విద్యుత్‌(Electricity)
- థేల్స్‌ ఆఫ్‌ మిలిస్‌ అనే గ్రీకు శాస్త్రవేత్త (క్రీ.పూ.624-526) స్థిర విద్యుత్‌ను కనుగొన్నాడు.
- విలియం బర్డ్స్‌ అనే శాస్త్రవేత్త (1544-1603) విద్యుత్‌ను కనుగొన్నాడు. ఇది ఒక కదిలే ప్రవాహం లాంటిదని, దానికి ‘హూమర్‌’ అని పేరు పెట్టాడు.
- బెంజిమిన్‌ ఫ్రాంక్లిన్‌ అనే శాస్త్రవేత్త విద్యుత్‌కు ధన, రుణ ఆవేశాలు ఉంటాయని కనుగొన్నాడు.
- విద్యుచ్ఛక్తి అనేది ఆవేశాల వల్ల జనించే ఒక శక్తిస్వరూపం.
- విద్యుత్‌ ఆవేశాలను ‘q’ అనే అక్షరంతో సూచిస్తారు. దీని ప్రమాణాలు కూలుంబ్‌లు.
- ఎలక్ట్రాన్‌ ఆవేశం e = -1.602X10-19 కూలుంబ్స్‌
- సజాతి ఆవేశాలు వికర్షించుకుంటాయి. విజాతి ఆవేశాల ఆకర్షించుకుంటాయి.
- ఒక వస్తువులో సమాన సంఖ్యతో ధన, రుణ ఆవేశాలు ఉన్నట్లయితే ఆ వస్తువు తటస్థమైనదని చెప్పగలం.
విద్యుత్‌ ప్రధానంగా రెండు రకాలు
1) స్థిర విద్యుత్‌ లేదా స్థావర విద్యుత్‌
- స్థిర విద్యుత్‌ ఉపరితలంపై స్థిరంగా ఉన్న ఆవేశాల వల్ల జనిస్తుంది. దీనిని జిరాక్స్‌ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.
- ఒక తీగలో ప్రవహిస్తున్న ఆవేశాల ప్రవాహ రేటును‘ప్రవాహ విద్యుత్‌’ అంటారు.
- j=q/t
- దీని ప్రమాణం కూలుంబ్‌/సె లేదా ఆంపియర్‌. విద్యుత్‌ను తమగుండా ప్రవహింపజేసే పదార్థాలను ‘విద్యుత్‌ వాహకాలు’ అని అంటారు.
- ఉదా: లోహాలు, జడపిన్ను, మనిషి
- విద్యుత్‌ను తమగుండా ప్రవహింపనీయని పదార్థాలను ‘విద్యుత్‌ బంధకాలు’ అని అంటారు. ఉదా: చెక్క, ప్లాస్టిక్‌, పింగాణి
- లూయీ గాల్వన్‌ అనే ఇటలీ శాస్త్రవేత్త జంతువుల దేహంలో విద్యుత్‌ ఉందని భావించాడు.
- ఆయిర్‌స్టెడ్‌ అనే శాస్త్రవేత్త విద్యుత్‌ అయస్కాంతంగా పనిచేస్తుందని కనుగొన్నాడు.
- మొట్టమొదట విద్యుత్‌ మోటార్‌, విద్యుత్‌ జనరేటర్‌లను మైఖేల్‌ ఫారడే కనుగొన్నాడు.
- థామస్‌ ఆల్వా ఎడిసన్‌ అమెరికాలో మొదటి విద్యుత్‌ ఉత్పత్తి కేంద్రాన్ని స్థాపించాడు.
- ఇంగ్లండ్‌లోని ‘గోడల్మింగ్‌’ అనే ప్రాంతంలో ప్రయోగాత్మకంగా విద్యుత్‌ పవర్‌ప్లాంట్‌ను ఏర్పాటు చేశారు.
- మొదటి విద్యుత్‌ ఘటాన్ని తయారు చేసినవారు జాన్‌ వోల్టా.
- ఘటంలో రసాయన శక్తి విద్యుత్‌ శక్తిగా మారుతుంది.
- టార్చ్‌లైట్‌ ఘటంలో కర్బన కడ్డీ ఆనోడ్‌గా, జింక్‌ కడ్డీ క్యాథోడ్‌గా పనిచేస్తుంది.
- టార్చ్‌లైట్‌ ఘటం (అనార్థ ఘటం)లో విద్యుత్‌ విశ్లేష్యం NH4Cl ముద్ద
- విద్యుత్‌ పరికరాలు వాటి సంకేతాలు
- సంకేతాన్ని ఉపయోగించి గీసిన వలయాన్ని ‘వలయ పటం’ అంటారు.
- వలయంలో ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఘటాలు విద్యుత్‌ జనకాలుగా ఉంటాయి.
- స్విచ్‌ వేసినప్పుడు వలయం పూర్తవుతుంది. అంటే బ్యాటరీ ధన ధృవాన్ని రుణ ధృవానికి కలిపినట్లవుతుంది. దీనిని ‘మూసి ఉన్న వలయం’ అంటారు.
- స్విచ్‌ను ఆపివేసిన దానిని ‘తెరచిన వలయం’ అని అంటారు.
- ఒక బ్యాటరీ ధనధృవాన్ని వేరొక బ్యాటరీ రుణ ధృవంతో జతచేసిన దానిని శ్రేణి అనుసంధానం అని అంటారు.
- బ్యాటరీల ధనధృవాలన్నీ ఒక బిందువుకు రుణ ధృవాలన్నీ వేరొక బిందువుకు అనుసంధానం చేస్తే దానిని ‘సమాంతర అనుసంధానం’ అంటారు.
- బల్బుల శ్రేణి అనుసంధానాన్ని వివాహాలు, పండుగలు, శుభకార్యాల్లో విద్యుత్‌ బల్బుల అలంకరణలో శ్రేణి అనుసంధానాన్ని వాడుతారు.
- ఇంట్లో వెలుగుతున్న బల్బులను సమాంతర అనుసంధానంలో అమర్చుతారు.
- ‘విద్యుత్‌ వల్ల కలిగే ఉష్ణఫలితాలు’ అనే ధర్మం ఆధారంగా ఎలక్ట్రిక్‌ కుక్కర్‌, ఎలక్ట్రిక్‌ హీటర్‌, ఇస్త్రీపెట్టె వంటివి తయారవుతాయి.
- ఎలక్ట్రిక్‌ హీటర్‌లలో ఫిలమెంట్‌గా ‘నిక్రోమ్‌’ తీగను ఉపయోగిస్తారు.
- ఫిలమెంట్‌ విడుదల చేసే ఉష్ణం దానిని తయారుచేసిన పదార్థం, తీగ పొడవు, మందం వాటిపై ఆధారపడుతుంది.
- విద్యుత్‌ బల్బు కూడా విద్యుత్‌ ఉష్ణఫలితం ఆధారంగా, కాంతిఫలితంగా మారుతుంది.
- విద్యుత్‌ వలయాన్ని తెరవడానికి, మూయడానికి స్విచ్‌ను ఉపయోగిస్తారు.
విద్యుత్‌ బల్బ్‌(Electric Bulb)
- దీనిని థామస్‌ ఆల్వా ఎడిసన్‌ కనుగొన్నాడు.
- ఎడిసన్‌ తన జీవిత కాలంలో 1000కి పైగా నూతన ఆవిష్కరణలు చేశాడు.
- విద్యుత్‌ కాంతి ఫలితంగా కనుగొన్నాడు.
- ఫిలమెంట్‌గా మొదట ప్లాటినం 8 నిమిషాలు వెలిగింది.
- మసి పూసిన నూలు దారం 45 గంటలు నిరంతరంగా వెలిగింది.
- వెదురు తీగ- చాలారోజుల పాటు వెలిగింది.
- చివరగా దూదిని ఫిలమెంట్‌గా ఉపయోగించి వెదురుకంటే మంచిదని నిరూపించాడు.
- ప్రస్తుతం టంగ్‌స్టన్‌ ఫిలమెంట్‌ను వాడుతున్నాం.
- తక్కువ పీడనం వద్ద ఆర్గాన్‌ లేదా నైట్రోజన్‌ వాయువును నింపుతారు.
- ట్యూబ్‌లైట్లను గాజుగొట్టంతో నిర్మిస్తారు. దీని రెండు చివరల ఎలక్ట్రోడ్‌లను అమర్చి తక్కువ పీడనం వద్ద గాలిని నింపుతారు.
- దీనిలోపల కాల్షియం టంగ్‌స్టేట్‌ లేదా మెగ్నీషియం సిలికేట్‌లను పూతగా వేస్తారు.
- సీఎఫ్‌ఎల్‌ (కాంపాక్ట్‌ ఫ్లూరోసెంట్‌ ల్యాంప్‌)ను ఎడ్వర్డ్‌ హేమర్‌ కనుగొన్నాడు.
- దీనిలో తక్కువ మోతాదులో పాదరసం నింపుతారు.
- దీని జీవితకాలం 6000 నుంచి 15,000 గంటలు
విద్యుత్‌ ఫ్యూజ్‌(Electric Puse)
- అధిక విద్యుత్‌ ప్రవాహాల నుంచి విద్యుత్‌ తీగలను కాపాడటానికి ‘ఫ్యూజ్‌’ను వాడుతారు.
- దీనికి అధిక నిరోధం, తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం ఉంటుంది.
- 63 శాతం టిన్‌ 37 శాతం లెడ్‌ల మిశ్రమాన్ని ‘టైప్‌మెటల్‌’ అంటారు. దీనిని ఫ్యూజ్‌గా ఉపయోగిస్తారు.
- మినియేచర్‌ సర్క్యూట్‌ బ్రేకర్‌ (ఎంసీబీ)
- రక్షితపరిధిని దాటి విద్యుత్‌ ప్రవాహం వచ్చినప్పుడు అవి తమంతట తామే స్విచ్‌ ఆఫ్‌ అవుతాయి. వీటిని ఎంసీబీలు అంటారు.
- ఎంసీబీలు ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద వాటంతట అవి ఆగిపోతాయి.
- మైఖేల్‌ ఫారడే అనే శాస్త్రవేత్త ఒక తీగ చుట్టలో అయస్కాంతాన్ని అటు ఇటు కదిలించినప్పుడు దానిలో విద్యుత్‌ ప్రవాహం ఏర్పడుతుందని కనుగొన్నాడు. దీని నుంచి 1831లో విద్యుత్‌ డైనమో’ తయారు చేశాడు.
- ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను కూడా మైఖేల్‌ ఫారడే కనుగొన్నాడు.
- బల్బులను (బ్యాటరీలను) శ్రేణి పద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే ఫలిత విద్యుత్‌ చాలక బలం E = E1+E2 అవుతుంది.
- 4V, 6Vలను శ్రేణి పద్ధతిలో అనుసంధానం చేయగా ఫలిత విద్యుత్‌ చాలక బలం E= 4+6 = 10V
- బ్యాటరీలను సమాంతర పద్ధతిలో అనుసంధానం చేస్తే ఫలిత విద్యుత్‌ చాలకం వాటిలో గరిష్ట విద్యుత్‌ చాలక బలం గల బ్యాటరీ విద్యుత్‌ చాలక బలమే దాని ఫలిత నిరోధం అవుతుంది.
- 6V, 8V, 9Vలను సమాంతర పద్ధతిలో అనుసంధానం చేయగా ఫలిత నిరోధం 9V
ద్రవాల విద్యుత్‌ వాహకత
- విద్యుత్‌ వాహకత అనేది పదార్థ లక్షణం. ఒక పదార్థం గుండా విద్యుత్‌ ప్రవహిస్తే ఆ పదార్థం విద్యుత్‌ వాహకతను కలిగి ఉందని అంటారు.
- తమ గుండా విద్యుత్‌ను ప్రవహింపజేసే ద్రవాలను విద్యుత్‌ వాహకాలు అని, ప్రసరింపనీయని ద్రవాలను విద్యుత్‌ బంధకాలు అని అంటారు.
- వలయంలో తక్కువ విద్యుత్‌ ప్రవాహం ఉన్నా LED వెలుగుతుంది. కాబట్టి కొద్దిపాటి విద్యుత్‌ ప్రవహిస్తున్నా విద్యుత్‌ ప్రవాహాన్ని కొలవడానికి LEDలను సూచిక/టెస్టర్‌లుగా వాడుతారు.
స్వేదనజలం విద్యుత్‌ బంధకం
- స్వేదన జలానికి, ఆమ్లాలు లేదా లవణాలను కలిపిన వాటిని ఆమ్ల ద్రావణాలు లేదా లవణ ద్రావణాలు అంటారు.
- ఆమ్ల ద్రావణాలు, లవణ ద్రావణాల గుండా విద్యుత్‌ ప్రసరిస్తుంది. ఉదా: స్వేదన జలం+ఉప్పు, స్వేదన జలం+నిమ్మరసం, స్వేదన జలం+కాపర్‌ సల్ఫేట్‌
విద్యుత్‌ ఘటం
- జాన్‌ ఓల్టా 1800 సంవత్సరంలో రాగి, జింక్‌ ఫలకాలను సల్ఫ్యూరికామ్లంలో ఉంచి ‘సెల్‌’ తయారు చేశాడు.
- దీనినే ఓల్టా ఘటం అని అన్నారు. దీని EMF విలువ 1V
- దీనినే ప్రాథమిక ఘటం అని అంటారు.
- సల్ఫ్యూరిక్‌ ఆమ్లాన్ని విద్యుత్‌ విశ్లేష్యం అని అంటారు.
- దీనిలో రసాయన శక్తి విద్యుత్‌ శక్తిగా మారుతుంది.
- ఇది
- 1) స్థానిక చర్య
- 2) ధృవకోణంను వివరించలేదు.
ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్‌(electroplating)
- ఒక లోహంపై వేరొక లోహంతో పూతపూసే పద్ధతిని ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్‌ అంటారు. ఉదా: పిన్నీసుపై తెల్లటి లోహపుపూత యంత్ర భాగాలు తుప్పు పట్టకుండా ఉండటానికి క్రోమియం పూత పూస్తారు.
- ఇనుముకు నికెల్‌, క్రోమియం పూత పూయడం
గిల్ట్‌ నగల తయారీ
- తినుబండారాలను నిల్వచేయడానికి తగరపు పూత పూసిన ఇనుప డబ్బాలను వాడుతారు.
- వంతెనలు, వాహన పరికరాల తయారీలో జింక్‌ పూత పూసిన ఇనుమును వాడుతారు.
- విద్యుత్‌ విశ్లేషణం ద్వారా ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్‌ చేయవచ్చు.
విద్యుత్‌ ప్రవాహం
- లోహాల వంటి విద్యుత్‌ వాహకాల్లో అధిక సంఖ్యలో స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్‌లు, ధనాత్మక అయాన్‌లు ఉంటాయని ప్రతిపాదించినవారు- డ్రూడ్‌ అండ్‌ లోరెంజ్‌
- ఈ ధనాత్మక అయాన్‌లను ‘లాటిస్‌’ అని అంటారు.
- విద్యుత్‌ ప్రవాహం = విద్యుదావేశం/కాలంI = q/t
- దీని ప్రమాణాలు కూలూంబ్‌/సె లేదా ఆంపియర్‌
- వాహకంలో ఎలక్ట్రాన్‌లు స్థిర సరాసరి వేగంతో చలిస్తూ ఉంటే ఆ వేగాన్ని డ్రిప్ట్‌ వేగం లేదా అపసర వేగం అని అంటారు.
- అంతరాలంలో స్వేచ్ఛా ఆవేశాలను నిర్దిష్ట దిశలో కదిలించడానికి విద్యుత్‌ క్షేత్రం చేసే పనినే ‘పొటెన్షియల్‌ భేదం’ అంటారు.
- q విద్యుత్‌ ఆవేశంపై విద్యుత్‌ బలం చేసిన పని ఈ
- W= Fe.l
- ఏకాంక ఆవేశంపై విద్యుత్‌ బలం చేసిన పని
- V= W/q = Fe.l/q
- పొటెన్షియల్‌ భేదాన్ని ‘ఓల్టేజీ’ అని కూడా అంటారు. దీని SI ప్రమాణం ‘ఓల్ట్‌’. 1 V = 1 జౌల్‌/కూలూంబ్‌
- 1 V= 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 చాలకం బలం (EMF)
- ఏకాంక ఆవేశాన్ని ఒక ధృవం నుంచి మరొక ధృవానికి కదిలించడానికి చేసిన బలాన్ని ‘విద్యుత్‌ చాలక బలం’ అంటారు. emf, E=W/q = Fed/q
- దీని SI ప్రమాణాలు ఓల్ట్‌లు
- విద్యుత్‌ పరికరం రెండు చివరల మధ్య పొటెన్షియల్‌ భేదం లేదా EMFను కొలవడానికి ‘ఓల్ట్‌ మీటర్‌’ఉపయోగిస్తారు.
- వలయంలో ఓల్ట్‌ మీటర్‌ను విద్యుత్‌ పరికరం రెండు చివరలకు సమాంతరంగా కలుపుతారు.
ఓమ్‌ నియమం
- జర్మనీకి చెందిన ‘జార్జ్‌ సైమన్‌ ఓమ్‌’ ప్రతిపాదించాడు.
- స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాహకం రెండు చివరల మధ్య పొటెన్షియల్‌ భేదం వాహకం గుండా ప్రవహించి విద్యుత్‌ ప్రవాహానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. దీనినే
- ఓమ్‌ నియమం అని అంటారు. VaI
- V/I = స్థిరాంకం, ఈ స్థిరాంకాన్ని నిరోధం అంటారు. దీనిని Rతో సూచిస్తారు. V=IR
- వలయంలో విద్యుత్‌ ప్రవాహాన్ని వ్యతిరేకించే ధర్మాన్ని ‘విద్యుత్‌ నిరోధం’ అంటారు. దీని SI ప్రమాణం ఓమ్‌. ఓమ్‌ను ‘ గుర్తుతో సూచిస్తారు.
- 1 = 1ఓల్ట్‌/1 ఆంపియర్‌
- 1 = 1V/A
- ఓమ్‌ నియమాన్ని పాటించే వాటిని ఓమియ వాహకాలు అంటారు. ఉదా: లోహాలు
- ఓమ్‌ నియమాన్ని పాటించని వాటిని ఆఓమియ 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 అయాన్‌ల ఆటంకం పదార్థ స్వభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
