গ্যাস পরিবাহিতা

গ্যাসগুলি সাধারণত ভাল অস্তরক (যেমন পরিষ্কার, অ-আয়নিত বায়ু)। যাইহোক, যদি গ্যাসগুলি জৈব এবং অজৈব কণার সাথে মিশ্রিত আর্দ্রতা ধারণ করে এবং একই সাথে আয়নিত হয় তবে তারা বিদ্যুৎ পরিচালনা করে।

সমস্ত গ্যাসে, বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করার আগেও, সর্বদা একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ বৈদ্যুতিক চার্জযুক্ত কণা থাকে - ইলেকট্রন এবং আয়ন - যা এলোমেলো তাপীয় গতিতে থাকে। এগুলি গ্যাসের চার্জযুক্ত কণা, সেইসাথে কঠিন পদার্থ এবং তরলগুলির চার্জযুক্ত কণা হতে পারে - অমেধ্য পাওয়া যায়, উদাহরণস্বরূপ, বাতাসে।

বায়বীয় ডাইলেকট্রিক্সে বৈদ্যুতিক চার্জযুক্ত কণার গঠন বাহ্যিক শক্তির উত্স (বাহ্যিক ionizers): মহাজাগতিক এবং সৌর রশ্মি, পৃথিবীর তেজস্ক্রিয় বিকিরণ ইত্যাদি থেকে গ্যাস ionization দ্বারা সৃষ্ট হয়।

গ্যাসগুলির বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা মূলত তাদের আয়নকরণের ডিগ্রির উপর নির্ভর করে, যা বিভিন্ন উপায়ে করা যেতে পারে। সাধারণভাবে, নিরপেক্ষ গ্যাসের অণু থেকে ইলেকট্রন নির্গত হওয়ার ফলে গ্যাসের আয়নায়ন ঘটে।

গ্যাসের অণু থেকে নির্গত একটি ইলেকট্রন গ্যাসের আন্তঃআণবিক স্থানে মিশে যায় এবং এখানে গ্যাসের প্রকারের উপর নির্ভর করে এটি তার চলাচলের তুলনামূলকভাবে দীর্ঘ "স্বাধীনতা" বজায় রাখতে পারে (উদাহরণস্বরূপ, এই জাতীয় গ্যাসগুলিতে, হাইড্রোজেন শক H2) , নাইট্রোজেন n2) বা, বিপরীতভাবে, দ্রুত একটি নিরপেক্ষ অণুতে প্রবেশ করে, এটি একটি ঋণাত্মক আয়নে পরিণত হয় (উদাহরণস্বরূপ, অক্সিজেন)।

এক্স-রে, ক্যাথোড রশ্মি বা তেজস্ক্রিয় পদার্থ দ্বারা নির্গত রশ্মি দিয়ে গ্যাসের আয়নকরণের সর্বাধিক প্রভাব অর্জন করা হয়।

গ্রীষ্মে বায়ুমণ্ডলীয় বায়ু সূর্যালোকের প্রভাবে খুব নিবিড়ভাবে আয়নিত হয়। বাতাসের আর্দ্রতা তার আয়নগুলিতে ঘনীভূত হয়, যা বিদ্যুতের চার্জযুক্ত ক্ষুদ্রতম জলের ফোঁটা তৈরি করে। অবশেষে, বজ্রপাতের সাথে বজ্রপাতগুলি পৃথক বৈদ্যুতিক চার্জযুক্ত জলের ফোঁটা থেকে গঠিত হয়, যেমন বায়ুমণ্ডলীয় বিদ্যুতের বৈদ্যুতিক নিষ্কাশন।

বাহ্যিক ionizers দ্বারা গ্যাস ionization প্রক্রিয়া হল যে তারা গ্যাস পরমাণু শক্তির অংশ স্থানান্তর. এই ক্ষেত্রে, ভ্যালেন্স ইলেকট্রনগুলি অতিরিক্ত শক্তি অর্জন করে এবং তাদের পরমাণু থেকে পৃথক হয়, যা ধনাত্মক চার্জযুক্ত কণা হয়ে ওঠে - ধনাত্মক আয়ন।

গঠিত মুক্ত ইলেক্ট্রনগুলি দীর্ঘ সময়ের জন্য একটি গ্যাসে চলাচল থেকে তাদের স্বাধীনতা বজায় রাখতে পারে (উদাহরণস্বরূপ, হাইড্রোজেন, নাইট্রোজেনে) বা কিছু সময় পরে বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ পরমাণু এবং গ্যাসের অণুগুলির সাথে সংযুক্ত হয়ে তাদের ঋণাত্মক আয়নে পরিণত করে।

গ্যাসে বৈদ্যুতিক চার্জযুক্ত কণার উপস্থিতি ধাতব ইলেক্ট্রোডের পৃষ্ঠ থেকে ইলেকট্রন নির্গত হওয়ার কারণেও হতে পারে যখন তারা উত্তপ্ত হয় বা দীপ্তিমান শক্তির সংস্পর্শে আসে।বিঘ্নিত তাপীয় গতির সময়, কিছু বিপরীত চার্জযুক্ত (ইলেকট্রন) এবং ধনাত্মক চার্জযুক্ত (আয়ন) কণা একে অপরের সাথে একত্রিত হয় এবং বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ পরমাণু এবং গ্যাসের অণু গঠন করে। এই প্রক্রিয়াটিকে মেরামত বা পুনর্মিলন বলা হয়।

যদি ধাতব ইলেক্ট্রোডের (ডিস্ক, বল) মধ্যে গ্যাসের ভলিউম আবদ্ধ থাকে, তবে যখন ইলেক্ট্রোডগুলিতে একটি বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন বৈদ্যুতিক শক্তিগুলি গ্যাসের চার্জযুক্ত কণাগুলির উপর কাজ করবে - বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি।

এই শক্তিগুলির ক্রিয়াকলাপের অধীনে, ইলেকট্রন এবং আয়নগুলি একটি ইলেক্ট্রোড থেকে অন্য ইলেক্ট্রোডে চলে যাবে, একটি গ্যাসে বৈদ্যুতিক প্রবাহ তৈরি করবে।

গ্যাসের কারেন্ট বেশি হবে, বিভিন্ন ডাইইলেক্ট্রিক সহ আরও বেশি চার্জযুক্ত কণা এটিতে প্রতি ইউনিটে তৈরি হবে এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তির ক্রিয়ায় তারা তত বেশি গতি অর্জন করবে।

এটা স্পষ্ট যে গ্যাসের প্রদত্ত আয়তনে প্রয়োগ করা ভোল্টেজ বাড়ার সাথে সাথে ইলেকট্রন এবং আয়নের উপর কাজ করে বৈদ্যুতিক শক্তি বৃদ্ধি পায়। এই ক্ষেত্রে, চার্জযুক্ত কণার বেগ এবং তাই গ্যাসে বর্তমান প্রবাহ বৃদ্ধি পায়।

গ্যাসের আয়তনে প্রযোজ্য ভোল্টেজের ফাংশন হিসাবে কারেন্টের মাত্রার পরিবর্তনকে গ্রাফিকভাবে একটি বক্ররেখার আকারে প্রকাশ করা হয় যাকে ভোল্ট-অ্যাম্পিয়ার বৈশিষ্ট্য বলে।

একটি বায়বীয় অস্তরক জন্য কারেন্ট-ভোল্টেজ বৈশিষ্ট্য

কারেন্ট-ভোল্টেজ বৈশিষ্ট্য দেখায় যে দুর্বল বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অঞ্চলে, যখন চার্জযুক্ত কণাগুলির উপর কাজ করে বৈদ্যুতিক শক্তিগুলি তুলনামূলকভাবে ছোট হয় (গ্রাফে ক্ষেত্রফল I), তখন গ্যাসের কারেন্ট প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের মানের অনুপাতে বৃদ্ধি পায়। . এই এলাকায়, ওহমের সূত্র অনুসারে বর্তমান পরিবর্তন হয়।

ভোল্টেজ আরও বৃদ্ধির সাথে সাথে (অঞ্চল II), কারেন্ট এবং ভোল্টেজের মধ্যে সমানুপাতিকতা ভেঙে যায়। এই অঞ্চলে, পরিবাহী কারেন্ট ভোল্টেজের উপর নির্ভর করে না। এখানে, চার্জযুক্ত গ্যাস কণা - ইলেকট্রন এবং আয়ন থেকে শক্তি সঞ্চিত হয়।

ভোল্টেজের (অঞ্চল III) আরও বৃদ্ধির সাথে, চার্জযুক্ত কণাগুলির গতি তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়, যার ফলস্বরূপ তারা প্রায়শই নিরপেক্ষ গ্যাস কণার সাথে সংঘর্ষ করে। এই স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষের সময়, ইলেকট্রন এবং আয়নগুলি তাদের কিছু জমা শক্তি নিরপেক্ষ গ্যাস কণাতে স্থানান্তর করে। ফলস্বরূপ, ইলেকট্রন তাদের পরমাণু থেকে ছিনতাই করা হয়। এই ক্ষেত্রে, নতুন বৈদ্যুতিক চার্জযুক্ত কণা গঠিত হয়: মুক্ত ইলেকট্রন এবং আয়ন।

উড়ন্ত চার্জযুক্ত কণাগুলি প্রায়শই গ্যাসের পরমাণু এবং অণুর সাথে সংঘর্ষের কারণে, নতুন বৈদ্যুতিক চার্জযুক্ত কণাগুলির গঠন খুব নিবিড়ভাবে ঘটে। এই প্রক্রিয়াটিকে শক গ্যাস আয়নকরণ বলে।

প্রভাব আয়নকরণ অঞ্চলে (চিত্রে অঞ্চল III), ভোল্টেজের ক্ষুদ্রতম বৃদ্ধির সাথে গ্যাসের বর্তমান দ্রুত বৃদ্ধি পায়। বায়বীয় অস্তরকগুলিতে প্রভাব আয়নকরণ প্রক্রিয়ার সাথে গ্যাসের আয়তনের প্রতিরোধের তীব্র হ্রাস এবং বৃদ্ধি অস্তরক ক্ষতি স্পর্শক.

স্বাভাবিকভাবেই, বায়বীয় ডাইলেক্ট্রিকগুলি সেই মানের থেকে কম ভোল্টেজে ব্যবহার করা যেতে পারে যেখানে প্রভাব আয়নকরণ প্রক্রিয়া ঘটে। এই ক্ষেত্রে, গ্যাসগুলি খুব ভাল অস্তরক, যেখানে আয়তনের নির্দিষ্ট প্রতিরোধ খুব বেশি (1020 ওহমস) x সেমি) এবং অস্তরক ক্ষতি কোণের স্পর্শক খুব ছোট (tgδ ≈ 10-6)।অতএব, গ্যাস, বিশেষ করে বায়ু, ডাইলেক্ট্রিক হিসাবে ব্যবহৃত হয় যেমন ক্যাপাসিটর, গ্যাস-ভরা তার, এবং উচ্চ ভোল্টেজ সার্কিট ব্রেকার.

বৈদ্যুতিক নিরোধক কাঠামোতে অস্তরক হিসাবে গ্যাসের ভূমিকা

যে কোনো নিরোধক কাঠামোতে, বায়ু বা অন্যান্য গ্যাস কিছু পরিমাণে নিরোধকের উপাদান হিসেবে উপস্থিত থাকে। ওভারহেড লাইন (VL), বাসবার, ট্রান্সফরমার টার্মিনাল এবং বিভিন্ন উচ্চ-ভোল্টেজ ডিভাইসের কন্ডাক্টরগুলি একে অপরের থেকে ফাঁক দ্বারা পৃথক করা হয়, একমাত্র অন্তরক মাধ্যম যার মধ্যে বায়ু।

এই ধরনের কাঠামোর অস্তরক শক্তির লঙ্ঘন উভয়ই ঘটতে পারে অস্তরক ধ্বংসের মাধ্যমে যা থেকে অন্তরকগুলি তৈরি করা হয় এবং বাতাসে বা অস্তরক পৃষ্ঠে স্রাবের ফলে।

ইনসুলেটর ভাঙ্গনের বিপরীতে, যা তার সম্পূর্ণ ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে, পৃষ্ঠের স্রাব সাধারণত ব্যর্থতার সাথে থাকে না। অতএব, যদি অন্তরক কাঠামোটি এমনভাবে তৈরি করা হয় যে বায়ুতে পৃষ্ঠের ওভারল্যাপ ভোল্টেজ বা ব্রেকডাউন ভোল্টেজ ইনসুলেটরগুলির ভাঙ্গন ভোল্টেজের চেয়ে কম হয়, তবে এই জাতীয় কাঠামোর প্রকৃত অস্তরক শক্তি বায়ুর অস্তরক শক্তি দ্বারা নির্ধারিত হবে।

উপরের ক্ষেত্রে, বায়ু একটি প্রাকৃতিক গ্যাস মাধ্যম হিসাবে প্রাসঙ্গিক যেখানে অন্তরক কাঠামো অবস্থিত। উপরন্তু, বায়ু বা অন্যান্য গ্যাস প্রায়ই তারের, ক্যাপাসিটর, ট্রান্সফরমার এবং অন্যান্য বৈদ্যুতিক ডিভাইসগুলিকে অন্তরক করার জন্য প্রধান অন্তরক উপকরণগুলির একটি হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

ইনসুলেটিং স্ট্রাকচারের নির্ভরযোগ্য এবং ঝামেলামুক্ত অপারেশন নিশ্চিত করতে, বিভিন্ন কারণগুলি কীভাবে গ্যাসের অস্তরক শক্তিকে প্রভাবিত করে, যেমন ভোল্টেজের ফর্ম এবং সময়কাল, গ্যাসের তাপমাত্রা এবং চাপ, গ্যাসের প্রকৃতি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, ইত্যাদি

এই বিষয়ে দেখুন: গ্যাসে বৈদ্যুতিক স্রাবের প্রকারভেদ