మొదటి విద్యుత్ ఘటాన్ని తయారు చేసింది ఎవరు?
- ఇంట్లో వెలుగుతున్న బల్బులను సమాంతర అనుసంధానంలో అమరుస్తారు.
- విద్యుత్ వలన కలిగే ఉష్ణ ఫలితాం అనే ధర్మం ఆధారంగా ఎలక్ట్రిక్ కుక్కర్,ఎలక్ట్రిక్ హీటర్, ఇస్త్రీపెట్టె వంటివి పనిచేస్తాయి.
- ఎలక్ట్రిక్ హీటర్లో ఫిలమెంటుగా నిక్రోమ్ తీగను ఉపయోగిస్తారు.
- ఫిలమెంట్ విడుదల చేసే ఉష్ణం దానిని తయారు చేసిన పదార్థం, తీగ పొడవు, మందంపై ఆధారపడుతుంది.
- విద్యుత్ బల్బుకూడా విద్యుత్ ఉష్ణఫలితం ఆధారంగా, కాంతి ఫలితంగా మారుతుంది.
- విద్యుత్ వలయాన్ని తెరవడానికి మూయడానికి స్విచ్ను ఉపయోగిస్తారు.
విద్యుత్ బల్బు
- దీనిని థామస్ ఆల్వా ఎడిసన్ కనుగొన్నాడు.
- ఎడిసన్ తనజీవిత కాలంలో 1000 పైగా నూతన ఆవిష్కరణలు చేశాడు
- విద్యుత్ కాంతి ఫలితంగా కనుగొన్నాడు
- ఫిలమెంటుగా మొదట ప్లాటినం- 8 నిమిషాలు వెలిగింది.
- మసిపూసిన నూలుదారం 45 గంటలు నిరంతరంగా వెలిగింది.
- వెదురుతీగలు చాలా రోజులపాటు వెలిగాయి.
- చివరగా దూదిని ఫిలమెంటుగా ఉపయోగించి వెదురుకంటే మంచిదని నిరూపించాడు.
- ప్రస్తుతం టంగ్స్టన్ను ఫిలమెంట్గా వాడుతున్నాం.
- తక్కువ పీడనం వద్ద ఆర్గాన్(or) నైట్రోజన్ వాయువును నింపుతారు.
- లైట్లను గాజుగొట్టంతో నిర్మిస్తారు. దీనికి రెండు చివర్ల ఎలక్ట్రోడ్లను అమర్చి తక్కువ పీడనం వద్ద గాలిని నింపుతారు.
- దీనిలోపల కాల్షియం టంగ్స్టన్(or) మెగ్నిషియం సిలికేట్లను పూతగా వేస్తారు.
- సీఎఫ్ఎల్(CFL- Compact Fluores cent Lamp) ను ఎడ్వర్ట్ హేమర్ కనుగొన్నారు. దీనిలో తక్కువ మోతాదులో పాదరసం నింపుతారు.
- దీని జీవితకాలం 6000-15,000 గంటలు
విద్యుత్ ఫ్యూజ్
- అధిక విద్యుత్ ప్రవాహాల నుంచి విద్యుత్ తీగలను కాపాడడానికి ఫ్యూజ్ను వాడతారు.
- దీనికి అధిక నిరోధం, తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం ఉంటుంది.
- 63% టిన్ 37% లెడ్ల మిశ్రమాన్ని ‘టైప్మెటల్’ అంటారు. దీనిని ప్యూజ్గా ఉపయోగిస్తారు.
మినియేచర్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ (ఎంసీబీ)
- రక్షిత పరిధిని దాటి విద్యుత్ ప్రవాహం వచ్చినప్పుడు అవి తామంతట తాము స్వీచ్ఆఫ్ అవుతాయి. వీటిని ఎంసీబీలు అంటాం.
- ఎంసీబీలు ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాటంతట అవి ఆగిపోతాయి.
- మైఖేల్ ఫారడే అనే శాస్త్రవేత్త ఒక తీగచుట్టులో అయస్కాంతాన్ని అటు ఇటు కదిలించినపుడు దానిలో
- విద్యుత్ ప్రవాహం ఏర్పడుతుందని కనుగొన్నాడు. దీని నుంచి 1831లో విద్యుత్ డైనమో తయారు చేశారు.
- ట్రాన్స్ఫార్మర్ కూడా మైఖేల్ ఫారడే కనుగొన్నాడు.
- బల్బులను (బ్యాటరీలను) శ్రేణి పద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే ఫలితం విద్యుత్ బలం E=E1+E2 అవుతుంది.
- 4V, 6V లను శ్రేణి పద్ధతిలో అనుసంధానం చేయగా ఫలిత విద్యుత్ చాలక బలం E= 4+6= 10V అవుతుంది.
- బ్యాటరీలను సమాంతర పద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే E1,E2,E3 విద్యుత్ చాలక బలం వాటిలో గరిష్ఠ
- విద్యుత్ చాలక బలం గల బ్యాటరీ విభాజ ఫలిత నిరోధం అవుతుంది.
- 6V, 8V, 9V లను సమాంతర పద్ధతిలో అనుసంధానం చేయగా ఫలిత నిరోధం 9V
ద్రవాల విద్యుత్ వాహకత
- విద్యుత్ వాహకత అనేది పదార్థ లక్షణం. ఒక పదార్థం ద్వారా విద్యుత్ ప్రవహిస్తే ఆ పదార్థం విద్యుత్ వాహకతను కలిగి ఉంది అంటాం.
- తమ ద్వారా విద్యుత్ను ప్రవహింపజేసే ద్రవాలను విద్యుత్ వాహకాలు అని, ప్రసరింపనీయని ద్రవాలను విద్యుత్ బంధకాలు అని అంటారు.
- వలయంలో తక్కువ విద్యుత్ ప్రవాహం ఉన్నా ఎల్ఈడీ వెలుగుతుంది. కాబట్టి కొద్దిపాటి విద్యుత్ ప్రవహిస్తున్నా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని కొలవడానికి ఎల్ఈడీలను సూచిక/ టెస్టర్లుగా వాడతారు.
స్వేదన జలం విద్యుత్ బంధకం
- స్వేదన జలానికి, ఆమ్లాలు లేదా లవణాలను కలిపిన వాటిని ఆమ్ల ద్రావణాలు లేదా లవణ ద్రావణాలు అంటారు.
- ఆమ్ల ద్రావణాలు, లవణ ద్రావణాల ద్వారా విద్యుత్ ప్రసరిస్తుంది.
- ఉదా: స్వేదన జలం + ఉప్పు
- స్వేదన జలం + నిమ్మరసం
- స్వేదన జలం + కాఫర్ సల్ఫేట్
విద్యుత్ ఘటం
- జాన్ ఓల్టా 1800 సంవత్స రంలో రాగి, జింక్ ఫలకాలను సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంలో ఉంచి సెల్ తయారు చేశాడు.
- దీనినే ఓల్టా ఘటం అని అన్నారు. దీని ఈఎంఎఫ్ విలువ 1V దీనినే ప్రాథమిక ఘటం అని అంటారు.
- సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాన్ని విద్యుత్ విశ్లేష్యం అని అంటారు.
- దీనిలో రసాయన శక్తి విద్యుత్ శక్తిగా మారుతుంది. ఇది 1.స్థానిక చర్య 2. దృవకోణంను వివరించ లేదు.
ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్
- ఒక లోహంపై వేరొక లోహంతో పూసే పద్ధతిని ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ అంటారు.
- ఉదా: పిన్నీసుపై తెల్లటి లోహపుపూత
- యంత్రభాగాలు తుప్పు పట్టకుండా ఉండడానికి క్రోమియం పూతపూస్తారు.
- ఇనుముకు నికెల్, క్రోమియం పూత పూయడం.
- గిల్ట్ నగల తయారీ తినుబండారాలను నిల్వ చేయడానికి తగరపు పూతపూసిన ఇనుము వాడతారు.
- వంతెనలు వాహన పరికరాల తయారీలో జింక్ పూతపూసిన ఇనుము వాడుతారు.
- విద్యుత్ విశ్లేషణ ద్వారా ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ చేయవచ్చును.
విద్యుత్ ఘాతం
- మన శరీరం సాధారణంగా 100 (శరీరం ఉప్పు నీటిలో తడిసినపుడు) నుండి 5,00,000 చర్మం బాగా పొడిగా ఉంటే) కు మధ్యస్తంగా ఉంటుంది.
- 240V తీగను తాకినపుడు మన శరీరం ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహం I = 240/ 1,00,000 =0.0024A.
- శరీరం ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహం 0.07A కు చేరితే పనితీరుపై ప్రభావం చూపుతుంది.
- ఈ విద్యుత్ వ్రవాహం గుండెద్వారా 1 సెకను కంటే ఎక్కువ కాలం ప్రవహిస్తే మనిషి సృహకోల్పోతాడు.
- ఇంకా ఎక్కువ సమయం ప్రవహిస్తే చనిపోతాడు.
- విద్యుత్ ప్రవాహం శరీరం గుండా 0.001 (ఆంపియర్లు) ప్రభావాన్ని గుర్తించగలం
- 0.005A – నొప్పిని కలుగజేస్తుంది
- 0.010A – కండరాలు సంకోచిస్తాయి.
- 0.015A – కండరాల పటుత్వం దెబ్బతింటుంది.
- 0.07A – మనిషి స్పృహ కోల్పోతాడు.
- శరీరం లోపలి అవయవాల కంటే చర్మానికి నిరోధం ఎక్కువ.
- విద్యుత్ ఘాతం అనేది పొటెన్షియల్ భేదం, విద్యుత్ ప్రవాహం, విద్యుత్ నిరోధాల ఫలిత ప్రభావం.
విద్యుత్ ప్రవాహం జరగాలంటే ఏదైనా రెండు తీగలు కలపాలి. అలాకాకుండా అధిక వోల్టేజీ గల తీగపై పక్షి నిలబడినపుడు దాని కాళ్ళమధ్య పొటెన్షియల్ భేదం ఉండదు. కాబట్టి విద్యుత్ ఘాతం కలగదు.
పదార్థ నిరోధాన్ని ప్రభావితం చేసే కారకాలు
- ఒక వాహకం నిరోధం దాని ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రతను పెంచితే నిరోధం పెరుగుతుంది.
- వాహక నిరోధం, దాని పదార్థ స్వభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
- విద్యుత్ ప్రవాహ వాహక నిరోధం పోటెన్షియల్ భేదం స్థిరంగా ఉన్నప్పుడు దాని పొడవుకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
- పొడవు పెరిగితే నిరోధం పెరుగుతుంది.
RaL Ra1/A
R1/R2= l1/l2 (or)
R1/R2= A2/A1
Ra l/A —> R=P l/A - r అనుపాత స్థిరాంకం దీనిని విశిష్ట నిరోధం/ నిరోధకత అని అంటారు. దీని SI ప్రమాణం m (ఓమ్ -మీటర్)
- విశిష్ట నిరోధం వ్యుత్క్రమంను ‘వాహకత్వం’(s) అంటారు. దీని ప్రమాణం mho లేదా సీమెన్
పదార్థాల విశిష్ట నిరోధం వాటి వాహకత్వాన్ని తెలుపుతుంది. - విశిష్ట నిరోధం తక్కువగా గల లోహాలు మంచి వాహకాలుగా పనిచేస్తాయి.
- రాగి అల్యూమినియం లోహాలను విద్యుత్ తీగల తయారీకి ఉపయోగిస్తారు.
- సాధారణంగా విద్యుత్ బల్బులోని ఫిలమెంటు టంగ్స్టన్తో తయారు చేస్తారు. కారణం దీని విశిష్ట నిరోధం ద్రవీభవన స్థానం (3422oC)లు చాలా ఎక్కువ.
- విద్యుత్ బంధకాల విశిష్ట నిరోధాలు అత్యధికంగా 1014 – 1016 వరకు ఉంటాయి.
- నిక్రోమ్(నికెల్,ఇనుము,క్రోమియం), మాంగనీస్(86%రాగి, 12% Mn, 2% నికెల్) వంటి మిశ్రమ లోహాల విశిష్టనిరోధం లోహాల కంటే 30-100 రెట్లు అధికంగా ఉంటాయి.
విద్యుత్ ప్రవాహం
- లోహాల వంటి విద్యుత్ వాహకాల్లో అధిక సంఖ్యలో స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రానులు ధనాత్మక అయాన్లు ఉంటాయని ప్రతిపాదించింది డ్యూడ్ & లోరెంజ్
- ఈ ధనాత్మక అయాన్లను ‘లాటిస్’ అని అంటారు.
- విద్యుత్ ప్రవాహం= విద్యుదావేశం / కాలం
- I = q/T దీని ప్రమాణాలు కూలూంబ్/ సె. లేదా ఆంపియర్
- వాహకంలో ఎలక్ట్రాన్లు స్థిర సరాసరి వేగంతో చలిస్తూ ఉంటే ఆ వేగాన్ని డ్రిప్ట్వేగం లేదా అపసరవేగం అని అంటారు.
- అంతరాలంలో స్వేచ్ఛా ఆవేశాలను నిర్దిష్ట దిశలో కదిలించడానికి విద్యుత్క్షేత్రం చేసే పనినే పొటెన్షియల్ భేదం అంటారు.
- q విద్యుత్ ఆవేశంపై విద్యుత్ బలం చేసిన పని
W = Fe . L - ఏకాంక ఆవేశంపై విద్యుత్ బలం చేసిన పని V= W/q – FeL/q
- పొటెన్షియల్ భేదాన్ని ఓల్టేజీ అనికూడా అంటారు.
- దీని ఎస్ఐ ప్రమాణం ఓల్ట్ 1V = 1 జౌల్ / కూలూంబ్
1V =1J/1C - ఒక బ్యాటరీ పూర్తిగా నిర్వీర్యం అయ్యేవరకు దాని ధృవాల మధ్య పొటెన్షియల్ భేదం స్థిరంగా ఉంటుంది.
- బ్యాటరీ ధన రుణ ధృవాలను ఒక వాహకంతో కలిపితే అది డిశ్చార్జ్ అవుతుంది.
విద్యుత్ చాలక బలం (emf)
- ఏకాంక ఆవేశాన్ని ఒక దృవం నుండి మరొక ధృవానికి కదిలించడానికి చేసిన బలాన్ని విద్యుత్ చాలక బలం అంటారు.
- emf = E=w/q = Fed/q
- దీని ఎస్ఐ ప్రమాణాలు ఓల్ట్లు
- విద్యుత్ పరికరం రెండు చివరల మధ్య పొటెన్షియల్ భేదం / EMF ను కొలవడానికి ‘ఓల్ట్మీటరు’ ఉపయోగిస్తారు.
- వలయంలో ఓల్ట్ మీటరును విద్యుత్ పరికరం రెండు చివరలకు సమాతరంగా కలుపుతారు.
ఓమ్ నియమం
- జర్మనీకి చెందిన జార్జ్ సైమన్ ఓమ్ ప్రతిపాదించాడు
- స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాహకం రెండు చివరల మధ్య పొటెన్షియల్ భేదం వాహకం ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహానికి అనులోమాను పాతంలో ఉంటుంది. దీనినే ఓమ్ నియమం అంటారు. VaI
V/I = స్థిరాంకం, ఈ స్థిరాంకాన్ని నిరోధం అంటారు. దీన్ని Rతో సూచిస్తాం. V=IR వలయంలో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని వ్యతిరేఖించే ధర్మాన్ని విద్యుత్ నిరోధం అంటారు. దీని ఎస్ఐ ప్రమాణం ఓమ్లు.
ఓమ్ నియమాన్ని పాటించే వాటిని ఓమీయ వాహకాలు అంటారు. - ఉదా: లోహాలు
- ఓమ్ నియమాన్ని పాటించని వాటిని అఓమియ వాహకాలు అంటారు. ఉదా: ఎల్ఈడీ
లోహవాహకాలు ఓమ్ నియమాన్ని పాటిస్తాయి. కాని వాటి ఉష్ణోగ్రత ఇతర భౌతిక పరిస్థితులు స్థిరంగా ఉండాలి. - వాయు వాహకాలకు ఓమ్ నియమం వర్తించదు.
- అర్ధ వాహకాలకు (సిలికాన్, జర్మేనియం మొదలైన వాటికి) ఓమ్ నియమం వర్తించదు.
- లాటిస్ అయాన్లు ఎలక్ట్రాన్ల చలనాన్ని ఆటంక పరుస్తాయి. ఈ అయాన్ల ఆటంకం పదార్థ స్వభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
