इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में प्रयुक्त सामग्री
यह लेख इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में प्रयुक्त सामग्रियों की चार महत्वपूर्ण श्रेणियों पर प्रकाश डालता है। श्रेणियां हैं: 1. इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में प्रयुक्त सामग्री 2. विद्युत का उपयोग करने के लिए प्रयुक्त सामग्री 3. इन्सुलेट सामग्री 4. चुंबकीय क्षेत्रों को मजबूत करने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री।
इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग: श्रेणी # 1. इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में प्रयुक्त सामग्री:
इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों को उनके उपयोग के अनुसार चार महत्वपूर्ण श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
(ए) बिजली का संचालन करने के लिए प्रयुक्त सामग्री,
(b) इन्सुलेट के लिए प्रयुक्त सामग्री,
(c) चुंबकीय क्षेत्र को मजबूत करने के लिए प्रयुक्त सामग्री,
(d) सामग्री का उपयोग समर्थन, आवरण और अन्य यांत्रिक भागों, और सिक्के बनाने के लिए किया जाता है।
बिजली के उपकरणों में उपयोग की जाने वाली सामग्री ऐसी होनी चाहिए जो बिजली का संचालन करती है और कुछ ऐसे भी जो इन्सुलेट करते हैं। विद्युत प्रवाह केवल उन सामग्रियों के लिए कुशलता से प्रवाहित हो सकता है जो उन सामग्रियों से बने हैं जो बिजली का संचालन अच्छी तरह से करते हैं। एक विद्युत सर्किट को केवल तभी नियंत्रित किया जा सकता है जब वर्तमान को कुशल इन्सुलेशन द्वारा कंडक्टिंग पथ तक अच्छी तरह से सीमित किया जाता है।
कोयले की खदान या किसी अन्य उद्योग में दी गई अधिकांश विद्युत शक्ति का उपयोग मोटर, ट्रांसफार्मर, रिले, घंटियाँ आदि उपकरणों में किया जाता है, जो वास्तव में विद्युत प्रवाह के चुंबकीय प्रभाव से संचालित होता है।
इस तरह के उपकरण की दक्षता काफी हद तक कोर और ध्रुवीय टुकड़ों के लिए सामग्रियों के उपयोग पर निर्भर करती है, जो उपकरण के घुमाव में प्रवाहित होने पर बनाए गए चुंबकीय क्षेत्रों को मजबूत करती है।
यह एक तथ्य है कि लगभग सभी विद्युत उपकरण किसी न किसी तरह से संलग्न हैं, हालांकि बाड़े एक दूसरे से अलग हैं। यह निश्चित रूप से नहीं हो सकता है कि सभी बाड़े समान होंगे। वास्तव में, बाड़े का डिजाइन उपकरणों के उपयोग पर निर्भर करता है और पर्यावरण भी जहां यह स्थापित किया जाएगा।
इसके अलावा, मोटर्स और स्विचगियर्स में कई चलती भागों होते हैं जिन्हें विशेष घटक की डिज़ाइन सुविधाओं पर विचार करके विशेष रूप से चुनी गई सामग्रियों की आवश्यकता होती है। इसलिए हम देख सकते हैं कि बिजली के उपकरणों के लिए सामग्री का चुनाव बहुत सावधानी और विचार और गणना के साथ किया जाना चाहिए।
इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग: श्रेणी # 2. विद्युत के लिए प्रयुक्त सामग्री:
जिन सामग्रियों से बिजली के सर्किट बनाए जाते हैं उन्हें मुख्य रूप से उस आसानी के लिए चुना जाता है जिसके साथ वे बिजली का संचालन करते हैं। चालन में आसानी, हालांकि, केवल विचार नहीं है। एक सर्किट के कई हिस्सों में यांत्रिक गुण होने चाहिए जैसे कि तन्यता ताकत या पहनने के लिए प्रतिरोध, या लचीलापन या संपीड़न ताकत आदि।
कुछ प्रकार के तंत्र को सामग्री के संचालन की आवश्यकता होगी जो विद्युत प्रवाह में उपयोग किए जाने वाले फिलामेंट्स जैसे करंट के पारित होने पर प्रतिक्रिया करते हैं। अन्य सामग्रियों को चुना जाता है क्योंकि वे वर्तमान के प्रतिरोध की पेशकश करते हैं, उदाहरण के लिए प्रतिरोध और रिओस्टैट्स बनाने के लिए उपयोग किया जाता है, जो एक सर्किट में वर्तमान को नियंत्रित करते हैं। विद्युत उपकरणों में प्रयुक्त धातुओं में पाए जाने वाले कुछ सबसे उपयोगी संवाहक सामग्री नीचे दिए गए हैं।
कॉपर:
यह सामग्री विद्युत सर्किट में वर्तमान पथ बनाने के लिए सबसे अधिक उपयोग की जाती है। यह बहुत आसानी से बिजली का संचालन करता है, और इसके भौतिक गुण इसे कई तरीकों से उपयोग करने में सक्षम बनाते हैं। यह एक नरम धातु है, जिससे इसे सलाखों और तारों में खींचा जा सकता है, इसे आवश्यकतानुसार मोड़ और आकार भी दिया जा सकता है। यह टांका, टांकना, बोल्टिंग या वेल्डिंग द्वारा जोड़ा जा सकता है।
कॉपर का उपयोग विद्युत चुम्बकीय उपकरण, जैसे मोटर्स, जनरेटर, ट्रांसफार्मर, और रिले की विंडिंग के लिए किया जाता है। अधिकांश कॉइल तांबे के तार से बने होते हैं, लेकिन भारी धाराओं को ले जाने के इरादे से घुमावदार का आकार तांबे की सलाखों से बनाया जा सकता है। कम्यूटेटर के संवाहक खंड आमतौर पर तांबे से बने होते हैं, लेकिन विशेष रूप से रेटेड वर्तमान को ले जाने के लिए विशेष डिजाइन और आकार के होते हैं।
फिर से हम तांबे को अलग-अलग रूपों में देखते हैं, जैसे कि केबल के केंद्र में स्ट्रेंड्स का उपयोग किया जाता है। यहां भी वर्तमान वहन क्षमता का प्रश्न महत्वपूर्ण है। केबलों के डिजाइन में एक डिजाइनर को बहुत सावधानी और गणना के साथ सोचना पड़ता है।
अब अगर हम बसबारों और स्विच संपर्कों के डिजाइन में देखते हैं, तो यहां हम फिर से देखते हैं कि एक वर्तमान चालन कंडक्टर के रूप में एक महत्वपूर्ण हिस्सा तांबा क्या खेलता है। कभी-कभी इन संपर्कों को कुछ हज़ार एम्पीयर की सीमा तक ले जाना पड़ता है, और इन संपर्कों के लिए और बसबर्स क्रॉस सेक्शन और फॉर्म डिज़ाइन के अनुसार आवश्यक क्रॉस सेक्शन से बने होते हैं।
पीतल:
यह सामग्री जो वास्तव में तांबा और जस्ता का एक मिश्र धातु है, का उपयोग बिजली के उपकरणों में बड़े पैमाने पर किया जाता है, हालांकि हम जानते हैं कि पीतल बिजली के साथ-साथ तांबे का संचालन नहीं करता है, लेकिन यह तांबे की तुलना में कठिन है, और अधिक आसानी से पहनने और नुकसान का विरोध कर सकता है ।
तांबे की तरह, यह भी विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए तारों, बार और विशेष रूपों में तैयार किया जा सकता है। यह सोल्डरिंग, ब्रेज़िंग, बोल्टिंग और रिवेटिंग से भी जुड़ सकता है। इसका उपयोग प्लग, सॉकेट्स, कनेक्टिंग बार, टर्मिनलों, छोटी रेटिंग के कॉन्टैक्टर्स में कॉन्टैक्ट्स को समेटने और लाइव घटकों के लिए बोल्ट और नट्स के लिए किया जाता है।
एल्यूमिनियम:
एल्युमिनियम बिजली का भी अच्छा संवाहक है। एल्युमिनियम वास्तव में एक हल्की धातु है, और तांबे की तरह मजबूत नहीं है। इस धातु के साथ समस्या यह है कि इसमें शामिल होने में बहुत कठिनाई होती है, हालांकि विशेष आर्गन आर्क वेल्डिंग द्वारा बोल्ट और यहां तक कि ब्रेज़िंग से जुड़ना सफलतापूर्वक संभव है।
यह ज्यादातर गिलहरी पिंजरे मोटर्स के कच्चा रोटार के मामले में उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग ओवरहेड लाइनों और भूमिगत केबल में भी किया जाता है। तांबे की तरह, एल्यूमीनियम को भी छड़, बार और किसी भी विशेष रूप में विभिन्न बिजली के उपकरणों में इस्तेमाल किया जा सकता है।
कोयला खदानों में उपयोग करने के मामले में, भूमिगत मशीनों जैसे ड्रिलिंग मशीन, प्रकाश फिटिंग आदि के लिए किसी भी बिजली के उपकरण के लिए एल्यूमीनियम, या एल्यूमीनियम के उपयोग के मामले के रूप में अब भड़काऊ स्पार्किंग के जोखिम के कारण निषिद्ध है, चाहिए। उपकरण को बहुत अधिक कठिन सामग्री या स्टील आर्क, ट्यूब रेल या अन्य कठिन सामग्रियों जैसे उपकरणों के कुछ अन्य टुकड़े से तेज झटका लगता है।
कॉन्स्टेंटन (यूरेका) और मैगनिन:
कॉन्स्टेंटन कॉपर और निकल का एक मिश्र धातु है, और मैंगनीन तांबा, निकल और मैंगनीज का एक मिश्र धातु है। ये दोनों मिश्रक कंडक्टर के रूप में उपयोग की जाने वाली अधिकांश अन्य धातुओं की तुलना में विद्युत प्रवाह के लिए एक उच्च प्रतिरोध प्रदान करते हैं, और उनका मुख्य उपयोग प्रतिरोध और मुख्य रूप से हीटिंग तत्वों के रूप में उपयोग किए जाने वाले रिओस्टाट्स के निर्माण में होता है।
टंगस्टन:
इस धातु का उपयोग मुख्य रूप से विद्युत प्रकाश बल्बों के फिलामेंट के लिए किया जाता है। इसमें एक उच्च गलनांक होता है, और एक विद्युत प्रवाह के पारित होने से, उस तापमान पर गर्म (गैस से भरे ग्लास ट्यूब में) गर्म किया जा सकता है, जिस पर वह तेज प्रकाश उत्सर्जित करेगा।
जस्ता, सीसा, लोहा और निकेल:
इन धातुओं का उपयोग प्राथमिक और माध्यमिक बैटरी के इलेक्ट्रोड में किया जाता है।
बुध:
एक तरल धातु का उपयोग कई प्रकार के पारा स्विच, स्वचालित कट-आउट और पारा आर्क रेक्टिफायर में कंडक्टर के रूप में किया जाता है। ऊपर हमने धातु के कंडक्टरों पर चर्चा की जो बिजली का संचालन करते हैं, लेकिन गैर-धातु वाले कंडक्टर भी हैं जो समान रूप से बिजली का संचालन करते हैं और वे इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में बहुत अधिक उपयोग में हैं।
कार्बन:
धातुओं की तुलना में, कार्बन विद्युत प्रवाह के लिए एक उच्च प्रतिरोध प्रदान करता है। इसकी एक महत्वपूर्ण संपत्ति है, हालांकि, इसमें यह स्व-चिकनाई (ग्रेफाइट, कार्बन का एक रूप, कुछ मशीनों में स्नेहक के रूप में उपयोग किया जाता है) है। इसलिए, कार्बन सबसे अधिक मोटर और जनरेटर ब्रश में प्रयुक्त सामग्री है।
कार्बन ब्रश, वास्तव में, एक घूर्णन कम्यूटेटर के साथ एक फर्म लेकिन सुचारू संपर्क बनाए रख सकते हैं या अधिक ताप या तेजी से पहनने के कारण बिना खिसक सकते हैं।
यह वास्तव में कार्बन की एक अद्भुत संपत्ति है, एक गैर-धातु कंडक्टर, जो कोई धातु कंडक्टर के बराबर नहीं हो सकता है। वास्तव में किसी भी धातु के संपर्क ने स्लिपरिंग या कम्यूटेटर में प्रयुक्त कार्बन ब्रश के स्थान पर काम नहीं किया होगा।
हालांकि, कार्बन ब्रश आमतौर पर उनकी चालकता में सुधार करने के लिए तांबे की एक छोटी मात्रा में होते हैं। कार्बन को फिक्स्ड और वेरिएबल रेसिस्टर्स बनाने के लिए भी बेहद उपयोगी माना जाता है और प्राथमिक बैटरियों के लिए इलेक्ट्रोड के रूप में भी।
तरल पदार्थ:
हम सिद्धांत से जानते हैं और गैर-धातु वाले तरल पदार्थ जो बिजली का संचालन करते हैं, वास्तव में, इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया द्वारा ऐसा करते हैं। धातुओं की तुलना में, वे विद्युत प्रवाह के लिए एक उच्च प्रतिरोध प्रदान करते हैं। बैटरी में प्रयुक्त प्राथमिक और माध्यमिक कोशिकाओं के इलेक्ट्रोलाइट्स तरल पदार्थ होते हैं जो इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा संचालित होते हैं।
और इन तरल पदार्थों में पतला सल्फ्यूरिक एसिड, और सैल अमोनिया (अमोनियम क्लोराइड) और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के समाधान शामिल हैं। एक प्रवाहकीय तरल को कभी-कभी उच्च रेटिंग के मोटर्स को शुरू करने के लिए भारी शुल्क प्रतिरोध के रूप में भी उपयोग किया जाता है। वास्तव में, पानी में सोडा धोने का एक समाधान, उदाहरण के लिए, मोटर्स के लिए तरल शुरुआत में प्रतिरोध तत्व प्रदान करता है।
इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग: श्रेणी # 3. इन्सुलेट सामग्री:
इंसुलेटिंग सामग्री का उपयोग विद्युत धाराओं को सर्किट तक सीमित करने या मार्गदर्शन करने के लिए किया जाता है, जिसके माध्यम से उन्हें प्रवाह करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। अगर कोई इन्सुलेशन नहीं होता, तो पृथ्वी तुरंत अपने निकटतम मार्ग को खोज लेगी और पूरे सिस्टम को खतरे में डाल देगी।
वास्तव में, इन्सुलेट सामग्री की प्रभावशीलता और दक्षता पर न केवल विद्युत उपकरण और समग्र रूप से विद्युत स्थापना के कुशल प्रदर्शन पर निर्भर करता है, बल्कि इसके साथ काम करने वाले लोगों के जीवन की सुरक्षा भी।
वास्तव में इन्सुलेशन उपकरणों के साथ-साथ इस विद्युत उपकरण का उपयोग करने वाले लोगों के लिए एक जीवन रक्षक गार्ड है। इसलिए उपकरण के लिए इन्सुलेशन के वर्ग और ग्रेड का चयन एक इलेक्ट्रिकल इंजीनियर के लिए एक प्राथमिक कार्य है, जिसे उद्योग में उपयोग किए जाने वाले उपकरण डिजाइन करना है, चाहे वह कोयला खदान हो या स्टील मिल।
आजकल इंसुलेशन की ग्रेड बढ़ाकर, और इस प्रकार इंसुलेटिंग मैटेरियल्स के किसी भी प्रकार की गिरावट के बिना इंसुलेशन की क्षमता को बढ़ाकर, इंसुलेटिंग मैटेरियल्स जैसे इलेक्ट्रिकल इक्विपमेंट की रेटिंग जैसे मोटर और ट्रांसफार्मर, स्विचगियर्स और बसबार्स को अविश्वसनीय रूप से बढ़ा दिया जाता है। उपकरण का एक ही फ्रेम।
हालांकि, कई प्रकार के इन्सुलेट सामग्री उपयोग में हैं। किसी विशेष उद्देश्य के लिए विशेष इन्सुलेट सामग्री की पसंद सर्किट के वोल्टेज द्वारा निर्धारित की जाती है और उपकरणों की भौतिक आवश्यकता और पर्यावरण। ऐसी सामग्री जो पृथ्वी से एक जीवित कंडक्टर को इन्सुलेट करती है, या जो एक से दूसरे लाइव कंडक्टर को इन्सुलेट करती है, इसके पार एक संभावित अंतर होता है।
हालांकि वर्तमान इन्सुलेट सामग्री के माध्यम से प्रवाह नहीं करता है, सामग्री को जबरदस्त तनाव के अधीन किया जाता है जिसे ढांकता हुआ तनाव के रूप में जाना जाता है। यदि संभावित अंतर बढ़ता है, तो यह ढांकता हुआ तनाव बढ़ता है, और जब तनाव बहुत अधिक हो जाता है तो संभावित अंतर तक पहुंचा जा सकता है।
इन्सुलेशन तब टूट जाता है और एक करंट उसके पार जाता है। और एक बार इन्सुलेशन टूट गया है, इसके इन्सुलेट गुण स्थायी रूप से बिगड़ा हैं। इन्सुलेट सामग्री जो उच्च वोल्टेज का सामना कर सकते हैं उनके पास उच्च ढांकता हुआ ताकत है और उच्च और मध्यम वोल्टेज सर्किट के इन्सुलेशन के लिए आवश्यक है।
कम वोल्टेज और सिग्नलिंग सर्किट में, ढांकता हुआ ताकत इतना महत्वपूर्ण नहीं है और मुख्य रूप से निर्माण या अनुकूलन क्षमता, या उपकरण की सुरक्षित हैंडलिंग के लिए इन्सुलेट सामग्री को मुख्य रूप से चुना जा सकता है, क्योंकि जीवन के लिए एक छोटा सा बिजली का झटका भी घातक हो सकता है।
अब इन्सुलेट गुणों के अलावा, सामग्री की अन्य विशेषताओं को ध्यान में रखना होगा। कुछ उद्देश्यों के लिए, उदाहरण के लिए, केबलों के इन्सुलेशन, सामग्री को लचीला होना चाहिए, और फैलने या विकृत होने पर अपने इन्सुलेट गुणों को नहीं खोना चाहिए।
यांत्रिक शक्ति कई उद्देश्यों के लिए भी बहुत महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से ढुलाई शुल्क के लिए उपयोग की जाने वाली मोटर के लिए, जहां कभी-कभी मोटर की गति लगभग दोगुनी से अधिक तक पहुंच जाती है।
ऐसे मामलों में, यदि इन्सुलेट सामग्री की यांत्रिक शक्ति पर्याप्त मजबूत नहीं है, तो लीड और यहां तक कि कंडक्टर (जो इन्सुलेट सामग्री से बंधे हैं) उड़ सकते हैं, जिससे न केवल मोटर को बल्कि स्थापना को भी गंभीर नुकसान हो सकता है।
इसलिए यांत्रिक शक्ति कई प्रयोजनों के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि ढांकता हुआ ताकत को बिगड़ा जा सकता है यदि इन्सुलेट सामग्री के कुछ हिस्सों में दरार या टूट जाती है। इन्सुलेशन के लिए यांत्रिक क्षति विद्युत टूटने का एक कारण है। कभी-कभी, अगर इस यांत्रिक क्षति को समय पर ध्यान नहीं दिया जाता है, तो चुनावी टूटना बहुत गंभीर प्रकृति का हो सकता है।
और इसलिए यह नियमित रूप से और पूरी तरह से इन्सुलेशन का निरीक्षण करने के लिए जरूरी है कि यह जांचने के लिए कि क्या यह बिगड़ना शुरू हो गया है, या बुढ़ापे, या क्रैकिंग, या इसका आईआर मूल्य विशेष उपयोगों के लिए स्वीकार्य सीमा से बहुत कम हो गया है। वास्तव में, इन्सुलेशन का जीवन एक विद्युत उपकरण के जीवन को निर्धारित करता है। इसलिए इन्सुलेशन के सुधार (तालिका 2.2 का संदर्भ) के संबंध में एक नियमित शोध चल रहा है।
इन्सुलेशन के प्रकार:
शुष्क हवा:
सूखी हवा वास्तव में एक महत्वपूर्ण और कुशल इन्सुलेटर है। उदाहरण के लिए, हम जानते हैं, दो जीवित नंगे कंडक्टर हवा से अलग होते हैं, और एक दूसरे से प्रभावी रूप से अछूता रहता है। इसके लिए सबसे अच्छा उदाहरण कंट्रोल पैनल के बसबार और टर्मिनलों के लिए मोटर और ट्रांसफार्मर हैं। हालांकि वायु इन्सुलेशन को इसकी ढांकता हुआ ताकत पर विचार करने की एक सीमा मिली है।
इसलिए यदि रेटेड टर्मिनलों की तुलना में अत्यधिक उच्च वोल्टेज को इन टर्मिनलों में पार किया जाता है, तो ढांकता हुआ ताकत टूट जाएगा और इस तरह एक टूटने का कारण होगा। इसलिए बस-बार चैंबर और टर्मिनल बॉक्स को डिजाइन करते समय, एक डिजाइनर को भारतीय या ब्रिटिश मानक विनिर्देश द्वारा निर्धारित मानक के अनुसार दो नंगे लाइव बार के बीच क्लीयर क्लीयरेंस के अनुसार जाना पड़ता है, जिसे अनुभव और सिद्धांत के अनुसार बनाया गया है।
वास्तव में जब अत्यधिक उच्च वोल्टेज होता है, तो दो जीवित सलाखों के बीच हवा आयनीकृत होती है और एक चाप बीच के स्थान पर विकसित होता है, जिसे लाइन से लाइन और फिर पृथ्वी, यानी कुल शॉर्ट सर्किट कहा जाता है। वायु इन्सुलेशन के ब्रेक-डाउन का एक और भव्य उदाहरण बिजली की घटना है।
रबड़:
यह एक इन्सुलेटर भी है, लेकिन यह बहुत अधिक तापमान का सामना करने में असमर्थ है। एक लचीली सामग्री होने के नाते, यह मुख्य रूप से विभिन्न आकारों के केबल कंडक्टरों के आंतरिक आवरण के लिए उपयोग किया जाता है। वास्तव में रबरयुक्त यौगिक केबलों के निर्माण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
गन्धकी रबर:
यह संसाधित रबड़ वास्तव में शुद्ध रबर की तुलना में बहुत अधिक कठिन है, हालांकि इसमें कम ढांकता हुआ ताकत है।
प्लास्टिक:
इन्सुलेट सामग्री के लिए अपने सभी विभिन्न रूपों में प्लास्टिक का अधिक से अधिक उपयोग किया जा रहा है।
इस पुस्तक में व्यक्तिगत रूप से उल्लेख करने के लिए बहुत सारे हैं, लेकिन एक उपयोगी मार्गदर्शिका के रूप में निम्नलिखित कुछ सामग्री हैं जो रबर को तारों और केबलों के लिए एक इन्सुलेट माध्यम के रूप में प्रतिस्थापित करती हैं:
a) पीवीसी (पॉली विनाइल क्लोराइड)
b) निओप्रोन
ग) ब्यूटाइल रबर्स
डी) ईपीआर (एथनिल - प्रोपलीन रबर)
ई) सीएसपी (क्लोरोसल्फोनेट पॉलिथीन)
कपास और वार्निश, ग्लास फाइबर, आदि:
पहले के डिजाइनों में मुख्य रूप से कपास और वार्निश के साथ मोटर्स और ट्रांसफार्मर के कंडक्टरों को अछूता किया जा रहा था। आजकल, हालांकि, ज्यादातर मामलों में इन्हें अधिक प्रभावी और मॉडेम इन्सुलेट सामग्री जैसे कि राल आधारित एनामेल्स, ग्लास फाइबर, एस्बेस्टस आदि द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।
आजकल राल आधारित इंसुलेटिंग फिल्में कॉटन और वार्निश को वाइंडिंग के इंसुलेशन के लिए बदल रही हैं। वास्तव में ये फिल्में अधिक आसानी से लागू होती हैं, और नमी के लिए अधिक प्रभावी रूप से प्रतिरोधी होती हैं। हालांकि, इन इन्सुलेट फिल्मों का उपयोग करने से पहले, किसी भी नमी से छुटकारा पाने के लिए विंडिंग को पूरी तरह से बेक किया जाना चाहिए।
तेल गर्भवती कागज:
इंसुलेटेड तेल के साथ लगाए गए कागज में एक उच्च ढांकता हुआ ताकत भी होती है जो आमतौर पर उच्च तनाव केबलों के कंडक्टरों को इन्सुलेट करने के लिए उपयोग किया जाता है, जिन्हें लचीला होने की आवश्यकता नहीं होती है। कागज नमी को बहुत आसानी से अवशोषित कर लेता है ताकि इसका उपयोग केवल उन उपकरणों में किया जा सके जो नमी को रोकने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जैसे लेड शीथेड केबल।
इस कारण से, जब किसी भी पेपर इंसुलेटेड केबल को काट दिया जाता है, तो नमी से बचाने के लिए अंत को तुरंत सील किया जाना चाहिए।
इन्सुलेट तेल:
इन्सुलेट तेल में उच्च ढांकता हुआ ताकत होती है और इसलिए इसका उपयोग कुछ प्रकार के उच्च तनाव उपकरणों को इन्सुलेट करने के लिए किया जाता है। उच्च तनाव सर्किट में जुड़े ट्रांसफॉर्मर और कंडेनसर, आमतौर पर इन्सुलेट तेल में डूबे होते हैं। तेल अक्सर एक शीतलन माध्यम के साथ-साथ एक इन्सुलेशन के रूप में उपयोग किया जाता है।
इसलिए बिजली के उपकरणों में इसके दो महत्वपूर्ण कार्य हैं। ट्रांसफॉर्मर में इंसुलेटेड तेल का उपयोग एक अच्छा उदाहरण है। कुछ उच्च तनाव स्विचगियर का संपर्क इन्सुलेट तेल में काम करता है, जो इन्सुलेट के अलावा, बाहर निकले चाप को बुझाने में मदद करता है। जब संपर्क भाग, इन्सुलेट तेल पतला और अत्यधिक ज्वलनशील होता है।
गर्म होने पर यह वाष्पीकृत हो जाता है, और चूंकि वाष्प में हाइड्रोजन होता है, इसलिए तेल से भरे उपकरणों को विस्फोट के खतरे से अच्छी तरह बचाना चाहिए।
Pyrochlor:
इस प्रकार का इन्सुलेट तरल आजकल उपयोग में है। यह तरल वास्तव में भारी है और नियमित रूप से उपयोग किए जाने वाले ट्रांसफार्मर तेल की तुलना में अधिक ढांकता हुआ ताकत है। लेकिन इस तरल के साथ कठिनाई नियमित रूप से होती है, क्योंकि यह ठंडा होने पर मोटा हो जाता है और तापमान बढ़ने के साथ पतला हो जाता है। इस प्रकार के तरल का उपयोग ज्यादातर रूस में किया जाता है।
चीनी मिटटी:
चीनी मिट्टी के बरतन में एक उच्च ढांकता हुआ ताकत होती है और इसलिए इसे उच्च तनाव सर्किट में आमतौर पर एक इन्सुलेटर के रूप में उपयोग किया जाता है। मिट्टी के बरतन का एक रूप होने के नाते, इसे निर्माण के दौरान आवश्यक आकार में बनाया जाना चाहिए और एक बार निकाल देने के बाद काम नहीं किया जा सकता है।
यह मुख्य रूप से बेस कंडक्टरों का समर्थन करने वाले इन्सुलेटर्स के लिए उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए बसबार्स और आयरनक्लाड स्विचगियर के संचालन भागों और जंक्शन बक्से के लिए समर्थन करता है। बाहरी लाइनों के लिए इन्सुलेटर भी चीनी मिट्टी के बरतन से बने होते हैं।
मीका:
एक कठोर भंगुर खनिज पदार्थ मोटर वाइंडिंग के लिए एक स्लॉट इन्सुलेशन के रूप में और कम्यूटेटर के खंडों के बीच इन्सुलेट के लिए उपयोग किया जाता है। यह उच्च तापमान का सामना करेगा और नमी के लिए अभेद्य है। स्लॉट इन्सुलेशन के अन्य रूपों में वार्निश पेपर, ग्लास फाइबर, एस्बेस्टोस टुकड़े टुकड़े और नवीनतम मिलिनेक्स जैसी सामग्री शामिल है।
इन्सुलेटिंग बोर्ड:
विभिन्न प्रकार के इन्सुलेशन बोर्ड और ढाला इन्सुलेशन हैं। प्रेस pnn, tuffnol और letheroid आमतौर पर बिजली के उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं। उनके उपयोगों में टर्मिनल बोर्ड, कॉइल्स के लिए फॉर्मर्स, मोटर और ट्रांसफार्मर की विंडिंग के लिए स्लॉट इन्सुलेशन और इन्सुलेट ब्रश और वाशर शामिल हैं।
आबनिट:
बहुत कठोर वल्केनाइज्ड रबर का एक रूप जो दिखने में लकड़ी की आबनूस जैसा दिखता है। इसके उपयोग में टर्मिनल बोर्ड, और इन्सुलेट ब्रश और वाशर शामिल हैं।
पर्माली की लकड़ी:
यह एक विशेष प्रकार की लकड़ी है जिसमें साधारण लकड़ी की तुलना में बेहतर ढांकता हुआ ताकत है। इनमें नमी प्रतिरोधी शक्ति अधिक होती है। ये आम तौर पर संपर्क बोर्डों, विभाजक, झाड़ी टर्मिनल समर्थन के लिए उपयोग किया जाता है।
विद्युत अवरोधी पट्टी:
इंसुलेशन टेप को बाड़ों या बेस कंडक्टरों के चारों ओर से घेरने के लिए इस्तेमाल किया जाता है, जैसे स्विचगियर और मोटर हाउसिंग के भीतर। यह कभी-कभी क्षतिग्रस्त इन्सुलेशन की मरम्मत या बदलने के लिए उपयोग किया जाता है। टेप वल्केनाइज्ड फाइबर्स (जैसे एलिफेंटाइड) से बने होते हैं, वार्निश कॉटन, सिल्क या ग्लास फाइबर क्लॉथ (जैसे एम्पायर टेप) से या बॉन्ड माइका चिपिंग (माइकाइट) से।
प्लास्टिक टेप (पीवीसी), या विद्युत संपत्ति के नायलॉन टेप आजकल आमतौर पर कम, मध्यम और उच्च वोल्टेज सर्किट की एक विस्तृत विविधता के लिए उपयोग किए जाते हैं।
इन्सुलेट परिसर:
केबल जंक्शन बक्से को भरने के लिए इंसुलेटिंग यौगिक का उपयोग किया जाता है, जो कनेक्टर इकाइयों और टर्मिनल बाड़ों से बना होता है। कई यौगिक बिटुमेन पर आधारित होते हैं और इन्हें गर्म किया जाना चाहिए और बाड़े में डाला जाना चाहिए ताकि तुरंत गर्म हो सके। एक हार्डनर के साथ एक खनिज या सिंथेटिक तेल से युक्त ठंड डालना यौगिकों का अब अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है।
इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग: श्रेणी # 4. चुंबकीय क्षेत्रों को मजबूत करने के लिए प्रयुक्त सामग्री:
मोटर्स, ट्रांसफार्मर, रिले, जो वास्तव में इलेक्ट्रो-मैग्नेटिक उपकरण हैं, उनके कॉइल कोर पर घाव करते हैं। जिन सामग्रियों से ये कोर बनाए जाते हैं, उन्हें एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करने की उनकी क्षमता के लिए चुना जाता है, जब घुमावदार प्रवाह में प्रवाहित होने से चुंबकित होता है। ऐसी सामग्रियों को उच्च चुंबकीय पारगम्यता के रूप में वर्णित किया जाता है।
हालांकि, उच्च चुंबकीय पारगम्यता कोर सामग्री की एकमात्र आवश्यकता नहीं है। सामग्रियों को बहुत तेजी से चुम्बकीय बनने में सक्षम होना चाहिए, और चुम्बकीय प्रवाह को रोकने के बाद जितनी जल्दी हो सके अपने चुंबकत्व को खोना है।
यह आवश्यकता वर्तमान तंत्र को बदलने में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जैसे कि ट्रांसफार्मर, जहां कोर को चुम्बकित किया जाता है और प्रति सेकंड एक सौ गुना विघटित किया जाता है। मैग्नेटाइजिंग करंट में बदलाव के जवाब में देरी को हिस्टेरिस कहा जाता है, सभी चुंबकीय सामग्री हिस्टीरिस के अधीन होती हैं, हालांकि कुछ में यह कारक वास्तव में बहुत छोटा होता है।
कोर सामग्री की एक और महत्वपूर्ण आवश्यकता यह है कि उन्हें जब संभव हो तो चुंबकत्व को कम करना चाहिए जब चुंबकिंग प्रवाह बंद हो जाता है। जब वे चुंबकीय क्षेत्र में रखे जाते हैं, तो सभी चुंबकीय सामग्री कुछ हद तक चुंबकत्व को बनाए रखती हैं, लेकिन उनके द्वारा बनाए रखने वाली मात्रा में सामग्री व्यापक रूप से भिन्न होती है। कम अवधारण कम हिस्टीरिस और इसके विपरीत से जुड़ा हुआ है।
उदाहरण के लिए, एक स्थायी चुंबक में एक अत्यधिक उच्च हिस्टेरिस कारक होता है और इसलिए, जब चुंबकीय प्रवाह बंद हो जाता है, तो चुंबक करना मुश्किल होता है। मुख्य सामग्री, हालांकि आसानी से चुम्बकित होती है और चुंबकत्व के बमुश्किल पता लगाने योग्य मात्रा को बनाए रखती है जब चुम्बकीय धारा बंद हो जाती है।
इसलिए, अच्छी कोर सामग्रियां हैं, जिनकी उच्च चुंबकीय पारगम्यता और कम हिस्टैरिसीस है। वास्तव में नरम लोहा इन आवश्यकताओं को पूरा करता है और एक समय में विद्युत चुम्बकीय कोर के लिए बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता था।
लोहे के कुछ मिश्र हालांकि अधिक कुशल साबित हुए हैं। आम उपयोग में आने वाले मिश्र धातुओं में से अब सिलिकॉन और लोहे (जैसे लोहियाँ, और स्टालोइज़), कोबाल्ट और लोहे (मिश्र) और मिश्र धातु और मिश्र धातु (मिश्र) की मिश्र धातुएँ हैं।
करोड़ों आगमनात्मक घुमाव, जैसे कि ट्रांसफॉर्मर, मोटर्स और जेनरेटर हमेशा एक पतली परत (धातु .005 से .007 तक) की पतली परतों से निर्मित होते हैं, जिन्हें टुकड़े टुकड़े कहा जाता है, जो एक दूसरे से पृथक होते हैं (फिल्म की .002 की पतली परतों से) वार्निश) और एक साथ कसकर बोल्ट। निर्माण की इस पद्धति को एड़ी धाराओं को कोर में घूमने से रोकने के लिए अपनाया जाता है।
हालांकि, मुख्य सामग्री जो मुख्य रूप से एक लौह धातु है चुंबकीय क्षेत्र के भीतर एक कंडक्टर है, ताकि क्षेत्र की ताकत में कोई भी बदलाव होने पर उसमें ईएमएफ उत्पन्न हो। यदि कोर ठोस थे, तो एक कम प्रतिरोध पथ भारी धाराओं को परिचालित करने की अनुमति देगा।
यदि प्रसारित करने की अनुमति दी जाती है, तो एड़ी धाराएं चुंबकीयकरण धारा द्वारा बनाए जाने के विरोध में एक चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण करेगी, जिससे गंभीर रूप से धड़कन हो सकती है। लेमिनेशन के बीच का इन्सुलेशन एडी धाराओं को बहने से रोकता है, लेमिनेशन को चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में रखा जाता है ताकि क्षेत्र की ताकत पर प्रभाव कम से कम हो।
फ्रेम, हाउसिंग:
कच्चा लोहा, कच्चा मिश्र धातु और गढ़े हुए शीट स्टील खनन उद्योगों में इस्तेमाल होने वाले बिजली के उपकरणों के फ्रेम और आवास के लिए अब तक सबसे आम सामग्री हैं। हार्ड मोल्डेड प्लास्टिक का उपयोग कुछ यांत्रिक भागों के लिए किया जाता है और एपॉक्सी राल का उपयोग अब कुछ उद्देश्यों के लिए किया जाता है। इलेक्ट्रिक लाइट फिटिंग और निरीक्षण खिड़कियां भारी बख्तरबंद ग्लास का उपयोग करती हैं। उच्च ग्रेड स्टील्स का उपयोग मोटर शाफ्ट और असर सतहों के लिए किया जाता है।
