ವಿದ್ಯುತ್ ವೈಫಲ್ಯ
ಇಂಟರ್ಟಾಮಿಕ್, ಇಂಟರ್ಮೋಲಿಕ್ಯುಲರ್ ಅಥವಾ ಇಂಟರ್ಯಾನಿಕ್ ಬಂಧಗಳ ಛಿದ್ರದಿಂದಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿಂದ ಪ್ರಭಾವದ ಅಯಾನೀಕರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನ ಸ್ಥಗಿತದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಗಿತ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ವೈಫಲ್ಯದ ಸಮಯದ ಅವಧಿಯು ಕೆಲವು ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ಗಳಿಂದ ಹತ್ತಾರು ಮೈಕ್ರೋಸೆಕೆಂಡ್ಗಳವರೆಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಅದರ ಸಂಭವಿಸುವಿಕೆಯ ಸಂದರ್ಭಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಹಾನಿ ಹಾನಿಕಾರಕ ಅಥವಾ ಪ್ರಯೋಜನಕಾರಿಯಾಗಿದೆ. ಉಪಯುಕ್ತ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಗಿತದ ಉದಾಹರಣೆಯೆಂದರೆ ಆಂತರಿಕ ದಹನಕಾರಿ ಎಂಜಿನ್ ಸಿಲಿಂಡರ್ನ ಕೆಲಸದ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಸ್ಪಾರ್ಕ್ ಪ್ಲಗ್ನ ವಿಸರ್ಜನೆ. ಹಾನಿಕಾರಕ ವೈಫಲ್ಯದ ಉದಾಹರಣೆಯೆಂದರೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಲೈನ್ನಲ್ಲಿ ಅವಾಹಕದ ವೈಫಲ್ಯ.
ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಗಿತದ ಕ್ಷಣದಲ್ಲಿ, ನಿರ್ಣಾಯಕ (ಬ್ರೇಕ್ಡೌನ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನ ಮೇಲೆ) ಮೇಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ಘನ, ದ್ರವ ಅಥವಾ ಅನಿಲ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ (ಅಥವಾ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್) ನಲ್ಲಿನ ಪ್ರವಾಹವು ತೀವ್ರವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವು ಅಲ್ಪಾವಧಿಗೆ (ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ಗಳು) ಇರುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ದೀರ್ಘಕಾಲದವರೆಗೆ ಸ್ಥಾಪಿಸಬಹುದು, ಆರ್ಕ್ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುವಂತೆ ಮತ್ತು ಅನಿಲದಲ್ಲಿ ಸುಡುವುದನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸುತ್ತದೆ.
ಈ ಅಥವಾ ಆ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಗಿತ ಶಕ್ತಿ Epr (ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಶಕ್ತಿ) ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನ ಆಂತರಿಕ ರಚನೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಅಥವಾ ಮಾದರಿಯ ಗಾತ್ರದಿಂದ ಅಥವಾ ಅನ್ವಯಿಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನ ಆವರ್ತನದಿಂದ ಬಹುತೇಕ ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಗಾಳಿಗಾಗಿ, ಸಾಮಾನ್ಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಶಕ್ತಿಯು ಸುಮಾರು 30 kV / mm, ಘನ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ಸ್ಗೆ ಈ ನಿಯತಾಂಕವು 100 ರಿಂದ 1000 kV / mm ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ದ್ರವಕ್ಕೆ ಇದು ಕೇವಲ 100 kV / mm ಆಗಿರುತ್ತದೆ.
ರಚನಾತ್ಮಕ ಅಂಶಗಳು (ಅಣುಗಳು, ಅಯಾನುಗಳು, ಸ್ಥೂಲ ಅಣುಗಳು, ಇತ್ಯಾದಿ) ದಟ್ಟವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಸರಾಸರಿ ಮುಕ್ತ ಮಾರ್ಗವು ದೊಡ್ಡದಾಗುವುದರಿಂದ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಅಯಾನೀಕರಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುವುದರಿಂದ, ಪರಿಗಣಿಸಲಾದ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನ ಸ್ಥಗಿತದ ಶಕ್ತಿಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಅನ್ವಯಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಕಡಿಮೆ ತೀವ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಥವಾ ಅಣುಗಳು.
ಘನ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನ ಆಂತರಿಕ ರಚನೆಯ ಅಸಮಂಜಸತೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಅಸಮಂಜಸತೆಯು ಬಲವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಅಂತಹ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಶಕ್ತಿ… ಒಂದು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಅನ್ನು ಅದರ ರಚನೆಯು ಅಸಮಂಜಸವಾಗಿದೆ, ಸಮಾನ ಶಕ್ತಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕೆ ಪರಿಚಯಿಸಿದರೆ, ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಒಳಗಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಅಸಮಂಜಸವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ಗಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾದ ವಿಘಟನೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮೈಕ್ರೋಕ್ರ್ಯಾಕ್ಗಳು, ರಂಧ್ರಗಳು, ಬಾಹ್ಯ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನೊಳಗಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಅಸಮಂಜಸತೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನೊಳಗಿನ ಸ್ಥಳೀಯ ಪ್ರದೇಶಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಥಗಿತ ಸಂಭವಿಸಬಹುದು. ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಏಕರೂಪದ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನಿಂದ ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಕಾರ್ಡ್ಬೋರ್ಡ್, ಪೇಪರ್ ಅಥವಾ ವಾರ್ನಿಷ್ಡ್ ಬಟ್ಟೆಯಂತಹ ಸರಂಧ್ರ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ಸ್ನ ಪ್ರತಿನಿಧಿಗಳು ಸ್ಥಗಿತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಸೂಚಕಗಳಿಂದ ಗುರುತಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದ್ದಾರೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ತೀವ್ರವಾಗಿ ಅಸಮಂಜಸವಾಗಿದೆ, ಅಂದರೆ ಸ್ಥಳೀಯ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ತೀವ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚು - ಹೆಚ್ಚು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನಲ್ಲಿ ಸ್ಥಗಿತ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಇನ್ನೊಂದು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ, ಘನ ಕಣಗಳಲ್ಲಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಗಿತವು ಮೂರು ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳಿಂದ ಮುಂದುವರಿಯಬಹುದು, ಅದನ್ನು ನಾವು ಕೆಳಗೆ ಚರ್ಚಿಸುತ್ತೇವೆ.
ಘನವಸ್ತುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಗಿತದ ಮೊದಲ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ಅದೇ ಆಂತರಿಕ ಸ್ಥಗಿತವಾಗಿದೆ, ಇದು ಸರಾಸರಿ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯ ಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್ ಅನ್ನು ಸ್ವಾಧೀನಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದರೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ, ಇದು ಅನಿಲ ಅಣುಗಳು ಅಥವಾ ಸ್ಫಟಿಕ ಜಾಲರಿಯನ್ನು ಅಯಾನೀಕರಿಸಲು ಸಾಕಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಚಾರ್ಜ್ ವಾಹಕಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ನ ಉಚಿತ ವಾಹಕಗಳು ಹಿಮಪಾತವಾಗಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಪ್ರವಾಹವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.
ಈ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಪ್ರಕಾರ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಸ್ಥಗಿತವು ಬೃಹತ್ ಅಥವಾ ಮೇಲ್ಮೈ ಆಗಿರಬಹುದು. ಅರೆವಾಹಕಗಳಿಗೆ, ಮೇಲ್ಮೈ ಸ್ಥಗಿತವು ಫಿಲಾಮೆಂಟರಿ ಪರಿಣಾಮ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.
ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಅಥವಾ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನ ಸ್ಫಟಿಕ ಜಾಲರಿಯನ್ನು ಬಿಸಿ ಮಾಡಿದಾಗ, ನಂತರ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಗಿತದ ಎರಡನೇ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ, ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಗಿತ, ನಡೆಯಬಹುದು. ಉಷ್ಣತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಉಚಿತ ಚಾರ್ಜ್ ವಾಹಕಗಳು ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಅಯಾನೀಕರಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗುತ್ತವೆ; ಆದ್ದರಿಂದ ಸ್ಥಗಿತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಮತ್ತು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಮೇಲೆ ಪರ್ಯಾಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಅಥವಾ ಹೊರಗಿನಿಂದ ಶಾಖದ ವರ್ಗಾವಣೆಯಿಂದ ತಾಪನವು ಸಂಭವಿಸಿದೆಯೇ ಎಂಬುದು ಅಷ್ಟು ಮುಖ್ಯವಲ್ಲ.
ಘನವಸ್ತುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಗಿತದ ಮೂರನೇ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಸ್ಥಗಿತವಾಗಿದೆ, ಇದು ಸರಂಧ್ರ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಅನಿಲಗಳ ಅಯಾನೀಕರಣದಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂತಹ ವಸ್ತುವಿನ ಉದಾಹರಣೆ ಮೈಕಾ. ವಸ್ತುವಿನ ರಂಧ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಕ್ಕಿಬಿದ್ದ ಅನಿಲಗಳು ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ ಅಯಾನೀಕರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ, ಅನಿಲ ಸೋರಿಕೆಗಳು ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಮೂಲ ವಸ್ತುವಿನ ರಂಧ್ರಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ನಾಶಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.