‘కింగ్ ఆఫ్ ది కెమికల్స్’ అని దేనిని అంటారు?

విద్యుత్: విశిష్ట నిరోధం: ప్రమాణ పొడవు, ప్రమాణ అడ్డుకోత వైశాల్యం ఉన్న తీగ విద్యుత్ నిరోధాన్ని దాని విశిష్ట నిరోధం అంటారు.

 s = విశిష్ట నిరోధం కానీ ప్రమాణాలు: గిఝ (ఓమ్ మీటర్)

     ఆయా పదార్థాల స్వభావాలను బట్టి  విశిష్ట నిరోధం వేర్వేరుగా ఉంటుంది.

 విద్యుచ్ఛాలక బలం: ఒక విద్యుత్ వలయంలో ఆవేశాలను ఒక బిందువు నుంచి మరొక బిందువుకు కదిలించడానికి వాటిపైన ఉపయోగించే శక్తిని ‘విద్యుచ్ఛాలక బలం’ అంటారు.

 ప్రమాణం: వోల్ట్.

     విద్యుచ్ఛాలక బలాన్ని అందించే పదార్థాలను ‘విద్యుచ్ఛాలక పీఠాలు’ అంటారు.

 ఉదా: విద్యుత్ జనరేటర్, సైకిల్ డైనమో, విద్యుత్ ఘటం.

 గమనిక: భూమికి విద్యుచ్ఛాలక బలం శూన్యం. కాబట్టి భూమి లోపల ఉన్న ఆవేశాలను తనంతట తానుగా పైకి పంపించలేదు. కాబట్టి భూమికి తీగలను కలిపి విద్యుత్‌ను పొందలేకపోతున్నాం.

 అతివాహకత్వం: గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్న లోహాలను చల్లబర్చినప్పుడు ఏదో ఒక ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాటి విద్యుత్ నిరోధం శూన్యంగా మారి ఆ పదార్థాల ద్వారా అనంతమైన విద్యుత్ ప్రవహిస్తుంది. దీన్ని అతివాహకత్వం అంటారు.

     గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్న పాదరసాన్ని - 2690 ఇ వద్ద చల్లబర్చినప్పుడు అతివాహకత్వ ధర్మాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది. ఈ ధర్మాన్ని క్రీ.శ. 1911లో కామర్లింగ్ ఓమ్స్ అనే శాస్త్రవేత్త కనుక్కోవడం వల్ల అతనికి 1913లో నోబెల్ బహుమతి లభించింది.

 

 విద్యుత్ సాధనాలు

 1.    విద్యుద్దర్శిని (ఎలక్ట్రోస్కోప్): ఒక విద్యుత్ వలయంలో ప్రవహిస్తున్న విద్యుత్ ప్రవాహ ఉనికిని తెలుసుకొనేందుకు విద్యుద్దర్శినిని ఉపయోగిస్తారు.

 2.    స్వర్ణపత్ర విద్యుద్దర్శిని: ఈ సాధనాన్ని బెన్నెట్ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నాడు. ఈ విద్యుత్ పరికరం ఉపయోగించి ఒక వస్తువు ఉపరితలంపై గల ఆవేశ స్వభావాన్ని అంటే ధనావేశం/రుణావేశం అనే దాన్ని కనుక్కోవచ్చు.

 3.    నిరోధాల పెట్టె: ఒక విద్యుత్ వలయంలో ఉన్న విద్యుత్ నిరోధాలను 1 గి, 2 గిలు..పెంచడానికి దీన్ని ఉపయోగిస్తారు.

 4.    అధిక నిరోధాల పెట్టె: ఈ విద్యుత్ సాధనాన్ని ఉపయోగించి విద్యుత్ వలయంలో ఉన్న నిరోధాలను ఒకేసారి 1000గిల చొప్పున పెంచవచ్చు.

 5.    ఓమ్‌మీటర్: ఒక తీగ విద్యుత్ నిరోధాలను సరాసరి కొలవడానికి ఈ పరికరాన్ని ఉపయోగిస్తారు.

 6.    కదిలే తీగ చుట్ట: ఈ విద్యుత్ సాధనాన్ని ఉపయోగించి ఒక తీగలో ప్రవహిస్తున్న విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని 10-9అ కొలవడమే కాకుండా విద్యుత్ ప్రవాహ దిశను కూడా తెలుసుకోవచ్చు.

 7.    టాన్‌గెంట్ గాల్వనో మీటర్: త్రికోణమితి లోని ఖ్చ్ఞీ సూత్రం ఆధారంగా పనిచేసే ఈ విద్యుత్ సాధనాన్ని ఉపయోగించి విద్యుత్ వలయంలో ప్రవహిస్తున్న విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని 10-6అ వరకు ఖచ్చితంగా కొలవవచ్చు.

 8.    అమ్మీటర్: ఒక విద్యుత్ వలయంలో ప్రవహిస్తున్న విద్యుత్ ప్రవాహాలను మిల్లి ఆంపియర్‌ల నుంచి ్ర10ృ3అ నుంచి 1అ, 2అలలో కొలవవచ్చు.

     ఆదర్శమైన అమ్మీటర్ విద్యుత్ నిరోధం

శూన్యం.

 9.    వోల్ట్ మీటర్: ఒక విద్యుత్ వలయంలో ఏవైనా రెండు బిందువుల మధ్య పొటెన్షియల్ తేడాను మిల్లీ వోల్ట్‌ల నుంచి 1, 2 వోల్ట్..లలో  కొలవవచ్చు. ఆదర్శమైన వోల్ట్‌మీటర్ విద్యుత్ నిరోధం అనంతం.

 10.    పొటెన్షియో మీటర్: ఒక ఘటం నుంచి వెలువడే విద్యుత్ చాలక బలాన్ని దాని అంతర్గత నిరోధాన్ని కొలవడానికి పొటె న్షియో మీటర్‌ను ఉపయోగిస్తారు.

 11.    రియోస్టార్‌‌ట: ఒక విద్యుత్ వలయంలో నిరోధాలను స్వల్ప పరిమాణంలో పెంచుతూ లేదా తగ్గిస్తూ విద్యుత్  ప్రవాహాన్ని ఒక స్థిరమైన విలువ వద్ద స్థిరీకరించడం కోసం ఈ సాధనాన్ని వాడతారు.

 12.    కెపాసిటర్/కండెన్సర్: తక్కువ ఓల్టెజ్ వద్ద ఎక్కువ ఆవేశాలను, విద్యుత్ శక్తిని తనలో నిల్వ చేసుకొనే సాధనాన్ని కెపాసిటర్ అంటారు.

     కెపాసిటర్ కెపాసిటీని ‘ఫారడే’ అనే ప్రమాణాల్లో కొలుస్తారు.

     కెపాసిటర్ ద్వారా అఇ కరెంటు మాత్రమే ప్రవహిస్తుంది. ఈఇ ప్రవహించదు.

     కెపాసిటర్‌ను ట్యూబ్‌లైట్, ఫ్యాన్, టీవీ, కంప్యూటర్‌ల్లో ఉపయోగిస్తారు.

 13.    పరివర్తకం (ట్రాన్‌‌సఫార్మర్): తక్కువ ఓల్టేజ్ నుంచి ఎక్కువ ఓల్టేజ్‌కి లేదా ఎక్కువ ఓల్టేజ్ నుంచి తక్కువ ఓల్టేజ్‌కు విద్యుత్‌ను సరఫరా చేయటం కోసం ట్రాన్‌‌సఫార్మర్‌లను ఉపయోగిస్తారు.

     ఇవి అన్యోన్య ప్రేరణ, పరస్పర ప్రేరణ అనే సూత్రం ఆధారంగా పనిచేస్తాయి.

     ఈ సూత్రాన్ని ‘లెంజ్’ అనే శాస్త్రవేత్త ప్రతిపాదించాడు. దీని ఆధారంగా మొదటి ట్రాన్‌‌సఫార్మర్‌ను ‘మైకేల్ ఫారడే’ అనే శాస్త్రవేత్త నిర్మించాడు.

     దీన్ని మృదు ఇనుముతో తయారు చేసి  ఉష్ణోగ్రతలు తగ్గించేందుకు ద్రవస్థితిలో ఉన్న ‘హీలియం’ వాయువును నింపుతారు. ట్రాన్‌‌సఫార్మర్‌లను రెండు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు.

 1.    స్టెప్ అప్ ట్రాన్‌‌సఫార్మర్: దీన్ని ఉపయోగించి తక్కువ ఓల్టేజ్ నుంచి ఎక్కువ ఓల్టేజ్ విద్యుత్‌ను సరఫరా చేయవచ్చు.

 2.    స్టెప్ డౌన్ ట్రాన్‌‌సఫార్మర్: ఎక్కువ ఓల్టేజ్ నుంచి తక్కువ ఓల్టేజ్‌కు విద్యుత్‌ను సరఫరా చేసేందుకు దీన్ని ఉపయోగిస్తారు.

     ఉపయోగాలు:

     బెడ్‌ల్యాంప్స్, టీవీ, కంప్యూటర్ల యూపీఎస్‌లు, స్టెబిలైజర్‌‌స, ట్రాన్‌‌సఫార్మర్‌లలో వాడతారు.

 ఘటం: ఘటాన్ని ‘వోల్టా’ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నారు. ప్రతిఘటంలో రసాయన శక్తి విద్యుత్‌శక్తిగా మారుతుంది. ‘వోల్టా’ కనుగొన్న ఘటంలో ‘రాగి’ కడ్డీని ధన ధ్రువంగా, జింక్ కడ్డీని రుణ ధ్రువంగా వాడతారు. ఈ రెండు  ఎలక్ట్రానన్లను ఒకదానికి మరొకటి కొంత దూరంలో ఉండేట్లు ఒక గాజు జాడీలో అమర్చి సజల సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాన్ని విద్యుత్ విశ్లేషక పదార్థంగా ఉపయోగిస్తారు.

     ఈ సజల సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం విద్యుత్ విశ్లేషణం చెందడానికి కావాల్సిన నియమాలను ‘మైకేల్ ఫారడే’ అనే శాస్త్రవేత్త ప్రతిపాదించారు.

     ఈ విధంగా సజల సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంలో రసాయన శక్తి విద్యుత్‌శక్తిగా మారుతుంది.

     నిర్జన/అనార్ధ్ర ఘటం: నిజ జీవితంలో మన అవసరాలకు ఎక్కువగా వాడే ఘటం.

     నిర్జల ఘటంలో ఎటువంటి ద్రవ పదార్థాలు లేకపోవడం వల్ల దాన్ని ఒక ప్రదేశం నుంచి మరొక ప్రదేశానికి తీసుకొని వెళ్లవచ్చు. దీన్ని అనేక పరికరాల్లో ఉపయోగిస్తారు.

     ఉదా:  కెమెరా, టార్‌‌చలైట్, గోడ గడియారాలు, ఆటబొమ్మలు మొదలైనవాటిలో ఈ ఘటాలను ఉపయోగిస్తారు.

     పైన పేర్కొన్న ఐదు రకాలైన ఘటాల్లో రసాయన శక్తి విద్యుత్‌శక్తిగా మారిన తర్వాత తిరిగి వాటిని చార్‌‌జ చేయడం వీలు కాదు.

 చార్జబుల్ బ్యాటరీ: దీన్ని గ్లాంటే ప్లాస్టన్ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నారు.

     ఈ ఘటంలో విద్యుత్‌శక్తి రసాయన శక్తిగా మారుతుంది. రసాయన శక్తి తిరిగి విద్యుత్ శక్తిగా మారుతుంది.

 ఉపయోగాలు:

     మొబైల్ ఫోన్లు, హ్యాండీక్యామ్, కృత్రిమ ఉపగ్రహాలు, అంతరిక్ష నౌకల్లో వాడతారు.

 స్టోరేజ్ బ్యాటరీ: దీన్ని థామస్ అల్వా ఎడిసన్ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నారు.

     ఈ ఘటాల్లో లెడ్‌ను ధనధ్రువంగా, లెడ్‌పెరాక్సైడ్‌ను రుణ ధ్రువంగా వాడతారు.

     ఈ ఘటాల్లో సజల సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాన్ని విద్యుత్ విశ్లేషక పదార్థంగా వాడతారు.

     ఇటువంటి ఘటాలను వాహనాల్లో  ఉపయోగిస్తారు. మానవుడికి ఎక్కువగా ఉపయోగపడుతున్న సజల సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాన్ని ‘కింగ్ ఆఫ్ ది కెమికల్స్’ అంటారు.

     బల్బులు: విద్యుత్ బల్బును థామస్ అల్వా ఎడిసన్ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నారు.

     గాజుతో తయారు చేసిన విద్యుత్ బల్బుల్లో టంగ్‌స్టన్ ఫిలమెంట్‌గా అమర్చి, దానిలో తక్కువ పీడనం ఉన్న ఆర్గాన్ అనే జడవాయువును లేదా నైట్రోజన్ అనే మందకొండి వాయువును నింపుతారు.

     ఈ ఫిలమెంట్ ద్వారా విద్యుత్ నిరోధం తక్కువగా, ద్రవీభవన స్థానం (24000 ఇ) ఎక్కువగా ఉంటుంది. కాబట్టి ఈ ఫిలమెంట్ ద్వారా విద్యుత్  ప్రవహిస్తున్నప్పుడు అది ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు వేడెక్కినప్పటికీ కాలిపోకుండా ఉంటుంది. ఈ బల్బుల్లో విద్యుత్  నష్టం ఎక్కువగా ఉంటుంది.

 2.    కాంపాక్ట్ ఫ్లోరోసెంట్ ల్యాంప్ (సీఎఫ్‌ఎల్ బల్బ్): దీన్ని ఎడ్వర్‌‌డ హామర్ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నారు. దీనిలో తక్కువ మోతాదులో పాదరసాన్ని ఉపయోగిస్తారు.

     ఈ సీఎఫ్‌ఎల్ బల్బుల్లో ఎటువంటి ఫిల మెంట్‌లు లేకపోవడం వల్ల సరఫరా చేసిన విద్యుత్ అంతా కాంతిశక్తిగా మారుతుంది. కాబట్టి విద్యుత్ పొదుపు ఎక్కువగా ఉంటుంది.

 ట్యూబ్‌లైట్: గాజుతో తయారు చేసిన ఒక గొట్టం రెండు చివర్ల వద్ద ఆనోడు, కేథోడు అనే ఎలక్ట్రాన్లు అమర్చి వాటి మధ్యలో తక్కువ పీడనం వద్ద కావాల్సిన వాయువును నింపుతారు. ఈ గాజు గొట్టంలో సిలికెట్ లేదా టంగ్‌స్టన్ అనే రసాయనిక పదార్థాలతో పూత పూస్తారు.

     ట్యూబ్‌లైట్‌లో ఎటువంటి ఫిలమెంట్ లేకపోవడం వల్ల దానిలో విద్యుత్ పొదుపు ఎక్కువగా ఉంటుంది.

 చాపం దీపాలు (ఆర్కో ల్యాంప్స్): వీటిని సర్ హంపెరీ డెవీస్ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నారు.

 ఉపయోగాలు:

     సినిమా ప్రొజెక్టర్లలో చాపం దీపాన్ని ఉపయోగిస్తారు. దీని నుంచి వెలువడే దట్టమైన కాంతి అనేది సినిమా రీల్‌పైన పతనమైనప్పుడు దానిపైన ఉన్న పిక్చర్ తెరపైన ఏర్పడుతుంది.

     నౌకాశ్రయంలోని లైట్ హోస్‌లపైన కూడా వీటిని ఉపయోగిస్తారు.

     దీనిలో అమర్చే బల్బ్‌ల్లో నియాన్ అనే వాయువును నింపుతారు. ఈ బల్బుల నుంచి ‘ముదురు నారింజరంగు కాంతి’ వెలువడుతుంది.

 వేపర్ ల్యాంప్స్ (Vapour Lamps): వీటిని పీటర్ కూపర్ హెవిట్ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నారు.

     ఇటువంటి బల్బ్‌ల్లో ‘సోడియం ఆవిరి’ని లేత పసుపు రంగు కాంతి కోసం, ‘పాదరస ఆవిరి’ని తెలుపు రంగు కాంతి కొరకు ఉపయోగిస్తారు.

 ఫ్లోరోసెంట్ ల్యాంప్ లేదా ఎమర్జెన్సీ ల్యాంప్: వీటిలో తక్కవ మోతాదులో పాదరసాన్ని ఉపయోగిస్తారు.

     అలంకరణ దీపాలను, వీధి దీపాలను శ్రేణిలో కలుపుతారు.

 ఫ్యూజ్ (తీగ): దీన్ని లెడ్, టిన్‌ల మిశ్రమంతో తయారుచేస్తారు. ఈ మిశ్రమం పదార్థాన్ని టైప్ మెటల్ అని కూడా అంటారు.

     ఈ పదార్థం విద్యుత్ నిరోధం ఎక్కువగా, ద్రవీభవన స్థానం తక్కువగా ఉంటుంది. కాబట్టి దీన్ని విద్యుత్ వలయంలో శ్రేణిలో కలిపి అధిక విద్యుత్ ప్రవాహం బారి నుంచి విద్యుత్ వలయాలను కాపాడవచ్చు.

 హీటర్: విద్యుత్ హీటర్‌లో నిక్రోమ్ తీగను ఫిలమెంట్‌గా వాడతారు. ఎందుకంటే దీని విద్యుత్ నిరోధం, ద్రవీభవన స్థానాలు ఎక్కువగా ఉంటాయి. కాబట్టి ఈ ఫిలమెంట్ ద్వారా ప్రవహిస్తున్న విద్యుత్ అంతా ఉష్ణశక్తిగా మారుతుంది. అయినప్పటికీ ఈ ఫిలమెంట్ ద్రవీభవన స్థాయి ఎక్కువగా ఉండటం వల్ల కాలిపోకుండా ఉంటుంది.

 విద్యుత్ ఫలితం (ఎలక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్): రెండు వేర్వేరు లోహపు తీగలను తీసుకుని వాటి చివరలను రెండు సందులుగా అమర్చి నట్లయితే ఏర్పడిన వలయాన్ని ‘ఉష్ణయు గ్మం’ అని అంటారు.

     ఈ ఉష్ణయుగ్మంలో ఉన్న ఒక సంధిని మంచు ముక్కల్లో అమర్చాలి. అప్పుడు దాని ఉష్ణోగ్రత 00సెంటీగ్రేడ్‌కు తగ్గిపోతుంది. కాబట్టి దీన్ని చల్లని సంధి అంటారు.

     రెండో సంధిని ఒక పాత్రలో ఉన్న ద్రవంలో అమర్చి వేడి చేసినప్పుడు దాని ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది. అందువల్ల రెండో సంధిని వేడి సంధి అంటారు.

     ఈ వేడి సంధి వద్ద ఇచ్చిన ఉష్ణశక్తి అనేది ఉష్ణయుగ్మంలో విద్యుచ్ఛక్తిగా మారుతుంది.

     అందువల్ల ఈ వలయంలో జనించిన విద్యుత్‌ను ఉష్ణ విద్యుత్ అంటారు. దీన్ని కనుగొన్న శాస్త్రవేత్త సీబెక్ కావడం వల్ల దీన్ని సీబెక్ ఫలితం అంటారు.

     సీబెక్ ఫలితంలో జనించిన ఉష్ణ విద్యుత్ అనేది రెండు అంశాలపైన ఆధారపడి ఉంటుంది.

     1. ఉష్ణ యుగ్మాన్ని తయారు చేయడం కోసం ఉపయోగించిన ‘పదార్థాల స్వభావం’పైన ఆధారపడి ఉంటుంది. కాబట్టి గరిష్టమైన ఉష్ణ విద్యుత్‌ను పొందడం కోసం ఉష్ణయుగ్మాన్ని ఆంటి మొని, బిస్మత్ అనే పదార్థాలను ఉపయో గించి నిర్మించాలి.

     2. చల్లని సంధి, వేడి సంధి మధ్య ఉష్ణోగ్రతలోని తేడాపైన ఆధారపడి ఉంటుంది.

 

 ఇప్పటివరకు కనుగొన్న ఘటాల్లో ముఖ్యమైనవి

 ఘటం పేరు        +A అనోడ్        – C కేధోడ్    విద్యుత్ విశ్లేషక ఫలకం

             ధన ఫలక        రుణ ఫలక    

 1. వోల్టా        రాగి కడ్డీ        జింక్ కడ్డీ    సజల సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం

 2. లెక్లాంచి        కార్బన్ కడ్డీ        జింక్ కడ్డీ    అమ్మోనియం క్లోరైడ్

 3. డేనియల్        రాగి పాత్ర        జింక్ పాత్ర     కాపర్ సల్ఫేట్,జింక్ సల్ఫేట్

 4. బ్రైకోమెట్    2 కార్బన్ కడ్డీలు    జింక్ ఫలక    సజల సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం

 5. నిర్జల/అనార్ధ్ర       కార్బన్ కడ్డీ    జింక్ ఫలక  అమ్మోనియం క్లోరైడ్  పేస్ట్ రూపంలో

 

 సి.హెచ్. మోహన్

 సీనియర్ ఫ్యాకల్టీ, ఆర్.సి.రెడ్డి

 స్టడీ సర్కిల్, హైదరాబాద్.