स्फुलिंग अन्तराल

एक स्फुलिंग अंतराल में दो विद्युत चालक (सामग्री) विद्युतद्वार की व्यवस्था होती है, जो सामान्यतः वायु जैसे गैस से भरे अन्तराल से अलग होती है, जिसे विद्युत चालकों के बीच एक विद्युत् स्फुलिंग को पारित करने के लिए अभिकल्पित किया गया है। जब विद्युत चालकों के बीच संभावित अंतर अन्तराल के भीतर गैस के भंजन वोल्टता से अधिक हो जाता है, तो एक विद्युत् स्फुलिंग बनती है, यह गैस को आयनित करता है और इसके विद्युत प्रतिरोध को काफी कम कर देता है। एक विद्युत प्रवाह तब तक प्रवाहित होता है जब तक कि आयनित गैस का मार्ग टूट नहीं जाता है या वर्तमान धारक धारा कहे जाने वाले न्यूनतम मान से कम हो जाता है। यह सामान्यतः तब होता है जब वोल्टेज कम हो जाता है, लेकिन कुछ स्तिथियों में तब होता है जब गर्म गैस ऊपर उठती है, विस्तारित होती है और आयनित गैस के तंतु विक्षनरी को तोड़ती है। सामान्यतः, गैस को आयनित करने की क्रिया हिंसक और विघटनकारी होती है, जो प्रायः ध्वनि (स्फुर्लिंग प्लग के लिए स्फुटन से लेकर बिजली के निर्वहन के लिए गड़गड़ाहट तक), प्रकाश और ऊष्मा की ओर ले जाती है।

स्फुर्लिंग-अन्तराल प्रेषक, स्थिर वैद्युत भंडारण यन्त्र और एक्स - रे यन्त्र जैसे प्रारंभिक विद्युत उपकरणों में ऐतिहासिक रूप से स्फुर्लिंग अंतराल का उपयोग किया गया था। उनका सबसे व्यापक उपयोग आज आंतरिक दहन यन्त्र में ईंधन को प्रज्वलित करने के लिए स्फुर्लिंग अवरोधक में है, लेकिन उनका उपयोग तडित निरोधक और अन्य उपकरणों में भी किया जाता है ताकि बिजली के उपकरणों को उच्च-वोल्टेज क्षणिकाओं से बचाया जा सके।

भंजन वोल्टता
वायु के लिए, विश्लेषण ताकत समुद्र तल पर लगभग 30 kV/cm है।

स्फुर्लिंग दृश्यता
एक स्फुर्लिंग द्वारा उत्सर्जित प्रकाश स्वयं इलेक्ट्रॉनों की धारा से नहीं आता है, परन्तु प्रतिदीप्ति इलेक्ट्रॉनों से टकराव की प्रतिक्रिया में भौतिक माध्यम से आता है। जब इलेक्ट्रॉन अंतराल में वायु के अणुओं से टकराते हैं, तो वे अपने परमाणु कक्षीय इलेक्ट्रॉनों को उच्च ऊर्जा स्तरों पर उत्तेजित करते हैं। जब ये उत्तेजित इलेक्ट्रॉन अपने मूल ऊर्जा स्तरों पर वापस आते हैं, तो वे प्रकाश के रूप में ऊर्जा उत्सर्जित करते हैं। एक दृश्यमान स्फुर्लिंग का निर्वात में बनना असंभव है। विद्युत चुंबकत्व संक्रमण में सक्षम हस्तक्षेप के बिना, स्फुर्लिंग अदृश्य होगी (निर्वात चाप देखें)।

अनुप्रयोग
कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के कामकाज के लिए स्फुर्लिंग अंतराल आवश्यक हैं।

प्रज्वलन उपकरण
स्फुर्लिंग प्लग दहन आरंभ करने के लिए स्फुलिंग अंतराल का उपयोग करता है। आयनीकरण निशान की ऊष्मा, लेकिन इससे भी महत्वपूर्ण बात, यूवी विकिरण और गर्म मुक्त इलेक्ट्रॉन (अतिसूक्ष्म परमाणु) (दोनों प्रतिक्रियाशील मुक्त कणों के गठन का कारण बनते हैं) एक आंतरिक दहन यन्त्र, या एक दाहक, ओवन, या तापक में एक दाहक के अंदर एक ईंधन-वायु मिश्रण को प्रज्वलित करता है। अधिक यूवी विकिरण उत्पन्न होता है और सफलतापूर्वक दहन कक्ष में विस्तारित जाता है, आगे दहन प्रक्रिया आगे बढ़ती है।

अंतरिक्ष यान का मुख्य यन्त्र हाइड्रोजन ऑक्सीजन प्रणोदक मिश्रण को स्फुर्लिंग प्रज्वालक से प्रज्वलित किया गया था।

सुरक्षात्मक उपकरण


स्फुलिंग अंतराल का उपयोग प्रायः वोल्टेज प्रोत्कर्ष को हानिकारक उपकरण से रोकने के लिए किया जाता है। स्फुर्लिंग अंतराल का उपयोग उच्च-वोल्टेज परिवर्तन, बड़े बिजली परिवर्तक, बिजली संयंत्रों और विद्युत उपकेंद्रों में किया जाता है। इस तरह के स्विच एक बड़े, रिमोट से संचालित परिवर्तन पटल के साथ एक संयोजन के रूप में निर्भरता के साथ और दूसरे संयोजन के रूप में दूसरे छोर को पकड़े हुए दो पत्ती कमानी के साथ बनाए जाते हैं। यदि पटल खोला जाता है, तो एक स्फुर्लिंग पटल और स्प्रिंग निर्देशन के बीच संबंध बनाए रख सकती है। स्फुर्लिंग वायु को आयनित करती है, जो प्रवाहकीय हो जाती है और एक चाप बनाने की अनुमति देती है, जो आयनीकरण को बनाए रखती है और इसलिए चालन करती है। स्विच के शीर्ष पर विद्युत् चाप को ऊपर उठने और अंत में बुझने का कारण बनेगी। उच्‍च वोल्टता तोरण के मृत्तिका विद्युत्रोधी के ऊपर छोटे जैकब की सोपानी भी मिल सकती है। इन्हें कभी-कभी शृंग अंतराल कहा जाता है। यदि एक स्फुर्लिंग कभी भी विसंवाहक पर छलांग लगाने और एक चाप को जन्म देने का प्रबंधन करती है, तो यह बुझ जाएगी।

उच्च वोल्टेज अधिवोल्टता से संवेदनशील विद्युत या इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की रक्षा के लिए प्रायः छोटे स्फुर्लिंग अंतराल का उपयोग किया जाता है। इन उपकरणों के परिष्कृत संस्करणों में (जिन्हें वायुरूप द्रव्य नलिका प्रग्राही कहा जाता है), एक असामान्य वोल्टेज वृद्धि के दौरान एक छोटा स्फुलिंग अंतराल टूट जाता है, सुरक्षित रूप से प्रोत्कर्ष को जमीन पर धकेल देता है और इस तरह उपकरण की सुरक्षा करता है। इन उपकरणों का सामान्यतः टेलीफ़ोन लाइनों के लिए उपयोग किया जाता है क्योंकि वे एक भवन में प्रवेश करते हैं; स्फुलिंग अंतराल भवन और आंतरिक टेलीफोन विद्युत परिपथ को बिजली के हमलों के प्रभाव से बचाने में मदद करते हैं। संशोधित मृत्तिका संधारित्र का उपयोग करके कम परिष्कृत (और बहुत कम खर्चीला) स्फुर्लिंग अंतराल बनाए जाते हैं; इन उपकरणों में, स्फुलिंग अंतराल केवल दो अग्रण तारों के बीच एक वायु अन्तराल होता है जो संधारित्र को विद्युत परिपथ से जोड़ता है। एक वोल्टेज प्रोत्कर्ष एक स्फुर्लिंग का कारण बनता है जो सीसा प्रक्रिया द्वारा छोड़े गए अंतराल में सीसे की तार से सीसे की तार तक कूदता है। इन कम लागत वाले उपकरणों का उपयोग प्रायः ऋणाग्र किरण नलिका (CRT) के भीतर इलैक्ट्रॉन प्रक्षेपी (एस) के तत्वों के बीच हानिकारक चाप को रोकने के लिए किया जाता है।

टेलीफोन स्विचपटल में छोटी स्फुलिंग अंतराल बहुत सामान्य हैं, क्योंकि लंबे फोन इस्पात रज्जु बिजली गिरने से प्रेरित प्रोत्कर्ष के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। विद्युत शक्ति संचरण की सुरक्षा के लिए बड़े स्फुलिंग अंतराल का उपयोग किया जाता है।

स्फुलिंग अंतराल को कभी-कभी इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में मुद्रित विद्युत परिपथ पटल पर लागू किया जाता है, जिसमें दो निकटवर्ती उजागर पीसीबी निशान का उपयोग किया जाता है। यह इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादों में अशिष्ट अधिवोल्टता सुरक्षा को जोड़ने का प्रभावी रूप से शून्य लागत तरीका है।

ट्रांसिल्स और ट्राइसिल्स लघु-विद्युत् शक्ति अनुप्रयोग के लिए स्फुलिंग अंतराल के लिए ठोस अवस्था विकल्प हैं। इसके लिए नीयन दीपक का भी उपयोग किया जाता है।

उच्च गति की छायाचित्रण
वायु-अन्तराल दमक में प्रवर्तित स्फुलिंग अंतराल का उपयोग उप-माइक्रोसेकंड कार्यछेत्र में छायाचित्रित प्रकाश चमक उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

रेडियो प्रेषक
एक स्फुर्लिंग पूरे विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम में ऊर्जा का विकिरण करती है। आजकल, इसे सामान्यतः अवैध विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के रूप में माना जाता है और इसे दबा दिया जाता है, लेकिन रेडियो संचार (1880-1920) के प्रारम्भिक दिनों में, अमॉडुलित स्फुर्लिंग-अन्तराल प्रेषक में रेडियो संकेत प्रसारित किए गए थे। कई रेडियो स्फुलिंग अंतराल में शीतलन उपकरण सम्मिलित होते हैं, जैसे कि घूर्णी अंतराल और ऊष्माशोषी, क्योंकि स्फुलिंग अंतराल उच्च शक्ति पर निरंतर उपयोग के तहत काफी गर्म हो जाता है।

वोल्टेज माप के लिए क्षेत्र अंतराल
वायु के दबाव, आर्द्रता और तापमान के लिए सही किए जाने पर एक अंशांकित गोलाकार स्फुलिंग अंतराल अत्यधिक दोहराए जाने वाले वोल्टेज पर टूट जाएगा। दो क्षेत्रों के बीच एक अंतर लगभग 3% की सटीकता के लिए किसी भी इलेक्ट्रॉनिक्स या वोल्टेज विभाजक के बिना वोल्टेज माप प्रदान कर सकता है। उच्च वोल्टेज एसी, डीसी, या सपन्द को मापने के लिए एक स्फुलिंग अंतराल का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन बहुत कम सपन्द के लिए, इलेक्ट्रॉनों का स्रोत प्रदान करने के लिए अवसानक पर एक पराबैंगनी प्रकाश स्रोत या रेडियोधर्मिता डाली जा सकती है।

विद्युत् शक्ति-परिवर्तन उपकरण
स्फुर्लिंग अंतराल का उपयोग विद्युत स्विच के रूप में किया जा सकता है क्योंकि उनके पास दो स्तिथि हैं जिनमें महत्वपूर्ण रूप से भिन्न विद्युत प्रतिरोध हैं। विद्युतद्वार के बीच प्रतिरोध 10$12$ ओम जितना अधिक हो सकता है। जब विद्युतद्वार को गैस या निर्वात से अलग किया जाता है जिसका अर्थ है कि विद्युतद्वार के बीच एक उच्च वोल्टेज उपस्थित होने पर भी थोड़ा विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है। प्रतिरोध 10$-3$ ओम जितना कम हो जाता है, जब विद्युतद्वार प्रद्रव्य से जुड़े होते हैं जिसका अर्थ है कि उच्च धारा पर भी बिजली का अपव्यय कम होता है। गुणों के इस संयोजन ने स्पंदित बिजली अनुप्रयोगों में बिजली के स्विच के रूप में स्फुलिंग अंतराल का उपयोग किया है जहां एक संधारित्र में उच्च वोल्टेज पर ऊर्जा संग्रहीत की जाती है और फिर उच्च धारा में छुट्टी दे दी जाती है। उदाहरणों में स्पंदित लेज़र, रेलगन, मार्क्स जनित्र, जेड स्पंदित विद्युत सुविधा, अल्ट्रास्ट्रॉन्ग स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र अनुसंधान, और विस्फोट-ब्रिजवायर अधिस्फोटक सम्मिलित हैं।

जब स्फुलिंग अंतराल में गैस द्वारा अलग किए गए केवल दो विद्युतद्वार होते हैं, तो गैर-संवाहक और संचालन करने वाली स्तिथियों के बीच संक्रमण पास्चेन के नियम द्वारा नियंत्रित होता है। विशिष्ट दबाव और विद्युतद्वार दूरी संयोजनों पर, पासचेन के नियम का कहना है कि जब भी विद्युत क्षेत्र की ताकत का अनुपात दबाव से गैस की संरचना द्वारा निर्धारित निरंतर मान से अधिक हो जाता है तब टाउनसेंड विसर्जन प्रवाहकीय प्रद्रव्य के साथ विद्युतद्वार के बीच के अंतराल को भर देगा। जिस गति से दबाव को कम किया जा सकता है वह रूद्ध प्रवाह द्वारा सीमित होता है, जबकि संधारित्र निर्वहन वृद्धि विद्युत परिपथ में धारिता और धारिता को आवेशित करने के लिए उपलब्ध विद्युत प्रवाह द्वारा सीमित होती है। जिस गति से निर्वहन प्रारम्भ किया जा सकता है, उस पर इन सीमाओं का मतलब है कि दो विद्युतद्वार के साथ स्फुर्लिंग अंतराल में सामान्यतः उच्च प्रकंपन होती है।

प्रवर्तित स्फुलिंग अंतराल उपकरणों का एक वर्ग है जिसमें कम प्रकंपन प्राप्त करने के लिए प्रवर्तित करने के कुछ अतिरिक्त साधन हैं। सामान्यतः, यह एक तीसरा विद्युतद्वार है, जैसा कि एक ट्राइगेट्रॉन में होता है। प्रवर्तित विद्युतद्वार के वोल्टेज को जल्दी से बदला जा सकता है क्योंकि इसके और अन्य विद्युतद्वार के बीच धारिता छोटी होती है। प्रवर्तित किए गए स्फुलिंग अंतराल में, गैर-इरादतन प्रवर्तन से बचने के साथ-साथ प्रकंपन को कम करने के लिए गैस के दबाव को अनुकूलित किया जाता है। प्रवर्तित स्फुलिंग अंतराल सीमित वोल्टता क्षेत्र के साथ स्थायी रूप से बन्द किए गए संस्करणों में और उपलब्ध दबाव क्षेत्र के आनुपातिक वोल्टेज क्षेत्र वाले उपयोगकर्ता-दबाव वाले संस्करणों में बनाए जाते हैं। प्रवर्तित स्फुलिंग अंतराल अन्य गैस से भरी नलिका जैसे कि थाइरेट्रॉन, क्रिट्रॉन, इग्‍निट्रॉन और क्रॉसट्रोन्स के साथ कई समानताएं साझा करते हैं।

प्रवर्तित किए गए निर्वात अन्तराल, या स्प्रिटरों, उपस्थिति और निर्माण दोनों में प्रवर्तित किए गए स्फुलिंग अंतराल से मिलते जुलते हैं, लेकिन एक अलग प्रचालन सिद्धांत पर निर्भर करते हैं। एक प्रवर्तित निर्वात अन्तराल में वायुरूद्ध काँच या मृत्तिका आवरण में तीन विद्युतद्वार होते हैं जिन्हें खाली कर दिया गया है। इसका मतलब यह है कि, एक प्रवर्तित स्फुलिंग अंतराल के विपरीत, एक प्रवर्तित निर्वात अन्तराल पासचेन न्यूनतम के बाईं ओर प्राचल समष्टि में संचालित होता है जहां बढ़ते दबाव से विश्लेषण को बढ़ावा मिलता है। गैर-संचालन अवस्था में क्षेत्र इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन द्वारा विद्युतद्वार के बीच वर्तमान एक छोटे मूल्य तक सीमित है। विश्लेषण प्रवर्तित विद्युतद्वार या आसन्न प्रतिरोधी आलेप से तेजी से वाष्पीकरण सामग्री द्वारा प्रारम्भ किया जाता है। एक बार निर्वात चाप प्रारम्भ हो जाने के बाद, एक प्रवर्तित निर्वात अन्तराल प्रवाहकीय प्रद्रव्य से भर जाता है जैसा कि किसी अन्य स्फुलिंग अंतराल में होता है। प्रवर्तित किए गए निर्वात अन्तराल में मुद्रित प्रवर्तित स्फुलिंग अंतराल की तुलना में एक बड़ा प्रचालन वोल्टेज क्षेत्र होता है क्योंकि पासचेन वक्र उच्च दबावों की तुलना में पासचेन के बाईं ओर बहुत अधिक स्थिर होते हैं। प्रवर्तित किए गए निर्वात अन्तराल भी विकिरण दृढ़ होते हैं क्योंकि गैर-संचालन अवस्था में उनमें ऐसी कोई गैस नहीं होती है जो विकिरण को आयनित कर सके।

कीट नियंत्रण
इनका उपयोग कीट नियंत्रक के रूप में भी किया जाता है। वोल्टेज की अचानक वृद्धि के लिए धातु के जाली के रूप में दो विद्युतद्वार लागू किए जाते हैं। जब एक कीट विद्युतद्वार के बीच उद्यम करता है, तो कीड़ों के शरीर, प्रवाहकीय होने के कारण अंतराल की दूरी कम हो जाती है, और कीट को बिजली जलाने के लिए एक स्फुर्लिंग निकलती है।

इस प्रयोग में स्फुलिंग अंतराल प्रक्रिया का उपयोग प्रायः एक चारा के साथ संयोजन में किया जाता है, जैसे कि एक प्रकाश, स्फुलिंग अंतराल में कीट को आकर्षित करने के लिए किया जाता है।

यह भी देखें

 * चपदीप
 * किरीटि विसर्जन
 * विद्युत् चाप
 * प्रज्वालन पद्‍धति
 * प्रतिरूप T स्फुलिंग कुंडल
 * इलेक्ट्रॉनिक विषय की सूची
 * प्रद्रव्य चाप ध्वनि विस्तारक
 * राडार
 * स्फुर्लिंग-अन्तराल प्रेषक
 * स्फुर्लिंग प्लग
 * स्फुर्लिंग विग्यापन
 * टेल्सा कुंडली
 * निर्वात चाप
 * पासचेन का नियम

बाहरी संबंध
Jacob's Ladder videos:
 * Transformer in Nevada
 * In someone's home