நிலையான மின்சாரத்தின் உருவாக்க வழிமுறை

பொதுவாக, உராய்வு அல்லது தூண்டல் காரணமாக நிலையான மின்சாரம் உருவாக்கப்படுகிறது.

உராய்வு நிலையான மின்சாரம் தொடர்பு, உராய்வு அல்லது இரண்டு பொருட்களுக்கு இடையேயான பிரிவின் போது உருவாகும் மின் கட்டணங்களின் இயக்கத்தால் உருவாக்கப்படுகிறது. கடத்திகளின் வலுவான கடத்துத்திறன் காரணமாக கடத்திகளுக்கு இடையே உராய்வு மூலம் நிலையான மின்சாரம் பொதுவாக ஒப்பீட்டளவில் பலவீனமாக இருக்கும். உராய்வு மூலம் உருவாகும் அயனிகள் விரைவாக ஒன்றாக நகர்ந்து, உராய்வு செயல்முறையின் போதும் அதன் முடிவிலும் நடுநிலையாக்கும். இன்சுலேட்டரின் உராய்வுக்குப் பிறகு, அதிக மின்னழுத்தம் உருவாக்கப்படலாம், ஆனால் கட்டணத்தின் அளவு மிகவும் சிறியது. இது இன்சுலேட்டரின் இயற்பியல் கட்டமைப்பால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. ஒரு இன்சுலேட்டரின் மூலக்கூறு கட்டமைப்பில், அணுக்கருவின் பிணைப்பிலிருந்து எலக்ட்ரான்கள் சுதந்திரமாக நகர்வது கடினம், எனவே உராய்வு ஒரு சிறிய அளவு மூலக்கூறு அல்லது அணு அயனியாக்கத்தில் விளைகிறது.

தூண்டல் நிலையான மின்சாரம் என்பது ஒரு பொருள் மின்சார புலத்தில் இருக்கும்போது ஒரு மின்காந்த புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் ஒரு பொருளில் எலக்ட்ரான்களின் இயக்கத்தால் உருவாகும் ஒரு மின்சார புலமாகும். தூண்டல் நிலையான மின்சாரம் பொதுவாக கடத்திகளில் மட்டுமே உருவாக்கப்படும். இன்சுலேட்டர்களில் இடஞ்சார்ந்த மின்காந்த புலங்களின் விளைவை புறக்கணிக்க முடியும்.

மின்னியல் வெளியேற்ற பொறிமுறை

220V மின்சாரம் மக்களைக் கொல்லும், ஆனால் மக்கள் மீது ஆயிரக்கணக்கான வோல்ட்கள் அவர்களைக் கொல்ல முடியாததற்கு என்ன காரணம்? மின்தேக்கியின் மின்னழுத்தம் பின்வரும் சூத்திரத்தை சந்திக்கிறது: U=Q/C. இந்த சூத்திரத்தின்படி, கொள்ளளவு சிறியதாகவும், சார்ஜ் அளவு குறைவாகவும் இருக்கும்போது, ​​உயர் மின்னழுத்தம் உருவாகும். “பொதுவாக, நம் உடல்கள் மற்றும் நம்மைச் சுற்றியுள்ள பொருட்களின் கொள்ளளவு மிகவும் சிறியது. ஒரு மின்சார கட்டணம் உருவாக்கப்படும் போது, ​​ஒரு சிறிய அளவு மின்சாரம் அதிக மின்னழுத்தத்தை உருவாக்க முடியும். சிறிய அளவிலான மின்சார கட்டணம் காரணமாக, வெளியேற்றும் போது, ​​உருவாக்கப்பட்ட மின்னோட்டம் மிகவும் சிறியது, மற்றும் நேரம் மிகவும் சிறியது. மின்னழுத்தத்தை பராமரிக்க முடியாது, மேலும் மின்னோட்டம் மிகக் குறுகிய காலத்தில் குறைகிறது. “மனித உடல் ஒரு இன்சுலேட்டராக இல்லாததால், உடல் முழுவதும் குவிந்திருக்கும் நிலையான கட்டணங்கள், வெளியேற்ற பாதை இருக்கும்போது, ​​ஒன்றிணைந்துவிடும். அதனால், மின்னோட்டம் அதிகமாக இருப்பது போலவும், மின்சாரம் தாக்கியது போலவும் உணர்கிறேன். மனித உடல்கள் மற்றும் உலோகப் பொருட்கள் போன்ற கடத்திகளில் நிலையான மின்சாரம் உருவாக்கப்பட்ட பிறகு, வெளியேற்ற மின்னோட்டம் ஒப்பீட்டளவில் பெரியதாக இருக்கும்.

நல்ல காப்புப் பண்புகளைக் கொண்ட பொருட்களுக்கு, ஒன்று உருவாக்கப்படும் மின்சாரக் கட்டணத்தின் அளவு மிகச் சிறியது, மற்றொன்று உருவாக்கப்படும் மின்சாரக் கட்டணம் பாய்வது கடினம். மின்னழுத்தம் அதிகமாக இருந்தாலும், எங்காவது டிஸ்சார்ஜ் பாதை இருக்கும் போது, ​​தொடர்பு புள்ளி மற்றும் அருகிலுள்ள ஒரு சிறிய வரம்பிற்குள் மட்டுமே மின்னழுத்தம் பாயும் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் செய்ய முடியும், அதே சமயம் தொடர்பு இல்லாத இடத்தில் சார்ஜ் வெளியேற்ற முடியாது. எனவே, பல்லாயிரக்கணக்கான வோல்ட் மின்னழுத்தத்துடன் கூட, வெளியேற்ற ஆற்றலும் மிகக் குறைவு.

எலக்ட்ரானிக் கூறுகளுக்கு நிலையான மின்சாரத்தின் அபாயங்கள்

நிலையான மின்சாரம் தீங்கு விளைவிக்கும்LEDs, LED இன் தனித்துவமான "காப்புரிமை" மட்டுமல்ல, சிலிக்கான் பொருட்களால் செய்யப்பட்ட டையோட்கள் மற்றும் டிரான்சிஸ்டர்களும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. கட்டிடங்கள், மரங்கள் மற்றும் விலங்குகள் கூட நிலையான மின்சாரத்தால் சேதமடையக்கூடும் (மின்னல் என்பது நிலையான மின்சாரத்தின் ஒரு வடிவம், அதை நாங்கள் இங்கு கருத்தில் கொள்ள மாட்டோம்).

எனவே, நிலையான மின்சாரம் மின்னணு கூறுகளை எவ்வாறு சேதப்படுத்துகிறது? நான் வெகுதூரம் செல்ல விரும்பவில்லை, குறைக்கடத்தி சாதனங்களைப் பற்றி பேசுகிறேன், ஆனால் டையோட்கள், டிரான்சிஸ்டர்கள், ஐசிகள் மற்றும் எல்.ஈ.

குறைக்கடத்தி கூறுகளுக்கு மின்சாரத்தால் ஏற்படும் சேதம் இறுதியில் மின்னோட்டத்தை உள்ளடக்கியது. மின்சாரத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ், வெப்பம் காரணமாக சாதனம் சேதமடைந்துள்ளது. மின்னோட்டம் இருந்தால், மின்னழுத்தம் இருக்க வேண்டும். இருப்பினும், குறைக்கடத்தி டையோட்கள் PN சந்திப்புகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை மின்னழுத்த வரம்பைக் கொண்டுள்ளன, அவை முன்னோக்கி மற்றும் தலைகீழ் திசைகளில் மின்னோட்டத்தைத் தடுக்கின்றன. முன்னோக்கி சாத்தியமான தடை குறைவாக உள்ளது, அதே சமயம் தலைகீழ் சாத்தியமான தடை மிகவும் அதிகமாக உள்ளது. மின்சுற்றில், மின்தடை அதிகமாக இருக்கும் இடத்தில், மின்னழுத்தம் செறிவூட்டப்படுகிறது. ஆனால் LED களுக்கு, மின்னழுத்தம் LED க்கு முன்னோக்கிப் பயன்படுத்தப்படும் போது, ​​வெளிப்புற மின்னழுத்தம் டையோடின் வாசல் மின்னழுத்தத்தை விட குறைவாக இருக்கும் போது (மெட்டீரியல் பேண்ட் இடைவெளி அகலத்துடன் தொடர்புடையது), முன்னோக்கி மின்னோட்டம் இல்லை, மேலும் மின்னழுத்தம் அனைத்தும் பயன்படுத்தப்படும் PN சந்திப்பு. மின்னழுத்தம் LED க்கு தலைகீழாகப் பயன்படுத்தப்படும் போது, ​​வெளிப்புற மின்னழுத்தம் LED இன் தலைகீழ் முறிவு மின்னழுத்தத்தை விட குறைவாக இருக்கும்போது, ​​மின்னழுத்தம் PN சந்திப்பில் முழுமையாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த நேரத்தில், LED, அடைப்புக்குறி, P பகுதி அல்லது N பகுதியின் தவறான சாலிடர் மூட்டுகளில் மின்னழுத்த வீழ்ச்சி இல்லை! ஏனென்றால் கரண்ட் இல்லை. PN சந்திப்பு உடைந்த பிறகு, வெளிப்புற மின்னழுத்தம் சுற்றுவட்டத்தில் உள்ள அனைத்து மின்தடையங்களாலும் பகிரப்படுகிறது. மின்தடை அதிகமாக இருக்கும் இடத்தில், பகுதியின் மின்னழுத்தம் அதிகமாக இருக்கும். எல்இடிகளைப் பொறுத்த வரையில், பிஎன் சந்தி அதிக மின்னழுத்தத்தைத் தாங்குவது இயற்கையானது. PN சந்திப்பில் உருவாக்கப்படும் அனல் மின்சாரம், மின்னழுத்த வீழ்ச்சியானது தற்போதைய மதிப்பால் பெருக்கப்படுகிறது. தற்போதைய மதிப்பு குறைவாக இல்லை என்றால், அதிகப்படியான வெப்பம் PN சந்திப்பை எரித்துவிடும், இது அதன் செயல்பாட்டை இழந்து ஊடுருவிச் செல்லும்.

IC கள் ஏன் நிலையான மின்சாரம் பற்றி பயப்படுகின்றன? ஒரு IC இல் உள்ள ஒவ்வொரு கூறுகளின் பரப்பளவும் மிகச் சிறியதாக இருப்பதால், ஒவ்வொரு கூறுகளின் ஒட்டுண்ணி கொள்ளளவும் மிகச் சிறியதாக இருக்கும் (பெரும்பாலும் சுற்றுச் செயல்பாட்டிற்கு மிகச் சிறிய ஒட்டுண்ணி கொள்ளளவு தேவைப்படுகிறது). எனவே, ஒரு சிறிய அளவு மின்னியல் சார்ஜ் உயர் மின்னழுத்த மின்னழுத்தத்தை உருவாக்கும், மேலும் ஒவ்வொரு கூறுகளின் சக்தி சகிப்புத்தன்மையும் பொதுவாக மிகச் சிறியதாக இருக்கும், எனவே மின்னியல் வெளியேற்றம் IC ஐ எளிதில் சேதப்படுத்தும். இருப்பினும், சாதாரண சிறிய பவர் டையோட்கள் மற்றும் சிறிய பவர் டிரான்சிஸ்டர்கள் போன்ற சாதாரண தனித்துவமான கூறுகள் நிலையான மின்சாரத்திற்கு மிகவும் பயப்படுவதில்லை, ஏனெனில் அவற்றின் சிப் பகுதி ஒப்பீட்டளவில் பெரியது மற்றும் அவற்றின் ஒட்டுண்ணி கொள்ளளவு ஒப்பீட்டளவில் பெரியது, மேலும் அதிக மின்னழுத்தங்களைக் குவிப்பது எளிதல்ல. அவை பொதுவான நிலையான அமைப்புகளில். குறைந்த சக்தி MOS டிரான்சிஸ்டர்கள் அவற்றின் மெல்லிய கேட் ஆக்சைடு அடுக்கு மற்றும் சிறிய ஒட்டுண்ணி கொள்ளளவு காரணமாக மின்னியல் சேதத்திற்கு ஆளாகின்றன. பேக்கேஜிங் செய்த பிறகு மூன்று மின்முனைகளை ஷார்ட் சர்க்யூட் செய்த பிறகு அவை வழக்கமாக தொழிற்சாலையை விட்டு வெளியேறுகின்றன. பயன்பாட்டில், வெல்டிங் முடிந்ததும் குறுகிய பாதையை அகற்றுவது பெரும்பாலும் தேவைப்படுகிறது. அதிக சக்தி கொண்ட MOS டிரான்சிஸ்டர்களின் பெரிய சிப் பகுதி காரணமாக, சாதாரண நிலையான மின்சாரம் அவற்றை சேதப்படுத்தாது. எனவே, சக்தி MOS டிரான்சிஸ்டர்களின் மூன்று மின்முனைகள் குறுகிய சுற்றுகளால் பாதுகாக்கப்படவில்லை என்பதை நீங்கள் காண்பீர்கள் (ஆரம்பகால உற்பத்தியாளர்கள் தொழிற்சாலையை விட்டு வெளியேறுவதற்கு முன்பு அவற்றை இன்னும் குறுகிய சுற்று செய்தனர்).

எல்.ஈ.டி உண்மையில் ஒரு டையோடு கொண்டது, மேலும் IC க்குள் இருக்கும் ஒவ்வொரு கூறுக்கும் ஒப்பிடும்போது அதன் பரப்பளவு மிகப் பெரியது. எனவே, LED களின் ஒட்டுண்ணி கொள்ளளவு ஒப்பீட்டளவில் பெரியது. எனவே, பொதுவான சூழ்நிலைகளில் நிலையான மின்சாரம் LED களை சேதப்படுத்த முடியாது.

பொதுவான சூழ்நிலைகளில் மின்னியல் மின்சாரம், குறிப்பாக இன்சுலேட்டர்களில், உயர் மின்னழுத்தத்தைக் கொண்டிருக்கலாம், ஆனால் வெளியேற்றக் கட்டணத்தின் அளவு மிகவும் சிறியது மற்றும் வெளியேற்ற மின்னோட்டத்தின் காலம் மிகக் குறைவு. கடத்தியில் தூண்டப்பட்ட மின்னியல் மின்னழுத்தத்தின் மின்னழுத்தம் மிக அதிகமாக இருக்காது, ஆனால் வெளியேற்ற மின்னோட்டம் பெரியதாகவும் அடிக்கடி தொடர்ச்சியாகவும் இருக்கலாம். இது மின்னணு கூறுகளுக்கு மிகவும் தீங்கு விளைவிக்கும்.

நிலையான மின்சாரம் ஏன் சேதமடைகிறதுLED சில்லுகள்அடிக்கடி ஏற்படாது

ஒரு சோதனை நிகழ்வோடு ஆரம்பிக்கலாம். ஒரு உலோக இரும்புத் தகடு 500V நிலையான மின்சாரத்தைக் கொண்டுள்ளது. உலோகத் தட்டில் LED ஐ வைக்கவும் (பின்வரும் சிக்கல்களைத் தவிர்க்க வேலை வாய்ப்பு முறைக்கு கவனம் செலுத்துங்கள்). எல்இடி சேதமடையும் என்று நினைக்கிறீர்களா? இங்கே, ஒரு எல்.ஈ.டியை சேதப்படுத்த, அது வழக்கமாக அதன் முறிவு மின்னழுத்தத்தை விட அதிகமான மின்னழுத்தத்துடன் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும், அதாவது எல்.ஈ.டியின் இரண்டு மின்முனைகளும் ஒரே நேரத்தில் உலோகத் தகட்டைத் தொடர்புகொண்டு முறிவு மின்னழுத்தத்தை விட அதிக மின்னழுத்தத்தைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். இரும்புத் தகடு ஒரு நல்ல கடத்தியாக இருப்பதால், அது முழுவதும் தூண்டப்பட்ட மின்னழுத்தம் சமமாக இருக்கும், மேலும் 500V மின்னழுத்தம் தரையுடன் தொடர்புடையது. எனவே, LED இன் இரண்டு மின்முனைகளுக்கு இடையில் மின்னழுத்தம் இல்லை, இயற்கையாகவே சேதம் இருக்காது. எல்.ஈ.டி.யின் ஒரு மின்முனையை இரும்புத் தகடு மூலம் நீங்கள் தொடர்பு கொள்ளாவிட்டால், மற்ற மின்முனையை ஒரு கடத்தியுடன் (கை அல்லது கம்பியை இன்சுலேட் செய்யாத கையுறைகள்) தரையிலோ அல்லது பிற கடத்திகளோடும் இணைக்கும் வரை.

மேலே உள்ள சோதனை நிகழ்வு, ஒரு எல்.ஈ.டி மின்னியல் புலத்தில் இருக்கும்போது, ​​ஒரு மின்முனையானது மின்னியல் உடலைத் தொடர்பு கொள்ள வேண்டும், மற்ற மின்முனையானது சேதமடைவதற்கு முன்பு தரை அல்லது பிற கடத்திகளை தொடர்பு கொள்ள வேண்டும் என்பதை நமக்கு நினைவூட்டுகிறது. உண்மையான உற்பத்தி மற்றும் பயன்பாட்டில், சிறிய அளவிலான எல்.ஈ.டிகளுடன், இது போன்ற விஷயங்கள் நிகழும் வாய்ப்பு அரிதாகவே உள்ளது, குறிப்பாக தொகுதிகளில். தற்செயலான நிகழ்வுகள் சாத்தியமாகும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு எல்.ஈ.டி ஒரு மின்னியல் உடலில் உள்ளது, மேலும் ஒரு மின்முனை மின்னியல் உடலைத் தொடர்பு கொள்கிறது, மற்ற மின்முனையானது தற்காலிகமாக இடைநிறுத்தப்பட்டுள்ளது. இந்த நேரத்தில், யாரோ ஒருவர் இடைநிறுத்தப்பட்ட மின்முனையைத் தொடுகிறார், இது சேதமடையக்கூடும்LED விளக்கு.

மின்னியல் சிக்கல்களை புறக்கணிக்க முடியாது என்பதை மேலே உள்ள நிகழ்வு நமக்கு சொல்கிறது. மின்னியல் வெளியேற்றத்திற்கு ஒரு கடத்தும் சுற்று தேவைப்படுகிறது, மேலும் நிலையான மின்சாரம் இருந்தால் எந்தத் தீங்கும் இல்லை. மிகக் குறைந்த அளவு கசிவு ஏற்பட்டால், தற்செயலான மின்னியல் சேதத்தின் சிக்கலைக் கருத்தில் கொள்ளலாம். இது பெரிய அளவில் ஏற்பட்டால், அது சிப் மாசுபாடு அல்லது மன அழுத்தத்தின் பிரச்சனையாக இருக்கலாம்.