close

తాజా వార్తలు

ప్రవాహంలో వాహకాలు.. బంధకాలు!

టిఎస్ఎస్పీ డిసిఎల్ పరీక్షలు ఫిజికల్‌ సైన్స్‌

విద్యుత్తు కొన్ని పదార్థాల్లో ప్రవహిస్తుంది. మరికొన్నింటిలో ప్రవహించదు. కారణం ఆ పదార్థాల నిర్మాణమే. ఈ ధర్మాలను అనుసరించి శాస్త్రజ్ఞులు ఎన్నో విశేషాలను తెలియజేశారు.

విద్యుత్తు

విద్యుత్‌ నిరోధం లేదా వాహకత్వం ఆధారంగా పదార్థాలు నాలుగు రకాలు. అందులో మొదటి మూడు సహజంగా లభిస్తే నాలుగో రకం కృత్రిమంగా తయారవుతుంది.

వాహకాలు: వీటికి వాహకత్వం చాలా ఎక్కువ. అత్యధిక సంఖ్యలో స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉంటాయి. లోహాలు, పాదరసం, గ్రాఫైట్‌, మానవ శరీరం, సాధారణ నీరు విద్యుత్‌ వాహకాలు. అత్యుత్తమ విద్యుత్‌ వాహకం వెండి.

బంధకాలు: వీటికి నిరోధం చాలా ఎక్కువ. వీటి ద్వారా విద్యుత్తు ప్రసరించదు. స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉండవు. రబ్బరు, గాజు, ప్లాస్టిక్‌, వజ్రం, బేకలైట్‌, స్వచ్ఛమైన నీరు, పీవీసీ, పొడికర్ర లాంటివి విద్యుత్‌ బంధకాలు.

అర్ధవాహకాలు: వాహకాలు, బంధకాలకు మధ్యస్థంగా వీటి వాహకత్వ ధర్మాలు ఉంటాయి. జర్మేనియం, సిలికాన్‌లు అర్ధవాహకాలు. వీటిని ఉపయోగించి ఎలక్ట్రానిక్‌ పరికరాలను తయారుచేస్తారు. స్వభావజ (intrinsic) అర్ధవాహకాల్లో ఎలక్ట్రాన్‌లు, అర్ధవాహకాలు సమాన సంఖ్యలో ఉంటాయి. అస్వభావజ అర్ధవాహకాల్లో ఏదో ఒక రకం మాత్రమే అధిక సంఖ్యలో ఉంటాయి. అస్వభావజ అర్ధవాహకాలు మెరుగైనవి. శూన్య కెల్విన్‌ ఉష్ణోగ్రత వద్ద అర్ధవాహకాలన్నీ బంధకాలు.

అతివాహకాలు (Super conductors): శూన్య నిరోధకత్వం కలిగిన స్థితిని అతి వాహకత్వం అంటారు. పదార్థాల ఉష్ణోగ్రతను అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రతలకు కృత్రిమంగా తగ్గిస్తే అవి హఠాత్తుగా అతివాహకాలుగా మారతాయని 1911లో కామర్లింగ్‌ ఓనస్‌, పాదరసంతో (4.2 K వద్ద) నిరూపించాడు. ఇవి అయస్కాంత క్షేత్రాలను వికర్షిస్తాయని మైస్నర్‌ కనుక్కున్నాడు. బార్డీన్‌, కూపర్‌, ష్రీఫర్‌ త్రయం BCS సిద్ధాంతంతో అతివాహకత్వానికి ఎలక్ట్రాన్‌ల జంటలు కారణమని నిరూపించి 1972లో నోబెల్‌ బహుమతి పొందారు.

ఒక వాహక నిరోధం (R) దాని పొడవుకు అనులోమానుపాతంలో, మధ్యచ్ఛేద వైశాల్యానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

పదార్థ విశిష్ట నిరోధం లేదా నిరోధకత్వాన్ని 'r' సూచిస్తుంది. r వాహక పదార్థ ధర్మం. ఇది తీగ పొడవు, మధ్యచ్ఛేద వైశాల్యాలపై ఆధారపడదు. కానీ ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడుతుంది. r విలువ లోహాలకు స్వల్పంగా, అర్ధవాహకాలకు అధికంగా; నిక్రోమ్‌, కాన్‌స్టంటన్‌ లాంటి మిశ్రమ లోహాలకు అత్యధికంగా ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రత పెరిగితే లోహాలకు విశిష్ట నిరోధం పెరుగుతుంది, అర్ధవాహకాలకు తగ్గుతుంది. విశిష్ట నిరోధానికి ప్రమాణం W మీ. విశిష్ట నిరోధం ఉత్క్రమాన్ని (reciprocal) విద్యుత్‌ వాహకత్వం (s) అంటారు. దీనికి ప్రమాణాలు W-1 మీ.-1 లేదా mho.m-1 లేదా సీమెన్స్‌/మీ.

అయస్కాంత క్షేత్రం సమక్షంలో లోహాలకు విద్యుత్‌ వాహకత్వం తగ్గితే, ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాలకు (ఇనుము, కోబాల్ట్‌, నికెల్‌) పెరుగుతుంది.

నిరోధాల సంధానం: రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ నిరోధాలను రెండు విధాలుగా కలపవచ్ఛు

1) శ్రేణి సంధానం

2) సమాంతర సంధానం

శ్రేణి (Series) సంధానంలో ఫలిత విద్యుత్‌ నిరోధం అన్ని నిరోధాల మొత్తానికి సమానం. అన్ని నిరోధాల్లో సమాన విద్యుత్‌ ప్రసరిస్తుంది.

సమాంతర (Parallel) సంధానంలో ఫలిత నిరోధ ఉత్క్రమం, విడివిడి నిరోధాల ఉత్క్రమాల మొత్తానికి సమానం. అన్ని నిరోధాలపై పొటెన్షియల్‌ తేడా సమానంగా ఉంటుంది.

కిర్కాఫ్‌ నియమాలు: అనేక విద్యుత్‌ నిరోధాలను కలిగి ఉండే సంక్షిష్ట వలయాలకు ఓమ్‌ నియమాన్ని అనువర్తించలేం. దీనికి బదులు జర్మనీ శాస్త్రవేత్త కిర్కాఫ్‌ ప్రతిపాదించిన రెండు నియమాలను ఉపయోగిస్తారు. అవి కిర్కాఫ్‌ కరెంట్‌ (సంధి) నియమం, కిర్కాఫ్‌ వోల్టేజి (వలయం) నియమం.

మొదటి నియమం: ఒక సంధి వద్దకు చేరే విద్యుత్‌ ప్రవాహాల మొత్తం, సంధి నుంచి వెళ్లే విద్యుత్‌ ప్రవాహాల మొత్తానికి సమానం. ఇది విద్యుదావేశ నిత్యత్వ నియమాన్ని సూచిస్తుంది. అంటే సంధి వద్ద ఎలాంటి ఆవేశం ఉండదు.

రెండో నియమం: సంవృత వలయానికి సంబంధించిన అన్ని పొటెన్షియల్‌ తేడాల బీజీయ మొత్తం శూన్యం. ఇక్కడ విద్యుత్‌ నిరోధాలకు (iR), విద్యుత్‌ ఘటాలకు (EMF) చెందిన పొటెన్షియల్‌లను పరిగణించాలి. ఇది శక్తి నిత్యత్వ నియమాన్ని సూచిస్తుంది.

దీనిలో EMF, వోల్టేజి సంజ్ఞలను గుర్తించేందుకు సంజ్ఞా సంప్రదాయాన్ని (Sign Convention) ఉపయోగించాలి.

- దురిశెట్టి అనంత రామకృష్ణ

(మరింత సమాచారం కోసం www.eenadupratibha.net చూడవచ్ఛు)


Tags :

రాజకీయం

జనరల్‌

సినిమా

క్రైమ్

స్పోర్ట్స్

బిజినెస్‌

జాతీయ-అంతర్జాతీయ

జిల్లా వార్తలు

దేవతార్చన

+

© 1999- 2020 Ushodaya Enterprises Pvt.Ltd,All rights reserved.
Powered By Margadarsi Computers

Android PhonesApple Phones

For Editorial Feedback - eMail: infonet@eenadu.net
For Digital Marketing enquiries Contact : 9000180611, 040 - 23318181 eMail :marketing@eenadu.net
Best Viewed In Latest Browsers

Terms & Conditions   |   Privacy Policy

Contents of eenadu.net are copyright protected.Copy and/or reproduction and/or re-use of contents or any part thereof, without consent of UEPL is illegal.Such persons will be prosecuted.