అధ్యాయం 10 విద్యుత్ ప్రవాహం మరియు దాని ప్రభావాలు

మీరు తరగతి VI లోని అధ్యాయం 9 లో సూచించిన ‘మీ చేతి ఎంత స్థిరంగా ఉంది?’ అనే ఆటను ప్రయత్నించి ఉండవచ్చు. లేకపోతే, మీరు ఇప్పుడు దానిని ప్రయత్నించవచ్చు. పాహెలి మరియు బూజో కూడా తరగతి VI లో సూచించిన విధంగా ఒక విద్యుత్ వలయాన్ని కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా ఆటను ఏర్పాటు చేశారు. వారు తమ కుటుంబ సభ్యులు మరియు స్నేహితులతో దానిని ప్రయత్నించడంలో చాలా సంతోషించారు. వారు దానిని ఇంతగా ఆస్వాదించారు కాబట్టి, వేరే పట్టణంలో ఉన్న వారి బంధువుకు దానిని సూచించాలని నిర్ణయించుకున్నారు. కాబట్టి, పాహెలి వివిధ విద్యుత్ భాగాలు ఎలా కనెక్ట్ చేయబడాలో చూపించే నిర్మలమైన డ్రాయింగ్ చేసింది (Fig. 10.1).

Fig. 10.1 మీ చేతి ఎంత స్థిరంగా ఉందో తనిఖీ చేయడానికి ఏర్పాటు

మీరు ఈ సర్క్యూట్ను సౌకర్యవంతంగా గీయగలరా? ఈ విద్యుత్ భాగాలను సూచించడానికి సులభమైన మార్గం ఉందా అని బూజో ఆలోచించాడు.

10.1 విద్యుత్ భాగాల చిహ్నాలు

కొన్ని సాధారణ విద్యుత్ భాగాలను చిహ్నాల ద్వారా సూచించవచ్చు. పట్టిక 10.1 లో, కొన్ని విద్యుత్ భాగాలు మరియు వాటి చిహ్నాలు చూపబడ్డాయి. మీరు వివిధ పుస్తకాలలో ఈ భాగాలకు వేర్వేరు చిహ్నాలను చూడవచ్చు. అయితే, ఈ పుస్తకంలో, మేము ఇక్కడ చూపిన చిహ్నాలను ఉపయోగిస్తాము.

చిహ్నాలను జాగ్రత్తగా చూడండి. విద్యుత్ సెల్ యొక్క చిహ్నంలో, ఒక పొడవైన రేఖ మరియు చిన్నది కానీ మందంగా ఉండే సమాంతర రేఖ ఉందని గమనించండి. విద్యుత్ సెల్కు ఒక ధనాత్మక టెర్మినల్ మరియు ఋణాత్మక టెర్మినల్ ఉంటాయని మీరు గుర్తుకు తెస్తారా? విద్యుత్ సెల్ యొక్క చిహ్నంలో, పొడవైన రేఖ ధనాత్మక టెర్మినల్ను మరియు మందంగా, చిన్న రేఖ ఋణాత్మక టెర్మినల్ను సూచిస్తుంది.

స్విచ్ కోసం ‘ఆన్’ స్థితి మరియు ‘ఆఫ్’ స్థితి చూపిన విధంగా చిహ్నాల ద్వారా సూచించబడతాయి. సర్క్యూట్లోని వివిధ భాగాలను కనెక్ట్ చేయడానికి ఉపయోగించే వైర్లు రేఖల ద్వారా సూచించబడతాయి.

పట్టిక 10.1 లో, బ్యాటరీ మరియు దాని చిహ్నం కూడా చూపబడ్డాయి. బ్యాటరీ అంటే ఏమిటో మీకు తెలుసా? బ్యాటరీ యొక్క చిహ్నాన్ని చూడండి. బ్యాటరీ ఏమిటో మీరు గుర్తించగలరా? కొన్ని కార్యకలాపాల కోసం మనకు ఒకటి కంటే ఎక్కువ సెల్లు అవసరం కావచ్చు. కాబట్టి, మేము రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ సెల్లను Fig.10.2 లో చూపిన విధంగా కనెక్ట్ చేస్తాము. గమనించండి

పట్టిక 10.1 కొన్ని విద్యుత్ వలయ భాగాల చిహ్నాలు

ఒక సెల్ యొక్క ధనాత్మక టెర్మినల్ తదుపరి సెల్ యొక్క ఋణాత్మక టెర్మినల్కు కనెక్ట్ చేయబడింది. రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ సెల్ల యొక్క ఇటువంటి కలయికను బ్యాటరీ అంటారు. టార్చ్లు, ట్రాన్సిస్టర్లు, బొమ్మలు, టీవీ రిమోట్ కంట్రోల్స్ వంటి అనేక పరికరాలు బ్యాటరీలను ఉపయోగిస్తాయి. అయితే, ఈ పరికరాలలో కొన్నింటిలో విద్యుత్ సెల్లు ఎల్లప్పుడూ Fig. 10.2 లో చూపిన విధంగా ఒకదాని తర్వాత ఒకటి ఉంచబడవు. కొన్నిసార్లు సెల్లు పక్కపక్కనే ఉంచబడతాయి. అప్పుడు సెల్ల టెర్మినల్స్ ఎలా కనెక్ట్ చేయబడతాయి? ఏదైనా పరికరం యొక్క బ్యాటరీ కంపార్ట్మెంట్ లోపల జాగ్రత్తగా చూడండి. సాధారణంగా ఒక మందమైన వైర్ లేదా మెటల్ స్ట్రిప్ ఒక సెల్ యొక్క ధనాత్మక టెర్మినల్ను తదుపరి సెల్ యొక్క ఋణాత్మక టెర్మినల్కు కనెక్ట్ చేస్తుంది (Fig.10.3). బ్యాటరీ కంపార్ట్మెంట్లో సెల్లను సరిగ్గా ఉంచడంలో మీకు సహాయపడటానికి, ‘+’ మరియు ‘-’ చిహ్నాలు సాధారణంగా అక్కడ ముద్రించబడతాయి.

మన కార్యకలాపాల కోసం బ్యాటరీలను తయారు చేయడానికి మనం సెల్లను ఎలా కనెక్ట్ చేయగలం? మీరు Fig. 10.4 లో చూపిన విధంగా, ఒక చెక్క బ్లాక్, రెండు ఇనుప స్ట్రిప్లు మరియు రబ్బర్ బ్యాండ్లను ఉపయోగించి సెల్ హోల్డర్ను తయారు చేయవచ్చు. ఇది అవసరం

Fig. 10.2 (a) రెండు సెల్ల బ్యాటరీ (b) నాలుగు సెల్ల బ్యాటరీ

Fig. 10.3 రెండు సెల్లను కలిపి బ్యాటరీ తయారు చేయడం

Fig. 10.4 సెల్ హోల్డర్

Fig. 10.5 మరొక రకమైన సెల్ హోల్డర్

రబ్బర్ బ్యాండ్లు మెటల్ స్ట్రిప్లను గట్టిగా పట్టుకోవడం.

మీరు రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ విద్యుత్ సెల్ల బ్యాటరీలను తయారు చేయడానికి మార్కెట్ నుండి సెల్ హోల్డర్లను కూడా కొనుగోలు చేయవచ్చు. సెల్లను వాటిలో సరిగ్గా ఉంచండి, అంటే ఒక సెల్ యొక్క ధనాత్మక టెర్మినల్ తదుపరి సెల్ యొక్క ఋణాత్మక టెర్మినల్కు కనెక్ట్ చేయబడుతుంది. Fig.10.5 లో చూపిన విధంగా సెల్ హోల్డర్పై ఉన్న రెండు మెటల్ క్లిప్లకు ఒక్కో వైర్ ముక్కను కనెక్ట్ చేయండి. మీ బ్యాటరీ ఉపయోగానికి సిద్ధంగా ఉంది.

బ్యాటరీని సూచించడానికి ఉపయోగించే చిహ్నం పట్టిక 10.1 లో చూపబడింది.

ఇప్పుడు పట్టిక 10.1 లో చూపిన చిహ్నాలను ఉపయోగించి విద్యుత్ వలయం యొక్క సర్క్యూట్ డయాగ్రామ్ను గీయండి.

కార్యాచరణ 10.1

Fig. 10.7 లో చూపిన విద్యుత్ వలయాన్ని తయారు చేయండి. విద్యుత్ బల్బును ప్రకాశింపజేయడానికి మీరు తరగతి VI లో ఇదే విధమైన సర్క్యూట్ను ఉపయోగించారు. స్విచ్ ‘ఆన్’ స్థితిలో ఉన్నప్పుడు మాత్రమే బల్బు ప్రకాశిస్తుందని మీరు గుర్తుంచుకుంటారా? స్విచ్ ‘ఆన్’ స్థితికి తరలించబడిన వెంటనే బల్బు ప్రకాశిస్తుంది.

ఈ విద్యుత్ వలయాన్ని మీ నోట్బుక్లో కాపీ చేయండి. వివిధ విద్యుత్ భాగాల కోసం చిహ్నాలను ఉపయోగించి ఈ సర్క్యూట్ యొక్క సర్క్యూట్ డయాగ్రామ్ను కూడా తయారు చేయండి.

మీ రేఖాచిత్రం Fig. 10.8 లో చూపిన దానితో సమానంగా ఉందా?

చిహ్నాలను ఉపయోగించి సర్క్యూట్ డయాగ్రామ్ను గీయడం చాలా సులభం. అందువల్ల, మేము సాధారణంగా విద్యుత్ వలయాన్ని దాని సర్క్యూట్ డయాగ్రామ్ ద్వారా సూచిస్తాము.

Fig. 10.9 మరొక సర్క్యూట్ డయాగ్రామ్ను చూపుతుంది. ఇది Fig.10.8 లో చూపిన సర్క్యూట్ డయాగ్రామ్తో సమానంగా ఉందా? ఏ విధంగా ఇది భిన్నంగా ఉంది?

ఈ విద్యుత్ వలయంలో బల్బు ప్రకాశిస్తుందా? స్విచ్ ‘ఆన్’ స్థితిలో మరియు విద్యుత్ వలయం మూసివేయబడినప్పుడు మాత్రమే బల్బు ప్రకాశిస్తుందని గుర్తుంచుకోండి.

Fig. 10.7 ఒక విద్యుత్ వలయం

Fig. 10.8 Fig. 10.7 లో చూపిన విద్యుత్ వలయం యొక్క సర్క్యూట్ డయాగ్రామ్

  • కీ లేదా స్విచ్ సర్క్యూట్లో ఎక్కడైనా ఉంచబడుతుందని గమనించండి.
  • స్విచ్ ‘ఆన్’ స్థితిలో ఉన్నప్పుడు, బ్యాటరీ యొక్క ధనాత్మక టెర్మినల్ నుండి ఋణాత్మక టెర్మినల్ వరకు సర్క్యూట్ పూర్తయింది. సర్క్యూట్ మూసివేయబడింది మరియు కరెంట్ తక్షణమే మొత్తం సర్క్యూట్లో ప్రవహిస్తుంది.
  • స్విచ్ ‘ఆఫ్’ స్థితిలో ఉన్నప్పుడు, సర్క్యూట్ అసంపూర్ణంగా ఉంటుంది. ఇది తెరిచినదిగా చెప్పబడుతుంది. సర్క్యూట్లో ఏ భాగంలోనూ కరెంట్ ప్రవహించదు.

బల్బులో ఫిలమెంట్ అని పిలువబడే ఒక సన్నని వైర్ ఉంటుంది, ఇది విద్యుత్ ప్రవాహం దాని గుండా వెళ్ళినప్పుడు ప్రకాశిస్తుంది. బల్బు ఫ్యూజ్ అయినప్పుడు, దాని ఫిలమెంట్ విరిగిపోతుంది.

హెచ్చరిక

మెయిన్స్కు కనెక్ట్ చేయబడిన వెలిగించబడిన విద్యుత్ బల్బును ఎప్పుడూ తాకవద్దు. ఇది చాలా వేడిగా ఉండవచ్చు మరియు మీ చేతి బాగా కాలిపోవచ్చు. మెయిన్స్ లేదా జనరేటర్ లేదా ఇన్వర్టర్ నుండి విద్యుత్ సరఫరాతో ప్రయోగం చేయవద్దు. మీకు విద్యుత్ షాక్ వచ్చి ప్రమాదకరంగా ఉండవచ్చు. ఇక్కడ సూచించిన అన్ని కార్యకలాపాల కోసం విద్యుత్ సెల్లను మాత్రమే ఉపయోగించండి.

బల్బు యొక్క ఫిలమెంట్ విరిగిపోతే, సర్క్యూట్ పూర్తవుతుందా? బల్బు ఇంకా ప్రకాశిస్తుందా?

ప్రకాశించే విద్యుత్ బల్బు వేడెక్కుతుందని మీరు గమనించి ఉండవచ్చు. ఎందుకు అని మీకు తెలుసా?

10.2 విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క తాపన ప్రభావం

కార్యాచరణ 10.2

ఒక విద్యుత్ సెల్, బల్బు, స్విచ్ మరియు కనెక్టింగ్ వైర్లను తీసుకోండి. Fig.10.9 లో చూపిన విధంగా ఒక విద్యుత్ వలయాన్ని తయారు చేయండి. ఈ కార్యాచరణను ఒకే సెల్ ఉపయోగించి మాత్రమే చేయాలి. స్విచ్ను ‘ఆఫ్’ స్థితిలో ఉంచండి. బల్బు ప్రకాశిస్తుందా? బల్బును తాకండి. ఇప్పుడు విద్యుత్ స్విచ్ను ‘ఆన్’ స్థితికి తరలించి, బల్బు ఒక నిమిషం లేదా అంతకంటే ఎక్కువ సమయం ప్రకాశించనివ్వండి. మళ్ళీ బల్బును తాకండి. మీకు ఏదైనా తేడా అనిపిస్తుందా? స్విచ్ను తిరిగి ‘ఆఫ్’ స్థితికి తరలించిన తర్వాత, మళ్ళీ బల్బును తాకండి.

కార్యాచరణ 10.3

Fig.10.10 లో చూపిన విధంగా ఒక సర్క్యూట్ను తయారు చేయండి. సుమారు $10 \mathrm{~cm}$ పొడవైన నిక్రోమ్ వైర్ ముక్కను తీసుకొని దానిని మేకుల మధ్య కట్టండి. (మీరు ఎలక్ట్రిక్ రిపేర్ షాప్ నుండి నిక్రోమ్ వైర్ పొందవచ్చు లేదా విసర్జించబడిన ఎలక్ట్రిక్ హీటర్ కాయిల్ ముక్కను ఉపయోగించవచ్చు.) వైర్ను తాకండి. ఇప్పుడు స్విచ్ను ‘ఆన్’ స్థితికి తరలించడం ద్వారా సర్క్యూట్లో కరెంట్ను స్విచ్ ఆన్ చేయండి. కొన్ని

Fig. 10.10

హెచ్చరిక

సెల్ చాలా త్వరగా బలహీనపడవచ్చు కాబట్టి, స్విచ్ను ‘ఆన్’ స్థితిలో ఎక్కువ సేపు ఉంచవద్దు.

సెకన్ల తర్వాత వైర్ను తాకండి. (దీన్ని ఎక్కువ సేపు పట్టుకోవద్దు.) కరెంట్ను స్విచ్ ఆఫ్ చేయండి. కొన్ని నిమిషాల తర్వాత మళ్ళీ వైర్ను తాకండి. విద్యుత్ ప్రవాహం దాని గుండా వెళ్ళినప్పుడు వైర్ వేడెక్కుతుంది. ఇది విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క తాపన ప్రభావం. విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క తాపన ప్రభావం ఉపయోగించబడే ఏదైనా విద్యుత్ ఉపకరణం గురించి మీరు ఆలోచించగలరా? అటువంటి ఉపకరణాల జాబితాను తయారు చేయండి.

మీరు ఎలక్ట్రిక్ రూమ్ హీటర్ లేదా వంటకు ఉపయోగించే ఎలక్ట్రిక్ హీటర్ను చూసి ఉండవచ్చు. ఇవన్నీ వైర్ యొక్క కాయిల్ను కలిగి ఉంటాయి. ఈ వైర్ కాయిల్ను ఎలిమెంట్ అంటారు. ఈ ఉపకరణాలు విద్యుత్ సరఫరాకు కనెక్ట్ చేసిన తర్వాత ఆన్ చేయబడినప్పుడు, వాటి ఎలిమెంట్లు ఎర్రగా వేడెక్కి వేడిని విడుదల చేస్తాయని మీరు గమనించి ఉండవచ్చు.

ఒక వైర్లో ఉత్పత్తి అయ్యే వేడి యొక్క పరిమాణం దాని పదార్థం, పొడవు మరియు మందంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అందువల్ల, వివిధ అవసరాల కోసం, వివిధ పదార్థాలు మరియు వివిధ పొడవులు మరియు మందాలు కలిగిన వైర్లు ఉపయోగించబడతాయి.

విద్యుత్ వలయాలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించే వైర్లు సాధారణంగా వేడెక్కవు. మరోవైపు, కొన్ని విద్యుత్ ఉపకరణాల ఎలిమెంట్లు చాలా వేడెక్కుతాయి కాబట్టి అవి సులభంగా కనిపిస్తాయి.

ఇన్కాండెసెంట్ విద్యుత్ బల్బులు (Fig. 10.12) తరచుగా లైటింగ్ కోసం ఉపయోగించబడతాయి కానీ అవి వేడిని కూడా ఇస్తాయి. అంటే వినియోగించబడిన విద్యుత్లో ఒక భాగం వేడిని ఉత్పత్తి చేయడంలో ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది విద్యుత్ వృథా కారణంగా ఇది కావాల్సినది కాదు. ఫ్లోరోసెంట్ ట్యూబ్-లైట్లు మరియు కాంపాక్ట్ ఫ్లోరోసెంట్ ల్యాంప్లు (CFLలు) మెరుగైన విద్యుత్ సామర్థ్యం కలిగిన లైటింగ్ మూలాలు. ఈ రోజుల్లో, లైట్ ఎమిటింగ్ డయోడ్ (LED) బల్బుల ఉపయోగం పెరుగుతోంది. కాంతి యొక్క ఇచ్చిన తీవ్రతను ఉత్పత్తి చేయడానికి, ఇన్కాండెసెంట్ బల్బులు లేదా ఫ్లోరోసెంట్ ట్యూబ్లు లేదా CFLలతో పోలిస్తే LED బల్బులు తక్కువ విద్యుత్ను వినియోగిస్తాయి.అందువల్ల LED బల్బులు చాలా విద్యుత్ సామర్థ్యం కలిగి ఉంటాయి మరియు అందువలన ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతున్నాయి.

Fig. 10.13 విద్యుత్ బల్బు, ట్యూబ్-లైట్, CFL మరియు LED

విద్యుత్ సామర్థ్యం కలిగిన విద్యుత్ ఉపకరణాలు మరియు గాడ్జెట్లను ఉపయోగించాలని సలహా ఇవ్వబడింది. బ్యూరో ఆఫ్ ఇండియన్ స్టాండర్డ్స్, న్యూఢిల్లీ ఉత్పత్తులపై ఐఎస్ఐ మార్క్ అనే ప్రామాణిక మార్క్ను కేటాయిస్తుంది, ఇది ఉత్పత్తులపై ఇవ్వబడిన వివరాలకు అనుగుణ్యతకు హామీ. అందువల్ల ఐఎస్ఐ మార్క్ ఉత్పత్తులను ఉపయోగించాలని సూచించబడుతుంది.

గమనిక: ఫ్లోరోసెంట్ ట్యూబ్లు మరియు CFLలు పాదరసం ఆవిరిని కలిగి ఉంటాయి, ఇది విషపూరితమైనది. అందువల్ల, దెబ్బతిన్న ఫ్లోరోసెంట్ ట్యూబ్లు లేదా CFLలను సురక్షితంగా విసర్జించాలి.

Fig. 10.14 భవనాలలో ఉపయోగించే ఫ్యూజ్ ఒక విద్యుత్ బల్బు యొక్క ఫిలమెంట్ అధిక ఉష్ణోగ్రతకు వేడెక్కుతుంది, అది ప్రకాశించడం ప్రారంభిస్తుంది.

ఒక వైర్ ద్వారా పెద్ద కరెంట్ వెళ్ళినట్లయితే, వైర్ చాలా వేడెక్కి కరిగిపోయి విరిగిపోవచ్చు. కానీ ఒక వైర్ కరిగిపోయి విరిగిపోవడం సాధ్యమేనా? దానిని తనిఖీ చేద్దాం.

కార్యాచరణ 10.4

మేము కార్యాచరణ 10.3 కోసం ఉపయోగించిన సర్క్యూట్ను మళ్ళీ తయారు చేయండి. అయితే, సెల్ను నాలుగు సెల్ల బ్యాటరీతో భర్తీ చేయండి. అలాగే, నిక్రోమ్ వైర్ స్థానంలో, స్టీల్ వూల్ యొక్క సన్నని స్ట్రాండ్ను కట్టండి. (స్టీల్ వూల్ సాధారణంగా పాత్రలను శుభ్రం చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది మరియు కిరాణా దుకాణాలలో లభిస్తుంది.) గదిలో ఏదైనా ఫ్యాన్లు ఉంటే, వాటిని స్విచ్ ఆఫ్ చేయండి. ఇప్పుడు కొంత సమయం పాటు సర్క్యూట్ ద్వారా కరెంట్ను పంపండి. స్టీల్ వూల్ స్ట్రాండ్ను జాగ్రత్తగా గమనించండి. ఏమి జరుగుతుందో గమనించండి. స్టీల్ వూల్ స్ట్రాండ్ కరిగిపోయి విరిగిపోతుందా?

పెద్ద విద్యుత్ ప్రవాహాలు వాటి గుండా వెళ్ళినప్పుడు కొన్ని ప్రత్యేక పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన వైర్లు త్వరగా కరిగిపోయి విరిగిపోతాయి. ఈ వైర్లు విద్యుత్ ఫ్యూజ్లను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి (Fig.10.14). అన్నిలో

Fig. 10.15 విద్యుత్ ఉపకరణాలలో ఉపయోగించే ఫ్యూజ్లు

భవనాలు అన్ని విద్యుత్ వలయాలలో ఫ్యూజ్లు చేర్చబడతాయి. సురక్షితంగా ఒక సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవహించగల కరెంట్పై గరిష్ట పరిమితి ఉంది. ప్రమాదవశాత్తు కరెంట్ ఈ సురక్షిత పరిమితిని మించిపోతే, వైర్లు

హెచ్చరిక

మెయిన్స్ సర్క్యూట్కు కనెక్ట్ చేయబడిన విద్యుత్ ఫ్యూజ్ను మీ స్వంతంగా పరిశోధించడానికి ఎప్పుడూ ప్రయత్నించవద్దు. అయితే, మీరు ఎలక్ట్రిక్ రిపేర్ షాప్క