तापीय स्खलन: Difference between revisions
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[[File:ThermalRunaway.png|thumb|right|तापीय स्खलन का आरेख]]तापीय स्खलन ऐसी प्रक्रिया का वर्णन करता है जो बढ़े हुए [[तापमान]] से त्वरित होती है, बदले में [[तापीय ऊर्जा]] को निर्मुक्त करती है जो तापमान को अधिक बढ़ाती है। तापीय स्खलन उन स्थितियों में होता है जहां तापमान में वृद्धि परिस्थितियों को इस तरह से परिवर्तित करती है जिससे तापमान में अधिक वृद्धि होती है, जो प्रायः विनाशकारी परिणाम की ओर ले जाती है। यह का एक प्रकार की अनियंत्रित [[सकारात्मक प्रतिक्रिया]] है। | [[File:ThermalRunaway.png|thumb|right|तापीय स्खलन का आरेख]]तापीय स्खलन ऐसी प्रक्रिया का वर्णन करता है जो बढ़े हुए [[तापमान]] से त्वरित होती है, बदले में [[तापीय ऊर्जा]] को निर्मुक्त करती है जो तापमान को अधिक बढ़ाती है। तापीय स्खलन उन स्थितियों में होता है जहां तापमान में वृद्धि परिस्थितियों को इस तरह से परिवर्तित करती है जिससे तापमान में अधिक वृद्धि होती है, जो प्रायः विनाशकारी परिणाम की ओर ले जाती है। यह का एक प्रकार की अनियंत्रित [[सकारात्मक प्रतिक्रिया]] है। | ||
[[रसायन विज्ञान]] (और [[केमिकल इंजीनियरिंग|रासायनिक अभियांत्रिकी]]) में, तापीय स्खलन दृढ़ता से [[एक्ज़ोथिर्मिक|ऊष्माक्षैपी]] अभिक्रियाओं के साथ जुड़ा हुआ है जो तापमान में वृद्धि से त्वरित होते हैं। [[विद्युत अभियन्त्रण]] में, तापीय स्खलन सामान्य रूप से बढ़े हुए [[विद्युत प्रवाह]] और विद्युत [[अपव्यय]] से जुड़ा होता है। [[असैनिक अभियंत्रण|सिविल अभियांत्रिकी]] में तापीय स्खलन हो सकता है, विशेष रूप से जब बड़ी मात्रा में | [[रसायन विज्ञान]] (और [[केमिकल इंजीनियरिंग|रासायनिक अभियांत्रिकी]]) में, तापीय स्खलन दृढ़ता से [[एक्ज़ोथिर्मिक|ऊष्माक्षैपी]] अभिक्रियाओं के साथ जुड़ा हुआ है जो तापमान में वृद्धि से त्वरित होते हैं। [[विद्युत अभियन्त्रण]] में, तापीय स्खलन सामान्य रूप से बढ़े हुए [[विद्युत प्रवाह]] और विद्युत [[अपव्यय]] से जुड़ा होता है। [[असैनिक अभियंत्रण|सिविल अभियांत्रिकी]] में तापीय स्खलन हो सकता है, विशेष रूप से जब बड़ी मात्रा में संसाधन स्थूल द्वारा निर्गमन को नियंत्रित नहीं किया जाता है।{{Citation needed|date=July 2017}} [[खगोल भौतिकी]] में, सितारों में स्खलन [[परमाणु संलयन]] प्रतिक्रियाओं से नवतारा और कई प्रकार के [[सुपरनोवा|अधिनव तारा]] (सुपरनोवा) विस्फोट हो सकते हैं, और सौर-द्रव्यमान सितारों के सामान्य विकास में "हीलियम फ्लैश" के रूप में कम प्रभावशाली घटना भी हो सकती है। | ||
कुछ जलवायु शोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया है कि पूर्व-औद्योगिक आधार रेखा से ऊपर 3-4 डिग्री सेल्सियस की वैश्विक औसत तापमान वृद्धि से सतह के तापमान में अधिक अधिक अनियंत्रित वृद्धि हो सकती है। उदाहरण के लिए, [[वायुमंडलीय मीथेन]] का निर्गमन, [[ग्रीनहाउस गैस]] जो कार्बन डाइऑक्साइड (CO<sub>2</sub>) की तुलना में अधिक शक्तिशाली है, आर्द्रभूमि से, पिघलने वाले स्थायी तुषार भूमि और महाद्वीपीय सीमांत समुद्र सतह जालक निक्षेप सकारात्मक प्रतिक्रिया के अधीन हो सकते हैं।<ref name="ccsp abrupt climate change"> | कुछ जलवायु शोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया है कि पूर्व-औद्योगिक आधार रेखा से ऊपर 3-4 डिग्री सेल्सियस की वैश्विक औसत तापमान वृद्धि से सतह के तापमान में अधिक अधिक अनियंत्रित वृद्धि हो सकती है। उदाहरण के लिए, [[वायुमंडलीय मीथेन]] का निर्गमन, [[ग्रीनहाउस गैस]] जो कार्बन डाइऑक्साइड (CO<sub>2</sub>) की तुलना में अधिक शक्तिशाली है, आर्द्रभूमि से, पिघलने वाले स्थायी तुषार भूमि और महाद्वीपीय सीमांत समुद्र सतह जालक निक्षेप सकारात्मक प्रतिक्रिया के अधीन हो सकते हैं।<ref name="ccsp abrupt climate change"> | ||
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== इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग == | == इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग == | ||
कुछ इलेक्ट्रॉनिक घटक कम प्रतिरोध या कम ट्रिगरिंग | कुछ इलेक्ट्रॉनिक घटक कम प्रतिरोध या कम ट्रिगरिंग विद्युत-दाब (नॉनलाइनर प्रतिरोधों के लिए) विकसित करते हैं क्योंकि उनका आंतरिक तापमान बढ़ता है। यदि परिपथ की स्थिति इन स्थितियों में स्पष्ट रूप से वर्तमान प्रवाह में वृद्धि का कारण बनती है, तो बढ़ी हुई विद्युत अपव्यय [[जौले हीटिंग]] द्वारा तापमान को और बढ़ा सकता है। तापीय स्खलन का दुष्चक्र या सकारात्मक प्रतिक्रिया प्रभाव विफलता का कारण बन सकता है, कभी -कभी शानदार फैशन (जैसे विद्युत विस्फोट या आग) में।इन खतरों को रोकने के लिए, अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में सामान्य रूप से वर्तमान सीमित सुरक्षा सम्मिलित होती है, जैसे कि तापीय फ़्यूज़, परिपथ ब्रेकर, या [[तापमान गुणांक]] वर्तमान सीमाएँ। | ||
बड़ी धाराओं को संभालने के लिए, परिपथ डिजाइनर [[समानांतर सर्किट|समानांतर परिपथ]] में कई कम-क्षमता वाले उपकरणों (जैसे | बड़ी धाराओं को संभालने के लिए, परिपथ डिजाइनर [[समानांतर सर्किट|समानांतर परिपथ]] में कई कम-क्षमता वाले उपकरणों (जैसे प्रतिरोधान्तरित्र, डायोड, या [[धातु-ऑक्साइड वेरिस्टर]]) को जोड़ सकते हैं। यह तकनीक अच्छी तरह से काम कर सकती है, लेकिन वर्तमान हॉगिंग नामक घटना के लिए अतिसंवेदनशील है, जिसमें वर्तमान को सभी उपकरणों में समान रूप से साझा नहीं किया जाता है। सामान्य रूप से, उपकरण में थोड़ा कम प्रतिरोध हो सकता है, और इस प्रकार अधिक वर्तमान खींचता है, इसे अपने भाई -बहन उपकरणों की तुलना में अधिक गर्म करता है, जिससे इसके प्रतिरोध को और अधिक छोड़ दिया जाता है। विद्युत लोड ही डिवाइस में फ़नलिंग को समाप्त करता है, जो तब तेजी से विफल हो जाता है। इस प्रकार, उपकरणों की सरणी अपने सबसे कमजोर घटक से अधिक मजबूत नहीं हो सकती है। | ||
वर्तमान-हॉगिंग प्रभाव को प्रत्येक समान डिवाइस की विशेषताओं से मिलान करके, या विद्युत लोड को संतुलित करने के लिए अन्य डिज़ाइन तकनीकों का उपयोग करके सावधानी से कम किया जा सकता है। हालांकि, अधिकतम परिस्थितियों में लोड संतुलन बनाए रखना सीधा नहीं हो सकता है। विद्युत प्रतिरोध के आंतरिक [[सकारात्मक तापमान गुणांक]] (पीटीसी) वाले उपकरण वर्तमान हॉगिंग के लिए कम प्रवण होते हैं, लेकिन तापीय स्खलन अभी भी खराब गर्मी के डूबने या अन्य समस्याओं के कारण हो सकते हैं। | वर्तमान-हॉगिंग प्रभाव को प्रत्येक समान डिवाइस की विशेषताओं से मिलान करके, या विद्युत लोड को संतुलित करने के लिए अन्य डिज़ाइन तकनीकों का उपयोग करके सावधानी से कम किया जा सकता है। हालांकि, अधिकतम परिस्थितियों में लोड संतुलन बनाए रखना सीधा नहीं हो सकता है। विद्युत प्रतिरोध के आंतरिक [[सकारात्मक तापमान गुणांक]] (पीटीसी) वाले उपकरण वर्तमान हॉगिंग के लिए कम प्रवण होते हैं, लेकिन तापीय स्खलन अभी भी खराब गर्मी के डूबने या अन्य समस्याओं के कारण हो सकते हैं। | ||
कई इलेक्ट्रॉनिक परिपथ में तापीय स्खलन को रोकने के लिए विशेष प्रावधान होते हैं। यह प्रायः उच्च-शक्ति आउटपुट चरणों के लिए | कई इलेक्ट्रॉनिक परिपथ में तापीय स्खलन को रोकने के लिए विशेष प्रावधान होते हैं। यह प्रायः उच्च-शक्ति आउटपुट चरणों के लिए प्रतिरोधान्तरित्र बायसिंग व्यवस्था में देखा जाता है। हालांकि, जब उपकरण को इसके डिज़ाइन किए गए परिवेश तापमान के ऊपर उपयोग किया जाता है, तो तापीय स्खलन अभी भी कुछ स्थितियो में हो सकता है। यह कभी -कभी गर्म वातावरण में उपकरण विफलताओं का कारण बनता है, या जब [[हवा ठंडी करना]] वेंट अवरुद्ध हो जाते हैं। | ||
=== अर्द्धचालक === | === अर्द्धचालक === | ||
[[सिलिकॉन]] अजीबोगरीब प्रोफ़ाइल दिखाता है, जिसमें इसका विद्युत प्रतिरोध तापमान के साथ लगभग 160 & nbsp; ° C तक बढ़ जाता है, फिर कम होने लगता है, और पिघलने बिंदु तक पहुंचने पर आगे गिरता है। यह [[अर्धचालक जंक्शन]] के आंतरिक क्षेत्रों के भीतर तापीय स्खलन घटना को जन्म दे सकता है;उन क्षेत्रों में प्रतिरोध कम हो जाता है जो इस सीमा से ऊपर गर्म हो जाते हैं, जिससे अधिक वर्तमान को गर्म क्षेत्रों के माध्यम से प्रवाहित करने की स्वीकृति मिलती है, बदले में आसपास के क्षेत्रों की तुलना में अभी तक अधिक ताप का कारण बनता है, जिससे आगे तापमान में वृद्धि होती है और प्रतिरोध में कमी आती है।यह [[वर्तमान भीड़]] की घटना और [[वर्तमान फिलामेंट]]्स (वर्तमान हॉगिंग के समान, लेकिन उपकरण के भीतर) की घटना की ओर जाता है, और इलेक्ट्रॉनिक्स के कई विफलता मोड के अंतर्निहित कारणों में से है। | [[सिलिकॉन]] अजीबोगरीब प्रोफ़ाइल दिखाता है, जिसमें इसका विद्युत प्रतिरोध तापमान के साथ लगभग 160 & nbsp; ° C तक बढ़ जाता है, फिर कम होने लगता है, और पिघलने बिंदु तक पहुंचने पर आगे गिरता है। यह [[अर्धचालक जंक्शन]] के आंतरिक क्षेत्रों के भीतर तापीय स्खलन घटना को जन्म दे सकता है;उन क्षेत्रों में प्रतिरोध कम हो जाता है जो इस सीमा से ऊपर गर्म हो जाते हैं, जिससे अधिक वर्तमान को गर्म क्षेत्रों के माध्यम से प्रवाहित करने की स्वीकृति मिलती है, बदले में आसपास के क्षेत्रों की तुलना में अभी तक अधिक ताप का कारण बनता है, जिससे आगे तापमान में वृद्धि होती है और प्रतिरोध में कमी आती है।यह [[वर्तमान भीड़]] की घटना और [[वर्तमान फिलामेंट]]्स (वर्तमान हॉगिंग के समान, लेकिन उपकरण के भीतर) की घटना की ओर जाता है, और इलेक्ट्रॉनिक्स के कई विफलता मोड के अंतर्निहित कारणों में से है। | ||
=== द्विध्रुवी जंक्शन | === द्विध्रुवी जंक्शन प्रतिरोधान्तरित्र (BJTS) === | ||
[[[[द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर]] पूर्वाग्रह]]विशेष रूप से [[जर्मेनियम]]-आधारित द्विध्रुवी | [[[[द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर|द्विध्रुवी प्रतिरोधान्तरित्र]] पूर्वाग्रह]]विशेष रूप से [[जर्मेनियम]]-आधारित द्विध्रुवी प्रतिरोधान्तरित्र) में [[रिसाव (अर्धचालक)]] अधिकतम बढ़ जाता है क्योंकि वे तापमान में वृद्धि करते हैं। परिपथ के डिजाइन के आधार पर, रिसाव वर्तमान में यह वृद्धि प्रतिरोधान्तरित्र के माध्यम से प्रवाह को बढ़ा सकती है और इस प्रकार विद्युत अपव्यय, कलेक्टर-से-एमिटर रिसाव करंट में अधिक वृद्धि का कारण बनता है। यह प्रायः पुश & ndash में देखा जाता है; पुल आउटपुट | पुश & ndash; इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर#क्लास एबी एम्पलीफायर का चरण चरण। यदि पुल-अप और पुल-डाउन प्रतिरोधान्तरित्र द्विध्रुवी प्रतिरोधान्तरित्र [[बयाझिंग]] होते हैं, तो कमरे के तापमान पर न्यूनतम [[क्रॉसओवर विरूपण]] होता है, और बायसिंग तापमान-मुआवजा नहीं होता है, तो जैसे ही तापमान बढ़ता है दोनों प्रतिरोधान्तरित्र तेजी से पक्षपाती होंगे, जिससे करंट और पावर को वर्तमान और शक्ति मिलती है। आगे वृद्धि, और अंततः या दोनों उपकरणों को नष्ट कर रहा है। | ||
तापीय स्खलन से बचने के लिए अंगूठे का नियम | तापीय स्खलन से बचने के लिए अंगूठे का नियम द्विध्रुवी संधि ट्रांजिस्टर के पूर्वाग्रह को बनाए रखना है ताकि v<sub>ce</sub> ≤ 1/2V<sub>cc</sub> | ||
अन्य अभ्यास क्रॉसओवर बायस | अन्य अभ्यास क्रॉसओवर बायस विद्युत-दाब को नियंत्रित करने के लिए हीट सिंक पर तापीय फीडबैक सेंसिंग प्रतिरोधान्तरित्र या अन्य डिवाइस को माउंट करना है। जैसे -जैसे आउटपुट प्रतिरोधान्तरित्र गर्म हो जाता है, वैसे ही तापीय फीडबैक प्रतिरोधान्तरित्र होता है। यह बदले में तापीय फीडबैक प्रतिरोधान्तरित्र को थोड़ा कम विद्युत-दाब पर चालू करने का कारण बनता है, क्रॉसओवर बायस विद्युत-दाब को कम करता है, और इसलिए आउटपुट प्रतिरोधान्तरित्र द्वारा विघटित गर्मी को कम करता है। | ||
यदि कई | यदि कई द्विध्रुवी संधि ट्रांजिस्टर प्रतिरोधान्तरित्र समानांतर में जुड़े हुए हैं (जो उच्च वर्तमान अनुप्रयोगों में विशिष्ट है), तो वर्तमान हॉगिंग समस्या हो सकती है। द्विध्रुवी संधि ट्रांजिस्टर की इस विशेषता भेद्यता को नियंत्रित करने के लिए विशेष उपाय किए जाने चाहिए। | ||
पावर | पावर प्रतिरोधान्तरित्र में (जिसमें प्रभावी रूप से समानांतर में कई छोटे प्रतिरोधान्तरित्र सम्मिलित होते हैं), वर्तमान हॉगिंग प्रतिरोधान्तरित्र के विभिन्न हिस्सों के बीच ही हो सकती है, प्रतिरोधान्तरित्र का हिस्सा दूसरों की तुलना में अधिक गर्म हो जाता है।इसे दूसरा ब्रेकडाउन कहा जाता है, और इसके परिणामस्वरूप प्रतिरोधान्तरित्र को विनाश हो सकता है, तब भी जब औसत जंक्शन तापमान सुरक्षित स्तर पर लगता है। | ||
=== पावर मोसफेट्स === | === पावर मोसफेट्स === | ||
पावर [[MOSFET]] | पावर [[MOSFET|धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र]] सामान्य रूप से तापमान के साथ अपने प्रतिरोध को बढ़ाते हैं।कुछ परिस्थितियों में, इस प्रतिरोध में विघटित विद्युत जंक्शन के अधिक ताप का कारण बनती है, जो सकारात्मक प्रतिक्रिया लूप में [[जंक्शन तापमान]] को और बढ़ाती है। परिणामस्वरूप, पावर धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र में ऑपरेशन के स्थिर और अस्थिर क्षेत्र हैं।<ref name="powerMOSFETstability">{{cite journal|last1=Ferrara|first1=A.|last2=Steeneken|first2=P. G.|last3=Boksteen|first3=B. K.|last4=Heringa|first4=A.|last5=Scholten|first5=A. J.|last6=Schmitz|first6= J.|last7=Hueting|first7=R. J. E.|title=Physics-based stability analysis of MOS transistors|journal=Solid-State Electronics|volume=113|date=November 2015|pages=28–34|doi=10.1016/j.sse.2015.05.010|bibcode=2015SSEle.113...28F}}</ref> हालांकि, तापमान के साथ ऑन-प्रतिरोध की वृद्धि समानांतर में जुड़े कई धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र में वर्तमान को संतुलित करने में मदद करती है, इसलिए वर्तमान हॉगिंग नहीं होती है।यदि धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र [[ताप सिंक]] की तुलना में अधिक गर्मी पैदा करता है, तो तापीय स्खलन अभी भी प्रतिरोधान्तरित्र को नष्ट कर सकता है। प्रतिरोधान्तरित्र डाई और हीटसिंक के बीच [[थर्मल प्रतिरोध|तापीय प्रतिरोध]] को कम करके इस समस्या को हद तक कम किया जा सकता है।[[थर्मल डिज़ाइन पावर|तापीय डिज़ाइन पावर]] भी देखें। | ||
=== मेटल ऑक्साइड [[वर्कर]]्स (MOVS) === | === मेटल ऑक्साइड [[वर्कर]]्स (MOVS) === | ||
धातु ऑक्साइड वैरिस्टर्स सामान्य रूप से कम प्रतिरोध विकसित करते हैं क्योंकि वे गर्म करते हैं।यदि एसी या डीसी पावर बस ([[वोल्टेज स्पाइक]]्स के खिलाफ सुरक्षा के लिए सामान्य उपयोग) से सीधे जुड़ा हुआ है, तो मूव जिसने कम प्रवर्तित | धातु ऑक्साइड वैरिस्टर्स सामान्य रूप से कम प्रतिरोध विकसित करते हैं क्योंकि वे गर्म करते हैं।यदि एसी या डीसी पावर बस ([[वोल्टेज स्पाइक|विद्युत-दाब स्पाइक]]्स के खिलाफ सुरक्षा के लिए सामान्य उपयोग) से सीधे जुड़ा हुआ है, तो मूव जिसने कम प्रवर्तित विद्युत-दाब विकसित किया है, वह भयावह तापीय स्खलन में स्लाइड कर सकता है, संभवतः छोटे से विस्फोट या आग में समाप्त होता है।<ref name=Brown2004>{{cite journal|last=Brown|first=Kenneth|title=Metal Oxide Varistor Degradation|journal=IAEI Magazine|date=March 2004|url=http://www.iaei.org/magazine/2004/03/metal-oxide-varistor-degradation/|access-date=2011-03-30|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20110719023317/http://www.iaei.org/magazine/2004/03/metal-oxide-varistor-degradation/|archive-date=2011-07-19}}</ref> इस संभावना को रोकने के लिए, दोष वर्तमान सामान्य रूप से तापीय फ्यूज, परिपथ ब्रेकर या अन्य वर्तमान सीमित डिवाइस द्वारा सीमित होता है। | ||
=== [[[[टैंटलम]] कैपेसिटर]] === | === [[[[टैंटलम]] कैपेसिटर]] === | ||
टैंटलम कैपेसिटर, कुछ शर्तों के तहत, तापीय स्खलन द्वारा आत्म-विनाश के लिए प्रवण हैं। संधारित्र में सामान्य रूप से [[एनोड]] के रूप में अभिनय करने वाले [[सिन्टिंग]] टैंटलम स्पंज होते हैं, [[मैंगनीज डाइऑक्साइड]] [[कैथोड]], और [[टैंटलम पेंटोक्साइड]] की [[ढांकता हुआ]] परत टैंटलम स्पंज की सतह पर बनाई जाती है। ऐसा हो सकता है कि टैंटलम ऑक्साइड परत में कमजोर धब्बे होते हैं जो | टैंटलम कैपेसिटर, कुछ शर्तों के तहत, तापीय स्खलन द्वारा आत्म-विनाश के लिए प्रवण हैं। संधारित्र में सामान्य रूप से [[एनोड]] के रूप में अभिनय करने वाले [[सिन्टिंग]] टैंटलम स्पंज होते हैं, [[मैंगनीज डाइऑक्साइड]] [[कैथोड]], और [[टैंटलम पेंटोक्साइड]] की [[ढांकता हुआ]] परत टैंटलम स्पंज की सतह पर बनाई जाती है। ऐसा हो सकता है कि टैंटलम ऑक्साइड परत में कमजोर धब्बे होते हैं जो विद्युत-दाब स्पाइक के समय ढांकता हुआ टूटने से गुजरते हैं। टैंटलम स्पंज तब मैंगनीज डाइऑक्साइड के साथ सीधे संपर्क में आता है, और लीकेज करंट में वृद्धि स्थानीयकृत हीटिंग का कारण बनती है;सामान्य रूप से, यह [[एन्दोठेर्मिक]] रासायनिक प्रतिक्रिया को चलाता है जो मैंगनीज (III) ऑक्साइड का उत्पादन करता है और पुनर्जीवित करता है ([[आत्म-चिकित्सा सामग्री]] | स्व-हील्स) टैंटलम ऑक्साइड ढांकता हुआ परत। | ||
हालांकि, यदि विफलता बिंदु पर विघटित ऊर्जा पर्याप्त है, तो आत्मनिर्भर ऊष्माक्षैपी प्रतिक्रिया प्रारंभ हो सकती है, [[दीमक]] प्रतिक्रिया के समान, ईंधन के रूप में धातु टैंटालम और ऑक्सीडाइज़र के रूप में मैंगनीज डाइऑक्साइड के साथ। यह अवांछनीय प्रतिक्रिया संधारित्र को नष्ट कर देगी, धुआं पैदा करेगी और संभवतः लौगी।<ref name= "Vasina2002">{{cite journal|last1= Vasina|first1= P.|last2= Zednicek|first2= T.|last3= Sikula|first3= J.|last4= Pavelka|first4= J.|title= Failure modes of tantalum capacitors made by different technologies|journal= Microelectronics Reliability|volume= 42|issue= 6|year= 2002|pages= 849–854|doi= 10.1016/S0026-2714(02)00034-3|url= http://avx.com/docs/techinfo/failure.pdf|archive-url= https://web.archive.org/web/20100923075150/http://avx.com/docs/techinfo/failure.pdf|url-status= dead|archive-date= 2010-09-23}}</ref> | हालांकि, यदि विफलता बिंदु पर विघटित ऊर्जा पर्याप्त है, तो आत्मनिर्भर ऊष्माक्षैपी प्रतिक्रिया प्रारंभ हो सकती है, [[दीमक]] प्रतिक्रिया के समान, ईंधन के रूप में धातु टैंटालम और ऑक्सीडाइज़र के रूप में मैंगनीज डाइऑक्साइड के साथ। यह अवांछनीय प्रतिक्रिया संधारित्र को नष्ट कर देगी, धुआं पैदा करेगी और संभवतः लौगी।<ref name= "Vasina2002">{{cite journal|last1= Vasina|first1= P.|last2= Zednicek|first2= T.|last3= Sikula|first3= J.|last4= Pavelka|first4= J.|title= Failure modes of tantalum capacitors made by different technologies|journal= Microelectronics Reliability|volume= 42|issue= 6|year= 2002|pages= 849–854|doi= 10.1016/S0026-2714(02)00034-3|url= http://avx.com/docs/techinfo/failure.pdf|archive-url= https://web.archive.org/web/20100923075150/http://avx.com/docs/techinfo/failure.pdf|url-status= dead|archive-date= 2010-09-23}}</ref> | ||
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=== डिजिटल लॉजिक === | === डिजिटल लॉजिक === | ||
लॉजिक स्विचिंग | लॉजिक स्विचिंग प्रतिरोधान्तरित्र का रिसाव (अर्धचालक) तापमान के साथ बढ़ता है। दुर्लभ उदाहरणों में, इससे डिजिटल परिपथ में तापीय स्खलन हो सकता है।यह सामान्य समस्या नहीं है, क्योंकि रिसाव धाराएं सामान्य रूप से समग्र विद्युत की खपत का छोटा हिस्सा बनाती हैं, इसलिए सत्ता में वृद्धि अधिकतम मामूली होती है - [[एथलॉन 64]] के लिए, प्रत्येक 30 डिग्री सेल्सियस के लिए विद्युत का विघटन लगभग 10% बढ़ जाता है।<ref>{{cite web|url=http://www.lostcircuits.com/cpu/amd_venice/|website=LostCircuits|title=AMD Athlon64 "Venice"|date=May 2, 2005|archive-url=https://web.archive.org/web/20070502141110/http://www.lostcircuits.com/cpu/amd_venice/|archive-date=2007-04-16|access-date=2007-06-03}}</ref> तापीय स्खलन के तापीय डिज़ाइन पावर वाले डिवाइस के लिए, तापीय स्खलन होने के लिए, हीट सिंक में 3 के/डब्ल्यू (केल्विन्स प्रति वाट) से अधिक तापीय चालकता#संबंधित शर्तें होंगी, जो कि लगभग 6 गुना खराब है। स्टॉक एथलॉन 64 हीट सिंक। ( स्टॉक एथलॉन 64 हीट सिंक को 0.34 K/W पर मूल्यांकित किया गया है, हालांकि पर्यावरण के लिए वास्तविक तापीय प्रतिरोध कुछ हद तक अधिक है, प्रोसेसर और हीटसिंक के बीच तापीय सीमा, स्थिति में बढ़ते तापमान और अन्य तापीय प्रतिरोधों के कारण।{{Citation needed|date=December 2008}}) भले ही, 0.5 से 1 k/w के तापीय प्रतिरोध के साथ अपर्याप्त गर्मी सिंक के परिणामस्वरूप तापीय स्खलन प्रभाव के बिना भी 100 डब्ल्यू डिवाइस के विनाश का परिणाम होगा। | ||
=== बैटरी === | === बैटरी === | ||
Revision as of 19:00, 5 February 2023
तापीय स्खलन ऐसी प्रक्रिया का वर्णन करता है जो बढ़े हुए तापमान से त्वरित होती है, बदले में तापीय ऊर्जा को निर्मुक्त करती है जो तापमान को अधिक बढ़ाती है। तापीय स्खलन उन स्थितियों में होता है जहां तापमान में वृद्धि परिस्थितियों को इस तरह से परिवर्तित करती है जिससे तापमान में अधिक वृद्धि होती है, जो प्रायः विनाशकारी परिणाम की ओर ले जाती है। यह का एक प्रकार की अनियंत्रित सकारात्मक प्रतिक्रिया है।
रसायन विज्ञान (और रासायनिक अभियांत्रिकी) में, तापीय स्खलन दृढ़ता से ऊष्माक्षैपी अभिक्रियाओं के साथ जुड़ा हुआ है जो तापमान में वृद्धि से त्वरित होते हैं। विद्युत अभियन्त्रण में, तापीय स्खलन सामान्य रूप से बढ़े हुए विद्युत प्रवाह और विद्युत अपव्यय से जुड़ा होता है। सिविल अभियांत्रिकी में तापीय स्खलन हो सकता है, विशेष रूप से जब बड़ी मात्रा में संसाधन स्थूल द्वारा निर्गमन को नियंत्रित नहीं किया जाता है।[citation needed] खगोल भौतिकी में, सितारों में स्खलन परमाणु संलयन प्रतिक्रियाओं से नवतारा और कई प्रकार के अधिनव तारा (सुपरनोवा) विस्फोट हो सकते हैं, और सौर-द्रव्यमान सितारों के सामान्य विकास में "हीलियम फ्लैश" के रूप में कम प्रभावशाली घटना भी हो सकती है।
कुछ जलवायु शोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया है कि पूर्व-औद्योगिक आधार रेखा से ऊपर 3-4 डिग्री सेल्सियस की वैश्विक औसत तापमान वृद्धि से सतह के तापमान में अधिक अधिक अनियंत्रित वृद्धि हो सकती है। उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय मीथेन का निर्गमन, ग्रीनहाउस गैस जो कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) की तुलना में अधिक शक्तिशाली है, आर्द्रभूमि से, पिघलने वाले स्थायी तुषार भूमि और महाद्वीपीय सीमांत समुद्र सतह जालक निक्षेप सकारात्मक प्रतिक्रिया के अधीन हो सकते हैं।[1][2]
रासायनिक अभियांत्रिकी
तापीय स्खलन से जुड़ी रासायनिक प्रतिक्रियाओं को रासायनिक अभियांत्रिकी में तापीय विस्फोट भी कहा जाता है, या कार्बनिक रसायन विज्ञान में स्खलन प्रतिक्रियाएं। यह ऐसी प्रक्रिया है जिसके द्वारा उष्माक्षेपी प्रतिक्रिया नियंत्रण से बाहर हो जाती है: तापमान में वृद्धि के कारण प्रतिक्रिया दर बढ़ जाती है, जिससे तापमान में अधिक वृद्धि होती है और इसलिए प्रतिक्रिया दर में अधिक तेजी से वृद्धि होती है। इसने औद्योगिक रासायनिक दुर्घटनाओं में योगदान दिया है, विशेष रूप से 1947 टेक्सास सिटी आपदा से जहाज की पकड़ में अमोनियम नाइट्रेट, और 1976 में डिनिटोल्म्स के विस्फोट, सूखे में, किंग्स लिन में।[3] फ्रैंक-केमनेट्स्की सिद्धांत तापीय विस्फोट के लिए सरलीकृत विश्लेषणात्मक मॉडल प्रदान करता श्रृंखला अभिक्रिया अतिरिक्त सकारात्मक प्रतिक्रिया तंत्र है जो तेजी से बढ़ती प्रतिक्रिया दर के कारण तापमान को आसमान छू सकता है।
रासायनिक प्रतिक्रियाएं या तो एंडोथर्मिक या ऊष्माक्षैपी होती हैं, जैसा कि थैलेपी में उनके परिवर्तन से व्यक्त किया गया है। कई प्रतिक्रियाएं अत्यधिक ऊष्माक्षैपी हैं, इसलिए कई औद्योगिक-पैमाने और तेल शोधशाला प्रक्रियाओं में तापीय स्खलन के जोखिम के कुछ स्तर होते हैं। इनमें हाइड्रोक्रैकिंग#हाइड्रोक्रैकिंग, हाइड्रोजनीकरण, alkylation (एस) सम्मिलित हैंN2), ऑक्सीकरण, धातु और न्यूक्लियोफिलिक सुगंधित प्रतिस्थापन। उदाहरण के लिए, साइक्लोहेक्सानोल और cyclohexanone और ओथडोक्सी में cyclohexane का ऑक्सीकरण फ्थेलिक एनहाइड्राइड में प्रतिक्रिया नियंत्रण विफल होने पर भयावह विस्फोट हो गया है।
तापीय स्खलन के परिणामस्वरूप अवांछित ऊष्माक्षैपी साइड रिएक्शन (एस) से हो सकता है जो उच्च तापमान पर प्रारंभ होता है, प्रतिक्रिया मिश्रण के प्रारंभिक आकस्मिक ओवरहीटिंग के बाद। यह परिदृश्य सेवेसो आपदा के पीछे था, जहां तापीय स्खलन ने तापमान पर प्रतिक्रिया को गर्म किया, जैसे कि 2,4,5-ट्राइक्लोरोफेनोल के अलावा, जहरीला 2,3,7,8-टेट्राक्लोरोडिबेन्जो-पी-डाइऑक्सिन। 2,3, 2,3,7,8-टेट्राक्लोरोडिबेन्जो-पी-डाइऑक्सिन का भी उत्पादन किया गया था, और रिएक्टर के टूटने की डिस्क प्रस्फोट के बाद पर्यावरण में प्रवेश किया गया था।[4] तापीय स्खलन सबसे अधिक बार रासायनिक रिएक्टर पोत की शीतलक प्रणाली की विफलता के कारण होता है। मिक्सर की विफलता के परिणामस्वरूप स्थानीयकृत हीटिंग हो सकती है, जो तापीय स्खलन की प्रारंभ करती है। इसी तरह, प्रवाह रसायन विज्ञान में, स्थानीयकृत अपर्याप्त मिश्रण हॉटस्पॉट का कारण बनता है, जिसमें तापीय स्खलन स्थिति होती है, जो रिएक्टर सामग्री और उत्प्रेरक के हिंसक झटका का कारण बनती है।गलत उपकरण घटक स्थापना भी सामान्य कारण है। कई रासायनिक उत्पादन सुविधाओं को उच्च-मात्रा वाले आपातकालीन वेंटिंग के साथ डिज़ाइन किया गया है, इस तरह की दुर्घटनाओं के होने पर चोट और संपत्ति के नुकसान की सीमा को सीमित करने के लिए उपाय।
बड़े पैमाने पर, सभी अभिकर्मकों को चार्ज करना और मिश्रण करना असुरक्षित है, जैसा कि प्रयोगशाला पैमाने में किया जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि पोत के आकार के घन के साथ प्रतिक्रिया तराजू की मात्रा (v ∝ rγ), लेकिन गर्मी हस्तांतरण क्षेत्र आकार के वर्ग (a ∝ ric) के साथ तराजू है, ताकि गर्मी उत्पादन-से-क्षेत्रआकार के साथ अनुपात तराजू (v/a ∝ r)।परिणामस्वरूप, प्रयोगशाला में आसानी से पर्याप्त तेजी से ठंडा होने वाली प्रतिक्रियाएं टन पैमाने पर खतरनाक रूप से आत्म-हीट कर सकती हैं। 2007 में, इस तरह की गलत प्रक्रिया के कारण विस्फोट हुआ 2,400 U.S. gallons (9,100 L)-Reactor का उपयोग मेटेलिक सोडियम के साथ मेथिलसाइक्लोपेंटाडीना के लिए किया जाता है, जिससे चार लोगों की जान चली जाती है और रिएक्टर के कुछ हिस्सों को फुलाया जाता है 400 feet (120 m) दूर।[5][6] इस प्रकार, तापीय स्खलन से ग्रस्त औद्योगिक पैमाने पर प्रतिक्रियाएं उपलब्ध शीतलन क्षमता के अनुरूप दर पर अभिकर्मक के अलावा को अधिमानतः नियंत्रित करती हैं।
कुछ प्रयोगशाला प्रतिक्रियाओं को अत्यधिक शीतलन के तहत चलाया जाना चाहिए, क्योंकि वे खतरनाक तापीय स्खलन के लिए बहुत प्रवण हैं। उदाहरण के लिए, स्वर्न ऑक्सीकरण में, सल्फोनियम क्लोराइड का गठन ठंडा प्रणाली (−30 & nbsp; ° C) में किया जाना चाहिए, क्योंकि कमरे के तापमान पर प्रतिक्रिया विस्फोटक तापीय स्खलन से गुजरती है।[6]
माइक्रोवेव हीटिंग
खाना पकाने और विभिन्न औद्योगिक प्रक्रियाओं में विभिन्न सामग्रियों के माइक्रोवेविंग के लिए माइक्रोवेव का उपयोग किया जाता है। सामग्री के ताप की दर ऊर्जा अवशोषण पर निर्भर करती है, जो सामग्री के ढांकता हुआ स्थिरांक पर निर्भर करती है। तापमान पर ढांकता हुआ स्थिरांक की निर्भरता विभिन्न सामग्रियों के लिए भिन्न होती है;कुछ सामग्री बढ़ते तापमान के साथ महत्वपूर्ण वृद्धि प्रदर्शित करती है। यह व्यवहार, जब सामग्री माइक्रोवेव के संपर्क में आती है, तो चयनात्मक स्थानीय ओवरहीटिंग की ओर जाता है, क्योंकि गर्म क्षेत्र ठंडे क्षेत्रों की तुलना में आगे की ऊर्जा को स्वीकार करने में सक्षम होते हैं - विशेष रूप से तापीय इंसुलेटरों के लिए संभावित रूप से खतरनाक, जहां गर्म स्थानों के बीच गर्मी का आदान -प्रदान होता है औरबाकी सामग्री धीमी है। इन सामग्रियों को तापीय स्खलन सामग्री कहा जाता है। यह घटना कुछ सिरेमिक सामग्रियों में होती है।
इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग
कुछ इलेक्ट्रॉनिक घटक कम प्रतिरोध या कम ट्रिगरिंग विद्युत-दाब (नॉनलाइनर प्रतिरोधों के लिए) विकसित करते हैं क्योंकि उनका आंतरिक तापमान बढ़ता है। यदि परिपथ की स्थिति इन स्थितियों में स्पष्ट रूप से वर्तमान प्रवाह में वृद्धि का कारण बनती है, तो बढ़ी हुई विद्युत अपव्यय जौले हीटिंग द्वारा तापमान को और बढ़ा सकता है। तापीय स्खलन का दुष्चक्र या सकारात्मक प्रतिक्रिया प्रभाव विफलता का कारण बन सकता है, कभी -कभी शानदार फैशन (जैसे विद्युत विस्फोट या आग) में।इन खतरों को रोकने के लिए, अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में सामान्य रूप से वर्तमान सीमित सुरक्षा सम्मिलित होती है, जैसे कि तापीय फ़्यूज़, परिपथ ब्रेकर, या तापमान गुणांक वर्तमान सीमाएँ।
बड़ी धाराओं को संभालने के लिए, परिपथ डिजाइनर समानांतर परिपथ में कई कम-क्षमता वाले उपकरणों (जैसे प्रतिरोधान्तरित्र, डायोड, या धातु-ऑक्साइड वेरिस्टर) को जोड़ सकते हैं। यह तकनीक अच्छी तरह से काम कर सकती है, लेकिन वर्तमान हॉगिंग नामक घटना के लिए अतिसंवेदनशील है, जिसमें वर्तमान को सभी उपकरणों में समान रूप से साझा नहीं किया जाता है। सामान्य रूप से, उपकरण में थोड़ा कम प्रतिरोध हो सकता है, और इस प्रकार अधिक वर्तमान खींचता है, इसे अपने भाई -बहन उपकरणों की तुलना में अधिक गर्म करता है, जिससे इसके प्रतिरोध को और अधिक छोड़ दिया जाता है। विद्युत लोड ही डिवाइस में फ़नलिंग को समाप्त करता है, जो तब तेजी से विफल हो जाता है। इस प्रकार, उपकरणों की सरणी अपने सबसे कमजोर घटक से अधिक मजबूत नहीं हो सकती है।
वर्तमान-हॉगिंग प्रभाव को प्रत्येक समान डिवाइस की विशेषताओं से मिलान करके, या विद्युत लोड को संतुलित करने के लिए अन्य डिज़ाइन तकनीकों का उपयोग करके सावधानी से कम किया जा सकता है। हालांकि, अधिकतम परिस्थितियों में लोड संतुलन बनाए रखना सीधा नहीं हो सकता है। विद्युत प्रतिरोध के आंतरिक सकारात्मक तापमान गुणांक (पीटीसी) वाले उपकरण वर्तमान हॉगिंग के लिए कम प्रवण होते हैं, लेकिन तापीय स्खलन अभी भी खराब गर्मी के डूबने या अन्य समस्याओं के कारण हो सकते हैं।
कई इलेक्ट्रॉनिक परिपथ में तापीय स्खलन को रोकने के लिए विशेष प्रावधान होते हैं। यह प्रायः उच्च-शक्ति आउटपुट चरणों के लिए प्रतिरोधान्तरित्र बायसिंग व्यवस्था में देखा जाता है। हालांकि, जब उपकरण को इसके डिज़ाइन किए गए परिवेश तापमान के ऊपर उपयोग किया जाता है, तो तापीय स्खलन अभी भी कुछ स्थितियो में हो सकता है। यह कभी -कभी गर्म वातावरण में उपकरण विफलताओं का कारण बनता है, या जब हवा ठंडी करना वेंट अवरुद्ध हो जाते हैं।
अर्द्धचालक
सिलिकॉन अजीबोगरीब प्रोफ़ाइल दिखाता है, जिसमें इसका विद्युत प्रतिरोध तापमान के साथ लगभग 160 & nbsp; ° C तक बढ़ जाता है, फिर कम होने लगता है, और पिघलने बिंदु तक पहुंचने पर आगे गिरता है। यह अर्धचालक जंक्शन के आंतरिक क्षेत्रों के भीतर तापीय स्खलन घटना को जन्म दे सकता है;उन क्षेत्रों में प्रतिरोध कम हो जाता है जो इस सीमा से ऊपर गर्म हो जाते हैं, जिससे अधिक वर्तमान को गर्म क्षेत्रों के माध्यम से प्रवाहित करने की स्वीकृति मिलती है, बदले में आसपास के क्षेत्रों की तुलना में अभी तक अधिक ताप का कारण बनता है, जिससे आगे तापमान में वृद्धि होती है और प्रतिरोध में कमी आती है।यह वर्तमान भीड़ की घटना और वर्तमान फिलामेंट्स (वर्तमान हॉगिंग के समान, लेकिन उपकरण के भीतर) की घटना की ओर जाता है, और इलेक्ट्रॉनिक्स के कई विफलता मोड के अंतर्निहित कारणों में से है।
द्विध्रुवी जंक्शन प्रतिरोधान्तरित्र (BJTS)
[[द्विध्रुवी प्रतिरोधान्तरित्र पूर्वाग्रह]]विशेष रूप से जर्मेनियम-आधारित द्विध्रुवी प्रतिरोधान्तरित्र) में रिसाव (अर्धचालक) अधिकतम बढ़ जाता है क्योंकि वे तापमान में वृद्धि करते हैं। परिपथ के डिजाइन के आधार पर, रिसाव वर्तमान में यह वृद्धि प्रतिरोधान्तरित्र के माध्यम से प्रवाह को बढ़ा सकती है और इस प्रकार विद्युत अपव्यय, कलेक्टर-से-एमिटर रिसाव करंट में अधिक वृद्धि का कारण बनता है। यह प्रायः पुश & ndash में देखा जाता है; पुल आउटपुट | पुश & ndash; इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर#क्लास एबी एम्पलीफायर का चरण चरण। यदि पुल-अप और पुल-डाउन प्रतिरोधान्तरित्र द्विध्रुवी प्रतिरोधान्तरित्र बयाझिंग होते हैं, तो कमरे के तापमान पर न्यूनतम क्रॉसओवर विरूपण होता है, और बायसिंग तापमान-मुआवजा नहीं होता है, तो जैसे ही तापमान बढ़ता है दोनों प्रतिरोधान्तरित्र तेजी से पक्षपाती होंगे, जिससे करंट और पावर को वर्तमान और शक्ति मिलती है। आगे वृद्धि, और अंततः या दोनों उपकरणों को नष्ट कर रहा है।
तापीय स्खलन से बचने के लिए अंगूठे का नियम द्विध्रुवी संधि ट्रांजिस्टर के पूर्वाग्रह को बनाए रखना है ताकि vce ≤ 1/2Vcc अन्य अभ्यास क्रॉसओवर बायस विद्युत-दाब को नियंत्रित करने के लिए हीट सिंक पर तापीय फीडबैक सेंसिंग प्रतिरोधान्तरित्र या अन्य डिवाइस को माउंट करना है। जैसे -जैसे आउटपुट प्रतिरोधान्तरित्र गर्म हो जाता है, वैसे ही तापीय फीडबैक प्रतिरोधान्तरित्र होता है। यह बदले में तापीय फीडबैक प्रतिरोधान्तरित्र को थोड़ा कम विद्युत-दाब पर चालू करने का कारण बनता है, क्रॉसओवर बायस विद्युत-दाब को कम करता है, और इसलिए आउटपुट प्रतिरोधान्तरित्र द्वारा विघटित गर्मी को कम करता है।
यदि कई द्विध्रुवी संधि ट्रांजिस्टर प्रतिरोधान्तरित्र समानांतर में जुड़े हुए हैं (जो उच्च वर्तमान अनुप्रयोगों में विशिष्ट है), तो वर्तमान हॉगिंग समस्या हो सकती है। द्विध्रुवी संधि ट्रांजिस्टर की इस विशेषता भेद्यता को नियंत्रित करने के लिए विशेष उपाय किए जाने चाहिए।
पावर प्रतिरोधान्तरित्र में (जिसमें प्रभावी रूप से समानांतर में कई छोटे प्रतिरोधान्तरित्र सम्मिलित होते हैं), वर्तमान हॉगिंग प्रतिरोधान्तरित्र के विभिन्न हिस्सों के बीच ही हो सकती है, प्रतिरोधान्तरित्र का हिस्सा दूसरों की तुलना में अधिक गर्म हो जाता है।इसे दूसरा ब्रेकडाउन कहा जाता है, और इसके परिणामस्वरूप प्रतिरोधान्तरित्र को विनाश हो सकता है, तब भी जब औसत जंक्शन तापमान सुरक्षित स्तर पर लगता है।
पावर मोसफेट्स
पावर धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र सामान्य रूप से तापमान के साथ अपने प्रतिरोध को बढ़ाते हैं।कुछ परिस्थितियों में, इस प्रतिरोध में विघटित विद्युत जंक्शन के अधिक ताप का कारण बनती है, जो सकारात्मक प्रतिक्रिया लूप में जंक्शन तापमान को और बढ़ाती है। परिणामस्वरूप, पावर धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र में ऑपरेशन के स्थिर और अस्थिर क्षेत्र हैं।[7] हालांकि, तापमान के साथ ऑन-प्रतिरोध की वृद्धि समानांतर में जुड़े कई धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र में वर्तमान को संतुलित करने में मदद करती है, इसलिए वर्तमान हॉगिंग नहीं होती है।यदि धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र ताप सिंक की तुलना में अधिक गर्मी पैदा करता है, तो तापीय स्खलन अभी भी प्रतिरोधान्तरित्र को नष्ट कर सकता है। प्रतिरोधान्तरित्र डाई और हीटसिंक के बीच तापीय प्रतिरोध को कम करके इस समस्या को हद तक कम किया जा सकता है।तापीय डिज़ाइन पावर भी देखें।
मेटल ऑक्साइड वर्कर्स (MOVS)
धातु ऑक्साइड वैरिस्टर्स सामान्य रूप से कम प्रतिरोध विकसित करते हैं क्योंकि वे गर्म करते हैं।यदि एसी या डीसी पावर बस (विद्युत-दाब स्पाइक्स के खिलाफ सुरक्षा के लिए सामान्य उपयोग) से सीधे जुड़ा हुआ है, तो मूव जिसने कम प्रवर्तित विद्युत-दाब विकसित किया है, वह भयावह तापीय स्खलन में स्लाइड कर सकता है, संभवतः छोटे से विस्फोट या आग में समाप्त होता है।[8] इस संभावना को रोकने के लिए, दोष वर्तमान सामान्य रूप से तापीय फ्यूज, परिपथ ब्रेकर या अन्य वर्तमान सीमित डिवाइस द्वारा सीमित होता है।
[[टैंटलम कैपेसिटर]]
टैंटलम कैपेसिटर, कुछ शर्तों के तहत, तापीय स्खलन द्वारा आत्म-विनाश के लिए प्रवण हैं। संधारित्र में सामान्य रूप से एनोड के रूप में अभिनय करने वाले सिन्टिंग टैंटलम स्पंज होते हैं, मैंगनीज डाइऑक्साइड कैथोड, और टैंटलम पेंटोक्साइड की ढांकता हुआ परत टैंटलम स्पंज की सतह पर बनाई जाती है। ऐसा हो सकता है कि टैंटलम ऑक्साइड परत में कमजोर धब्बे होते हैं जो विद्युत-दाब स्पाइक के समय ढांकता हुआ टूटने से गुजरते हैं। टैंटलम स्पंज तब मैंगनीज डाइऑक्साइड के साथ सीधे संपर्क में आता है, और लीकेज करंट में वृद्धि स्थानीयकृत हीटिंग का कारण बनती है;सामान्य रूप से, यह एन्दोठेर्मिक रासायनिक प्रतिक्रिया को चलाता है जो मैंगनीज (III) ऑक्साइड का उत्पादन करता है और पुनर्जीवित करता है (आत्म-चिकित्सा सामग्री | स्व-हील्स) टैंटलम ऑक्साइड ढांकता हुआ परत।
हालांकि, यदि विफलता बिंदु पर विघटित ऊर्जा पर्याप्त है, तो आत्मनिर्भर ऊष्माक्षैपी प्रतिक्रिया प्रारंभ हो सकती है, दीमक प्रतिक्रिया के समान, ईंधन के रूप में धातु टैंटालम और ऑक्सीडाइज़र के रूप में मैंगनीज डाइऑक्साइड के साथ। यह अवांछनीय प्रतिक्रिया संधारित्र को नष्ट कर देगी, धुआं पैदा करेगी और संभवतः लौगी।[9] इसलिए, टैंटलम कैपेसिटर को स्वतंत्र रूप से छोटे-सिग्नल परिपथ में परिनियोजित किया जा सकता है, लेकिन तापीय स्खलन विफलताओं से बचने के लिए उच्च-शक्ति वाले परिपथ में आवेदन को सावधानीपूर्वक डिज़ाइन किया जाना चाहिए।
डिजिटल लॉजिक
लॉजिक स्विचिंग प्रतिरोधान्तरित्र का रिसाव (अर्धचालक) तापमान के साथ बढ़ता है। दुर्लभ उदाहरणों में, इससे डिजिटल परिपथ में तापीय स्खलन हो सकता है।यह सामान्य समस्या नहीं है, क्योंकि रिसाव धाराएं सामान्य रूप से समग्र विद्युत की खपत का छोटा हिस्सा बनाती हैं, इसलिए सत्ता में वृद्धि अधिकतम मामूली होती है - एथलॉन 64 के लिए, प्रत्येक 30 डिग्री सेल्सियस के लिए विद्युत का विघटन लगभग 10% बढ़ जाता है।[10] तापीय स्खलन के तापीय डिज़ाइन पावर वाले डिवाइस के लिए, तापीय स्खलन होने के लिए, हीट सिंक में 3 के/डब्ल्यू (केल्विन्स प्रति वाट) से अधिक तापीय चालकता#संबंधित शर्तें होंगी, जो कि लगभग 6 गुना खराब है। स्टॉक एथलॉन 64 हीट सिंक। ( स्टॉक एथलॉन 64 हीट सिंक को 0.34 K/W पर मूल्यांकित किया गया है, हालांकि पर्यावरण के लिए वास्तविक तापीय प्रतिरोध कुछ हद तक अधिक है, प्रोसेसर और हीटसिंक के बीच तापीय सीमा, स्थिति में बढ़ते तापमान और अन्य तापीय प्रतिरोधों के कारण।[citation needed]) भले ही, 0.5 से 1 k/w के तापीय प्रतिरोध के साथ अपर्याप्त गर्मी सिंक के परिणामस्वरूप तापीय स्खलन प्रभाव के बिना भी 100 डब्ल्यू डिवाइस के विनाश का परिणाम होगा।
बैटरी
जब अनुचित तरीके से संभाला जाता है, या यदि दोषपूर्ण रूप से निर्मित किया जाता है, तो कुछ रिचार्जेबल बैटरीज़ तापीय स्खलन का अनुभव कर सकती हैं, जिसके परिणामस्वरूप ओवरहीटिंग होती है।सील कोशिकाएं कभी -कभी हिंसक रूप से विस्फोट कर देंगी यदि सुरक्षा वेंट अभिभूत या नॉनफंक्शनल हैं।[11] विशेष रूप से तापीय स्खलन के लिए प्रवण लिथियम आयन बैटरी हैं। लिथियम-आयन बैटरी, सबसे स्पष्ट रूप से लिथियम बहुलक बैटरी के रूप में।[citation needed] सेलफोन को विस्फोट करने की रिपोर्ट कभी -कभी समाचार पत्रों में दिखाई देती है। 2006 में, Apple, HP, Toshiba, Lenovo, Dell और अन्य नोटबुक निर्माताओं की बैटरी को आग और विस्फोटों के कारण याद किया गया था।[12][13][14][15] अमेरिकी परिवहन विभाग की पाइपलाइन और खतरनाक सामग्री सुरक्षा प्रशासन (PHMSA) ने कुछ स्थितियों में अस्थिरता के कारण हवाई जहाज पर कुछ प्रकार की बैटरी ले जाने के बारे में नियमों की स्थापना की है। यह कार्रवाई आंशिक रूप से संयुक्त पार्सल सेवा हवाई जहाज पर कार्गो बे फायर से प्रेरित थी।[16] संभावित समाधानों में से सुरक्षित और कम प्रतिक्रियाशील एनोड (लिथियम टाइटनेट्स) और कैथोड (लोहे का फॉस्फेट) सामग्री का उपयोग करने में है-जिससे कई लिथियम रिचार्जेबल कोशिकाओं में कोबाल्ट#बैटरी इलेक्ट्रोड से परहेज होता है- साथ गैर-फ्लैमबल इलेक्ट्रोलाइट्स के साथ आयोनिक तरल पदार्थों के आधार पर।
खगोल भौतिकी
स्खलन थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं सितारों में हो सकती हैं जब परमाणु संलयन को उन परिस्थितियों में प्रज्वलित किया जाता है, जिनके तहत तारे की परतों को खत्म करने से गुरुत्वाकर्षण दबाव गैसों के गतिज सिद्धांत से अधिक होता है, ऐसी स्थिति जो गुरुत्वाकर्षण संपीड़न के माध्यम से तापमान में तेजी से बढ़ती है। इस तरह के परिदृश्य में अपभ्रष्ट पदार्थ वाले सितारों में उत्पन्न हो सकता है, जिसमें सामान्य तापीय दबाव के अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन अध: पतन दबाव गुरुत्वाकर्षण के खिलाफ तारे का समर्थन करने के अधिकांश काम करता है, और तारों से गुजरने वाले सितारों में।सभी स्थितियो में, असंतुलन संलयन इग्निशन से पहले उत्पन्न होता है;अन्यथा, संलयन प्रतिक्रियाओं को स्वाभाविक रूप से तापमान परिवर्तन का मुकाबला करने और स्टार को स्थिर करने के लिए विनियमित किया जाएगा। जब तापीय दबाव अत्यधिक दबाव के साथ संतुलन में होता है, तो तारा तापमान में वृद्धि और तापीय दबाव में वृद्धि का जवाब देगा, जो विस्तार और शीतलन के द्वारा नई ऊष्माक्षैपी प्रतिक्रिया की दीक्षा के कारण होता है। स्खलन प्रतिक्रिया केवल तभी संभव है जब यह प्रतिक्रिया बाधित हो।
हीलियम लाल विशाल सितारों में चमकता है
जब 0.8-2.0 सौर द्रव्यमान रेंज में तारे अपने अंतर्भाग में हाइड्रोजन को समाप्त करते हैं और लाल दिग्गज बन जाते हैं, तो उनके अंतर्भाग में संचित होने वाला हीलियम प्रज्वलित होने से पहले निपात तक पहुंच जाता है। जब अपभ्रष्ट अंतर्भाग लगभग 0.45 सौर द्रव्यमान के महत्वपूर्ण द्रव्यमान तक पहुंचता है, तो हीलियम संलयन को प्रज्वलित किया जाता है और स्खलन फैशन में बंद कर देता है, जिसे हीलियम फ्लैश कहा जाता है, संक्षेप में स्टार की ऊर्जा उत्पादन को 100 अरब गुना सामान्य दर तक बढ़ाता है। अंतर्भाग का लगभग 6% शीघ्रता से कार्बन में परिवर्तित हो जाता है।[17] जबकि रिलीज कुछ सेकंड के बाद अंतर्भाग को सामान्य प्लाज्मा (भौतिकी) में वापस बदलने के लिए पर्याप्त है, यह स्टार को बाधित नहीं करता है,[18][19] न ही तुरंत इसकी चमक बदलें। स्टार तब अनुबंध करता है, लाल विशालकाय चरण को छोड़ देता है और तारकीय विकास#मध्य आकार के सितारों में अपना विकास जारी रखता है। स्थिर हीलियम-बर्निंग चरण।
नवतारा EDIT
नवतारा कार्बन-ऑक्सीजन सफेद वामन तारे की बाहरी परत में स्खलन न्यूक्लियर संलयन#एस्ट्रोफिजिकल रिएक्शन चेन (सीएनओ चक्र#हॉट सीएनओ साइकिल के माध्यम से) से उत्पन्न होता है। यदि सफेद वामन में अभिसार तारा होता है, जिसमें से यह डिस्क को अभिवृद्धि कर सकता है, तो सामग्री वामन के तीव्र गुरुत्व द्वारा अपभ्रष्ट सतह की परत में संचित हो जाएगी। सही परिस्थितियों में, हाइड्रोजन की पर्याप्त मोटी परत को अंततः 20 मिलियन K के तापमान तक गर्म किया जाता है, जो स्खलन संलयन को प्रज्वलित करता है।सतह की परत को सफेद वामन से विस्फोट किया जाता है, 50,000 के क्रम पर कारक द्वारा चमक बढ़ा दिया जाता है। सफेद वामन और अभिसार बरकरार रहते हैं, हालांकि, प्रक्रिया दोहरा सकती है।[20] बहुत नवतारा#हीलियम नवतारा तब हो सकता है जब बाहरी परत जो प्रज्वलित हो जाती है वह हीलियम से बना होता है।[21]
एक्स-रे प्रस्फोट
नवतारा की ओर जाने वाली प्रक्रिया के अनुरूप, अपभ्रष्ट पदार्थ भी न्यूट्रॉन तारे की सतह पर भी संचित हो सकता है जो आस-पास के अभिसार से गैस को प्राप्त कर रहा है। यदि हाइड्रोजन की पर्याप्त रूप से मोटी परत संचित हो जाती है, तब स्खलन हाइड्रोजन संलयन का प्रज्वलन तब एक्स-रे प्रस्फोट हो सकता है। जैसा कि नवतारा के साथ होता है, इस तरह के प्रस्फोट के लिए दोहराया जाता है और उन्हें हीलियम या यहां तक कि कार्बन संलयन द्वारा भी प्रवर्तित किया जा सकता है।[22][23] यह प्रस्तावित किया गया है कि अधिक विस्फोट के स्थिति में, परमाणु संलयन के अतिरिक्त प्रकाशिक वियोजन के माध्यम से लौह समूह के नाभिकों में संचित अधिक नाभिकों का स्खलन विखंडन प्रस्फोटन की अधिकांश ऊर्जा का योगदान कर सकता है।[23]
टाइप आईए अधिनव तारा
कार्बन-ऑक्सीजन सफेद वामन तारा के अंतर्भाग में स्खलन कार्बन संलयन से एक टाइप आईए अधिनव तारा का परिणाम होता हैं। यदि सफेद वामन तारा, जो लगभग पूरी तरह से अपभ्रष्ट पदार्थ से बना है, तो अभिसार से द्रव्यमान प्राप्त कर सकता है, इसके अंतर्भाग में सामग्री का बढ़ता तापमान और घनत्व कार्बन संलयन प्रक्रिया को प्रज्वलित करेगा यदि तारे का द्रव्यमान चंद्रशेखर सीमा तक पहुंचता है। इससे विस्फोट होता है जो तारे को पूरी तरह से बाधित कर देता है। अतः चमक 5 अरब से अधिक के कारक से बढ़ जाती है। अतिरिक्त द्रव्यमान प्राप्त करने का एक तरीका विशाल तारे (या यहां तक कि मुख्य अनुक्रम) के अभिसार से गैस प्राप्त करना होगा।[24] एक ही प्रकार के विस्फोट को उत्पन्न करने के लिए अन्य और स्पष्ट रूप से अधिक सामान्य क्रियाविधि दो सफेद वामन तारा का समन्वय है।[24][25]
युग्म-अस्थिरता अधिनव तारा
माना जाता है कि एक युग्म-अस्थिरता अधिनव तारा एक बड़े पैमाने पर, 130-250 सौर द्रव्यमान, निम्न से मध्यम धात्विकता वाले तारे के अंतर्भाग में स्खलन हुए ऑक्सीजन संलयन का परिणाम है।[26] सिद्धांत के अनुसार, इस तरह के तारे में, गैर- संलयी ऑक्सीजन का बड़ा लेकिन अपेक्षाकृत कम घनत्व वाला सब से महत्वपूर्ण भाग बनता है, जिसके वजन को अत्यधिक तापमान द्वारा उत्पन्न गामा किरणों के दबाव द्वारा समर्थित किया जाता है। जैसे-जैसे कोर और अधिक गर्म होता है, गामा किरणें अंततः इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन युग्म में संघट्टन-प्रेरित क्षय के लिए आवश्यक ऊर्जा सीमा को स्वीकृत करना प्रारंभ कर देती हैं, यह सब से महत्वपूर्ण भाग के अंदर दबाव में कमी का कारण बनता है, जिससे यह सिकुड़ता है और गर्म होता है जिससे अधिक युग्म उत्पादन होता है और दबाव में अधिक कमी आती है। अंतर्भाग गुरुत्वाकर्षण निपात से गुजरना प्रारंभ कर देता है। कुछ बिंदु पर यह स्खलन हुए ऑक्सीजन संलयन को प्रज्वलित करता है, जिससे तारे को नष्ट करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा निकलती है। ये विस्फोट संभव्यता ही कभी प्रति 100,000 अधिनव तारा में से एक के बारे में होते हैं।
गैर-स्खलन अधिनव तारा की तुलना
सभी अधिनव तारा को स्खलन परमाणु संलयन द्वारा प्रवर्तित नहीं किया जाता है। टाइप आईबी और आईसी अधिनव तारा टाइप आईबी, आईसी और टाइप II अधिनव तारा भी अंतर्भाग विफलता से गुजरते हैं, क्योंकि उन्होंने ऊष्माक्षैपी संलयन प्रतिक्रियाओं से गुजरने में सक्षम परमाणु नाभिक की अपनी आपूर्ति को समाप्त कर दिया है, वे सभी तरह से न्यूट्रॉन सितारों में, या उच्च-द्रव्यमान वाले अवस्थाओ में, तारकीय ब्लैक होल, गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा (व्यापक रूप से न्यूट्रिनो की निर्गमन के माध्यम से) के निर्गमन द्वारा विस्फोटों को शक्ति प्रदान करते हैं। यह स्खलन संलयन प्रतिक्रियाओं की अनुपस्थिति है जो इस तरह के अधिनव तारा को सुसम्बद्ध तारकीय अवशेषों को पीछे छोड़ने की स्वीकृति देता है।
यह भी देखें
- सोपानी अवसर्पण विफलता
- फ्रैंक-कामेनेत्स्की सिद्धांत
- लिथियम आयन बैटरियों की सुरक्षा
- बोइंग 787 ड्रीमलाइनर बैटरी समस्याएँ
- निर्बाध विद्युत आपूर्ति उड़ान 6 (कार्गो में लिथियम-आयन बैटरी से संबंधित एक 2010 जेट दुर्घटना)
- प्लग-इन इलेक्ट्रिक वाहन में आग लगने की घटनाएं
संदर्भ
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बाहरी कड़ियाँ
- Safetycenter.navy.mil: Thermal runaway at the Library of Congress Web Archives (archived 2004-02-23)
