సాధారణ పదాలలో విద్యుత్ ప్రవాహం అంటే ఏమిటి

ఏదైనా మాధ్యమంలో ఫ్రీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు ఉంటే (ఉదా. మెటల్‌లోని ఎలక్ట్రాన్లు), అవి విశ్రాంతిగా ఉండవు కానీ అస్తవ్యస్తంగా కదులుతాయి. కానీ ఎలక్ట్రాన్లు ఇచ్చిన దిశలో ఒక క్రమ పద్ధతిలో కదిలేలా చేయడం సాధ్యపడుతుంది. చార్జ్డ్ కణాల అటువంటి దిశాత్మక కదలికను విద్యుత్ ప్రవాహం అంటారు.

విద్యుత్ ప్రవాహం ఎలా ఉత్పత్తి అవుతుంది

మీరు రెండు కండక్టర్లను తీసుకుంటే, వాటిలో ఒకటి ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడి ఉంటే (దానికి ఎలక్ట్రాన్లను జోడించడం) మరియు మరొకటి ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడి ఉంటే (దానిలోని కొన్ని ఎలక్ట్రాన్లను తీసివేయడం), ఒక విద్యుత్ క్షేత్రం తలెత్తుతుంది. మీరు రెండు ఎలక్ట్రోడ్‌లను కండక్టర్‌తో కనెక్ట్ చేస్తే, ఎలెక్ట్రిక్ ఫోర్స్ వెక్టార్ యొక్క దిశ ప్రకారం, ఫీల్డ్ ఎలక్ట్రాన్‌లను ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ స్ట్రెంగ్త్ వెక్టర్ దిశకు వ్యతిరేక దిశలో కదిలేలా చేస్తుంది. ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన కణాలు ఎలక్ట్రోడ్ నుండి ఎలక్ట్రోడ్ నుండి కదులుతాయి, అవి అధికంగా ఉన్న చోట, అవి లోపం ఉన్న ఎలక్ట్రోడ్‌కు వెళతాయి.

ఎలక్ట్రాన్లు కదలడానికి రెండవ ఎలక్ట్రోడ్‌కు ధనాత్మక చార్జ్ ఇవ్వడం అవసరం లేదు. ప్రధాన విషయం ఏమిటంటే మొదటి ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ప్రతికూల ఛార్జ్ ఎక్కువగా ఉండాలి. రెండు కండక్టర్లను ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయడం కూడా సాధ్యమే, కానీ ఒక కండక్టర్ మరొకదాని కంటే ఎక్కువ ఛార్జ్ కలిగి ఉండాలి.ఈ సందర్భంలో, మేము సంభావ్య వ్యత్యాసం గురించి మాట్లాడుతాము, ఇది విద్యుత్ ప్రవాహానికి కారణమవుతుంది.

నీటి సారూప్యత మాదిరిగానే - మీరు నీటితో నిండిన రెండు పాత్రలను వేర్వేరు స్థాయిలకు కనెక్ట్ చేస్తే, నీటి ప్రవాహం ఉంటుంది. దాని తల స్థాయిలలో తేడాపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఆసక్తికరంగా, విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క ప్రభావంతో ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క అస్తవ్యస్తమైన చలనం సాధారణంగా సంరక్షించబడుతుంది, అయితే ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల ద్రవ్యరాశి యొక్క మొత్తం చలన వెక్టర్ దిశాత్మకంగా మారుతుంది. చలనం యొక్క "అస్తవ్యస్తమైన" భాగం సెకనుకు అనేక పదుల లేదా వందల కిలోమీటర్ల వేగం కలిగి ఉండగా, దర్శకత్వం వహించిన భాగం నిమిషానికి అనేక మిల్లీమీటర్ల వేగంతో ఉంటుంది. కానీ ప్రభావం (కండక్టర్ పొడవునా ఉన్న ఎలక్ట్రాన్లు చలనంలోకి వచ్చినప్పుడు) కాంతి వేగంతో వ్యాపిస్తుంది, కాబట్టి విద్యుత్ ప్రవాహం 3*10 వేగంతో కదులుతుంది.⁸ మీ/సెకను

పై ప్రయోగంలో, ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడిన కండక్టర్ అదనపు ఎలక్ట్రాన్‌లు అయిపోయే వరకు మరియు రెండు ధ్రువాల వద్ద వాటి సంఖ్య సమతుల్యం అయ్యే వరకు కండక్టర్‌లోని కరెంట్ కొద్దికాలం పాటు ఉంటుంది. ఈ సమయం చిన్నది, సెకనులో ఒక చిన్న భాగం.

ప్రారంభంలో ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడిన ఎలక్ట్రోడ్‌కు తిరిగి వెళ్లడం మరియు క్యారియర్‌లకు అదనపు ఛార్జ్‌ని సృష్టించడం అనేది ఎలక్ట్రాన్‌లను మైనస్ నుండి ప్లస్‌కి తరలించిన అదే విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా అనుమతించబడదు. అందువల్ల, ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ యొక్క శక్తికి వ్యతిరేకంగా మరియు అత్యుత్తమంగా పనిచేసే మూడవ-పక్ష శక్తి ఉండాలి. నీటి సారూప్యతలో, నీటి నిరంతర ప్రవాహాన్ని సృష్టించడానికి ఎగువ స్థాయికి నీటిని తిరిగి పంపింగ్ చేసే పంపు ఉండాలి.

ప్రస్తుత దిశ

కరెంట్ యొక్క దిశను ప్లస్ నుండి మైనస్‌కి తీసుకుంటారు, అంటే ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన కణాల దిశ ఎలక్ట్రాన్ల కదలికకు వ్యతిరేకం. ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్ యొక్క దృగ్విషయం దాని స్వభావాన్ని వివరించిన దానికంటే చాలా ముందుగానే కనుగొనబడింది మరియు కరెంట్ ఈ దిశలో వెళుతుందని నమ్ముతారు.ఆ సమయానికి, ఈ అంశంపై పెద్ద సంఖ్యలో కథనాలు మరియు ఇతర సాహిత్యాలు సేకరించబడ్డాయి, భావనలు, నిర్వచనాలు మరియు చట్టాలు కనిపించాయి. ఇప్పటికే ప్రచురించబడిన మెటీరియల్ యొక్క భారీ మొత్తాన్ని సవరించకుండా ఉండటానికి, మేము ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహానికి వ్యతిరేకంగా ప్రస్తుత దిశను తీసుకున్నాము.

కరెంట్ అన్ని సమయాలలో ఒకే దిశలో ప్రవహిస్తే (బలాన్ని కూడా మార్చడం), దానిని అంటారు స్థిరమైన కరెంట్. దాని దిశ మారినట్లయితే, మేము ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహం గురించి మాట్లాడుతున్నాము. ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల్లో, సైన్ వేవ్ వంటి కొన్ని చట్టాల ప్రకారం దిశ మారుతుంది. ప్రస్తుత ప్రవాహం యొక్క దిశ మారదు, కానీ అది క్రమానుగతంగా సున్నాకి తగ్గుతుంది మరియు దాని గరిష్ట విలువకు పెరుగుతుంది, మేము పల్సెడ్ కరెంట్ (వివిధ రూపాల) గురించి మాట్లాడుతున్నాము.

సర్క్యూట్లో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించడానికి ముందస్తు అవసరాలు

ఒక క్లోజ్డ్ సర్క్యూట్లో ఎలక్ట్రిక్ కరెంట్ ఉనికికి మూడు పరిస్థితులు పైన ఉద్భవించాయి. వాటిని మరింత వివరంగా పరిగణించాలి.

ఉచిత ఛార్జ్ క్యారియర్లు

ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్ ఉనికికి మొదటి అవసరమైన పరిస్థితి ఉచిత ఛార్జ్ క్యారియర్ల ఉనికి. ఛార్జ్‌లు వాటి క్యారియర్‌ల నుండి విడిగా ఉండవు, కాబట్టి మనం ఛార్జ్‌ను కలిగి ఉండే కణాలను పరిగణించాలి.

ఇదే రకమైన వాహకత (గ్రాఫైట్ మొదలైనవి) కలిగిన లోహాలు మరియు ఇతర పదార్ధాలలో ఇవి ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు. అవి న్యూక్లియస్‌తో బలహీనంగా సంకర్షణ చెందుతాయి మరియు పరమాణువును విడిచిపెట్టి, కండక్టర్‌లో సాపేక్షంగా స్వేచ్ఛగా కదలగలవు.

అలాగే, ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు సెమీకండక్టర్లలో ఛార్జ్ క్యారియర్లుగా పనిచేస్తాయి, అయితే కొన్ని సందర్భాల్లో మేము ఈ తరగతి ఘనపదార్థాల ("ఎలక్ట్రానిక్"కి విరుద్ధంగా) "రంధ్రం" వాహకత గురించి మాట్లాడుతాము. ఈ భావన భౌతిక ప్రక్రియలను వివరించడానికి మాత్రమే అవసరం; నిజానికి, సెమీకండక్టర్లలో విద్యుత్తు ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క అదే కదలిక. ఎలక్ట్రాన్లు అణువును విడిచిపెట్టలేని పదార్థాలు విద్యుద్వాహకములు. వాటిలో కరెంట్ ఉత్పత్తి కాదు.

ద్రవాలలో, సానుకూల మరియు ప్రతికూల అయాన్లు చార్జ్ కలిగి ఉంటాయి. ఇక్కడ మనం ఎలక్ట్రోలైట్స్ అయిన ద్రవాలు అని అర్థం.ఉదాహరణకు, ఉప్పు కరిగిన నీరు. నీరు కూడా విద్యుత్పరంగా చాలా తటస్థంగా ఉంటుంది, కానీ ఘనపదార్థాలు మరియు ద్రవాలు కరిగిపోతాయి మరియు విడదీయడం (విచ్ఛిన్నం చేయడం) సానుకూల మరియు ప్రతికూల అయాన్లను ఏర్పరుస్తుంది. మరియు కరిగిన లోహాలలో (ఉదా., పాదరసం), అదే ఎలక్ట్రాన్లు ఛార్జ్ క్యారియర్లు.

వాయువులు ప్రాథమికంగా విద్యుద్వాహకములు. వాటిలో ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు లేవు - వాయువులు తటస్థ అణువులు మరియు అణువులను కలిగి ఉంటాయి. కానీ వాయువు అయనీకరణం చేయబడితే, మేము పదార్థం యొక్క నాల్గవ మొత్తం స్థితి గురించి మాట్లాడుతాము - ప్లాస్మా. విద్యుత్ ప్రవాహం దానిలో కూడా ప్రవహిస్తుంది; ఇది ఎలక్ట్రాన్లు మరియు అయాన్ల నిర్దేశిత కదలిక నుండి పుడుతుంది.

కరెంట్ వాక్యూమ్‌లో కూడా ప్రవహించగలదు (ఉదా. ఎలక్ట్రాన్ ట్యూబ్‌లు ఆధారంగా ఉండే సూత్రం ఇదే). దీనికి ఎలక్ట్రాన్లు లేదా అయాన్లు అవసరం.

విద్యుత్ క్షేత్రం

ఉచిత ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు ఉన్నప్పటికీ, చాలా మీడియా విద్యుత్ తటస్థంగా ఉంటుంది. ఎందుకంటే ప్రతికూల (ఎలక్ట్రాన్లు) మరియు సానుకూల (ప్రోటాన్లు) కణాలు సమానంగా ఖాళీగా ఉంటాయి మరియు వాటి క్షేత్రాలు ఒకదానికొకటి రద్దు చేయబడతాయి. ఫీల్డ్ ఉద్భవించాలంటే, ఛార్జీలు తప్పనిసరిగా ఒక ప్రాంతంలో కేంద్రీకృతమై ఉండాలి. ఎలక్ట్రాన్లు ఒక (ప్రతికూల) ఎలక్ట్రోడ్ ప్రాంతంలో కేంద్రీకృతమై ఉంటే, వ్యతిరేక (సానుకూల) ఎలక్ట్రోడ్ వాటిని లోపిస్తుంది మరియు ఒక ఫీల్డ్ తలెత్తుతుంది, ఛార్జ్ క్యారియర్‌లపై పనిచేసే శక్తిని సృష్టించి వాటిని కదిలేలా చేస్తుంది.

ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల కోసం థర్డ్-పార్టీ ఫోర్స్

మరియు మూడవ షరతు ఏమిటంటే, ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ యొక్క దిశకు వ్యతిరేక దిశలో ఛార్జీలను మోసే శక్తి ఉండాలి, లేకుంటే క్లోజ్డ్ సిస్టమ్ లోపల ఉన్న ఛార్జీలు త్వరగా సమతౌల్యం అవుతాయి. ఈ బాహ్య శక్తిని ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ అంటారు. దాని మూలం భిన్నంగా ఉండవచ్చు.

ఎలెక్ట్రోకెమికల్ స్వభావం

ఈ సందర్భంలో, ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ప్రతిచర్యల కోర్సు ఫలితంగా EMF పుడుతుంది. ప్రతిచర్యలు కోలుకోలేనివి కావచ్చు. ఒక ఉదాహరణ గాల్వానిక్ సెల్, బాగా తెలిసిన బ్యాటరీ. కారకాలు అయిపోయిన తర్వాత, EMF సున్నాకి తగ్గుతుంది మరియు బ్యాటరీ "షట్ డౌన్" అవుతుంది.

ఇతర సందర్భాల్లో, ప్రతిచర్యలు తిరిగి మారవచ్చు.ఉదాహరణకు, బ్యాటరీలో, ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ప్రతిచర్యల ఫలితంగా EMF కూడా పుడుతుంది. కానీ అవి పూర్తయిన తర్వాత ప్రక్రియను పునఃప్రారంభించవచ్చు - బాహ్య విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క చర్యలో ప్రతిచర్యలు రివర్స్ క్రమంలో వెళ్తాయి మరియు బ్యాటరీ మళ్లీ కరెంట్ ఇవ్వడానికి సిద్ధంగా ఉంటుంది.

ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ స్వభావం

ఈ సందర్భంలో, సెమీకండక్టర్ నిర్మాణాలలో ప్రక్రియలపై కనిపించే, అతినీలలోహిత లేదా ఇన్ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్ ప్రభావం వల్ల EMF ఏర్పడుతుంది. ఇటువంటి శక్తులు ఫోటోసెల్స్ ("సౌర ఘటాలు") లో ఉత్పన్నమవుతాయి. బాహ్య సర్క్యూట్‌లో కాంతి చర్య విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

థర్మోఎలెక్ట్రిక్ స్వభావం

మీరు రెండు అసమాన కండక్టర్లను తీసుకుంటే, వాటిని టంకము చేసి, జంక్షన్ పాయింట్‌ను వేడి చేస్తే, వేడి జంక్షన్ (కండక్టర్ల జంక్షన్ పాయింట్) మరియు కోల్డ్ జంక్షన్ మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం కారణంగా సర్క్యూట్‌లో EMF ఏర్పడుతుంది - వ్యతిరేక చివరలు. కండక్టర్లు. ఈ విధంగా మీరు కరెంట్‌ను ఉత్పత్తి చేయడమే కాకుండా కూడా చేయవచ్చు ఉష్ణోగ్రతను కొలవండి ఉత్పన్నమయ్యే EMFని కొలవడం ద్వారా.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్వభావం.

కొన్ని ఘనపదార్థాలు పిండినప్పుడు లేదా వైకల్యంతో సంభవిస్తుంది. ఎలక్ట్రిక్ లైటర్ ఈ సూత్రంపై పనిచేస్తుంది.

విద్యుదయస్కాంత స్వభావం.

పారిశ్రామికంగా విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి అత్యంత సాధారణ మార్గం DC లేదా AC జనరేటర్. DC మెషీన్‌లో, ఫ్రేమ్-ఆకారపు ఆర్మేచర్ అయస్కాంత క్షేత్రంలో తిరుగుతూ, దాని శక్తి రేఖలను దాటుతుంది. ఇది EMFకి దారి తీస్తుంది, ఇది రోటర్ వేగం మరియు అయస్కాంత ప్రవాహంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఆచరణలో, పెద్ద సంఖ్యలో కాయిల్స్ యొక్క ఆర్మేచర్, సిరీస్లో అనుసంధానించబడిన అనేక ఫ్రేమ్లను ఏర్పరుస్తుంది. వాటిలో ఉత్పన్నమయ్యే EMF కలిసి జోడించబడతాయి.

వి ఆల్టర్నేటర్ అదే సూత్రం ఉపయోగించబడుతుంది కానీ ఒక అయస్కాంతం (విద్యుత్ లేదా శాశ్వత) స్థిర ఫ్రేమ్ లోపల తిరుగుతుంది. అదే ప్రక్రియలు స్టేటర్‌లో EMFకి కూడా దారితీస్తాయి. EMFఇది సైనోసోయిడల్ ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటుంది. పారిశ్రామిక స్థాయిలో ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క తరం దాదాపు ఎల్లప్పుడూ ఉపయోగించబడుతుంది - రవాణా మరియు ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల కోసం దానిని మార్చడం సులభం.

ఆల్టర్నేటర్ యొక్క ఆసక్తికరమైన లక్షణం రివర్సిబిలిటీ. మీరు జెనరేటర్ టెర్మినల్స్కు మూడవ-పార్టీ మూలం నుండి వోల్టేజ్ని వర్తింపజేస్తే, దాని రోటర్ తిప్పడం ప్రారంభిస్తుంది. దీని అర్థం కనెక్షన్ స్కీమ్ ఆధారంగా, ఎలక్ట్రిక్ యంత్రం జనరేటర్ లేదా ఎలక్ట్రిక్ మోటారు కావచ్చు.

ఇవి విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క దృగ్విషయం యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు. వాస్తవానికి, డైరెక్షనల్ ఎలక్ట్రాన్లు కదిలినప్పుడు సంభవించే ప్రక్రియలు చాలా క్లిష్టంగా ఉంటాయి. వాటిని అర్థం చేసుకోవడానికి ఎలక్ట్రోడైనమిక్స్ గురించి లోతైన అధ్యయనం అవసరం.

సంబంధిత కథనాలు: