चार्ज का स्थान: परिभाषा उदाहरण और प्रभाव

एक स्पेस चार्ज को ऐसा क्षेत्र परिभाषित किया जाता है जहाँ विद्युत आवेश संचित होते हैं, या तो मुक्त स्थान में या किसी डाइ-इलेक्ट्रिक सामग्री में। विद्युत आवेश या तो धनात्मक या ऋणात्मक हो सकते हैं, और वे या तो गतिशील या अगतिशील हो सकते हैं। स्पेस चार्ज विद्युत क्षेत्र, विद्युत संभावना, और क्षेत्र में धारा प्रवाह को प्रभावित कर सकता है।

स्पेस चार्ज के उदाहरण

स्पेस चार्ज विभिन्न परिस्थितियों में हो सकता है, जैसे:

• सेमीकंडक्टर जंक्शन: जब एक p-प्रकार का सेमीकंडक्टर (जिसमें अधिक छेद होते हैं) को एक n-प्रकार के सेमीकंडक्टर (जिसमें अधिक इलेक्ट्रॉन होते हैं) के संपर्क में लाया जाता है, तो जंक्शन के पास के इलेक्ट्रॉन और छेद पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे अगतिशील आयन छोड़ दिए जाते हैं। यह एक स्पेस चार्ज क्षेत्र बनाता है जो गतिशील चार्ज कैरियर से खाली होता है और इसमें एक विद्युत क्षेत्र होता है जो आगे के चार्जों के फैलाव को विरोध करता है। इस क्षेत्र को डीप्लेशन लेयर या डीप्लेशन जोन भी कहा जाता है।

• इलेक्ट्रॉन ट्यूब: जब एक इलेक्ट्रॉन ट्यूब (जैसे वैक्यूम ट्यूब या थर्मियोनिक कन्वर्टर) को ऊर्जा दी जाती है, तो इलेक्ट्रॉन कैथोड (ऋणात्मक इलेक्ट्रोड) से निकलते हैं और एनोड (धनात्मक इलेक्ट्रोड) की ओर चलते हैं। हालांकि, इलेक्ट्रॉन ट्यूब के पार यात्रा करने में कुछ सीमित समय लगता है, और वे कैथोड के पास ऋणात्मक चार्जों का एक बादल बना सकते हैं। यह एक स्पेस चार्ज क्षेत्र बनाता है जो निकलने वाले इलेक्ट्रॉनों को विरोध करता है और धारा प्रवाह को कम करता है। इस क्षेत्र को कैथोड फॉल या वर्चुअल कैथोड भी कहा जाता है।

  

स्पेस चार्ज विभिन्न उपकरणों और अनुप्रयोगों पर दोनों धनात्मक और ऋणात्मक प्रभाव डाल सकता है, जैसे:

• थर्मियोनिक कन्वर्टर: थर्मियोनिक कन्वर्टर उपकरण होते हैं जो गर्मी को विद्युत में परिवर्तित करते हैं थर्मियोनिक उत्सर्जन का उपयोग करके, जो गर्म धातु की सतह से इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन का उपयोग करता है। स्पेस चार्ज थर्मियोनिक कन्वर्टरों की दक्षता और शक्ति उत्पादन को कम करता है इसलिए इसके द्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों के लिए एक अतिरिक्त बाधा बनाता है। इस बाधा को दूर करने के लिए, उच्च तापमान या कम वोल्टेज की आवश्यकता होती है, जो गर्मी की हानि बढ़ाता है या वोल्टेज उत्पादन कम करता है।

• विस्तारक: विस्तारक उपकरण होते हैं जो इनपुट सिग्नल की अम्प्लीट्यूड को इलेक्ट्रॉन ट्यूब या ट्रांजिस्टर का उपयोग करके बढ़ाते हैं। स्पेस चार्ज विस्तारकों के प्रदर्शन को सुधार सकता है कुछ ट्यूबों पर ऋणात्मक वोल्टेज बनाकर, जो उन्हें नकारात्मक वायस प्रदान करने के बराबर होता है। यह वायस विस्तार प्रक्रिया को नियंत्रित करने और विकृति को कम करने में मदद करता है।

• शॉट शोर: शॉट शोर एक प्रकार की शोर है जो विद्युत धारा के यादृच्छिक उतार-चढ़ाव के कारण होता है। स्पेस चार्ज शॉट शोर को चार्जों के गति को प्रभावित करके कम कर सकता है। यह यादृच्छिक रूप से एक निश्चित बिंदु पर पहुंचने वाले चार्जों की संख्या को कम करता है, जिससे उनकी सांख्यिकीय भिन्नता, जो शॉट शोर है, कम हो जाती है।

निष्कर्ष

      स्पेस चार्ज एक घटना है जो तब होती है जब विद्युत आवेश एक क्षेत्र में संचित होते हैं, या तो मुक्त स्थान में या किसी डाइ-इलेक्ट्रिक सामग्री में। इसके विभिन्न कारण हो सकते हैं, जैसे थर्मियोनिक उत्सर्जन, सेमीकंडक्टर जंक्शन, डाइ-इलेक्ट्रिक ब्रेकडाउन, या वाटर ट्री। इसके विभिन्न प्रभाव हो सकते हैं, जैसे थर्मियोनिक रूपांतरण दक्षता को कम करना, विस्तारक के प्रदर्शन को सुधारना, या शॉट शोर को कम करना।

स्रोत: Electrical4u

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