उच्च वोल्टता: Difference between revisions
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[[File:plasma-filaments.jpg|thumb|right|300px|उच्च वोल्टेज विद्युत के टूटने का कारण बन सकता है, जिसके परिणामस्वरूप एक [[ टेस्ला कॉइल ]] से स्ट्रीमिंग [[ प्लाज्मा (भौतिकी) ]] फिलामेंट्स द्वारा सचित्र विद्युत निर्वहन होता है।]] | [[File:plasma-filaments.jpg|thumb|right|300px|उच्च वोल्टेज विद्युत के टूटने का कारण बन सकता है, जिसके परिणामस्वरूप एक [[ टेस्ला कॉइल |टेस्ला कॉइल]] से स्ट्रीमिंग [[ प्लाज्मा (भौतिकी) ]] फिलामेंट्स द्वारा सचित्र विद्युत निर्वहन होता है।]] | ||
उच्च [[ वोल्टेज ]] [[ बिजली | विद्युत]] से तात्पर्य इतनी बड़ी [[ विद्युत क्षमता |विद्युत क्षमता]] से है जो चोट या क्षति का कारण बन सकती है। कुछ उद्योगों में, उच्च वोल्टेज का तात्पर्य एक निश्चित सीमा से ऊपर के वोल्टेज से है। उच्च वोल्टेज वाले उपकरण और [[ विद्युत कंडक्टर |विद्युत चालक]] विशेष [[ विद्युत सुरक्षा मानक |विद्युत सुरक्षा मानकों]] की गारंटी देते हैं। | उच्च [[ वोल्टेज |वोल्टेज]] [[ बिजली | विद्युत]] से तात्पर्य इतनी बड़ी [[ विद्युत क्षमता |विद्युत क्षमता]] से है जो चोट या क्षति का कारण बन सकती है। कुछ उद्योगों में, उच्च वोल्टेज का तात्पर्य एक निश्चित सीमा से ऊपर के वोल्टेज से है। उच्च वोल्टेज वाले उपकरण और [[ विद्युत कंडक्टर |विद्युत चालक]] विशेष [[ विद्युत सुरक्षा मानक |विद्युत सुरक्षा मानकों]] की गारंटी देते हैं। | ||
उच्च वोल्टेज का उपयोग [[ विद्युत शक्ति वितरण |विद्युत ऊर्जा वितरण]] में, [[ कैथोड रे ट्यूब |कैथोड रे ट्यूबों]] में, [[ एक्स-रे |एक्स-रे]] और [[ कण बीम |कण बीम]] उत्पन्न करने के लिए, विद्युत आर्क का उत्पादन करने के लिए, प्रज्वलन के लिए, [[ फोटोमल्टीप्लायर |फोटोमल्टीप्लायर]] ट्यूबों में, और उच्च-ऊर्जा [[ एम्पलीफायर |एम्पलीफायर]] [[ वेक्यूम - ट्यूब | निर्वात - ट्यूबों]] में, साथ ही साथ अन्य औद्योगिक, सैन्य और वैज्ञानिक अनुप्रयोग में किया जाता है। | उच्च वोल्टेज का उपयोग [[ विद्युत शक्ति वितरण |विद्युत ऊर्जा वितरण]] में, [[ कैथोड रे ट्यूब |कैथोड रे ट्यूबों]] में, [[ एक्स-रे |एक्स-रे]] और [[ कण बीम |कण बीम]] उत्पन्न करने के लिए, विद्युत आर्क का उत्पादन करने के लिए, प्रज्वलन के लिए, [[ फोटोमल्टीप्लायर |फोटोमल्टीप्लायर]] ट्यूबों में, और उच्च-ऊर्जा [[ एम्पलीफायर |एम्पलीफायर]] [[ वेक्यूम - ट्यूब |निर्वात - ट्यूबों]] में, साथ ही साथ अन्य औद्योगिक, सैन्य और वैज्ञानिक अनुप्रयोग में किया जाता है। | ||
== परिभाषा == | == परिभाषा == | ||
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== उत्पादन == | == उत्पादन == | ||
कम आर्द्रता की स्थितियों में देखे जाने वाले सामान्य [[ इलेक्ट्रोस्टाटिक्स |इलेक्ट्रोस्टाटिक्स]] में हमेशा 700 वी से ऊपर वोल्टेज शामिल होता है। उदाहरण के लिए, सर्दियों में कार के दरवाजों पर चिंगारी में 20,000 वी तक का वोल्टेज शामिल हो सकता है।<ref>{{Cite web |url=http://www.jci.co.uk/Carseats2.html |title=John Chubb, "Control of body voltage getting out of a car," IOP Annual Congress, Brighton, 1998 |access-date=1 February 2007 |archive-url=https://web.archive.org/web/20070208202200/http://www.jci.co.uk/Carseats2.html |archive-date=8 February 2007 |url-status=dead }}</ref> | कम आर्द्रता की स्थितियों में देखे जाने वाले सामान्य [[ इलेक्ट्रोस्टाटिक्स |इलेक्ट्रोस्टाटिक्स]] में हमेशा 700 वी से ऊपर वोल्टेज शामिल होता है। उदाहरण के लिए, सर्दियों में कार के दरवाजों पर चिंगारी में 20,000 वी तक का वोल्टेज शामिल हो सकता है।<ref>{{Cite web |url=http://www.jci.co.uk/Carseats2.html |title=John Chubb, "Control of body voltage getting out of a car," IOP Annual Congress, Brighton, 1998 |access-date=1 February 2007 |archive-url=https://web.archive.org/web/20070208202200/http://www.jci.co.uk/Carseats2.html |archive-date=8 February 2007 |url-status=dead }}</ref> | ||
[[ इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर | इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर]] जैसे [[ वैन डे ग्रैफ जनरेटर |वैन डे ग्रैफ जनरेटर]] और [[ विम्सहर्स्ट मशीन |विम्सहर्स्ट मशीन]] एक मिलियन वोल्ट के करीब वोल्टेज का उत्पादन कर सकते हैं, लेकिन सामान्यतः कम धाराएं उत्पन्न करते हैं। [[ प्रेरण कुंडली |प्रेरण कुंडली]] फ्लाईबैक प्रभाव पर काम करता है जिसके परिणामस्वरूप इनपुट वोल्टेज से गुणा अनुपात से अधिक वोल्टेज होता है। वे सामान्यतः इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीनों की तुलना में उच्च धाराओं का उत्पादन करते हैं, लेकिन वांछित आउटपुट वोल्टेज की प्रत्येक दोहरीकरण माध्यमिक घुमावदार में आवश्यक तार की मात्रा के कारण वजन को लगभग दोगुना कर देती है। इस प्रकार तार के अधिक घुमावों को जोड़कर उन्हें उच्च वोल्टेज तक बढ़ाना अव्यावहारिक हो सकता है। [[ कॉकक्रॉफ्ट-वाल्टन जनरेटर ]] | कॉकक्रॉफ्ट-वाल्टन गुणक का उपयोग इंडक्शन कॉइल द्वारा उत्पादित वोल्टेज को गुणा करने के लिए किया जा सकता है। यह कैपेसिटर की सीढ़ी को चार्ज करने के लिए डायोड स्विच का उपयोग करके डीसी उत्पन्न करता है। टेस्ला कॉइल अनुनाद का उपयोग करते हैं, हल्के होते हैं, और अर्धचालक की आवश्यकता नहीं होती है। | [[ इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर | इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर]] जैसे [[ वैन डे ग्रैफ जनरेटर |वैन डे ग्रैफ जनरेटर]] और [[ विम्सहर्स्ट मशीन |विम्सहर्स्ट मशीन]] एक मिलियन वोल्ट के करीब वोल्टेज का उत्पादन कर सकते हैं, लेकिन सामान्यतः कम धाराएं उत्पन्न करते हैं। [[ प्रेरण कुंडली |प्रेरण कुंडली]] फ्लाईबैक प्रभाव पर काम करता है जिसके परिणामस्वरूप इनपुट वोल्टेज से गुणा अनुपात से अधिक वोल्टेज होता है। वे सामान्यतः इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीनों की तुलना में उच्च धाराओं का उत्पादन करते हैं, लेकिन वांछित आउटपुट वोल्टेज की प्रत्येक दोहरीकरण माध्यमिक घुमावदार में आवश्यक तार की मात्रा के कारण वजन को लगभग दोगुना कर देती है। इस प्रकार तार के अधिक घुमावों को जोड़कर उन्हें उच्च वोल्टेज तक बढ़ाना अव्यावहारिक हो सकता है। [[ कॉकक्रॉफ्ट-वाल्टन जनरेटर |कॉकक्रॉफ्ट-वाल्टन जनरेटर]] | कॉकक्रॉफ्ट-वाल्टन गुणक का उपयोग इंडक्शन कॉइल द्वारा उत्पादित वोल्टेज को गुणा करने के लिए किया जा सकता है। यह कैपेसिटर की सीढ़ी को चार्ज करने के लिए डायोड स्विच का उपयोग करके डीसी उत्पन्न करता है। टेस्ला कॉइल अनुनाद का उपयोग करते हैं, हल्के होते हैं, और अर्धचालक की आवश्यकता नहीं होती है। | ||
सबसे बड़े पैमाने की चिंगारी वे हैं जो प्राकृतिक रूप से विद्युत द्वारा उत्पन्न होती हैं। नकारात्मक विद्युत का एक औसत बोल्ट 30 से 50 किलोएम्पियर की धारा वहन करता है, 5 [[ कूलम्ब ]] का चार्ज स्थानांतरित करता है, और 500 जूल # ऊर्जा के इतिहास (120 किलो [[ टीएनटी समकक्ष ]], या लगभग 2 महीने के लिए 100 वाट प्रकाश बल्ब को जलाने के लिए पर्याप्त) को नष्ट कर देता है। ) हालांकि, सकारात्मक विद्युत का एक औसत बोल्ट (एक गरज के ऊपर से) 300 से 500 किलोएम्पियर का करंट ले सकता है, 300 कूलम्ब तक का चार्ज ट्रांसफर कर सकता है, 1 गीगावोल्ट (एक बिलियन वोल्ट) तक का संभावित अंतर हो सकता है, और 300 जीजे ऊर्जा (72 टन टीएनटी, या 100 वाट के प्रकाश बल्ब को 95 साल तक जलाने के लिए पर्याप्त ऊर्जा) को नष्ट कर सकता है। एक नकारात्मक विद्युत की हड़ताल सामान्यतः केवल दस माइक्रोसेकंड तक चलती है, लेकिन कई हमले आम हैं। एक सकारात्मक विद्युत का स्ट्रोक सामान्यतः एक ही घटना है। हालांकि, बड़ा पीक करंट सैकड़ों मिलीसेकंड तक प्रवाहित हो सकता है, जिससे यह नकारात्मक विद्युत की तुलना में काफी अधिक ऊर्जावान हो जाता है। | सबसे बड़े पैमाने की चिंगारी वे हैं जो प्राकृतिक रूप से विद्युत द्वारा उत्पन्न होती हैं। नकारात्मक विद्युत का एक औसत बोल्ट 30 से 50 किलोएम्पियर की धारा वहन करता है, 5 [[ कूलम्ब |कूलम्ब]] का चार्ज स्थानांतरित करता है, और 500 जूल # ऊर्जा के इतिहास (120 किलो [[ टीएनटी समकक्ष |टीएनटी समकक्ष]] , या लगभग 2 महीने के लिए 100 वाट प्रकाश बल्ब को जलाने के लिए पर्याप्त) को नष्ट कर देता है। ) हालांकि, सकारात्मक विद्युत का एक औसत बोल्ट (एक गरज के ऊपर से) 300 से 500 किलोएम्पियर का करंट ले सकता है, 300 कूलम्ब तक का चार्ज ट्रांसफर कर सकता है, 1 गीगावोल्ट (एक बिलियन वोल्ट) तक का संभावित अंतर हो सकता है, और 300 जीजे ऊर्जा (72 टन टीएनटी, या 100 वाट के प्रकाश बल्ब को 95 साल तक जलाने के लिए पर्याप्त ऊर्जा) को नष्ट कर सकता है। एक नकारात्मक विद्युत की हड़ताल सामान्यतः केवल दस माइक्रोसेकंड तक चलती है, लेकिन कई हमले आम हैं। एक सकारात्मक विद्युत का स्ट्रोक सामान्यतः एक ही घटना है। हालांकि, बड़ा पीक करंट सैकड़ों मिलीसेकंड तक प्रवाहित हो सकता है, जिससे यह नकारात्मक विद्युत की तुलना में काफी अधिक ऊर्जावान हो जाता है। | ||
== हवा में चिंगारी == | == हवा में चिंगारी == | ||
[[File:electrostatic-discharge.jpg|thumb|right|200px|टेस्ला कॉइल की लंबी एक्सपोज़र तस्वीर बार-बार [[ बिजली का निर्वहन | विद्युत का निर्वहन]] दिखा रही है]] | [[File:electrostatic-discharge.jpg|thumb|right|200px|टेस्ला कॉइल की लंबी एक्सपोज़र तस्वीर बार-बार [[ बिजली का निर्वहन |विद्युत का निर्वहन]] दिखा रही है]] | ||
गोलाकार इलेक्ट्रोड के बीच [[ मानक तापमान और दबाव ]] (एसटीपी) पर शुष्क हवा की ढांकता हुआ टूटने की ताकत लगभग 33 kV/cm है।<ref>A. H. Howatson, "An Introduction to Gas Discharges", Pergamom Press, Oxford, 1965, page 67</ref> यह केवल एक रफ गाइड के रूप में है, क्योंकि वास्तविक ब्रेकडाउन वोल्टेज इलेक्ट्रोड के आकार और आकार पर अत्यधिक निर्भर है। मजबूत [[ विद्युत क्षेत्र ]] (छोटे या नुकीले चालकों पर लागू उच्च वोल्टेज से) अधिकांश हवा में बैंगनी रंग के [[ कोरोना डिस्चार्ज ]] के साथ-साथ दिखाई देने वाली चिंगारी उत्पन्न करते हैं। लगभग 500-700 वोल्ट से नीचे के वोल्टेज वायुमंडलीय दबाव पर आसानी से दिखाई देने वाली विद्युत चिंगारी या हवा में चमक पैदा नहीं कर सकते हैं, इसलिए इस नियम से ये वोल्टेज कम हैं। हालांकि, कम वायुमंडलीय दबाव (जैसे उच्च ऊंचाई वाले विमानों में) या [[ आर्गन ]] या [[ नीयन ]] जैसे महान गैस के वातावरण में, स्पार्क बहुत कम वोल्टेज पर दिखाई देते हैं। स्पार्क ब्रेकडाउन के उत्पादन के लिए 500 से 700 वोल्ट एक निश्चित न्यूनतम नहीं है, लेकिन यह एक नियम का अंगूठा है। एसटीपी पर हवा के लिए, न्यूनतम स्पार्कओवर वोल्टेज लगभग 327 वोल्ट है, जैसा कि [[ फ्रेडरिक पासचेन ]] ने उल्लेख किया है।<ref>{{cite journal | गोलाकार इलेक्ट्रोड के बीच [[ मानक तापमान और दबाव |मानक तापमान और दबाव]] (एसटीपी) पर शुष्क हवा की ढांकता हुआ टूटने की ताकत लगभग 33 kV/cm है।<ref>A. H. Howatson, "An Introduction to Gas Discharges", Pergamom Press, Oxford, 1965, page 67</ref> यह केवल एक रफ गाइड के रूप में है, क्योंकि वास्तविक ब्रेकडाउन वोल्टेज इलेक्ट्रोड के आकार और आकार पर अत्यधिक निर्भर है। मजबूत [[ विद्युत क्षेत्र |विद्युत क्षेत्र]] (छोटे या नुकीले चालकों पर लागू उच्च वोल्टेज से) अधिकांश हवा में बैंगनी रंग के [[ कोरोना डिस्चार्ज |कोरोना डिस्चार्ज]] के साथ-साथ दिखाई देने वाली चिंगारी उत्पन्न करते हैं। लगभग 500-700 वोल्ट से नीचे के वोल्टेज वायुमंडलीय दबाव पर आसानी से दिखाई देने वाली विद्युत चिंगारी या हवा में चमक पैदा नहीं कर सकते हैं, इसलिए इस नियम से ये वोल्टेज कम हैं। हालांकि, कम वायुमंडलीय दबाव (जैसे उच्च ऊंचाई वाले विमानों में) या [[ आर्गन |आर्गन]] या [[ नीयन |नीयन]] जैसे महान गैस के वातावरण में, स्पार्क बहुत कम वोल्टेज पर दिखाई देते हैं। स्पार्क ब्रेकडाउन के उत्पादन के लिए 500 से 700 वोल्ट एक निश्चित न्यूनतम नहीं है, लेकिन यह एक नियम का अंगूठा है। एसटीपी पर हवा के लिए, न्यूनतम स्पार्कओवर वोल्टेज लगभग 327 वोल्ट है, जैसा कि [[ फ्रेडरिक पासचेन |फ्रेडरिक पासचेन]] ने उल्लेख किया है।<ref>{{cite journal | ||
| title = Ueber die zum Funkenübergang in Luft, Wasserstoff und Kohlensäure bei verschiedenen Drucken erforderliche Potentialdifferenz | | title = Ueber die zum Funkenübergang in Luft, Wasserstoff und Kohlensäure bei verschiedenen Drucken erforderliche Potentialdifferenz | ||
| author = Friedrich Paschen | | author = Friedrich Paschen | ||
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| hdl-access = free | | hdl-access = free | ||
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जबकि कम वोल्टेज, सामान्य रूप से, वोल्टेज लागू होने से पहले मौजूद एक अंतर को कूदते नहीं हैं, एक मौजूदा वर्तमान प्रवाह को अंतराल के साथ बाधित करने से अधिकांश कम वोल्टेज स्पार्क या [[ इलेक्ट्रिक आर्क ]] उत्पन्न होता है। जैसे ही संपर्क अलग हो जाते हैं, संपर्क के कुछ छोटे बिंदु अलग होने वाले अंतिम बन जाते हैं। करंट इन छोटे गर्म स्थानों तक संकुचित हो जाता है, जिससे वे गरमागरम हो जाते हैं, जिससे वे इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करते हैं (थर्मियोनिक उत्सर्जन के माध्यम से)। यहां तक कि एक छोटी [[ 9 वी बैटरी ]] भी इस तंत्र द्वारा एक अंधेरे कमरे में स्पष्ट रूप से चमक सकती है। आयनित वायु और धातु वाष्प (संपर्कों से) प्लाज्मा बनाते हैं, जो अस्थायी रूप से चौड़ीकरण की खाई को पाटता है। यदि विद्युत की आपूर्ति और लोड पर्याप्त प्रवाह की अनुमति देते हैं, तो एक आत्मनिर्भर विद्युत चाप बन सकता है। एक बार बनने के बाद, परिपथ को तोड़ने से पहले एक चाप को एक महत्वपूर्ण लंबाई तक बढ़ाया जा सकता है। एक आगमनात्मक परिपथ को खोलने का प्रयास अधिकांश एक चाप बनाता है, क्योंकि जब भी करंट बाधित होता है तो इंडक्शन एक उच्च-वोल्टेज पल्स प्रदान करता है। [[ प्रत्यावर्ती धारा ]] सिस्टम निरंतर उत्पन्न होने की संभावना को कुछ कम करता है, क्योंकि वर्तमान रिटर्न प्रति चक्र दो बार शून्य हो जाता है। हर बार जब करंट शून्य क्रॉसिंग से गुजरता है तो चाप बुझ जाता है, और चाप को बनाए रखने के लिए अगले आधे चक्र के दौरान शासन करना चाहिए। | जबकि कम वोल्टेज, सामान्य रूप से, वोल्टेज लागू होने से पहले मौजूद एक अंतर को कूदते नहीं हैं, एक मौजूदा वर्तमान प्रवाह को अंतराल के साथ बाधित करने से अधिकांश कम वोल्टेज स्पार्क या [[ इलेक्ट्रिक आर्क |इलेक्ट्रिक आर्क]] उत्पन्न होता है। जैसे ही संपर्क अलग हो जाते हैं, संपर्क के कुछ छोटे बिंदु अलग होने वाले अंतिम बन जाते हैं। करंट इन छोटे गर्म स्थानों तक संकुचित हो जाता है, जिससे वे गरमागरम हो जाते हैं, जिससे वे इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करते हैं (थर्मियोनिक उत्सर्जन के माध्यम से)। यहां तक कि एक छोटी [[ 9 वी बैटरी |9 वी बैटरी]] भी इस तंत्र द्वारा एक अंधेरे कमरे में स्पष्ट रूप से चमक सकती है। आयनित वायु और धातु वाष्प (संपर्कों से) प्लाज्मा बनाते हैं, जो अस्थायी रूप से चौड़ीकरण की खाई को पाटता है। यदि विद्युत की आपूर्ति और लोड पर्याप्त प्रवाह की अनुमति देते हैं, तो एक आत्मनिर्भर विद्युत चाप बन सकता है। एक बार बनने के बाद, परिपथ को तोड़ने से पहले एक चाप को एक महत्वपूर्ण लंबाई तक बढ़ाया जा सकता है। एक आगमनात्मक परिपथ को खोलने का प्रयास अधिकांश एक चाप बनाता है, क्योंकि जब भी करंट बाधित होता है तो इंडक्शन एक उच्च-वोल्टेज पल्स प्रदान करता है। [[ प्रत्यावर्ती धारा |प्रत्यावर्ती धारा]] सिस्टम निरंतर उत्पन्न होने की संभावना को कुछ कम करता है, क्योंकि वर्तमान रिटर्न प्रति चक्र दो बार शून्य हो जाता है। हर बार जब करंट शून्य क्रॉसिंग से गुजरता है तो चाप बुझ जाता है, और चाप को बनाए रखने के लिए अगले आधे चक्र के दौरान शासन करना चाहिए। | ||
ओमिक चालक के विपरीत, करंट बढ़ने पर चाप का प्रतिरोध कम हो जाता है। यह एक विद्युत उपकरण में अनजाने में चाप को खतरनाक बना देता है क्योंकि एक छोटा चाप भी उपकरण को नुकसान पहुंचाने के लिए काफी बड़ा हो सकता है और यदि पर्याप्त करंट उपलब्ध हो तो आग लग सकती है। जानबूझकर उत्पादित चाप, जैसे कि प्रकाश या [[ वेल्डिंग ]] में उपयोग किया जाता है, चाप की वर्तमान/वोल्टेज विशेषताओं को स्थिर करने के लिए परिपथ में कुछ तत्व की आवश्यकता होती है। | ओमिक चालक के विपरीत, करंट बढ़ने पर चाप का प्रतिरोध कम हो जाता है। यह एक विद्युत उपकरण में अनजाने में चाप को खतरनाक बना देता है क्योंकि एक छोटा चाप भी उपकरण को नुकसान पहुंचाने के लिए काफी बड़ा हो सकता है और यदि पर्याप्त करंट उपलब्ध हो तो आग लग सकती है। जानबूझकर उत्पादित चाप, जैसे कि प्रकाश या [[ वेल्डिंग |वेल्डिंग]] में उपयोग किया जाता है, चाप की वर्तमान/वोल्टेज विशेषताओं को स्थिर करने के लिए परिपथ में कुछ तत्व की आवश्यकता होती है। | ||
== उपयोग == | == उपयोग == | ||
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=== औद्योगिक === | === औद्योगिक === | ||
इसका उपयोग अर्धचालकों के उत्पादन में वेफर_ (इलेक्ट्रॉनिक्स) की सतह पर धातु की फिल्मों की पतली परतों को [[ स्पटरिंग ]] करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग इलेक्ट्रोस्टैटिक फ्लॉकिंग के लिए भी किया जाता है ताकि छोटे फाइबर के साथ वस्तुओं को कोट किया जा सके जो किनारे पर खड़े हों। | इसका उपयोग अर्धचालकों के उत्पादन में वेफर_ (इलेक्ट्रॉनिक्स) की सतह पर धातु की फिल्मों की पतली परतों को [[ स्पटरिंग |स्पटरिंग]] करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग इलेक्ट्रोस्टैटिक फ्लॉकिंग के लिए भी किया जाता है ताकि छोटे फाइबर के साथ वस्तुओं को कोट किया जा सके जो किनारे पर खड़े हों। | ||
=== वैज्ञानिक === | === वैज्ञानिक === | ||
[[ रेडियो ]] प्रसारण के प्रारंभिक रूप के रूप में ऐतिहासिक रूप से स्पार्क अंतराल का उपयोग किया गया था। इसी तरह, [[ बृहस्पति ]] के वातावरण में विद्युत के निर्वहन को ग्रह के शक्तिशाली रेडियो फ्रीक्वेंसी उत्सर्जन का स्रोत माना जाता है।<ref>K. Rinnert et al., ''Measurements of radio frequency signals from lightning in Jupiter's atmosphere'', J. Geophys. Res., 103(E10)</ref> | [[ रेडियो | रेडियो]] प्रसारण के प्रारंभिक रूप के रूप में ऐतिहासिक रूप से स्पार्क अंतराल का उपयोग किया गया था। इसी तरह, [[ बृहस्पति |बृहस्पति]] के वातावरण में विद्युत के निर्वहन को ग्रह के शक्तिशाली रेडियो फ्रीक्वेंसी उत्सर्जन का स्रोत माना जाता है।<ref>K. Rinnert et al., ''Measurements of radio frequency signals from lightning in Jupiter's atmosphere'', J. Geophys. Res., 103(E10)</ref> | ||
लैंडमार्क रसायन विज्ञान और कण भौतिकी प्रयोगों और खोजों में उच्च वोल्टेज का उपयोग किया गया है। वायुमंडलीय वायु से तत्व आर्गन के अलगाव और खोज में विद्युत चाप का उपयोग किया गया था। इंडक्शन कॉइल ने शुरुआती एक्स-रे ट्यूबों को संचालित किया। मोसले ने एनोड के रूप में उपयोग किए जाने पर उत्सर्जित स्पेक्ट्रम द्वारा धातु तत्वों के चयन के मोस्ले के नियम को निर्धारित करने के लिए एक्स-रे ट्यूब का उपयोग किया। [[ इलेक्ट्रान सूक्ष्मदर्शी ]] के लिए इलेक्ट्रॉन बीम उत्पन्न करने के लिए उच्च वोल्टेज का उपयोग किया जाता है। कॉकक्रॉफ्ट और वाल्टन ने हाइड्रोजन परमाणुओं को तेज करके हीलियम में लिथियम ऑक्साइड में न्यूक्लियर_ट्रांसम्यूटेशन लिथियम परमाणुओं के लिए कॉकक्रॉफ्ट-वाल्टन_जेनरेटर का आविष्कार किया। | लैंडमार्क रसायन विज्ञान और कण भौतिकी प्रयोगों और खोजों में उच्च वोल्टेज का उपयोग किया गया है। वायुमंडलीय वायु से तत्व आर्गन के अलगाव और खोज में विद्युत चाप का उपयोग किया गया था। इंडक्शन कॉइल ने शुरुआती एक्स-रे ट्यूबों को संचालित किया। मोसले ने एनोड के रूप में उपयोग किए जाने पर उत्सर्जित स्पेक्ट्रम द्वारा धातु तत्वों के चयन के मोस्ले के नियम को निर्धारित करने के लिए एक्स-रे ट्यूब का उपयोग किया। [[ इलेक्ट्रान सूक्ष्मदर्शी |इलेक्ट्रान सूक्ष्मदर्शी]] के लिए इलेक्ट्रॉन बीम उत्पन्न करने के लिए उच्च वोल्टेज का उपयोग किया जाता है। कॉकक्रॉफ्ट और वाल्टन ने हाइड्रोजन परमाणुओं को तेज करके हीलियम में लिथियम ऑक्साइड में न्यूक्लियर_ट्रांसम्यूटेशन लिथियम परमाणुओं के लिए कॉकक्रॉफ्ट-वाल्टन_जेनरेटर का आविष्कार किया। | ||
== सुरक्षा == | == सुरक्षा == | ||
[[File:ISO 7010 W012.svg|thumb|इलेक्ट्रिक शॉक [[ खतरे का प्रतीक ]] ([[ ISO 7010 ]] W012), जिसे हाई वोल्टेज सिंबल के रूप में भी जाना जाता है]] | [[File:ISO 7010 W012.svg|thumb|इलेक्ट्रिक शॉक [[ खतरे का प्रतीक |खतरे का प्रतीक]] ([[ ISO 7010 | ISO 7010]] W012), जिसे हाई वोल्टेज सिंबल के रूप में भी जाना जाता है]] | ||
{{See also|Electrical injury}} | {{See also|Electrical injury}} | ||
सूखी अखंड मानव त्वचा पर लगाए गए 50 वी से अधिक वोल्टेज हृदय के तंतु का कारण बन सकते हैं यदि वे शरीर के ऊतकों में विद्युत धाराएं उत्पन्न करते हैं जो [[ छाती ]] क्षेत्र से होकर गुजरती हैं। जिस वोल्टेज पर विद्युत के झटके का खतरा होता है वह शुष्क मानव त्वचा की विद्युत चालकता पर निर्भर करता है। लगभग 50 वोल्ट तक की शुष्क त्वचा की इन्सुलेट विशेषताओं द्वारा जीवित मानव ऊतक को क्षति से बचाया जा सकता है। यदि वही त्वचा गीली हो जाती है, घाव हो जाते हैं, या यदि त्वचा में प्रवेश करने वाले [[ इलेक्ट्रोड ]] पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो 40 वी से नीचे के वोल्टेज स्रोत भी घातक हो सकते हैं। | सूखी अखंड मानव त्वचा पर लगाए गए 50 वी से अधिक वोल्टेज हृदय के तंतु का कारण बन सकते हैं यदि वे शरीर के ऊतकों में विद्युत धाराएं उत्पन्न करते हैं जो [[ छाती |छाती]] क्षेत्र से होकर गुजरती हैं। जिस वोल्टेज पर विद्युत के झटके का खतरा होता है वह शुष्क मानव त्वचा की विद्युत चालकता पर निर्भर करता है। लगभग 50 वोल्ट तक की शुष्क त्वचा की इन्सुलेट विशेषताओं द्वारा जीवित मानव ऊतक को क्षति से बचाया जा सकता है। यदि वही त्वचा गीली हो जाती है, घाव हो जाते हैं, या यदि त्वचा में प्रवेश करने वाले [[ इलेक्ट्रोड ]] पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो 40 वी से नीचे के वोल्टेज स्रोत भी घातक हो सकते हैं। | ||
पर्याप्त ऊर्जा की आपूर्ति करने वाले किसी भी उच्च वोल्टेज के आकस्मिक संपर्क के परिणामस्वरूप गंभीर चोट या मृत्यु हो सकती है। यह तब हो सकता है जब किसी व्यक्ति का शरीर वर्तमान प्रवाह के लिए एक मार्ग प्रदान करता है, जिससे ऊतक क्षति और हृदय की विफलता होती है। अन्य चोटों में आकस्मिक संपर्क से उत्पन्न चाप से जलन शामिल हो सकती है। अगर पीड़ित का वायुमार्ग प्रभावित होता है तो ये जलन विशेष रूप से खतरनाक हो सकती है। चोट लगने की घटनाएं उन लोगों द्वारा अनुभव की जाने वाली शारीरिक ताकतों के परिणामस्वरूप भी हो सकती हैं जो बहुत ऊंचाई से गिरते हैं या काफी दूरी पर फेंके जाते हैं। | पर्याप्त ऊर्जा की आपूर्ति करने वाले किसी भी उच्च वोल्टेज के आकस्मिक संपर्क के परिणामस्वरूप गंभीर चोट या मृत्यु हो सकती है। यह तब हो सकता है जब किसी व्यक्ति का शरीर वर्तमान प्रवाह के लिए एक मार्ग प्रदान करता है, जिससे ऊतक क्षति और हृदय की विफलता होती है। अन्य चोटों में आकस्मिक संपर्क से उत्पन्न चाप से जलन शामिल हो सकती है। अगर पीड़ित का वायुमार्ग प्रभावित होता है तो ये जलन विशेष रूप से खतरनाक हो सकती है। चोट लगने की घटनाएं उन लोगों द्वारा अनुभव की जाने वाली शारीरिक ताकतों के परिणामस्वरूप भी हो सकती हैं जो बहुत ऊंचाई से गिरते हैं या काफी दूरी पर फेंके जाते हैं। | ||
Revision as of 12:10, 7 December 2023
उच्च वोल्टेज विद्युत से तात्पर्य इतनी बड़ी विद्युत क्षमता से है जो चोट या क्षति का कारण बन सकती है। कुछ उद्योगों में, उच्च वोल्टेज का तात्पर्य एक निश्चित सीमा से ऊपर के वोल्टेज से है। उच्च वोल्टेज वाले उपकरण और विद्युत चालक विशेष विद्युत सुरक्षा मानकों की गारंटी देते हैं।
उच्च वोल्टेज का उपयोग विद्युत ऊर्जा वितरण में, कैथोड रे ट्यूबों में, एक्स-रे और कण बीम उत्पन्न करने के लिए, विद्युत आर्क का उत्पादन करने के लिए, प्रज्वलन के लिए, फोटोमल्टीप्लायर ट्यूबों में, और उच्च-ऊर्जा एम्पलीफायर निर्वात - ट्यूबों में, साथ ही साथ अन्य औद्योगिक, सैन्य और वैज्ञानिक अनुप्रयोग में किया जाता है।
परिभाषा
| IEC voltage range | AC RMS voltage (V) |
DC voltage (V) | Defining risk |
|---|---|---|---|
| High voltage | > 1,000 | > 1,500 | Electrical arcing |
| Low voltage | 50 to 1,000 | 120 to 1,500 | Electrical shock |
| Extra-low voltage | < 50 | < 120 | Low risk |
उच्च वोल्टेज की संख्यात्मक परिभाषा संदर्भ पर निर्भर करती है। वोल्टेज को उच्च वोल्टेज के रूप में वर्गीकृत करने में दो कारकों पर विचार किया जाता है, हवा में चिंगारी पैदा होने की संभावना, और संपर्क या निकटता से बिजली के झटके का खतरा।
इंटरनेशनल इलेक्ट्रोटेक्नीकल कमीशन और इसके राष्ट्रीय समकक्ष ( आईईटी , आईईईई , वीडीई, आदि) उच्च वोल्टेज को प्रत्यावर्ती धारा के लिए 1000 वोल्ट से ऊपर और प्रत्यक्ष धारा के लिए कम से कम 1500 वोल्ट के रूप में परिभाषित करते हैं।[1]
संयुक्त राज्य अमेरिका में, अमेरिकी राष्ट्रीय मानक संस्थान (एएनएसआई) 100 वी से अधिक 60 हर्ट्ज विद्युत ऊर्जा प्रणालियों के लिए नाममात्र वोल्टेज रेटिंग स्थापित करता है। विशेष रूप से, ANSI C84.1-2020 उच्च वोल्टेज को 115 kV से 230 kV, अतिरिक्त-उच्च वोल्टेज को 345 kV से 765 kV और अति-उच्च वोल्टेज को 1,100 kV के रूप में परिभाषित करता है।।[2] ब्रिटिश स्टैंडर्ड बीएस 7671 : 2008 उच्च वोल्टेज को चालकों के बीच किसी भी वोल्टेज अंतर के रूप में परिभाषित करता है जो 1000 वीएसी या 1500 वी रिपल-फ्री डीसी से अधिक है, या चालक और तार के बीच कोई वोल्टेज अंतर जो 600 वीएसी या 900 वी रिपल-फ्री डीसी से अधिक है।[3]
कुछ न्यायक्षेत्रों में इलेक्ट्रीशियनों को केवल विशेष वोल्टेज वर्गों के लिए ही लाइसेंस दिया जा सकता है।[4] उदाहरण के लिए, एक विशेष उप-व्यापार के लिए एक विद्युत लाइसेंस जैसे एचवीएसी सिस्टम, फायर अलार्म सिस्टम, क्लोज़्ड परिपथ टेलीविज़न सिस्टम को चालकों के बीच केवल 30 वोल्ट तक सक्रिय सिस्टम स्थापित करने के लिए अधिकृत किया जा सकता है, और मेन-वोल्टेज परिपथ पर काम करने की अनुमति नहीं दी जा सकती है। आम जनता घरेलू मुख्य विद्युत परिपथ (100 से 250 वीएसी) पर विचार कर सकती है, जो उच्च वोल्टेज होने के लिए सामान्य रूप से सामना किए जाने वाले उच्चतम वोल्टेज को ले जाते हैं।
लगभग 50 वोल्ट से अधिक वोल्टेज सामान्यतः एक परिपथ के दो बिंदुओं को छूने वाले इंसान के माध्यम से प्रवाहित होने वाली खतरनाक मात्रा का कारण बन सकता है, इसलिए ऐसे परिपथ के आसपास सुरक्षा मानक अधिक प्रतिबंधात्मक होते हैं।
ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग में, उच्च वोल्टेज को 30 से 1000 वीएसी या 60 से 1500 वीडीसी की सीमा में वोल्टेज के रूप में परिभाषित किया जाता है।[5]
अतिरिक्त-उच्च वोल्टेज (ईएचवी) की परिभाषा फिर से संदर्भ पर निर्भर करती है। इलेक्ट्रिक पावर ट्रांसमिशन इंजीनियरिंग में, ईएचवी को 345,000- 765,000 वी की सीमा में वोल्टेज के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।[6] इलेक्ट्रॉनिक्स सिस्टम में, एक विद्युत आपूर्ति जो 275, 000 वोल्ट से अधिक प्रदान करती है उसे ईएचवी पावर सप्लाई कहा जाता है, और अधिकांश भौतिकी में प्रयोगों में इसका उपयोग किया जाता है। टेलीविज़न कैथोड रे ट्यूब के लिए त्वरित वोल्टेज को उपकरण के अंदर अन्य वोल्टेज आपूर्ति की तुलना में अतिरिक्त-उच्च वोल्टेज या अतिरिक्त-उच्च टेंशन (ईएचटी) के रूप में वर्णित किया जा सकता है। इस प्रकार की आपूर्ति 5 kV से लेकर लगभग 30 kV तक होती है।
उत्पादन
कम आर्द्रता की स्थितियों में देखे जाने वाले सामान्य इलेक्ट्रोस्टाटिक्स में हमेशा 700 वी से ऊपर वोल्टेज शामिल होता है। उदाहरण के लिए, सर्दियों में कार के दरवाजों पर चिंगारी में 20,000 वी तक का वोल्टेज शामिल हो सकता है।[7] इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर जैसे वैन डे ग्रैफ जनरेटर और विम्सहर्स्ट मशीन एक मिलियन वोल्ट के करीब वोल्टेज का उत्पादन कर सकते हैं, लेकिन सामान्यतः कम धाराएं उत्पन्न करते हैं। प्रेरण कुंडली फ्लाईबैक प्रभाव पर काम करता है जिसके परिणामस्वरूप इनपुट वोल्टेज से गुणा अनुपात से अधिक वोल्टेज होता है। वे सामान्यतः इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीनों की तुलना में उच्च धाराओं का उत्पादन करते हैं, लेकिन वांछित आउटपुट वोल्टेज की प्रत्येक दोहरीकरण माध्यमिक घुमावदार में आवश्यक तार की मात्रा के कारण वजन को लगभग दोगुना कर देती है। इस प्रकार तार के अधिक घुमावों को जोड़कर उन्हें उच्च वोल्टेज तक बढ़ाना अव्यावहारिक हो सकता है। कॉकक्रॉफ्ट-वाल्टन जनरेटर | कॉकक्रॉफ्ट-वाल्टन गुणक का उपयोग इंडक्शन कॉइल द्वारा उत्पादित वोल्टेज को गुणा करने के लिए किया जा सकता है। यह कैपेसिटर की सीढ़ी को चार्ज करने के लिए डायोड स्विच का उपयोग करके डीसी उत्पन्न करता है। टेस्ला कॉइल अनुनाद का उपयोग करते हैं, हल्के होते हैं, और अर्धचालक की आवश्यकता नहीं होती है।
सबसे बड़े पैमाने की चिंगारी वे हैं जो प्राकृतिक रूप से विद्युत द्वारा उत्पन्न होती हैं। नकारात्मक विद्युत का एक औसत बोल्ट 30 से 50 किलोएम्पियर की धारा वहन करता है, 5 कूलम्ब का चार्ज स्थानांतरित करता है, और 500 जूल # ऊर्जा के इतिहास (120 किलो टीएनटी समकक्ष , या लगभग 2 महीने के लिए 100 वाट प्रकाश बल्ब को जलाने के लिए पर्याप्त) को नष्ट कर देता है। ) हालांकि, सकारात्मक विद्युत का एक औसत बोल्ट (एक गरज के ऊपर से) 300 से 500 किलोएम्पियर का करंट ले सकता है, 300 कूलम्ब तक का चार्ज ट्रांसफर कर सकता है, 1 गीगावोल्ट (एक बिलियन वोल्ट) तक का संभावित अंतर हो सकता है, और 300 जीजे ऊर्जा (72 टन टीएनटी, या 100 वाट के प्रकाश बल्ब को 95 साल तक जलाने के लिए पर्याप्त ऊर्जा) को नष्ट कर सकता है। एक नकारात्मक विद्युत की हड़ताल सामान्यतः केवल दस माइक्रोसेकंड तक चलती है, लेकिन कई हमले आम हैं। एक सकारात्मक विद्युत का स्ट्रोक सामान्यतः एक ही घटना है। हालांकि, बड़ा पीक करंट सैकड़ों मिलीसेकंड तक प्रवाहित हो सकता है, जिससे यह नकारात्मक विद्युत की तुलना में काफी अधिक ऊर्जावान हो जाता है।
हवा में चिंगारी
गोलाकार इलेक्ट्रोड के बीच मानक तापमान और दबाव (एसटीपी) पर शुष्क हवा की ढांकता हुआ टूटने की ताकत लगभग 33 kV/cm है।[8] यह केवल एक रफ गाइड के रूप में है, क्योंकि वास्तविक ब्रेकडाउन वोल्टेज इलेक्ट्रोड के आकार और आकार पर अत्यधिक निर्भर है। मजबूत विद्युत क्षेत्र (छोटे या नुकीले चालकों पर लागू उच्च वोल्टेज से) अधिकांश हवा में बैंगनी रंग के कोरोना डिस्चार्ज के साथ-साथ दिखाई देने वाली चिंगारी उत्पन्न करते हैं। लगभग 500-700 वोल्ट से नीचे के वोल्टेज वायुमंडलीय दबाव पर आसानी से दिखाई देने वाली विद्युत चिंगारी या हवा में चमक पैदा नहीं कर सकते हैं, इसलिए इस नियम से ये वोल्टेज कम हैं। हालांकि, कम वायुमंडलीय दबाव (जैसे उच्च ऊंचाई वाले विमानों में) या आर्गन या नीयन जैसे महान गैस के वातावरण में, स्पार्क बहुत कम वोल्टेज पर दिखाई देते हैं। स्पार्क ब्रेकडाउन के उत्पादन के लिए 500 से 700 वोल्ट एक निश्चित न्यूनतम नहीं है, लेकिन यह एक नियम का अंगूठा है। एसटीपी पर हवा के लिए, न्यूनतम स्पार्कओवर वोल्टेज लगभग 327 वोल्ट है, जैसा कि फ्रेडरिक पासचेन ने उल्लेख किया है।[9] जबकि कम वोल्टेज, सामान्य रूप से, वोल्टेज लागू होने से पहले मौजूद एक अंतर को कूदते नहीं हैं, एक मौजूदा वर्तमान प्रवाह को अंतराल के साथ बाधित करने से अधिकांश कम वोल्टेज स्पार्क या इलेक्ट्रिक आर्क उत्पन्न होता है। जैसे ही संपर्क अलग हो जाते हैं, संपर्क के कुछ छोटे बिंदु अलग होने वाले अंतिम बन जाते हैं। करंट इन छोटे गर्म स्थानों तक संकुचित हो जाता है, जिससे वे गरमागरम हो जाते हैं, जिससे वे इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करते हैं (थर्मियोनिक उत्सर्जन के माध्यम से)। यहां तक कि एक छोटी 9 वी बैटरी भी इस तंत्र द्वारा एक अंधेरे कमरे में स्पष्ट रूप से चमक सकती है। आयनित वायु और धातु वाष्प (संपर्कों से) प्लाज्मा बनाते हैं, जो अस्थायी रूप से चौड़ीकरण की खाई को पाटता है। यदि विद्युत की आपूर्ति और लोड पर्याप्त प्रवाह की अनुमति देते हैं, तो एक आत्मनिर्भर विद्युत चाप बन सकता है। एक बार बनने के बाद, परिपथ को तोड़ने से पहले एक चाप को एक महत्वपूर्ण लंबाई तक बढ़ाया जा सकता है। एक आगमनात्मक परिपथ को खोलने का प्रयास अधिकांश एक चाप बनाता है, क्योंकि जब भी करंट बाधित होता है तो इंडक्शन एक उच्च-वोल्टेज पल्स प्रदान करता है। प्रत्यावर्ती धारा सिस्टम निरंतर उत्पन्न होने की संभावना को कुछ कम करता है, क्योंकि वर्तमान रिटर्न प्रति चक्र दो बार शून्य हो जाता है। हर बार जब करंट शून्य क्रॉसिंग से गुजरता है तो चाप बुझ जाता है, और चाप को बनाए रखने के लिए अगले आधे चक्र के दौरान शासन करना चाहिए।
ओमिक चालक के विपरीत, करंट बढ़ने पर चाप का प्रतिरोध कम हो जाता है। यह एक विद्युत उपकरण में अनजाने में चाप को खतरनाक बना देता है क्योंकि एक छोटा चाप भी उपकरण को नुकसान पहुंचाने के लिए काफी बड़ा हो सकता है और यदि पर्याप्त करंट उपलब्ध हो तो आग लग सकती है। जानबूझकर उत्पादित चाप, जैसे कि प्रकाश या वेल्डिंग में उपयोग किया जाता है, चाप की वर्तमान/वोल्टेज विशेषताओं को स्थिर कर