमी या उससे कम मोटाई वाली शीट और पट्टियों में लपेटा जा सकता है। उनकी बढ़ी हुई प्रतिरोधकता और चुंबकीय विशेषताओं की स्थिरता के कारण, पर्मलॉय का उपयोग 200-500 kHz की आवृत्तियों तक किया जा सकता है। पर्मालोय विरूपण के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं, जिससे उनकी मूल चुंबकीय विशेषताओं में गिरावट आती है। विकृत पर्मालॉय भागों की चुंबकीय विशेषताओं के मूल स्तर को बहाल करने के लिए उन्हें कड़ाई से विकसित शासन के अनुसार गर्मी उपचार द्वारा प्राप्त किया जाता है।

कठोर चुंबकीय सामग्री

चुंबकीय रूप से कठोर सामग्रियों में बलपूर्वक बल और उच्च अवशिष्ट प्रेरण के बड़े मूल्य होते हैं, और इसलिए, चुंबकीय ऊर्जा के बड़े मूल्य होते हैं। कठोर चुंबकीय सामग्री में शामिल हैं:

• मार्टेंसाइट से कठोर मिश्रधातु (क्रोमियम, टंगस्टन या कोबाल्ट से मिश्रित इस्पात);
• फैलाव सख्त करने वाले लौह-निकल-एल्यूमीनियम गैर-निंदनीय मिश्र धातु (अलनी, अलनिको, आदि);
• लोहा, कोबाल्ट और वैनेडियम (विकलोय) पर आधारित या लौह, कोबाल्ट, मोलिब्डेनम (कोमोल) पर आधारित निंदनीय मिश्र धातु;
• उत्कृष्ट धातुओं (प्लैटिनम - लोहा; चांदी - मैंगनीज - एल्युमीनियम, आदि) पर आधारित बहुत उच्च प्रबलता वाले मिश्र धातु;
• धातु-सिरेमिक गैर-निंदनीय सामग्री, पाउडर घटकों को दबाकर और उसके बाद दबाए गए उत्पादों (चुंबक) को जलाकर प्राप्त की जाती है;
• चुंबकीय रूप से कठोर फेराइट;
• चुंबकीय रूप से कठोर सामग्री के कणों और एक बाइंडर (सिंथेटिक राल) से युक्त पाउडर को दबाने से प्राप्त धातु-प्लास्टिक गैर-निंदनीय सामग्री;
• मैग्नेटोएलास्टिक सामग्री (मैग्नेटोएलास्ट्स), जिसमें चुंबकीय रूप से कठोर सामग्री का पाउडर और एक लोचदार बाइंडर (रबर, रबर) होता है।

धातु-प्लास्टिक और मैग्नेटोइलास्टिक मैग्नेट का अवशिष्ट प्रेरण समान कठोर चुंबकीय सामग्री (अलनी, अलनिको, आदि) से बने कास्ट मैग्नेट की तुलना में 20-30% कम है।

फेराइट

फेराइट गैर-धातु चुंबकीय सामग्री हैं जो विशेष रूप से चयनित धातु ऑक्साइड और आयरन ऑक्साइड के मिश्रण से बनाई जाती हैं। फेराइट का नाम द्विसंयोजक धातु के नाम से निर्धारित होता है, जिसका ऑक्साइड फेराइट का हिस्सा है। इसलिए, यदि फेराइट में जिंक ऑक्साइड होता है, तो फेराइट को जिंक कहा जाता है; यदि सामग्री में मैंगनीज ऑक्साइड मिलाया जाए - मैंगनीज।

जटिल (मिश्रित) फेराइट का उपयोग प्रौद्योगिकी में किया जाता है, जिसमें साधारण फेराइट की तुलना में उच्च चुंबकीय विशेषताएं और अधिक प्रतिरोधकता होती है। जटिल फेराइट के उदाहरण निकल-जस्ता, मैंगनीज-जस्ता आदि हैं।

सभी फेराइट एक पॉलीक्रिस्टलाइन संरचना के पदार्थ हैं, जो 1100-1300 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर विभिन्न ऑक्साइड के सिंटरिंग पाउडर के परिणामस्वरूप धातु ऑक्साइड से प्राप्त होते हैं। फेराइट को केवल एक अपघर्षक उपकरण के साथ संसाधित किया जा सकता है। वे चुंबकीय अर्धचालक हैं. यह उन्हें उच्च-आवृत्ति चुंबकीय क्षेत्रों में उपयोग करने की अनुमति देता है, क्योंकि भंवर धाराओं के कारण उनका नुकसान नगण्य है।

अर्धचालक सामग्री और उत्पाद

अर्धचालकों में बड़ी संख्या में सामग्रियां शामिल होती हैं जो आंतरिक संरचना, रासायनिक संरचना और विद्युत गुणों में एक दूसरे से भिन्न होती हैं। उनकी रासायनिक संरचना के अनुसार, क्रिस्टलीय अर्धचालक सामग्रियों को 4 समूहों में विभाजित किया गया है:

1. एक तत्व के परमाणुओं से युक्त सामग्री: जर्मेनियम, सिलिकॉन, सेलेनियम, फॉस्फोरस, बोरॉन, इंडियम, गैलियम, आदि;
2. धातु ऑक्साइड से युक्त सामग्री: क्यूप्रस ऑक्साइड, जिंक ऑक्साइड, कैडमियम ऑक्साइड, टाइटेनियम डाइऑक्साइड, आदि;
3. तत्वों की मेंडेलीव प्रणाली के तीसरे और पांचवें समूहों के परमाणुओं के यौगिकों पर आधारित सामग्री, एक सामान्य सूत्र द्वारा निरूपित और एंटीमोनाइड्स कहलाती है। इस समूह में इंडियम, गैलियम आदि के साथ सुरमा के यौगिक, दूसरे और छठे समूह के परमाणुओं के यौगिक, साथ ही चौथे समूह के परमाणुओं के यौगिक शामिल हैं;
4. कार्बनिक मूल के अर्धचालक पदार्थ, उदाहरण के लिए पॉलीसाइक्लिक सुगंधित यौगिक: एन्थ्रेसीन, नेफ़थलीन, आदि।

क्रिस्टल संरचना के अनुसार, अर्धचालक सामग्रियों को 2 समूहों में विभाजित किया जाता है: मोनोक्रिस्टलाइन और पॉलीक्रिस्टलाइन अर्धचालक। पहले समूह में बड़े एकल क्रिस्टल (एकल क्रिस्टल) के रूप में प्राप्त सामग्री शामिल है। इनमें जर्मेनियम और सिलिकॉन शामिल हैं, जिनसे रेक्टिफायर और अन्य अर्धचालक उपकरणों के लिए प्लेटें काटी जाती हैं।

सामग्रियों का दूसरा समूह अर्धचालक है, जिसमें एक-दूसरे से जुड़े कई छोटे क्रिस्टल होते हैं। पॉलीक्रिस्टलाइन अर्धचालक हैं: सेलेनियम, सिलिकॉन कार्बाइड, आदि।

वॉल्यूमेट्रिक प्रतिरोधकता के संदर्भ में, अर्धचालक कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं। उनमें से कुछ उच्च वोल्टेज के संपर्क में आने पर विद्युत प्रतिरोध को तेजी से कम कर देते हैं। इस घटना का उपयोग बिजली लाइनों की सुरक्षा के लिए वाल्व-प्रकार के अरेस्टर में किया गया है। अन्य अर्धचालक प्रकाश के संपर्क में आने पर नाटकीय रूप से अपना प्रतिरोध कम कर देते हैं। इसका उपयोग फोटोसेल और फोटोरेसिस्टर्स में किया जाता है। अर्धचालकों के लिए एक सामान्य गुण यह है कि उनमें इलेक्ट्रॉन और छिद्र चालकता होती है।

इलेक्ट्रोकार्बन उत्पाद (इलेक्ट्रिक मशीनों के लिए ब्रश)

इस प्रकार के उत्पाद में विद्युत मशीनों के लिए ब्रश, आर्क भट्टियों के लिए इलेक्ट्रोड, संपर्क भाग आदि शामिल हैं। इलेक्ट्रोकार्बन उत्पादों को मूल पाउडर द्रव्यमान से दबाकर, उसके बाद फायरिंग करके बनाया जाता है।

प्रारंभिक चूर्ण द्रव्यमान कार्बनयुक्त पदार्थों (ग्रेफाइट, कालिख, कोक, एन्थ्रेसाइट, आदि), बाइंडरों और प्लास्टिक बनाने वाले पदार्थों (कोयला और सिंथेटिक टार, पिच, आदि) के मिश्रण से बने होते हैं। कुछ पाउडर में बाइंडर नहीं होता है।

विद्युत मशीनों के लिए ब्रश ग्रेफाइट, कार्बन-ग्रेफाइट, इलेक्ट्रोग्रेफाइट, धातु-ग्रेफाइट हैं। ग्रेफाइट ब्रश प्राकृतिक ग्रेफाइट से बिना किसी बाइंडर (मुलायम ग्रेड) के और बाइंडर (हार्ड ग्रेड) के उपयोग से बनाए जाते हैं। ग्रेफाइट ब्रश नरम होते हैं और ऑपरेशन के दौरान कम शोर पैदा करते हैं। कार्बन-ग्रेफाइट ब्रश अन्य कार्बन सामग्री (कोक, कालिख) के साथ, बाइंडरों की शुरूआत के साथ ग्रेफाइट से बनाए जाते हैं। ताप उपचार के बाद प्राप्त ब्रशों को तांबे की एक पतली परत (इलेक्ट्रोलाइटिक स्नान में) से लेपित किया जाता है। कार्बन-ग्रेफाइट ब्रशों ने ऑपरेशन के दौरान यांत्रिक शक्ति, कठोरता और कम घिसाव में वृद्धि की है।

इलेक्ट्रोग्राफिटाइज्ड ब्रश बाइंडरों की शुरूआत के साथ ग्रेफाइट और अन्य कार्बन सामग्री (कोक, कालिख) से बनाए जाते हैं। पहली फायरिंग के बाद, ब्रशों को ग्रेफाइटाइजेशन के अधीन किया जाता है, यानी, 2500-2800 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एनीलिंग किया जाता है। इलेक्ट्रोग्राफिटाइज्ड ब्रशों ने यांत्रिक शक्ति, शॉक लोड परिवर्तनों के प्रतिरोध में वृद्धि की है और उच्च परिधीय गति पर उपयोग किया जाता है। धातु-ग्रेफाइट ब्रश ग्रेफाइट और तांबे के पाउडर के मिश्रण से बनाए जाते हैं। उनमें से कुछ में सीसा, टिन या चांदी के पाउडर होते हैं। इन ब्रशों में कम प्रतिरोधकता मान होते हैं, उच्च वर्तमान घनत्व को सहन करते हैं, और कम क्षणिक वोल्टेज ड्रॉप होते हैं।

सामग्री एक निश्चित संरचना, संरचना और गुणों वाली एक वस्तु है, जिसे कुछ कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सामग्रियों में एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाएँ हो सकती हैं: ठोस, तरल, गैसीय या प्लाज्मा।

सामग्रियों द्वारा किए जाने वाले कार्य विविध हैं: विद्युत धारा के प्रवाह को सुनिश्चित करना (प्रवाहकीय सामग्रियों में), यांत्रिक भार के तहत एक निश्चित आकार बनाए रखना (संरचनात्मक सामग्रियों में), इन्सुलेशन प्रदान करना (ढांकता हुआ सामग्रियों में), विद्युत ऊर्जा को गर्मी में परिवर्तित करना (प्रतिरोधक सामग्रियों में) . आमतौर पर, सामग्री कई कार्य करती है। उदाहरण के लिए, एक ढांकता हुआ आवश्यक रूप से कुछ यांत्रिक भार का अनुभव करता है, अर्थात यह एक संरचनात्मक सामग्री है।

पदार्थ विज्ञान- एक विज्ञान जो सामग्री की संरचना, संरचना, गुणों, विभिन्न प्रभावों के तहत सामग्री के व्यवहार का अध्ययन करता है: थर्मल, विद्युत, चुंबकीय, आदि, साथ ही इन प्रभावों का संयोजन।

विद्युत सामग्री विज्ञानसामग्री विज्ञान की एक शाखा है जो इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और ऊर्जा के लिए सामग्री से संबंधित है, अर्थात। विद्युत उपकरणों के डिजाइन, उत्पादन और संचालन के लिए आवश्यक विशिष्ट गुणों वाली सामग्री।

सामग्री ऊर्जा क्षेत्र में निर्णायक भूमिका निभाती है।उदाहरण के लिए, हाई-वोल्टेज लाइनों के इंसुलेटर। ऐतिहासिक रूप से, चीनी मिट्टी के इंसुलेटर का आविष्कार सबसे पहले किया गया था। इनके निर्माण की तकनीक काफी जटिल और जटिल है। इंसुलेटर काफी भारी और भारी हैं। हमने ग्लास के साथ काम करना सीखा - ग्लास इंसुलेटर दिखाई दिए। वे हल्के, सस्ते हैं और उनका निदान कुछ हद तक सरल है। और अंत में, नवीनतम आविष्कार सिलिकॉन रबर से बने इंसुलेटर हैं।

पहले रबर इंसुलेटर बहुत सफल नहीं थे। समय के साथ, उनकी सतह पर माइक्रोक्रैक बन गए, जिसमें गंदगी जमा हो गई, प्रवाहकीय ट्रैक बन गए और फिर इंसुलेटर टूट गए। बाहरी वायुमंडलीय प्रभावों के तहत उच्च-वोल्टेज लाइन (ओएचवी) तारों के विद्युत क्षेत्र में इंसुलेटर के व्यवहार के एक विस्तृत अध्ययन ने कई एडिटिव्स का चयन करना संभव बना दिया है जो मौसम प्रतिरोध, प्रदूषण के प्रतिरोध और विद्युत निर्वहन की क्रिया में सुधार करते हैं। परिणामस्वरूप, लागू वोल्टेज के विभिन्न स्तरों के लिए हल्के, टिकाऊ इंसुलेटर की एक पूरी श्रेणी अब बनाई गई है।

तुलना के लिए, 1150 केवी ओवरहेड लाइन के लिए निलंबित इंसुलेटर का वजन समर्थन के बीच की अवधि में तारों के वजन के बराबर है और कई टन तक होता है। यह इंसुलेटर के अतिरिक्त समानांतर तारों की स्थापना को मजबूर करता है, जिससे समर्थन पर भार बढ़ जाता है। मजबूत, और इसलिए अधिक विशाल, समर्थनों का उपयोग करना आवश्यक है। इससे सामग्री की खपत बढ़ जाती है; समर्थन का बड़ा वजन स्थापना लागत में काफी वृद्धि करता है। संदर्भ के लिए, स्थापना की लागत बिजली लाइन के निर्माण की लागत का 70% तक है। उदाहरण से पता चलता है कि एक संरचनात्मक तत्व समग्र रूप से संरचना को कैसे प्रभावित करता है।

इस प्रकार, (ईटीएम) किसी भी बिजली आपूर्ति प्रणाली के तकनीकी और आर्थिक संकेतकों में निर्धारण कारकों में से एक है।

ऊर्जा क्षेत्र में उपयोग की जाने वाली मुख्य सामग्रियों को कई वर्गों में विभाजित किया जा सकता है: प्रवाहकीय सामग्री, चुंबकीय सामग्री और ढांकता हुआ सामग्री। उनमें जो समानता है वह यह है कि वे वोल्टेज और इसलिए एक विद्युत क्षेत्र की स्थितियों के तहत संचालित होते हैं।

संचालन सामग्री वे सामग्रियां हैं जिनकी मुख्य विद्युत संपत्ति अन्य विद्युत सामग्रियों की तुलना में अत्यधिक स्पष्ट विद्युत चालकता है। प्रौद्योगिकी में उनका उपयोग मुख्य रूप से इस गुण के कारण होता है, जो सामान्य तापमान पर उच्च विशिष्ट विद्युत चालकता निर्धारित करता है।

ठोस और तरल दोनों, और, उपयुक्त परिस्थितियों में, गैसों का उपयोग विद्युत प्रवाह के संवाहक के रूप में किया जा सकता है। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में व्यावहारिक रूप से उपयोग की जाने वाली सबसे महत्वपूर्ण ठोस कंडक्टर सामग्री धातु और उनके मिश्र धातु हैं।

तरल कंडक्टरों में पिघली हुई धातुएँ और विभिन्न इलेक्ट्रोलाइट्स शामिल होते हैं। हालाँकि, अधिकांश धातुओं का गलनांक उच्च होता है, और केवल पारा, जिसका गलनांक शून्य से 39 डिग्री सेल्सियस नीचे होता है, का उपयोग सामान्य तापमान पर तरल धातु कंडक्टर के रूप में किया जा सकता है। अन्य धातुएँ ऊँचे तापमान पर द्रव की सुचालक होती हैं।

धातु वाष्प सहित गैसें और वाष्प, कम विद्युत क्षेत्र की ताकत पर चालक नहीं होते हैं। हालाँकि, यदि क्षेत्र की ताकत एक निश्चित महत्वपूर्ण मूल्य से अधिक है जो प्रभाव और फोटोआयनीकरण की शुरुआत सुनिश्चित करती है, तो गैस इलेक्ट्रॉनिक और आयनिक चालकता के साथ एक कंडक्टर बन सकती है। प्रति इकाई आयतन में धनात्मक आयनों की संख्या के बराबर इलेक्ट्रॉनों वाली एक अत्यधिक आयनित गैस एक विशेष संवाहक माध्यम का प्रतिनिधित्व करती है जिसे प्लाज्मा कहा जाता है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के लिए कंडक्टर सामग्रियों के सबसे महत्वपूर्ण गुण उनकी विद्युत और तापीय चालकता, साथ ही थर्मोईएमएफ उत्पन्न करने की क्षमता हैं।

इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटीकिसी पदार्थ की विद्युत धारा संचालित करने की क्षमता को दर्शाता है (देखें -)। धातुओं में धारा प्रवाहित होने की क्रियाविधि विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की गति के कारण होती है।

सेमीकंडक्टर सामग्री वे सामग्रियां हैं जो कंडक्टर और ढांकता हुआ सामग्री के बीच उनकी चालकता में मध्यवर्ती होती हैं और जिनकी विशिष्ट संपत्ति एकाग्रता और अशुद्धियों या अन्य दोषों के प्रकार पर चालकता की अत्यधिक मजबूत निर्भरता होती है, साथ ही ज्यादातर मामलों में बाहरी ऊर्जा प्रभाव (तापमान) पर होती है। , रोशनी, आदि) .पी.).

अर्धचालकों में इलेक्ट्रॉनिक विद्युत चालकता वाले पदार्थों का एक बड़ा समूह शामिल होता है, जिनकी प्रतिरोधकता सामान्य तापमान पर कंडक्टरों की तुलना में अधिक होती है, लेकिन ढांकता हुआ से कम होती है, और 10-4 से 1010 ओम सेमी तक की सीमा में होती है। अर्धचालक नहीं हैं इसका उपयोग सीधे तौर पर ऊर्जा क्षेत्र में किया जाता है, लेकिन अर्धचालकों पर आधारित इलेक्ट्रॉनिक घटकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह स्टेशनों, सबस्टेशनों, नियंत्रण कक्षों, सेवाओं आदि पर कोई भी इलेक्ट्रॉनिक्स है। रेक्टिफायर, एम्प्लीफायर, जनरेटर, कन्वर्टर। विद्युत पारेषण लाइनों (ओएसएल) में नॉनलाइनियर सर्ज सप्रेसर्स भी सिलिकॉन कार्बाइड पर आधारित अर्धचालकों से बनाए जाते हैं।

ढांकता हुआ सामग्री

ढांकता हुआ पदार्थ वे होते हैं जिनकी मुख्य विद्युत संपत्ति ध्रुवीकरण करने की क्षमता होती है और जिसमें एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र मौजूद हो सकता है। एक वास्तविक (तकनीकी) ढांकता हुआ आदर्श के जितना करीब होता है, उसकी विशिष्ट चालकता उतनी ही कम होती है और विद्युत ऊर्जा के अपव्यय और गर्मी रिलीज से जुड़े उसके धीमे ध्रुवीकरण तंत्र उतने ही कम स्पष्ट होते हैं।

ढांकता हुआ ध्रुवीकरणइसमें उस उपस्थिति को कहा जाता है जब एक मैक्रोस्कोपिक स्वयं के विद्युत क्षेत्र को बाहरी वातावरण में पेश किया जाता है, जो आवेशित कणों के विस्थापन के कारण होता है जो ढांकता हुआ अणुओं का हिस्सा होते हैं। वह ढांकता हुआ जिसमें ऐसा क्षेत्र उत्पन्न हुआ हो, ध्रुवीकृत कहलाता है।

चुंबकीय सामग्री वे सामग्रियां हैं जिन्हें इस क्षेत्र के साथ सीधे संपर्क के साथ चुंबकीय क्षेत्र में काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। चुंबकीय सामग्रियों को कमजोर चुंबकीय और अत्यधिक चुंबकीय में विभाजित किया गया है। कमजोर चुंबकीय सामग्रियों में प्रतिचुंबकीय और अनुचुंबकीय सामग्री शामिल हैं। अत्यधिक चुंबकीय सामग्रियों में फेरोमैग्नेट शामिल हैं, जो बदले में नरम चुंबकीय और कठोर चुंबकीय हो सकते हैं।

कंपोजिट मटेरियल

मिश्रित सामग्रियाँ कई घटकों से बनी सामग्रियाँ हैं जो विभिन्न कार्य करती हैं, और घटकों के बीच इंटरफेस होते हैं।