మన పనులను సులభతరం చేయడానికి మనం విద్యుత్తును అనేక ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగిస్తాము. ఉదాహరణకు, బావుల నుండి లేదా నేల మట్టం నుండి పైకప్పు ట్యాంకుకు నీటిని ఎత్తడానికి పంపులను నడపడానికి మనం విద్యుత్తును ఉపయోగిస్తాము. మీరు విద్యుత్తును ఇతర ఏ ఇతర ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగిస్తారు? మీ నోట్బుక్లో వాటిలో కొన్నింటిని జాబితా చేయండి.

మీ జాబితాలో ప్రకాశం కోసం విద్యుత్తు ఉపయోగం ఉందా? సూర్యాస్తమయం తర్వాత కూడా మన ఇళ్లు, రోడ్లు, కార్యాలయాలు, మార్కెట్లు మరియు కర్మాగారాలను వెలిగించడానికి విద్యుత్తు సాధ్యం చేస్తుంది. ఇది రాత్రిపూట కూడా పని చేస్తూనే ఉండడానికి మాకు సహాయపడుతుంది. ఒక విద్యుత్ కేంద్రం మాకు విద్యుత్తును అందిస్తుంది. అయితే, విద్యుత్ సరఫరా విఫలమవ్వవచ్చు లేదా కొన్ని ప్రదేశాల్లో అందుబాటులో ఉండకపోవచ్చు. అటువంటి పరిస్థితుల్లో, కొన్నిసార్లు కాంతిని అందించడానికి టార్చ్ ఉపయోగించబడుతుంది. టార్చ్లో ఒక బల్బ్ ఉంటుంది, అది ఆన్ చేసినప్పుడు వెలుగుతుంది. టార్చ్కు విద్యుత్తు ఎక్కడ నుండి లభిస్తుంది?

9.1. విద్యుత్ సెల్

టార్చ్లోని బల్బుకు విద్యుత్తు విద్యుత్ సెల్ ద్వారా అందించబడుతుంది. అలారం గడియారాలు, మణికట్టు గడియారాలు, ట్రాన్సిస్టర్ రేడియోలు, కెమెరాలు మరియు అనేక ఇతర పరికరాలలో కూడా విద్యుత్ సెల్లు ఉపయోగించబడతాయి. మీరు ఎప్పుడైనా ఒక విద్యుత్ సెల్ను జాగ్రత్తగా చూశారా? దానికి ఒక వైపు ఒక చిన్న మెటల్ క్యాప్ మరియు మరొక వైపు మెటల్ డిస్క్ ఉన్నాయని మీరు గమనించి ఉండవచ్చు (Fig. 9.1). విద్యుత్ సెల్పై గుర్తించబడిన ఒక పాజిటివ్ (+) సైన్ మరియు నెగటివ్ (-) సైన్ మీరు గమనించారా?

Fig.9. 1 ఒక విద్యుత్ సెల్

మెటల్ క్యాప్ విద్యుత్ సెల్ యొక్క పాజిటివ్ టెర్మినల్. మెటల్ డిస్క్ నెగటివ్ టెర్మినల్. అన్ని విద్యుత్ సెల్లకు రెండు టెర్మినల్స్ ఉంటాయి; ఒక పాజిటివ్ టెర్మినల్ మరియు ఒక నెగటివ్ టెర్మినల్.

విద్యుత్ సెల్ దాని లోపల నిల్వ చేయబడిన రసాయనాల నుండి విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. విద్యుత్ సెల్లోని రసాయనాలు ఉపయోగించబడినప్పుడు, విద్యుత్ సెల్ విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడం మానేస్తుంది.

మీరు ఇక్కడ చూపిన ప్రమాద సంకేతాన్ని స్తంభాలు, విద్యుత్ ఉపకేంద్రాలు మరియు అనేక ఇతర ప్రదేశాలలో ప్రదర్శించడం మీరు చూసి ఉండవచ్చు. సరిగా నిర్వహించకపోతే విద్యుత్తు ప్రమాదకరం కావచ్చని ప్రజలకు హెచ్చరించడానికి ఇది. విద్యుత్తు మరియు విద్యుత్ పరికరాలను నిర్వహించడంలో అజాగ్రత్త తీవ్రమైన గాయాలు మరియు కొన్నిసార్లు మరణానికి కూడా కారణం కావచ్చు. అందువల్ల, విద్యుత్ వైర్లు మరియు సాకెట్లతో ప్రయోగాలు చేయడానికి మీరు ఎప్పుడూ ప్రయత్నించకూడదు. పోర్టబుల్ జనరేటర్ల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్తు కూడా సమానంగా ప్రమాదకరమని కూడా గుర్తుంచుకోండి. విద్యుత్తుకు సంబంధించిన అన్ని కార్యకలాపాల కోసం విద్యుత్ సెల్లను మాత్రమే ఉపయోగించండి.

Fig. 9.2 (a) టార్చ్ బల్బ్ మరియు (b) దాని లోపలి వీక్షణ

అప్పుడు విద్యుత్ సెల్ను కొత్తదానితో భర్తీ చేయాలి.
$\quad$ ఒక టార్చ్ బల్బుకు గాజు యొక్క బాహ్య కేస్ ఉంటుంది, అది ఒక మెటలిక్ బేస్పై స్థిరపడి ఉంటుంది [Fig. 9.2 (a)]. బల్బ్ యొక్క గాజు కేస్ లోపల ఏమి ఉంది?

కార్యాచరణ 1

ఒక టార్చ్ తీసుకొని దాని బల్బ్ లోపల చూడండి. మీరు మీ ఉపాధ్యాయుని సహాయంతో బల్బ్ను బయటకు కూడా తీయవచ్చు. మీరు ఏమి గమనించారు? గాజు బల్బ్ మధ్యలో ఒక సన్నని వైర్ స్థిరపడి ఉందని మీరు కనుగొంటారా [Fig. 9.2 (b)]? ఇప్పుడు టార్చ్ను ఆన్ చేసి బల్బ్ యొక్క ఏ భాగం వెలుగుతుందో గమనించండి.

కాంతిని ఇచ్చే సన్నని వైర్ను బల్బ్ యొక్క ఫిలమెంట్ అంటారు. ఫిలమెంట్ రెండు మందపాటి వైర్లకు స్థిరపడి ఉంటుంది, అవి దానికి మద్దతును కూడా అందిస్తాయి, Fig. 9.2 (b)లో చూపినట్లుగా. ఈ మందపాటి వైర్లలో ఒకటి బల్బ్ యొక్క బేస్ వద్ద ఉన్న మెటల్ కేస్కు కనెక్ట్ చేయబడింది [Fig. 9.2 (b)]. మరొక మందపాటి వైర్ బేస్ మధ్యలో ఉన్న మెటల్ టిప్కు కనెక్ట్ చేయబడింది. బల్బ్ యొక్క బేస్ మరియు బేస్ యొక్క మెటల్ టిప్ బల్బ్ యొక్క రెండు టెర్మినల్స్.

జాగ్రత్త : స్విచ్ మరియు బల్బ్ వంటి పరికరం ద్వారా కనెక్ట్ చేయకుండా విద్యుత్ సెల్ యొక్క రెండు టెర్మినల్స్ను ఎప్పుడూ కలపవద్దు. మీరు అలా చేస్తే, విద్యుత్ సెల్లోని రసాయనాలు చాలా వేగంగా ఉపయోగించబడతాయి మరియు సెల్ పని చేయడం మానేస్తుంది.

ఈ రెండు టెర్మినల్స్ ఒకదానితో ఒకటి తాకకుండా ఉండేలా స్థిరపడి ఉంటాయి. ఇంట్లో ఉపయోగించే విద్యుత్ బల్బులకు కూడా ఇదే రూపకల్పన ఉంటుంది.
$\quad$ అందువలన, విద్యుత్ సెల్ మరియు బల్బ్ రెండింటికీ రెండు టెర్మినల్స్ ఉంటాయి. వాటికి ఈ రెండు టెర్మినల్స్ ఎందుకు ఉన్నాయి?

9.2 ఒక విద్యుత్ సెల్కు కనెక్ట్ చేయబడిన బల్బ్

ఒక విద్యుత్ సెల్ ఉపయోగించి విద్యుత్ బల్బ్ను వెలిగించడానికి ప్రయత్నిద్దాం. మేము అది ఎలా చేస్తాము?

కార్యాచరణ 2

వివిధ రంగుల ప్లాస్టిక్ కవరింగ్లతో నాలుగు పొడవుల విద్యుత్ వైర్లను తీసుకోండి. ప్రతి పొడవు వైర్ చివరల్లో కొంచెం ప్లాస్టిక్ కవరింగ్ను తీసివేయండి. ఇది ప్రతి పొడవు చివరల్లో మెటల్ వైర్లను బహిర్గతం చేస్తుంది. Fig. 9.3 మరియు Fig. 9.4లో చూపినట్లుగా రెండు వైర్ల బహిర్గత భాగాలను సెల్ మరియు బల్బ్ యొక్క మరొక రెండింటికి స్థిరపరచండి.

Fig.9.3 దానికి జోడించబడిన రెండు వైర్లతో విద్యుత్ సెల్

Fig. 9.4 రెండు వైర్లకు కనెక్ట్ చేయబడిన బల్బ్

మీరు ఎలక్ట్రీషియన్లు ఉపయోగించే టేప్తో బల్బ్కు వైర్లను అతుక్కోవచ్చు. సెల్కు వైర్లను స్థిరపరచడానికి రబ్బర్ బ్యాండ్లు లేదా టేప్ను ఉపయోగించండి.

ఇప్పుడు, బల్బ్కు స్థిరపరచబడిన వైర్లను Fig. 9.5 (a) నుండి (f) వరకు చూపిన విధంగా ఆరు వేర్వేరు మార్గాల్లో సెల్కు జోడించబడిన వైర్లతో కనెక్ట్ చేయండి. ప్రతి అమరిక కోసం, బల్బ్ వెలుగుతుందో లేదో తెలుసుకోండి. మీ నోట్బుక్లో ప్రతి అమరికకు ‘అవును’ లేదా ‘కాదు’ అని వ్రాయండి.

ఇప్పుడు, బల్బ్ వెలుగుతున్న అమరికలను జాగ్రత్తగా చూడండి. బల్బ్ వెలగని వాటితో వీటిని పోల్చండి. తేడాకు కారణం మీరు కనుగొనగలరా?

Fig. 9.5 (a)లోని అమరిక కోసం విద్యుత్ సెల్ యొక్క ఒక టెర్మినల్ దగ్గర ఉన్న వైర్పై మీ పెన్సిల్ యొక్క కొనను ఉంచండి. బల్బ్ వరకు మొత్తం మార్గంలో వైర్ వెంట పెన్సిల్ను తరలించండి. ఇప్పుడు, బల్బ్ యొక్క మరొక టెర్మినల్ నుండి, సెల్కు కనెక్ట్ చేయబడిన మరొక వైర్ వెంట తరలించండి. Fig. 9.5లోని అన్ని ఇతర అమరికల కోసం ఈ వ్యాయామాన్ని పునరావృతం చేయండి. మీరు ఒక టెర్మినల్ నుండి మరొక టెర్మినల్కు పెన్సిల్ను తరలించలేని అమరికల కోసం బల్బ్ వెలిగిందా?

Fig. 9.5 విద్యుత్ సెల్ మరియు బల్బ్ యొక్క వివిధ అమరికలు

9.3 ఒక విద్యుత్ సర్క్యూట్

కార్యాచరణ 2లో మీరు విద్యుత్ బల్బ్కు వెళ్లి వచ్చే వైర్ల ద్వారా విద్యుత్ సెల్ యొక్క ఒక టెర్మినల్ను మరొక టెర్మినల్కు కనెక్ట్ చేశారు. Fig. 9.5 (a) మరియు (f)లో చూపిన అమరికలలో, విద్యుత్ సెల్ యొక్క రెండు టెర్మినల్స్ బల్బ్ యొక్క రెండు టెర్మినల్స్కు కనెక్ట్ చేయబడినాయని గమనించండి. అటువంటి అమరిక ఒక విద్యుత్ సర్క్యూట్కు ఉదాహరణ. విద్యుత్ సర్క్యూట్ విద్యుత్ సెల్ యొక్క రెండు టెర్మినల్స్ మధ్య విద్యుత్తు ప్రవహించడానికి (కరెంట్ ప్రవహించడానికి) ఒక పూర్తి మార్గాన్ని అందిస్తుంది. సర్క్యూట్ ద్వారా కరెంట్ ప్రవహించినప్పుడు మాత్రమే బల్బ్ వెలుగుతుంది.

ఒక విద్యుత్ సర్క్యూట్లో, కరెంట్ దిశ Fig.9.6లో చూపిన విధంగా విద్యుత్ సెల్ యొక్క పాజిటివ్ నుండి నెగటివ్ టెర్మినల్ వరకు తీసుకోబడుతుంది.

Fig.9.6 ఒక విద్యుత్ సర్క్యూట్లో కరెంట్ దిశ

బల్బ్ యొక్క టెర్మినల్స్ విద్యుత్ సెల్ యొక్క టెర్మినల్స్తో వైర్ల ద్వారా కనెక్ట్ చేయబడినప్పుడు, కరెంట్ బల్బ్ యొక్క ఫిలమెంట్ ద్వారా వెళుతుంది. ఇది బల్బ్ను వెలిగించడానికి కారణమవుతుంది.

కొన్నిసార్లు ఒక విద్యుత్ బల్బ్ సెల్కు కనెక్ట్ చేయబడినప్పటికీ వెలగదు. బల్బ్ ఫ్యూజ్ అయినట్లయితే ఇది జరగవచ్చు. ఫ్యూజ్ అయిన బల్బ్ను జాగ్రత్తగా చూడండి. దాని లోపల ఫిలమెంట్ పూర్తిగా ఉందా?
$\quad$ ఒక విద్యుత్ బల్బ్ అనేక కారణాల వల్ల ఫ్యూజ్ అవవచ్చు. బల్బ్ ఫ్యూజ్ అయ్యే ఒక కారణం దాని ఫిలమెంట్లో విచ్ఛిన్నం. ఒక విద్యుత్ బల్బ్ యొక్క ఫిలమెంట్లో విచ్ఛిన్నం అంటే విద్యుత్ సెల్ యొక్క టెర్మినల్స్ మధ్య కరెంట్ మార్గంలో విచ్ఛిన్నం. అందువల్ల, ఫ్యూజ్ అయిన బల్బ్ వెలగదు ఎందుకంటే దాని ఫిలమెంట్ ద్వారా కరెంట్ ప్రవహించదు.

Fig. 9.5 (b), (c), (d) మరియు (e)లో చూపిన అమరికలతో మీరు చేయడానికి ప్రయత్నించినప్పుడు బల్బ్ ఎందుకు వెలగలేదో మీరు ఇప్పుడు వివరించగలరా?

ఇప్పుడు మనకు ఒక విద్యుత్ సెల్ ఉపయోగించి బల్బ్ను ఎలా వెలిగించాలో తెలుసు. మీ కోసం మీరే ఒక టార్చ్ తయారు చేయాలనుకుంటున్నారా?

కార్యాచరణ 3

ఒక టార్చ్ బల్బ్ మరియు ఒక ముక్క వైర్ తీసుకోండి. మీరు ముందు చేసినట్లుగా వైర్ యొక్క రెండు చివరల వద్ద ప్లాస్టిక్ కవరింగ్ను తీసివేయండి. Fig. 9.7లో చూపిన విధంగా ఒక విద్యుత్ బల్బ్ యొక్క బేస్ చుట్టూ ఒక వైర్ యొక్క ఒక చివరను చుట్టండి. రబ్బర్ బ్యాండ్తో వైర్ యొక్క మరొక చివరను విద్యుత్ సెల్ యొక్క నెగటివ్ టెర్మినల్కు స్థిరపరచండి. ఇప్పుడు, బల్బ్ యొక్క బేస్ యొక్క కొనను, అంటే దాని మరొక టెర్మినల్ను సెల్ యొక్క పాజిటివ్ టెర్మినల్తో సంపర్కంలోకి తీసుకురండి.

Fig. 9.7 ఇంట్లో తయారు చేసిన టార్చ్

పాహెలికి సెల్ మరియు బల్బ్ యొక్క మరొక అమరిక ఉంది. ఈ క్రింది అమరికలో టార్చ్ బల్బ్ వెలుగుతుందా?

బల్బ్ వెలుగుతుందా? ఇప్పుడు బల్బ్ను విద్యుత్ సెల్ యొక్క టెర్మినల్ నుండి దూరంగా తరలించండి. బల్బ్ వెలిగి ఉంటుందా? మీరు మీ టార్చ్ను ఆన్ లేదా ఆఫ్ చేసినప్పుడు మీరు చేసేది ఇదే కాదా?

9.4 విద్యుత్ స్విచ్

సెల్ యొక్క కొన నుండి బల్బ్ యొక్క బేస్ను తరలించడం ద్వారా మా ఇంట్లో తయారు చేసిన టార్చ్ను ఆన్ లేదా ఆఫ్ చేయడానికి మాకు ఒక అమరిక ఉంది. ఇది ఒక సాధారణ స్విచ్, కానీ ఉపయోగించడానికి చాలా సులభం కాదు. మన సర్క్యూట్లో ఉపయోగించడానికి మరొక సరళమైన మరియు సులభమైన స్విచ్ను మనం తయారు చేయవచ్చు.

కార్యాచరణ 4

మీరు రెండు డ్రాయింగ్ పిన్స్, ఒక సేఫ్టీ పిన్ (లేదా పేపర్ క్లిప్), రెండు వైర్లు మరియు ఒక చిన్న షీట్ థర్మో కోల్ లేదా ఒక కలప బోర్డు ఉపయోగించి ఒక స్విచ్ను తయారు చేయవచ్చు.

Fig. 9.8 ఒక సాధారణ స్విచ్

సేఫ్టీ పిన్ యొక్క ఒక చివర ఉన్న రింగ్లోకి ఒక డ్రాయింగ్ పిన్ను చొప్పించండి మరియు Fig. 9.8లో చూపిన విధంగా దానిని థర్మో కోల్ షీట్పై స్థిరపరచండి. సేఫ్టీ పిన్ స్వేచ్ఛగా తిప్పబడుతుందని నిర్ధారించుకోండి. ఇప్పుడు, సేఫ్టీ పిన్ యొక్క ఫ్రీ ఎండ్ దానిని తాకే విధంగా థర్మో కోల్ షీట్పై మరొక డ్రాయింగ్ పిన్ను స్థిరపరచండి. ఈ విధంగా స్థిరపరచబడిన సేఫ్టీ పిన్ ఈ కార్యాచరణలో మీ స్విచ్ అవుతుంది.

Fig. 9.9 స్విచ్తో కూడిన విద్యుత్ సర్క్యూట్

ఇప్పుడు, ఒక విద్యుత్ సెల్ మరియు బల్బ్ను ఈ స్విచ్తో Fig. 9.9లో చూపిన విధంగా కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా ఒక సర్క్యూట్ను తయారు చేయండి. సేఫ్టీ పిన్ను తిప్పండి, తద్వారా దాని ఫ్రీ ఎండ్ మరొక డ్రాయింగ్ పిన్ను తాకుతుంది. మీరు ఏమి గమనించారు? ఇప్పుడు, సేఫ్టీ పిన్ను దూరంగా తరలించండి. బల్బ్ వెలిగి ఉంటుందా?
$\quad$ మీరు రెండు డ్రాయింగ్ పిన్లను తాకేలా చేసినప్పుడు సేఫ్టీ పిన్ డ్రాయింగ్ పిన్ల మధ్య ఖాళీని కప్పివేసింది. ఈ స్థితిలో స్విచ్ ‘ఆన్’గా ఉందని చెప్పబడుతుంది (Fig. 9.10).

Fig. 9.10 ‘ఆన్’ స్థితిలో ఉన్న స్విచ్

సేఫ్టీ పిన్ యొక్క పదార్థం దాని ద్వారా కరెంట్ ప్రవహించడానికి అనుమతిస్తుంది కాబట్టి, సర్క్యూట్ పూర్తయింది. అందువల్ల, బల్బ్ వెలుగుతుంది.

మరోవైపు, సేఫ్టీ పిన్ మరొక డ్రాయింగ్ పిన్ను తాకకపోతే బల్బ్ వెలగలేదు. రెండు డ్రాయింగ్ పిన్ల మధ్య ఒక ఖాళీ ఉన్నందున సర్క్యూట్ పూర్తి కాలేదు.

బూజో Fig. 9.11లో ఉన్నట్లుగా టార్చ్ లోపలి భాగాన్ని గీసాడు. మేము స్విచ్ను క్లోజ్ చేసినప్పుడు, సర్క్యూట్ పూర్తి అవుతుంది మరియు బల్బ్ వెలుగుతుంది. పూర్తి సర్క్యూట్ను సూచించే ఫిగర్పై మీరు ఎరుపు రేఖ గీయగలరా?

Fig. 9.1 1 టార్చ్ లోపలి వీక్షణ

ఈ స్థితిలో, స్విచ్ Fig. 9.9లో ఉన్నట్లుగా ‘ఆఫ్’గా ఉందని చెప్పబడుతుంది.
$\quad$ స్విచ్ అనేది సర్క్యూట్ను విచ్ఛిన్నం చేయడం లేదా పూర్తి చేయడం చేసే ఒక సాధారణ పరికరం. ఇళ్లలో విద్యుత్ బల్బులు మరియు ఇతర పరికరాల ప్రకాశంలో ఉపయోగించే స్విచ్లు అదే సూత్రంపై పని చేస్తాయి, అయినప్పటికీ వాటి రూపకల్పనలు మరింత సంక్లిష్టంగా ఉంటాయి.

9.5 విద్యుత్ కండక్టర్లు మరియు ఇన్సులేటర్లు

మన అన్ని కార్యాచరణలలో మేము సర్క్యూట్ చేయడానికి మెటల్ వైర్లను ఉపయోగించాము. మెటల్ వైర్ స్థానంలో మనం కాటన్ థ్రెడ్ను ఉపయోగిస్తామని అనుకుందాం. అటువంటి సర్క్యూట్లో బల్బ్ వెలుగుతుందని మీరు అనుకుంటున్నారా? కరెంట్ వాటి ద్వారా ప్రవహించేలా విద్యుత్ సర్క్యూట్లలో ఏ పదార్థాలు ఉపయోగించబడతాయి? చూద్దాం.

కార్యాచరణ 5

మీరు కార్యాచరణ 4 కోసం ఉపయోగించిన విద్యుత్ సర్క్యూట్ నుండి స్విచ్ను డిస్కనెక్ట్ చేయండి. ఇది మీకు Fig. 9.12 (a)లో చూపిన విధంగా వైర్ల యొక్క రెండు ఫ్రీ ఎండ్లను వదిలివేస్తుంది. వైర్ల యొక్క రెండు ఫ్రీ ఎండ్లను దగ్గరగా తీసుకురండి, అవి ఒకదానినొకటి తాకేలా చేయండి.