स्थिर विद्युत परिरक्षण क्या है और इसके विज्ञान के क्षेत्र में क्या इस्तेमाल हैं

इलेक्ट्रोस्टैटिक्स भौतिकी की वह शाखा है जो आराम से या नगण्य गति से चलने वाले आवेशों से जुड़ी घटना से संबंधित है। जब बाहरी विद्युत क्षेत्रों से निपटने और किसी संवेदनशील उपकरण या क्षेत्र के खिलाफ इन क्षेत्रों को अवरुद्ध करने की बात आती है, तो इलेक्ट्रोस्टैटिक्स शील्डिंग की अवधारणा अस्तित्व में आती है और हमें बाहरी विद्युत क्षेत्रों से होने वाले नुकसान को बचाने में मदद करती है।

आगे के इस लेख में, हम इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग, इसके अनुप्रयोगों और फैराडे केज और कूलम्ब के नियम के कार्यान्वयन की बेहतर समझ विकसित करने जा रहे हैं।

इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग

क्या आपने कभी सोचा है कि ईंधन ले जाने वाले टैंकर से जंजीरें क्यों लटकती हैं? ऐसा इसलिए है क्योंकि जब टैंक गति में होते हैं तो एयर ड्रैग और रोड फ्रिक्शन के कारण सूजन की संभावना होती है, जिससे बहुत बड़ी मात्रा में चार्ज का विकास होता है और चिंगारी पैदा होती है और यहां चेन की भूमिका सामने आती है। ये हैंगिंग चेन चार्ज को अर्थिंग करने में मदद करती हैं और इस तरह इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्ड के रूप में काम करती हैं।

इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग या कभी-कभी इलेक्ट्रोस्टैटिक स्क्रीनिंग के रूप में संदर्भित एक ऐसा तंत्र है जिसके द्वारा हम किसी विशेष वस्तु, क्षेत्र या किसी संवेदनशील उपकरण को बाहरी विद्युत क्षेत्रों के हस्तक्षेप से बचा सकते हैं।

उदाहरण के लिए, CRO या कैथोड रे ऑसिलोस्कोप को किसी भी खोखले कंडक्टर के अंदर कवर करके विद्युत क्षेत्र के प्रभाव से बचाया जाता था (उदाहरण के लिए। खोखला गोलाकार खोल) क्योंकि हम सभी इस तथ्य से अच्छी तरह वाकिफ हैं कि गोलाकार शेल की तरह पैक किए गए कंडक्टर के अंदर कोई विद्युत क्षेत्र नहीं होता है। CRO एक वैज्ञानिक उपकरण है जिसका उपयोग मुख्य रूप से न्यूनतम त्रुटि के साथ वोल्टेज संकेतों के समय और आयाम को सटीक रूप से मापने के लिए किया जाता है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग की अवधारणा का व्यावहारिक निहितार्थ फैराडे पिंजरा है जिसकी चर्चा हम लेख के अगले भाग में करने जा रहे हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग इस सिद्धांत से ली गई है कि धातु के कंटेनरों की दीवारों के माध्यम से प्रवेश करने वाली विद्युत क्षेत्र रेखाएं या विद्युत प्रवाह शून्य है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग का अनुप्रयोग

इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग के विभिन्न व्यावहारिक जीवन अनुप्रयोग हैं जिनमें किसी भी संवेदनशील उपकरण को बाहरी विद्युत क्षेत्र के प्रभाव से बचाने से लेकर आपके और आपके परिवार के जीवन को बचाने तक शामिल हैं।

इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग के कुछ अनुप्रयोग नीचे दिए गए हैं:

फैराडे केज

फैराडे केज 1800 में माइकल फैराडे के दिमाग की उपज है, जिन्होंने पाया कि जब धातु के पिंजरे जैसे इलेक्ट्रिक कंडक्टर को चार्ज की आपूर्ति की गई, तो एक नई घटना देखी गई।

आपूर्ति किए गए शुल्क सतह पर खुद को वितरित करते हैं और पिंजरे के अंदरूनी हिस्सों पर कोई प्रभाव नहीं डालते हैं। इससे एक सुराग प्राप्त करते हुए उन्होंने धातु के फॉइल से ढके एक बड़े सम्मेलन हॉल को पिंजरे के रूप में ले जाकर बड़े पैमाने पर इस अवलोकन का प्रयोग किया और एक सोने की पत्ती का इलेक्ट्रोस्कोप (क्षेत्र का पता लगाने के लिए) अंदर रखा और इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर के साथ प्रयोग को दोहराया और इलेक्ट्रोस्कोप में बिना किसी विक्षेपण के अपनी परिकल्पना को साबित करने में सफल रहे। इसके कारण एक क्रांतिकारी उपकरण का आविष्कार हुआ, जिसका अनुप्रयोग आज की दुनिया में अनगिनत है।

फैराडे केज, जैसा कि नाम से पता चलता है, महीन धातु के क्रॉस-सेक्शन और चेन जैसे क्लोज़ से बने होते थे जो विभिन्न आकारों और संरचनाओं में आते हैं, जिससे उन्हें एक बाड़े जैसा रूप मिलता है। यह बाहरी स्रोतों से आने वाले विद्युत चुम्बकीय विकिरण के खिलाफ एक ढाल के रूप में कार्य करता है या यहां तक कि पिंजरे से निकलने के लिए इलेक्ट्रॉनिक घटकों से निकलने वाली विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा से बचता है, न तो अंदर या बाहर से किसी भी विकिरण विनिमय के खिलाफ पूर्ण सुरक्षा सुनिश्चित करता है। इन सुरक्षात्मक स्क्रीन का उपयोग कई इलेक्ट्रॉनिक और इलेक्ट्रिकल उपकरणों में किया जाता है, जिससे उनकी दक्षता और वितरित सामग्री की गुणवत्ता सुनिश्चित होती है।

फैराडे केज काम कैसे करता है

फैराडे का पिंजरा इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग के सिद्धांत पर काम करता है। यह बाड़े के अंदर इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज या विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र रख सकता है, जो उस सामग्री के बाहर प्रसारित होते हैं जिस पर इसका उपयोग किया जाता है। बाहरी रूप से शुल्क को भीतर के शुल्कों का मुकाबला करने और समग्र शुल्क प्रभाव को रद्द करने के लिए फैलाया गया था।

फैराडे केज का अनुप्रयोग

क्या आप जानते हैं कि आपके रेफ्रिजरेटर से लेकर आपके पर्सनल कंप्यूटर/लैपटॉप तक आपके आस-पास के लगभग हर इलेक्ट्रिकल उपकरण को पूरी तरह से और बेहतर तरीके से संचालित करने और काम करने के लिए विद्युत चुम्बकीय विकिरण के अदृश्य खतरे से सुरक्षा की आवश्यकता होती है? और आप माइकल फैराडे के फैराडे केज के आविष्कार के कारण भाग्यशाली हैं।

हां, फैराडे केज आपके विद्युत उपकरणों को आवश्यक सुरक्षा प्रदान करने में सक्षम है।

फैराडे केज के कुछ रियल टाइम एप्लिकेशन का उल्लेख नीचे किया गया है:

इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

Q.1 इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग क्या है?

उत्तर: 1 इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग या कभी-कभी इलेक्ट्रोस्टैटिक स्क्रीनिंग के रूप में संदर्भित एक ऐसा तंत्र है जिसके द्वारा हम किसी विशेष वस्तु, क्षेत्र या कुछ संवेदनशील उपकरणों को बाहरी विद्युत क्षेत्रों के हस्तक्षेप से बचा सकते हैं।

Q.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग कैसे काम करती है?

Ans.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग बाहरी स्रोतों से आने वाले विद्युत चुम्बकीय विकिरण के खिलाफ एक ढाल के रूप में कार्य करती है या यहां तक कि इलेक्ट्रॉनिक घटकों से निकलने वाली विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा से बचने के लिए पिंजरे से बाहर निकलने के लिए एक ढाल के रूप में कार्य करती है ताकि अंदर या बाहर से किसी भी विकिरण विनिमय के खिलाफ पूर्ण सुरक्षा सुनिश्चित हो सके।

Q.3 इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग का सिद्धांत क्या है?

उत्तर: 3 इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्ड में बाड़े के अंदर इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज या विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र हो सकते हैं, जो उस सामग्री के बाहर प्रसारित होते हैं जिस पर इसका उपयोग किया जाता है। बाहरी रूप से शुल्क को भीतर के शुल्कों का मुकाबला करने और समग्र शुल्क प्रभाव को रद्द करने के लिए फैलाया गया था।

Q.4 फैराडे पिंजरे से आपका क्या अभिप्राय है?

Ans.4 फैराडे केज महीन धातु के क्रॉस सेक्शन और चेन जैसे क्लोज़ से बने होते हैं जो विभिन्न आकारों और संरचनाओं में आते हैं, जिससे उन्हें एक अहाता जैसा दिखता है और अंदर और बाहर दोनों तरफ से विद्युत चुम्बकीय विकिरण के खिलाफ एक ढाल के रूप में कार्य करता है।

Q.5 इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस शील्डिंग क्या है?

Ans.5 इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस शील्डिंग विद्युत चुम्बकीय तरंगों (जैसे रेडियो तरंगों, माइक्रोवेव) को बचाने की प्रथा को संदर्भित करता है ताकि ये विकिरण ढाल के माध्यम से प्रवेश न कर सकें और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस से इलेक्ट्रॉनिक्स की रक्षा कर सकें।

Q.6 क्या एक कार एक फैराडे पिंजरा है?

Ans.6 हां, कारों के कम्पार्टमेंट को इस तरह डिज़ाइन किया गया है, ताकि यात्री को बाहरी बिजली के खतरों जैसे कि आंधी के दौरान बिजली गिरने से उनके जीवन के खतरे से सुरक्षा प्रदान की जा सके जारी रखने के लिए ऐप में पढ़ना जारी रखें

• कार परिरक्षण: बिजली और आंधी की स्थिति में फंसे रहने के दौरान खुले मैदान/मैदान में जाने या पेड़ के नीचे शरण लेने के बजाय कार में बैठे रहना उचित है। ऐसा इसलिए है क्योंकि आपकी कार बाहरी विद्युत क्षेत्रों के खतरे से बचाव का काम करती है।
• इलेक्ट्रोक्यूशन: यह शब्द स्वयं इलेक्ट्रो+निष्पादन शब्द से लिया गया है, जो बिजली के झटके के कारण मृत्यु या गंभीर खतरों का संकेत देता है। इसलिए इलेक्ट्रिक सिस्टम का संचालन करते समय जान के खतरे से बचाने के लिए, लाइनमैन खुद को और अपने सहयोगियों को बचाने के लिए फैराडे केज से बना सूट पहनते हैं।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग को विनिर्माण केबलों में देखा जा सकता है, जिसमें बिजली की चिंगारी और बिजली के कारण पर्यावरण में उत्पन्न विद्युत क्षेत्र से किसी भी हस्तक्षेप से बचने के लिए ऑडियो सिग्नल ले जाते हैं और यह सुनिश्चित करते हैं कि जो कहा जाता है और जो सुना जाता है उसमें स्थिरता बनाए रखी जाती है।
• बाहरी कंडक्टर में कोएक्सियल केबलों की बाहरी सतह को पृथ्वी से जोड़ा जाता है (जमीन से जुड़ा हुआ) ताकि केंद्रीय कंडक्टर के माध्यम से प्रेषित सिग्नल को ढाल प्रदान की जा सके और सुचारू संचालन सुनिश्चित किया जा सके।
• आपके भवन के लिफ्ट इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्ड के रूप में कार्य करते हैं क्योंकि आपके सेल फोन या रेडियो सिग्नल बाहरी वातावरण से सुरक्षित हो जाते हैं।
• बिजली से सुरक्षा: कारों, ट्रेनों और विमानों के डिब्बों को बाहरी बिजली के आवेगों जैसे कि आंधी के दौरान बिजली गिरने से यात्री को उनके जीवन के खतरे से सुरक्षा प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• एमआरआई कमरे: चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग या एमआरआई एक चिकित्सा इमेजिंग तंत्र है जिसका उपयोग नरम अंग ऊतक को प्रभावित करने वाली स्थितियों का निदान या जांच करने के लिए किया जाता है, और रोगी से एकत्र की गई किसी भी प्रकार की डेटा त्रुटियों से बचने के लिए, बाहरी विद्युत चुम्बकीय या रेडियो तरंगों से डेटा के साथ किसी भी अवांछनीय हस्तक्षेप से बचने के लिए एमआरआई कमरों में फैराडे केज अवधारणा का उपयोग किया जाता है।
• बाहरी खतरों से ऑपरेटिंग व्यक्ति के जीवन की रक्षा करने के लिए बिजली की आपूर्ति जैसी खतरनाक परिस्थितियों में काम करने वाले पुरुषों द्वारा सूट पहने जाते थे, लेकिन फैराडे केज के अलावा कुछ भी नहीं था।
• आप ओवन से माइक्रोवेव के रिसाव से बचने और अपने भोजन को अच्छी तरह से पकने देने के लिए माइक्रोवेव ओवन के रूप में फैराडे केज के वास्तविक जीवन के अनुप्रयोग को देखने के लिए अपनी रसोई में भी जा सकते हैं।