প্রকৃতিতে কোনো পরম অস্তরক নেই। কণার নির্দেশিত চলাচল - বৈদ্যুতিক চার্জের বাহক - অর্থাৎ, বর্তমান, যে কোনও মাধ্যমে ঘটতে পারে, তবে এর জন্য বিশেষ শর্তগুলির প্রয়োজন। আমরা এখানে বিবেচনা করব কীভাবে বৈদ্যুতিক ঘটনাগুলি গ্যাসগুলিতে অগ্রসর হয় এবং কীভাবে একটি গ্যাসকে খুব ভাল অস্তরক থেকে একটি খুব ভাল পরিবাহীতে পরিবর্তন করা যায়। আমরা যে অবস্থার মধ্যে এটি উদ্ভূত হয়, সেইসাথে গ্যাসগুলিতে বৈদ্যুতিক প্রবাহকে কী বৈশিষ্ট্যগুলি চিহ্নিত করে সে সম্পর্কে আমরা আগ্রহী হব৷
গ্যাসের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য
একটি অস্তরক হল এমন একটি পদার্থ (মাঝারি) যাতে কণার ঘনত্ব - একটি বৈদ্যুতিক চার্জের মুক্ত বাহক - কোন উল্লেখযোগ্য মূল্যে পৌঁছায় না, যার ফলস্বরূপ পরিবাহিতা নগণ্য। সব গ্যাসই ভালো ডাইলেক্ট্রিক। তাদের অন্তরক বৈশিষ্ট্য সর্বত্র ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ, যেকোনো সার্কিট ব্রেকারে, সার্কিট খোলার সময় ঘটে যখন পরিচিতিগুলিকে এমন একটি অবস্থানে আনা হয় যে তাদের মধ্যে একটি বায়ু ফাঁক তৈরি হয়। বিদ্যুতের লাইনে তারএছাড়াও একটি বায়ু স্তর দ্বারা একে অপরের থেকে বিচ্ছিন্ন হয়৷
যেকোন গ্যাসের গাঠনিক একক হল একটি অণু। এটি পারমাণবিক নিউক্লিয়াস এবং ইলেক্ট্রন ক্লাউড নিয়ে গঠিত, অর্থাৎ এটি মহাকাশে বৈদ্যুতিক চার্জের একটি সংগ্রহ যা কোনোভাবে মহাকাশে বিতরণ করা হয়। একটি গ্যাসের অণু তার গঠনের বিশেষত্বের কারণে একটি বৈদ্যুতিক ডাইপোল হতে পারে, অথবা এটি একটি বহিরাগত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়াকলাপের অধীনে মেরুকরণ হতে পারে। গ্যাস তৈরি করে এমন বেশিরভাগ অণু স্বাভাবিক অবস্থায় বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ থাকে, যেহেতু তাদের মধ্যে চার্জ একে অপরকে বাতিল করে দেয়।
যদি একটি গ্যাসে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগ করা হয়, তাহলে অণুগুলি একটি ডাইপোল অভিযোজন অনুমান করবে, একটি স্থানিক অবস্থান দখল করবে যা ক্ষেত্রের প্রভাবের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়। কুলম্ব বাহিনীর প্রভাবে গ্যাসে উপস্থিত চার্জযুক্ত কণাগুলি সরতে শুরু করবে: ধনাত্মক আয়নগুলি - ক্যাথোডের দিকে, ঋণাত্মক আয়ন এবং ইলেকট্রনগুলি - অ্যানোডের দিকে। যাইহোক, যদি ক্ষেত্রের অপর্যাপ্ত সম্ভাবনা থাকে, তাহলে চার্জের একটি একক নির্দেশিত প্রবাহ উত্থিত হয় না, এবং কেউ বরং পৃথক স্রোতের কথা বলতে পারে, এত দুর্বল যে সেগুলিকে অবহেলা করা উচিত। গ্যাস একটি অস্তরক মত আচরণ করে।
এইভাবে, গ্যাসগুলিতে বৈদ্যুতিক প্রবাহের জন্য, বিনামূল্যে চার্জ বাহকের একটি বড় ঘনত্ব এবং একটি ক্ষেত্রের উপস্থিতি প্রয়োজন৷
আয়নাইজেশন
একটি গ্যাসে ফ্রি চার্জের সংখ্যা তুষারপাতের মতো বৃদ্ধির প্রক্রিয়াকে আয়নকরণ বলে। তদনুসারে, যে গ্যাসে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে চার্জযুক্ত কণা থাকে তাকে আয়নিত বলে। এই ধরনের গ্যাসে বৈদ্যুতিক প্রবাহ সৃষ্টি হয়।
আয়নকরণ প্রক্রিয়াটি অণুর নিরপেক্ষতা লঙ্ঘনের সাথে যুক্ত। একটি ইলেকট্রনের বিচ্ছিন্নতার ফলস্বরূপ, ইতিবাচক আয়নগুলি উপস্থিত হয়, একটি অণুর সাথে একটি ইলেকট্রনের সংযুক্তি একটি নেতিবাচক আয়ন গঠনের দিকে পরিচালিত করে। উপরন্তু, একটি ionized গ্যাস অনেক বিনামূল্যে ইলেকট্রন আছে. ধনাত্মক আয়ন এবং বিশেষ করে ইলেকট্রন হল গ্যাসের বৈদ্যুতিক প্রবাহের প্রধান চার্জ বাহক।
আয়নাইজেশন ঘটে যখন একটি কণাকে নির্দিষ্ট পরিমাণ শক্তি দেওয়া হয়। এইভাবে, একটি অণুর সংমিশ্রণে একটি বাহ্যিক ইলেকট্রন, এই শক্তি পেয়ে, অণু ছেড়ে যেতে পারে। নিরপেক্ষ কণার সাথে চার্জযুক্ত কণার পারস্পরিক সংঘর্ষের ফলে নতুন ইলেকট্রন ছিটকে যায় এবং প্রক্রিয়াটি একটি তুষারপাতের মতো চরিত্রে পরিণত হয়। কণার গতিশক্তিও বৃদ্ধি পায়, যা আয়নায়নকে ব্যাপকভাবে উৎসাহিত করে।
গ্যাসে বৈদ্যুতিক প্রবাহকে উত্তেজিত করতে ব্যবহৃত শক্তি কোথা থেকে আসে? গ্যাসের আয়নকরণে শক্তির বিভিন্ন উত্স রয়েছে, যে অনুসারে এটির প্রকারগুলি নামকরণের প্রথাগত।
- বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের দ্বারা আয়নকরণ। এই ক্ষেত্রে, ক্ষেত্রের সম্ভাব্য শক্তি কণার গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
- থার্মিয়নাইজেশন। তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে প্রচুর পরিমাণে বিনামূল্যের চার্জ তৈরি হয়৷
- ফটোয়োনাইজেশন। এই প্রক্রিয়াটির সারমর্ম হল যে ইলেকট্রনগুলি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশন কোয়ান্টা - ফোটন দ্বারা শক্তি সরবরাহ করে, যদি তাদের যথেষ্ট উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি থাকে (আল্ট্রাভায়োলেট, এক্স-রে, গামা কোয়ান্টা)।
- ইমপ্যাক্ট আয়নাইজেশন হল সংঘর্ষকারী কণার গতিশক্তিকে ইলেকট্রন বিভাজনের শক্তিতে রূপান্তরের ফলাফল। পাশাপাশিতাপীয় আয়নকরণ, এটি বৈদ্যুতিক প্রবাহের গ্যাসের প্রধান উত্তেজনা কারণ হিসেবে কাজ করে।
প্রতিটি গ্যাস একটি নির্দিষ্ট থ্রেশহোল্ড মান দ্বারা চিহ্নিত করা হয় - একটি সম্ভাব্য বাধা অতিক্রম করে একটি অণু থেকে বিচ্ছিন্ন হতে একটি ইলেক্ট্রনের জন্য প্রয়োজনীয় আয়নকরণ শক্তি। প্রথম ইলেক্ট্রনের জন্য এই মানটি কয়েক ভোল্ট থেকে দুই দশ ভোল্ট পর্যন্ত বিস্তৃত হয়; অণু থেকে পরবর্তী ইলেকট্রন অপসারণের জন্য আরও শক্তির প্রয়োজন, এবং তাই।
এটি বিবেচনায় নেওয়া উচিত যে গ্যাসে আয়নকরণের সাথে সাথে বিপরীত প্রক্রিয়াটি ঘটে - পুনঃসংযোগ, অর্থাৎ, কুলম্ব আকর্ষণ শক্তির ক্রিয়ায় নিরপেক্ষ অণুগুলির পুনরুদ্ধার।
গ্যাস নিঃসরণ এবং এর প্রকারগুলি
সুতরাং, গ্যাসগুলিতে বৈদ্যুতিক প্রবাহ তাদের উপর প্রয়োগ করা একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়াকলাপের অধীনে চার্জযুক্ত কণাগুলির ক্রমাগত চলাচলের কারণে হয়। বিভিন্ন ionization কারণের কারণে এই ধরনের চার্জের উপস্থিতি সম্ভব।
সুতরাং, তাপীয় আয়নকরণের জন্য উল্লেখযোগ্য তাপমাত্রার প্রয়োজন, কিন্তু কিছু রাসায়নিক প্রক্রিয়ার কারণে একটি খোলা শিখা আয়নকরণে অবদান রাখে। এমনকি একটি শিখার উপস্থিতিতে তুলনামূলকভাবে কম তাপমাত্রায়, গ্যাসগুলিতে বৈদ্যুতিক প্রবাহের উপস্থিতি রেকর্ড করা হয় এবং গ্যাস পরিবাহিতা নিয়ে পরীক্ষা এটি যাচাই করা সহজ করে তোলে। চার্জযুক্ত ক্যাপাসিটরের প্লেটের মধ্যে একটি বার্নার বা মোমবাতির শিখা স্থাপন করা প্রয়োজন। ক্যাপাসিটরের বায়ু ফাঁকের কারণে পূর্বে খোলা সার্কিট বন্ধ হয়ে যাবে। সার্কিটের সাথে সংযুক্ত একটি গ্যালভানোমিটার কারেন্টের উপস্থিতি দেখাবে।
গ্যাসে বৈদ্যুতিক প্রবাহকে গ্যাস ডিসচার্জ বলে। এটা মাথায় রাখতে হবেস্রাবের স্থায়িত্ব বজায় রাখার জন্য, ionizer এর ক্রিয়া ধ্রুবক হতে হবে, যেহেতু ধ্রুবক পুনর্মিলনের কারণে, গ্যাস তার বৈদ্যুতিক পরিবাহী বৈশিষ্ট্য হারায়। গ্যাসে বৈদ্যুতিক প্রবাহের কিছু বাহক - আয়ন - ইলেক্ট্রোডগুলিতে নিরপেক্ষ হয়, অন্যগুলি - ইলেকট্রনগুলি - অ্যানোডের উপর পড়ে, ক্ষেত্র উত্সের "প্লাস" এর দিকে নির্দেশিত হয়। যদি আয়নাইজিং ফ্যাক্টরটি কাজ করা বন্ধ করে দেয়, তবে গ্যাসটি অবিলম্বে আবার অস্তরক হয়ে যাবে এবং কারেন্ট বন্ধ হয়ে যাবে। এই জাতীয় স্রোত, একটি বাহ্যিক আয়নাইজারের কর্মের উপর নির্ভরশীল, একটি অ-স্ব-টেকসই স্রাব বলা হয়৷
গ্যাসের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক প্রবাহের বৈশিষ্ট্যগুলিকে ভোল্টেজের উপর বর্তমান শক্তির একটি বিশেষ নির্ভরতা দ্বারা বর্ণনা করা হয় - কারেন্ট-ভোল্টেজ বৈশিষ্ট্য।
আসুন কারেন্ট-ভোল্টেজ নির্ভরতার গ্রাফে গ্যাস ডিসচার্জের বিকাশ বিবেচনা করা যাক। যখন ভোল্টেজ একটি নির্দিষ্ট মান U1 এ বেড়ে যায়, তখন কারেন্ট তার সমানুপাতিকভাবে বৃদ্ধি পায়, অর্থাৎ ওহমের সূত্রটি পূরণ হয়। গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়, এবং সেই কারণে গ্যাসে চার্জের বেগ, এবং এই প্রক্রিয়াটি পুনঃসংযোগের আগে। U1 থেকে U2 পর্যন্ত ভোল্টেজের মানগুলিতে এই অনুপাত লঙ্ঘন করা হয়েছে; যখন U2 পৌঁছানো হয়, তখন সমস্ত চার্জ বাহক ইলেক্ট্রোডের কাছে পৌঁছায় আবার সংযোজন করার সময় ছাড়াই। সমস্ত বিনামূল্যের চার্জ জড়িত, এবং ভোল্টেজের আরও বৃদ্ধি কারেন্ট বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে না। চার্জের চলাচলের এই প্রকৃতিকে স্যাচুরেশন কারেন্ট বলা হয়। এইভাবে, আমরা বলতে পারি যে গ্যাসগুলিতে বৈদ্যুতিক প্রবাহও বিভিন্ন শক্তির বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে আয়নিত গ্যাসের আচরণের বিশেষত্বের কারণে হয়।
যখন ইলেক্ট্রোড জুড়ে সম্ভাব্য পার্থক্য একটি নির্দিষ্ট মান U3 এ পৌঁছায়, তখন ভোল্টেজ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের জন্য তুষারপাতের মতো গ্যাস আয়নকরণের জন্য যথেষ্ট হয়ে যায়। মুক্ত ইলেকট্রনের গতিশক্তি ইতিমধ্যেই অণুর প্রভাব আয়নকরণের জন্য যথেষ্ট। একই সময়ে, বেশিরভাগ গ্যাসে তাদের গতি প্রায় 2000 কিমি/সেকেন্ড এবং উচ্চতর (এটি আনুমানিক সূত্র v=600 Ui দ্বারা গণনা করা হয়, যেখানে Ui হল আয়নকরণ সম্ভাবনা)। এই মুহুর্তে, একটি গ্যাস ভাঙ্গন ঘটে এবং একটি অভ্যন্তরীণ আয়নকরণ উত্সের কারণে বর্তমানের উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি ঘটে। অতএব, এই ধরনের স্রাব স্বাধীন বলা হয়.
এই ক্ষেত্রে একটি বাহ্যিক আয়নাইজারের উপস্থিতি আর গ্যাসগুলিতে বৈদ্যুতিক প্রবাহ বজায় রাখতে ভূমিকা পালন করে না। বিভিন্ন পরিস্থিতিতে এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের উত্সের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য সহ একটি স্ব-টেকসই স্রাবের কিছু বৈশিষ্ট্য থাকতে পারে। গ্লো, স্পার্ক, আর্ক এবং করোনার মতো স্ব-স্রাবের ধরন রয়েছে। আমরা দেখব কিভাবে বৈদ্যুতিক প্রবাহ গ্যাসে আচরণ করে, সংক্ষেপে এই ধরনের প্রতিটির জন্য।
গ্লো ডিসচার্জ
একটি বিরল গ্যাসে, 100 (এবং এমনকি কম) থেকে 1000 ভোল্টের সম্ভাব্য পার্থক্য একটি স্বাধীন স্রাব শুরু করার জন্য যথেষ্ট। অতএব, একটি উজ্জ্বল স্রাব, একটি কম বর্তমান শক্তি (10-5 A থেকে 1 A পর্যন্ত) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, পারদের কয়েক মিলিমিটারের বেশি চাপে ঘটে না।
একটি বিরল গ্যাস এবং ঠান্ডা ইলেক্ট্রোড সহ একটি টিউবে, উদীয়মান গ্লো স্রাবটি ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে একটি পাতলা আলোকিত কর্ডের মতো দেখায়। আপনি যদি টিউব থেকে গ্যাস পাম্পিং চালিয়ে যান, আপনি পর্যবেক্ষণ করবেনকর্ডের অস্পষ্টতা, এবং পারদের মিলিমিটারের দশমাংশের চাপে, আভা টিউবটিকে প্রায় সম্পূর্ণরূপে পূরণ করে। ক্যাথোডের কাছে আভা অনুপস্থিত - তথাকথিত অন্ধকার ক্যাথোড স্পেসে। বাকিগুলোকে পজিটিভ কলাম বলা হয়। এই ক্ষেত্রে, স্রাবের অস্তিত্ব নিশ্চিত করে এমন প্রধান প্রক্রিয়াগুলি অন্ধকার ক্যাথোড স্পেসে এবং এর সংলগ্ন অঞ্চলে অবিকল স্থানীয়করণ করা হয়। এখানে, চার্জযুক্ত গ্যাস কণাগুলি ত্বরান্বিত হয়, ক্যাথোড থেকে ইলেকট্রনকে ছিটকে দেয়।
একটি গ্লো ডিসচার্জে, আয়নকরণের কারণ ক্যাথোড থেকে ইলেকট্রন নির্গমন। ক্যাথোড দ্বারা নির্গত ইলেকট্রনগুলি গ্যাস অণুর প্রভাব আয়নকরণ তৈরি করে, উদীয়মান ধনাত্মক আয়নগুলি ক্যাথোড থেকে গৌণ নির্গমন ঘটায় এবং আরও অনেক কিছু। ধনাত্মক কলামের আভা মূলত উত্তেজিত গ্যাসের অণু দ্বারা ফোটনের পশ্চাদপসরণ এবং বিভিন্ন গ্যাস একটি নির্দিষ্ট রঙের আভা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। ইতিবাচক কলাম শুধুমাত্র বৈদ্যুতিক সার্কিটের একটি অংশ হিসাবে একটি গ্লো স্রাব গঠনে অংশ নেয়। আপনি যদি ইলেক্ট্রোডগুলিকে কাছাকাছি নিয়ে আসেন তবে আপনি ইতিবাচক কলামের অন্তর্ধান অর্জন করতে পারেন, তবে স্রাব বন্ধ হবে না। যাইহোক, ইলেক্ট্রোডের মধ্যে দূরত্ব আরও কমানোর সাথে, গ্লো ডিসচার্জটি বিদ্যমান থাকবে না।
এটা লক্ষ করা উচিত যে গ্যাসগুলিতে এই ধরণের বৈদ্যুতিক প্রবাহের জন্য, কিছু প্রক্রিয়ার পদার্থবিদ্যা এখনও সম্পূর্ণরূপে ব্যাখ্যা করা যায়নি। উদাহরণ স্বরূপ, স্রাবের অংশ গ্রহণকারী অঞ্চলের ক্যাথোড পৃষ্ঠে যে শক্তির প্রসারণ ঘটে তার প্রকৃতি অস্পষ্ট থেকে যায়।
স্পার্ক ডিসচার্জ
স্পার্কভাঙ্গন একটি আবেগপ্রবণ চরিত্র আছে. এটি স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলের কাছাকাছি চাপে ঘটে, এমন ক্ষেত্রে যেখানে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের উত্সের শক্তি একটি স্থির স্রাব বজায় রাখার জন্য যথেষ্ট নয়। এই ক্ষেত্রে, ক্ষেত্রের শক্তি বেশি এবং 3 MV/m পৌঁছতে পারে। ঘটনাটি গ্যাসের স্রাবের বৈদ্যুতিক প্রবাহের তীব্র বৃদ্ধি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, একই সময়ে ভোল্টেজ অত্যন্ত দ্রুত হ্রাস পায় এবং স্রাব বন্ধ হয়ে যায়। তারপর সম্ভাব্য পার্থক্য আবার বৃদ্ধি পায় এবং পুরো প্রক্রিয়াটি পুনরাবৃত্তি হয়।
এই ধরণের স্রাবের সাথে, স্বল্প-মেয়াদী স্পার্ক চ্যানেলগুলি গঠিত হয়, যার বৃদ্ধি ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে যে কোনও বিন্দু থেকে শুরু হতে পারে। এটি এই কারণে যে প্রভাব ionization এলোমেলোভাবে এমন জায়গায় ঘটে যেখানে বর্তমানে সর্বাধিক সংখ্যক আয়ন ঘনীভূত হয়। স্পার্ক চ্যানেলের কাছে, গ্যাসটি দ্রুত উত্তপ্ত হয় এবং তাপীয় প্রসারণের মধ্য দিয়ে যায়, যা শাব্দ তরঙ্গ সৃষ্টি করে। অতএব, স্পার্ক স্রাব ক্র্যাকলিং দ্বারা অনুষঙ্গী হয়, সেইসাথে তাপ মুক্তি এবং একটি উজ্জ্বল আভা। তুষারপাত আয়নকরণ প্রক্রিয়া স্পার্ক চ্যানেলে উচ্চ চাপ এবং 10 হাজার ডিগ্রি এবং আরও বেশি তাপমাত্রা তৈরি করে।
একটি প্রাকৃতিক স্পার্ক স্রাবের স্পষ্ট উদাহরণ হল বজ্রপাত। প্রধান বজ্রপাতের স্পার্ক চ্যানেলের ব্যাস কয়েক সেন্টিমিটার থেকে 4 মিটার পর্যন্ত হতে পারে এবং চ্যানেলের দৈর্ঘ্য 10 কিলোমিটারে পৌঁছাতে পারে। কারেন্টের মাত্রা 500 হাজার অ্যাম্পিয়ারে পৌঁছায় এবং বজ্রপাত এবং পৃথিবীর পৃষ্ঠের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য এক বিলিয়ন ভোল্টে পৌঁছে।
সবচেয়ে দীর্ঘ 321 কিমি বজ্রপাত 2007 সালে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ওকলাহোমাতে দেখা গিয়েছিল। সময়কালের জন্য রেকর্ড ধারক বাজ ছিল, রেকর্ড করা2012 সালে ফরাসি আল্পসে - এটি 7.7 সেকেন্ডের বেশি স্থায়ী হয়েছিল। বজ্রপাত হলে, বাতাস 30 হাজার ডিগ্রি পর্যন্ত উত্তপ্ত হতে পারে, যা সূর্যের দৃশ্যমান পৃষ্ঠের তাপমাত্রার 6 গুণ।
যে ক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের উৎসের শক্তি যথেষ্ট বড়, স্পার্ক ডিসচার্জ একটি চাপে পরিণত হয়।
আর্ক ডিসচার্জ
এই ধরনের স্ব-স্রাব উচ্চ বর্তমান ঘনত্ব এবং কম (গ্লো ডিসচার্জের চেয়ে কম) ভোল্টেজ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। ইলেক্ট্রোডের নৈকট্যের কারণে ভাঙ্গন দূরত্ব ছোট। ক্যাথোড পৃষ্ঠ থেকে একটি ইলেক্ট্রন নির্গমনের মাধ্যমে স্রাব শুরু হয় (ধাতু পরমাণুর জন্য, গ্যাসের অণুর তুলনায় আয়নকরণের সম্ভাবনা কম)। ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে ভাঙ্গনের সময়, এমন পরিস্থিতি তৈরি হয় যার অধীনে গ্যাসটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ পরিচালনা করে এবং একটি স্পার্ক স্রাব ঘটে, যা সার্কিটটি বন্ধ করে দেয়। ভোল্টেজের উৎসের শক্তি যথেষ্ট বড় হলে, স্পার্ক ডিসচার্জ একটি স্থিতিশীল বৈদ্যুতিক চাপে পরিণত হয়।
আর্ক স্রাবের সময় আয়নাইজেশন প্রায় 100% পৌঁছে যায়, বর্তমান শক্তি খুব বেশি এবং 10 থেকে 100 অ্যাম্পিয়ার হতে পারে। বায়ুমণ্ডলীয় চাপে, চাপটি 5-6 হাজার ডিগ্রি পর্যন্ত এবং ক্যাথোড - 3 হাজার ডিগ্রি পর্যন্ত উত্তপ্ত হতে পারে, যা এর পৃষ্ঠ থেকে তীব্র থার্মিয়নিক নির্গমনের দিকে পরিচালিত করে। ইলেক্ট্রন সহ অ্যানোডের বোমাবর্ষণ আংশিক ধ্বংসের দিকে নিয়ে যায়: এটিতে একটি অবকাশ তৈরি হয় - প্রায় 4000 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা সহ একটি গর্ত। চাপ বৃদ্ধির ফলে তাপমাত্রা আরও বেশি বৃদ্ধি পায়।
ইলেক্ট্রোড ছড়িয়ে দেওয়ার সময়, আর্ক ডিসচার্জ একটি নির্দিষ্ট দূরত্ব পর্যন্ত স্থিতিশীল থাকে,যা আপনাকে বৈদ্যুতিক সরঞ্জামগুলির সেই অঞ্চলগুলিতে এটি মোকাবেলা করতে দেয় যেখানে এটির কারণে এটির ক্ষয় এবং পরিচিতিগুলি পুড়ে যাওয়ার কারণে এটি ক্ষতিকারক। এই যেমন উচ্চ-ভোল্টেজ এবং স্বয়ংক্রিয় সুইচ, contactors এবং অন্যান্য ডিভাইস. পরিচিতিগুলি খোলার সময় ঘটে যাওয়া চাপের সাথে লড়াই করার একটি পদ্ধতি হল আর্ক এক্সটেনশনের নীতির উপর ভিত্তি করে আর্ক চুট ব্যবহার করা। অন্যান্য অনেক পদ্ধতিও ব্যবহার করা হয়: যোগাযোগের সেতুবন্ধন, উচ্চ আয়নকরণ সম্ভাবনা সহ উপকরণ ব্যবহার করা ইত্যাদি।
করোনা স্রাব
পৃষ্ঠের বৃহৎ বক্রতা সহ ইলেক্ট্রোডের কাছাকাছি তীব্রভাবে একজাতীয় ক্ষেত্রগুলিতে স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপে করোনা স্রাবের বিকাশ ঘটে। এগুলি স্পিয়ার, মাস্ট, তার, বৈদ্যুতিক সরঞ্জামগুলির বিভিন্ন উপাদান যা একটি জটিল আকার এবং এমনকি মানুষের চুলও হতে পারে। এই ধরনের ইলেক্ট্রোডকে করোনা ইলেক্ট্রোড বলা হয়। আয়নকরণ প্রক্রিয়া এবং তদনুসারে, গ্যাসের আভা শুধুমাত্র এটির কাছাকাছি ঘটে।
আয়ন দিয়ে বোমা হামলা হলে ক্যাথোডে (নেতিবাচক করোনা) এবং ফটোআয়নাইজেশনের ফলে অ্যানোড (ধনাত্মক) উভয় ক্ষেত্রেই করোনা তৈরি হতে পারে। নেতিবাচক করোনা, যেখানে তাপ নির্গমনের ফলে ionization প্রক্রিয়া ইলেক্ট্রোড থেকে দূরে পরিচালিত হয়, একটি সমান আভা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। ইতিবাচক করোনায়, স্ট্রিমারগুলি লক্ষ্য করা যায় - একটি ভাঙা কনফিগারেশনের উজ্জ্বল রেখা যা স্পার্ক চ্যানেলে পরিণত হতে পারে।
প্রাকৃতিক পরিস্থিতিতে করোনা স্রাবের একটি উদাহরণ হল সেন্ট এলমোর দাবানল যা লম্বা মাস্তুল, ট্রিটপস ইত্যাদির ডগায় ঘটে। এগুলি বৈদ্যুতিক উচ্চ ভোল্টেজে গঠিত হয়বায়ুমণ্ডলে ক্ষেত্র, প্রায়শই বজ্রঝড়ের আগে বা তুষারঝড়ের সময়। এছাড়াও, এগুলি বিমানের ত্বকে স্থির করা হয়েছিল যা আগ্নেয়গিরির ছাইয়ের মেঘে পড়েছিল৷
বিদ্যুতের লাইনের তারে করোনা ডিসচার্জের ফলে বিদ্যুতের উল্লেখযোগ্য ক্ষতি হয়। একটি উচ্চ ভোল্টেজে, একটি করোনা স্রাব একটি চাপে পরিণত হতে পারে। এটি বিভিন্ন উপায়ে লড়াই করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, কন্ডাক্টরের বক্রতার ব্যাসার্ধ বাড়িয়ে।
গ্যাস এবং প্লাজমায় বৈদ্যুতিক প্রবাহ
সম্পূর্ণ বা আংশিকভাবে আয়নিত গ্যাসকে প্লাজমা বলা হয় এবং এটি পদার্থের চতুর্থ অবস্থা হিসেবে বিবেচিত হয়। সামগ্রিকভাবে, প্লাজমা বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ, যেহেতু এর উপাদান কণাগুলির মোট চার্জ শূন্য। এটি এটিকে চার্জযুক্ত কণার অন্যান্য সিস্টেম থেকে আলাদা করে, যেমন ইলেক্ট্রন বিম।
প্রাকৃতিক পরিস্থিতিতে, উচ্চ গতিতে গ্যাস পরমাণুর সংঘর্ষের কারণে একটি নিয়ম হিসাবে, উচ্চ তাপমাত্রায় প্লাজমা তৈরি হয়। মহাবিশ্বের ব্যারিওনিক পদার্থের সিংহভাগই প্লাজমা অবস্থায় রয়েছে। এগুলি নক্ষত্র, আন্তঃনাক্ষত্রিক পদার্থের অংশ, আন্তঃগ্যালাকটিক গ্যাস। পৃথিবীর আয়নোস্ফিয়ারও একটি বিরল, দুর্বলভাবে আয়নিত প্লাজমা।
আয়নকরণের ডিগ্রী একটি প্লাজমার একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য - এর পরিবাহী বৈশিষ্ট্যগুলি এটির উপর নির্ভর করে। আয়নকরণের ডিগ্রী প্রতি ইউনিট আয়তনে মোট পরমাণুর সংখ্যার সাথে আয়নিত পরমাণুর সংখ্যার অনুপাত হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। প্লাজমা যত বেশি আয়নিত হবে, তার বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা তত বেশি। উপরন্তু, এটি উচ্চ গতিশীলতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।
অতএব, আমরা দেখতে পাই যে গ্যাসগুলি যেগুলি বিদ্যুৎ পরিচালনা করে তার মধ্যে রয়েছেস্রাব চ্যানেলগুলি প্লাজমা ছাড়া কিছুই নয়। এইভাবে, গ্লো এবং করোনা স্রাব ঠান্ডা রক্তরসের উদাহরণ; বজ্রপাতের একটি স্পার্ক চ্যানেল বা একটি বৈদ্যুতিক চাপ গরম, প্রায় সম্পূর্ণ আয়নিত প্লাজমার উদাহরণ।
ধাতু, তরল এবং গ্যাসে বৈদ্যুতিক প্রবাহ - পার্থক্য এবং মিল
আসুন অন্যান্য মিডিয়াতে কারেন্টের বৈশিষ্ট্যের সাথে তুলনা করে গ্যাস নিঃসরণের বৈশিষ্ট্যগুলি বিবেচনা করা যাক৷
ধাতুগুলিতে, কারেন্ট হল মুক্ত ইলেক্ট্রনের একটি নির্দেশিত গতি যা রাসায়নিক পরিবর্তনগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করে না। এই ধরনের কন্ডাক্টরকে বলা হয় প্রথম ধরনের কন্ডাক্টর; এর মধ্যে রয়েছে, ধাতু এবং সংকর ধাতু ছাড়াও, কয়লা, কিছু লবণ এবং অক্সাইড। তারা বৈদ্যুতিন পরিবাহিতা দ্বারা আলাদা করা হয়৷
দ্বিতীয় ধরণের কন্ডাক্টর হল ইলেক্ট্রোলাইটস, অর্থাৎ ক্ষার, অ্যাসিড এবং লবণের তরল জলীয় দ্রবণ। কারেন্টের উত্তরণ ইলেক্ট্রোলাইটে রাসায়নিক পরিবর্তনের সাথে যুক্ত - ইলেক্ট্রোলাইসিস। পানিতে দ্রবীভূত পদার্থের আয়ন, সম্ভাব্য পার্থক্যের ক্রিয়ায়, বিপরীত দিকে চলে: ধনাত্মক ক্যাটেশন - ক্যাথোডে, ঋণাত্মক অ্যানয়ন - অ্যানোডে। প্রক্রিয়াটির সাথে গ্যাসের বিবর্তন বা ক্যাথোডে ধাতব স্তর জমা হয়। দ্বিতীয় ধরণের কন্ডাক্টরগুলি আয়নিক পরিবাহিতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়৷
গ্যাসের পরিবাহিতা সম্পর্কে, এটি প্রথমত, অস্থায়ী এবং দ্বিতীয়ত, তাদের প্রত্যেকটির সাথে এর মিল এবং পার্থক্যের লক্ষণ রয়েছে। সুতরাং, ইলেক্ট্রোলাইট এবং গ্যাস উভয়ের বৈদ্যুতিক প্রবাহ হল বিপরীত ইলেক্ট্রোডের দিকে পরিচালিত বিপরীত চার্জযুক্ত কণার প্রবাহ। যাইহোক, যদিও ইলেক্ট্রোলাইটগুলি বিশুদ্ধভাবে আয়নিক পরিবাহিতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, একটি সংমিশ্রণ সহ একটি গ্যাস নিঃসরণেবৈদ্যুতিন এবং আয়নিক ধরনের পরিবাহিতা, নেতৃস্থানীয় ভূমিকা ইলেকট্রনের অন্তর্গত। তরল এবং গ্যাসের বৈদ্যুতিক প্রবাহের মধ্যে আরেকটি পার্থক্য হল আয়নকরণের প্রকৃতি। একটি ইলেক্ট্রোলাইটে, একটি দ্রবীভূত যৌগের অণুগুলি জলে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়, তবে একটি গ্যাসে, অণুগুলি ভেঙে যায় না, তবে কেবল ইলেকট্রন হারায়। অতএব, ধাতুর কারেন্টের মতো গ্যাস নিঃসরণ রাসায়নিক পরিবর্তনের সাথে যুক্ত নয়।
তরল এবং গ্যাসের বৈদ্যুতিক প্রবাহের পদার্থবিদ্যাও এক নয়। ইলেক্ট্রোলাইটের পরিবাহিতা সামগ্রিকভাবে ওহমের নিয়ম মেনে চলে, কিন্তু গ্যাস নিঃসরণের সময় এটি পরিলক্ষিত হয় না। গ্যাসের ভোল্ট-অ্যাম্পিয়ার বৈশিষ্ট্যে প্লাজমার বৈশিষ্ট্যের সাথে যুক্ত আরও জটিল চরিত্র রয়েছে।
এটি গ্যাস এবং ভ্যাকুয়ামে বৈদ্যুতিক প্রবাহের সাধারণ এবং স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্যগুলি উল্লেখ করার মতো। ভ্যাকুয়াম প্রায় একটি নিখুঁত অস্তরক. "প্রায়" - কারণ একটি ভ্যাকুয়ামে, বিনামূল্যে চার্জ বাহকের অনুপস্থিতি (আরো সঠিকভাবে, একটি অত্যন্ত কম ঘনত্ব) সত্ত্বেও, একটি কারেন্টও সম্ভব। কিন্তু সম্ভাব্য বাহক ইতিমধ্যে গ্যাসে উপস্থিত রয়েছে, তাদের শুধুমাত্র আয়নিত করা প্রয়োজন। চার্জ বাহক পদার্থ থেকে ভ্যাকুয়ামে আনা হয়। একটি নিয়ম হিসাবে, এটি ইলেক্ট্রন নির্গমনের প্রক্রিয়াতে ঘটে, উদাহরণস্বরূপ, যখন ক্যাথোড উত্তপ্ত হয় (থার্মিওনিক নির্গমন)। কিন্তু, যেমন আমরা দেখেছি, বিভিন্ন ধরনের গ্যাস নিঃসরণেও নির্গমন গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
প্রযুক্তিতে গ্যাস নিষ্কাশনের ব্যবহার
নির্দিষ্ট কিছু স্রাবের ক্ষতিকর প্রভাব ইতিমধ্যেই উপরে সংক্ষেপে আলোচনা করা হয়েছে। এখন আসুন শিল্পে এবং দৈনন্দিন জীবনে যে সুবিধাগুলি নিয়ে আসে সেদিকে মনোযোগ দেওয়া যাক৷
ইলেক্ট্রিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে গ্লো ডিসচার্জ ব্যবহার করা হয়(ভোল্টেজ স্টেবিলাইজার), লেপ প্রযুক্তিতে (ক্যাথোড ক্ষয়ের ঘটনার উপর ভিত্তি করে ক্যাথোড স্পুটারিং পদ্ধতি)। ইলেকট্রনিক্সে, এটি আয়ন এবং ইলেক্ট্রন বিম তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। গ্লো ডিসচার্জের জন্য একটি সুপরিচিত ক্ষেত্র হল ফ্লুরোসেন্ট এবং তথাকথিত অর্থনৈতিক বাতি এবং আলংকারিক নিয়ন এবং আর্গন ডিসচার্জ টিউব। এছাড়াও, গ্লো ডিসচার্জ গ্যাস লেজার এবং স্পেকট্রোস্কোপিতে ব্যবহৃত হয়।
স্পার্ক ডিসচার্জ ফিউজে, নির্ভুল ধাতু প্রক্রিয়াকরণের ইলেক্ট্রোরোসিভ পদ্ধতিতে (স্পার্ক কাটিং, ড্রিলিং, এবং আরও অনেক কিছু) ব্যবহার করা হয়। তবে এটি অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনের স্পার্ক প্লাগ এবং গৃহস্থালীর যন্ত্রপাতি (গ্যাস স্টোভ) ব্যবহারের জন্য সবচেয়ে বেশি পরিচিত।
আর্ক ডিসচার্জ, 1876 সালে প্রথম আলো প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হয়েছিল (ইয়াব্লোচকভের মোমবাতি - "রাশিয়ান আলো"), এখনও আলোর উত্স হিসাবে কাজ করে - উদাহরণস্বরূপ, প্রজেক্টর এবং শক্তিশালী স্পটলাইটে। বৈদ্যুতিক প্রকৌশলে, আর্কটি পারদ রেকটিফায়ারে ব্যবহৃত হয়। এছাড়াও, এটি বৈদ্যুতিক ঢালাই, ধাতু কাটা, ইস্পাত এবং খাদ গলানোর জন্য শিল্প বৈদ্যুতিক চুল্লিতে ব্যবহৃত হয়৷
করোনা স্রাব ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক প্রিসিপিটেটরগুলিতে আয়ন গ্যাস পরিষ্কার, প্রাথমিক কণা কাউন্টার, বজ্রপাতের রড, এয়ার কন্ডিশনার সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়। করোনা ডিসচার্জ কপিয়ার এবং লেজার প্রিন্টারেও কাজ করে, যেখানে এটি আলোক সংবেদনশীল ড্রামকে চার্জ করে এবং ডিসচার্জ করে এবং ড্রাম থেকে কাগজে পাউডার স্থানান্তর করে।
এইভাবে, সব ধরনের গ্যাসের নিঃসরণ সবচেয়ে বেশি পাওয়া যায়ব্যাপক আবেদন। গ্যাসে বৈদ্যুতিক প্রবাহ সফলভাবে এবং কার্যকরভাবে প্রযুক্তির অনেক ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়।
