ఆ ప్రవాహంలో ఏసీ డీసీలు!

జనరల్‌ స్టడీస్‌ ఫిజిక్స్‌

కార్లలో, కంప్యూటర్లలో విద్యుత్‌ తీగలను తాకితే ప్రమాదం ఉండదు. కానీ ఇళ్లలో, రోడ్లపై వైర్లను అంటుకుంటే విద్యుదాఘాతానికి గురవుతారు. ఎందుకు? ఓల్టేజీలో ఎక్కువ తక్కువల వల్ల అలా జరుగుతోందనే జవాబు రావచ్చు. కానీ, విద్యుత్‌ ప్రవాహాన్ని పెంచడం, తగ్గించడం ఎలా కుదురుతుంది? ఎటు కావాలంటే అటు కరెంట్‌ను ఏవిధంగా రవాణా చేస్తారు? ఫిజిక్స్‌ అధ్యయనంలో భాగంగా ప్రవాహ విద్యుత్, ఓమ్‌ నియమాల వివరాలను తెలుసుకుంటే ఆ సందేహాలకు సమాధానాలు దొరుకుతాయి.

ప్రవాహ విద్యుత్‌ - ఓమ్‌ నియమం

ఒక పదార్థంలో విద్యుత్‌ ప్రవాహం స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్‌ల ప్రవాహం వల్ల ఏర్పడుతుంది.

విద్యుత్‌ ప్రవాహం (i): ఏదైనా ఒక వాహక మధ్యచ్ఛేద వైశాల్యం ద్వారా ప్రమాణ కాలంలో ప్రవహించే ఆవేశ పరిమాణాన్ని విద్యుత్‌ ప్రవాహం లేదా కరెంట్‌ అంటారు.
∴ i = q /t
q అనేది ఆవేశ పరిమాణం. దీనికి ళీఖి ప్రమాణాలు కూలుంబ్‌.
* విద్యుత్‌ ప్రవాహానికి SI ప్రమాణాలు ఆంపియర్‌ (A) లేదా కూలుంబ్‌/సెకన్, CGS ప్రమాణాలు బయోట్‌.

* ఒక బయోట్‌ విలువ 10 A విద్యుత్‌ ప్రవాహానికి సమానం.

ప్రవాహ విద్యుత్‌ను రెండు రకాలుగా విభజించారు.

ఏకముఖ విద్యుత్‌ (DC): విద్యుత్‌ ప్రవాహ దిశ కాలంతో పాటు మారకుండా స్థిరంగా ఉంటే అలాంటి విద్యుత్‌ ప్రవాహాన్ని ఏకముఖ విద్యుత్‌ అంటారు.

DC జనకాలు: * బ్యాటరీలు, ఘటాలు * డీసీ జనరేటర్‌లు * సౌర విద్యుత్‌ కేంద్రం

వినియోగదారులు: * బ్యాటరీతో నడిచే ఆట వస్తువులు * బ్యాటరీ ఆపరేటెడ్‌ వాహనాలు * మొబైల్‌ ఫోన్‌లు, టీవీలు, కంప్యూటర్‌ లాంటి ఎలక్ట్రానిక్‌ పరికరాలు

ఏకాంతర విద్యుత్‌ (AC): విద్యుత్‌ ప్రవాహ దిశ కాలంతో పాటుగా ఏకాంతరంగా మారుతుంటే అలాంటి విద్యుత్‌ ప్రవాహాన్ని ఏకాంతర విద్యుత్‌ అంటారు.

తిది జనకాలు: * ఏసీ జనరేటర్‌లు * సౌర విద్యుత్‌ కేంద్రం తప్ప మిగిలిన అన్ని విద్యుత్‌ కేంద్రాలు AC ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

వినియోగదారులు: * భారతదేశంలోని ఇళ్లు, పరిశ్రమలు * భారతీయ రైల్వే

గమనిక: * భారతదేశంలో వినియోగించే ఏకాంతర విద్యుత్‌ పౌనఃపున్యం 50 Hz

* ఏకాంతర విద్యుత్‌ను ఏకముఖ విద్యుత్‌గా మార్చే పరికరం ధిక్కారిణి (రెక్టిఫయర్‌).

* ఏకముఖ విద్యుత్‌ను ఏకాంతర విద్యుత్‌గా మార్చే పరికరం ఇన్వర్టర్‌.

పొటెన్షియల్‌ భేదం లేదా ఓల్టేజ్‌

ఏదైనా ఒక విద్యుత్‌ వాహకంలో రెండు బిందువుల మధ్య ప్రమాణ ఆవేశ పరిమాణాన్ని కదిలించడానికి బ్యాటరీ చేసిన పనినే ఆ రెండు బిందువుల మధ్య పొటెన్షియల్‌ భేదం అంటారు.

∴ v =  పని (w)/ ఆవేశం (t)
పొటెన్షియల్‌ భేదానికి SI ప్రమాణాలు: జౌల్‌/కూలుంబ్‌ లేదా ఓల్ట్‌. 
* భారతదేశంలో వినియోగించే ఏకాంతర విద్యుత్‌లో కరెంట్‌ పరిమాణం, ఓల్టేజ్‌ పరిమాణాలు మారతాయి కానీ పౌనఃపున్యం విలువ మారదు.

ఓమ్‌ నియమం: స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఏదైనా ఒక వాహకంలో రెండు బిందువుల మధ్య ప్రవహించే విద్యుత్‌ ప్రవాహ పరిమాణం విలువ ఆ రెండు బిందువుల మధ్య ఉండే పొటెన్షియల్‌ భేదానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. దీన్నే ఓమ్‌ నియమం అంటారు.

ఇక్కడ R అనేది విద్యుత్‌ వాహకానికికి చెందిన విద్యుత్‌ నిరోధం.

విద్యుత్‌ నిరోధం: స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్‌ల ప్రవాహాన్ని వ్యతిరేకించే వాహక స్వభావాన్ని విద్యుత్‌ నిరోధం అంటారు.

ఓమ్‌ నియమం నుంచి                  

ప్రమాణాలు: ఓల్ట్‌/ఆంపియర్‌ లేదా ఓమ్‌

వాహకత్వం: వాహకం విద్యుత్‌ నిరోధం యొక్క విలోమాన్ని వాహకత్వం అంటారు.
∴ C = 1/R
ప్రమాణాలు: 1/ఓమ్‌ లేదా మ్‌ఓ లేదా సిమెన్స్‌ 

ప్రభావితం చేసే అంశాలు 

ఒక వాహకం యొక్క విద్యుత్‌ నిరోధం కింది అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

వాహకం పొడవు (l ): వాహక నిరోధం దాని పొడవుకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

అంటే వాహకం పొడవు పెరిగితే దాని నిరోధం కూడా పెరుగుతుంది.

వాహక మధ్యచ్ఛేద వైశాల్యం (A): వాహక నిరోధం దాని అడ్డుకోత వైశాల్యం లేదా మధ్యచ్ఛేద వైశాల్యానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

అంటే మధ్యచ్ఛేద వైశాల్యం పెరిగితే నిరోధం విలువ తగ్గుతుంది.

ఉష్ణోగ్రత (T): వాహక ఉష్ణోగ్రత పెరిగితే దాని నిరోధం కూడా పెరుగుతుంది.

మలిన పదార్థాలు: ఒక పదార్థ విద్యుత్‌ నిరోధం దానికి కలిపిన మలిన పదార్థాలపై ఆధారపడుతుంది. 

ఉదా: స్వచ్ఛమైన నీరు విద్యుత్‌ బంధకం కాగా ఉప్పు నీరు మంచి విద్యుత్‌ వాహకంగా పనిచేస్తుంది. 

వాహక పదార్థ స్వభావం: ఒక వాహక నిరోధం అది తయారైన పదార్థ స్వభావంపై ఆధారపడుతుంది. అంటే వేర్వేరు పదార్థాలకు వేర్వేరు నిరోధ విలువలు ఉంటాయి. 

ఉదా: వెండి నిరోధం రాగి, అల్యూమినియం లాంటి లోహాల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. 

* ఘన పదార్థాల్లో ఉత్తమ విద్యుత్‌ వాహకం వెండి, ద్రవ పదార్థాల్లో పాదరసం.

* ఘన పదార్థాల్లో ఉత్తమ విద్యుత్‌ బంధకం వజ్రం, ద్రవ పదార్థాల్లో స్వచ్ఛమైన నీరు.

సమీకరణం (1), (2) ల నుంచి

ఇక్కడ ρ అనేది విశిష్ట నిరోధం లేదా నిరోధకత
నిరోధకత: ప్రమాణ వైశాల్యం, ప్రమాణ పొడవుకు ఒక వాహకం కలగజేసే నిరోధాన్ని నిరోధకత లేదా విశిష్ట నిరోధం అంటారు.
సమీకరణం (3) నుంచి

ρ = RA / l

ప్రమాణాలు: ఓమ్‌.మీ.