શા માટે ડાઇલેક્ટ્રિક્સ વર્તમાનનું સંચાલન કરતા નથી

પ્રશ્નનો જવાબ આપવા માટે "શા માટે ડાઇલેક્ટ્રિક વીજળીનું સંચાલન કરતું નથી?" ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના દેખાવ અને અસ્તિત્વ પર… અને પછી ચાલો સરખામણી કરીએ કે આ પ્રશ્નનો જવાબ શોધવાના સંબંધમાં વાહક અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ કેવી રીતે વર્તે છે.

વર્તમાન

વિદ્યુત પ્રવાહને આદેશિત કહેવામાં આવે છે, એટલે કે નિર્દેશિત, ચાર્જ થયેલા કણોની હિલચાલ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર… આમ, પ્રથમ, વિદ્યુત પ્રવાહના અસ્તિત્વ માટે નિર્દેશિત રીતે ખસેડવામાં સક્ષમ મુક્ત ચાર્જ કણોની હાજરી જરૂરી છે. બીજું, આ શુલ્ક ચલાવવા માટે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની જરૂર છે. અને, અલબત્ત, ત્યાં એક ચોક્કસ જગ્યા હોવી જોઈએ જેમાં ચાર્જ થયેલા કણોની આ હિલચાલ, જેને ઇલેક્ટ્રિક કરંટ કહેવાય છે, થાય છે.

મુક્ત ચાર્જ કણો કંડક્ટરમાં વિપુલ પ્રમાણમાં છે: ધાતુઓમાં, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સમાં, પ્લાઝ્મામાં. તાંબાના વાહકમાં, ઉદાહરણ તરીકે, આ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન છે, ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં - આયનો, ઉદાહરણ તરીકે, લીડ-એસિડ બેટરીમાં સલ્ફ્યુરિક એસિડ આયનો (હાઇડ્રોજન અને સલ્ફર ઓક્સાઇડ), પ્લાઝમા - આયનો અને ઇલેક્ટ્રોન, તે તે છે જે આયનાઇઝ્ડ ગેસમાં ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન ખસેડો.

ધાતુ

ઉદાહરણ તરીકે, ચાલો તાંબાના તારનાં બે ટુકડા લઈએ અને તેનો ઉપયોગ નાના લાઇટ બલ્બને બેટરી સાથે જોડવા માટે કરીએ. શું થશે? પ્રકાશ ચમકવા લાગશે, જેનો અર્થ છે કે એ સીધો વિદ્યુત પ્રવાહ… વાયરના છેડા વચ્ચે હવે બેટરી દ્વારા સંભવિત તફાવત સર્જાયો છે, જેનો અર્થ છે કે વાયરની અંદર ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રે કાર્ય કરવાનું શરૂ કર્યું છે.

વિદ્યુત ક્ષેત્ર તાંબાના પરમાણુના બાહ્ય શેલના ઇલેક્ટ્રોનને ક્ષેત્રની દિશામાં - અણુથી અણુ, અણુથી બીજા અણુ સુધી, અને સાંકળ સાથે આગળ વધવા દબાણ કરે છે, કારણ કે ધાતુના બાહ્ય શેલના ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન ભ્રમણકક્ષાના ન્યુક્લીની નજીકના ઇલેક્ટ્રોન કરતાં અણુઓ ન્યુક્લી સાથે ખૂબ ઓછા મજબૂત રીતે બંધાયેલા હોય છે. જ્યાંથી ઈલેક્ટ્રોન બાકી હતો ત્યાંથી બેટરીના નેગેટિવ ટર્મિનલમાંથી બીજો ઈલેક્ટ્રોન આવે છે, એટલે કે, ઈલેક્ટ્રોન ધાતુની સાંકળ સાથે મુક્તપણે ફરે છે, અણુઓ સાથેના તેમના સંબંધને સરળતાથી બદલી નાખે છે.

તેઓ ધાતુની સ્ફટિક જાળી સાથે જે દિશામાં ધકેલવામાં આવે છે તે દિશામાં, વેગ આપવાનો પ્રયાસ કરતા, વિદ્યુત ક્ષેત્ર (સતત EMF સ્ત્રોતના માઈનસથી વત્તા સુધી) બને છે, જ્યારે ઈલેક્ટ્રોન ક્રિસ્ટલ જાળીના અણુઓને વળગી રહે છે. બધા તેમના માર્ગ સાથે.

તેમની હિલચાલ દરમિયાન કેટલાક ઇલેક્ટ્રોન અણુઓમાં તૂટી જાય છે (એ હકીકતને કારણે કે થર્મલ ચળવળ ઇલેક્ટ્રોન સાથે મળીને અણુઓની સંપૂર્ણ રચનાને વાઇબ્રેટ કરે છે), જેના પરિણામે વાહક ગરમ થાય છે - આ રીતે તે પોતાને પ્રગટ કરે છે. વાયરનો વિદ્યુત પ્રતિકાર.

ધાતુમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન

એક્સ-રેનો ઉપયોગ કરીને ધાતુઓના અભ્યાસ, તેમજ અન્ય પદ્ધતિઓ, દર્શાવે છે કે ધાતુઓમાં સ્ફટિકીય માળખું હોય છે.આનો અર્થ એ છે કે તેઓ અવકાશમાં ચોક્કસ રીતે ગોઠવાયેલા અણુઓ અથવા પરમાણુઓ ધરાવે છે (ક્રમમાં, આયનો) જે ત્રણેય પરિમાણોમાં યોગ્ય ફેરબદલ કરે છે.

આ શરતો હેઠળ, તત્વોના અણુઓ એકબીજાની એટલી નજીક સ્થિત હોય છે કે તેમના બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન આ અણુના પડોશીઓ જેટલા જ પ્રમાણમાં હોય છે, પરિણામે દરેક વ્યક્તિગત અણુ સાથે ઇલેક્ટ્રોનના બંધનની ડિગ્રી વ્યવહારીક રીતે ગેરહાજર છે.

ધાતુના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, દરેક અણુના ઓછામાં ઓછા એક ઇલેક્ટ્રોન, ક્યારેક બે ઇલેક્ટ્રોન અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન પણ બાહ્ય રીતે લાદવામાં આવેલા દળોના પ્રભાવ હેઠળ, ધાતુમાં તેમની હિલચાલની દ્રષ્ટિએ મુક્ત હોય છે.

ડાઇલેક્ટ્રિક

ડાઇલેક્ટ્રિકમાં શું છે? જો તમે તાંબાના વાયરને બદલે પ્લાસ્ટિક, કાગળ કે એવું કંઈક લો છો? વીજળી નહીં હોય, લાઈટ નહીં આવે. શા માટે? ડાઇલેક્ટ્રિકનું માળખું એવું છે કે તેમાં તટસ્થ પરમાણુઓનો સમાવેશ થાય છે જે, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ પણ, તેમના ઇલેક્ટ્રોનને વ્યવસ્થિત ગતિમાં છોડતા નથી - તેઓ ખાલી કરી શકતા નથી. ધાતુની જેમ ડાઇલેક્ટ્રિકમાં મુક્ત વહન ઇલેક્ટ્રોન નથી.

કોઈપણ ડાઇલેક્ટ્રિક પરમાણુના અણુમાં બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન ચુસ્તપણે ભરેલા હોય છે, વધુમાં, તેઓ પરમાણુના આંતરિક બંધનમાં ભાગ લે છે, જ્યારે આવા પદાર્થના પરમાણુ સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રિકલી તટસ્થ હોય છે. બધા ડાઇલેક્ટ્રિક અણુઓ ધ્રુવીકરણ કરી શકે છે.

તેમના પર લાગુ વિદ્યુત ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ, દરેક પરમાણુના સંકળાયેલ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ સંતુલન સ્થિતિમાંથી સહેજ બદલાશે, જ્યારે દરેક ચાર્જ થયેલ કણ તેના પોતાના અણુમાં રહેશે. આ ઘટનાને ચાર્જ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ કહેવામાં આવે છે ડાઇલેક્ટ્રિક ધ્રુવીકરણ.

ધ્રુવીકરણના પરિણામે, તેના પર લાગુ થયેલા ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દ્વારા આ રીતે ધ્રુવીકરણ કરાયેલ ડાઇલેક્ટ્રિકની સપાટી પર ચાર્જ દેખાય છે, જે બાહ્ય ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રને ઘટાડવાનું વલણ ધરાવે છે જે તેમના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર સાથે ધ્રુવીકરણનું કારણ બને છે. આ રીતે બાહ્ય વિદ્યુત ક્ષેત્રને નબળું પાડવા માટે ડાઇલેક્ટ્રિકની ક્ષમતા કહેવામાં આવે છે ડાઇલેક્ટ્રિક સતત.