ద్రవాలు మరియు వాయువులలో విద్యుత్ ప్రవాహం

ద్రవాలలో విద్యుత్ ప్రవాహం

ఒక మెటల్ కండక్టర్లో విద్యుత్ ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ల నిర్దేశిత కదలిక ద్వారా ఏర్పడుతుంది మరియు కండక్టర్ తయారు చేయబడిన పదార్ధంలో ఎటువంటి మార్పులు జరగవు.

అటువంటి కండక్టర్లలో, విద్యుత్ ప్రవాహం వాటి పదార్ధంలో రసాయన మార్పులతో కలిసి ఉండదు, వాటిని ఫస్ట్-క్లాస్ కండక్టర్స్ అంటారు... వాటిలో అన్ని లోహాలు, బొగ్గు మరియు అనేక ఇతర పదార్థాలు ఉంటాయి.

కానీ ప్రకృతిలో విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క అటువంటి కండక్టర్లు కూడా ఉన్నాయి, దీనిలో కరెంట్ గడిచే సమయంలో రసాయన దృగ్విషయాలు సంభవిస్తాయి. ఈ కండక్టర్లను రెండవ రకమైన కండక్టర్లు అంటారు... ఇవి ప్రధానంగా ఆమ్లాలు, లవణాలు మరియు క్షారాల నీటిలో వివిధ పరిష్కారాలను కలిగి ఉంటాయి.

మీరు ఒక గాజు పాత్రలో నీటిని పోసి, దానికి కొన్ని చుక్కల సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ (లేదా కొన్ని ఇతర యాసిడ్ లేదా ఆల్కలీ) వేసి, ఆపై రెండు మెటల్ ప్లేట్‌లను తీసుకొని వాటికి వైర్లను అటాచ్ చేసి, ఈ ప్లేట్‌లను పాత్రలోకి దించి, కరెంట్‌ను కనెక్ట్ చేస్తే. స్విచ్ మరియు అమ్మీటర్ ద్వారా వైర్ల యొక్క ఇతర చివరలకు మూలం, అప్పుడు గ్యాస్ ద్రావణం నుండి విడుదల చేయబడుతుంది మరియు సర్క్యూట్ మూసివేయబడినంత వరకు అది నిరంతరం కొనసాగుతుంది.ఆమ్లీకృత నీరు నిజానికి ఒక కండక్టర్. అదనంగా, ప్లేట్లు గ్యాస్ బుడగలుతో కప్పబడి ఉంటాయి. అప్పుడు ఈ బుడగలు ప్లేట్ల నుండి విడిపోయి బయటకు వస్తాయి.

ద్రావణం ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని పంపినప్పుడు, రసాయన మార్పులు సంభవిస్తాయి, ఫలితంగా వాయువు విడుదల అవుతుంది.

వాటిని రెండవ రకమైన ఎలక్ట్రోలైట్స్ యొక్క కండక్టర్స్ అని పిలుస్తారు మరియు ఎలెక్ట్రోలైట్లో విద్యుత్ ప్రవాహం దాని గుండా వెళుతున్నప్పుడు సంభవించే దృగ్విషయం విద్యుద్విశ్లేషణ.

ఎలక్ట్రోలైట్‌లో మునిగిన మెటల్ ప్లేట్‌లను ఎలక్ట్రోడ్‌లు అంటారు; ప్రస్తుత మూలం యొక్క సానుకూల ధ్రువానికి అనుసంధానించబడిన వాటిలో ఒకటి యానోడ్ అని పిలుస్తారు మరియు ప్రతికూల ధ్రువానికి అనుసంధానించబడిన మరొకటి కాథోడ్.

ద్రవ కండక్టర్‌లో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఏది నిర్ణయిస్తుంది? అటువంటి ద్రావణాలలో (ఎలక్ట్రోలైట్స్) యాసిడ్ అణువులు (క్షారాలు, ఉప్పు) ఒక ద్రావకం (ఈ సందర్భంలో నీరు) చర్యలో రెండు భాగాలుగా విడిపోతాయి మరియు అణువు యొక్క ఒక భాగం సానుకూల విద్యుత్ చార్జ్ కలిగి ఉంటుంది మరియు మరొకటి a. ప్రతికూల ఒకటి.

ఎలక్ట్రికల్ చార్జ్ ఉన్న అణువులోని కణాలను అయాన్లు అంటారు... ఒక ఆమ్లం, ఉప్పు లేదా క్షారాన్ని నీటిలో కరిగించినప్పుడు, ద్రావణంలో పెద్ద సంఖ్యలో సానుకూల మరియు ప్రతికూల అయాన్లు ఏర్పడతాయి.

విద్యుత్ ప్రవాహం పరిష్కారం గుండా ఎందుకు వెళుతుందో ఇప్పుడు స్పష్టంగా తెలియాలి, ఎందుకంటే ప్రస్తుత మూలానికి అనుసంధానించబడిన ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య, a సంభావ్య వ్యత్యాసంమరో మాటలో చెప్పాలంటే, వాటిలో ఒకటి ధనాత్మకంగా మరియు మరొకటి ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడినట్లు తేలింది. ఈ సంభావ్య వ్యత్యాసం ప్రభావంతో, సానుకూల అయాన్లు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ - కాథోడ్ మరియు ప్రతికూల అయాన్లు - యానోడ్ వైపు కలపడం ప్రారంభించాయి.

అందువలన, అయాన్ల అస్తవ్యస్త కదలిక ఒక దిశలో ప్రతికూల అయాన్లు మరియు మరొక వైపు సానుకూల అయాన్ల యొక్క క్రమబద్ధమైన వ్యతిరేక కదలికగా మారింది.ఈ ఛార్జ్ బదిలీ ప్రక్రియ అనేది ఎలక్ట్రోలైట్ ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహం మరియు ఎలక్ట్రోడ్‌లలో సంభావ్య వ్యత్యాసం ఉన్నంత వరకు జరుగుతుంది. సంభావ్య వ్యత్యాసం అదృశ్యమైనప్పుడు, ఎలక్ట్రోలైట్ ద్వారా కరెంట్ ఆగిపోతుంది, అయాన్ల ఆర్డర్ కదలిక చెదిరిపోతుంది మరియు అస్తవ్యస్తమైన కదలిక మళ్లీ ప్రారంభమవుతుంది.

ఒక ఉదాహరణగా, విద్యుద్విశ్లేషణ యొక్క దృగ్విషయాన్ని పరిగణించండి, ఒక విద్యుత్ ప్రవాహం రాగి సల్ఫేట్ CuSO4 యొక్క పరిష్కారం గుండా వెళుతుంది, రాగి ఎలక్ట్రోడ్లు దానిలోకి తగ్గించబడతాయి.

కరెంట్ రాగి సల్ఫేట్ ద్రావణం గుండా వెళుతున్నప్పుడు విద్యుద్విశ్లేషణ యొక్క దృగ్విషయం: సి - ఎలక్ట్రోలైట్‌తో కూడిన పాత్ర, బి - ప్రస్తుత మూలం, సి - స్విచ్

ఎలక్ట్రోడ్లకు అయాన్ల రివర్స్ కదలిక కూడా ఉంటుంది. సానుకూల అయాన్ రాగి అయాన్ (Cu) మరియు ప్రతికూల అయాన్ యాసిడ్ అవశేషాలు (SO4) అవుతుంది. కాపర్ అయాన్లు, కాథోడ్‌తో సంబంధంలో ఉన్నప్పుడు, విడుదల చేయబడతాయి (తప్పిపోయిన ఎలక్ట్రాన్‌లను వాటికి జోడించడం), అంటే, అవి స్వచ్ఛమైన రాగి యొక్క తటస్థ అణువులుగా మార్చబడతాయి మరియు సన్నని (మాలిక్యులర్) రూపంలో కాథోడ్‌పై జమ చేయబడతాయి. ) పొర.

యానోడ్‌కు చేరే ప్రతికూల అయాన్‌లు కూడా విసర్జించబడతాయి (అదనపు ఎలక్ట్రాన్‌లను దానం చేయండి). కానీ అదే సమయంలో, అవి యానోడ్ యొక్క రాగితో రసాయన ప్రతిచర్యలోకి ప్రవేశిస్తాయి, దీని ఫలితంగా SO4 యాసిడ్ అవశేషాలకు Cti రాగి అణువు జోడించబడుతుంది మరియు కాపర్ సల్ఫేట్ CnasO4 యొక్క అణువు ఏర్పడుతుంది మరియు తిరిగి వస్తుంది. ఎలక్ట్రోలైట్.

ఈ రసాయన ప్రక్రియ చాలా సమయం పడుతుంది కాబట్టి, ఎలక్ట్రోలైట్ నుండి విడుదలయ్యే కాథోడ్‌పై రాగి జమ చేయబడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, ఎలక్ట్రోలైట్, కాథోడ్‌కు వెళ్ళిన రాగి అణువులకు బదులుగా, రెండవ ఎలక్ట్రోడ్, యానోడ్ యొక్క రద్దు కారణంగా కొత్త రాగి అణువులను పొందుతుంది.

రాగికి బదులుగా జింక్ ఎలక్ట్రోడ్‌లను తీసుకుంటే అదే ప్రక్రియ జరుగుతుంది మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ జింక్ సల్ఫేట్ ZnSO4 యొక్క పరిష్కారం.జింక్ యానోడ్ నుండి క్యాథోడ్‌కు కూడా బదిలీ చేయబడుతుంది.

కాబట్టి, లోహాలు మరియు ద్రవ కండక్టర్లలో విద్యుత్ ప్రవాహం మధ్య వ్యత్యాసం లోహాలలో ఛార్జ్ క్యారియర్లు మాత్రమే ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు, అనగా. ఎలక్ట్రోలైట్‌లలో ఉన్నప్పుడు ప్రతికూల ఛార్జీలు విద్యుత్ పదార్థం యొక్క వ్యతిరేక చార్జ్ చేయబడిన కణాల ద్వారా తీసుకువెళతారు - అయాన్లు వ్యతిరేక దిశలలో కదులుతాయి. అందుకే ఎలక్ట్రోలైట్స్ అయానిక్ కండక్టివిటీని కలిగి ఉంటాయి.

విద్యుద్విశ్లేషణ యొక్క దృగ్విషయాన్ని 1837లో B. S. జాకోబి కనుగొన్నారు, అతను విద్యుత్తు యొక్క రసాయన వనరులను అధ్యయనం చేయడానికి మరియు మెరుగుపరచడానికి అనేక ప్రయోగాలు చేశాడు. కాపర్ సల్ఫేట్ ద్రావణంలో ఉంచిన ఎలక్ట్రోడ్‌లలో ఒకటి, దాని గుండా విద్యుత్ ప్రవాహం ఉన్నప్పుడు, రాగితో పూత పూయబడిందని జాకోబీ కనుగొన్నాడు.

ఈ దృగ్విషయాన్ని ఎలక్ట్రోఫార్మింగ్ అని పిలుస్తారు, ఇప్పుడు ఇది చాలా పెద్ద ఆచరణాత్మక అనువర్తనాన్ని కనుగొంటుంది. దీనికి ఒక ఉదాహరణ ఇతర లోహాల యొక్క పలుచని పొరతో మెటల్ వస్తువుల పూత, ఉదాహరణకు నికెల్ లేపనం, బంగారు పూత, వెండి మొదలైనవి.

వాయువులలో విద్యుత్ ప్రవాహం

వాయువులు (గాలితో సహా) సాధారణ పరిస్థితుల్లో విద్యుత్తును నిర్వహించవు. ఉదాహరణకు, ఒక లక్ష్యం ఓవర్ హెడ్ లైన్ల కోసం వైర్లుఒకదానికొకటి సమాంతరంగా సస్పెండ్ చేయబడి, అవి గాలి పొర ద్వారా ఒకదానికొకటి వేరుచేయబడతాయి.

అయినప్పటికీ, అధిక ఉష్ణోగ్రత ప్రభావంతో, పెద్ద సంభావ్య వ్యత్యాసం మరియు ఇతర కారణాల వల్ల, ద్రవ కండక్టర్ల వంటి వాయువులు, అయనీకరణం, అంటే, వాయువు అణువుల కణాలు వాటిలో పెద్ద సంఖ్యలో కనిపిస్తాయి, ఇవి విద్యుత్ వాహకాలుగా, మార్గానికి దోహదం చేస్తాయి. గ్యాస్ ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహం.

కానీ అదే సమయంలో, వాయువు యొక్క అయనీకరణం ద్రవ కండక్టర్ యొక్క అయనీకరణం నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది.అణువు ఒక ద్రవంలో రెండు చార్జ్డ్ భాగాలుగా విడిపోతే, అయనీకరణ ఎలక్ట్రాన్ల చర్యలో వాయువులలో ఎల్లప్పుడూ ప్రతి అణువు నుండి వేరు చేయబడుతుంది మరియు అయాన్ అణువు యొక్క ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన భాగం రూపంలో ఉంటుంది.

వాయువు యొక్క అయనీకరణను ఆపడం మాత్రమే అవసరం, ఎందుకంటే అది వాహకంగా ఉండదు, అయితే ద్రవం ఎల్లప్పుడూ విద్యుత్ ప్రవాహానికి కండక్టర్‌గా ఉంటుంది. అందువల్ల, బాహ్య కారణాల చర్యపై ఆధారపడి వాయువు యొక్క వాహకత తాత్కాలిక దృగ్విషయం.

అయితే, మరొకటి ఉంది విద్యుత్ ఉత్సర్గ రకంఆర్క్ డిశ్చార్జ్ లేదా ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్ అని పిలుస్తారు. ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్ దృగ్విషయాన్ని 19వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో మొదటి రష్యన్ ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీర్ V. V. పెట్రోవ్ కనుగొన్నారు.

V.V. అనేక ప్రయోగాలు చేస్తూ, పెట్రోవ్, ప్రస్తుత మూలానికి అనుసంధానించబడిన రెండు బొగ్గుల మధ్య, ప్రకాశవంతమైన కాంతితో పాటు గాలిలో నిరంతర విద్యుత్ ఉత్సర్గం కనిపించిందని కనుగొన్నాడు. తన రచనలలో, V.V. పెట్రోవ్ ఈ సందర్భంలో "చీకటి ప్రశాంతతను తగినంతగా ప్రకాశవంతంగా వెలిగించవచ్చు" అని రాశాడు. అందువలన, మొట్టమొదటిసారిగా, విద్యుత్ కాంతి పొందబడింది, ఇది ఆచరణాత్మకంగా మరొక రష్యన్ ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీర్, పావెల్ నికోలాయెవిచ్ యబ్లోచ్కోవ్చే వర్తించబడింది.

"Svesht Yablochkov", దీని పని ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్ వాడకంపై ఆధారపడింది, ఆ సమయంలో ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో నిజమైన విప్లవం చేసింది.

ఆర్క్ డిశ్చార్జ్ నేడు కాంతి వనరుగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఉదాహరణకు స్పాట్‌లైట్లు మరియు ప్రొజెక్షన్ పరికరాలలో. ఆర్క్ డిచ్ఛార్జ్ యొక్క అధిక ఉష్ణోగ్రత దాని కోసం ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది ఆర్క్ ఫర్నేస్ పరికరాలు… ప్రస్తుతం, చాలా ఎక్కువ కరెంట్‌తో నడిచే ఆర్క్ ఫర్నేస్‌లు అనేక పరిశ్రమలలో ఉపయోగించబడుతున్నాయి: ఉక్కు, పోత ఇనుము, ఫెర్రోలాయ్‌లు, కాంస్య మొదలైనవి కరిగించడానికి. మరియు 1882 లో, NN బెనార్డోస్ మొదట మెటల్ కటింగ్ మరియు వెల్డింగ్ కోసం ఆర్క్ డిశ్చార్జ్‌ను ఉపయోగించారు.

గ్యాస్ పైపులు, ఫ్లోరోసెంట్ దీపాలు, వోల్టేజ్ స్టెబిలైజర్లు, ఎలక్ట్రాన్ మరియు అయాన్ కిరణాలను పొందేందుకు, గ్లో గ్యాస్ డిశ్చార్జ్ అని పిలవబడేవి.

స్పార్క్ ఉత్సర్గ గోళాకార స్పార్క్ గ్యాప్‌ని ఉపయోగించి పెద్ద సంభావ్య వ్యత్యాసాలను కొలవడానికి ఉపయోగిస్తారు, వీటిలో ఎలక్ట్రోడ్‌లు పాలిష్ చేసిన ఉపరితలంతో రెండు మెటల్ బంతులు. బంతులు వేరుగా తరలించబడతాయి మరియు వాటికి కొలవగల సంభావ్య వ్యత్యాసం వర్తించబడుతుంది. వాటి మధ్య స్పార్క్ పాస్ అయ్యే వరకు బంతులు దగ్గరగా ఉంటాయి. బంతుల వ్యాసం, వాటి మధ్య దూరం, పీడనం, ఉష్ణోగ్రత మరియు గాలి యొక్క తేమను తెలుసుకోవడం, వారు ప్రత్యేక పట్టికల ప్రకారం బంతుల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కనుగొంటారు. ఈ పద్ధతితో, పదివేల వోల్ట్ల క్రమం యొక్క సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కొన్ని శాతం ఖచ్చితత్వంతో కొలవడం సాధ్యమవుతుంది.