विद्युत चिंगारी

From Vigyanwiki
This article is about यह लेख इलेक्ट्रिक स्पार्क के बारे में है।. For अन्य प्रकार की स्पार्क्स के लिए, see स्पार्क देखें।.
चमक प्लग पर एक चिंगारी।
तड़ित बिजली की चमक का एक प्राकृतिक उदाहरण है।

विद्युत चमक अचानक विद्युत निर्वहन है जो तब होता है जब पर्याप्त रूप से उच्च विद्युत क्षेत्र सामान्य रूप से रोधक माध्यम, प्रायः वायु या अन्य गैसों या गैस मिश्रण के माध्यम से आयनित, विद्युत प्रवाहकीय चैनल बनाता है। माइकल फैराडे ने इस घटना को "सामान्य बिजली के निर्वहन में सम्मिलित होने वाली प्रकाश की सुंदर दीप्ति" के रूप में वर्णित किया।[1]

गैर-संचालन से प्रवाहकीय अवस्था में त्वरित परिवर्तन प्रकाश का संक्षिप्त उत्सर्जन और एक तीव्र दरार या तड़क-भड़क वाली ध्वनि उत्पन्न करता है। चमक तब पैदा होती है जब लगाया गया विद्युत क्षेत्र मध्यवर्ती माध्यम के विसंवाहक विघटन शक्ति से अधिक हो जाता है। हवा के लिए, समुद्र तल पर विसंवाहक क्षमता लगभग 30 केवी/सेमी होती है।[2] प्रायोगिक रूप से, यह आंकड़ा आर्द्रता, वायुमंडलीय दबाव, इलेक्ट्रोड के आकार (सुई और जमीन-तल, गोलार्द्ध आदि) और उनके बीच की दूरी और यहां तक ​​कि ज्यावक्रीय या कोज्या-आयताकार तरंग के प्रकार के आधार पर भिन्न होता है। प्रारम्भिक चरणों में, अंतराल में मुक्त इलेक्ट्रॉन (ब्रह्मांडीय किरणों या पृष्ठभूमि विकिरण से) विद्युत क्षेत्र द्वारा त्वरित होते हैं। जैसे ही वे हवा के अणुओं से टकराते हैं, वे अतिरिक्त आयन और नए मुक्त इलेक्ट्रॉनों का निर्माण करते हैं जो कि त्वरित भी होते हैं। किसी बिंदु पर, तापीय ऊर्जा आयनों का एक बहुत बड़ा स्रोत प्रदान करेगी। घातीय रूप से बढ़ते इलेक्ट्रॉनों और आयनों के कारण अंतराल में हवा के क्षेत्र तेजी से विद्युतीय रूप से प्रवाहकीय हो जाते हैं, जिसे विसंवाहक विघटन कहा जाता है। एक बार जब अंतराल टूट जाता है, तो विद्युत प्रवाह उपलब्ध आवेश (विद्युत स्थैतिक निर्वहन के लिए) या बाहरी बिजली आपूर्ति के प्रतिबाधा द्वारा सीमित होता है। यदि बिजली की आपूर्ति विद्युत आपूर्ति जारी रखती है, तो चमक एक सतत निर्वहन में विकसित होगी जिसे विद्युत आर्क कहा जाता है। बिजली की चमक रोधक तरल पदार्थ या ठोस के भीतर भी हो सकती है, लेकिन गैसों में चमक से अलग-अलग विघटन तंत्र के साथ होती है।

कभी-कभी चमक खतरनाक हो सकती है। इनसे आग लग सकती है और त्वचा जल सकती है।

प्रकाश प्रकृति में विद्युत चमक का एक उदाहरण है, जबकि बिजली की चमक बड़ी या छोटी कई मानव निर्मित वस्तुओं में या दोनों, डिजाइन द्वारा और कभी-कभी दुर्घटना से होती है।

इतिहास

बेंजामिन फ्रैंकलिन पतंग की डोर से लटकी हुई चाबी से अपनी उंगली पर बिजली की चिंगारी खींचते हुए।

1671 में, लीबनिज ने पता लगाया कि चमक बिजली की घटनाओं से जुड़ी हुई थी।[3] 1708 में, सैमुअल वॉल ने चमक पैदा करने के लिए एम्बर को कपड़े से घिसकर प्रयोग किए।[4] 1752 में, बेंजामिन फ्रैंकलिन द्वारा प्रस्तावित एक प्रयोग पर काम करते हुए, थॉमस-फ्रांकोइस डालीबार्ड ने लेडेन जार[5] में बिजली इकट्ठा करने के लिए मार्ली गांव में कोइफियर नामक एक सेवानिवृत्त फ्रांसीसी ड्रैगून की व्यवस्था की, जिससे यह सिद्ध हुआ कि बिजली और विद्युत एक ही हैं। फ्रैंकलिन के प्रसिद्ध पतंग प्रयोग में, उन्होंने आंधी के दौरान बादल से चमक निकालने में सफलता प्राप्त की।

उपयोग

गैस चूल्हा बर्नर - विद्युत चमक ज्वाला प्रज्वलन को बाईं ओर दिखाया गया है।
10 किमी (सी. 1900) तक जहाज़ से किनारे तक संचार के लिए प्रयुक्त चमक ट्रांसमीटर।"

प्रज्वलन स्रोत

ईंधन और हवा के मिश्रण को प्रज्वलित करने के लिए गैसोलीन आंतरिक दहन इंजनों में चमक प्लग में विद्युत चमक का उपयोग किया जाता है।[6] चमक प्लग में विद्युत् विसर्जन एक आवरणयुक्त मध्यवर्ती इलेक्ट्रोड और प्लग के आधार पर भूसंपर्कित टर्मिनल के बीच होता है। चमक के लिए वोल्टेज प्रज्वलन वक्र या चुंबक द्वारा प्रदान किया जाता है जो एक आवरणयुक्त तार के साथ चमक प्लग से जुड़ा होता है।

ज्वाला प्रज्वलक प्रवर्तक ज्वाला के स्थान पर कुछ भट्टियों और गैस-चूल्हों में दहन प्रारम्भ करने के लिए बिजली की चमक का उपयोग करते हैं।[7] स्वत: पुनर्स्थापन एक सुरक्षा सुविधा है जिसका उपयोग कुछ ज्वाला प्रज्वलकों में किया जाता है जो अग्नि की विद्युत चालकता को महसूस करती है और इस जानकारी का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए करती है कि बर्नर की अग्नि जल रही है या नहीं।[8] इस जानकारी का उपयोग ज्वाला जलने के बाद प्रज्वलन उपकरण को चमकने से रोकने के लिए किया जाता है या अग्नि को फिर से प्रारम्भ करने के लिए उपयोग किया जाता है।

रेडियो संचार

चमक-अंतराल ट्रांसमीटर विद्युत चमक अंतराल का उपयोग रेडियो आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय विकिरण को उत्पन्न करने के लिए करता है जिसे तार रहित संचार के लिए ट्रांसमीटर के रूप में उपयोग किया जा सकता है।[9] 1887-1916 तक रेडियो के पहले तीन दशकों में चमक अंतराल ट्रांसमीटरों का व्यापक रूप से उपयोग किया गया था। बाद में उन्हें निर्वात नली प्रणाली द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया और 1940 तक संचार के लिए उनका उपयोग नहीं किया गया। चमक-अंतराल ट्रांसमीटरों के व्यापक उपयोग ने एक जहाज के रेडियो अधिकारी के लिए "स्पार्क्स" उपनाम दिया।

मेटलवर्किंग

विद्युत चमक का उपयोग विभिन्न प्रकार के धातुओं में किया जाता है। विद्युत निर्वहन मशीनिंग (ईडीएम) को कभी-कभी चमक मशीनिंग कहा जाता है और वर्कपीस से पदार्थ को निकालने के लिए चमक निर्वहन का उपयोग किया जाता है।[10] विद्युत निर्वहन मशीनिंग का उपयोग कठोर धातुओं या उन धातुओं के लिए किया जाता है जिन्हें पारंपरिक तकनीकों के साथ मशीन बनाना मुश्किल होता है।

चमक प्लाज़्मा सिंटरिंग (एसपीएस) एक सिंटरिंग तकनीक है जो एक स्पंदित प्रत्यक्ष धारा का उपयोग करती है जो एक ग्रेफाइट डाई में प्रवाहकीय पाउडर से गुजरती है।[11] एसपीएस (SPS) पारंपरिक गर्म समस्थितिक दबाव से तेज होता है, जहां बाहरी ताप तत्वों द्वारा ऊष्मा प्रदान की जाती है।

रासायनिक विश्लेषण

बिजली की चमक से उत्पन्न प्रकाश को एकत्र किया जा सकता है और एक प्रकार की स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए उपयोग किया जा सकता है जिसे चमक उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी कहा जाता है।[12]

बिजली की चमक पैदा करने के लिए एक उच्च ऊर्जा स्पंदित लेज़र का उपयोग किया जा सकता है। लेजर प्रेरित विघटन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एलआईबीएस) परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी का एक प्रकार है जो नमूने में परमाणुओं को उत्तेजित करने के लिए एक उच्च स्पंदित ऊर्जा लेजर का उपयोग करती है। एलआईबीएस (LIBS) को लेजर चमक स्पेक्ट्रोस्कोपी (एलएसएस) भी कहा जाता है।[13]

द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमिति आयन बनाने के लिए विद्युत चमक का भी उपयोग किया जा सकता है।[14] विभिन्न धातु और कार्बन स्रोतों के साथ प्रयोग के लिए उपलब्ध स्क्रीन मुद्रित कार्बन इलेक्ट्रोड (एसपीई) के यथावत् सतह संशोधन के माध्यम से विद्युत रासायनिक संवेदन में चमक निर्वहन भी लागू किया गया है।[15][16][17][18][19]

खतरे

एक अचेत बंदूक द्वारा उत्पादित एक बिजली की चिंगारी।150,000 वोल्ट पर, चिंगारी आसानी से एक अंतर से अधिक कूद सकती है 25 mm (1 in)।

चमक लोगों, जानवरों या यहां तक कि निर्जीव वस्तुओं के लिए खतरनाक हो सकती है। विद्युत चमक ज्वलनशील पदार्थ, तरल पदार्थ, गैसों और वाष्प को प्रज्वलित कर सकते हैं। रोशनी या अन्य परिपथोंं पर स्विच करते समय होने वाले अनजाने स्थैतिक-निर्वहन, या छोटी चिंगारी भी गैसोलीन, एसीटोन, प्रोपेन, या हवा में धूल की सांद्रता जैसे कि आटा मिलों या अधिक व्यापक रुप से पाउडर संभालने वाले कारखानों में पाए जाने वाले ज्वलनशील वाष्पों को प्रज्वलित करने के लिए पर्याप्त हो सकते है।[20][21]

चमक प्रायः एक उच्च वोल्टेज, या "संभावित क्षेत्र" की उपस्थिति का संकेत देती हैं। वोल्टेज जितना अधिक होगा, उतनी ही अधिक दूरी पर एक चमक पहुंच सकती है, और आपूर्ति की गई पर्याप्त ऊर्जा के कारण चमक या आर्क जैसे बड़े निर्वहन हो सकते हैं। जब किसी व्यक्ति को उच्च-वोल्टेज स्थैतिक-आवेशों से आवेशित किया जाता है, या उच्च-वोल्टेज विद्युत आपूर्ति की उपस्थिति में होता है, तो चमक एक सुचालक और एक व्यक्ति के बीच कूद सकती है जो काफी निकटता में है, जिसमें बहुत अधिक ऊर्जा के विसर्जन की अनुमति मिलती है जो गंभीर जलन पैदा कर सकता है, हृदय और आंतरिक अंगों को बंद कर सकता है, या यहां तक कि एक आर्क फ्लैश में भी विकसित हो सकता है।

उच्च-वोल्टेज चमक, यहां तक कि कम ऊर्जा वाली चमक, जैसे कि अचेत बंदूक से, तंत्रिका तंत्र के प्रवाहकीय मार्गों को अधिभारित कर सकती हैं जिससे अनैच्छिक मांसपेशी-संकुचन हो सकता है या हृदय ताल जैसे महत्वपूर्ण तंत्रिका-तंत्र कार्यों में हस्तक्षेप हो सकता है। जब ऊर्जा काफी कम होती है तो इसका अधिकांश भाग केवल हवा को गर्म करने के लिए उपयोग किया जा सकता है, इसलिए चमक कभी भी पूरी तरह से चमक या आर्क में स्थिर नहीं हो पाती है। हालांकि, बहुत कम ऊर्जा वाली चमक अभी भी हवा के माध्यम से एक "प्लाज्मा सुरंग" का निर्माण करती है, जिसके माध्यम से बिजली गुजर सकती है। यह प्लाज्मा प्रायः सूर्य की सतह से अधिक तापमान तक गर्म होता है, और इससे छोटी, स्थानीय जलन हो सकती है। प्रवाहकीय तरल पदार्थ, जेल या मलहम का उपयोग प्रायः किसी व्यक्ति के शरीर में इलेक्ट्रोड लगाने के लिए किया जाता है, जिससे चमक को संपर्क के बिंदु पर बनने और त्वचा को हानि पहुंचाने से रोका जा सके। इसी तरह, चमक धातुओं और अन्य सुचालको को हानि पहुंचा सकती है, सतह को अलग कर सकती है या गड्ढे कर सकती है एक घटना जिसका उपयोग विद्युत उत्कीर्णन में किया जाता है। चमक भी ओजोन उत्पन्न करती है, जो पर्याप्त उच्च सांद्रता में, श्वसन असुविधा या परेशानी, खुजली, या ऊतक क्षति का कारण बन सकती है, और कुछ प्लास्टिक जैसे अन्य पदार्थों के लिए हानिकारक हो सकती है।[22][23]

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Faraday, Experimental Researches in Electricity, volume 1 paragraph 69.
  2. ↑ Meek, J. (1940). "स्पार्क डिस्चार्ज का एक सिद्धांत". Physical Review. 57 (8): 722–728. Bibcode:1940PhRv...57..722M. doi:10.1103/PhysRev.57.722.
  3. ↑ Kryzhanovsky, L. N. (1989). "बिजली के इतिहास का मानचित्रण". Scientometrics. 17 (1–2): 165–170. doi:10.1007/BF02017730. S2CID 10668311.
  4. ↑ Heilbron, J. L.; Heilborn, J. L. (1979). 17 वीं और 18 वीं शताब्दी में बिजली: प्रारंभिक आधुनिक भौतिकी का एक अध्ययन. Berkeley: University of California Press. ISBN 978-0-520-03478-5.
  5. ↑ Michael Brian Schiffer, Draw the Lightning Down: Benjamin Franklin and Electrical Technology in the Age of Enlightenment. University of California Press, p 164
  6. ↑ Day, John (1975). द बॉश बुक ऑफ द मोटर कार, इट्स इवोल्यूशन एंड इंजीनियरिंग डेवलपमेंट. St. Martin's Press. pp. 206–207. LCCN 75-39516. OCLC 2175044.
  7. ↑ Bill Whitman; Bill Johnson; John Tomczyck (2004). प्रशीतन और एयर कंडीशनिंग प्रौद्योगिकी, 5e. Clifton Park, NY: Thomson Delmar Learning. pp. 677ff. ISBN 978-1-4018-3765-5.
  8. ↑ Ed Sobey (2010). जिस तरह से रसोई काम करती है: माइक्रोवेव के पीछे विज्ञान, टेफ्लॉन पैन, कचरा निपटान, और बहुत कुछ. Chicago, Ill: Chicago Review Press. p. 116. ISBN 978-1-56976-281-3.
  9. ↑ Beauchamp, K. G. (2001). टेलीग्राफी का इतिहास. London: Institution of Electrical Engineers. ISBN 978-0-85296-792-8.
  10. ↑ Jameson, Elman C. (2001). बिजली की निर्वहन मशीनिंग. Dearborn, Mich: Society of Manufacturing Engineers. ISBN 978-0-87263-521-0.
  11. ↑ Munir, Z. A.; Anselmi-Tamburini, U.; Ohyanagi, M. (2006). "विद्युत क्षेत्र का प्रभाव और सामग्री के संश्लेषण और समेकन पर दबाव: स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग विधि की समीक्षा". Journal of Materials Science. 41 (3): 763. Bibcode:2006JMatS..41..763M. doi:10.1007/s10853-006-6555-2. S2CID 73570418.
  12. ↑ Walters, J. P. (1969). "स्पार्क उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी में ऐतिहासिक प्रगति". Applied Spectroscopy. 23 (4): 317–331. Bibcode:1969ApSpe..23..317W. doi:10.1366/000370269774380662. S2CID 96919495.
  13. ↑ Radziemski, Leon J.; Cremers, David A. (2006). लेजर-प्रेरित ब्रेकडाउन स्पेक्ट्रोस्कोपी की हैंडबुक. New York: John Wiley. ISBN 978-0-470-09299-6.
  14. ↑ Dempster, A. J. (1936). "द्रव्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए आयन स्रोत". Review of Scientific Instruments. 7 (1): 46–49. Bibcode:1936RScI....7...46D. doi:10.1063/1.1752028.
  15. ↑ Trachioti, Maria G.; Hrbac, Jan; Prodromidis, Mamas I. (May 2018). ""ग्रीन" स्क्रीन-प्रिंटेड इलेक्ट्रोड के साथ सीडी और जेडएन का निर्धारण तुरंत तैयार किए गए स्पार्केड टिन नैनोकणों के साथ संशोधित किया गया". Sensors and Actuators B: Chemical. 260: 1076–1083. doi:10.1016/j.snb.2017.10.039.
  16. ↑ Trachioti, Maria G.; Karantzalis, Alexandros E.; Hrbac, Jan; Prodromidis, Mamas I. (February 2019). "कम लागत वाली स्क्रीन-प्रिंटेड सेंसर ऑन-डिमांड: सब-पीपीबी स्तर पर आर्सेनिक के निर्धारण के लिए तुरंत तैयार किए गए गोल्ड नैनोकणों को यूटेक्टिक एयू/सी मिश्र धातु से स्पार्क किया गया". Sensors and Actuators B: Chemical. 281: 273–280. doi:10.1016/j.snb.2018.10.112. S2CID 106204477.
  17. ↑ Trachioti, Maria G.; Tzianni, Eleni I.; Riman, Daniel; Jurmanova, Jana; Prodromidis, Mamas I.; Hrbac, Jan (May 2019). "स्पार्क डिस्चार्ज द्वारा स्क्रीन-प्रिंटेड ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के विस्तारित कवरेज ने 3 डी पोजिशनिंग डिवाइस के साथ सोने के नैनोकणों का उत्पादन किया।उन्नत इलेक्ट्रोकैटलिटिक गुणों के साथ सेंसर विकसित करने के लिए स्पार्किंग वोल्टेज-समय विशेषताओं का आकलन". Electrochimica Acta. 304: 292–300. doi:10.1016/j.electacta.2019.03.004. S2CID 104377649.
  18. ↑ Trachioti, Maria G.; Hemzal, Dusan; Hrbac, Jan; Prodromidis, Mamas I. (May 2020). "पेंसिल से ग्रेफाइट नैनोमैटेरियल्स की पीढ़ी एक 3 डी पोजिशनिंग स्पार्किंग डिवाइस की सहायता से होती है". Sensors and Actuators B: Chemical. 310: 127871. doi:10.1016/j.snb.2020.127871. S2CID 213989070.
  19. ↑ Trachioti, Maria G.; Hrbac, Jan; Prodromidis, Mamas I. (October 2021). ""रैखिक" मोड के साथ मूत्र में 8 oxyhydroxy ox2 the deoxyguanosine का निर्धारण ग्रेफाइट स्क्रीन-प्रिंटेड इलेक्ट्रोड के साथ". Electrochimica Acta. 399: 139371. doi:10.1016/j.electacta.2021.139371. ISSN 0013-4686. S2CID 240654358.
  20. ↑ An Introduction to Physical Science by James Shipman, Jerry D. Wilson, Charles A. Higgins, Omar Torres -- Cengage Learning 2016 Page 202
  21. ↑ Dust explosion electrostatics hazardshttps://powderprocess.net/Safety/Electrostatics_Risks_ATEX_DSEAR.html
  22. ↑ Management of Hazardous Energy: Deactivation, De-Energization, Isolation, and Lock-out By Thomas Neil McManus -- CRC Press 2013 Page 79--80, 95--96, 231, 346, 778, 780
  23. ↑ Electrostatic Hazards by Günter Luttgens, Norman Wilson -- Reed Professional and Educational Publishing Ltd. 1997

बाहरी कड़ियाँ

Wikimedia Commons has media related to Electric sparks.
Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=विद्युत_चिंगारी&oldid=253963’