ઘન ડાઇલેક્ટ્રિક્સનું ચોક્કસ વોલ્યુમ અને સપાટી પ્રતિકાર

નક્કર નમૂનાની પરીક્ષા ડાઇલેક્ટ્રિક, વિદ્યુત પ્રવાહના પ્રવાહ માટે મૂળભૂત રીતે સંભવિત બે રસ્તાઓને અલગ પાડવાનું શક્ય છે: આપેલ ડાઇલેક્ટ્રિકની સપાટી પર અને તેના વોલ્યુમ દ્વારા. આ દૃષ્ટિકોણથી, સપાટી અને વોલ્યુમ પ્રતિકારની વિભાવનાઓનો ઉપયોગ કરીને, આ દિશામાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ચલાવવા માટે ડાઇલેક્ટ્રિકની ક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવું શક્ય છે.

બલ્ક પ્રતિકાર તે પ્રતિકાર છે જે ડાઇલેક્ટ્રિક પ્રદર્શિત કરે છે જ્યારે તેના વોલ્યુમમાંથી સીધો પ્રવાહ વહે છે.

સપાટી પ્રતિકાર - આ તે પ્રતિકાર છે જે ડાઇલેક્ટ્રિક પ્રદર્શિત કરે છે જ્યારે તેની સપાટી પર સીધો પ્રવાહ વહે છે. સપાટી અને બલ્ક પ્રતિકારકતા પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે.

ડાઇલેક્ટ્રિકની ચોક્કસ વોલ્યુમ પ્રતિકારકતાનું મૂલ્ય સંખ્યાત્મક રીતે તે ડાઇલેક્ટ્રિકથી બનેલા ક્યુબના પ્રતિકાર જેટલું છે, જેની ધાર 1 મીટર લાંબી છે, જો કે તેની બે વિરુદ્ધ બાજુઓમાંથી સીધો પ્રવાહ વહેતો હોય.

ડાઇલેક્ટ્રિકના જથ્થાબંધ પ્રતિકારને માપવા ઇચ્છતા, પ્રયોગકર્તા ઘન ડાઇલેક્ટ્રિક નમૂનાની વિરુદ્ધ બાજુઓ પર મેટલ ઇલેક્ટ્રોડને વળગી રહે છે.

ઇલેક્ટ્રોડ્સનો વિસ્તાર S ની બરાબર લેવામાં આવે છે અને નમૂનાની જાડાઈ h લેવામાં આવે છે. પ્રયોગમાં, ઇલેક્ટ્રોડને રક્ષણાત્મક ધાતુના રિંગ્સની અંદર સ્થાપિત કરવામાં આવે છે, જે માપનની ચોકસાઈ પર સપાટીના પ્રવાહોના પ્રભાવને દૂર કરવા માટે જરૂરી ગ્રાઉન્ડેડ હોય છે.

જ્યારે તમામ યોગ્ય પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિઓ અનુસાર ઇલેક્ટ્રોડ્સ અને ગાર્ડ રિંગ્સ ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે, ત્યારે કેલિબ્રેટેડ કોન્સ્ટન્ટ વોલ્ટેજ સ્ત્રોતમાંથી ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર સતત વોલ્ટેજ U લાગુ કરવામાં આવે છે અને 3 મિનિટ સુધી રાખવામાં આવે છે, જેથી ડાઇલેક્ટ્રિક નમૂનામાં ધ્રુવીકરણ પ્રક્રિયાઓ ચોક્કસપણે પૂર્ણ થાય.

પછી, ડીસી વોલ્ટેજ સ્ત્રોતને ડિસ્કનેક્ટ કર્યા વિના, વોલ્ટેજ અને ફોરવર્ડ કરંટને વોલ્ટમીટર અને માઇક્રોએમીટરનો ઉપયોગ કરીને માપો. પછી નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ડાઇલેક્ટ્રિક નમૂનાની વોલ્યુમ પ્રતિકારકતાની ગણતરી કરવામાં આવે છે:

વોલ્યુમ પ્રતિકાર ઓહ્મમાં માપવામાં આવે છે.

ઇલેક્ટ્રોડ્સનું ક્ષેત્રફળ જાણીતું હોવાથી, તે S ની બરાબર છે, ડાઇલેક્ટ્રિકની જાડાઈ પણ જાણીતી છે, તે h ની બરાબર છે, અને વોલ્યુમ પ્રતિકાર Rv હમણાં જ માપવામાં આવ્યો છે, હવે તમે વોલ્યુમ પ્રતિકારકતા શોધી શકો છો નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ડાઇલેક્ટ્રિક (ઓહ્મ * m માં માપવામાં આવે છે):

ડાઇલેક્ટ્રિકની સપાટીની પ્રતિકારકતા શોધવા માટે, પ્રથમ ચોક્કસ નમૂનાની સપાટીની પ્રતિકારકતા શોધો. આ હેતુ માટે, l લંબાઈના બે મેટલ ઇલેક્ટ્રોડ તેમની વચ્ચે d ના અંતરે નમૂના પર ગુંદર ધરાવતા હોય છે.

સ્થિર વોલ્ટેજ સ્ત્રોતમાંથી સતત વોલ્ટેજ U પછી બોન્ડેડ ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર લાગુ કરવામાં આવે છે, જે 3 મિનિટ સુધી જાળવવામાં આવે છે જેથી નમૂનામાં ધ્રુવીકરણ પ્રક્રિયાઓ સમાપ્ત થવાની સંભાવના હોય, અને વોલ્ટેજને વોલ્ટમીટર વડે માપવામાં આવે છે અને એમ્મીટર વડે પ્રવાહ માપવામાં આવે છે. .

છેલ્લે, ઓહ્મમાં સપાટીના પ્રતિકારની ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે:

હવે, ડાઇલેક્ટ્રિકની ચોક્કસ સપાટી પ્રતિકાર શોધવા માટે, એ હકીકત પરથી આગળ વધવું જરૂરી છે કે તે આપેલ સામગ્રીની ચોરસ સપાટીની સપાટીના પ્રતિકારની સંખ્યાની દ્રષ્ટિએ બરાબર છે, જો વિદ્યુતપ્રવાહની બાજુઓ પર માઉન્ટ થયેલ ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે પ્રવાહ વહે છે. આ ચોરસ. પછી ચોક્કસ સપાટી પ્રતિકાર સમાન હશે:

સપાટીની પ્રતિકાર ઓહ્મમાં માપવામાં આવે છે.

ડાઇલેક્ટ્રિકની વિશિષ્ટ સપાટી પ્રતિકાર એ ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીની લાક્ષણિકતા છે અને તે ડાઇલેક્ટ્રિકની રાસાયણિક રચના, તેનું વર્તમાન તાપમાન, ભેજ અને તેની સપાટી પર લાગુ થતા વોલ્ટેજ પર આધારિત છે.

ડાઇલેક્ટ્રિક સપાટીની શુષ્કતા એક વિશાળ ભૂમિકા ભજવે છે. નમૂનાની સપાટી પર પાણીનો સૌથી પાતળો સ્તર પ્રશંસનીય વાહકતા દર્શાવવા માટે પૂરતો છે, જે આ સ્તરની જાડાઈ પર નિર્ભર રહેશે.

સપાટીની વાહકતા મુખ્યત્વે ડાઇલેક્ટ્રિકની સપાટી પર અશુદ્ધિઓ, ખામીઓ અને ભેજની હાજરીને કારણે છે. છિદ્રાળુ અને ધ્રુવીય ડાઇલેક્ટ્રિક્સ અન્ય કરતા ભેજ માટે વધુ સંવેદનશીલ હોય છે. આવી સામગ્રીની વિશિષ્ટ સપાટી પ્રતિકાર કઠિનતા મૂલ્ય અને ડાઇલેક્ટ્રિક ભીના સંપર્ક કોણ સાથે સંબંધિત છે.

નીચે એક કોષ્ટક છે જેમાંથી તે સ્પષ્ટ છે કે નાના સંપર્ક કોણ સાથે સખત ડાઇલેક્ટ્રિક્સ ભીની સ્થિતિમાં ઓછી ચોક્કસ સપાટીની પ્રતિકારકતા ધરાવે છે. આ દૃષ્ટિકોણથી, ડાઇલેક્ટ્રિક્સને હાઇડ્રોફોબિક અને હાઇડ્રોફિલિકમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

નોનપોલર ડાઇલેક્ટ્રિક્સ હાઇડ્રોફોબિક હોય છે અને જ્યારે સપાટી સ્વચ્છ હોય ત્યારે પાણીથી ભીના થતા નથી. આ કારણોસર, જો આવા ડાઇલેક્ટ્રિકને ભેજવાળા વાતાવરણમાં મૂકવામાં આવે તો પણ, તેની સપાટીનો પ્રતિકાર વ્યવહારીક રીતે બદલાશે નહીં.

ધ્રુવીય અને મોટાભાગના આયનીય ડાઇલેક્ટ્રિક્સ હાઇડ્રોફિલિક હોય છે અને તેમાં ભીનાશ હોય છે. જો હાઇડ્રોફિલિક ડાઇલેક્ટ્રિકને ભીના વાતાવરણમાં મૂકવામાં આવે છે, તો તેની સપાટીનો પ્રતિકાર ઘટશે. વિવિધ દૂષણો સરળતાથી ભીની સપાટીને વળગી રહે છે, જે સપાટીના પ્રતિકારમાં ઘટાડો કરવામાં પણ યોગદાન આપી શકે છે.

મધ્યવર્તી ડાઇલેક્ટ્રિક્સ પણ છે, જેમાં લવસન જેવા નબળા ધ્રુવીય પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે.

જો ભીનું ઇન્સ્યુલેશન ગરમ કરવામાં આવે છે, તો તાપમાનમાં વધારો થતાં તેની સપાટીનો પ્રતિકાર વધવા લાગે છે. જ્યારે ઇન્સ્યુલેશન શુષ્ક હોય છે, ત્યારે પ્રતિકાર ઘટી શકે છે. નીચા તાપમાન સૂકા સ્થિતિમાં ડાઇલેક્ટ્રિકની સપાટીના પ્રતિકારમાં 6-7 ક્રમની તીવ્રતા દ્વારા વધારો કરવામાં ફાળો આપે છે, સમાન સામગ્રીની તુલનામાં, માત્ર ભીની.

ડાઇલેક્ટ્રિકની સપાટીના પ્રતિકારને વધારવા માટે, તેઓ વિવિધ તકનીકી પદ્ધતિઓનો આશરો લે છે. ઉદાહરણ તરીકે, નમૂનાને દ્રાવકમાં અથવા ઉકળતા નિસ્યંદિત પાણીમાં ધોઈ શકાય છે, ડાઇલેક્ટ્રિકના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, અથવા પૂરતા પ્રમાણમાં ઊંચા તાપમાને ગરમ કરી શકાય છે, ભેજ-પ્રતિરોધક વાર્નિશ, ગ્લેઝથી આવરી લેવામાં આવે છે, રક્ષણાત્મક શેલમાં મૂકવામાં આવે છે, કેસ, વગેરે .