सबसे अच्छा इन्सुलेटर कौन सा होगा: हीरा, सोना, सीसा या कंक्रीट?

हीरे, सोना, सीसा और कंक्रीट में बिजली के संचालन की उनकी क्षमता सहित बहुत अलग विद्युत विशेषताएं होती हैं। इनमें से दो पदार्थ विद्युत के सुचालक हैं और दो कुचालक हैं। सोना और सीसा धातु होने के कारण खराब इंसुलेटर बनाते हैं। हीरे और कंक्रीट अधात्विक होते हैं और इनमें अच्छे इन्सुलेट गुण होते हैं, लेकिन हीरा अपनी मजबूत प्रतिरोधकता के कारण बेहतर इन्सुलेटर बना देगा।

एक मानक विद्युत तार में एक धातु कंडक्टर होता है जो एक इन्सुलेट प्लास्टिक जैकेट से घिरा होता है; कंडक्टर विद्युत प्रवाह को वहन करता है जहां उसे जाने की आवश्यकता होती है, और इन्सुलेटर सुरक्षित रूप से बिजली को अन्य तारों या प्रवाहकीय सामग्री को भटकने से रोकता है। कंडक्टर बहुत कम प्रतिरोध के साथ विद्युत प्रवाह ले जाते हैं। दूसरी ओर, इंसुलेटर बिजली के प्रवाह को प्रभावी ढंग से अवरुद्ध करते हुए, करंट का दृढ़ता से विरोध करते हैं। चालन उन इलेक्ट्रॉनों पर निर्भर करता है जो किसी पदार्थ में परमाणुओं की परिक्रमा करते हैं। अच्छे कंडक्टरों में, इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र रूप से घूमते हैं, जिससे करंट प्रवाहित होना आसान हो जाता है। एक इन्सुलेटर में, इलेक्ट्रॉन अधिक प्रतिबंधित होते हैं, इसलिए विद्युत प्रवाह खराब तरीके से चलता है।

इन्सुलेटर जितना बेहतर होगा, प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा। वैज्ञानिक प्रतिरोधकता के संदर्भ में इन्सुलेट सामग्री को मापते हैं - ओम में प्रतिरोध को उस दूरी से गुणा करना चाहिए जो इसे यात्रा करनी चाहिए - और ओम टाइम्स मीटर जैसी इकाइयों का उपयोग करें। उदाहरण के लिए, कांच की प्रतिरोधकता, एक इन्सुलेटर, 1 अरब ओम-मीटर से अधिक है, जबकि एल्यूमीनियम, एक कंडक्टर, ओम-मीटर के 26 अरबवें हिस्से को मापता है।

ज्ञात सबसे कठिन सामग्रियों में से एक, हीरा एक उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेटर भी है। हीरे में, कार्बन के परमाणु - एक गैर-धातु - एक त्रि-आयामी क्रिस्टल गठन में कसकर पकड़े जाते हैं। इसकी प्रतिरोधकता लगभग १०० क्वाड्रिलियन ओम-मीटर है, या १ के बाद १६ शून्य हैं।

कंक्रीट रेत, कुचल पत्थर और बजरी सहित खनिजों का मिश्रण है। पोर्टलैंड सीमेंट एक कठोर ठोस बनाने के लिए मिश्रण को एक साथ बांधता है। प्रतिरोधकता सटीक सूत्रीकरण पर निर्भर करती है और 50 से 1,000 ओम-मीटर तक भिन्न होती है। यद्यपि कंक्रीट धातुओं की तुलना में बिजली का खराब संचालन करता है, यह कांच और अन्य सामग्रियों की तुलना में बेहतर कंडक्टर है। कम प्रतिरोधकता के साथ कंक्रीट का मिश्रण एम्बेडेड या इससे जुड़ी स्टील संरचनाओं में जंग में योगदान देता है।

हालांकि लेड यौगिक अच्छे इंसुलेटर हो सकते हैं, शुद्ध लेड एक धातु है जो बिजली का संचालन करती है, जिससे यह एक खराब इंसुलेटर बन जाता है। लेड की प्रतिरोधकता एक ओम-मीटर का 22 अरबवां भाग है। यह विद्युत संपर्कों में उपयोग देखता है, क्योंकि अपेक्षाकृत नरम धातु होने के कारण, यह कसने पर आसानी से विकृत हो जाता है और एक ठोस संबंध बनाता है। उदाहरण के लिए, कार बैटरी के लिए कनेक्टर आमतौर पर सीसे से बने होते हैं। एक कार की स्टार्टर मोटर कुछ समय के लिए 100 एम्पीयर से अधिक करंट खींचती है, जिसके लिए बैटरी से एक मजबूत कनेक्शन की आवश्यकता होती है।

सोना एक खराब इन्सुलेटर और एक अच्छा कंडक्टर है, जिसमें ओम-मीटर के 22.4 अरबवें हिस्से की प्रतिरोधकता होती है। सीसे की तरह, इलेक्ट्रॉनिक संपर्क बनाने के लिए सोने का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। कई अन्य धातुओं के विपरीत, यह बहुत रासायनिक रूप से स्थिर है और जंग का प्रतिरोध करता है जो अन्य प्रकार के विद्युत कनेक्टरों को नीचा दिखाता है।