अचालक Insulator क्या है
अचालक Insulator
“जिन पदार्थों में मुक्त इलैक्ट्रॉन्स की संख्या नगण्य अथवा नहीं होती वे अचालक कहलाते हैं।’ सामान्य परिस्थितियों (वोल्टेज, तापक्रम आदि) में इनमें से विद्युत धारा प्रवाह नहीं होता। ये पदार्थ अधात्विक होते हैं और प्रत्येक पदार्थ की पृथक्-पृथक् वोल्टेज सहन सीमा होती है, जिसे डाइ-इलैक्ट्रिक स्ट्रैच (dielectric strength) कहते हैं डाइ-इलैक्ट्रिक स्ट्रेन्थ को किलोवोल्ट्स प्रति मिली मीटर में व्यक्त किया जाता है। कुछ प्रमुख अचालक पदार्थ है-अभ्रक, काँच, एस्बेस्टस, बैकेलाइट, पीवीसी आदि।।
अच्छे अचालक के गुण Properties of a Good Insulator
अच्छे अचालक में निम्नलिखित गुण होने चाहिए
1. अचालक की डाइलैक्ट्रिक स्ट्रेन्थ का मान उच्च होना चाहिए, जिससे कि उसका उपयोग उच्च वोल्टेज पर कार्य करने वाली वैद्युतिक सामग्री एव उपकरणों के निर्माण में किया जा सके।
2 अचालक का प्रतिरोध यथासम्भव उच्च होना चाहिए, जिससे कि उसे सुरक्षित रूप से प्रयोग किया जा सके।
3 अचालक पदार्थ ऊष्मा को विकिरित (radiate) कर सकने योग्य होना चाहिए, जिससे कि कार्य करते समय तापमान बढ़ने पर उसकी अचालकतासमाप्त न हो सके।
4. अचालक सस्ता होना चाहिए जिससे कि सामान्य वैद्युतिक कार्यों के लिए उसका उपयोग किया जा सके।
5. अचालक सरलता से उपलब्ध होना चाहिए, जिससे कि सामान्य वैद्युतिक कार्यों के लिए उसका उपयोग किया जा सके।
6. अचालक पर्याप्त सुदृढ़ अर्थात् मजबूत होना चाहिए, जिससे कि उपयोग काल में वह सरलता से नष्ट न हो।
7. अचालक नमी एवं जल से अप्रभावित रहना चाहिए जिससे कि नम एवं बरसाती मौसम में उसकी अचालकता घटे नहीं।
8. अचालक पदार्थ को आवश्यक आकार में ढाला जा सकने योग्य होना चाहिए, जिससे कि उसे विभिन्न आकार-प्रकार की वैद्युतिक युक्तियों के निर्माण में प्रयोग किया जा सके।
प्रमुख अचालक Principal Insulators
वैद्युतिक कार्यों में प्रयोग किये जाने वाले अचालक इस प्रकार हैं
शुष्क हवा Dry Air
यह सबसे अच्छा अचालक पदार्थ है परन्तु नमी से इसकी अचालकता प्रभावित हो जाती है। ओवरहैड लाइनों में नंगे धात्विक तार प्रयोग किए जाते हैं और उनके बीच हवा ही अचालक का कार्य करती है। लाइन को नमी से अप्रभावित रखने के लिए प्रत्येक दो चालक तारों के बीच पर्याप्त दूरी रखी जाती है।<
वल्कैनाइज्ड रबर Vulcanised Rubber
साधारण रबर में ऊष्मा प्रक्रिया से गन्धक तथा जिंक-ऑक्साइड मिलाकर वल्कैनाइज्ड रबर तैयार की जाती है। इसका उपयोग विभिन्न प्रकार के तारों एवं केबिल्स में अचालक आवरण (insulating covering) के रूप में किया जाता है।
पीवीसी Poly Vinyle Chloride: PVC
यह एक अच्छा अचालक पदार्थ है जो वल्कैनाइज्ड रबर की अपेक्षा अधिक टिकाऊ होता है। आजकल रबर के स्थान पर अधिकाधिक पी.वी़ सी. प्रयोग किया जाता है।
एबोनाइट Abonite
यह कठोर रबर जैसा पदार्थ है जो 180 सेल्सियस पर जलने लगता है। यह अम्लों से क्रिया नहीं करता। इसका उपयोग सीसा-अम्ल संचायक बेटी के खोल, पैनल बोर्ड, यन्त्रों के खोल आदि बनाने में किया जाना है। इसका एक अन्य रूप है
अभ्रक Mica
यह एक खनिज पदार्थ है जो पारदर्शक, अति और नमी से अप्रभावित रहने वाला अचालक पदार्थ है। इसका उपयोग वैद्युतिक ऊष्मक उपकरणों के होटिंग एलीमेन्ट बनाने में किया जाता है। ऊष्मा एवं नमी से अप्रभावित रहने वाला यह एक मात्र प्राकृतिक पदार्थ है और भारतवर्ष में प्रचुरता से उपलब्ध है। हीटिंग एलीमेन्ट के आधार के रूप में अन्य कोई अचालक पदार्थ इसकी बराबरी नहीं कर सकता।
माइकानाइट Micanite
साधारणत: अभ्रक की एलेटे मोड़ने पर टूट जाती है। अत: अभ्रक की अति महीन चादरों को कपड़े अथवा कागज पर वार्निश की सहायता से चिपकाकर माइकानाइट पेपर/क्लाथ बनाया जाता है। इसका उपयोग आमेचर वाइण्डिग कार्य में किया जाता है। लचीला होने के कारण इसे मोड़ा जा सकता है।
बैकलाइट bakelite
यह विभिन्न प्रकार के रेजिन से बनाया गया कठोर, भंगुर एवं अधिक तापक्रम पर जलने वाला अचालक है। इसे किसी भी आवश्यक आकृति में ढाला जा सकता है। इसका उपयोग स्विच, प्लग टॉप, सॉकेट, बल्ब होण्डर, सीलिंग रोज आदि बनाने में किया जाता है।
लैदरॉयड पेपर Leatheroid Paper
यह विशेष प्रकार का, सलेटी रंग वाला, नमीरोधी कागज होता है। यह तेल, ग्रीस आदि से अप्रभावित रहता है। इसका उपयोग वैद्युतिक मशीनों को वाइण्डिग में क्वॉयल्स एवं आमेचर स्लॉट्स के बीच अचालक पर्त के रूप में किया जाता है।
रेजिन Resin
यह सिन्थेटिक पदार्थ होता है जिसका उपयोग बैकलाइट बनाने में और इसी प्रकार के अन्य अचालक खोल आदि बनाने में किया जाता है।
खनिज तेल Mineral oil
वानस्पतिक तेलों का ऑक्सीकरण हो जाने से वह अपना अचालक गुण खो देते हैं। अत: ट्रांसफॉर्मर, स्टार्टर, अधिक धारा वहन क्षमता वाले स्विच, कैपेसिटर आदि में अचालक के रूप में खनिज तेल (पेट्रोलियम से प्राप्त) प्रयोग किया जाता है।
पोर्सिलेन Porcelain
यह एक विशेष प्रकार की मिट्टी होती है जिसे विभिन्न आकृतियों में डालकर, सुखाकर तथा पकाकर विभिन्न प्रकार की अचालक वस्तुएँ बनाई जाती हैं। इसका उपयोग ओवरहेड लाइन हेतु अचालक, फ्यूज किट केट, स्विचों, हीटिंग एलीमेन्ट के लिए प्लेटें आदि बनाने के लिए किया जाता है
काँच Glass
यह जल से अप्रभावित रहने वाला अचालक है परन्तु भंगुर होने के कारण इसका उपयोग स्विचों आदि में नहीं किया जाता। इसका उपयोग बल्व, फ्लोरसैण्ट ट्यूब आदि के खोल बनाने में किया जाता है। साधारण काँच की अपेक्षा क्राउन काँच (crown glass) की अचालकता अधिक होती है।
एस्बेस्टस Asbestos
यह सफेद रंग का रेशेदार खनिज है। यह अग्नि से अप्रभावित रहता है परन्तु नमी सोखने वाला होता है। इसका उपयोग विद्युत प्रैस, हीटर आदि में अचालक एवं ऊष्मा अवरोधक के रूप में किया जाता है।
मार्बल Marble
यह सफेद रंग का खनिज पत्थर है। यह अज्वलनशील होला है। इसका चूर्ण इमर्सन हीटिंग एलीमेन्ट में अचालक रूप में प्रयोग किया जाता है।इसके अतिरिक्त जहाँ अधिक तापमान वृद्धि सम्भावित हो वहाँ इसका उपयोग किया जाता है।
शैलेक Shallac
यह एक रासायनिक पदार्थ है जिसे मेचीलेटिड स्पिरिट में घोलकर वार्निश तैयार की जाती है। वार्निश का उपयोग कागज, कपड़ा, लकड़ी,वाइण्डिग आदि को नमीरोधी बनाने के लिए किया जाता है।
कागज Paper
यह घास, रूई आदि से तैयार किया जाता है। इसका उपयोग अचालक पर्त के रूप में पेपर कैपेसिटर्स आदि में किया जाता है। लेदरांबड-पेपर तथा प्रैसफान-पेपर, कागज के ही भिन्न रूप हैं।
स्लेट Slate
यह काले रंग का पत्थर होता है। इसका उपयोग तेल में डुब्रोकर, वार्निश की पर्त चढ़ाकर स्विच बोर्ड तथा पैनल बोर्ड के रूप में किया जाता है।
सूखी लकड़ी Dry Wood
यह एक अच्छा अचालक एवं ऊष्पारोधी प्राकृतिक पदार्थ हैं। इसका उपयोग स्विच बोर्ल, राउण्ड ब्लॉक, बैटन आदि बनाने के लिए किया जाता हैं। उपरोक्त अचालकों के अतिरिक्त सूत, रूई, कागज, वानिश आदि से तैयार किए गए अनेक प्रकार के अचालक विभिन्न वैद्युतिक कार्यों में प्रयोग किए जाते हैं; जैसे-फाइबर, प्रैसफान-पेपर, कॉटन टेप, अम्पायर-अलॉथ, अम्पायर स्लीव, हार्ड बोर्ड आदि।
अचालकों का वर्गीकरण Classification of Insulators
अचालकों को निम्न तीन वर्षों में रखा जा सकता है
ठोस अचालक Solid Insulators
एबोनाइट, अभ्रक, बँकेलाइट, पोसिलेन, कांच, मार्बल, स्लेट, सूखी लकड़ी, फाइबर आदि।
लचीले अचालक Flexible Insulators
वल्कैनाइज्ड रबर, माइकानाइट, साधारण रबर, लैदरॉयड पेपर, कागज, पीवीसी, अम्पायर क्लॉथ व स्लीय, प्रैसफान पेपर, काटन-टेप, एस्बेस्टस, खनिज तेल, रेजिन, शैलेक, विटुमन, एडहेसिव टेप आदि।
गैसीय अचालक Gaseous Insulator
हवा, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन आदि।
अचालकों की अचालकता का क्रम Order of Insulating Property of Insulator
प्रमुख अचालकों की अचालकता, उनकी डाइ-इलैक्ट्रिक स्ट्रेन्थ के रूप में ‘किलो वोल्ट प्रति मिमी’ के घटते हुए क्रम में निम्न तालिका में दर्शाई गई है।