ढांकता हुआ से बने निकाय। सक्रिय ढांकता हुआ. डाइलेक्ट्रिक्स के भौतिक गुण

निकायों का विद्युतीकरण

2. निकायों का विद्युतीकरण.

इन घटनाओं की खोज प्राचीन काल में की गई थी। प्राचीन यूनानी वैज्ञानिकों ने देखा कि एम्बर (शंकुधारी पेड़ों की पथरीली राल जो कई सैकड़ों हजारों साल पहले पृथ्वी पर उगती थी), जब ऊन से रगड़ा जाता है, तो विभिन्न निकायों को आकर्षित करना शुरू कर देता है। ग्रीक में एम्बर का अर्थ इलेक्ट्रॉन होता है, इसलिए इसका नाम "बिजली" पड़ा।

वह पिंड जो रगड़ने के बाद अन्य पिंडों को अपनी ओर आकर्षित करता है, उसे विद्युतीकृत या विद्युत आवेशित कहा जाता है।

विभिन्न पदार्थों से बने पिंड विद्युतीकृत हो सकते हैं। रबर, सल्फर, इबोनाइट, प्लास्टिक या नायलॉन से बनी छड़ियों को ऊन पर रगड़कर विद्युतीकरण करना आसान है।

पिंडों का विद्युतीकरण संपर्क और उसके बाद पिंडों के अलग होने पर होता है। वे अपने संपर्क का क्षेत्र बढ़ाने के लिए ही अपने शरीर को एक-दूसरे से रगड़ते हैं।

विद्युतीकरण में हमेशा दो निकाय शामिल होते हैं: ऊपर चर्चा किए गए प्रयोगों में, एक कांच की छड़ कागज की शीट के संपर्क में आई, एम्बर का एक टुकड़ा फर या ऊन के संपर्क में आया, और एक प्लेक्सीग्लास की छड़ रेशम के संपर्क में आई। इस मामले में, दोनों निकाय विद्युतीकृत हैं। उदाहरण के लिए, जब एक कांच की छड़ और रबर का एक टुकड़ा संपर्क में आता है, तो कांच और रबर दोनों विद्युतीकृत हो जाते हैं। कांच की तरह रबर भी हल्के पिंडों को आकर्षित करने लगता है।

विद्युत आवेश को एक वस्तु से दूसरे वस्तु में स्थानांतरित किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, आपको विद्युतीकृत निकाय के साथ किसी अन्य निकाय को छूने की आवश्यकता है, और फिर विद्युत आवेश का कुछ भाग उसमें स्थानांतरित हो जाएगा। यह सुनिश्चित करने के लिए कि दूसरा शरीर भी विद्युतीकृत है, आपको इसमें कागज के छोटे टुकड़े लाने होंगे और देखना होगा कि क्या वे आकर्षित होते हैं।

3. दो प्रकार के आरोप। आवेशित निकायों की परस्पर क्रिया।

सभी विद्युतीकृत निकाय अन्य निकायों, जैसे कागज के टुकड़े, को आकर्षित करते हैं। पिंडों के आकर्षण से, रेशम के विरुद्ध रगड़ी गई कांच की छड़ के विद्युत आवेश को उनके विरुद्ध रगड़ी गई एबोनाइट की छड़ पर प्राप्त आवेश से अलग करना असंभव है। आख़िरकार, दोनों विद्युतीकृत छड़ें कागज के टुकड़ों को आकर्षित करती हैं।

क्या इसका मतलब यह है कि विभिन्न पदार्थों से बने पिंडों पर प्राप्त आवेश एक दूसरे से भिन्न नहीं हैं?

आइए प्रयोगों की ओर मुड़ें। आइए एक धागे पर लटकी हुई एबोनाइट की छड़ी को विद्युतीकृत करें। आइए एक और समान छड़ी को इसके करीब लाएं, जो फर के उसी टुकड़े के खिलाफ घर्षण से विद्युतीकृत हो। चूंकि छड़ें एक जैसी होती हैं और एक ही पिंड के खिलाफ घर्षण से विद्युतीकृत होती हैं, इसलिए हम कह सकते हैं कि उन पर एक ही तरह के आवेश थे। इसका मतलब यह है कि एक ही प्रकार के आवेश वाले पिंड एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं।

अब रेशम पर घिसी हुई कांच की छड़ को विद्युतीकृत एबोनाइट छड़ पर लाएँ। हम देखेंगे कि कांच और एबोनाइट की छड़ें परस्पर आकर्षित होती हैं (चित्र संख्या 2)। नतीजतन, रेशम पर रगड़े गए कांच पर प्राप्त चार्ज फर पर रगड़े गए एबोनाइट की तुलना में एक अलग प्रकार का होता है। इसका मतलब यह है कि एक अन्य प्रकार का विद्युत आवेश होता है।

हम विभिन्न पदार्थों से बने विद्युतीकृत निकायों को लाएंगे: रबर, प्लेक्सीग्लास, प्लास्टिक, नायलॉन एक निलंबित विद्युतीकृत इबोनाइट स्टिक के करीब। हम देखेंगे कि कुछ मामलों में एबोनाइट की छड़ को उसके पास लाए गए पिंडों द्वारा विकर्षित किया जाता है, और अन्य में यह आकर्षित होती है। यदि एबोनाइट की छड़ी को विकर्षित किया जाता है, तो इसका मतलब है कि उसके पास लाए गए शरीर पर उसी प्रकार का आवेश है जैसा कि उस पर है। और जिन पिंडों की ओर एबोनाइट की छड़ी आकर्षित होती है उनका आवेश रेशम पर रगड़े गए कांच पर प्राप्त आवेश के समान होता है। इसलिए, हम मान सकते हैं कि विद्युत आवेश केवल दो प्रकार के होते हैं।

रेशम पर रगड़े गए कांच पर (और उन सभी वस्तुओं पर जहां एक ही प्रकार का चार्ज प्राप्त होता है) प्राप्त चार्ज को सकारात्मक कहा जाता था, और ऊन पर रगड़े गए एम्बर (साथ ही एबोनाइट, सल्फर, रबर) पर प्राप्त चार्ज को नकारात्मक कहा जाता था। यानी आरोपों को "+" और "-" चिह्न दिए गए थे।

और इसलिए, प्रयोगों से पता चला है कि विद्युत आवेश दो प्रकार के होते हैं - सकारात्मक और नकारात्मक आवेश और विद्युतीकृत पिंड एक दूसरे के साथ अलग-अलग तरीके से बातचीत करते हैं।

एक ही चिन्ह के विद्युत आवेश वाले पिंड एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, और विपरीत चिन्ह के आवेश वाले पिंड परस्पर आकर्षित होते हैं।

4. इलेक्ट्रोस्कोप. विद्युत के सुचालक एवं अचालक.

यदि निकायों को विद्युतीकृत किया जाता है, तो वे एक दूसरे को आकर्षित करते हैं या एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। आकर्षण या प्रतिकर्षण से यह पता लगाया जा सकता है कि शरीर में विद्युत आवेश है या नहीं। इसलिए, यह निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला उपकरण कि कोई पिंड विद्युतीकृत है या नहीं, आवेशित पिंडों की परस्पर क्रिया पर आधारित है। इस उपकरण को इलेक्ट्रोस्कोप कहा जाता है (ग्रीक शब्द इलेक्ट्रॉन और स्कोपियो से - निरीक्षण करें, पता लगाएं)।

इलेक्ट्रोस्कोप में, एक धातु की छड़ को एक प्लास्टिक प्लग (चित्र संख्या 3) के माध्यम से पारित किया जाता है, जिसे एक धातु के फ्रेम में डाला जाता है, जिसके अंत में पतले कागज की दो शीट जुड़ी होती हैं। फ़्रेम दोनों तरफ कांच से ढका हुआ है।

इलेक्ट्रोस्कोप का आवेश जितना अधिक होगा, पत्तियों का प्रतिकारक बल उतना ही अधिक होगा और उनके विचलन का कोण भी उतना ही अधिक होगा। इसका मतलब यह है कि इलेक्ट्रोस्कोप पत्तियों के विचलन के कोण को बदलकर, कोई यह अनुमान लगा सकता है कि इसका चार्ज बढ़ा है या कम हुआ है।

यदि आप किसी आवेशित वस्तु (उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रोस्कोप) को अपने हाथ से छूते हैं, तो वह डिस्चार्ज हो जाएगी। विद्युत आवेश हमारे शरीर में स्थानांतरित होंगे और इसके माध्यम से वे जमीन में जा सकते हैं। एक आवेशित वस्तु को भी डिस्चार्ज किया जा सकता है यदि इसे किसी धातु की वस्तु, जैसे लोहे या तांबे के तार से जमीन से जोड़ा जाए। लेकिन यदि किसी आवेशित पिंड को कांच या एबोनाइट की छड़ से जमीन से जोड़ दिया जाए तो उनके साथ लगने वाला विद्युत आवेश जमीन में नहीं जाएगा। इस मामले में, चार्ज किया गया शरीर डिस्चार्ज नहीं होगा।

विद्युत आवेशों को संचालित करने की उनकी क्षमता के आधार पर, पदार्थों को पारंपरिक रूप से विद्युत के सुचालक और गैर-चालक में विभाजित किया जाता है।

सभी धातुएँ, मिट्टी, पानी में लवण और अम्ल के घोल बिजली के अच्छे संवाहक हैं।

बिजली के गैर-कंडक्टर या डाइइलेक्ट्रिक्स में चीनी मिट्टी के बरतन, एबोनाइट, कांच, एम्बर, रबर, रेशम, नायलॉन, प्लास्टिक, मिट्टी का तेल, वायु (गैसें) शामिल हैं।

डाइलेक्ट्रिक्स से बने पिंडों को इंसुलेटर कहा जाता है (ग्रीक शब्द आइसोलारो से - एकांत में)।

5. विद्युत आवेश की विभाज्यता. इलेक्ट्रॉन.

आइए इलेक्ट्रोस्कोप की छड़ से जुड़ी एक धातु की गेंद को चार्ज करें (चित्र संख्या 4ए)। आइए इस गेंद को एक धातु कंडक्टर ए के साथ कनेक्ट करें, इसे ढांकता हुआ से बने हैंडल बी द्वारा पकड़कर, दूसरे इलेक्ट्रोस्कोप पर स्थित एक और बिल्कुल समान, लेकिन अनावेशित गेंद के साथ। चार्ज का आधा हिस्सा पहली गेंद से दूसरी गेंद में स्थानांतरित हो जाएगा (चित्र संख्या 4 बी)। इसका मतलब यह है कि प्रारंभिक चार्ज को दो बराबर भागों में विभाजित किया गया था।

अब गेंदों को अलग करते हैं और दूसरी गेंद को हाथ से छूते हैं. इससे यह अपना चार्ज और डिस्चार्ज खो देगा। आइए इसे फिर से पहली गेंद से कनेक्ट करें, जिस पर मूल चार्ज का आधा हिस्सा रहता है। शेष चार्ज को फिर से दो बराबर भागों में विभाजित किया जाएगा, और मूल चार्ज का एक चौथाई हिस्सा पहली गेंद पर रहेगा।

इसी तरह आप चार्ज का आठवां, सोलहवां हिस्सा आदि प्राप्त कर सकते हैं।

इस प्रकार, अनुभव से पता चलता है कि विद्युत आवेश के भिन्न-भिन्न मान हो सकते हैं। विद्युत आवेश एक भौतिक मात्रा है।

एक कूलम्ब को विद्युत आवेश की एक इकाई के रूप में लिया जाता है (1 C दर्शाया जाता है)। इस इकाई का नाम फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी सी. कूलम्ब के नाम पर रखा गया है।

चित्र 4 में दिखाया गया प्रयोग दर्शाता है कि विद्युत आवेश को भागों में विभाजित किया जा सकता है।

क्या आवेश विखंडन की कोई सीमा है?

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, ऊपर वर्णित प्रयोगों की तुलना में अधिक जटिल और सटीक प्रयोग करना आवश्यक था, क्योंकि बहुत जल्द इलेक्ट्रोस्कोप बॉल पर शेष चार्ज इतना छोटा हो जाता है कि इलेक्ट्रोस्कोप का उपयोग करके इसका पता नहीं लगाया जा सकता है।

चार्ज को बहुत छोटे भागों में विभाजित करने के लिए, आपको इसे गेंदों में नहीं, बल्कि धातु के छोटे कणों या तरल की बूंदों में स्थानांतरित करने की आवश्यकता है। ऐसे छोटे पिंडों पर प्राप्त चार्ज को मापकर, यह स्थापित किया गया कि चार्ज के कुछ हिस्सों को प्राप्त करना संभव है जो वर्णित प्रयोग की तुलना में अरबों अरबों गुना छोटे हैं। हालाँकि, सभी प्रयोगों में एक निश्चित मान से अधिक चार्ज को अलग करना संभव नहीं था।

इसने हमें यह मानने की अनुमति दी कि विद्युत आवेश की विभाज्यता की एक सीमा होती है या, अधिक सटीक रूप से, ऐसे आवेशित कण होते हैं जिनका आवेश सबसे छोटा होता है और वे अब विभाज्य नहीं होते हैं।

यह सिद्ध करने के लिए कि विद्युत आवेश के विखंडन की एक सीमा होती है, और यह सीमा क्या है, यह स्थापित करने के लिए वैज्ञानिकों ने विशेष प्रयोग किये। उदाहरण के लिए, सोवियत वैज्ञानिक ए.एफ. इओफ़े ने एक प्रयोग किया जिसमें जस्ता धूल के छोटे कण, जो केवल माइक्रोस्कोप के नीचे दिखाई देते थे, विद्युतीकृत किए गए थे। धूल के कणों का चार्ज कई बार बदला गया, और हर बार उन्होंने मापा कि चार्ज कितना बदल गया है। प्रयोगों से पता चला कि धूल के कण के आवेश में सभी परिवर्तन एक निश्चित सबसे छोटे आवेश से पूर्णांक संख्या में कई गुना (यानी 2, 3, 4, 5, आदि) अधिक थे, यानी, धूल के कण का आवेश बदल गया, हालाँकि बहुत छोटा, लेकिन पूरे हिस्से में। चूँकि धूल के कण से आवेश पदार्थ के एक कण के साथ निकलता है, इओफ़े ने निष्कर्ष निकाला कि प्रकृति में पदार्थ का एक कण है जिसमें सबसे छोटा आवेश होता है, जो अब विभाज्य नहीं है।

इस कण को ​​इलेक्ट्रॉन कहा गया।

इलेक्ट्रॉन आवेश का मान सबसे पहले अमेरिकी वैज्ञानिक आर मिलिकन ने निर्धारित किया था। अपने प्रयोगों में, ए.एफ. इओफ़े के समान, उन्होंने तेल की छोटी बूंदों का उपयोग किया।

इलेक्ट्रॉन आवेश ऋणात्मक है, यह 1.610 C (0.000 000 000 000 000 000 16 C) के बराबर है। विद्युत आवेश इलेक्ट्रॉन के मुख्य गुणों में से एक है। इस चार्ज को इलेक्ट्रॉन से "हटाया" नहीं जा सकता।

एक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान 9.110 किलोग्राम है, जो सभी अणुओं में सबसे छोटे हाइड्रोजन अणु के द्रव्यमान से 3700 गुना कम है। एक मक्खी के पंख का द्रव्यमान एक इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान से लगभग 510 गुना अधिक होता है।

6. परमाणु संरचना का परमाणु मॉडल

परमाणु की संरचना का अध्ययन व्यावहारिक रूप से 1897-1898 में शुरू हुआ, जब इलेक्ट्रॉनों की एक धारा के रूप में कैथोड किरणों की प्रकृति अंततः स्थापित हो गई और इलेक्ट्रॉन का आवेश और द्रव्यमान निर्धारित हो गया। तथ्य यह है कि इलेक्ट्रॉनों को विभिन्न प्रकार के पदार्थों द्वारा जारी किया जाता है, जिससे यह निष्कर्ष निकला कि इलेक्ट्रॉन सभी परमाणुओं का हिस्सा हैं। लेकिन समग्र रूप से परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ है, इसलिए, इसमें एक अन्य घटक, सकारात्मक रूप से चार्ज होना चाहिए, और इसके चार्ज को इलेक्ट्रॉनों के नकारात्मक चार्ज के योग को संतुलित करना चाहिए।

परमाणु के इस धनावेशित भाग की खोज 1911 में अर्नेस्ट रदरफोर्ड (1871-1937) ने की थी। रदरफोर्ड ने परमाणु की संरचना का निम्नलिखित चित्र प्रस्तावित किया। परमाणु के केंद्र में एक धनावेशित नाभिक होता है, जिसके चारों ओर इलेक्ट्रॉन विभिन्न कक्षाओं में घूमते हैं। इनके घूमने के दौरान उत्पन्न होने वाला केन्द्रापसारक बल नाभिक और इलेक्ट्रॉनों के बीच आकर्षण से संतुलित होता है, जिसके परिणामस्वरूप वे नाभिक से निश्चित दूरी पर रहते हैं। इलेक्ट्रॉनों का कुल ऋणात्मक आवेश संख्यात्मक रूप से नाभिक के धनात्मक आवेश के बराबर होता है, जिससे कि संपूर्ण परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ होता है। चूँकि इलेक्ट्रॉनों का द्रव्यमान नगण्य होता है, परमाणु का लगभग पूरा द्रव्यमान उसके नाभिक में केंद्रित होता है। इसके विपरीत, परमाणुओं के आकार की तुलना में भी नाभिक का आकार बेहद छोटा होता है: एक परमाणु का व्यास 10 सेमी के क्रम पर होता है, और नाभिक का व्यास 10 - 10 सेमी के क्रम पर होता है . यहां से यह स्पष्ट है कि नाभिक और इलेक्ट्रॉनों का हिस्सा, जिनकी संख्या, जैसा कि हम बाद में देखेंगे, अपेक्षाकृत कम है, जो परमाणु प्रणाली द्वारा कब्जा किए गए कुल स्थान का केवल एक नगण्य हिस्सा है (चित्र संख्या)। 5)

कंडक्टर प्रतिरोध. चालकता. ढांकता हुआ। कंडक्टर और इंसुलेटर का अनुप्रयोग. अर्धचालक.

भौतिक पदार्थ अपने विद्युतीय गुणों में विविध होते हैं। पदार्थ के सबसे व्यापक वर्ग चालक और परावैद्युत हैं।

कंडक्टर

कंडक्टरों की मुख्य विशेषता- मुक्त आवेश वाहकों की उपस्थिति जो थर्मल गति में भाग लेते हैं और पदार्थ के पूरे आयतन में घूम सकते हैं।
एक नियम के रूप में, ऐसे पदार्थों में नमक समाधान, पिघल, पानी (आसुत को छोड़कर), नम मिट्टी, मानव शरीर और निश्चित रूप से, धातुएं शामिल हैं।

धातुओंविद्युत आवेश के सर्वोत्तम सुचालक माने जाते हैं।
ऐसे बहुत अच्छे चालक भी होते हैं जो धातु नहीं होते।
ऐसे कंडक्टरों में सबसे अच्छा उदाहरण कार्बन है।
सभी कंडक्टरजैसे गुण हैं प्रतिरोध और चालकता . इस तथ्य के कारण कि विद्युत आवेश, किसी पदार्थ के परमाणुओं या आयनों से टकराकर, विद्युत क्षेत्र में उनकी गति के कुछ प्रतिरोध पर काबू पा लेते हैं, यह कहने की प्रथा है कि कंडक्टरों में विद्युत प्रतिरोध होता है ( आर).
प्रतिरोध के व्युत्क्रम को चालकता कहा जाता है ( जी).

जी = 1/ आर

यानी चालकता – यह किसी चालक का विद्युत धारा संचालित करने का गुण या क्षमता है।
आपको यह समझने की जरूरत है अच्छे मार्गदर्शकविद्युत आवेशों के प्रवाह के लिए बहुत कम प्रतिरोध का प्रतिनिधित्व करते हैं और, तदनुसार, उच्च चालकता है. चालक जितना अच्छा होगा, उसकी चालकता उतनी ही अधिक होगी। उदाहरण के लिए, एक तांबे के कंडक्टर में बी है हे एल्यूमीनियम कंडक्टर की तुलना में अधिक चालकता होती है, और चांदी के कंडक्टर की चालकता तांबे से बने समान कंडक्टर की तुलना में अधिक होती है।

पारद्युतिक

कंडक्टरों के विपरीत, कम तापमान पर डाइलेक्ट्रिक्स में कोई मुक्त विद्युत आवेश नहीं होता है। इनमें तटस्थ परमाणु या अणु होते हैं। एक तटस्थ परमाणु में आवेशित कण एक दूसरे से बंधे होते हैं और ढांकता हुआ की पूरी मात्रा में विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में नहीं चल सकते हैं।

डाइलेक्ट्रिक्स शामिल हैं, सबसे पहले, गैसें जो विद्युत आवेशों का बहुत खराब संचालन करती हैं। साथ ही कांच, चीनी मिट्टी के बरतन, चीनी मिट्टी की चीज़ें, रबर, कार्डबोर्ड, सूखी लकड़ी, विभिन्न प्लास्टिक और रेजिन।

सामानडाइइलेक्ट्रिक्स से बने इन्सुलेटर्स को इंसुलेटर कहा जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इंसुलेटर के ढांकता हुआ गुण काफी हद तक पर्यावरण की स्थिति पर निर्भर करते हैं। इस प्रकार, उच्च आर्द्रता (पानी एक अच्छा संवाहक है) की स्थितियों में, कुछ ढांकता हुआ आंशिक रूप से अपने ढांकता हुआ गुणों को खो सकते हैं।

कंडक्टर और इंसुलेटर के उपयोग के बारे में

कंडक्टर और इंसुलेटर दोनोंविभिन्न तकनीकी समस्याओं को हल करने के लिए प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

उदाहरण के लिए, घर में सभी बिजली के तार धातु (आमतौर पर तांबे या एल्यूमीनियम) से बने होते हैं। और इन तारों का आवरण या सॉकेट में प्लग किया जाने वाला प्लग विभिन्न पॉलिमर से बना होना चाहिए, जो अच्छे इंसुलेटर होते हैं और विद्युत आवेशों को गुजरने नहीं देते हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिएकि शब्द "कंडक्टर" या "इंसुलेटर" गुणवत्ता विशेषताओं को प्रतिबिंबित नहीं करते हैं: इन सामग्रियों की विशेषताएं वास्तव में बहुत अच्छे से लेकर बहुत खराब तक होती हैं।
चांदी, सोना, प्लैटिनम बहुत अच्छे संवाहक हैं, लेकिन ये महंगी धातुएं हैं, इसलिए इनका उपयोग केवल वहीं किया जाता है जहां उत्पाद के कार्य (अंतरिक्ष, रक्षा) की तुलना में कीमत कम महत्वपूर्ण होती है।
तांबा और एल्यूमीनियम भी अच्छे कंडक्टर हैं और साथ ही सस्ते भी हैं, जिसने उनके व्यापक उपयोग को पूर्व निर्धारित किया है।
इसके विपरीत, टंगस्टन और मोलिब्डेनम, खराब कंडक्टर हैं और इस कारण से विद्युत सर्किट में उपयोग नहीं किया जा सकता है (वे सर्किट के संचालन को बाधित करेंगे), लेकिन इन धातुओं के उच्च प्रतिरोध, अपवर्तकता के साथ मिलकर, गरमागरम लैंप में उनके उपयोग को पूर्व निर्धारित करते हैं और उच्च तापमान वाले हीटिंग तत्व।

रोधकबहुत अच्छे भी हैं, सिर्फ अच्छे और बुरे। यह इस तथ्य के कारण है कि वास्तविक डाइलेक्ट्रिक्स में भी मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, हालांकि उनकी संख्या बहुत कम होती है। इंसुलेटर में भी मुक्त चार्ज की उपस्थिति इलेक्ट्रॉनों के थर्मल कंपन के कारण होती है: उच्च तापमान के प्रभाव में, कुछ इलेक्ट्रॉन अभी भी कोर से अलग होने का प्रबंधन करते हैं और ढांकता हुआ के इन्सुलेट गुण खराब हो जाते हैं। कुछ डाइलेक्ट्रिक्स में अधिक मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं और उनकी इन्सुलेशन गुणवत्ता तदनुसार खराब होती है। उदाहरण के लिए, सिरेमिक और कार्डबोर्ड की तुलना करना पर्याप्त है।

सबसे अच्छा इन्सुलेटरयह एक आदर्श निर्वात है, लेकिन यह पृथ्वी पर व्यावहारिक रूप से अप्राप्य है। बिल्कुल शुद्ध पानी भी एक बेहतरीन इन्सुलेटर होगा, लेकिन क्या किसी ने इसे हकीकत में देखा है? और किसी भी अशुद्धता की उपस्थिति वाला पानी पहले से ही काफी अच्छा संवाहक है।
एक इन्सुलेटर की गुणवत्ता का मानदंड उन कार्यों के साथ उसका अनुपालन है जो उसे किसी दिए गए सर्किट में करना चाहिए। यदि किसी सामग्री के ढांकता हुआ गुण ऐसे हैं कि इसके माध्यम से कोई भी रिसाव नगण्य है (सर्किट के संचालन को प्रभावित नहीं करता है), तो ऐसी सामग्री को एक अच्छा इन्सुलेटर माना जाता है।

अर्धचालक

पदार्थ हैं, जो अपनी चालकता में कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स के बीच एक मध्यवर्ती स्थान पर कब्जा कर लेते हैं।
ऐसे पदार्थ कहलाते हैं अर्धचालक. वे तापमान पर विद्युत आवेशों की चालकता की मजबूत निर्भरता के साथ-साथ अशुद्धियों की सांद्रता में कंडक्टरों से भिन्न होते हैं, और उनमें कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स दोनों के गुण हो सकते हैं।

धातु कंडक्टरों के विपरीत, जिसमें बढ़ते तापमान के साथ चालकता कम हो जाती है; अर्धचालकों में, बढ़ते तापमान के साथ चालकता बढ़ जाती है, और चालकता के विपरीत मूल्य के रूप में प्रतिरोध कम हो जाता है।

कम तापमान परअर्धचालकों का प्रतिरोध, जैसा कि देखा जा सकता है चावल। 1, अनंत की ओर प्रवृत्त होता है।
इसका मतलब यह है कि पूर्ण शून्य तापमान पर, अर्धचालक के पास चालन बैंड में कोई मुक्त वाहक नहीं होता है और कंडक्टर के विपरीत, ढांकता हुआ की तरह व्यवहार करता है।
बढ़ते तापमान के साथ-साथ अशुद्धियाँ (डोपिंग) मिलाने से अर्धचालक की चालकता बढ़ जाती है और यह एक चालक के गुण प्राप्त कर लेता है।

चावल। 1. तापमान पर कंडक्टरों और अर्धचालकों के प्रतिरोध की निर्भरता

ढांकता हुआ एक सामग्री या पदार्थ है जो व्यावहारिक रूप से विद्युत प्रवाह को गुजरने की अनुमति नहीं देता है। यह चालकता इलेक्ट्रॉनों और आयनों की कम संख्या के कारण होती है। ये कण किसी अचालक पदार्थ में तभी बनते हैं जब उच्च तापमान गुण प्राप्त हो जाते हैं। ढांकता हुआ क्या है इस लेख में चर्चा की जाएगी।

विवरण

प्रत्येक इलेक्ट्रॉनिक या रेडियो कंडक्टर, अर्धचालक या आवेशित ढांकता हुआ अपने आप में विद्युत धारा प्रवाहित करता है, लेकिन ढांकता हुआ की ख़ासियत यह है कि 550 V से ऊपर उच्च वोल्टेज पर भी, इसमें एक छोटी धारा प्रवाहित होगी। ढांकता हुआ में विद्युत धारा एक निश्चित दिशा में आवेशित कणों की गति है (सकारात्मक या नकारात्मक हो सकती है)।

धाराओं के प्रकार

ढांकता हुआ की विद्युत चालकता पर आधारित है:

• अवशोषण धाराएँ एक ऐसी धारा होती है जो किसी ढांकता हुआ में स्थिर धारा पर बहती है जब तक कि यह संतुलन की स्थिति तक नहीं पहुँच जाती है, चालू होने पर दिशा बदलती है और वोल्टेज लागू होने पर और बंद होने पर दिशा बदलती है। प्रत्यावर्ती धारा के साथ, ढांकता हुआ में वोल्टेज पूरे समय विद्युत क्षेत्र की क्रिया में मौजूद रहेगा।
• इलेक्ट्रॉनिक चालकता किसी क्षेत्र के प्रभाव में इलेक्ट्रॉनों की गति है।
• आयनिक चालकता आयनों की गति है। इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान में पाया जाता है - लवण, एसिड, क्षार, साथ ही कई डाइलेक्ट्रिक्स में।
• मोलियन विद्युत चालकता आवेशित कणों की गति है जिन्हें मोलियन कहा जाता है। कोलाइडल सिस्टम, इमल्शन और सस्पेंशन में पाया जाता है। किसी विद्युत क्षेत्र में मोलियंस की गति की घटना को वैद्युतकणसंचलन कहा जाता है।

उन्हें उनके एकत्रीकरण की स्थिति और रासायनिक प्रकृति के अनुसार वर्गीकृत किया गया है। पूर्व को ठोस, तरल, गैसीय और ठोस में विभाजित किया गया है। उनकी रासायनिक प्रकृति के आधार पर, उन्हें कार्बनिक, अकार्बनिक और ऑर्गेनोलेमेंट सामग्री में विभाजित किया गया है।

एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार:

• गैसों की विद्युत चालकता.गैसीय पदार्थों में धारा चालकता काफी कम होती है। यह मुक्त आवेशित कणों की उपस्थिति में हो सकता है, जो बाहरी और आंतरिक, इलेक्ट्रॉनिक और आयनिक कारकों के प्रभाव के कारण प्रकट होता है: एक्स-रे और रेडियोधर्मी विकिरण, अणुओं और आवेशित कणों की टक्कर, थर्मल कारक।
• एक तरल ढांकता हुआ की विद्युत चालकता.निर्भरता कारक: आणविक संरचना, तापमान, अशुद्धियाँ, इलेक्ट्रॉनों और आयनों के बड़े आवेशों की उपस्थिति। तरल ढांकता हुआ की विद्युत चालकता काफी हद तक नमी और अशुद्धियों की उपस्थिति पर निर्भर करती है। ध्रुवीय पदार्थों में विद्युत चालकता भी विघटित आयनों वाले द्रव का उपयोग करके बनाई जाती है। ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय तरल पदार्थों की तुलना करते समय, पहले वाले को चालकता में स्पष्ट लाभ होता है। यदि आप किसी तरल पदार्थ को अशुद्धियों से साफ करते हैं, तो इससे उसके प्रवाहकीय गुणों को कम करने में मदद मिलेगी। चालकता और उसके तापमान में वृद्धि के साथ, इसकी चिपचिपाहट में कमी होती है, जिससे आयन गतिशीलता में वृद्धि होती है।
• ठोस ढांकता हुआ.उनकी विद्युत चालकता आवेशित ढांकता हुआ कणों और अशुद्धियों की गति से निर्धारित होती है। विद्युत धारा के प्रबल क्षेत्रों में विद्युत चालकता प्रकट होती है।

डाइलेक्ट्रिक्स के भौतिक गुण

जब सामग्री का विशिष्ट प्रतिरोध 10-5 ओम*मीटर से कम होता है, तो उन्हें कंडक्टर के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। यदि 108 ओम * मी से अधिक - ढांकता हुआ। ऐसे मामले हो सकते हैं जब प्रतिरोधकता कंडक्टर के प्रतिरोध से कई गुना अधिक होगी। 10-5-108 ओम*मीटर की सीमा में एक अर्धचालक होता है। धातु सामग्री विद्युत धारा का उत्कृष्ट संवाहक है।

संपूर्ण आवर्त सारणी में से केवल 25 तत्वों को गैर-धातु के रूप में वर्गीकृत किया गया है, और उनमें से 12 में अर्धचालक गुण हो सकते हैं। लेकिन, निश्चित रूप से, तालिका में पदार्थों के अलावा, कंडक्टर, अर्धचालक या ढांकता हुआ गुणों के साथ कई और मिश्र धातु, रचनाएं या रासायनिक यौगिक हैं। इसके आधार पर विभिन्न पदार्थों के मूल्यों और उनके प्रतिरोधों के बीच एक निश्चित रेखा खींचना कठिन है। उदाहरण के लिए, कम तापमान कारक पर, एक अर्धचालक ढांकता हुआ की तरह व्यवहार करेगा।

आवेदन

गैर-प्रवाहकीय सामग्रियों का उपयोग बहुत व्यापक है, क्योंकि यह विद्युत घटकों के सबसे लोकप्रिय वर्गों में से एक है। यह बिल्कुल स्पष्ट हो गया है कि इनके गुणों के कारण इन्हें सक्रिय और निष्क्रिय रूप में उपयोग किया जा सकता है।

अपने निष्क्रिय रूप में, डाइलेक्ट्रिक्स के गुणों का उपयोग विद्युत इन्सुलेट सामग्री में उपयोग के लिए किया जाता है।

अपने सक्रिय रूप में, उनका उपयोग फेरोइलेक्ट्रिक्स के साथ-साथ लेजर उत्सर्जकों के लिए सामग्री में भी किया जाता है।

बुनियादी ढांकता हुआ

आम तौर पर सामने आने वाले प्रकारों में शामिल हैं:

• काँच।
• रबड़।
• तेल।
• डामर.
• चीनी मिटटी।
• क्वार्टज़.
• वायु।
• हीरा.
• शुद्ध पानी।
• प्लास्टिक।

तरल ढांकता हुआ क्या है?

इस प्रकार का ध्रुवीकरण विद्युत धारा के क्षेत्र में होता है। तरल गैर-संवाहक पदार्थों का उपयोग सामग्री डालने या संसेचन के लिए प्रौद्योगिकी में किया जाता है। तरल डाइलेक्ट्रिक्स के 3 वर्ग हैं:

पेट्रोलियम तेल थोड़े चिपचिपे और अधिकतर गैर-ध्रुवीय होते हैं। इनका उपयोग अक्सर उच्च-वोल्टेज उपकरणों में किया जाता है: उच्च-वोल्टेज पानी। एक गैर-ध्रुवीय ढांकता हुआ है। केबल ऑयल का उपयोग 40 केवी तक के वोल्टेज वाले इंसुलेटिंग पेपर तारों के साथ-साथ 120 केवी से अधिक करंट वाले धातु-आधारित कोटिंग्स के संसेचन में किया गया है। ट्रांसफार्मर तेल की संरचना कैपेसिटर तेल की तुलना में अधिक शुद्ध होती है। एनालॉग पदार्थों और सामग्रियों की तुलना में उच्च लागत के बावजूद, इस प्रकार के ढांकता हुआ का व्यापक रूप से उत्पादन में उपयोग किया जाता है।

सिंथेटिक ढांकता हुआ क्या है? वर्तमान में, इसकी उच्च विषाक्तता के कारण इसे लगभग हर जगह प्रतिबंधित कर दिया गया है, क्योंकि इसका उत्पादन क्लोरीनयुक्त कार्बन के आधार पर किया जाता है। और तरल ढांकता हुआ, जो कार्बनिक सिलिकॉन पर आधारित है, सुरक्षित और पर्यावरण के अनुकूल है। इस प्रकार से धातु में जंग नहीं लगती और इसमें हीड्रोस्कोपिक गुण कम होते हैं। एक तरलीकृत ढांकता हुआ है जिसमें ऑर्गेनोफ्लोरीन यौगिक होता है, जो अपनी गैर-ज्वलनशीलता, थर्मल गुणों और ऑक्सीडेटिव स्थिरता के कारण विशेष रूप से लोकप्रिय है।

और अंतिम प्रकार वनस्पति तेल है। वे कमजोर ध्रुवीय ढांकता हुआ हैं, इनमें सन, अरंडी, तुंग और भांग शामिल हैं। अरंडी का तेल अत्यधिक गर्म होता है और इसका उपयोग पेपर कैपेसिटर में किया जाता है। शेष तेल वाष्पीकरणीय हैं। उनमें वाष्पीकरण प्राकृतिक वाष्पीकरण के कारण नहीं होता है, बल्कि पोलीमराइजेशन नामक रासायनिक प्रतिक्रिया के कारण होता है। एनामेल्स और पेंट्स में सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है।

निष्कर्ष

लेख में विस्तार से चर्चा की गई कि ढांकता हुआ क्या है। विभिन्न प्रकार एवं उनके गुणों का उल्लेख किया गया। बेशक, उनकी विशेषताओं की सूक्ष्मता को समझने के लिए, आपको उनके बारे में भौतिकी अनुभाग का अधिक गहराई से अध्ययन करना होगा।

तापीय परिघटनाओं का अध्ययन करते समय यह कहा गया कि ऊष्मा का संचालन करने की उनकी क्षमता के अनुसार पदार्थों को अच्छे और बुरे ऊष्मा चालकों में विभाजित किया जाता है।

विद्युत आवेशों को स्थानांतरित करने की उनकी क्षमता के आधार पर पदार्थों को भी कई वर्गों में विभाजित किया जाता है: कंडक्टर, अर्धचालकऔर गैर कंडक्टरबिजली.

कंडक्टर वे पिंड होते हैं जिनके माध्यम से विद्युत आवेश आवेशित पिंड से अनावेशित पिंड में जा सकते हैं।

बिजली के अच्छे संवाहक धातु, मिट्टी, पानी जिसमें लवण, अम्ल या क्षार घुले होते हैं और ग्रेफाइट होते हैं। मानव शरीर भी विद्युत का संचालन करता है। इसे अनुभव के माध्यम से खोजा जा सकता है। आइए आवेशित इलेक्ट्रोस्कोप को अपने हाथ से स्पर्श करें। पत्तियाँ तुरंत गिर जाएँगी। इलेक्ट्रोस्कोप से चार्ज हमारे शरीर से होते हुए कमरे के फर्श से होते हुए जमीन में चला जाता है।

ए - लोहा; बी - ग्रेफाइट

धातुओं में बिजली के सबसे अच्छे चालक चांदी, तांबा और एल्युमीनियम हैं।

गैर-चालक वे निकाय हैं जिनके माध्यम से विद्युत आवेश आवेशित निकाय से अनावेशित निकाय में नहीं जा सकते हैं।

बिजली के गैर-चालक, या पारद्युतिक, एबोनाइट, एम्बर, चीनी मिट्टी के बरतन, रबर, विभिन्न प्लास्टिक, रेशम, नायलॉन, तेल, वायु (गैसें) हैं। डाइलेक्ट्रिक्स से बने निकायों को इंसुलेटर कहा जाता है (इतालवी इंसुलेटर से - अलग करने के लिए)।

ए - एम्बर; बी - चीनी मिट्टी के बरतन

अर्धचालक ऐसे निकाय हैं, जो विद्युत आवेशों को स्थानांतरित करने की अपनी क्षमता के संदर्भ में, कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं।

अर्धचालक प्रकृति में काफी व्यापक हैं। ये धातु ऑक्साइड और सल्फाइड, कुछ कार्बनिक पदार्थ आदि हैं। जर्मेनियम और सिलिकॉन का प्रौद्योगिकी में सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।

कम तापमान पर अर्धचालक बिजली का संचालन नहीं करते हैं और ढांकता हुआ होते हैं। हालाँकि, जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अर्धचालक में विद्युत आवेश वाहकों की संख्या तेजी से बढ़ने लगती है, और यह एक चालक बन जाता है।

ऐसा क्यों हो रहा है? सिलिकॉन और जर्मेनियम जैसे अर्धचालकों में, क्रिस्टल जाली में परमाणु अपनी संतुलन स्थिति के आसपास दोलन करते हैं, और पहले से ही 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर यह गति इतनी तीव्र हो जाती है कि पड़ोसी परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधन टूट सकते हैं। तापमान में और वृद्धि के साथ, अर्धचालक परमाणुओं के वैलेंस इलेक्ट्रॉन (परमाणु के बाहरी आवरण पर स्थित इलेक्ट्रॉन) मुक्त हो जाते हैं, और विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में, अर्धचालक में एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है।

अर्धचालकों की एक विशेषता यह है कि बढ़ते तापमान के साथ उनकी चालकता बढ़ती है। धातुओं में जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, चालकता कम हो जाती है।

अर्धचालकों में विद्युत धारा संचालित करने की क्षमता तब भी उत्पन्न होती है जब वे प्रकाश, तेज कणों के प्रवाह, अशुद्धियों के प्रवेश आदि के संपर्क में आते हैं।

ए - जर्मेनियम; बी- सिलिकॉन

तापमान के प्रभाव में अर्धचालकों की विद्युत चालकता में परिवर्तन ने उन्हें परिवेश के तापमान को मापने के लिए थर्मामीटर के रूप में उपयोग करना संभव बना दिया है; वे प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। इसकी मदद से तापमान को नियंत्रित और एक निश्चित स्तर पर बनाए रखा जाता है।

प्रकाश के प्रभाव में किसी पदार्थ की विद्युत चालकता में वृद्धि कहलाती है फोटोकंडक्टिविटी. इस घटना पर आधारित उपकरणों को कहा जाता है फोटोरेसिस्टर्स. फोटोरेसिस्टर्स का उपयोग सिग्नलिंग और दूरी पर उत्पादन प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने और उत्पादों को छांटने में किया जाता है। इनकी मदद से आपातकालीन स्थितियों में मशीनें और कन्वेयर स्वचालित रूप से बंद हो जाते हैं, जिससे दुर्घटनाओं को रोका जा सकता है।

अर्धचालकों के अद्भुत गुणों के कारण, इनका उपयोग ट्रांजिस्टर, थाइरिस्टर, अर्धचालक डायोड, फोटोरेसिस्टर और अन्य जटिल उपकरणों के निर्माण में व्यापक रूप से किया जाता है। टेलीविज़न, रेडियो और कंप्यूटर उपकरणों में एकीकृत सर्किट के उपयोग से छोटे और कभी-कभी नगण्य रूप से छोटे आकार के उपकरण बनाना संभव हो जाता है।

प्रशन

1. विद्युत आवेशों को स्थानांतरित करने की उनकी क्षमता के आधार पर पदार्थों को किन समूहों में विभाजित किया गया है?
2. अर्धचालकों की क्या विशेषता होती है?
3. अर्धचालक उपकरणों के अनुप्रयोगों की सूची बनाएं।

व्यायाम 22

1. जब किसी आवेशित इलेक्ट्रोस्कोप की गेंद को हाथ से छुआ जाता है तो वह डिस्चार्ज क्यों हो जाता है?
2. इलेक्ट्रोस्कोप की छड़ धातु की क्यों बनी होती है?
3. एक धनावेशित वस्तु को बिना छुए एक अनावेशित इलेक्ट्रोस्कोप की गेंद के पास लाया जाता है। इलेक्ट्रोस्कोप की पत्तियों पर कौन सा आवेश दिखाई देगा?

यह दिलचस्प है...

शरीर की विद्युतीकरण करने की क्षमता मुक्त शुल्कों की उपस्थिति से निर्धारित होती है। अर्धचालकों में, बढ़ते तापमान के साथ मुक्त आवेश वाहकों की सांद्रता बढ़ जाती है।

चालन, जो मुक्त इलेक्ट्रॉनों द्वारा किया जाता है (चित्र 43) कहलाता है अर्धचालक की इलेक्ट्रॉनिक चालकताया एन-प्रकार की चालकता (लैटिन नेगेटिवस से - नकारात्मक)। जब इलेक्ट्रॉनों को जर्मेनियम परमाणुओं से अलग किया जाता है, तो ब्रेकपॉइंट्स पर मुक्त स्थान बनते हैं जो इलेक्ट्रॉनों द्वारा कब्जा नहीं किए जाते हैं। इन रिक्तियों को "छिद्र" कहा जाता है। जिस क्षेत्र में छेद बना है वहां अतिरिक्त धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है। रिक्त स्थान पर दूसरा इलेक्ट्रॉन कब्जा कर सकता है।

एक इलेक्ट्रॉन, अर्धचालक में घूमते हुए, कुछ छिद्रों को भरने और अन्य को बनाने का अवसर बनाता है। एक नए छेद की उपस्थिति एक मुक्त इलेक्ट्रॉन की उपस्थिति के साथ होती है, यानी, इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़े का निरंतर गठन होता है। बदले में, छिद्रों को भरने से मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या में कमी आती है। यदि किसी क्रिस्टल को विद्युत क्षेत्र में रखा जाए तो न केवल इलेक्ट्रॉन गति करेंगे, बल्कि छेद भी हो जाएंगे। छिद्रों की गति की दिशा इलेक्ट्रॉनों की गति की दिशा के विपरीत होती है।

चालन, जो अर्धचालक में छिद्रों की गति के परिणामस्वरूप होता है, कहलाता है छेद चालकताया पी-प्रकार की चालकता (लैटिन पॉज़िटिवस से - सकारात्मक)। अर्धचालकों को शुद्ध अर्धचालक, एन-प्रकार अशुद्धता अर्धचालक, और पी-प्रकार अशुद्धता अर्धचालक में विभाजित किया गया है।

शुद्ध अर्धचालकउनकी अपनी चालकता है. धारा के निर्माण में दो प्रकार के मुक्त आवेश भाग लेते हैं: ऋणात्मक (इलेक्ट्रॉन) और धनात्मक (छिद्र)। शुद्ध अर्धचालक में मुक्त इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों की सांद्रता समान होती है।

जब अशुद्धियों को अर्धचालक में पेश किया जाता है, तो अशुद्धता चालकता उत्पन्न होती है। अशुद्धता सांद्रता को बदलकर, एक संकेत या किसी अन्य के चार्ज वाहक की संख्या को बदलना संभव है, यानी, नकारात्मक या सकारात्मक चार्ज की प्रमुख एकाग्रता के साथ अर्धचालक बनाना संभव है। एन-प्रकार अशुद्धता अर्धचालकइलेक्ट्रॉनिक चालकता है. बहुसंख्यक आवेश वाहक इलेक्ट्रॉन होते हैं, और अल्पांश आवेश वाहक छिद्र होते हैं।

अशुद्धता पी-प्रकार अर्धचालकछेद चालकता है. बहुसंख्यक आवेश वाहक छिद्र होते हैं, और अल्पांश आवेश वाहक इलेक्ट्रॉन होते हैं।

यह पी- और एल-प्रकार के अर्धचालकों का एक संयोजन है। संपर्क क्षेत्र का प्रतिरोध धारा की दिशा पर निर्भर करता है। यदि एक डायोड को सर्किट से जोड़ा जाता है ताकि एन-प्रकार की इलेक्ट्रॉनिक चालकता वाला क्रिस्टल का क्षेत्र सकारात्मक ध्रुव से जुड़ा हो, और पी-प्रकार छेद चालकता वाला क्षेत्र नकारात्मक ध्रुव से जुड़ा हो, तो इसमें कोई करंट नहीं होगा सर्किट, चूंकि एन-क्षेत्र से पी-क्षेत्र तक इलेक्ट्रॉनों का संक्रमण मुश्किल हो जाता है।

यदि अर्धचालक का पी-क्षेत्र सकारात्मक ध्रुव से जुड़ा है, और एन-क्षेत्र नकारात्मक ध्रुव से जुड़ा है, तो इस स्थिति में करंट डायोड से होकर गुजरता है। विदेशी अर्धचालक में मुख्य वर्तमान वाहक के प्रसार के कारण, संपर्क क्षेत्र में एक दोहरी विद्युत परत बनती है, जो आवेशों की गति को रोकती है। पी से एन तक निर्देशित बाहरी क्षेत्र इस परत की कार्रवाई के लिए आंशिक रूप से क्षतिपूर्ति करता है, और जैसे-जैसे वोल्टेज बढ़ता है, करंट तेजी से बढ़ता है।

परिभाषा, उद्देश्य और वर्गीकरण

विद्युत इन्सुलेशन सामग्री

पारद्युतिक- ऐसे पदार्थ जिनमें इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र लंबे समय तक मौजूद रह सकते हैं। ये सामग्रियां, प्रवाहकीय सामग्री के विपरीत, व्यावहारिक रूप से उन पर लागू निरंतर वोल्टेज के प्रभाव में विद्युत प्रवाह का संचालन नहीं करती हैं।

विद्युत इन्सुलेशन का उद्देश्य मुख्य रूप से विद्युत उपकरण के संचालन के लिए अवांछनीय पथों पर विद्युत धारा के प्रवाह को रोकना है। इसके अलावा, विद्युत उपकरणों में डाइलेक्ट्रिक्स, विशेष रूप से कैपेसिटर, एक सक्रिय भूमिका निभाते हैं, आवश्यक कैपेसिटेंस प्रदान करते हैं।

द्विध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स वे होते हैं जिनके अणु अंतरिक्ष में असममित रूप से व्यवस्थित होते हैं; उनमें आम तौर पर तटस्थ डाइलेक्ट्रिक्स की तुलना में अधिक ढांकता हुआ स्थिरांक होता है। द्विध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स अधिक हीड्रोस्कोपिक होते हैं और तटस्थ डाइलेक्ट्रिक्स की तुलना में पानी से अधिक आसानी से गीले हो जाते हैं।

डाइलेक्ट्रिक्स को भी विभाजित किया गया है हेटरोपोलर (आयनिक),जिनके अणु अपेक्षाकृत आसानी से विपरीत आवेशित भागों में विभाजित हो जाते हैं (आयन), और होम्योपोलर,आयनों में विभाजित नहीं।

उनकी रासायनिक संरचना के आधार पर, विद्युत इन्सुलेशन सामग्री को विभाजित किया गया है जैविक,वी जिसकी संरचना में कार्बन शामिल है, और अकार्बनिक,जिसमें कोई कार्बन न हो. आम तौर पर, अकार्बनिक पदार्थों में ऊष्मा प्रतिरोध अधिक होता है, जैविक की तुलना में.

डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत चालकता

अपने उद्देश्य से, निरंतर वोल्टेज के प्रभाव में डाइलेक्ट्रिक्स को करंट को बिल्कुल भी पारित नहीं होने देना चाहिए, अर्थात। गैर-कंडक्टर.हालाँकि, सभी व्यावहारिक रूप से उपयोग की जाने वाली विद्युत इन्सुलेट सामग्री, एक निरंतर वोल्टेज लागू करते समय, कुछ महत्वहीन धारा प्रवाहित करती है, तथाकथित लीकेज करंट।इस प्रकार, विद्युतरोधी सामग्रियों की प्रतिरोधकता अनंत नहीं है, हालाँकि यह बहुत बड़ी है।

प्रतिरोधइन्सुलेशन का अनुभाग इन्सुलेशन के इस अनुभाग पर लागू डीसी वोल्टेज के अनुपात के बराबर है यू (वोल्ट में) लीकेज करंट के लिए मैं(एम्पीयर में) इस अनुभाग के माध्यम से:

इन्सुलेशन की चालकता

.

अंतर करना वॉल्यूमेट्रिक प्रतिरोधएकांत आर वी , इसकी मोटाई के माध्यम से विद्युत धारा के पारित होने में इन्सुलेशन द्वारा बनाई गई बाधा को संख्यात्मक रूप से निर्धारित करना, और सतह प्रतिरोधआर एस इन्सुलेशन सतह के साथ वर्तमान के पारित होने में बाधा को परिभाषित करना और नमी, संदूषण इत्यादि के कारण ढांकता हुआ की सतह परत की बढ़ी हुई चालकता की उपस्थिति को चिह्नित करना।

मुक़ाबलाइन्सुलेशन को इलेक्ट्रोड, आयतन और सतह के बीच समानांतर में जुड़े दो प्रतिरोधों के परिणाम के रूप में परिभाषित किया गया है:

एक क्रॉस सेक्शन के साथ इन्सुलेशन के एक सपाट खंड के लिए एस[सेमी 2 ] और मोटाई एच[सेमी] वॉल्यूमेट्रिक प्रतिरोध (किनारों के प्रभाव को छोड़कर) बराबर है:

.

संख्यानुसार ρ वी 1 के किनारे वाले घन के प्रतिरोध (ओम में) के बराबर सेमीकिसी दिए गए पदार्थ का, यदि धारा घन के दो विपरीत सतहों से होकर गुजरती है:

.

1 ओम∙सेमी= 10 4 ओम∙म 2 /एम= 10 6 μΩ∙सेमी= 10 -2 ओम∙म.

वॉल्यूमेट्रिक प्रतिरोधकता का व्युत्क्रम

,

बुलाया विशिष्ट मात्रा चालकतासामग्री।

मान ρ वीव्यावहारिक रूप से उपयोग की जाने वाली ठोस और तरल विद्युत इन्सुलेशन सामग्री लगभग 10 8 -10 10 तक होती है ओम∙सेमीमहत्वहीन मामलों (लकड़ी, संगमरमर, एस्बेस्टस सीमेंट, आदि) में उपयोग की जाने वाली अपेक्षाकृत कम गुणवत्ता वाली सामग्री के लिए 10 16 -10 18 तक ओम∙सेमीएम्बर, पॉलीस्टाइनिन, पॉलीइथाइलीन आदि जैसी सामग्रियों के लिए, गैर-आयनित गैसों के लिए ρ वीलगभग 10 19 -10 20 ओम∙सेमीएक उच्च गुणवत्ता वाले ठोस ढांकता हुआ और एक अच्छे कंडक्टर (सामान्य तापमान पर) की प्रतिरोधकता का अनुपात एक विशाल संख्या द्वारा व्यक्त किया जाता है - 10 22 -10 24 के क्रम पर।

विशिष्ट सतह प्रतिरोधρ एसविद्युत इन्सुलेशन सामग्री से बने इन्सुलेशन में सतह प्रतिरोध बनाने की संपत्ति की विशेषता है। लंबाई के समानांतर सीधे किनारों वाले इलेक्ट्रोड के बीच सतह प्रतिरोध (किनारों के प्रभाव की उपेक्षा)। बी, एक दूसरे से दूरी पर स्थित हैं ए, जब सामग्री की मोटाई के माध्यम से वॉल्यूमेट्रिक रिसाव धारा को बाहर रखा जाता है, तो यह बराबर होता है , कहाँ ।

परिमाण ρ एससंख्यात्मक रूप से किसी दिए गए पदार्थ की सतह पर एक वर्ग (किसी भी आकार के) के प्रतिरोध के बराबर , यदि इस वर्ग के दो विपरीत पक्षों को सीमित करने वाले इलेक्ट्रोड को करंट की आपूर्ति की जाती है .

डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत चालकता की भौतिक प्रकृति

डाइलेक्ट्रिक्स की विद्युत चालकता को उनमें मुक्त (यानी, कुछ अणुओं से जुड़े नहीं और एक लागू विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में चलने में सक्षम) आवेशित कणों की उपस्थिति से समझाया गया है: आयन, मोलियन (कोलाइडल कण), और कभी-कभी इलेक्ट्रॉन।

अधिकांश विद्युत इन्सुलेट सामग्री के लिए सबसे विशिष्ट आयनिक चालकता.यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कुछ मामलों में ढांकता हुआ का मुख्य पदार्थ इलेक्ट्रोलिसिस के अधीन होता है; एक उदाहरण ग्लास है, जिसमें इसकी पारदर्शिता के कारण, इलेक्ट्रोलिसिस उत्पादों की रिहाई को सीधे देखा जा सकता है। जब चालकता को कम करने के लिए गर्म किए गए कांच के माध्यम से प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित की जाती है, तो कांच बनाने वाली धातुओं, मुख्य रूप से सोडियम, के विशिष्ट वृक्ष-जैसे जमा ("डेंड्राइट") कैथोड पर बनते हैं। इससे भी अधिक बार, ऐसे मामले देखे जाते हैं जब ढांकता हुआ के मुख्य पदार्थ के अणुओं में आसानी से आयनित होने की क्षमता नहीं होती है, लेकिन आयनिक विद्युत चालकता ढांकता हुआ में लगभग अनिवार्य रूप से मौजूद अशुद्धियों के कारण होती है - नमी, लवण, एसिड की अशुद्धियाँ, क्षार, आदि। यहां तक ​​कि बहुत छोटे, कभी-कभी ऐसी अशुद्धियों के साथ जिनका रासायनिक विश्लेषण द्वारा पता लगाना मुश्किल होता है, किसी पदार्थ की चालकता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकते हैं; इसलिए, डाइलेक्ट्रिक्स के निर्माण में और सामान्य तौर पर विद्युत इन्सुलेशन प्रौद्योगिकी में, शुरुआती उत्पादों की शुद्धता और कार्यस्थल की सफाई बहुत महत्वपूर्ण है। आयनिक चालकता वाले ढांकता हुआ में, फैराडे के नियम का सख्ती से पालन किया जाता है, यानी, इन्सुलेशन के माध्यम से पारित बिजली की मात्रा (निरंतर वर्तमान में) और इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान जारी पदार्थ की मात्रा के बीच आनुपातिकता।

जब बढ़ रहा है तापमानविद्युत इन्सुलेशन सामग्री की प्रतिरोधकता, एक नियम के रूप में, बहुत कम हो जाती है। जाहिर है, विद्युत इन्सुलेशन की परिचालन स्थितियां अधिक गंभीर हो जाती हैं। इसके विपरीत, कम तापमान पर, बहुत खराब डाइलेक्ट्रिक्स भी उच्च मान प्राप्त कर लेते हैं ρ वी .

पानी की थोड़ी मात्रा की उपस्थिति भी काफी कम हो सकती है ρ वीढांकता हुआ. यह इस तथ्य से समझाया गया है कि पानी में मौजूद अशुद्धियाँ आयनों में विभाजित हो जाती हैं, या पानी की उपस्थिति पदार्थ के अणुओं के पृथक्करण में योगदान कर सकती है। इस प्रकार, जब विद्युत इन्सुलेशन की परिचालन स्थितियाँ अधिक कठिन हो जाती हैं जलयोजन.आर्द्रीकरण का परिवर्तन पर बहुत गहरा प्रभाव पड़ता है ρ वीरेशेदार और कुछ अन्य सामग्री जिसमें नमी फाइबर के साथ निरंतर फिल्में बना सकती है - "पुल" जो पूरे ढांकता हुआ को एक इलेक्ट्रोड से दूसरे इलेक्ट्रोड में प्रवेश करते हैं।

सूखने के बाद नमी से बचाने के लिए, हीड्रोस्कोपिक सामग्रियों को गैर-हीड्रोस्कोपिक वार्निश, यौगिकों आदि के साथ संसेचित या लेपित किया जाता है। सुखानेविद्युत इन्सुलेशन, इससे नमी दूर हो जाती है और इसका प्रतिरोध बढ़ जाता है। अतः जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है ρ वीनमीयुक्त सामग्री पहले भी बढ़ सकती है (यदि नमी हटाने का प्रभाव बढ़ते तापमान के प्रभाव से अधिक है), और नमी का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हटाने के बाद ही कमी शुरू होती है ρ वी .

इन्सुलेशन प्रतिरोध कम हो सकता है वोल्टेज में वृद्धि,जिसका महत्वपूर्ण व्यावहारिक महत्व है: ऑपरेटिंग वोल्टेज से कम वोल्टेज पर इन्सुलेशन प्रतिरोध (मशीन, केबल, कैपेसिटर इत्यादि) को मापकर, हम एक अधिक अनुमानित प्रतिरोध मान प्राप्त कर सकते हैं।

लत आर सेवोल्टेज मान को कई कारणों से समझाया गया है:

ढांकता हुआ में अंतरिक्ष आवेशों का निर्माण;

इलेक्ट्रोड और मापे गए इन्सुलेशन आदि के बीच खराब संपर्क।

पर्याप्त उच्च वोल्टेज पर, इलेक्ट्रॉनों को विद्युत क्षेत्र बलों द्वारा छोड़ा जा सकता है; इस मामले में निर्मित अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनिक चालकता से समग्र विद्युत चालकता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। यह घटना ढांकता हुआ टूटने के विकास से पहले होती है।

जब एक स्थिर वोल्टेज को एक ठोस ढांकता हुआ पर लागू किया जाता है, तो ज्यादातर मामलों में समय के साथ वर्तमान धीरे-धीरे कम हो जाता है, एक निश्चित स्थिर-अवस्था मान के करीब पहुंचता है। इस प्रकार, धीरे-धीरे ढांकता हुआ की चालकता बढ़ती है और प्रतिरोध कम हो जाता है। समय के साथ चालकता में परिवर्तन ढांकता हुआ और अन्य कारणों में इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रियाओं के साथ, अंतरिक्ष आवेशों के गठन के प्रभाव से जुड़ा हुआ है।

विशिष्ट सतह प्रतिरोध में परिवर्तन की प्रकृति ρ एसविभिन्न कारकों (तापमान, आर्द्रता, वोल्टेज, वोल्टेज के संपर्क का समय) से ढांकता हुआ परिवर्तन की प्रकृति के समान है ρ वीऊपर चर्चा की गई। परिमाण ρ एसहीड्रोस्कोपिक डाइलेक्ट्रिक्स नमी के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं।

ढांकता हुआ का ध्रुवीकरण

डाइलेक्ट्रिक्स की सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति बाहरी रूप से लागू विद्युत वोल्टेज के प्रभाव में ध्रुवीकरण करने की उनकी क्षमता है। ध्रुवीकरण से ढांकता हुआ के आवेशित सामग्री कणों की स्थानिक स्थिति में परिवर्तन होता है, और ढांकता हुआ प्राप्त होता है प्रेरित विद्युत टॉर्क,और उसमें एक विद्युत आवेश उत्पन्न हो जाता है। यदि हम इलेक्ट्रोड के साथ इन्सुलेशन के कुछ खंड पर विचार करते हैं जिस पर वोल्टेज लागू होता है यू [वी], फिर इस अनुभाग का प्रभार क्यू [सीएल] अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित होता है

क्यू= सी.यू. .

यहाँ साथइन्सुलेशन के किसी दिए गए खंड की धारिता है, जिसे फैराड में मापा जाता है (एफ)।

इन्सुलेशन क्षमता सामग्री (ढांकता हुआ) और इन्सुलेशन के ज्यामितीय आयाम और विन्यास दोनों पर निर्भर करती है।

किसी दिए गए ढांकता हुआ की विद्युत धारिता बनाने की क्षमता को इसकी कहा जाता है पारद्युतिक स्थिरांकऔर नामित किया गया है ε . परिमाण ε निर्वात को एक के रूप में लिया जाता है।

होने देना साथ हे- मनमाने आकार और आकार के वैक्यूम कैपेसिटर की क्षमता। यदि, संधारित्र प्लेटों के आकार, आकार और सापेक्ष स्थिति को बदले बिना, इसकी प्लेटों के बीच का स्थान ढांकता हुआ स्थिरांक वाली सामग्री से भर दिया जाता है ε , तो संधारित्र की धारिता बढ़ जाएगी और मान तक पहुंच जाएगी

सी=ε सी हे .

इस प्रकार, किसी पदार्थ का ढांकता हुआ स्थिरांक एक संख्या है जो दर्शाती है कि वैक्यूम कैपेसिटर की क्षमता कितनी गुना बढ़ जाएगी यदि, कैपेसिटर इलेक्ट्रोड के आकार और आकार को बदले बिना, इलेक्ट्रोड के बीच का स्थान किसी दिए गए पदार्थ से भर जाता है। दिए गए ज्यामितीय आयामों और आकार के संधारित्र की धारिता सीधे आनुपातिक होती है ε ढांकता हुआ.

ढांकता हुआ स्थिरांक का मान इलेक्ट्रोस्टैटिक्स के कई बुनियादी समीकरणों में शामिल है। हाँ, कानून के अनुसार लटकनपरिमाण के दो बिंदु विद्युत आवेशों के पारस्परिक प्रतिकर्षण का बल क्यू 1 और क्यू 2 (निरपेक्ष आवेश इकाइयाँ) ढांकता हुआ स्थिरांक वाले माध्यम में स्थित हैं ε एक दूसरे से कुछ दूरी पर एच[सेमी] , है:

ढांकता हुआ स्थिरांक एक आयामहीन मात्रा है। गैसों के लिए यह 1 के बहुत करीब है। इसलिए, सामान्य परिस्थितियों में हवा के लिए ε= 1.00058. अधिकांश तरल और ठोस विद्युत इन्सुलेट सामग्री के लिए ε – कई इकाइयों के क्रम पर, कम अक्सर दसियों और बहुत कम ही 100 से अधिक होता है। एक विशेष वर्ग के कुछ पदार्थ - फेरोइलेक्ट्रिक्स - कुछ शर्तों के तहत ढांकता हुआ स्थिरांक के असाधारण उच्च मूल्य होते हैं।

ध्रुवीकरण का भौतिक सार

ध्रुवीकरण, चालकता की तरह, अंतरिक्ष में विद्युत आवेशों की गति के कारण होता है। इन दोनों घटनाओं के बीच अंतर:

ध्रुवीकरण एक बदलाव का कारण बनता है संबंधितआवेशों के कुछ अणुओं के साथ जो किसी दिए गए अणु की सीमाओं से आगे नहीं जा सकते हैं, जबकि चालकता मुक्त आवेशों की गति (बहाव) के कारण होती है जो अपेक्षाकृत बड़ी दूरी पर ढांकता हुआ में घूम सकती है;

ध्रुवीकरण विस्थापन - आवेशों का लोचदार बदलाव; ढांकता हुआ पर लागू वोल्टेज की समाप्ति पर, विस्थापित आवेश अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाते हैं, जो चालकता के लिए विशिष्ट नहीं है;

एक सजातीय सामग्री का ध्रुवीकरण लगभग सभी ढांकता हुआ अणुओं में होता है, जबकि ढांकता हुआ की विद्युत चालकता अक्सर थोड़ी मात्रा में अशुद्धियों (प्रदूषकों) की उपस्थिति से निर्धारित होती है।

जबकि चालन धारा तब तक मौजूद रहती है जब तक बाहर से ढांकता हुआ पर एक स्थिर वोल्टेज लगाया जाता है, बायस करंट (कैपेसिटिव करंट)केवल तब होता है जब प्रत्यक्ष वोल्टेज चालू या बंद होता है, या तब भी जब लागू वोल्टेज का परिमाण बदलता है; कब काप्रभाव में केवल ढांकता हुआ में एक कैपेसिटिव करंट होता है प्रत्यावर्ती वोल्टेज.

ध्रुवीकरण के सबसे विशिष्ट प्रकार इलेक्ट्रॉनिक, आयनिक और द्विध्रुवीय हैं।

इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण- परमाणु नाभिक के सापेक्ष इलेक्ट्रॉन कक्षाओं का विस्थापन। जब बाहरी विद्युत क्षेत्र लागू किया जाता है तो इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण बहुत कम समय (लगभग 10 -15) में होता है सेकंड)।

आयनिक ध्रुवीकरण(आयनिक डाइलेक्ट्रिक्स के लिए) - अणु बनाने वाले आयनों का एक दूसरे के सापेक्ष विस्थापन। यह ध्रुवीकरण इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण की तुलना में लंबी अवधि में होता है, लेकिन बहुत कम अवधि में भी होता है - लगभग 10 -13 सेकंड में।

इलेक्ट्रॉनिक और आयन ध्रुवीकरण - किस्में विरूपण ध्रुवीकरण,बाहरी विद्युत क्षेत्र की दिशा में एक दूसरे के सापेक्ष आवेशों के बदलाव का प्रतिनिधित्व करना।

द्विध्रुवीय (अभिविन्यास) ध्रुवीकरणकिसी पदार्थ के द्विध्रुवीय अणुओं के घूर्णन (अभिविन्यास) में कमी आती है। यह ध्रुवीकरण विरूपण ध्रुवीकरण की तुलना में संख्यात्मक रूप से बड़ा है और पूरी तरह से समय अंतराल पर होता है जो विभिन्न पदार्थों के अणुओं के लिए अलग-अलग होता है, लेकिन विरूपण ध्रुवीकरण की अवधि से काफी लंबा होता है।

यह स्पष्ट है कि तटस्थ डाइलेक्ट्रिक्स में केवल विरूपण ध्रुवीकरण हो सकता है। इन डाइलेक्ट्रिक्स में अपेक्षाकृत कम ढांकता हुआ स्थिरांक होता है (उदाहरण के लिए, तरल और ठोस हाइड्रोकार्बन के लिए)। ε लगभग 1.9-2.8).

तालिका 1.1

कुछ पदार्थों का ढांकता हुआ स्थिरांक

द्विध्रुवीय ढांकता हुआ, जिसमें विरूपण ध्रुवीकरण के अलावा, अभिविन्यास ध्रुवीकरण भी देखा जाता है, तटस्थ ढांकता हुआ की तुलना में ढांकता हुआ स्थिरांक के उच्च मूल्य होते हैं, और द्विध्रुवीय ढांकता हुआ में, उदाहरण के लिए, पानी के लिए, ε = 82.

आम तौर पर कहें तो द्विध्रुवीय पदार्थ का ढांकता हुआ स्थिरांक जितना अधिक होता है, अणु का आकार (या आणविक भार) उतना ही छोटा होता है। हाँ, काफी बड़ा ε पानी अपने अणु के बहुत छोटे आकार के कारण होता है।

आवृत्ति पर ढांकता हुआ स्थिरांक की निर्भरता।चूंकि आधुनिक रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग की जाने वाली उच्चतम आवृत्तियों पर भी वोल्टेज के संकेत में परिवर्तन के समय की तुलना में विरूपण ध्रुवीकरण की स्थापना का समय बहुत कम है, इसलिए तटस्थ डाइलेक्ट्रिक्स का ध्रुवीकरण एक समय में पूरी तरह से स्थापित होने का प्रबंधन करता है। प्रत्यावर्ती वोल्टेज के अर्ध-चक्र की तुलना में उपेक्षित। इसलिए, व्यावहारिक रूप से कोई महत्वपूर्ण निर्भरता नहीं है ε आवृत्ति सेतटस्थ डाइलेक्ट्रिक्स नहीं करते हैं।

द्विध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स के लिए, जैसे-जैसे प्रत्यावर्ती वोल्टेज की आवृत्ति बढ़ती है, मान ε पहले भी अपरिवर्तित रहता है, लेकिन एक निश्चित से शुरू होता है महत्वपूर्ण आवृत्ति,जब ध्रुवीकरण के पास एक आधे चक्र में खुद को पूरी तरह से स्थापित करने का समय नहीं होता है, ε कम होना शुरू हो जाता है, बहुत उच्च आवृत्तियों पर तटस्थ ढांकता हुआ की विशेषता वाले मूल्यों के करीब पहुंच जाता है; जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, क्रांतिक आवृत्ति बढ़ती है।

तेजी से अमानवीय ढांकता हुआ,विशेष रूप से, पानी के समावेशन के साथ ढांकता हुआ में, तथाकथित की घटना इंटरलेयरनूहध्रुवीकरण। इंटरलेयर ध्रुवीकरण को ढांकता हुआ (एक नम ढांकता हुआ के मामले में, प्रसारित पानी की सतह पर) के बीच इंटरफेस पर विद्युत आवेशों के संचय के लिए कम किया जाता है। इंटरलेयर ध्रुवीकरण स्थापित करने की प्रक्रिया बहुत धीमी है और इसमें कुछ मिनट या कुछ घंटे भी लग सकते हैं। इसलिए, उत्तरार्द्ध की नमी के कारण इन्सुलेशन क्षमता में वृद्धि जितनी अधिक होगी, इन्सुलेशन पर लागू वैकल्पिक वोल्टेज की आवृत्ति उतनी ही कम होगी।

सिरतापमान पर ढांकता हुआ स्थिरांक की निर्भरता।तटस्थ ढांकता हुआ के लिए ε तापमान पर कमजोर रूप से निर्भर करता है, जैसे-जैसे पदार्थ के थर्मल विस्तार के कारण तापमान बढ़ता है, घटता जाता है, यानी, पदार्थ की प्रति इकाई मात्रा में ध्रुवीकरण योग्य अणुओं की संख्या में कमी होती है।

कम तापमान पर द्विध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स में, जब पदार्थ में उच्च चिपचिपाहट होती है, तो क्षेत्र के साथ द्विध्रुवीय अणुओं का अभिविन्यास ज्यादातर मामलों में असंभव या, किसी भी मामले में, मुश्किल होता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है और चिपचिपाहट कम होती है, द्विध्रुवीय अभिविन्यास की संभावना आसान हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप ε काफ़ी बढ़ जाता है. उच्च तापमान पर, अणुओं के थर्मल अराजक थर्मल कंपन में वृद्धि के कारण, आणविक अभिविन्यास की क्रमबद्धता की डिग्री कम हो जाती है, जिससे फिर से कमी आती है ε .

आयनिक ध्रुवीकरण वाले क्रिस्टल, ग्लास, चीनी मिट्टी के बरतन और ग्लासी चरण की उच्च सामग्री वाले अन्य प्रकार के सिरेमिक में, बढ़ते तापमान के साथ ढांकता हुआ स्थिरांक बढ़ता है।