విజాతి ఆవేశాల ఆకర్షణ.. సజాతి ఆవేశాల వికర్షణ
విద్యుత్
- విద్యుత్ ప్రవాహం: వాహకంలో ఏదైనా ఒక మధ్యచ్ఛేదం గుండా ప్రమాణ కాలంలో ప్రవహించే నికర ఆవేశాన్ని విద్యుత్ ప్రవాహం అంటారు.
- విద్యుత్ ప్రవాహం ప్రమాణం ఆంపియర్ లేదా కూలూంబ్/సెకన్.
- విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఆమ్మీటర్ సహాయంతో కొలుస్తారు.
విద్యుత్ ఘటం: విద్యుత్ను ఉత్పత్తి చేసే పరికరాన్ని విద్యుత్ ఘటం అంటారు.
- విద్యుత్ ఘటం రసాయన శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మారుస్తుంది.
- విద్యుత్ ఘటం గుర్తు. దీనిలో పొడవైన గీత ధన ధృవాన్ని, చిన్న గీత రుణ ధృవాన్ని సూచిస్తుంది.
- మొట్టమొదటి విద్యుత్ ఘటాన్ని 1786లో ఇటలీ శాస్త్రవేత్త ‘వోల్టా’ కనుగొన్నారు.
- వస్తువులను ఒకదానికొకటి సరైన రీతిలో రుద్దినప్పుడు ఘర్షణ వల్ల వ్యతిరేక ఆవేశాలను పొందుతాయి. అందువల్ల విద్యుత్ ధర్మాన్ని పొందుతాయి. విద్యుదావేశం వస్తువులపై స్థిరంగా ఉండటం వల్ల ఈ భాగాన్ని స్థిర విద్యుత్ అంటారు.
ఉదా: దువ్వెన-పొడి జుట్టు, ఉన్ని-పెన్ను, గాజు పలక-పొడి గుడ్డ పరస్పరం రుద్దడం వల్ల వాటిపై విద్యుదావేశాలు ఏర్పడతాయి.
- బెంజమిన్ ఫ్రాంక్లిన్ అనే శాస్త్రవేత్త మేఘాల్లోకి గాలి పటాలను ఎగురవేసి, అవి విద్యుదావేశం కలిగి ఉంటాయని నిరూపించాడు.
- ప్రకృతిలో అన్ని వస్తువులూ విద్యుదావేశం కలిగి ఉంటాయి. కానీ అవి తటస్థంగా ఉండటానికి కారణం అవి ధన, రుణావేశాలను సమాన పరిమాణంలో కలిగి ఉండటమే.
విద్యుదావేశాలు- రకాలు
- విద్యుదావేశం ధనావేశం, రుణావేశం అని రెండు రకాలుగా ఉంటుంది. సజాతి ఆవేశాలు వికర్షించుకుంటాయి. విజాతి ఆవేశాలు ఆకర్షించుకుంటాయి. వస్తువులను ఘర్షణ వల్ల విద్యుదీకరణం చేయవచ్చు.
- ధన విద్యుదావేశాన్ని +q తో, రుణ విద్యుదావేశాన్ని -qతో సూచిస్తారు.
- విద్యుదావేశాన్ని కూలూంబ్లలో కొలుస్తారు.
- రాగి, అల్యూమినియం వంటి లోహపు తీగల గుండా రుణావేశ ఎలక్ట్రాన్లు ఒకచోటు నుంచి మరో చోటుకు ప్రవహిస్తాయి. దీన్నే విద్యుత్ ప్రవాహం అంటారు.
- ప్రమాణ కాలంలో (ఒక సెకన్ కాలంలో) ప్రవహించే విద్యుదావేశాన్ని విద్యుత్ ప్రవాహం (కరెంట్) అంటారు.
- ఏదైనా తీగ గుండా t సెకన్ల కాలంలో q కూలూంబ్ల విద్యుదావేశం ప్రవహించిన ఒక సెకన్ కాలంలో ప్రవహించే విద్యుదావేశం q/t అవుతుంది. దీన్నే విద్యుత్ ప్రవాహం (i) అంటారు.
- విద్యుత్ ప్రవాహం i= విద్యుదావేశం/కాలం= q/t
విద్యుత్ ప్రవాహానికి ప్రమాణాలు కూలూంబ్/సెకన్. దీన్నే ఆంపియర్ అంటారు. - విద్యుదావేశ కణాలు ఎక్కువ శక్తి స్థాయి నుంచి తక్కువ శక్తి స్థాయికి ప్రవహిస్తాయి. ఎక్కువ శక్తి స్థాయిని ఎక్కువ పొటెన్షియల్ అని, తక్కువ శక్తిస్థాయిని తక్కువ పొటెన్షియల్ అని అంటారు.
- ఏ పదార్థాల గుండా విద్యుత్ ప్రవహిస్తుందో వాటిని విద్యుత్ వాహకాలు అంటారు.
ఉదా: రాగి, అల్యూమినియం, ఇనుము
- ఏ పదార్థాలు తమ గుండా విద్యుత్ ప్రవహింపనీయవో వాటిని విద్యుత్ బంధకాలు అంటారు.
ఉదా: రబ్బరు, చెక్క, ప్లాస్టిక్
ఘటాలు- రకాలు
వోల్టా ఘటం: వోల్టా ఘటంలో ఆనోడ్ వద్ద ఆక్సీకరణం జరుగుతుంది. కాథోడ్ వద్ద క్షయకరణం
జరుగుతుంది. వోల్టా ఘటంలో సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం విద్యుత్ ప్రేరకంగా పనిచేస్తుంది. వోల్టా ఘటం విద్యుచ్ఛాలక బలం 1 వోల్ట్. వోల్టా ఘటంలో రాగి పలక ధన ధృవంగాను, జింక్ పలక రుణ ధృవంగానూ పనిచేస్తాయి.
నిర్జల ఘటం (అనార్థ్ర ఘటం): ఇది లెక్లాంచి ఘటం రూపాంతర ఘటం. దీని విద్యుచ్ఛాలక బలం 1.46 వోల్టులు ఉంటుంది. కార్బన్ కడ్డీ ఇత్తడి టోపీ ధన ధృవంగాను, జింక్ డబ్బా రుణ ధృవంగానూ పనిచేస్తాయి. నిర్జల ఘటాలను టార్చి దీపాలు, ట్రాన్సిస్టర్లు, ఫొటో తీసే కెమెరాల్లో ఉపయోగిస్తారు.
లెక్లాంచి ఘటం: లెక్లాంచి ఘటాన్ని 1865లో జార్జి లెక్లాంచి అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నాడు. వోల్టా ఘటంలోని లోపాలను దీనిలో సరిదిద్దారు. దీనిలో అమ్మోనియం క్లోరైడ్ విద్యుత్ ప్రేరక ద్రవంగా తీసుకుంటారు. సచ్చిద్ర పాత్రలో కార్బన్ పొడి, మాంగనీస్ డై ఆక్సైడ్లలో మిశ్రమం దట్టించి ఉంటుంది. ఈ మిశ్రమం మధ్య భాగంలో కార్బన్ కడ్డీ ఒకటి ఉంటుంది. ఇది ధన ధృవంగా పనిచేస్తుంది. దీని విద్యుచ్ఛాలక బలం 1.46 వోల్టులు. విరామంతో పనిచేసే టెలిగ్రాఫ్, టెలిఫోన్, విద్యుత్ గంట వంటి సాధనాల్లో ఈ లెక్లాంచి ఘటంను ఉపయోగిస్తారు.
బైక్రోమేట్ ఘటం: ఒక గాజు కుప్పెలో పొటాషియం బైక్రోమేట్ ద్రావణం సజల సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాల మిశ్రమాన్ని తీసుకుంటారు. పాదరస పూత గల జింక్ పలక ఇందులో రుణ ధృవంగా పనిచేస్తుంది. కార్బన్ కడ్డీలు ధన ధృవంగా పనిచేస్తాయి. ఈ ఘటం విద్యుచ్ఛాలక బలం రెండు వోల్టులు. ఎక్కువ విద్యుచ్ఛక్తి అవసరమైనప్పుడు ఈ ఘటాలను ఉపయోగిస్తారు.
Gattam
విద్యుత్ వలయం
- విద్యుత్ జనకం లేదా ఘటం (B), విద్యుత్ను ఉపయోగించుకునే బల్బు వంటి పరికరం (L), స్విచ్ లేదా టాప్కీ (K) అన్ని ఒకదానితో ఒకటి విద్యుత్ వాహక తీగతో కలుపబడి ఉండటాన్ని విద్యుత్ వలయం అంటారు. విద్యుత్ వలయంలో బ్యాటరీ విద్యుత్ జనకంగా పనిచేసి విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని కలిగిస్తుంది. విద్యుత్ వలయంలో విద్యుత్ ప్రవాహం ఎక్కువ పొటెన్షియల్ వద్ద ఉండే ధన ఎలక్ట్రోడ్ నుంచి తక్కువ పొటెన్షియల్ వద్ద ఉండే రుణ ఎలక్ట్రోడ్కు ప్రవహిస్తుంది.
- ఘటం గుండా విద్యుత్ ప్రవాహం తక్కువ పొటెన్షియల్ వద్ద ఉన్న రుణ ఎలక్ట్రోడ్ నుంచి ఎక్కువ పొటెన్షియల్ వద్ద ఉన్న ధన ఎలక్ట్రోడ్ వద్దకు ప్రవహిస్తుంది.
- వలయ పటం: సంకేతాలను ఉపయోగించి గీసిన వలయాన్ని వలయ పటం అంటారు.
- మూసిన వలయం, తెరిచిన వలయం: వలయంలో స్విచ్ వేసినప్పుడు విద్యుత్ ప్రవహిస్తుంది. దీన్ని మూసినవలయం అంటారు. స్విచ్ ఆపినప్పుడు విద్యుత్ ప్రవహించదు. దీన్ని తెరిచిన వలయం అంటారు.
శ్రేణి వలయం
- వలయంలో విద్యుత్ ప్రవాహం ఒకేదారిలో ప్రవహిస్తూ ఉంటే దాన్ని శ్రేణి వలయం అంటారు.
- బల్బులను శ్రేణి వలయంలో అనుసంధానం చేసినప్పుడు ఒక బల్బు కాలిపోతే వలయం మొత్తం వెలగదు.
ఉదా: అలంకరణ బల్బులు - టార్చిలైట్లో ఉపయోగించే ఘటాలు శ్రేణి వలయంలో కలపబడి ఉంటాయి.
సమాంతర వలయం
- వలయంలో విద్యుత్ ప్రవాహం ఒకటి కంటే ఎక్కువ మార్గాల్లో ప్రవహిస్తూ ఉంటే ఆ వలయాన్ని సమాంతర వలయం అంటారు.
- బల్బులను సమాంతర పద్ధతిలో అనుసంధానం చేసినప్పుడు ఒక బల్బు పాడైపోయినా మిగిలినవి వెలుగుతూనే ఉంటాయి.
ఉదా: గృహ దీపాల అమరిక - శ్రేణి సంధానంలో విద్యుత్ మొత్తం ఒకే వలయంలో ప్రసరిస్తుంది. ఘటాల సామర్థ్యం విభజించబడదు. అందువల్ల ఘటాలను శ్రేణిలో కలిపినప్పుడు బల్బు కాంతివంతంగా వెలుగుతుంది.
శాస్త్రవేత్తలు-విద్యుత్ పరికరాల ఆవిష్కరణలు
- థేల్స్ ఆఫ్ మిలిస్ అనే గ్రీకు శాస్త్రవేత్త (క్రీ.పూ.624-546) సిర్థ విద్యుత్తును కనుగొన్నాడు.
- విలియం బర్డ్స్ అనే బ్రిటిష్ శాస్త్రవేత్త (క్రీ.శ. 1544-1603) విద్యుత్ను కనుగొన్నాడు. విద్యుత్ ఒక కదిలే ప్రవాహం లాంటిదని దానికి హ్యూమర్ అని పేరు పెట్టాడు.
- బెంజిమన్ ఫ్రాంక్లిన్ అనే అమెరికన్ శాస్త్రవేత్త (1706-1790) విద్యుత్కు ధన, రుణ ఆవేశాలు ఉంటాయని కనుగొన్నాడు.
- లూగి గాల్వనీ అనే ఇటలీ శాస్త్రవేత్త (1737-1798) చనిపోయిన కప్ప కాళ్లకు రెండు లోహపు పలకలను తగిలించినప్పుడు అది ఎగరి పడటంతో జంతువుల దేహంలో విద్యుత్ ఉంటుందని భావించాడు.
- హన్స్ ఆయిర్ స్టడ్ అనే డేనిష్ శాస్త్రవేత్త (1777-1851) విద్యుత్ ఆయస్కాంతంగా పనిచేస్తుందని వివరించాడు.
- ఫారడే అనే భౌతిక రసాయన శాస్త్రవేత్త (1791-1867) మొట్టమొదటగా విద్యుత్ మోటార్ను, విద్యుత్ జనరేటర్ను కనుగొన్నాడు. ఇంగ్లండ్లోని గోడల్మింగ్ అనే ప్రాంతంలో ప్రయోగాత్మకంగా మొట్టమొదటి విద్యుత్ పవర్ ప్లాంట్నే ఏర్పాటు చేశారు.
- థామస్ ఆల్వా ఎడిసన్ అమెరికాలో మొట్టమొదటి విద్యుత్ ఉత్పత్తి కేంద్రాన్ని స్థాపించాడు.
టార్చిలైట్ నిర్మాణం- పనిచేసే విధానం
- చీకటిలో వెలుతురు కోసం సాధారణంగా టార్చిలైటును వాడతాం.
- టార్చిలైటులో ఒక స్థూపాకారపు గొట్టం, ఘటం, బల్బు, స్విచ్, గాజు మూత, లోహపు స్ప్రింగ్ ఉంటాయి.
- స్థూపాకారపు గొట్టం లోపల ఘటాలను అమర్చడానికి వీలుగా ఉంటుంది.
- మూతకు స్క్రూ ఉండి తెరవడానికి, మూయడానికి ఉపయోగపడుతుంది.
- మూతను మూసి స్విచ్ ఆన్ చేయగానే వలయం మూయబడి టార్చిలైట్లో ఉన్న బల్బు వెలుగుతుంది.
టార్చిలైట్ బల్బు నిర్మాణం:
టార్చిలైట్లో ఒక లోహపు దిమ్మె, దానిపై గాజు బుగ్గ ఉంటాయి. లోపల రెండు తీగలుంటాయి. ఇందులో ఒక తీగ లోహపు దిమ్మెకు, రెండో తీగ దిమ్మె మధ్యలో ఉన్న ఆధారానికి కలిపి ఉంటాయి. ఈ రెండు తీగలూ ధృవాలుగా పనిచేస్తాయి. బల్బు లోపల ఉన్న రెండు తీగల మీదుగా ఒక సన్నని స్ప్రింగ్లాంటి తీగ ఉంటుంది. ఇదే బల్బులో వెలిగే భాగాన్ని ఫిలమెంట్ అంటారు. విద్యుత్ బల్బును థామస్ ఆల్వా ఎడిసన్ కనుగొన్నాడు.
