గ్రీకు శాస్త్రజ్ఞుడైన థేల్స్ ప్రయోగంతో ఎలక్ట్రిసిటీ అనే పదం వాడుకలోకి వచ్చింది. ఈయన సీమ గుగ్గిలం (ఆంబర్)ను ఉన్ని చర్మంతో రుద్దితే ఆ రెండింటికీ ఆకర్షించే గుణం వస్తుందని నిరూపించాడు. అదేవిధంగా గాజుకడ్డీని సిల్కు వస్త్రంతో రుద్దడం వల్ల దానికి ఆకర్షించే గుణం వస్తుందని గిల్బర్ట్ నిరూపించాడు.
* స్థావర విద్యుత్ (Static Electricity): వస్తువులను ఒకదానితో మరొకదాన్ని సరైన రీతిలో రుద్దినప్పుడు ఘర్షణ వల్ల విద్యుదీకరణ చెంది వ్యతిరేక ఆవేశాలను పొందుతాయి. విద్యుత్ ఆవేశాలు వస్తువులపై స్థిరంగా ఉండటం వల్ల ఈ భాగాన్ని ''స్థిర విద్యుత్ శాస్త్రం" లేదా ''స్థావర విద్యుత్ శాస్త్రం" అంటారు.
విద్యుత్ బలాల సూత్రాలు:
* సజాతి పూరణాలు వికర్షించుకుంటాయి. విజాతి పూరణాలు ఆకర్షించుకుంటాయి.
* పూరణం ఎప్పుడూ వాహకం ఉపరితలంపైనే ఉంటుంది.
* విద్యుద్దర్శిని (Electroscope): స్థావర విద్యుత్ ఉనికిని తెలుసుకోవడానికి ఉపయోగించే సాధనాన్ని ''విద్యుద్దర్శిని" అంటారు. ఇవి రెండు రకాలు.
1) స్వర్ణపత్ర విద్యుద్దర్శిని (Gold leaf electroscope)
2) బెండు - బంతి విద్యుద్దర్శిని (Pith ball electroscope)
స్వర్ణపత్ర విద్యుద్దర్శిని:
* దీన్ని కనుక్కున్న శాస్త్రవేత్త 'బెన్నెట్'.
* ఇది సజాతి పూరణాలు వికర్షించుకుంటాయి అనే ధర్మం ఆధారంగా పనిచేస్తుంది.
* ఇది సున్నితమైంది, స్వల్ప విద్యుదావేశాలను కూడా గుర్తిస్తుంది. దీన్ని నిర్మించడం సులభం కాదు.
బెండు - బంతి విద్యుద్దర్శిని:
* ఇది సజాతి పూరణాలు వికర్షించుకుంటాయి అనే ధర్మం పై ఆధారపడి పనిచేస్తుంది.
* ఇది స్వల్ప విద్యుదావేశాలను గుర్తించలేదు.
* దీన్ని సులువుగా తయారు చేయవచ్చు.
* దీనికి గాలి ప్రవాహం నుంచి రక్షణ లేదు.
* ప్రాథమిక ఘటాలు (Primary Cells): ఘటం రసాయన శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చే సాధనం. వలయంలో ఘటాన్ని గుర్తుతో సూచిస్తారు.
వోల్టాఘటం:
* దీన్ని వోల్టా అనే శాస్త్రజ్ఞుడు కనుక్కున్నాడు.
* దీన్ని ప్రాథమిక ఘటం అని కూడా అంటారు.
* ఇందులో విద్యుత్ విశ్లేష్యంగా సజల సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం (dil.H2SO4)ను తీసుకుంటారు.
* ధన ధ్రువం = రాగి కడ్డీ
* రుణ ధ్రువం = జింక్ కడ్డీ
* విద్యుచ్ఛాలక బలం = 1.08 ఓల్టులు
* లోపాలు = స్థానికచర్య, ధ్రువీకరణం
లెక్లాంచి ఘటం:
* దీన్ని 1865 లో "జార్జి లెక్లాంచి" కనుక్కున్నాడు.
* ఇది ప్రాథమిక ఘటంలోని లోపాలను సవరించింది.
* విద్యుత్ విశ్లేషం = అమ్మోనియా క్లోరైడ్(NH4Cl)
* ధన ధ్రువం = కర్బన కడ్డీ
* రుణ ధ్రువం = జింక్ కడ్డీ
* విద్యుచ్ఛాలక బలం = 2 వోల్టులు
బైక్రోమేట్ ఘటం:
* విద్యుత్ విశ్లేషంగా 'పొటాషియం డైక్రోమేట్, సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాల మిశ్రమాన్ని (K2Cr2O7 + H2SO4)' తీసుకుంటారు.
* ధన ధ్రువం = కర్బన కడ్డీ
* రుణ ధ్రువం = జింక్ కడ్డీ
* విద్యుచ్ఛాలక బలం = 2 ఓల్టులు
అనార్ద్ర ఘటం (Dry Cell):
* విద్యుత్ విశ్లేష్యంగా అమ్మోనియం క్లోరైడ్ (NH4Cl) ముద్దను తీసుకుంటారు.
* ధన ధ్రువం = కర్బన కడ్డీ
* రుణ ధ్రువం = జింక్ కడ్డీ
* విద్యుచ్ఛాలక బలం = 1.5 ఓల్టులు
ఘటాలు - శ్రేణి సంధానం
రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఘటాలను చివరి నుంచి చివరకు కిందిపటంలో చూపిన విధంగా కలిపితే ఘటాలు శ్రేణీసంధానంలో ఉన్నాయని చెప్పవచ్చు.
E1, E2, E3 విద్యుచ్ఛాలక బలాలున్న ఘటాలను శ్రేణి సంధానం చేసినప్పుడు ఫలిత విద్యుచ్ఛాలక బలం (E) విడి విద్యుచ్ఛాలక బలాల మోత్తానికి సమానం.
ఘటాలు - సమాంతర సంధానం:
రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఘటాల ధన ధ్రువాలన్నీ ఒక బిందువునకు, రుణ ధ్రువాలన్నీ వేరే బిందువునకు పటంలో చూపినవిధంగా కలిపితే ఘటాలు సమాంతర సంధానంలో ఉన్నాయని అంటారు.
సమాంతర సంధానంలో ఘటాల విద్యుచ్ఛాలక బలాలు E1, E2, E3 అయితే ఫలిత విద్యుచ్ఛాలక బలం, విడి విద్యుచ్ఛాలక బలాల్లో ఏది గరిష్ఠమో దానికి సమానం అవుతుంది.
... ఫలిత విద్యుచ్ఛాలక బలం (E) = E1 (లేదా) E2 (లేదా) E3 ల్లో గరిష్ఠ విద్యుచ్ఛాలక బలం ఉన్నది.
విద్యుత్ ప్రవాహం - అయస్కాంత ఫలితాలు
1820 లో ''అయర్స్టెడ్" మొదటిసారిగా అయస్కాంతత్వానికీ, విద్యుత్ ప్రవాహానికీ మధ్య ఉన్న సంబంధాన్ని నిరూపించాడు.
* ఆంపియర్ స్విమ్మింగ్ నిబంధన: అయస్కాంత సూచి అపవర్తనం ఏ దిశలో ఉంటుందో ఆంపియర్ స్విమ్మింగ్ నిబంధన ద్వారా తెలుసుకోవచ్చు. ఒక మనిషి విద్యుత్ ప్రవాహ దిశలో అతడి చేతులను చాపి అయస్కాంత సూచి వైపు చూస్తూ ఈదుతున్నట్లు ఊహించుకున్నప్పుడు అయస్కాంత సూచి ఉత్తర ధ్రువం ఆ ఈతగాడి ఎడమ చేతివైపు, దక్షిణ ధ్రువం కుడిచేతి వైపు ఉండేలా అపవర్తనం చెందుతుంది.
* విద్యుత్ ప్రవహిస్తున్న తీగ అయస్కాంతంలా ప్రవర్తిస్తుంది:
పటంలో చూపించిన విధంగా ఒక తిన్నని అనంతమైన పొడవున్న వాహకం మీదుగా విద్యుత్ ప్రవహించేటప్పుడు ఏక కేంద్ర వలయాలనే అయస్కాంత బలరేఖలు (లేదా) అయస్కాంత ప్లక్స్ ఏర్పడతాయి. ఈ అయస్కాంత క్షేత్రంలో 'P' అనే ఏదైనా ఒక బిందువు వద్ద అయస్కాంత ప్రేరణ (B) ప్రవహిస్తున్న విద్యుత్తు (i) కి అనులోమానుపాతంలో, దూరానికి (r) కి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. అంటే 'P' బిందువు వద్ద B i ......... (1)
ఆంపియర్ కుడి చేతి నిబంధన:
* అయస్కాంత బలరేఖలు విద్యుత్ ప్రవహిస్తున్న తీగ చుట్టూ ఏక కేంద్ర వృత్తాకార వలయాల్లా ఉంటాయి. అయస్కాంత బలరేఖల దిశను ఆంపియర్ కుడిచేతి నిబంధన ద్వారా తెలుసుకోవచ్చు.
* విద్యుత్ ప్రవహిస్తున్న తీగను కుడిచేతితో, బొటనవేలు విద్యుత్ ప్రవాహదిశను సూచించేలా పట్టుకుంటే మిగిలిన నాలుగు వేళ్లు అయస్కాంత బలరేఖల దిశను సూచిస్తాయి.
సోలినాయిడ్: ఒక పొడవైన, విద్యుద్బంధకపు స్తూపాకార గొట్టాన్ని తీసుకుని దానిచుట్టూ విద్యుద్బంధకపు పూత ఉన్న రాగి తీగను ఖాళీలేకుండా దగ్గరగా చుట్టినట్త్లెతే దాన్ని 'సోలినాయిడ్' అంటారు. దాని మీదుగా విద్యుత్ను ప్రవహింపజేస్తే దండాయస్కాంతంలా అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఏ కొనవద్ద అయితే విద్యుత్ అపసవ్యదిశలో ప్రవహిస్తుందో ఆ కొన ఉత్తర ధ్రువంగా, ఏ కొనవద్ద అయితే విద్యుత్ సవ్యదిశలో ప్రవహిస్తుందో ఆ కొన దక్షిణ ధ్రువంగా ప్రవర్తిస్తుంది.
విద్యుదయస్కాంతం: దీన్ని మెత్తటి ఇనుముతో తయారు చేస్తారు. ఇది శక్తిమంతమైన తాత్కాలిక అయస్కాంతం. విద్యుత్ను ప్రవహింపజేసినప్పుడు మాత్రమే అయస్కాంతత్వాన్ని పొంది, విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఆపేస్తే అయస్కాంతత్వాన్ని కోల్పోతుంది.
* విద్యుత్ గంట (లేదా) కాలింగ్ బెల్, టెలిగ్రాఫ్ల్లో విద్యుదయస్కాంతాలను ఉపయోగిస్తారు.
విద్యుత్ ప్రవాహం రసాయన ఫలితాలు: కొన్ని ద్రవాలు తమ మీదుగా విద్యుత్ను ప్రసారం చేస్తాయి. వాటిని ద్రవ విద్యుత్ వాహకాలు (లేదా) ఎలక్ట్రోలైట్లు (లేదా) విద్యుద్విశ్లేష్యాలు అంటారు. విద్యుద్విశ్లేష్యం మీదుగా విద్యుత్ ప్రవహించేటప్పుడు రసాయన విభజన జరిగి అయాన్లుగా మారుతుంది.
ఉదా-1: నీటిని విద్యుత్ విశ్లేషణ చేస్తే ఆనోడ్ వద్ద ఆక్సిజన్, కాథోడ్ వద్ద హైడ్రోజన్ వెలువడతాయి.
ఉదా-2: కాపర్ సల్ఫేట్ (CuSO4) ను విద్యుత్ విశ్లేషణ చేస్తే కాథోడ్ వద్ద కాపర్ అయాన్లు, ఆనోడ్ వద్ద సల్ఫేట్ అయాన్లు ఏర్పడతాయి.
విద్యుత్ విశ్లేషణం వల్ల ఉపయోగాలు: విద్యుత్ విశ్లేషణ వల్ల కింది ఉపయోగాలు ఉన్నాయి.
* ఎలక్ట్రో ప్లేటింగ్: ఇనుము తుప్పు పట్టకుండా ఉండటానికి విద్యుత్ విశ్లేషణం ద్వారా దానిపై నికెల్ లేదా క్రోమియం పూత ఏర్పడేలా చేస్తారు.
* గిల్టు నగల తయారీ: ఇత్తడి లోహంతో చేసిన తక్కువ ఖరీదైన నగలపై బంగారు పూత వేస్తారు.
* లోహసంగ్రహణం: విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా లోహ ఖనిజాల నుంచి, పరిశుభ్రమైన లోహాలను పొందవచ్చు.
* ఎలక్ట్రిక్ ప్రింటింగ్: విద్యుత్ విశ్లేషణాన్ని ఉపయోగించి గ్రామ్ఫోన్ రికార్డులు తయారు చేస్తారు. దీన్ని ఎలక్ట్రిక్ ప్రింటింగ్ అంటారు.
విద్యుత్ ప్రవాహం - ఉష్ణఫలితాలు - అనువర్తనాలు
ఎలక్ట్రిక్ బల్బు: ఇది విద్యుత్ ప్రవాహం ఉష్ణ ఫలితాలపై ఆధారపడి పనిచేస్తుంది. దీన్ని 1879 లో థామస్ ఆల్వా ఎడిసన్ కనుక్కున్నారు. దీన్ని హీలియం, ఆర్గాన్ లాంటి జడవాయువులతో నింపుతారు. దీనిలో ఎక్కువ నిరోధం కలిగిన టంగ్స్టన్ ఫిలమెంట్ ఉంటుంది.
ఎలక్ట్రిక్ స్టౌ, ఇస్ట్రీపెట్టె: ఇవి విద్యుత్ ప్రవాహ ఉష్ణ ఫలితాలు అనే సూత్రం ఆధారంగా పని చేస్తాయి. వీటిలో అధిక నిరోధం ఉన్న ''నిక్రోమ్"ను ఫిలమెంట్గా ఉపయోగిస్తారు.
సోల్డరింగ్ గన్: ఎలక్ట్రానిక్స్లో వివిధ భాగాలను అతికించడానికి, వలయాలను పూర్తిచేయడానికి దీన్ని ఉపయోగిస్తారు.