අද
මම බලාපොරොත්තු වෙන්නේ උ.පෙළ තාක්ෂණය සදහා විද්‍යාව විෂයයෙහි 21 වන පාඩම වන විද්‍යුතය
හා චුම්භකත්වය යන පාඩම ගැන කතාකරන්න. මෙම පාඩම ඉදිරිපත් කරන්නේ ලක්ෂ්මන් දිසානායක
මහතාගේ ධාරා විද්‍යුතය නම් පොත පරිශීලනය කරගෙන.. එමෙන්ම මෙම පාඩම් මාලාව
කෙටියෙන් ඉදිරිපත් කිරීමට මෙහිදි බලාපොරොත්තු වෙනවා. ඒවගේම මෙම වෙබ් අඩවිය පිළිබද
ඔබේ අදහසත් පහලින් Comment කරන්න . එය අපට මෙම පාඩම් මාලාවන් ඉදිරියට කරගෙන
යාමට උපකාර වේවි...
21.1 ධාරා විද්‍යුතයේ මූලික සංකල්ප සහ මූල
ධර්ම පිළබද අන්වේෂණයේ යෙදෙයි.
සන්නායක සහ පරිවාරක
Ø විද්‍යුත්
සන්නායක(Electrical Conductors) යනු විද්‍යුත්
ධාරාව හොදින් සන්නයනය කිරීම සදහා යොදා ගන්නා ද්‍රව්‍ය වේ. උදා- ඇළුමිනියම්, යකඩ
Ø විද්‍යුත්
පරිවාරක යනු(Electrical
insulators) යනු සාමාන්‍ය
තත්ත්වයන් යටතේ විද්‍යුත් ධාරාව ගමන් කළ නොහැකි ද්‍රව්‍ය වේ. උදා- රබර්,
ප්ලාස්ටික්
අර්ධ සන්නායක(Semiconductors)
විද්‍යුත් සන්නායක ගුණය අතින්, සන්නායක ද්‍රව්‍ය හා පරිවාරක ද්‍රව්‍ය අතරේ
තිබෙන ද්‍රව්‍ය අර්ධ සන්නායක ලෙස හැදින්වේ. උදා :- ජර්මේනියම්(Ge), සිලිකන්(Si)
සංයෝග අර්ධ සන්නායක - උදා :- කොපර්
ඔක්සයිඩ්(Cu2O) ,කැඩ්මියම්
සල්ෆයිඩ්(CdS) , ගැලියම්
ආසනයිඩ්(GaAs)
වැදගත් - ආලෝක විමෝචක දියෝඩ නිපදවීම සදහා යොදාගනු ලබන්නේ GaAs හා GaP වැනි සංයෝග අර්ධ සන්නායකයි.
අර්ධ සන්නායක පිළිබද කලින් ලිපියකදි හදුන්වා
දී අතර මෙම ලිපියේ දී වැඩිදුර කතා කිරීමට බලාපොරොත්තු නොවේ.
විද්‍යුත් ධාරාව හා ප්ලාවිත ප්‍රවේගය(Electric current and Drift Velocity)
Ø ලෝහ සන්නායක
ඇතුළු බොහෝ ද්‍රව්‍ය විද්‍යුත් වශයෙන් ධන ලෙස හෝ සෘණ ලෙස ආරෝපණය කළ හැකි බව ස්ථිති
විද්‍යුතය යටතේ ඔබ විසින් හදාරන්නට ඇත. යම් ද්‍රව්‍යයක පරිමාණුවලින් ඉලෙක්ට්‍රෝන ඉවත් වූ පසු එම ද්‍රව්‍යය ධන ලෙසත්, එයට
පිටතින් ඉලෙක්ට්‍රෝන එකතු වූ පසුව එය විද්‍යුත් සෘණ ලෙසත් ආරෝපණය වේ.
විද්‍යුත්
ධාරාවක් යනු විද්‍යුත් ධාරාවක් ගලා යෑමේ සීඝ්‍රතාවය
හෙවත් තත්පරයක දී ගලා යන විද්‍යුත් ආරෝපණ ප්‍රමාණය ලෙස හදුන්වනු ලැබේ.
Q කූලෝම් (C) වලින් ද t තත්පරවලින් ද (s) ද මනින ලද විට ධාරාව
මනිනු ලබන්නේ ඇම්පියර් (A) වලිනි.
ඇම්පියරයේ අර්ථ දැක්වීම
මීටර් එකක පරතරයක් ඇතිව රික්තයක තබා ඇති,
නොගිනිය හැකි තරමේ වෘත්තාකාර හරස්කඩකින් හා අපරිමිත දිගකින් යුත් සෘජු සමාන්තර
සන්නායක කම්බි දෙකක් තුළින් යම් නියත විද්‍යුත් ධාරාවක් යැවූ විට එම කම්බි දෙක
අතරේ මීටරයට නිව්ටන් 2 x 10-7 බලයක් ක්‍රියාකරයි
නම්, එම විද්‍යුත් ධාරාව ඇම්පියර් එකක් වේ.
වැදගත් ------
ඇම්පියර් - පැය(
Ah යනු ආරෝපණ
මනින ඒකකයකි.
බැටරි වල ධාරිතාව සදහන් කිරීමේ දී බොහෝවිට
මෙම ඒකකය භාවිතා කෙරේ.
මධ්‍යයක ප්ලාවිත ප්‍රවේගය (Vd)
සන්නායකයක් හරහා විභව අන්තරයක් යෙදූ විට එය
තුලින් ඉලෙක්ට්‍රෝන ගලා යන විට වේගය නියත නැත. එබැවින් සැළකිය යුතු වන්නේ සාමාන්‍යයකි.
එය මධ්‍යයක ප්ලාවිත ප්‍රවේගය ලෙස හැදින්වේ.
මධ්‍යයක
ප්ලාවිත ප්‍රවේගය Vd නම් ඉහත
ආරෝපණවලට
දුර යාමට ගතවන කාලය
විභව අන්තරය(V)
සන්නායකයක දෙකෙළවරට කෝෂයක ධන හා සෘණ අග්‍ර සම්බන්ධ කළ විට සන්නායකය තුළ
විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් ගොඩනැගේ. මෙම විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය නිසා සෑම ලක්ෂයකටම
විභවයක් ඇත. සම්මත ධාරාව ගලන්නේ වැඩි විභවයක් ඇති ලක්ෂ්‍යයේ සිට අඩු විභවයක්
ඇති ලක්ෂ්‍යයට ය. මෙවැනි ලක්ෂ්‍ය දෙකක් අතර විභව අන්තරයක් ඇතැයි කියනු ලැබේ.
ලක්ෂ්‍ය දෙක අතර විභව අන්තරය සන්නායකයේ එක් ලක්ෂ්‍යයක සිට අනෙක් ලක්ෂ්‍යය දක්වා
ඒකීය ධන ආරෝපණයක් ගෙන යාමේ දී, විද්‍යුත් බල මගින් කෙරෙන කාර්යය ලෙස අර්ථ දැක්වේ.
විභව අන්තරය
වෝල්ට් (V) මගින් මනිනු ලැබේ.
විභව අන්තරය
මැනීමට වෝල්ට්මීටර, විභවමානය භාවිතා කෙරේ.
විභව අන්තරය සහ
විද්‍යුත් ධාරාව අතර සම්බන්ධය
v යම් සන්නායක කැබැල්ලක් හරහා විද්‍යුත්
ධාරාවක් යැවීමට විභව අන්තරයක් යෙදිය යුතුය.මෙහි දී යොදන විභව අන්තරය සහ ගලන ධාරාව
අතර සම්බන්ධය ඕම් නියමය
මගින් ඉදිරිපත් කෙරේ.
“උෂ්ණත්වය සහ වෙනත් භෞතික
තත්ත්වයන් නොවෙනස්ව පවතින කළ, ලෝහ සන්නායකයක් තුලින් ගලා යන විද්‍යුත් ධාරාව,
සන්නායකයේ අග්‍ර හරහා ඇති විභව අන්තරයට සමානුපාතික වේ.”
උෂ්ණත්වය සහ වෙනත් භෞතික තත්ත්වයන් නොවෙනස්ව පවතින විට ඕම් නියමට අනුව,
මෙහි යෙදෙන නියතය එම සන්නායකයේ විද්‍යුත් ප්‍රතිරෝධය R ලෙස හදුන්වයි.
·
විද්‍යුත් ධාරාව යනු ඒකක ධාරාවක් ගලා යාමට යෙදිය යුතු
විභව අන්තරය ලෙස අර්ථ දැක්විය හැකිය.
·
එක්තරා ආකාරයකට විද්‍යුත් ප්‍රතිරෝධය යනු ධාරාවක්
ගැලීමට ඇති බාධාව ලෙස හදුනාගත හැකිය.
v
ප්‍රතිරෝධය R වන සන්නායකයක් දෙපස V විභව අන්තරයක් යෙදූ විට එය හරහා ගලන ධාරාව I නම්,
මෙහි R හරහා I
ගලන්නේ V හි වැඩි විභව ලක්ෂ්‍යයේ සිට අඩු විභවය ලක්ෂ්‍යය වෙතටය.
විද්‍යුත් ප්‍රතිරෝධය(R)
සැබවින් ම විද්‍යුත්
ප්‍රතිරෝධය යනු ධාරාව ගලා යාමට ඇති බාධාව පිළිබද මිනුමකි. විද්‍යුත් ප්‍රතිරෝධය
වැඩිවන විට ධාරාව ගලා යාමට ඇති බාධාව ද වැඩි වේ.
විභව අන්තරය වෝල්ට් (V) වලින්ද ධාරාව ඇම්පියර් (A) වලින් ද මනින ලද විට R හි ඒකකය ඕම් වේ.
·
දී ඇති ද්‍රව්‍යයක
ඒකක දිගකින් හා ඒකක වර්ගඵලයකින් යුත් ඒකාකාර සන්නායකයක ප්‍රතිවිරුද්ධ මුහුණත් දෙක
අතරේ ප්‍රතිරෝධය, එම ද්‍රව්‍යයෙහි විද්‍යුත් ප්‍රතිරෝධකතාව(p) නම් වේ.
·
විද්‍යුත් ප්‍රතිරෝධකතාවයෙහි
ඒකක ඕම් මීටර් වේ.
විද්‍යුත්
සන්නායකතාව (R)
යම් ද්‍රව්‍යයක ප්‍රතිරෝධකතාවයේ පරස්පරය,
එම ද්‍රව්‍යයේ විද්‍යුත් සන්නායකතාව නම් වේ.
සන්නායකවල සන්නායකතාව
ඉතා ඉහළ ද පරිවාරක වල ඉතා පහළ ද වේ.
සුපිරි
සන්නායකතාව(Superconductivity)
ඉතා හොද
සන්නායකවල වුව ද ඕනෑම උෂ්ණත්වයක දී සුළු හෝ ප්‍රතිරෝධකතාවයක් ඇත. නමුත් ඇතැම් ද්‍රව්‍ය
ඉතා පහළ උෂ්ණත්වවලට ගෙන ආ විට එක්තරා උෂ්ණත්වයක දී එක්වර ම එහි ප්‍රතිරෝධකතාව ශුන්‍ය
වේ. මෙම උෂ්ණත්වයට පහළ ඕනෑම උෂ්ණත්වයක දී ප්‍රතිරෝධකතාවය ශුන්‍යම වේ. මෙම ගුණය
සුපිරි සන්නායකතාවය ලෙසත් ප්‍රතිරෝධකතාව ශුන්‍ය වන උෂ්ණත්වය “සංක්‍රමණ උෂ්ණත්වය” (Transition Temperature – Tc)
ලෙසත් හැදින්වේ.
සුපිරි සන්නායක
අවස්ථාවට පත් කිරීම සදහා ඉතා අඩු උෂ්ණත්ව ලබා ගැනීමට ද්‍රව හීලියම් හෝ ද්‍රව නයිට්‍රජන්
හෝ භාවිතා කෙරේ.
සුපිරි සන්නායක
වල ගුණ
·
ශුන්‍ය විද්‍යුත්
ප්‍රතිරෝධකතාවය
·
චුම්භක ක්ෂේත්‍ර
විකර්ෂණය කිරීම
සාමාන්‍ය ලෝහ
සාම්පලයක් තුළින් චුම්බක ස්‍රාව රේඛා ගමන් කළද සුපිරි සන්නායක තුළින් ගමන් නොකරයි.
·
නොනවතින විද්‍යුත්
ධාරා දරා සිටිය හැකි වීම.
විද්‍යුත්ගාමක බලය හා කර්චොප් නියම
(Electromotive Force and
Kirchhoff’s Lows)
මෙම පාඩමේ දී මම
කතා කරන්නේ මෙහි එන ප්‍රමේයයන් හා අර්ථ දැක්වීම් පමණක් බව සළකන්න.
බැටරියක් හෝ
විද්‍යුත් ජනකයක් වැනි බාහිර පරිපථයකට විද්‍යුත් ශක්තිය සපයන ප්‍රභවයක්, විද්‍යුත්
ගාමක බල ප්‍රභවයක් ලෙස හැදින්වේ.
විද්‍යුත්ගාමක
බලය හා අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය
(e.m.f. and
internal resistance)
විද්‍යුත් ගාමක බල ප්‍රභවයක් සතු
විද්‍යුත් ගාමක බලය
අර්ථ දක්වනු ලබන්නේ ඒකක විද්‍යුත් ආරෝපණයක්, ප්‍රභවය ද ඇතුළත් වන සංවෘත විද්‍යුත්
පරිපථයක් වටා එක් වරක් ගමන් කරවීමේ දී වෙනත්, ශක්ති ප්‍රභේද (රසායනික, යාන්ත්‍රික
ආදී) වලින් විද්‍යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වන ශක්තිය ලෙසය.
ක්ෂමතාව අර්ථ දක්වනු ලබන්නේ, කාර්යය කිරීමේ ශීඝ්‍රතාවය ලෙසය.
උපාංගයෙන්
ශක්තිය ( තාපය, ආලෝකය ආදී වශයෙන්) විසර්ජනයවීමේ ශීඝ්‍රතාවය, එහි විද්‍යුත් ක්ෂමතාවය (electrical power) ලෙස හැදින්වේ.
කර්චොප් නියම
(Kirchhoff’s Lows)
ප්‍රතිරෝධක හා කෝෂ කිහිපයකින් යුත්, සරල හෝ සංකීර්ණ විද්‍යුත් පරිපථ ජාලයක
විද්‍යුත් ධාරාවල ව්‍යාප්තිය පිළිබදව ගණනය කිරීම් සදහා කර්චොප් නියම භාවිතා කරනු
ලැබේ.
පළමු නියමය
විද්‍යුත් පරිපථ ජාලයක සන්ධියක් වෙත ගලා
එන ධාරාවල වීජීය ඓක්‍යය ශූන්‍ය වේ.
එනම්,
දෙවන නියමය
විද්‍යුත් පරිපථ ජාලයක සංවෘත පුඩුවක් ඔස්සේ ඇති IR විභව බැස්මවල වීජ ඓක්‍යය, එම පුඩුවෙහි ඇති විද්‍යුත් ගාමක බලවල වීජ ඓක්‍යයට
සමාන වේ.
එනම්,
ඉදිරි පාඩමක දී
මම ශ්‍රේණිගත හා සමාන්තර ගත ප්‍රතිරෝධ සංයුක්ත පිළිබද කතා කිරීමට බලාපොරොත්තු වේ.
මෙම ලිපියේ සම්පුර්ණ අයිතිය NoteGun හි සතුවන අතර මෙහි අඩංගු කිසිවක් උපුටා ගැනීම හෝ වෙනත් වෙබ් අඩවි වල
පලකිරීම සපුරා තහනම් වේ. කිසිවෙකු හෝ එම ක්‍රියාවෙහි යෙදුනහොත් අන්තර්ජාලයේ පවතින
සීමාවන් යටතේ ඔහුට එරෙහිව ක්‍රියා මාර්ග ගැනීමට අපි වග බලාගෙන සිටිමු!