విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క ఉనికి కోసం పరిస్థితులు

ప్రారంభించడానికి, విద్యుత్ ప్రవాహం అంటే ఏమిటి అనే ప్రశ్నకు సమాధానం ఇద్దాం. ఒక సాధారణ టేబుల్‌టాప్ బ్యాటరీ స్వయంగా కరెంట్‌ను ఉత్పత్తి చేయదు. మరియు టేబుల్‌పై ఉన్న ఫ్లాష్‌లైట్ ఎటువంటి కారణం లేకుండా దాని LED ల ద్వారా కరెంట్‌ను సృష్టించదు. కరెంట్ కనిపించాలంటే, ఎక్కడో ఏదో ఒకచోట ప్రవహించాలి, కనీసం కదలడం ప్రారంభించాలి మరియు దాని కోసం ఫ్లాష్‌లైట్ యొక్క LED ల సర్క్యూట్ మరియు బ్యాటరీ మూసివేయాలి. ఏమీ కోసం కాదు, పాత రోజుల్లో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఒక నిర్దిష్ట చార్జ్డ్ లిక్విడ్ యొక్క కదలికతో పోల్చారు.

నిజానికి, ఇది ఇప్పుడు మనకు తెలుసు విద్యుత్ - ఇది చార్జ్డ్ కణాల నిర్దేశిత కదలిక, మరియు వాస్తవికతకు దగ్గరగా ఉండే అనలాగ్ చార్జ్డ్ గ్యాస్ అవుతుంది - విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్యలో కదులుతున్న చార్జ్డ్ కణాల వాయువు. కానీ మొదటి విషయాలు మొదటి.

ఎలక్ట్రిక్ కరెంట్ అనేది చార్జ్డ్ కణాల నిర్దేశిత కదలిక

కాబట్టి, విద్యుత్ ప్రవాహం అనేది చార్జ్డ్ కణాల కదలిక, కానీ చార్జ్డ్ కణాల అస్తవ్యస్తమైన కదలిక కూడా కదలిక, కానీ ఇప్పటికీ కరెంట్ కాదు.అదేవిధంగా, అన్ని సమయాలలో థర్మల్ మోషన్‌లో ఉండే ద్రవ అణువులు ప్రవాహాలను సృష్టించవు ఎందుకంటే మిగిలిన ద్రవం యొక్క మొత్తం వాల్యూమ్ యొక్క మొత్తం స్థానభ్రంశం ఖచ్చితంగా సున్నా.

ద్రవ ప్రవాహం జరగాలంటే, మొత్తం చలనం తప్పనిసరిగా జరగాలి, అంటే ద్రవ అణువుల మొత్తం చలనం నిర్దేశించబడాలి. అందువలన, అణువుల యొక్క అస్తవ్యస్తమైన కదలిక మొత్తం వాల్యూమ్ యొక్క నిర్దేశిత కదలికకు జోడించబడుతుంది మరియు ద్రవం యొక్క మొత్తం వాల్యూమ్ యొక్క ప్రవాహం సంభవిస్తుంది.

ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్‌తో పరిస్థితి సమానంగా ఉంటుంది - ఎలెక్ట్రిక్ చార్జ్డ్ కణాల దర్శకత్వం కదలిక విద్యుత్ ప్రవాహం. చార్జ్ చేయబడిన కణాల యొక్క ఉష్ణ కదలిక వేగం, ఉదాహరణకు, మెటల్‌లో, సెకనుకు వందల మీటర్లలో కొలుస్తారు, కానీ దిశాత్మక కదలికలో, కండక్టర్‌లో ఒక నిర్దిష్ట కరెంట్ సెట్ చేయబడినప్పుడు, కణాల సాధారణ కదలిక వేగం కొలుస్తారు సెకనుకు మిల్లీమీటర్ల భాగాలు మరియు యూనిట్లు.

కాబట్టి, 1 చదరపు Mm యొక్క క్రాస్ సెక్షన్తో మెటల్ వైర్లో 10 A కి సమానమైన ప్రత్యక్ష ప్రవాహం ప్రవహిస్తే, అప్పుడు ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క ఆర్డర్ కదలిక యొక్క సగటు వేగం సెకనుకు 0.6 నుండి 6 మిల్లీమీటర్ల వరకు ఉంటుంది. ఇది ఇప్పటికే విద్యుత్ షాక్ అవుతుంది. మరియు ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క ఈ నెమ్మదిగా కదలిక ఒక వైర్ కోసం సరిపోతుంది, ఉదాహరణకు, నిక్రోమ్, బాగా వేడెక్కడానికి, కట్టుబడి జౌల్-లెంజ్ చట్టం.

కణ వేగం అనేది విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క ప్రచార వేగం కాదు!

కరెంట్ మొత్తం వాల్యూమ్ అంతటా దాదాపు తక్షణమే వైర్‌లో మొదలవుతుందని గమనించండి, అంటే, ఈ "చలనం" కాంతి వేగంతో వైర్ వెంట వ్యాపిస్తుంది, అయితే చార్జ్ చేయబడిన కణాల కదలిక 100 బిలియన్ రెట్లు నెమ్మదిగా ఉంటుంది. మీరు దాని ద్వారా ప్రవహించే ద్రవంతో పైప్ యొక్క సారూప్యతను పరిగణించవచ్చు.

10 మీటర్ల పొడవు పైపు వెంట కదులుతుంది, ఉదాహరణకు నీరు.నీటి వేగం సెకనుకు 1 మీటర్ మాత్రమే, కానీ ప్రవాహం అదే వేగంతో వ్యాపించదు, కానీ చాలా వేగంగా ఉంటుంది మరియు ఇక్కడ వ్యాప్తి వేగం ద్రవం యొక్క సాంద్రత మరియు దాని స్థితిస్థాపకతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అందువలన, విద్యుత్ క్షేత్రం కాంతి వేగంతో వైర్ వెంట వ్యాపిస్తుంది మరియు కణాలు 11 ఆర్డర్‌ల పరిమాణంలో నెమ్మదిగా కదలడం ప్రారంభిస్తాయి. ఇది కూడ చూడు: విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క వేగం

1. విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క ఉనికికి ఛార్జ్ చేయబడిన కణాలు అవసరం

లోహాలు మరియు వాక్యూమ్‌లో ఎలక్ట్రాన్లు, ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణాలలో అయాన్లు - ఛార్జ్ క్యారియర్లుగా పనిచేస్తాయి మరియు వివిధ పదార్ధాలలో ప్రస్తుత ఉనికిని నిర్ధారిస్తాయి. లోహాలలో, ఎలక్ట్రాన్లు చాలా మొబైల్గా ఉంటాయి, వాటిలో కొన్ని స్ఫటిక లాటిస్ యొక్క నోడ్‌ల మధ్య ఖాళీని నింపే వాయువు వలె అణువు నుండి అణువుకు స్వేచ్ఛగా కదలగలవు.

ఎలక్ట్రాన్ గొట్టాలలో, ఎలక్ట్రాన్లు థర్మియోనిక్ రేడియేషన్ సమయంలో కాథోడ్‌ను వదిలివేస్తాయి, విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్యతో యానోడ్‌కు పరుగెత్తుతుంది. ఎలెక్ట్రోలైట్స్‌లో, అణువులు నీటిలో ధనాత్మకంగా మరియు ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన భాగాలుగా విడిపోతాయి మరియు ఎలక్ట్రోలైట్‌లలో ఛార్జ్ క్యారియర్ అయాన్లు లేకుండా మారతాయి.అంటే, ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్ ఉన్న చోట, కదలగల ఉచిత ఛార్జ్ క్యారియర్లు ఉన్నాయి. విద్యుత్ క్షేత్రం… ఇది ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్ ఉనికికి మొదటి షరతు — ఉచిత ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల ఉనికి.

2. ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్ ఉనికికి రెండవ షరతు ఏమిటంటే బాహ్య శక్తులు ఛార్జ్పై పనిచేయాలి

మీరు ఇప్పుడు తీగను చూస్తే, అది రాగి తీగ అని అనుకుందాం, అప్పుడు మిమ్మల్ని మీరు ప్రశ్నించుకోవచ్చు: దానిలో విద్యుత్ ప్రవాహానికి ఏమి పడుతుంది? చార్జ్ చేయబడిన కణాలు, ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నాయి, అవి స్వేచ్ఛగా కదలగలవు.

ఏది వారిని కదిలిస్తుంది? ఎలెక్ట్రిక్ చార్జ్ చేయబడిన కణం విద్యుత్ క్షేత్రంతో సంకర్షణ చెందుతుంది. అందువల్ల, వైర్‌లో విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని సృష్టించాలి, అప్పుడు వైర్ యొక్క ప్రతి బిందువు వద్ద సంభావ్యత ఏర్పడుతుంది, వైర్ చివరల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం ఉంటుంది మరియు ఎలక్ట్రాన్లు ఫీల్డ్ యొక్క దిశలో కదులుతాయి. ఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ స్ట్రెంగ్త్ వెక్టర్‌కు వ్యతిరేక దిశలో ఉన్న «-» నుండి «+» వరకు దిశ. విద్యుత్ క్షేత్రం ఎలక్ట్రాన్‌లను వేగవంతం చేస్తుంది, వాటి (గతి మరియు అయస్కాంత) శక్తిని పెంచుతుంది.

ఫలితంగా, మేము వైర్‌కు బాహ్యంగా వర్తించే విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే (మేము వైర్‌ను విద్యుత్ క్షేత్రంలో శక్తి రేఖల వెంట ఉంచాము), అప్పుడు వైర్ యొక్క ఒక చివరలో ఎలక్ట్రాన్లు పేరుకుపోతాయి మరియు ఆ సమయంలో ప్రతికూల ఛార్జ్ కనిపిస్తుంది. ముగింపు, మరియు ఎలక్ట్రాన్లు వైర్ యొక్క మరొక చివర నుండి తరలించబడినందున, దానిపై సానుకూల చార్జ్ ఉంటుంది.

ఫలితంగా, బాహ్యంగా వర్తించే విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా ఛార్జ్ చేయబడిన కండక్టర్ యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రం దాని చర్య నుండి బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని బలహీనపరిచే దిశలో ఉంటుంది.

ఛార్జీల పునఃపంపిణీ ప్రక్రియ దాదాపు తక్షణమే కొనసాగుతుంది మరియు అది పూర్తయిన తర్వాత వైర్‌లోని కరెంట్ ఆగిపోతుంది. కండక్టర్ లోపల ఫలితంగా ఏర్పడే విద్యుత్ క్షేత్రం సున్నా అవుతుంది మరియు చివర్లలోని శక్తి పరిమాణంలో సమానంగా ఉంటుంది కానీ బాహ్యంగా వర్తించే విద్యుత్ క్షేత్రానికి దిశలో వ్యతిరేకం అవుతుంది.

కండక్టర్‌లోని విద్యుత్ క్షేత్రం డైరెక్ట్ కరెంట్ సోర్స్ ద్వారా సృష్టించబడితే, ఉదాహరణకు, బ్యాటరీ, అటువంటి మూలం కండక్టర్‌కు బాహ్య శక్తుల మూలంగా మారుతుంది, అనగా కండక్టర్‌లో స్థిరమైన EMFని సృష్టించే మూలం. మరియు సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని నిర్వహించండి.సహజంగానే, కరెంట్ బాహ్య శక్తి మూలం ద్వారా నిర్వహించబడాలంటే, సర్క్యూట్ మూసివేయబడాలి.