विद्युत सामग्रीचे वर्गीकरण

सामग्री ही विशिष्ट रचना, रचना आणि गुणधर्म असलेली वस्तू आहे, जी विशिष्ट कार्ये करण्यासाठी डिझाइन केलेली आहे. सामग्रीमध्ये भिन्न एकत्रित अवस्था असू शकतात: घन, द्रव, वायू किंवा प्लाझ्मा.

सामग्रीद्वारे केलेली कार्ये वैविध्यपूर्ण आहेत: प्रवाहाचा प्रवाह सुनिश्चित करणे (वाहक सामग्रीमध्ये), यांत्रिक भारांखाली विशिष्ट आकार राखणे (स्ट्रक्चरल सामग्रीमध्ये), इन्सुलेशन प्रदान करणे (डायलेक्ट्रिक सामग्रीमध्ये), विद्युत उर्जेचे उष्णतेमध्ये रूपांतर करणे (प्रतिरोधक सामग्रीमध्ये) . सहसा, सामग्रीमध्ये अनेक कार्ये असतात. उदाहरणार्थ, डायलेक्ट्रिकला काही प्रकारचे यांत्रिक ताण आवश्यक आहे, म्हणजेच ती एक संरचनात्मक सामग्री आहे.

मटेरियल सायन्स - सामग्रीची रचना, रचना, गुणधर्म, विविध प्रभावाखालील पदार्थांचे वर्तन: थर्मल, इलेक्ट्रिकल, मॅग्नेटिक इ., तसेच हे प्रभाव एकत्र केव्हा असतात याचा अभ्यास करणारे विज्ञान.

इलेक्ट्रिकल मटेरियल - ही सामग्री विज्ञानाची एक शाखा आहे जी विद्युत अभियांत्रिकी आणि उर्जेसाठी सामग्रीशी संबंधित आहे, उदा.इलेक्ट्रिकल उपकरणांच्या डिझाइन, उत्पादन आणि ऑपरेशनसाठी आवश्यक विशिष्ट गुणधर्मांसह साहित्य.

ऊर्जा क्षेत्रात साहित्य महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. उदाहरणार्थ उच्च व्होल्टेज लाइनसाठी इन्सुलेटर. ऐतिहासिकदृष्ट्या, पोर्सिलेन इन्सुलेटरसह बाहेर येणारे पहिले. त्यांच्या उत्पादनाचे तंत्रज्ञान बरेच जटिल आणि लहरी आहे. इन्सुलेटर खूप अवजड आणि जड असतात. आम्ही काचेसह काम करायला शिकलो - काचेचे इन्सुलेटर दिसू लागले. ते हलके, स्वस्त आणि निदान करण्यासाठी काहीसे सोपे आहेत. शेवटी, अलीकडील शोध सिलिकॉन रबर इन्सुलेटर आहेत.

पहिले रबर इन्सुलेटर फारसे यशस्वी नव्हते. कालांतराने, त्यांच्या पृष्ठभागावर मायक्रोक्रॅक्स तयार होतात, ज्यामध्ये घाण जमा होते, प्रवाहकीय ट्रेस तयार होतात, ज्यानंतर इन्सुलेटर तुटतात. बाह्य वातावरणीय प्रभावांच्या परिस्थितीत उच्च व्होल्टेज लाइन्स (ओएचएल) च्या विद्युतीय क्षेत्रामध्ये इन्सुलेटरच्या वर्तनाचा तपशीलवार अभ्यास केल्याने वातावरणातील प्रभावांना प्रतिरोधक क्षमता, प्रदूषणाचा प्रतिकार आणि कृती सुधारण्यासाठी अनेक ऍडिटिव्ह्ज निवडणे शक्य झाले. इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज. परिणामी, विविध ऑपरेटिंग व्होल्टेज स्तरांसाठी आता हलके, टिकाऊ इन्सुलेटरचा संपूर्ण वर्ग तयार केला गेला आहे.

तुलनेसाठी, 1150 केव्ही ओव्हरहेड लाईन्ससाठी निलंबित केलेल्या इन्सुलेटरचे वजन समर्थनांमधील अंतर आणि अनेक टनांच्या तारांच्या वजनाशी तुलना करता येते. हे इन्सुलेटरच्या अतिरिक्त समांतर स्ट्रिंगची स्थापना करण्यास भाग पाडते, ज्यामुळे समर्थनावरील भार वाढतो. यासाठी अधिक टिकाऊ वापरणे आवश्यक आहे, ज्याचा अर्थ अधिक मोठा आधार आहे. यामुळे सामग्रीचा वापर वाढतो, समर्थनांचे मोठे वजन स्थापना खर्चात लक्षणीय वाढ करते.संदर्भासाठी, स्थापनेची किंमत पॉवर लाइन तयार करण्याच्या खर्चाच्या 70% पर्यंत आहे. एक संरचनात्मक घटक संपूर्ण संरचनेवर कसा परिणाम करतो हे उदाहरण दाखवते.

अशा प्रकारे, इलेक्ट्रिक साहित्य (ETM) हे प्रत्येकाच्या तांत्रिक आणि आर्थिक कामगिरीचे निर्धारक आहेत उर्जा प्रणाली.

ऊर्जा उद्योगात वापरलेली मुख्य सामग्री अनेक वर्गांमध्ये विभागली जाऊ शकते - ती प्रवाहकीय सामग्री, चुंबकीय सामग्री आणि डायलेक्ट्रिक सामग्री आहेत. त्यांच्यामधील सामान्य गोष्ट अशी आहे की ते व्होल्टेजच्या परिस्थितीत काम करतात आणि म्हणूनच विद्युत क्षेत्रात.

तारांसाठी साहित्य

प्रवाहकीय पदार्थांना अशी सामग्री म्हणतात ज्याची मुख्य विद्युत गुणधर्म विद्युत चालकता आहे, जी इतर विद्युत सामग्रीच्या तुलनेत उच्चारली जाते. तंत्रज्ञानामध्ये त्यांचा वापर प्रामुख्याने या गुणधर्मामुळे होतो, जे सामान्य तापमानात उच्च विशिष्ट विद्युत चालकता निर्धारित करते.

घन आणि द्रव दोन्ही आणि, योग्य परिस्थितीत, वायू विद्युत प्रवाहाचे वाहक म्हणून वापरले जाऊ शकतात. इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये व्यावहारिकपणे वापरल्या जाणार्‍या सर्वात महत्त्वाच्या घन-वाहक सामग्री म्हणजे धातू आणि त्यांचे मिश्र धातु.

द्रव कंडक्टरमध्ये वितळलेले धातू आणि विविध इलेक्ट्रोलाइट्स समाविष्ट असतात. तथापि, बहुतेक धातूंसाठी, वितळण्याचा बिंदू जास्त असतो आणि फक्त पारा, ज्याचा वितळण्याचा बिंदू उणे 39 ° से आहे, सामान्य तापमानात द्रव धातू कंडक्टर म्हणून वापरला जाऊ शकतो. इतर धातू भारदस्त तापमानात द्रव वाहक असतात.

वायू आणि बाष्प, धातूसह, कमी विद्युत क्षेत्र शक्तीचे कंडक्टर नाहीत.तथापि, जर फील्ड स्ट्रेंथ एका विशिष्ट गंभीर मूल्यापेक्षा जास्त असेल जे शॉक आणि फोटोओनायझेशनच्या प्रारंभाची खात्री देते, तर गॅस इलेक्ट्रॉनिक आणि आयनिक चालकतेसह कंडक्टर बनू शकतो. प्रति युनिट व्हॉल्यूम पॉझिटिव्ह आयनच्या संख्येइतके इलेक्ट्रॉन्सची संख्या असलेला उच्च आयनीकृत वायू, प्लाझ्मा नावाचे विशेष प्रवाहकीय माध्यम आहे.

इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीसाठी प्रवाहकीय सामग्रीचे सर्वात महत्वाचे गुणधर्म म्हणजे त्यांची विद्युत आणि थर्मल चालकता, तसेच थर्मल ईएमएफ तयार करण्याची क्षमता.

विद्युत चालकता एखाद्या पदार्थाची विद्युत प्रवाह चालविण्याची क्षमता दर्शवते (पहा — पदार्थांची विद्युत चालकता). विद्युत क्षेत्राच्या प्रभावाखाली मुक्त इलेक्ट्रॉनच्या हालचालीमुळे धातूंमधील विद्युत् प्रवाहाची यंत्रणा आहे.

सेमीकंडक्टर साहित्य

सेमीकंडक्टर मटेरिअल असे असतात जे प्रवाहकीय आणि डायलेक्ट्रिक पदार्थांमधील त्यांच्या विशिष्ट चालकतेमध्ये मध्यवर्ती असतात आणि ज्यांचे विशिष्ट गुणधर्म म्हणजे एकाग्रता आणि अशुद्धता किंवा इतर दोषांवर विशिष्ट चालकतेचे अत्यंत मजबूत अवलंबित्व तसेच बहुतेक प्रकरणांमध्ये बाह्य ऊर्जा प्रभावांवर अवलंबून असते. (तापमान, चमक इ.). एनएस.).

सेमीकंडक्टरमध्ये इलेक्ट्रोनिकली प्रवाहकीय पदार्थांचा एक मोठा समूह समाविष्ट असतो ज्यांची प्रतिरोधकता सामान्य तापमानात कंडक्टरपेक्षा जास्त असते परंतु डायलेक्ट्रिक्सपेक्षा कमी असते आणि 10-4 ते 1010 ओहम • सेमी असते. उर्जेमध्ये, अर्धसंवाहक थेट वापरले जात नाहीत, परंतु अर्धसंवाहकांवर आधारित इलेक्ट्रॉनिक घटक मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. हे स्टेशन, सबस्टेशन, डिस्पॅच ऑफिस, सेवा इत्यादींवरील कोणतेही इलेक्ट्रॉनिक्स आहे. रेक्टिफायर्स, एम्पलीफायर्स, जनरेटर, कन्व्हर्टर.सिलिकॉन कार्बाइडवर आधारित सेमीकंडक्टर देखील तयार केले जातात नॉन-रेखीय लाट अटक करणारे पॉवर लाईन्समध्ये (सर्ज अरेस्टर्स).

डायलेक्ट्रिक साहित्य

डायलेक्ट्रिक मटेरियल असे पदार्थ म्हणतात ज्याची मुख्य विद्युत गुणधर्म ध्रुवीकरण करण्याची क्षमता आहे आणि जेथे इलेक्ट्रोस्टॅटिक क्षेत्राचे अस्तित्व शक्य आहे. वास्तविक (तांत्रिक) डायलेक्ट्रिक आदर्शापर्यंत पोहोचते, तिची विशिष्ट चालकता जितकी कमी होते आणि विद्युत उर्जेचा अपव्यय आणि उष्णता सोडण्याशी संबंधित विलंबित ध्रुवीकरण यंत्रणा कमकुवत होते.

डायलेक्ट्रिक ध्रुवीकरण बाह्य मध्ये ओळख तेव्हा त्यात देखावा म्हणतात विद्युत क्षेत्र डायलेक्ट्रिक रेणू बनवणाऱ्या चार्ज केलेल्या कणांच्या विस्थापनामुळे मॅक्रोस्कोपिक अंतर्गत विद्युत क्षेत्र. ज्या डायलेक्ट्रिकमध्ये असे क्षेत्र निर्माण झाले आहे त्याला ध्रुवीकृत म्हणतात.

चुंबकीय साहित्य

चुंबकीय सामग्री म्हणजे त्या क्षेत्राशी थेट संवाद साधून चुंबकीय क्षेत्रात काम करण्यासाठी डिझाइन केलेले. चुंबकीय पदार्थ कमकुवत चुंबकीय आणि जोरदार चुंबकीय मध्ये विभागलेले आहेत. डायमॅग्नेट्स आणि पॅरामॅग्नेट्स कमकुवत चुंबकीय म्हणून वर्गीकृत आहेत. मजबूत चुंबकीय - फेरोमॅग्नेट्स, जे चुंबकीयदृष्ट्या मऊ आणि चुंबकीयदृष्ट्या कठोर असू शकतात.

संमिश्र साहित्य

संमिश्र साहित्य ही अनेक घटकांनी बनलेली सामग्री आहे जी भिन्न कार्ये करतात आणि घटकांमध्ये इंटरफेस असतात.