ఎలక్ట్రికల్ కండక్టివిటీ మరియు దాని ఉత్పన్నం అంటే ఏమిటి

విద్యుత్ వాహకతతో ప్రయోగాలు చేసిన మొదటి వ్యక్తి స్టీఫెన్ గ్రే. అతను ఇంగ్లీష్ డయ్యర్ & ఖగోళ శాస్త్రవేత్త. అతను డిసెంబర్ 1666 లో ఇంగ్లాండ్‌లో జన్మించాడు మరియు 1736 ఫిబ్రవరి 7 న లండన్‌లో మరణించాడు. బెంజమిన్ ఫ్రాంక్లిన్, అలెశాండ్రో వోల్టా, జార్జ్ సైమన్ ఓం , ఆండ్రీ మెరైన్ ఆంపియర్, జోసెఫ్ జాన్ థామ్సన్ వారి ప్రయోగాలలో వివిధ రకాల లోహాలను ఉపయోగించడం ద్వారా విద్యుత్ వాహకత ప్రక్రియను గమనించిన ఇతర శాస్త్రవేత్తలు. మునుపటి రోజు ప్రజలు పరిశ్రమలు, గృహాలు, ఓడలు, ఇంజన్లు, ఇనుప పెట్టెలు మొదలైన వాటిలో విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి బొగ్గును ఉపయోగించారు. ఈ వ్యాసం విద్యుత్ వాహకత యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది.

ఎలక్ట్రికల్ కండక్టివిటీ అంటే ఏమిటి?

ఎలక్ట్రికల్ కండక్టివిటీ అనేది ఒక రకమైన వాహకతగా నిర్వచించబడింది, ఇది నిర్వచించిన ప్రాంతంపై విద్యుత్తును నిర్వహించడానికి పదార్థం లేదా పదార్థాల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, దీనిని మనం వాహకత లేదా ఎలక్ట్రోలైట్ వాహకత లేదా వాహకత లేదా EC అని కూడా పిలుస్తాము. విద్యుత్ వాహకత యొక్క చిహ్నం సిగ్మా (σ) చేత సూచించబడుతుంది.

ద్రావణంలో అయాన్లు ఉన్నప్పుడు పదార్థాలు మాత్రమే విద్యుత్తును ప్రసారం చేస్తాయి. అయాన్లు ద్రావణంలో సానుకూల (+) లేదా ప్రతికూల (-) ఛార్జీలను కలిగి ఉన్న కణంగా నిర్వచించబడతాయి. ఇది EC మీటర్ ద్వారా కొలుస్తారు. కండక్టివిటీ యూనిట్: వాహకత యొక్క SI యూనిట్ మీటరుకు సిమెన్స్ (లు / మీ), దీనిని వెర్నెర్ వాన్ సిమెన్స్ మరియు జోహన్ జార్జ్ హాల్స్కే కనుగొన్నారు.

ఎలక్ట్రికల్ కండక్టివిటీ యొక్క అవలోకనం

ఎలక్ట్రికల్ కండక్టివిటీ అంటే వివిధ లోహాలను ఉపయోగించి విద్యుత్తును నిర్వహించే ప్రక్రియ. ఎలక్ట్రికల్ కన్వర్ట్స్ అయిన పరికరాలు విద్యుశ్చక్తి ఇతర శక్తులు లోకి. విద్యుత్ పరికరాలు విద్యుత్ ప్రసరణ కోసం ఎక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తాయి మరియు ఇది అధిక వోల్టేజ్‌లో మాత్రమే పనిచేస్తుంది. ఎలక్ట్రికల్ పరికరాలలో కొన్ని వాటర్ హీటర్లు, టెలివిజన్లు, మైక్రోవేవ్ ఓవెన్, హెయిర్ డ్రయ్యర్లు, గ్రైండర్లు, వాక్యూమ్ క్లీనర్స్, ఫ్యాన్స్, ఫ్రిజ్ మొదలైనవి.

ప్రస్తుతం మనకు వెండి, అల్యూమినియం, బంగారం, నీరు, ఇత్తడి, టిన్, సీసం, పాదరసం, గ్రాఫైట్, రాగి, ఉక్కు, ఇనుము, సముద్రపు నీరు, నిమ్మరసం, కాంక్రీటు వంటి వివిధ రకాల లోహాలను ఉపయోగించి విద్యుత్తు లభిస్తోంది. కండక్టర్లు విద్యుత్తును నిర్వహిస్తుంది. చెడు కండక్టర్లలో కొన్ని గ్లాస్, కాగితం, కలప, తేనె, ప్లాస్టిక్, రబ్బరు, గాలి, సల్ఫర్, వాయువులు, నూనెలు, వజ్రాలు మొదలైనవి.

పదార్థాలు రెండు రకాలు, అవి లోహాలు మరియు లోహాలు కానివి. ది లోహాల విద్యుత్ వాహకత లోహాలు విద్యుత్తును నిర్వహించే మంచి కండక్టర్లు మరియు లోహాలు కాని విద్యుత్తును నిర్వహించని చెడ్డ కండక్టర్లు.

రకాలు-పదార్థాలు

EC మీటర్

నీటి స్వచ్ఛతను తనిఖీ చేయడానికి నీటి విద్యుత్ వాహకతను కొలవడానికి EC మీటర్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది 24 kHz చదరపు తరంగాన్ని కలిగి ఉంటుంది జనరేటర్ , ప్లాటినం ప్రోబ్ సెన్సార్, ఐ-వి కన్వర్టర్, రెక్టిఫైయర్, ఫిల్టర్, ఐయోటి మాడ్యూల్, అట్మెగా 328 మైక్రోకంట్రోలర్ , మరియు ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ . EC మీటర్ యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది:

ec- మీటర్-బ్లాక్-రేఖాచిత్రం

• స్క్వేర్ వేవ్ జనరేటర్: చదరపు తరంగ జనరేటర్ చదరపు తరంగ రూపంలో డిజిటల్ సంకేతాలను మాత్రమే ఉత్పత్తి చేస్తుంది ఎందుకంటే వ్యాప్తి స్థాయిలు పరిమితంగా ఉంటాయి.
• ప్లాటినం ప్రోబ్ సెన్సార్: స్క్వేర్ వేవ్ జెనరేటర్ యొక్క అవుట్పుట్ ప్లాటినంతో రూపొందించబడిన సెన్సార్ ప్రోబ్కు ఇన్పుట్గా ఇవ్వబడుతుంది. ఇది ఒక పరికరం, ఇది వాతావరణంలో మార్పులను గుర్తించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
• I - V కన్వర్టర్: ఇచ్చిన ప్రస్తుత (i) కు అనులోమానుపాతంలో ఉండే వోల్టేజ్ (v) ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఇది ఉపయోగించబడుతుంది.
• రెక్టిఫైయర్: రెక్టిఫైయర్ అనేది ఎలక్ట్రికల్ పరికరం, ఇది AC (ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్) ను dc (డైరెక్ట్ కరెంట్) గా మారుస్తుంది.
• ఫిల్టర్: ఇది ద్రవాలు లేదా వాయువులలోని మలినాలను తొలగించడానికి ఉపయోగించే పరికరం.
• IoT మాడ్యూల్: ఇది యంత్రాలు మరియు వస్తువులలో పొందుపరిచిన చిన్న ఎలక్ట్రానిక్ పరికరం. వైర్‌లెస్ నెట్‌వర్క్ ద్వారా డేటాను పంపడానికి మరియు స్వీకరించడానికి ఇది ఉపయోగించబడుతుంది.
• Atmega328 మైక్రోకంట్రోలర్: ఇది ఐసి (ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్) ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల్లో పొందుపరచబడింది మరియు దాని పరిమాణం చాలా చిన్నది.
• ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్: ఇది ఒక రకమైన సెన్సార్, ఇది పర్యావరణం మరియు ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో ఉష్ణోగ్రతను గుర్తించడానికి లేదా గ్రహించడానికి ఉపయోగిస్తారు.

నీటి విద్యుత్ వాహకత

మేము ఉప్పు, చక్కెర లేదా నీటిలో కరిగే ఇతర ద్రావకాలను జోడించినప్పుడు నీటి విద్యుత్ వాహకత ప్రవాహాన్ని దాటుతుంది. అయాన్లు రెండు రకాలు, అవి ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన అయాన్లు మరియు ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన అయాన్లు. అయాన్లుగా కరిగే రసాయనాలు లేదా ద్రావకాలను ఎలక్ట్రోలైట్స్ అని కూడా అంటారు. విద్యుత్తును నిర్వహించడానికి అయాన్ల ద్వారా నీటి సామర్థ్యం పెరుగుతుంది. ఎక్కువ అయాన్లు ఉన్నప్పుడు నీటి వాహకత ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు తక్కువ అయాన్లు ఉన్నప్పుడు నీటి వాహకత తక్కువగా ఉంటుంది.

ఎలక్ట్రికల్ కండక్టివిటీ ఉదాహరణలు

నీటిలో కరిగిన నీటి వాహకతను పరీక్షించడానికి, మనకు బ్యాటరీ (9 వి), స్వేదనజలం, బీకర్, వైర్, చక్కెర, బేకింగ్ సోడా అవసరం. ది విద్యుత్ వాహకత యొక్క ఉదాహరణలు ఉన్నాయి

ఉదాహరణ 1: వైర్‌లను బ్యాటరీకి సరిగ్గా కనెక్ట్ చేయండి మరియు 50 మి.లీ స్వేదనజలం బీకర్‌లో తీసుకొని బ్యాటరీ యొక్క వైర్లను బీకర్‌లోకి చొప్పించండి, బీకర్‌లో గ్యాస్ బుడగలు ఏర్పడవు ఎందుకంటే స్వేదనజలం విద్యుత్తును నిర్వహించదు.

ఉదాహరణ 2: అదేవిధంగా వైర్‌లను బ్యాటరీకి సరిగ్గా కనెక్ట్ చేయండి మరియు 50 మి.లీ పంపు నీటిని బీకర్‌లో తీసుకొని బ్యాటరీ యొక్క వైర్లను బీకర్‌లోకి చొప్పించండి, బీకర్‌లో గ్యాస్ బుడగలు ఏర్పడవు ఎందుకంటే పంపు నీరు కూడా విద్యుత్తును నిర్వహించదు.

ఉదాహరణ 3: అదేవిధంగా వైర్లను బ్యాటరీకి సరిగ్గా కనెక్ట్ చేయండి మరియు 50 మి.లీ స్వేదనజలం ఒక బీకర్లో తీసుకొని కొంచెం బేకింగ్ సోడా వేసి బాగా కడిగి, బ్యాటరీ యొక్క వైర్లను బీకర్లో చొప్పించండి, గ్యాస్ బుడగలు బీకర్లో ఏర్పడతాయి ఎందుకంటే సోడా మంచి కండక్టర్ ఇది విద్యుత్తును నిర్వహిస్తుంది.

విద్యుత్ వాహకత సమీకరణం

మనకు తెలిసినట్లు ఓం యొక్క చట్టం అనగా, ప్రస్తుత (I) వోల్టేజ్ (V) మరియు నిరోధకత (R) నిష్పత్తికి సమానం. ఇది వ్యక్తీకరించబడింది

I = V / R ——– eq (1)

ఎక్కడ ‘నేను’ కరెంట్

‘వి’ వోల్టేజ్

‘ఆర్’ అంటే రెసిస్టెన్స్

ప్రతిఘటన క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం ద్వారా రెసిస్టివిటీ మరియు పొడవు యొక్క ఉత్పత్తిగా నిర్వచించబడింది. ప్రతిఘటన సమీకరణం ఇలా వ్యక్తీకరించబడింది

R = ρ * L / A ——– eq (2)

ఎక్కడ ‘ఆర్’ అంటే రెసిస్టెన్స్

Eq (2) నుండి, రెసిస్టివిటీ ఇలా వ్యక్తీకరించబడుతుంది

= R * A / L ——– eq (3)

ఎక్కడ ‘ρ’ ప్రతిఘటన

‘ఎల్’ పొడవు

క్రాస్ సెక్షన్ యొక్క ప్రాంతం

కండక్టివిటీని రెసిస్టివిటీ యొక్క పరస్పరం నిర్వచించారు మరియు అది వ్యక్తీకరించబడింది

σ = 1 / ρ ——— eq (4)

Eq (4) లో eq (3) ను ప్రత్యామ్నాయం చేస్తుంది

= 1 / R * A / L.

కండక్టివిటీ (σ) = L / R * A ——– eq (5)

ఎలక్ట్రికల్ కండక్టివిటీ () = L / R * A ఉద్భవించింది

శక్తి సమానమని మనకు తెలుసు

F = Ee ——— eq (6)

F = ma ——— eq (7)

ఎక్కడ ‘ఎఫ్’ ఫోర్స్

‘మ’ ద్రవ్యరాశి

‘అ’ అనేది త్వరణం

eq (6) మరియు (7) ను సమీకరించడం త్వరణాన్ని పొందుతుంది

అవును = లేదు

a = Ee / m ——— eq (8)

డ్రిఫ్ట్ వేగం ఇలా వ్యక్తీకరించబడింది

V = aτ ———- eq (9)

Eq (9) లో eq (8) ను ప్రత్యామ్నాయం చేస్తుంది

V = Ee/m*τ ———eq(10)

మొత్తం ఛార్జ్ ఇలా వ్యక్తీకరించబడింది

DQ = env జోడించు

DQ / dt = envA

ఇక్కడ DQ / dt I కి సమానం, వ్యక్తీకరించబడింది

I = envA

I / A = env

ఎక్కడ I / A = J.

ప్రస్తుత సాంద్రత (J) = env ——– eq (11)

Eq (11) లో eq (10) ను ప్రత్యామ్నాయం చేయండి

J = en * Ee / m *

J = ne2τ / m * E.

ఇక్కడ వాహకత (σ) = ne2τ / m ——– eq (12)

J = σ * E ——– eq (13)

వాహకత అనేది రెసిస్టివిటీకి పరస్పరం అని మనకు తెలుసు, అనగా σ = 1 /

Eq (12) లో σ = 1 / ప్రత్యామ్నాయం

J = E / ρ ——— eq (14)

ఇక్కడ విశ్రాంతి సమయం ఇవ్వబడుతుంది

విశ్రాంతి సమయం () = λ√m / 3K_బిటెక్ (15)

Eq (12) లో eq (15) ను ప్రత్యామ్నాయం చేయండి

కండక్టివిటీ (σ) = లేదు^{రెండు}/ √m * 3K_బి* టి

ది విద్యుత్ వాహకత సూత్రం ఉద్భవించింది.

అప్లికేషన్స్

పరిశ్రమలలో కొన్ని ముఖ్యమైన అనువర్తనాలు

• నీటి చికిత్స
• లీక్ డిటెక్షన్
• స్థానంలో శుభ్రం
• ఇంటర్ఫేస్ గుర్తింపు
• డీశాలినేషన్

ప్రయోజనాలు

ఈ వాహకత యొక్క ప్రయోజనాలు క్రిందివి.

• వేగంగా
• విశ్వసనీయత
• పునరావృతం
• నాన్-డిస్ట్రక్టివ్
• మ న్ని కై న
• చవకైన మొదలైనవి

ఎలక్ట్రికల్ వాహకత మన దైనందిన జీవితంలో మనం ఉపయోగిస్తున్న మంచి టెక్నాలజీలో ఇది ఒకటి. మనకు తెలిసినట్లుగా, మునుపటి రోజుల్లో ప్రజలు వేడి ప్రయోజనాల కోసం మ్యాచ్ స్టిక్స్, బొగ్గు మొదలైనవాటిని ఉపయోగించారు, కానీ ఇప్పుడు సాంకేతిక పరిజ్ఞానం అభివృద్ధి చేయబడింది. ప్రతి ఎలక్ట్రికల్ పరికరం చిన్న పరిమాణాలలో కండక్టర్లతో రూపొందించబడింది. మొబైల్ ఫోన్లలో ఏ కండక్టర్ ఉపయోగిస్తున్నారనే ప్రశ్న ఇక్కడ ఉంది.