విద్యుత్తు

* విద్యుత్తు అనేది ఆవేశం వల్ల జనించే శక్తి స్వరూపం.

* క్రీ.పూ.600 సంవత్సరం కిందట గ్రీసు రాజధాని ఏథెన్స్ పట్టణంలో సప్త మేధావులు పరిశోధించారు.

* అంబ‌ర్‌ అనే రాయిని జంతు చర్మంతో కొంతసేపు రాపిడి చెందిస్తే అవి పరస్పరం ఆకర్షించుకుంటాయని తెలిపారు.

                                 

* క్రీ.శ.16వ శతాబ్దంలో 'విలియం గిల్బర్ట్' అనే శాస్త్రవేత్త విద్యుత్‌పై శాస్త్రీయ పరిశోధన చేశారు. (గాజు కడ్డీ, సిల్కు

* వస్త్రం రాపిడి వల్ల ఆకర్షించుకుంటాయి)

* ఆవేశం: దీన్ని 'q' తో సూచిస్తారు. ప్రమాణాలు కూలుంబ్స్.

చిన్న ప్రమాణాలు

     1 మిల్లీ కూలుంబ్ = 10^-3 కూలుంబ్

     1 మైక్రో కూలుంబ్ = 10^-6 కూలుంబ్

     1 నానో కూలుంబ్ = 10^-9 కూలుంబ్

     1 పైకో కూలుంబ్ = 10^-12 కూలుంబ్

పెద్ద ప్రమాణాలు

   1 కిలో కూలుంబ్ = 10³ కూలుంబ్

   1 మెగా కూలుంబ్ = 10⁶ కూలుంబ్

  1 గిగా కూలుంబ్ = 10⁹ కూలుంబ్

 ఆవేశాలను ధన, రుణ అని రెండు రకాలుగా వర్గీకరించినవారు బెంజిమిన్ ఫ్రాంక్లిన్.

 సజాతి ఆవేశాలు వికర్షించుకుంటాయి, విజాతి ఆవేశాలు ఆకర్షించుకుంటాయి.

 ఒక సబ్బు బుడగకు సజాతి ఆవేశాలను ఇచ్చినప్పుడు అవి పరస్పరం వికర్షించుకుని ఒకదానికొకటి దూరంగా వెళ్లడం వల్ల ఆ బుడగ పరిమాణం పెరుగుతుంది.

                              

* కొంత ఆవేశాన్ని బోలు లేదా గుల్ల వస్తువు లోపల ఉంచినప్పుడు వెంటనే ఆ ఆవేశం వస్తువు ఉపరితలం చేరి స్థిరత్వాన్ని పొందుతుంది.

ఉదా: పిడుగు పడే సమయంలో కారులో ప్రయాణిస్తున్న వ్యక్తి తనను తాను రక్షించుకోవాలంటే ఆ కారులోనే ఉండాలి.

                                              
* ఒక వస్తువుకు కొంత ఆవేశాన్ని ఇచ్చినప్పుడు ఆ వస్తువు శీర్ష భాగాల వద్ద ఆవేశం కేంద్రీకృతమవుతుంది. ఈ ధర్మాన్ని ఆధారంగా చేసుకుని బెంజిమన్ ఫ్రాంక్లిన్ లైటనింగ్ కండక్టర్‌ను కనుక్కున్నాడు. వీటిని ఎత్తయిన భవనాలు, కట్టడాలు, టవర్లపై అమర్చి భూమికి కలిపినట్లయితే పిడుగు బారి నుంచి రక్షణ పొందవచ్చు.
                                             
* భూగోళంపై అనంతమైన సంఖ్యలో ధన, రుణ ఆవేశాలు ఉంటాయి. కాబట్టి భూమి ఎంత ఆవేశాన్నయినా గ్రహించగలుగుతుంది. విద్యుత్తు దృష్ట్యా భూమిని ఎలక్ట్రికల్ సింక్ అంటారు.

విద్యుత్తు - రకాలు

ఇది రెండు రకాలు.

1. స్థిర విద్యుత్: ఒక వస్తువు ఉపరితలంపై స్థిరంగా ఉన్న ఆవేశాల వల్ల ఏర్పడిన విద్యుత్‌ను స్థిర విద్యుత్ అంటారు.

ఈ పేరు పెట్టినవారు విలియం గిల్బర్ట్.
                                                  
* స్థిర విద్యుత్‌ను 'జిరాక్సు' చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

2. ప్రవాహ విద్యుత్: ఒక వలయం ద్వారా ప్రవహిస్తున్న ఆవేశాల ప్రవాహ రేటును ప్రవాహ విద్యుత్ అంటారు.

    
* ప్రమాణాలు: కూలుంబ్/ సెకను లేదా ఆంపియర్.
   

                              
* ఒక తీగ ద్వారా 24 కూలుంబ్‌ల ఆవేశం 4 సెకనుల పాటు ప్రయాణిస్తే దానిలోని విద్యుత్ ప్రవాహం
                          
*  ప్రవాహ విద్యుత్‌ను తిరిగి ఏకాంతర విద్యుత్ (A.C.), ఏకముఖ విద్యుత్ (D.C.)గా వర్గీకరించవచ్చు.

A) ఏకాంతర విద్యుత్ (A.C.): విద్యుత్ ప్రవాహ దిశ అనేది ధనాత్మకం నుంచి రుణాత్మకం, రుణాత్మకం నుంచి ధనాత్మకానికి ప్రయాణించడానికి మారుతూ ఉండే దాన్ని ఏకాంతర విద్యుత్ అంటారు. A.C.

                        
* ఉపయోగాలు: గృహ అవసరాలకు, వ్యవసాయ రంగం, రైళ్లను నడపడానికి, పరిశ్రమల్లో A.C. ఉపయోగిస్తారు.

B) ఏకముఖ విద్యుత్ (D.C.) : విద్యుత్ ప్రవాహ దిశ అనేది ఒకే దిశలో ఉన్నట్లయితే దాన్ని ఏకముఖ విద్యుత్ ఉంటారు.
                   

ఉదా: ఘటం నుంచి D.C. వెలువడుతుంది.

*  AC కరెంటును బ్యాటరీ ఎలిమినేటర్‌లోకి ప్రవహింపజేసినప్పుడు అది DC కరెంటుగా మారి వెలువడుతుంది. ఈ పద్ధతిని ఏకధిక్కారణం (Rectification) అంటారు.
                 
*  AC కరెంటు వల్ల మానవునిడి షాక్ తగులుతుంది. కానీ DC వల్ల ఎక్కువ పరిమాణం వరకు ఎలాంటి షాక్ తగలదు.

పదార్థాలు - రకాలు

    విద్యుత్ ప్రవ‌హించే ధర్మం ఆధారంగా పదార్థాలు మూడు రకాలు.

     1) వాహకాలు

     2) బంధకాలు

     3) అర్ధ వాహకాలు

విద్యుత్ వాహకాలు: ఈ పదార్థాల ద్వారా విద్యుత్ ప్రసరిస్తుంది.

ఉదా: మనకు లభించే పదార్థాల్లో అత్యుత్తమ విద్యుత్ వాహకం వెండి. తర్వాత రాగి, అల్యూమినియం, ఇనుము, ఉక్కు, సాధారణ నీరు, మంచు, మానవ శరీరం.

   స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి

విద్యుత్ బంధకాలు:

* ఈ పదార్థాల్లో స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్లు లేకపోవడం వల్ల వీటి ద్వారా విద్యుత్ ప్రసరణ జరగదు.

ఉదా: అత్యుత్తమ విద్యుత్ బంధకం వజ్రం. తర్వాత ప్లాస్టిక్, రబ్బరు, చెక్కదిమ్మె, స్వచ్ఛమైన నీరు, సాధారణ పీడనం వద్ద గాలి.

అర్ధ వాహకాలు: వీటి వాహకత్వం 'విద్యుత్ వాహకాల' కంటే తక్కువగానూ, బంధకాల కంటే ఎక్కువగానూ

ఉంటుంది.

ఉదా: Si, Ge లాంటి వాటిలో అత్యుత్తమ అర్థ వాహకం Si.

సిలికాన్:

* భూమి పొరపై Si అనేది ఇసుక (SiO2) రూపంలో లభిస్తుంది.

* కంప్యూటర్‌లో ఉపయోగించే ఇంటిగ్రేటెడ్ చిప్ (IC)ను Siతో తయారుచేస్తారు. కాబట్టి కంప్యూటర్ల వాడకం ఎక్కువగా ఉన్న ప్రదేశాన్ని 'సిలికాన్ వ్యాలీ' అంటారు.

* ఇండియన్ సిలికాన్ వ్యాలీ బెంగళూరు. ఇంటిగ్రేటెడ్ చిప్ (IC)ను ఆవిష్కరించినవారు బెల్ ల్యాబరేటరీ (అమెరికా)

* సోలార్ పలకలను సిలికాన్‌తో తయారుచేస్తారు.

* ఉపగ్రహాలకు కావాల్సిన విద్యుత్‌ను అందించడానికి దానికి ఇరువైపులా సౌర ఘటాలను అమర్చుతారు.

గమనిక: మన దేశంలో లభించే బొగ్గును మండించినప్పుడు వెలువడే బూడిదలో Ge (జెర్మేనియం) అనే పదార్థం ఉందని నిర్ధారించారు.

ఓమ్ నియమం:

* స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఒక తీగ ద్వారా ప్రవహిస్తున్న విద్యుత్తు దానిలోని పొటెన్షియల్ తేడాకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

                          
 V= పొటెన్షియల్ భేదం, R = నిరోధం.

విద్యుత్ నిరోధం:

* ఒక తీగ ద్వారా విద్యుత్ వ‌హిస్తున్నప్పుడు దాన్ని వ్యతిరేకించే లేదా ఆపే ధర్మాన్ని నిరోధం అంటారు.

         

నిరోధాల సంధానం

1. శ్రేణి సంధానం: ఒక తీగ లేదా నిరోధం రెండో చివరను తర్వాత నిరోధం మొదటి చివరకు కలిపే సంధానాన్ని శ్రేణి సంధానం అంటారు.

                         

* దీనిలో ఫలిత నిరోధం పెరిగి విద్యుత్ ప్రవాహం తగ్గుతుంది.

ఉదా: 6 Ω, 4 Ω లను శ్రేణి పద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే ఫలిత నిరోధం R = R₁ + R^₂

R = 6 + 4 = 10 Ω  అవుతుంది.

2. సమాంతర సంధానం: నిరోధాల మొదటి చివరలను ఒక బిందువుకు, రెండో చివరలను వేరొక బిందువుకు కలిపే అనుసంధానాన్ని సమాంతర సంధానం అంటారు.

                         
* సమాంతర సంధానంలో ఫలిత నిరోధం

* సమాంతర సంధానంలో ఫలిత నిరోధం తగ్గి విద్యుత్ ప్రవాహం పెరుగుతుంది.
ఉదా: 6 Ω, 4 Ω లను సమాంతర పద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే ఫలిత నిరోధం

* శ్రేణి సంధానాన్ని శుభకార్యాలకు వాడే 'సీరియల్ సెట్ల'లో, స‌మాంత‌ర అనుసంధానాన్నిగృహావసరాలకు వాడే విద్యుత్తులో ఉపయోగిస్తారు.

* ఒక తీగ నిరోధం R. ఈ తీగను మూడు సమాన తీగలుగా విభజించి సమాంతరంగా కలిపినప్పుడు వాటి ఫలిత నిరోధం అసలు నిరోధం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.

నిరోధాన్ని ప్రభావితం చేసే అంశాలు:

1. పదార్థ స్వభావం: వివిధ పదార్థాల్లో స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్లు వేర్వేరుగా ఉండటం వల్ల  వాటి నిరోధాలు వేర్వేరుగా ఉంటాయి.

ఉదా: వెండిలో స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్లు అధికంగా ఉండటం వల్ల దీని నిరోధం తక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల ఇది అత్యుత్తమ విద్యుత్ వాహకంగా పని చేస్తుంది.

* వజ్రంలో స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్లు ఉండవు కాబట్టి నిరోధం గరిష్ఠంగా ఉంటుంది. అందుకే ఇది అత్యుత్తమ విద్యుత్ బంధకంగా పని చేస్తుంది.

2. వాహక మితులు (కొలతలు): ఒక తీగ నిరోధం దాని పొడవుకు అనులోమానుపాతంలో, అడ్డుకోత వైశాల్యానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

కాబట్టి తీగ పొడవు పెరిగినప్పుడు నిరోధం పెరుగుతుంది. వైశాల్యం పెరిగితే నిరోధం తగ్గుతుంది.

ఉదా: ఒక మందమైన తీగను సన్నని తీగగా సాగదీసినప్పుడు దాని పొడవు పెరిగి, అడ్డుకోత వైశాల్యం తగ్గుతుంది. కాబట్టి తీగ నిరోధం పెరిగి విద్యుత్ ప్రవాహం తగ్గుతుంది.

మందమైన తీగ (నిరోధం తక్కువ)
సన్నని తీగ (నిరోధం ఎక్కువ)

* వెడల్పుగా ఉన్న గాజుగొట్టంలో పాదరసాన్ని సన్నని గొట్టంలోకి బదిలీ చేసినప్పుడు పాదరస స్తంభం పొడవు పెరిగి, అడ్డుకోత వైశాల్యం తగ్గి పాదరసం నిరోధం పెరుగుతుంది.

3. ఉష్ణోగ్రత ప్రభావం:

* లోహాలను (వెండి, బంగారం, రాగి లాంటివి) వేడి చేసినప్పుడు వాటి నిరోధం పెరిగి విద్యుత్ ప్రవాహం తగ్గుతుంది.

* విద్యుత్ బంధకాలను (వజ్రం, రబ్బరు లాంటివి) వేడిచేసినా లేదా చల్లార్చినా వాటి నిరోధంలో మార్పు ఉండదు.

* అర్ధ వాహకాలను (Si, Ge) వేడి చేసినప్పుడు వాటి నిరోధం తగ్గి విద్యుత్ ప్రవాహం పెరుగుతుంది.

ఉదా:  గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్న రాగి తీగ, సిలికాన్‌ లను 0°Cలకు చల్లబరిస్తే రాగి నిరోధం తగ్గి, విద్యుత్ ప్రవాహం పెరుగుతుంది. కానీ సిలికాన్‌ నిరోధం పెరిగి విద్యుత్ ప్రవాహం తగ్గుతుంది.

* Si, Ge లను పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రత −273°K లేదా 0°C కు చల్లబరిస్తే వాటి నిరోధం అనంతంగా మారి అవి పరిపూర్ణ విద్యుత్ బంధకాల వలె పనిచేస్తాయి.

4. మాలిన్య పదార్థాల స్వభావం:

* స్వచ్ఛమైన పదార్థానికి ఇతర పదార్థాలను కలిపినప్పుడు వాటిని మాలిన్య పదార్థాలు అంటారు. వీటిని కలిపినప్పుడు నిరోధం మారుతుంది.

* స్వచ్ఛమైన నీరు విద్యుత్ బంధకంగా ఉంటుంది. దీనికి ఉప్పు కలపడం వల్ల నిరోధం తగ్గి విద్యుత్ వాహకంగా మారుతుంది.

* పొడిగా ఉన్న కర్ర విద్యుత్ బంధకంగా, నీటిలో ముంచినప్పుడు విద్యుత్ వాహకంగా పనిచేస్తుంది.

* ఆరోగ్యవంతుడైన మానవుడి శరీరం విద్యుత్ నిరోధం 5,00,000Ω,  (పొడిగా ఉంటే), 100Ω,  (శరీరం ఉప్పు నీటితో తడిసి ఉంటే).

» విద్యుత్ షాక్ అంటే శరీరం ద్వారా విద్యుత్తు ప్రసరించడం.
    
శరీర నిరోధం ఒక లక్ష Ωలుగా తీసుకుంటే

» శరీరంలో విద్యుత్ ప్రవాహం 0.07 Aకు చేరితే అది గుండె పనితీరుపై ప్రభావం చూపుతుంది.

» ఒక సెకను కాలం పాటు 0.07A విద్యుత్ ప్రసరణ జరిగితే స్పృహ కోల్పోతారు. ఇంకా ఎక్కువ సమయం ప్రసరణ జరిగితే మరణం సంభవిస్తుంది.

విద్యుత్ పొటెన్షియల్: ప్రమాణ ఆవేశాన్ని బదిలీ చెందించినప్పుడు జరిగిన పనినే విద్యుత్ పొటెన్షియల్ లేదా పొటెన్షియల్ భేదం అంటారు.

* ఇది ఏదైనా బిందువు వద్ద ఆవేశం స్థితిని తెలియజేస్తుంది.

* ఆవేశాల సంఖ్య అధికంగా ఉంటే అధిక పొటెన్షియల్, తక్కువగా ఉంటే అల్ప పొటెన్షియల్ అని అంటారు.

* ప్రమాణం: ఓల్టు.
                  
* భూమి పొటెన్షియల్ భేదం శూన్యం (Neutral).

* విద్యుత్ పొటెన్షియల్‌ను స్థిరీకరించడానికి స్టెబిలైజ‌ర్‌ను వాడతారు.

అతి వాహకత్వం (సూపర్ కండక్టవిటీ)

* లోహాలను చల్లబరిచినప్పుడు ఏదో ఒక ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాటి నిరోధం శూన్యమై ఆ పదార్థాల ద్వారా అనంతమైన విద్యుత్తు ప్రవహిస్తుంది. ఈ ధర్మాన్ని అతివాహకత్వం అంటారు.

* దీన్ని కనుక్కున్నవారు కామర్లింగ్ టన్స్.

* పాదరస అతివాహకత ఉష్ణోగ్రత 4.2 K.

వాహకత్వం (కండక్టవిటీ)

* నిరోధ విలోమాన్ని వాహకత్వం అంటారు.
                
* దీని ప్రమాణాలు ohm⁻¹ లేదా mho (మో)

* ప్రస్తుతం ఉపయోగిస్తున్న ప్రమాణం సైమన్ (Syman).

విశిష్ట నిరోధం (Specific Resistance)

* ప్రమాణ పొడవు, మధ్యచ్ఛేద వైశాల్యం ఉన్న తీగ నిరోధాన్ని విశిష్ట నిరోధం అంటారు.

* దీని ప్రమాణం Ohm - metre
    

నిరోధ నియమాలు:

    

విద్యుచ్ఛాల‌క‌ బలం

* ఒక విద్యుత్ వలయంలో ఆవేశాన్ని ఒక బిందువు నుంచి మరో బిందువుకు కదిలించడానికి వాటిపై ఉపయోగించే శక్తినే విద్యుత్ చాలక బలం అంటారు.

 దీని ప్రమాణం ఓల్టు.                   

* విద్యుచ్ఛాలక బలాన్ని అందించే సాధనాలను విద్యుచ్ఛాలక బల పీఠాలు అంటారు.

1. విద్యుత్ జనరేటర్

2. డైనమో

3. ఘటం (Battery లేదా Cell)

విద్యుత్ సాధనాలు

1. పోస్ట్ఆఫీస్ పెట్టె: టెలిఫోన్ కేబుల్ వైర్ల నిరోధాన్ని కొలవడానికి ఈ సాధనాన్ని ఉపయోగిస్తారు. ప్రస్తుతం వాడుకలో లేదు.

2. నిరోధాల పెట్టె: ఒక తీగ నిరోధాలను 1Ω , 2Ω  లుగా పిలవడానికి  ఉపయోగిస్తారు.

3. అధిక నిరోధాల పెట్టె: దీన్ని ఉపయోగించి తీగ నిరోధాన్ని 1kΩ వరకు పెంచవచ్చు. ఈ పెట్టె తయారీకి మాంగనీస్ లేదా కాన్‌స్టాంటెన్ లోహ మిశ్రమాలను ఉపయోగిస్తారు.

4. రియోస్టాట్: విద్యుత్ వలయంలో నిరోధాన్ని స్థిరీకరించడానికి రియోస్టాట్ ఉపయోగిస్తారు.
                       
       దీన్ని ఇస్త్రీ పెట్టె, ఫ్యాన్ రెగ్యులేటర్‌లలో ఉపయోగిస్తారు

5. ఎలక్ట్రోస్కోప్: ఒక తీగ ద్వారా ప్రవహిస్తున్న విద్యుత్ ప్రవాహ ఉనికిని తెలుసుకోవడానికి ఉపయోగిస్తారు. దీన్ని టెస్టర్ అంటారు.

6. ఓమ్ మీటర్: ఒక తీగ నిరోధాన్ని, సరాసరి నిరోధాన్ని కొలవడానికి దీన్ని వాడతారు.

7. మీటర్ బ్రిడ్జ్: తీగ నిరోధం, విశిష్ట నిరోధాన్ని కొలుస్తారు.

8. కదిలే తీగచుట్ట గాల్వనోమీటర్: ఈ సాధనాన్ని ఉపయోగించి తీగలో ప్రవహిస్తున్న విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని 10^-9 ఆంపియర్ వరకు కొలవడంతో పాటు విద్యుత్ ప్రవాహ దిశను కూడా తెలుసుకోవచ్చు.

9. టాన్‌జెంట్ గాల్వనోమీటర్: త్రికోణమితిలోని Tan θ సూత్రం ఆధారంగా పనిచేస్తుంది. 10^-6 ఆంపియర్ వరకు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని కొలవవచ్చు.

10. అమ్మీటర్: వలయంలో ప్రవహిస్తున్న తీగ విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని కొలుస్తారు.    ఆదర్శమైన అమ్మీటరు నిరోధం శూన్యంగా ఉంటుంది. (R = 0)

      

11. వోల్ట్‌మీటర్: 

13. స్వర్ణపత్ర విద్యుద్దర్శిని: దీన్ని బెన్నెట్ రూపొందించాడు.వలయంలో ఏదైనా రెండు బిందువుల మధ్య గల పొటెన్షియల్ తేడాను 10³ నుంచి కొన్ని వోల్టుల వరకు కొలుస్తారు.
 ఆదర్శ వోల్టుమీటరు నిరోధం అనంతంగా ఉంటుంది. 
   
12. పొటెన్షియో మీటర్: దీన్ని ఉపయోగించి ఘటం విద్యు‌చ్ఛాల‌క బలం, అంతర్గత నిరోధాన్ని లెక్కిస్తారు.

 స్థావర విద్యుత్ పరిమాణం, ఉపరితలంపై ఉన్న ఆవేశం స్వభావం గురించి తెలుసుకోవచ్చు.

ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ (పరివర్తకం): తక్కువ వోల్టేజీ నుంచి ఎక్కువ వోల్టేజీకి, ఎక్కువ వోల్టేజీ నుంచి తక్కువ వోల్టేజీకి విద్యుత్‌ను సరఫరా చేయడానికి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను ఉపయోగిస్తారు.14. కెపాసిటర్ (క్షమశీలి): తక్కువ వోల్జేజీ వద్ద ఎక్కువ ఆవేశాలను, విద్యుత్‌ను నిల్వ చేసుకునే సాధనాన్ని కెపాసిటర్ అంటారు.

 కెపాసిటర్ కెపాసిటీని కొలిచే ప్రమాణం ఫారడే. ఈ ప్రమాణాన్ని మైఖేల్ ఫారడే పేరిట పిలుస్తున్నారు.
 విద్యుత్ బల్బులో తప్ప మిగిలిన అన్ని రకాల విద్యుత్ సాధనాల్లో (ట్యూబ్‌లైట్, ఫ్యాన్, టీవీ, రేడియో) కెపాసిటర్లను ఉపయోగిస్తారు.

 ఇది పరస్పర ప్రేరణ లేదా అన్యోన్య ప్రేరణ ద్వారా పనిచేస్తుంది.

 అన్యోన్య ప్రేరణను 'లెంజ్' ప్రతిపాదించాడు.

 మొదటి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను మైఖేల్ ఫారడే తయారుచేశారు. సాధారణంగా మెత్తటి ఇనుమును ఉపయోగించి దీన్ని తయారు చేశారు.

ఉపయోగాలు

*  పరిశ్రమలు, బెడ్‌ల్యాంప్, టీవీ, కంప్యూటర్ సాధనాల్లో ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను ఉపయోగిస్తారు. 

Step up transformer: తక్కువ వోల్టేజీ నుంచి ఎక్కువ వోల్టేజీకి విద్యుత్ సరఫరా చేయడానికి దీన్ని ఉపయోగిస్తారు.

 Step down transformer: ఎక్కువ వోల్టేజీ నుంచి తక్కువ వోల్టేజ్‌కు విద్యుత్‌ను సరఫరా చేయడానికి దీన్ని వాడతారు.

* పై రెండు రకాల ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లను స్టెబ్‌లైజర్‌లో అమర్చి విద్యుత్ పొటెన్షియల్ స్థిరీకరణకు వాడుతారు.

* గౌణ వేష్టనంలో చుట్ల సంఖ్య ప్రధాన వేష్టనంలోని చుట్ల సంఖ్య కంటే ఎక్కువగా ఉంటే Step up

* ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ అని, తక్కువగా ఉంటే Step down ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ అని అంటారు.
   

విద్యుత్ ఘటం

* దీన్ని కనుక్కున్న శాస్త్రవేత్త వోల్టా.

* ఇది రసాయన శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మారుస్తుంది.

* ఘటాల్లో ఉపయోగించే రసాయన పదార్థం విద్యుత్ విశ్లేషణ చెందడానికి కావాల్సిన నియమాలను మైఖేల్ ఫారడే ప్రతిపాదించాడు.
ఇప్పటివరకు ఆవిష్కరించిన ఘటాల్లో ముఖ్యమైనవి

1. వోల్టా ఘటం                         2. లెక్లాంచి ఘటం                 3. డేనియల్ ఘటం

4. అనార్ద్ర లేదా నిర్జల ఘటం      5. బైక్రోమేట్ ఘటం

వోల్టా ఘటం:

   

ధన ఎలక్ట్రోడ్ - రాగి
    రుణ ఎలక్ట్రోడ్ - జింక్
    విద్యుత్ విశ్లేష్యం - H₂SO₄
    విద్యుచ్ఛాల‌క బలం - 1 V

* ఇది స్థానిక చర్య, ధృవకరణాన్ని వివరించలేకపోయింది.

* జింక్ కడ్డీ మీద మలినాలుగా కార్బన్, కాపర్, ఇనుము ఉంటాయి.

* జింక్ కడ్డీ మీద పాదరసంతో పూత పూస్తారు.

* కాపర్ కడ్డీ మీద ఎల‌క్ట్రాన్లను తిర‌గ‌నివ్వకుండా హైడ్రోజన్ వాయు బంధకంగా ప‌ని చేస్తుంది.\

* నత్రికామ్లం (HNO₃), కాపర్‌సల్ఫేట్ (CuSO₄), K₂Cr₂O₇, MnO₂లను ఆక్సీకరణం చెందించి ఆక్సిజన్‌ను బయటకు తీస్తుంది.

* ఓల్టా ఘటం పొటెన్షియల్ భేదం ఒక వోల్టు.

లెక్లాంచి ఘటం

   

   కాథోడ్: జింక్
   ఆనోడ్: కార్బన్ కడ్డీ (గ్రాఫైట్ పొడి)
   విద్యుత్ విశ్లేష్యం: NH₄Cl ద్రావణం
    దీని బలం: 1.5 Volts

బైక్రోమేట్ ఘటం
   

    కాథోడ్: జింక్ కడ్డీ
     ఆనోడ్: కార్బన్ కడ్డీ
    విద్యుత్ విశ్లేష్యం: H₂SO₄
     ఆక్సీకరణి: K₂Cr₂O₇
      దీని బలం: 2 Volts

 

నిర్జల లేదా అనార్ద్ర ఘటం                                                     

   

    కాథోడ్: జింక్
    ఆనోడ్: కార్బన్ గ్రాఫైట్ కడ్డీ
    విద్యుత్ విశ్లేష్యం: NH₄Cl ముద్ద
     దీని బలం: 1.5 V

* బల్బులను (బ్యాటరీలను) శ్రేణి పద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే ఫలిత విద్యుచ్ఛాల‌క బలం 

E= E₁ + E₂ అవుతుంది.
                           
* 4 V, 6 V లను శ్రేణి పద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే ఫలిత  విద్యుత్‌చ్ఛాల‌క  బలం

E = 4 + 6 = 10 V అవుతుంది.

* బ్యాటరీలను సమాంతర పద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే వాటి ఫలిత  విద్యుచ్ఛాల‌క  బలం వాటిలో గరిష్ఠ విద్యుచ్ఛాల‌క బలం ఉన్న బ్యాటరీ విద్యుచ్ఛాల‌క  బలం ఫలిత నిరోధం అవుతుంది.
                         
* 6V, 8 V, 9 Vలను సమాంతర పద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే ఫలిత నిరోధం 9 V.

* విద్యుత్ మోటారు విద్యుత్ శక్తిని, యాంత్రిక శక్తిగా మారుస్తుంది.

* AC డైనమో యాంత్రిక శక్తిని, విద్యుత్ శక్తిగా మారుస్తుంది.

* స్వయం ప్రేరణ, అన్యోన్య ప్రేరణకు ప్రమాణాలు హెన్రీ.

* విద్యుత్ మోటారు వడి 

   (a)  ఆర్మేచర్‌లోని చుట్ల సంఖ్య

   (b) ఆర్మేచర్ వైశాల్యం

   (c) ఆర్మేచర్‌లో విద్యుత్ పరిమాణం

   (d) అయస్కాంత క్షేత్ర బ‌లంపై ఆధార‌ప‌డి ఉంటుంది.

* విద్యుత్ ప్రవహిస్తున్న పొడవైన వాహకానికి ఏదైనా బిందువు వద్ద అయస్కాంత ప్రేరణ

  

ఫారడే విద్యుత్ విశ్లేషణ నియమం

విద్యుత్ విశ్లేషణ ధర్మాలు

లోహ సంగ్రహణ: విద్యుత్ విశ్లేషణ ప్రక్రియ ద్వారా రాగి, టిన్, సీసం, బంగారం, జింక్, క్రోమియం, నికెల్ లాంటి వాటిని సంగ్రహిస్తారు.

» కాపర్ లోహన్ని శుద్ధి చేసేటప్పుడు CuSO4 ద్రావణాన్ని విద్యుత్ విశ్లేష్యంగా, కాపర్ కడ్డీని కాథోడుగా ఉపయోగిస్తారు.

ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్

» విద్యుత్ విశ్లేషణ ద్వారా ఎక్కువ ధర ఉన్న లోహాలను, తక్కువ ధర ఉన్న లోహాలపై పూతగా వేయడాన్ని ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ అంటారు.

» రాగి వస్తువులపై వెండి పూత వేసే క్రమంలో రాగిని కాథోడ్‌గా, వెండిని ఆనోడ్‌గా ఉపయోగిస్తారు.

ఎలక్ట్రోటైపింగ్

» విద్యుత్ విశ్లేషణ పద్ధతిలో అక్షరాలు చెక్కి ఉన్న దిమ్మె నుంచి ఒక ప్రతిని (నకలు) తయారు చేయడాన్ని ఎలక్ట్రోటైపింగ్ అంటారు.

» ఇక్కడ మైనాన్ని కాథోడ్‌గా, లోహాన్ని ఆనోడ్‌గా ఉపయోగిస్తారు.

ఛార్జ్‌బుల్ బ్యాటరీ

* వీటిని గ్లాంటే - ప్లాంటే (Glante  - Plante) అనే శాస్త్రవేత్త కనుక్కున్నారు.

* విద్యుత్ శక్తి రసాయన శక్తిగా తిరిగి రసాయన శక్తి విద్యుత్ శక్తిగా రూపాంతరం చెందుతుంది.

* సాధారణంగా ఈ బ్యాటరీలను Ni, Li లతో తయారుచేస్తారు.

* ప్రతి ముఖం నుంచి ఏకముఖ విద్యుత్ విడుదల అవుతుంది.

* విద్యుత్ బల్బులో ఫిలమెంటుగా టంగ్‌స్టన్ ఉపయోగిస్తారు.

* ఆదర్శ ఘటం విద్యుత్‌చాలక బలం 1.5 V.

విద్యుత్ బల్బు

* థామస్ అల్వా ఎడిసన్ కనుక్కున్నాడు.

* తక్కువ పీడనం వద్ద ఆర్గాన్ వాయువును నింపుతారు.

    LED: Light Emitting Diode

    LCD: Light Crystal Display

*పై రెండు సంకేతాలను ఆధునిక కాలంలో టీవీలు, కంప్యూటర్లలో ఉపయోగిస్తున్నారు.

* ఫ్లోరోసెంటు బల్బులో ఆర్గాన్ (Ar) వాయువును నింపుతారు.

ట్యూబ్‌లైట్:

* గాజుతో తయారు చేసిన పొడవాటి గొట్టం రెండు చివరల వద్ద ఎలక్ట్రోడ్‌లను అమర్చి, తక్కువ పీడనం వద్ద ఏ వాయువునైనా నింపవచ్చు. దీంతో విద్యుత్‌ను పొదుపు చేయవచ్చు.

* ఫ్లోరోసెంట్ బల్బుల్లో ఆర్గాన్‌ అనే జడ వాయువును ఉపయోగిస్తారు.

వేపర్ ల్యాంప్స్:3. అధిక నిరోధాల పెట్టె: దీన్ని ఉపయోగించి తీగ నిరోధాన్ని 1kΩ వరకు పెంచవచ్చు. ఈ పెట్టె తయారీకి మాంగనీస్ లేదా కాన్‌స్టాంటెన్ లోహ మిశ్రమాలను ఉపయోగిస్తారు.

* ఆవిరి దీపాల్లో పాద‌ర‌సం ఆవిరిని తెలుపు రంగు కాంతి కోసం, సోడియం ఆవిరిని పసుపు రంగు కాంతి కోసం ఉపయోగిస్తారు.

* చాపం దీపాలు (Arc Lamps): ప్రకటన దీపాలు, విమానాశ్రయాల్లో రన్‌వేకి రెండువైపులా ఉపయోగించే బల్బుల లోపల నియాన్ జడ వాయువును నింపుతారు. కాబట్టి ఇలాంటి బల్బుల నుంచి ముదురు నారింజ రంగులో

ఉన్న కాంతి విడుదల అవుతుంది. ఈ రంగుల కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం ఎక్కువగా ఉండి పొగమంచు, దుమ్ము - దూళి కణాల ద్వారా తక్కువగా పరిక్షేపణం చెంది దాదాపు రుజుమార్గంలో ప్రయాణిస్తుంది. అందువల్ల ఇలాంటి

పదార్థాల ద్వారా రన్‌వేను చాలా స్పష్టంగా చూడవచ్చు.

* అలంకరణ దీపాలను శ్రేణిలో కలుపుతారు. ఈ దీపాల్లోని ఏదైనా ఒక బల్బును తొలగించినప్పుడు లేదా ఒక  బల్బులోని ఫిలమెంట్ కాలిపోయినప్పుడు విద్యుత్ ప్రవాహం ఆగిపోయి మిగిలిన బల్బులు వెలగవు.

* ఒక ఇంటి లోపలి విద్యుత్ కనెక్షన్‌ను పరిశీలించినప్పుడు ఒక గది నుంచి మరో గదికి శ్రేణిలోనూ; ఒక గదిలోని విద్యుత్ పరికరాలను సమాంతరంగానూ కలుపుతారు.

ఫ్యూజ్ తీగ

* దీన్ని Pb + Tin లతో తయారుచేస్తారు. ఈ పదార్థాన్ని టైప్ మెటల్ అని కూడా అంటారు. ఈ పదార్థ విద్యుత్ నిరోధం ఎక్కువగానూ, ద్రవీభవన స్థానం తక్కువగానూ ఉంటుంది.

                                       

* ఫ్యూజ్ తీగను విద్యుత్ వలయంలో శ్రేణిలో కలుపుతారు. ఒకవేళ విద్యుత్ ప్రవాహం అనేది 220V దాటినట్లయితే ఫ్యూజ్ తీగ వేడెక్కి సంకోచించి, తెగిపోతుంది. కాబట్టి విద్యుత్ ప్రవాహం ఆగిపోతుంది. ఈ విధంగా అధిక విద్యుత్ ప్రవాహాల బారి నుంచి విద్యుత్ వలయాన్ని కాపాడటానికి ఫ్యూజ్ తీగను ఉపయోగిస్తారు.

* విద్యుత్ హీటర్‌లో నిక్రోమ్ తీగను ఫిలమెంట్‌గా వాడతారు. ఈ పదార్థ విద్యుత్ నిరోధం, ద్రవీభవన స్థానాలు ఎక్కువగా ఉంటాయి.
                               

        
విద్యుత్ ఫలితాలు (Electric Effects)

సీబెక్ ఫలితం లేదా ఉష్ణ విద్యుత్ (Thermo electricity):
      
* రెండు వేర్వేరు లోహపు తీగలను రెండు సంధులుగా  అమర్చినప్పుడు ఏర్పడే వలయాన్ని ఉష్ణ యుగ్మం (Thermo Couple) అంటారు. ఈ ఉష్ణయుగ్మంలోని ఒక సంధిని మంచు

ముక్కల్లో అమర్చినప్పుడు దాని ఉష్ణోగ్రత 0ºC కు చల్లబడుతుంది. కాబట్టి ఈ మొదటి సంధిని చల్లని సంధి అని కూడా అంటారు. రెండో సంధిని ద్రవంలో అమర్చి వేడి

చేసినప్పుడు దాని ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది. కాబట్టి రెండో సంధిని వేడి సంధి అంటారు. వేడి సంధి వద్ద ఇచ్చిన ఉష్ణశక్తి వల్ల ఉష్ణయుగ్మంలో విద్యుత్ జనించి ప్రవహిస్తుంది.

అందువల్ల ఈ విద్యుత్‌ను ఉష్ణవిద్యుత్ (Thermo electricity) అంటారు. ఈ విషయాన్ని 'సీబెక్' అనే శాస్త్రవేత్త కనుక్కోవడం వల్ల దీన్ని సీబెక్ ఫలితం అని కూడా అంటారు.

* సీబెక్ ఫలితంలో జనించిన ఉష్ణవిద్యుత్ అనేది రెండు అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

1. ఉష్ణయుగ్మాన్ని తయారు చేయడానికి ఉపయోగించిన తీగల పదార్థ స్వభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కాబట్టి గరిష్ఠమైన ఉష్ణవిద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉష్ణయుగ్మాన్ని

Sb, Bi అనే పదార్థాలను ఉపయోగించి నిర్మించాలి.

2. చల్లని సంధి, వేడి సంధికి మధ్య గల ఉష్ణోగ్రతలోని తేడా పెరుగుతుంటే జనించిన ఉష్ణవిద్యుత్ కూడా పెరుగుతుంది.

అనువర్తనాలు

థర్మోపైల్: సీబెక్ ఫలితం ఆధారంగా పనిచేసే థర్మోపైల్ అనే సాధనాన్ని ఆంటిమొని, బిస్మత్‌లను ఉపయోగించి నిర్మిస్తారు. ఈ సాధనాన్ని ఉపయోగించి కంటికి కనిపించని ఉష్ణ వికిరణాలైన పరారుణ కిరణాల ఉనికిని

తెలుసుకోవచ్చు.

ఉష్ణవిద్యుత్ ఉష్ణోగ్రతా మాపకం: దీన్ని ఆంటిమొని (Sb), బిస్మత్ (Bi) లను ఉపయోగించి నిర్మిస్తారు. ఈ ఉష్ణోగ్రతా మాపకంతో క్రిమి కీటకాల ఉష్ణోగ్రతలను 0.025ºC వరకు కచ్చితంగా కొలవవచ్చు. అదే విధంగా అతి

శీఘ్రంగా మార్పు చెందుతున్న ఉష్ణోగ్రతలను కూడా కచ్చితంగా కొలవవచ్చు.

పెల్టియర్ ఫలితం:

* ఉష్ణయుగ్మం ద్వారా విద్యుత్ ప్రవహిస్తున్నప్పుడు ఒక సంధి వద్ద పరిసరాల్లో ఉన్న ఉష్ణం అంతా గ్రహించి చల్లబడుతుంది. ఈ విధంగా గ్రహించిన ఉష్ణాన్ని ఎలక్ట్రాన్ల సహాయంతో రెండో సంధి వైపు ప్రసారం చేసి బయటకు విడుదల చేస్తుంది. అందువల్ల రెండో సంధి వేడెక్కుతుంది. ఈ విధంగా జరిగే ప్రక్రియను పెల్టియర్ ఫలితం అంటారు.

అనువర్తనాలు

* ఎయిర్ కూల్డ్ రూము పనిచేయడంలో ఈ ఫలితాన్ని ఉపయోగిస్తారు.

* రిఫ్రిజిరేటర్ ఈ ఫలితం ఆధారంగా పనిచేస్తుంది.

గమనిక: 

1) రిఫ్రిజిరేటర్‌లో ఆహార పదార్థాలు మన్నికగా, తాజాగా ఎక్కువ కాలం ఉండాలంటే దానిలో4ºC ఉష్ణోగ్రత మాత్రమే ఉండాలి.

2) రిఫ్రిజిరేటర్ తలుపు తెరిచి, దానిలో ఆహార పదార్థాలను అమర్చి తిరిగి మూసివేయడానికి కావాల్సిన సమయం

5 సెకండ్లు మాత్రమే.

3) పని చేస్తున్న రిఫ్రిజిరేటర్ ఉండే గదిలో గది ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది.

జౌల్ లేదా థామ్సన్ ఫలితం

* ఒక తీగ ద్వారా విద్యుత్ ప్రవహిస్తున్నప్పుడు ఆ తీగ అంతా వేడెక్కడం లేదా చల్లబడటం జరుగుతుంది. దీన్నే జౌల్ లేదా థామ్సన్ ఫలితం అంటారు.