મુક્ત અને બંધાયેલ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ, વહન અને વિસ્થાપન પ્રવાહ

કોઈપણ પદાર્થ બનાવે છે તે કણો હોય છે વિદ્યુત શુલ્ક… ઇલેક્ટ્રોન પાસે નકારાત્મક ચાર્જ e = 0.16 * 10-18 k છે, અને પ્રોટોન સમાન હકારાત્મક ચાર્જ ધરાવે છે. અણુ, પરમાણુ અથવા ઘણા અણુઓ ધરાવતા શરીરનો કુલ ચાર્જ તેમના ઘટક પ્રાથમિક કણોના કુલ હકારાત્મક અને નકારાત્મક ચાર્જ વચ્ચેના ગુણોત્તરને આધારે સકારાત્મક, નકારાત્મક અથવા શૂન્યની બરાબર હોઈ શકે છે.

ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં ખસેડવાની ક્ષમતાના આધારે, શુલ્કને બે મોટા જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. પ્રથમ જૂથના શુલ્ક ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રમાં અમર્યાદિત હિલચાલની સંભાવના દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, અને તેથી તેમને કહેવામાં આવે છે મફત ફી… ચાર્જના બીજા જૂથમાં આ શક્યતા નથી, તેમની હિલચાલ પરમાણુ, પરમાણુ, સ્ફટિકની રચના અથવા પદાર્થની રચનાની વિવિધતા દ્વારા મર્યાદિત છે. આ શુલ્ક કહેવાય છે બંધાયેલ.

મુક્ત અને બાઉન્ડ ચાર્જનું વિભાજન હંમેશા વિચારણા હેઠળના કણોની ભૌતિક પ્રકૃતિ પર આધારિત નથી.સજાતીય માધ્યમમાં મુક્ત હોય તેવા શુલ્કને વિવિધ સામગ્રીઓ ધરાવતી રચનાઓની રચનામાં જોડી શકાય છે.

વિદ્યુત ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ પદાર્થના મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન અને આયનો એક ઇલેક્ટ્રોડમાંથી બીજા ઇલેક્ટ્રોડમાં જાય છે, રચના કરે છે વહન પ્રવાહ.

ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડની ક્રિયા હેઠળ કનેક્ટેડ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જિસ માત્ર ચોક્કસ, ઘણી વખત ખૂબ જ મર્યાદિત મર્યાદામાં ભળવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. ચળવળની આ પ્રક્રિયા, કહેવાતા ધ્રુવીકરણ, ધ્રુવીકરણ વેક્ટર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે અને આવશ્યકપણે ચાર્જ વચ્ચેના ભૌતિક જોડાણો પર આધાર રાખે છે. ધ્રુવીકરણમાં, ચાર્જ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ વિસ્થાપિત થાય છે અને દેખાય છે વિચલન વર્તમાન.

ડાઇલેક્ટ્રિકમાં સકારાત્મક અને નકારાત્મક એકબીજા સાથે જોડાયેલા ચાર્જની સમાન સંખ્યા હોય છે, અને બાહ્ય ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની અસર હકારાત્મક અને નકારાત્મક ચાર્જના કેન્દ્રોના પરસ્પર વિસ્થાપનને અસર કરે છે, અને વિપરીત ચાર્જની જોડીના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષણોના દેખાવમાં - દ્વિધ્રુવીય ક્ષણો. એક સમાન ક્ષેત્રમાં, ધ્રુવીકરણ વેક્ટર એ એકમ વોલ્યુમ દીઠ કુલ દ્વિધ્રુવીય ક્ષણનું સરેરાશ મૂલ્ય છે. ડાઇલેક્ટ્રિકનું ધ્રુવીકરણ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની શક્તિ પર આધારિત છે.

એવી સામગ્રી કે જેમાં માત્ર વહન પ્રવાહ જ મહત્વ ધરાવે છે અને વિસ્થાપન પ્રવાહોને અવગણી શકાય છે ડ્રાઇવરો… એવી સામગ્રી કે જેમાં વહન પ્રવાહો નજીવા હોય અને અવગણના કરી શકાય ઇન્સ્યુલેટર… સામગ્રી કે જેમાં ધ્રુવીકરણ ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે તેને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ કહેવામાં આવે છે (જુઓ — ધાતુઓ અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ - શું તફાવત છે?). તે સામગ્રી કે જેમાં વહન પ્રવાહ અને વિસ્થાપન પ્રવાહ બંનેને ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી છે તે તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે સેમિકન્ડક્ટર.

ડાઇલેક્ટ્રિક્સના ધ્રુવીકરણની ઘટના અને ઉદ્યોગમાં પૂર્વગ્રહયુક્ત પ્રવાહનો ઉપયોગ ડાઇલેક્ટ્રિક્સની ઉચ્ચ-આવર્તન ગરમી (ઉદાહરણ તરીકે, લાકડા, કાર્ડબોર્ડ, ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં હીટિંગ) અને સેમિકન્ડક્ટર્સને સૂકવવા માટે થાય છે.

ગરમ કરવાની સામગ્રી કેપેસિટરની પ્લેટો વચ્ચે મૂકવામાં આવે છે જેના પર ઉચ્ચ આવર્તન વોલ્ટેજ લાગુ પડે છે. ઉચ્ચ-આવર્તન ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં મૂકવામાં આવેલી સામગ્રીમાં વહન અને વિસ્થાપન પ્રવાહો સામગ્રીમાં ગરમી અને તેની ગરમીનું કારણ બને છે. આ પ્રકારની ગરમી કહેવામાં આવે છે ડાઇલેક્ટ્રિક હીટિંગ.

ભીની સામગ્રીને સૂકવવાની પ્રક્રિયા, એટલે કે. તેમાંથી ભેજનું નિરાકરણ, બે ઘટનાઓને કારણે થઈ શકે છે: સામગ્રીની અંદર ભેજનું સીધું બાષ્પીભવન અને વરાળના સ્વરૂપમાં તેનું પ્રકાશન, અને પ્રવાહી તબક્કામાં ભેજની હિલચાલ આંતરિક વિસ્તારોમાંથી સપાટી પર. સામગ્રીમાં ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડની હાજરી બાષ્પીભવન અને ભેજની હિલચાલને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે, જે સૂકવણીની પ્રક્રિયાને નોંધપાત્ર રીતે વધારવાનું શક્ય બનાવે છે.