• facebook
  • whatsapp
  • telegram

విద్యుత్ 

* థేల్స్ ఆఫ్ మిలిస్ అనే గ్రీకు శాస్త్రవేత్త (క్రీ.పూ.624 - 526) స్థిరవిద్యుత్‌ను కనుక్కున్నారు.

* విలియం బర్డ్స్ అనే శాస్త్రవేత్త (1544 - 1603) విద్యుత్‌ను కనుక్కున్నారు. ఇది ఒక కదిలే ప్రవాహం లాంటిదని దానికి హూమర్ అని పేరు పెట్టారు.

* బెంజిమన్ ఫ్రాంక్లిన్ అనే శాస్త్రవేత్త విద్యుత్‌కు ధన, రుణ ఆవేశాలు ఉంటాయని కనుక్కున్నారు.

* విద్యుచ్ఛక్తి అనేది ఆవేశాల వల్ల జనించే ఒక శక్తి స్వరూపం.

* విద్యుత్ ఆవేశాలను 'q' అనే అక్షరంతో సూచిస్తారు. దీని ప్రమాణాలు కూలుంబ్‌లు.

      
* సజాతి ఆవేశాలు వికర్షించుకుంటాయి, విజాతి ఆవేశాలు ఆకర్షించుకుంటాయి.

* ఒక వస్తువులో సమాన సంఖ్యలో ధన, రుణ ఆవేశాలు ఉన్నట్లయితే ఆ వస్తువు తటస్థమైందని అని చెప్పగలం.

* విద్యుత్ ప్రధానంగా రెండు రకాలు

    1. స్థిర విద్యుత్ లేదా స్థావర విద్యుత్

    2. ప్రవాహ విద్యుత్

* స్థిర విద్యుత్ ఉపరితలంపై స్థిరంగా ఉన్న ఆవేశం వల్ల జనిస్తుంది. దీన్ని జిరాక్స్ యంత్రంలో  ఉపయోగిస్తారు.

* ఒక తీగలో ప్రవహిస్తున్న ఆవేశాల ప్రవాహ రేటును ప్రవాహ విద్యుత్ అంటారు.
  I=q/t 
* దీని ప్రమాణాలు కూలుంబ్/సెకను లేదా ఆంపియర్.

* విద్యుత్‌ను తమ ద్వారా ప్రవహింపజేసే పదార్థాలను విద్యుత్ వాహకాలు అంటారు.

ఉదా: లోహాలు, మనిషి.

* విద్యుత్‌ను తమ ద్వారా ప్రవహింపనీయని పదార్థాలను విద్యుత్ బంధకాలు అంటారు.

ఉదా: చెక్క, ప్లాస్టిక్, పింగాణి.

* లూయీ గాల్వనీ అనే ఇటలీ శాస్త్రవేత్త జంతువుల దేహంలో విద్యుత్ ఉందని భావించారు.

* ఆయిర్‌స్టెడ్ అనే శాస్త్రవేత్త విద్యుత్ అయస్కాంతంగా పనిచేస్తుందని కనుక్కున్నారు.

* మొదట విద్యుత్ మోటారు, విద్యుత్ జనరేటర్‌లను మైఖేల్ ఫారడే కనుక్కున్నారు.

* థామస్ అల్వా ఎడిసన్ అమెరికాలో మొదటి విద్యుత్ ఉత్పత్తి కేంద్రాన్ని స్థాపించారు.

* ఇంగ్లండ్‌లో గోడల్మింగ్ అనే ప్రాంతంలో ప్రయోగాత్మకంగా విద్యుత్ పవర్‌ప్లాంట్‌ను ఏర్పాటు చేశారు.

* మొదటి విద్యుత్ ఘటాన్ని జాన్ వోల్టా తయారు చేశారు.

* ఘటంలో రసాయన శక్తి విద్యుత్ శక్తిగా మారుతుంది.

* టార్చ్‌లైట్ ఘటంలో కర్బన కడ్డీ ఆనోడ్‌గా, జింక్ కడ్డీ కాథోడ్‌గా పనిచేస్తాయి.

* టార్చ్‌లైట్ ఘటం (అనార్ద్ర ఘటం)లో విద్యుత్ విశ్లేష్యం NHCl4 ముద్ద

* విద్యుత్ పరికరాలు వాటి సంకేతాలు

* సంకేతాన్ని ఉపయోగించి గీసిన వలయాన్ని వలయ పటం అంటారు.

* వలయంలో ఒకటి లేదా అంత కంటే ఎక్కువ ఘటాలు విద్యుత్ జనకాలుగా ఉంటాయి.

* స్విచ్ వేసినప్పుడు వలయం పూర్తవుతుంది. అంటే బ్యాటరీ ధనధ్రువాన్ని, రుణ ధ్రువానికి కలిపినట్లవుతుంది. దీన్ని మూసి ఉన్న వలయం అంటారు.

* స్విచ్‌ను ఆపివేస్తే దాన్ని తెరచిన వలయం అంటారు.

* ఒక బ్యాటరీ ధనధ్రువాన్ని వేరొక బ్యాటరీ రుణ ధ్రువంతో జతచేస్తే దాన్ని శ్రేణి అనుసంధానం అని అంటారు.
                                             
                                             
* బ్యాటరీల ధన ధ్రువాలన్నీ ఒక బిందువుకు, రుణ ధ్రువాలన్నీ వేరొక బిందువుకు అనుసంధానం చేసినట్లయితే దాన్ని సమాంతర అనుసంధానం అంటారు.                           
                                                               

* వివాహాలు, పండగలు, శుభకార్యాల్లో విద్యుత్ బల్బుల అలంకరణలో శ్రేణి అనుసంధానాన్ని వాడతారు.
* ఇంట్లో వెలుగుతున్న బల్బులను సమాంతర అనుసంధానంలో కలుపుతారు.
* విద్యుత్ వల్ల కలిగే ఉష్ణఫలితాలు అనే ధర్మం ఆధారంగా ఎలక్ట్రిక్ కుక్కర్, ఎలక్ట్రిక్ హీటర్, ఇస్త్రీపెట్టె లాంటివి
తయారవుతాయి.
* ఎలక్ట్రిక్ హీటర్‌లో ఫిలమెంటుగా నిక్రోమ్ తీగను ఉపయోగిస్తారు.
* ఫిలమెంటు విడుదల చేసే ఉష్ణం... దాన్ని తయారు చేసిన పదార్థం, తీగపొడవు, మందంపై ఆధారపడుతుంది.
* విద్యుత్ బల్బు కూడా విద్యుత్ ఉష్ణఫలితం ఆధారంగా, కాంతిఫలితంగా మారుతుంది.
* విద్యుత్ వలయాన్ని తెరవడానికి, మూయడానికి స్విచ్‌ను ఉపయోగిస్తారు.

 

విద్యుత్ బల్బు:
* విద్యుత్ బల్బును థామస్ అల్వా ఎడిసన్ కనుక్కున్నారు.
* ఎడిసన్ తన జీవిత కాలంలో 1000 పైగా నూతన ఆవిష్కరణలు చేశారు.
* బల్బును విద్యుత్ కాంతి ఫలితంగా కనుక్కున్నారు.
* ఫిలమెంటుగా మొదటి ప్లాటినం - 8 నిమిషాలు,
     మసిపూసిన నూలుదారం - 45 గంటలు పాటు,
     వెదురు తీగలతో చేసిన ఫిలమెంట్ - చాలారోజుల పాటు వెలిగాయి.
* చివరగా దూదిని ఫిలమెంటుగా ఉపయోగించి వెదురు కంటె మంచిదని నిరూపించారు.
* ప్రస్తుతం టంగ్‌స్టన్ ఫిలమెంటును వాడుతున్నాం.
* బల్బులో తక్కువ పీడనం వద్ద ఆర్గాన్ లేదా నైట్రోజన్ వాయువును నింపుతారు.
* ట్యూబ్‌లైట్లను గాజుగొట్టంతో నిర్మిస్తారు. దీని రెండు చివరల వద్ద ఎలక్టోడ్‌లను అమర్చి తక్కువ పీడనం వద్ద గాలిని నింపుతారు.
* దీని లోపల కాల్షియం టంగ్‌స్టన్ లేదా మెగ్నీషియం సిలికేట్‌లను పూతగా వేస్తారు.
* CFL (Compact Flurosent Lamp)ను ఎడ్వర్డ్ హేమర్ కనుక్కున్నారు.
* దీనిలో తక్కువ మోతాదులో పాదరసం నింపుతారు.
* దీని జీవితకాలం 6000 గంటలు - 15,000 గంటలు.

 

విద్యుత్ ఫ్యూజ్:
* అధిక విద్యుత్ ప్రవాహాల నుంచి విద్యుత్ తీగలను కాపాడటానికి 'ఫ్యూజ్‌'ను వాడతారు.
* దీనికి అధిక నిరోధం, తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం ఉంటాయి.
* 63% టిన్, 37% లెడ్‌ల మిశ్రమాన్ని టైప్‌మెటల్ అంటారు. దీన్ని ఫ్యూజ్‌గా ఉపయోగిస్తారు.

 

మినియేచర్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ (MCB)
* రక్షితపరిధిని దాటి విద్యుత్ ప్రవాహం వచ్చినప్పుడు తమంతట తామే స్విచ్ ఆఫ్ అయ్యేవాటిని MCBలు అంటారు.
* లీదితీలు ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాటంతట అవే ఆగిపోతాయి.
* MCB ఫారడే అనే శాస్త్రవేత్త ఒక తీగ చుట్టలో అయస్కాంతాన్ని అటు, ఇటు కదిలించినప్పుడు దానిలో విద్యుత్ ప్రవాహం ఏర్పడుతుందని కనుక్కున్నారు. దీని నుంచి 1831లో విద్యుత్ డైనమో తయారు చేశారు.
* ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ని కూడా మైఖేల్ ఫారడే కనుక్కున్నారు.

 

ద్రవాల విద్యుత్ వాహకత:
* విద్యుత్ వాహకత అనేది పదార్థ లక్షణం. ఒక పదార్థం ద్వారా విద్యుత్ ప్రవహిస్తే ఆ పదార్థం విద్యుత్ వాహకతను కలిగి ఉందని అంటారు.
* తమ ద్వారా విద్యుత్‌ను ప్రవహింపజేసే ద్రవాలను విద్యుత్ వాహకాలు అని, ప్రసరింపనీయని ద్రవాలను విద్యుత్ బంధకాలు అని అంటారు.
* వలయంలో తక్కువ విద్యుత్ ప్రవాహం ఉన్నప్పటికీ LED వెలుగుతుంది. కాబట్టి కొద్దిపాటి విద్యుత్ ప్రవహిస్తున్న విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని కొలవడానికి LEDలను సూచిక/Testerలుగా వాడతారు.
* స్వేదనజలం విద్యుత్ బంధకం.
* స్వేదన జలానికి ఆమ్లాలు లేదా లవణాలను కలిపితే వాటిని ఆమ్లద్రావణాలు లేదా లవణ ద్రావణాలు అంటారు.
* ఆమ్లద్రావణాలు, లవణ ద్రావణాల ద్వారా విద్యుత్ ప్రసరిస్తుంది.
ఉదా: స్వేదన జలం + ఉప్పు
          స్వేదన జలం + నిమ్మరసం
          స్వేదన జలం + కాపర్ సల్ఫేట్

 

విద్యుత్ ఘటం:
* జాన్ ఓల్టా 1800లో రాగి, జింక్ ఫలకాలను సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంలో ఉంచి సెల్‌ను తయారు చేశారు.
* దీన్నే ఓల్టా ఘటం అంటారు. దీని emf విలువ 1Volt
* దీన్నే ప్రాథమిక ఘటం అంటారు.         
                             

* సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాన్ని విద్యుత్ విశ్లేష్యం అని అంటారు.
* దీనిలో రసాయన శక్తి విద్యుత్‌శక్తిగా మారుతుంది.
* ఇది స్థానిక చర్య, ధ్రువకోణాన్ని వివరించలేదు.

 

ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్:
* ఒక లోహంపై వేరొక లోహంతో పూతపూసే పద్ధతిని ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ అంటారు.
ఉదా: పిన్నీసుపై తెల్లటి లోహపు పూత
* యంత్రభాగాలు తుప్పుపట్టకుండా ఉండటానికి క్రోమియం పూతపూస్తారు.
* ఇనుముకు నికెల్, క్రోమియం పూతపూయడం
* గిల్ట్‌నగల తయారీ
* తినుబండారాలను నిల్వచేయడానికి తగరపు పూతపూసిన ఇనుప డబ్బాలను వాడతారు.
* వంతెనలు, వాహన పరికరాల తయారీలో జింక్ పూతపూసిన ఇనుమును వాడతారు.
* విద్యుత్ విశ్లేషణ ద్వారా ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ చేయవచ్చు.

 

విద్యుత్ ప్రవాహం:
 లోహాల లాంటి విద్యుత్ వాహకాల్లో అధిక సంఖ్యలో స్వేచ్ఛాఎలక్ట్రాన్‌లు, ధనాత్మక అయాన్‌లు ఉంటాయని డ్రూడ్, లోరెంజ్ ప్రతిపాదించారు.
 ఈ ధనాత్మక అయాన్‌లను లాటిస్ అని అంటారు.


I =q/t  
దీని ప్రమాణాలు కూలుంబ్/సెకన్ లేదా ఆంపియర్
* వాహకంలో ఎలక్ట్రాన్‌లు స్థిర సరాసరి వేగంతో చలిస్తూ ఉంటే ఆ వేగాన్ని డ్రిఫ్ట్ వేగం లేదా అపసరవేగం అని అంటారు.
 అంతరాళంలో స్వేచ్ఛా ఆవేశాలను నిర్దిష్టదిశలో కదిలించడానికి విద్యుత్‌క్షేత్రం చేసే పనినే పొటెన్షియల్ భేదం అంటారు.
q విద్యుత్ ఆవేశంపై విద్యుత్‌బలం చేసిన పని 

* ఏకాంక ఆవేశంపై విద్యుత్‌బలం చేసిన పని  
* పొటెన్షియల్ భేదాన్ని వోల్టేజీ అని కూడా అంటారు.
దీని SI ప్రమాణం ఓల్ట్ 1 V = 1 జౌల్/ కూలుంబ్

* ఒక బ్యాటరీ పూర్తిగా నిర్వీర్యం అయ్యేవరకు దాని ధ్రువాల మధ్య పొటెన్షియల్ భేదం స్థిరంగా ఉంటుంది.
* బ్యాటరీ ధన, రుణ ధ్రువాలను ఒక వాహకంతో కలిపితే అది డిశ్చార్జ్ అవుతుంది.

 

విద్యుచ్ఛాలక బలం (emf):
* ఏకాంక ఆవేశాన్ని ఒక ధ్రువం నుంచి మరొక ధ్రువానికి కదిలించడానికి చేసిన బలాన్ని విద్యుచ్ఛాలక బలం అంటారు. 

దీని SI ప్రమాణాలు ఓల్ట్‌లు

* విద్యుత్ పరికరం రెండు చివరల మధ్య పొటెన్షియల్ భేదం లేదా emfను కొలవడానికి ఓల్ట్ మీటరు ఉపయోగిస్తారు.

* వలయంలో ఓల్ట్ మీటరును విద్యుత్ పరికరం రెండు చివర్లకు సమాంతరంగా కలుపుతారు.
ఓమ్ నియమం:
 జర్మనీకి చెందిన జార్జ్ సైమన్ ఓమ్ ఓమ్ నియమాన్ని ప్రతిపాదించారు.
 ''స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద, వాహకం రెండు చివరల మధ్య పొటెన్షియల్ భేదం వాహకం ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది". దీన్నే ఓమ్ నియమం అని అంటారు.
V ∝ I

* వలయంలో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని వ్యతిరేకించే ధర్మాన్ని విద్యుత్ నిరోధం అంటారు. దీని SI ప్రమాణం 'ఓమ్‌'లు. ఓమ్‌ను '' గుర్తుతో సూచిస్తారు.

*  ఓమ్ నియమాన్ని పాటించే వాటిని ఓమియ వాహకాలు అంటారు.

ఉదా: లోహాలు
* ఓమ్ నియమాన్ని పాటించని వాటిని అఓమియ వాహకాలు అంటారు.
ఉదా: LED

 * లోహ వాహకాలు ఓమ్ నియమాన్ని పాటిస్తాయి. కానీ వాటి ఉష్ణోగ్రత, ఇతర భౌతిక పరిస్థితులు స్థిరంగా ఉండాలి.
* వాయు వాహకాలకు ఓమ్ నియమం వర్తించదు.
* అర్ధ వాహకాలకు (సిలికాన్, జర్మేనియం) ఓమ్ నియమం వర్తించదు.
* లాటిస్ అయాన్‌లు ఎలక్ట్రాన్‌ల చలనాన్ని ఆటంకపరుస్తాయి. ఈ అయాన్‌లు ఆటంకం పదార్థ స్వభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

 విద్యుత్ ఘాతం:

* మన శరీరం సాధారణంగా 100 (శరీరం ఉప్పునీటితో తడిసినప్పుడు) నుంచి 5,00,000  (చర్మం బాగా పొడిగా ఉంటే)కు మధ్యస్తంగా ఉంటుంది.
* 240 V తీగను తాకినప్పుడు మన శరీరం ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహం

* శరీరం ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహం 0.07 A చేరితే అది గుండె పనితీరుపై ప్రభావం చూపుతుంది.
* ఈ విద్యుత్ ప్రవాహం గుండె ద్వారా ఒక సెకను కంటే ఎక్కువకాలం ప్రవహిస్తే మనిషి స్పృహ కోల్పోతాడు. ఇంకా ఎక్కువ సమయం ప్రవహిస్తే చనిపోతాడు.
* విద్యుత్ ప్రవాహం శరీరం ద్వారా
    0.001 (ఆంపియర్‌లు)    -         ప్రభావాన్ని గుర్తించగలం
    0.005 A                       -        నొప్పిని కలగజేస్తుంది
    0.010 A                       -        కండరాలు సంకోచిస్తాయి
    0.015 A                       -        కండరాల పటుత్వం దెబ్బతింటుంది
    0.07 A                         -       మనిషి స్పృహ కోల్పోతాడు
* శరీరంలోని అవయవాల కంటే, చర్మానికి నిరోధం ఎక్కువ.

 * విద్యుత్ ఘాతం అనేది పొటెన్షియల్ భేదం, విద్యుత్ ప్రవాహం, విద్యుత్ నిరోధాల ఫలిత ప్రభావం.
* విద్యుత్ ప్రవాహం జరగాలంటే ఏదైనా రెండు తీగలను కలపాలి.
* అధిక వోల్టేజి ఉన్న ఒకే తీగపై పక్షి నిల్చునప్పుడు దాని కాళ్ల మధ్య పొటెన్షియల్ భేదంలేదు. కాబట్టి విద్యుత్‌ఘాతం కలగదు
పదార్థ నిరోధాన్ని ప్రభావితం చేసే కారకాలు:
* ఒక వాహకం నిరోధం దాని ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రతను పెంచినట్లయితే నిరోధం పెరుగుతుంది.
* వాహన నిరోధం, దాని పదార్థ స్వభావంపై ఆధారపడుతుంది.
* విద్యుత్ ప్రవాహం వాహన నిరోధం పొటెన్షియల్ భేదం స్థిరంగా ఉన్నప్పుడు దాని పొడవుకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
* పొడవు పెరిగితే నిరోధం పెరుగుతుంది.
     R ∝ l
* వాహక నిరోధం దాని మధ్యచ్ఛేద వైశాల్యానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
 

     P అనుపాత స్థిరాంకం. దీన్ని విశిష్టనిరోధం/నిరోధకత అని అంటారు.

    దీని SI ప్రమాణం   - m ( ఓమ్ - మీటరు)
* విశిష్ట నిరోధం వ్యుత్ర్కమాన్నిను వాహకత్వం అంటారు.
    దీని SI ప్రమాణం 'mho' లేదా సీమెన్
* పదార్థాల విశిష్ట నిరోధం వాటి వాహకత్వాన్ని తెలుపుతుంది.
* విశిష్ట నిరోధం తక్కువగా ఉండే లోహాలు మంచి వాహకాలుగా పనిచేస్తాయి. కాబట్టి రాగి, అల్యూమినియం లోహాలను విద్యుత్ తీగల తయారికి ఉపయోగిస్తారు.
* సాధారణంగా విద్యుత్ బల్బులోని ఫిలమెంటు టంగ్‌స్టన్‌తో తయారుచేస్తారు. కారణం దీని విశిష్ట నిరోధం, ద్రవీభవన స్థానాలు (3422ºC) చాలా ఎక్కువ.
* విద్యుత్ బంధకాల విశిష్ట నిరోధాలు అత్యధికంగా 1014 - 1016 m వరకు ఉంటాయి.
* నిక్రోమ్ (నికెల్, ఇనుము, క్రోమియం), మాంగనీస్ (86% రాగి, 12% మాంగనీస్, 2% నికెల్) లాంటి మిశ్రమ లోహాల విశిష్టనిరోధం లోహాల కంటే 30 - 100 రెట్లు అధికంగా ఉంటుంది.
* నిక్రోమ్, మాంగనీస్‌లను ఇస్త్రీపెట్టె, రొట్టెలను వేడిచేసే పరికరం లాంటి వాటిలో తాప నియంత్రకాలుగా వాడతారు.

 సిలికాన్, జర్మేనియం లాంటి పదార్థాల విశిష్టోష్ణం లోహపదార్థాల కంటే 105 - 1010 రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది. వీటిని అర్ధవాహకాలు అంటారు. అర్ధవాహకాలను డయోడు, ట్రాన్సిస్టర్, IC (Integrated Circute)ల తయారీకి వాడతారు
పదార్థం వాటి విశిష్టోష్ణం (20C వద్ద)
వెండి                  -     1.59 × 10-8 .m                     సీసం            -      2.20 × 10-7 .m
రాగి                    -     1.68 ×10-8 .m                      నిక్రోమ్         -      1.10 × 10-6.m
బంగారం             -    2.44 × 10-8 .m                      గ్రాఫైట్          -      2.50 × 10-6
అల్యూమినియం  -    2.82 × 10-8 .m                      జర్మేనియం   -     4.60 × 10-1
కాల్షియం            -    3.36 × 10-8 .m                       తాగునీరు      -     2.00 × 10-1.m
టంగ్‌స్టన్            -     5.60 × 10-8 .m                      సిలికాన్       -     6.40 × 102
జింక్                  -    5.90 × 10-8 .m                      పొడిచెక్క      -     1.00 × 103
నికెల్                 -     6.99 × 10-8 .m                      గాజు            -     10.0 × 1010
ఇనుము            -    1.00 × 10-7 .m                       రబ్బరు        -     1.00 × 1013
                                                                                     గాలి            -     1.30 ×  1016 .m

విద్యుత్ వ‌ల‌యాలు:

శ్రేణి అనుసంధానం:
మూడు నిరోధాల‌ను శ్రేణి ప‌ద్ధతిలో ఫ‌లిత నిరోధం R = R1 + R2 + R3 అవుతుంది.
* శ్రేణి పద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే కలిపిన విడి నిరోధాల మొత్తం ఏర్పడే ఫలిత నిరోధాలకు సమానం.
 * వలయంలో విద్యుత్ జనకం స్థిరంగా ఉంటుంది.

ఉదా: రెండు నిరోధాలు 4 , 6ల‌ను శ్రేణి ప‌ద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే ఫ‌లిత నిరోధం విలువ ఎంత‌?
R = R1 + R2
R = 4 + 6
R = 10
నిరోధాల సమాంతర అనుసంధానం:
             

R1 , R2, R3 ల‌ను సమాంత‌ర ప‌ద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే ఫ‌లిత నిరోధం

* రెండు నిరోధాలను సమాంతర పద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే

ఉదా: 6, 8  లను సమాంతర పద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే ఫలిత నిరోధం ఎంత?

* సమాంతర అనుసంధానంలో ఫలిత నిరోధం విలువ విడి నిరోధాల కంటే తక్కువగానే ఉంటుంది.

 కిర్‌చాఫ్ నియమాలు:

జంక్షన్ నియమం:
   వలయంలో విద్యుత్ ప్రవాహం విభజింపబడే ఏ జంక్షన్ వద్దనైనా జంక్షను చేరే విద్యుత్ ప్రవాహాల మొత్తం, ఆ జంక్షను వీడిపోయే విద్యుత్ ప్రవాహాల మొత్తానికి సమానం

ఇది ఆవేశాల నిత్యత్వ నియమాన్ని అనుసరిస్తుంది.
లూప్ నియమం:
     ఒక మూసిన వలయంలోని వివిధ పరికరాల రెండు చివరల మధ్య పొటెన్షియల్ భేదాల్లో పెరుగుదల, తగ్గుదల బీజీయ మొత్తం శూన్యం. ఇది శక్తి నిత్యత్వ నియమం అనుసరించి వస్తుంది.

 విద్యుత్ సామర్థ్యం:
పని జరిగే రేటునే సామర్థ్యం అంటారు.

* విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని తెలియజేయడానికి కిలోవాట్ అనే ప్రమాణాన్ని ఉపయోగిస్తారు.
1 KW = 1000 W = 1000 J/Sec
ఒక యూనిట్ అంటే 1 KWH = 3600 × 1000 J
                                          = 3.6  × 106 Joul
* ఫ్యూజ్‌ను వాడటం ద్వారా ఇంటిలోని వలయం, అందులోని సాధనాలను ఓవర్‌లోడ్ నుంచి కాపాడవచ్చు.
*  విద్యుత్ సామర్థ్యం, కాలాల లబ్ధాన్ని విద్యుచ్ఛక్తి అని అంటారు.

* 100 నిరోధం గల ఏకరీతి వాహకం ఉంది. దీన్ని మొదటి వాహక నిరోధానికి రెట్టింపు పొడవుగల దానిగా మారిస్తే కొత్తగా తయారైన వాహక నిరోధం ఎంత?
R1 = 100      l1 = l
l2 = 2l1            R2 = ?

విద్యుదయస్కాంతం:
* విద్యుదయస్కాంతాన్ని అవగాహన చేసుకోవడంలో ఆయిర్‌స్టెడ్ కీలకపాత్ర పోషించారు.
* ఆయిర్ స్టెడ్ గౌరవార్థం అయస్కాంతక్షేత్ర బలానికి ప్రమాణంగా ఆయన పేరును ఉపయోగిస్తున్నాం.
* ఇతడు విద్యుదయస్కాంతంపై చేసిన పరిశోధనల ఫలితంగా తర్వాతి కాలంలో రేడియో, టెలివిజన్, ఆప్టికల్ ఫైబర్ లాంటివి కనుక్కున్నారు.
* ఒక పదార్థం మరొక పదార్థంతో భౌతికమైన స్పర్శా సంబంధం లేనప్పటికి దానిపై బలాన్ని ప్రయోగించే సందర్భంలో క్షేత్రం అనే భావనను ఉపయోగిస్తాం.

* అయస్కాంతక్షేత్రం త్రిమితీయమైంది.
* ఇది అయస్కాంతం చుట్టూ ఆవరించి ఉంటుంది. ఈ క్షేత్రానికి క్షేత్రదిశ, క్షేత్రబలం అనే లక్షణాలు ఉంటాయి.
* దండాయస్కాంతం చుట్టూ గీసే ఊహాత్మక రేఖలను అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలు అంటారు. ఇవి సంవృత రేఖలు.
* ఇవి అయస్కాంత క్షేత్ర స్వభావాన్ని తెలుసుకోవడానికి తోడ్పడతాయి.
* ఏ క్షేత్రం బలం, దిశల్లో ఏ ఒక్కటైనా వివిధ స్థానాల్లో మారితే దాన్ని అసమక్షేత్రం అంటారు.
* క్షేత్రబలం, దిశ రెండూ క్షేత్రమంతటా స్థిరంగా ఉంటే దాన్ని సమక్షేత్రం లేదా ఏకరీతి క్షేత్రం అంటారు.
* అయస్కాంత క్షేత్రానికి లంబంగా 'A' వైశాల్యం ఉన్న తలం ద్వారా వెళ్లే బలరేఖల సంఖ్యను అయస్కాంత అభివాహం (Magnetic flux) అంటారు.
దీన్ని ∅ తో సూచిస్తారు.
* అయస్కాంత అభివాహం SI ప్రమాణాలు 'వెబర్'.
* క్షేత్రానికి లంబంగా ఉన్న ఏకాంక వైశాల్యం గల తలం ద్వారా వెళ్లే అయస్కాంత అభివాహాన్ని అయస్కాంత అభివాహ సాంద్రత అంటారు. దీన్ని అయస్కాంత క్షేత్ర ప్రేరణ అని కూడా అంటారు.

* అయస్కాంతక్షేత్ర ప్రేరణకు ప్రమాణాలు Wb/m2 లేదా టెస్లా
* అయస్కాంత క్షేత్రం B కి, A వైశాల్యం ఉన్నతలం లంబానికి మధ్య కోణం θ అయితే 

* BA Cosθ అవుతుంది.

* విద్యుత్ ప్రవాహం ఉండే తీగ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.
* అయస్కాంత బలరేఖల దిశను కుడిచేతి బొటనవేలు నిబంధన ఆధారంగా గుర్తించవచ్చు.
* సర్పిలాకారంగా (హెలిక్స్), దగ్గరగా చుట్టబడి ఉన్న పొడవైన తీగనే సోలినాయిడ్ అని అంటారు.
* సోలినాయిడ్ వల్ల ఏర్పడే బలరేఖలు సంవృతాలు.
* అయస్కాంతక్షేత్రంలో కదిలే ఆవేశంపై పనిచేసే బలం F = qVB
 కోణం θ అయితే qVB sinθ
* ఏకరీతి అయస్కాంత క్షేత్రానికి లంబంగా ఒక విద్యుత్ ప్రవాహం గల తీగను ఉంచితే దానిపై చర్య జరిపే క్షేత్రబలం
F = ilb
F = iLB అవుతుంది.
* అయస్కాంత క్షేత్రానికి, విద్యుత్ ప్రవాహానికి మధ్యకోణం θ అయితే దానిపై పనిచేసే బలం F = iLBsinθ.
* విద్యుత్ మోటారును మైఖేల్ ఫారడే కనుక్కున్నారు.
* ఇది విద్యుత్‌శక్తిని యాంత్రిక శక్తిగా మారుస్తుంది.
* విద్యుత్ ప్రవాహం ఉన్న తీగచుట్టను ఏకరీతి అయస్కాంతక్షేత్రంలో ఉంచినప్పుడు ఇది భ్రమణం చెందుతుంది.
* తీగ చుట్టలో అయస్కాంత అభివాహాన్ని నిరంతరం మారుస్తూ ఉంటే ఆ తీగచుట్టలో విద్యుత్ ప్రవాహం ఏర్పడుతుంది. ఈ విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ప్రేరిత విద్యుత్ ప్రవాహం అని అంటారు. ఇది ప్రేరిత విద్యుత్‌చ్ఛాలక బలం వల్ల ఏర్పడుతుంది. దీన్నే విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ అంటారు.


* తీగ చుట్టలో అభివాహ మార్పును వ్యతిరేకించే దిశలో ప్రేరణ విద్యుత్ ప్రవాహం ఉంటుంది. దీన్నే లెంజ్ నియమం అంటారు.
* కదిలే తీగలో గమన విద్యుచ్ఛాలక బలం ∊ = Blv అవుతుంది.
l పొడవు ఉన్న వాహకం B అయస్కాంత క్షేత్రానికి లంబంగా v వేగంతో కదులుతుంటే ఆ వాహక కొనల మధ్య ఏర్పడే గమన విద్యుచ్ఛాలక బలం ∊ = Blv అవుతుంది.
విద్యుత్ జనరేటర్:
* యాంత్రిక శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చే సాధనాన్ని విద్యుత్ జనరేటర్ అంటారు.
* దీన్ని మైఖేల్ ఫారడే కనుక్కున్నారు.

* జనరేటర్‌లో ఏకాంతర విద్యుత్ కచ్చితమైన పౌనఃపున్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

*  నిర్దిష్టకాల వ్యవధిలో ప్రవాహదిశ మారుతూ ఉంటుంది.
 * B అయస్కాంత ప్రేరణ గల క్షేత్రానికి లంబంగా 'q' ఆవేశం గల కణం 'v' వేగంతో కదులుతుంది. ఆవేశ మార్గ వ్యాసార్ధం, భ్రమణ కాలం లెక్కించండి.

 * 0.8 T అయస్కాంత అభివాహసాంద్రత ఉన్నక్షేత్రదిశకు లంబంగా 10 మీ/సె వేగంతో కదులుతున్న వాహక తీగ చివర్ల మధ్య 8 విద్యుచ్ఛాలక బలం ప్రేరేపితమైతే ఆ తీగ పొడవు ఎంత?
సాధన:   ∊ = Blv

 

* సమ అయస్కాంత క్షేత్రంలో అయస్కాంత క్షేత్ర ప్రేరణ విలువ 2T, క్షేత్రానికి 1.5 m2 ఉపరితల వైశాల్యం ద్వారా ఆ క్షేత్రానికి లంబంగా ప్రయాణించే అభివాహం ఎంత?

సాధన:


 అయస్కాంత క్షేత్రానికి లంబంగా ఉంచిన 20 సెం.మీ. పొడవు గల దీర్ఘచతురస్ర విద్యుత్ వాహకంపై 8 న్యూటన్ల బలం పనిచేస్తుంది. వాహకంలో 40 ఆంపియర్ల విద్యుత్ ప్రవాహం ఉన్నప్పుడు ఏర్పడే ప్రేరిత అయస్కాంత ప్రేరకత్వం కనుక్కోండి.
సాధన: F = 8 N

విద్యుత్ - సాధనాలు

1) విద్యుద్దర్శిని (Electroscope - Tester)
ఒక వలయంలో విద్యుత్ ప్రవాహ ఉనికిని తెలుసుకోవడానికి ఈ పరికరాన్ని ఉపయోగిస్తారు.
2) స్వర్ణపత్ర విద్యుద్దర్శిని  :
    * దీన్ని బిన్నెట్ కనుక్కున్నారు
    * వస్తువు ఉపరితలంపై ఉన్న ఆవేశ స్వభావాన్ని తెలుసుకోవడానికి ఉపయోగిస్తారు.
3) నిరోధాల పెట్టె:
ఒక విద్యుత్ వలయంలోని విద్యుత్ నిరోధాన్ని ఓమ్‌లలో పెంచడానికి దీన్ని ఉపయోగిస్తారు.
4) రియోస్టార్ట్:

దీన్ని ఉపయోగించి స్వల్ప పరిమాణంలో విద్యుత్ నిరోధాన్ని పెంచుతూ లేదా తగ్గిస్తూ ఒక స్థిర విలువ వద్ద
స్థిరీకరించవచ్చు.

 5) కదిలే తీగ చుట్ట గాల్వనోమీటరు:

విద్యుత్ వలయంలో ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని 10-9 A (నానో ఆంపిర్) వరకు కచ్చితంగా కొలవగలం. విద్యుత్ ప్రవాహదిశను తెలుసుకోవచ్చు.
6) టాంజెంట్ గాల్వనోమీటరు:
ఇది త్రికోణమితీయ కోణం tanθ ఆధారంగా పనిచేస్తుంది. దీన్ని ఉపయోగించి వలయంలో ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని 10-6 A(మైక్రో ఆంపిర్) వరకు కచ్చితంగా కొలవగలం.
7) అమ్మీటర్:
వలయంలో ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని మిల్లి ఆంపియర్ నుంచి కొన్ని ఆంపియర్ల వరకు కచ్చితంగా కొలవగలం.
* ఆదర్శ అమ్మీటరు యొక్క విద్యుత్ నిరోధం శూన్యం.
8) ఓల్ట్‌మీటరు:
దీన్ని ఉపయోగించి విద్యుత్ వలయంలో ఏదైనా రెండు బిందువుల మధ్య పొటెన్షియల్ భేదాన్ని కొలవచ్చు.
* ఆదర్శ ఓల్ట్ మీటరు విద్యుత్ నిరోధం అనంతం.
9) కెపాసిటర్ లేదా కండెన్సర్:
తక్కువ ఓల్టేజి వద్ద ఎక్కువ ఆవేశాలను, విద్యుచ్ఛక్తిని నిల్వ చేసుకునే సాధనాన్ని కెపాసిటర్ లేదా కండెన్సర్ అంటారు.

* కెపాసిటినీ ఫారడ్ అనే ప్రమాణాల్లో కొలుస్తారు.

* రెండు కెపాసిటర్‌లను సమాంతర పద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే ఫలిత కెపాసిటి C = C1 + C2 అవుతుంది.
* కెపాసిటర్‌లను అనేక విద్యుత్ సాధనాలు ట్యూబ్‌లైట్, ఫ్యాన్, టి.వి., కంప్యూటర్ లాంటి వాటిలో ఉపయోగిస్తారు.
* కెపాసిటర్ ద్వారా ఏకాంతర విద్యుత్ మాత్రమే ప్రవహిస్తుంది.
10) ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ (పరివర్తకం):
* తక్కువ లోల్టేజి నుంచి ఎక్కువ వోల్జేజికి లేదా ఎక్కువ వోల్టేజి నుంచి తక్కువ వోల్టేజికి విద్యుత్‌ను సరఫరా చేయడానికి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను ఉపయోగిస్తారు.
* ఈ విద్యుత్ సాధనం అన్యోన్యప్రేరణ లేదా పరస్పర ప్రేరణ అనే సూత్రం ఆధారంగా పనిచేస్తుంది.
* ఈ సూత్రాన్ని లెంజ్ అనే శాస్త్రవేత్త ప్రతిపాదించారు.
* మొదటి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను మైకెల్ ఫారడే రూపొందించారు.

* ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ చట్రాన్ని మెత్తటి ఇనుముతో తయారు చేస్తారు.

                 
* ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ రెండు రకాలు 1) స్టెప్ అప్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్
                                      2) స్టెప్ డౌన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్
* స్టెప్ అప్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను ఉపయోగించి తక్కువ వోల్టేజి నుంచి ఎక్కువ వోల్టేజికి విద్యుత్ సరఫరా చేస్తారు.
* ఇందులో గౌణ వేష్ఠణంలో, ప్రధాన వేష్ఠణం కంటే చుట్ల సంఖ్య అధికంగా ఉంటుంది. (V2 > V1)
* స్టెప్‌డౌన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను ఉపయోగించి ఎక్కువ వోల్టేజీ నుంచి తక్కువ వోల్టేజికి విద్యుత్‌ను సరఫరా చేస్తారు.
* ఇందులో ప్రధాన వేష్ఠణంలోని చుట్ల సంఖ్య, గౌణ వేష్ఠణంలోని చుట్ల కంటే అధికంగా ఉంటుంది. V2 < V1

 

ఘటం
* విద్యుత్ ఘటాన్ని జాన్ ఓల్టా కనుక్కున్నారు. ఇవి రసాయన శక్తిని విద్యుచ్ఛక్తిగా మారుస్తాయి.


విద్యుత్ - ఫలితాలు
1) సీబెక్ ఫలితం లేదా ఉష్ణ విద్యుత్ ఫలితం
* రెండు వేర్వేరు లోహపు తీగలను రెండు సంధులుగా అమర్చినప్పుడు ఏర్పడే వలయాన్ని ఉష్ణయుగ్మం అని అంటారు.
* ఉష్ణయుగ్మంలో ఒక సంధిని మంచు ముక్కల్లో, రెండో సంధిని ఉష్ణపరివర్తకం వద్ద ఉంచితే (వేడి చేసిన) మొదటి సంధి చల్లబడుతుంది, రెండో సంధి ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది. ఈ విద్యుత్‌ను ఉష్ణవిద్యుత్ అంటారు. దీన్నే సీబెక్ ఫలితం అంటారు

అనువర్తనాలు:

1) థర్మోఫైల్, ఉష్ణవిద్యుత్ ఉష్ణోగ్రతా మాపకం తయారీలో సీబెక్ ఫలితాన్ని ఉపయోగిస్తారు.
2) పెల్టియర్ ఫలితం:
ఉష్ణయుగ్మం ద్వారా విద్యుత్ ప్రవహిస్తున్నప్పుడు చల్లని సంధి చల్లబడి, ఈ విధంగా గ్రహించిన ఉష్ణాన్ని రెండో సంధి వైపు ప్రసారం చేసే ఫలితాన్ని పెల్టియర్ ఫలితం అంటారు.
ఉదా: రిఫ్రిజరేటర్, ఎయిర్‌కూల్డ్ రూమ్స్ తయారీలో ఈ ఫలితం ఉపయోగిస్తారు.
3) జౌల్-థామ్సన్ ప్రభావం:
ఒక తీగ ద్వారా విద్యుత్ ప్రవహిస్తున్నప్పుడు ఆ తీగ అంతా వేడెక్కుతుంది లేదా చల్లబడుతుంది. దీన్ని జౌల్
థామ్సన్ ప్రభావం అంటారు.
ఉదా: విద్యుత్ హీటరు, విద్యుత్ కుక్కర్, విద్యుత్ ఇస్త్రీ పెట్టె; ఐస్ ప్లాంట్స్, కోల్డ్ స్టోరేజ్ ప్లాంట్స్‌ల్లో జౌల్ థామ్సన్ ప్రభావం ఉపయోగిస్తారు.

 

 


 


 

                                           


 

 

 

Posted Date : 03-09-2021

 

పేపర్ - II

పాత ప్రశ్నప‌త్రాలు

 

విద్యా ఉద్యోగ సమాచారం

 

నమూనా ప్రశ్నపత్రాలు

 

లేటెస్ట్ నోటిఫికేష‌న్స్‌