மின்சாரத்தின் சுருக்கமான கண்ணோட்டம்

மின்சாரம் என்றால் என்ன??

                                        ஒரு கடத்தியில் அணுக்கள் நகர்ந்தால் அதில் மின்சாரம் பாய்கிறது என்கிறோம். அந்த அணுக்கள் நகர்வதற்கு மின்னழுத்தம் தேவை. மின்னழுத்தம்  உருவாக்க கடத்தியின் இரு முனையிலும் திறல் வேறுபாடு (potential difference) வேண்டும், அதாவது கடத்தியின் ஒரு முனையில்  இருக்கும் திறல் (potential) மற்றொரு முனையைவிட அதிகமாகவோ குறைவாகவோ இருந்தால் அதில் மின்னழுத்தம் உருவாகும். ஆதலால் மின்சாரமும் பாயும்.
                            மின்சாரம் பாயும் திசையினை பற்றி புரிந்து கொள்வதற்கு, ஒரு சிறிய எடுத்துக்காட்டை பார்ப்போம்.
   
      அணுக்கள் அதிக திரலில் (high potential) இருந்து குறைந்த திரலை (low potential) நோக்கி நகரும்.        (அல்லது)        அணுக்கள் எண்ணிக்கை அதிகமாக இருக்கும் இடத்தில இருந்து குறைவாக இருக்கும் இடத்தை நோக்கி நகரும்.

                    மேலுள்ள படத்தில் 1-ல் அதிக திறலும், 2-ல் 1-ஐ விட குறைவான திறலும் உள்ளது. அதனால் அந்த கடத்தியின் இரு முனையிலும் திறல் வேறுபாடு இருக்கிறது. அந்த திறல் வேறுபாடானது ஒரு மின்னழுத்தத்தை  உருவாக்குகிறது. அதன்மூலம் அணுக்கள் திறல் அதிகமுள்ள 1-ல் இருந்து திறல் குவாக உள்ள 2-ஐ நோக்கி நகர்கிறது. எனவே மின்சாரத்தின் பாயும் திசை  1-ல் இருந்து 2-ஐ நோக்கி உள்ளது.

குறிப்பு: திறல் வேறுபாடும் மின்னழுத்தமும் கிட்டத்தட்ட ஒன்றுதான்.

                மேலுள்ள படத்தில் 2-ல் அதிக திறலும், 1-ல் 2-ஐ விட குறைவான திறலும் உள்ளது. அந்த திறல் வேறுபாட்டால் அனுக்களானது 2-ல் இருந்து 1-ஐ நோக்கி நகர்கிறது. எனவே மின்சாரத்தின் பாயும் திசை   2-ல் இருந்து 1-ஐ நோக்கி உள்ளது.


  மின்சார வகை:
                               1) மாறுதிசை மின்னோட்டம்- AC(Alternating Current)
                               2) ஒருதிசை மின்னோட்டம்- DC( Direct Current)

மாறுதிசை மின்னோட்டம்:
                              பெயரில் உள்ளவாறே இவ்வகை மின்சாரத்தின் மின்னோட்டம் (மின்சாரத்தின் திசை) மாறிக்கொண்டே இருக்கும். ஒரு வினாடிக்கு எத்தனை முறை மின்னோட்டம் மாறுகிறது என்பதையே அலைவெண் (frequency) என்கிறோம்.
                       மாறுதிசை மின்னோட்டம் உருவாக மாறுமின்னாக்கி (Alternator) பயன்படுகிறது.

ஒருதிசை மின்னோட்டம்:
                     பெயரில் உள்ளவாறே இவ்வகை மின்சாரத்தின் மின்னோட்டம் ஏதேனும் ஒரு திசையில் மட்டுமே இருக்கும்.
                ஒருதிசை மின்னோட்டம் உருவாக மின்கலம் (battery), சூரியப்பலகம் (Solar panel), பல ரசாயன முறைகள்(chemical reaction), வெப்பமின் விளைவு முறை(thermo electric effect), இன்னும் பல முறைகள் பயன்படுகிறது.

Short overview of Current

What is meant by Current??
        
                 If electrons moves in a conductor, we say current flows in it. For such electron movement voltage is needed. To create a voltage, potential difference is needed at the two points of conductor. Which means if potential at one end of the conductor is higher or lower than the potential at other end of the conductor, Voltage is created so that current flows.
         To understand the current flow direction, let us seen an example...
   Electrons flows from higher potential to lower potential    (Or)  Electrons flows from higher density to the lower density.

    In the above Picture, 1 has higher potential and 2 has lower potential than 1. So a potential difference is created between two points of conductor. This creates a voltage and electrons flow from high potential 1 to the low potential 2. So current also flows from 1 to 2.
Note: Potential difference and Voltage are more or less same.

  In the above Picture, 2 has higher potential and 1 has lower potential than 2. So a potential difference is created between two points of conductor. Due to this potential difference electrons flow from high potential 2 to the low potential 1. So current also flows from 2 to 1.


Types of Current:
                           1) Alternating current-AC
                           2) Direct current- Dc

Alternating Current:
                     As the name implies this type of current often alters between positive and negative. The number of time it alters per second is called frequency.
    Alternator helps to produce alternating current.

Direct current:            
                 As the name implies this type of current always flow directly either in positive or negative, it doesn't alters.
     To produce Direct current, Battery, solar panel, some chemical reactions, thermo electric current, and numerous methods used.

மின்னியலின் சில முக்கிய விதிகள்

                மின்சாரம் உருவாக உதவியாக இருக்கும் மின் ஆக்கி (ஜெனெரேட்டர்), மற்றும்  உருவாகிய மின்சாரத்தை பயன்படுத்தும் மின்னோடி (எலெக்ட்ரிக் மோட்டார் ) இவை இரண்டும் மின்னியலின் முக்கிய அங்கமாகும். இவை இரண்டும் இயங்குவதற்கு காந்த புலம் (magnetic field) மிக அவசியமாகும்.

ஃபாரடேவின் விதி(FARADAY'S LAW)
                           
                           ஃபாரடேவின்  தூண்டல் விதி(Faraday's law of induction) என்பது மின்காந்தவியலின் அடிப்படை விதியாகும். மின்மாற்றிகள்(Transformers), தூண்டிகள்(Inductors), மின் ஆக்கி(generator), மின்னோடி(Electric motor) போன்றவையின் அடிப்படை கொள்கையாக விளங்குவது இவ்விதியே .
                                      இவ்விதி கூறுவதாவது, ஒரு கம்பி சுருளினுடைய காந்த சூழலில் மாற்றம் ஏற்படுமாயின், அந்த சுருளில் மின்னழுத்தம் தூண்டப்படும்.
காந்த சூழல் மாற்றத்தின் கரணம் எதுவாயினும் அதனுள் மின்னழுத்தம் உருவாகும்.
காந்த சூழலை எப்படி மாற்ற முடியும்??

•    காந்த சக்தியை மாற்றுவது மூலமாகவோ

•     அல்லது காந்தத்தை சுருளை நோக்கியோ அல்லது விட்டு தூரமாக நகர்த்துவதன் மூலமாகவோ

•     அல்லது சுருளை காந்த புலத்தை நோக்கியோ அல்லது தூரமாக நகர்த்துவதன் மூலமாகவோ

•     அல்லது காந்த புலம் இருக்கும் இடத்தில சுருளை சுழற்றுவதன் மூலமாகவோ

•    அல்லது சுருளை சுற்றி காந்தத்தை சுழற்றுவதன் மூலமாகவோ காந்த சூழலை மாற்ற முடியும்.

இதை பற்றி மேலும் காணொளி மூலம் புரிந்துக்கொள்ள பார்க்கவும் :  https://youtu.be/wCXCpc3BBcM



ஃபிளெமிங்கின் விதி(FLEMING'S RULE)

                 ஒரு சுருளோ அல்லது கடத்தியோ காந்த புலத்தில் உள்ளபோது, அந்த காந்த புலத்தின் திசை மற்றும் மின்சாரத்தின் திசை மற்றும் விசையின் திசைகள் எவ்வாறு இருக்கும் என்பதை சொல்வதே ஃபிளெமிங் விதியாகும். ஃபிளெமிங்கின் விதி இருவகைப் படடுத்தப்பட்டுள்ளது
                  1) ஃபிளெமிங்கின் இடது -கை விதி 
                  2) ஃபிளெமிங்கின் வலது -கை விதி 
 ஃபிளெமிங்கின் இடது -கை விதி :
               ஃபிளெமிங்கின் இடது -கை விதி மின்னோடிகளுக்கு(motor) பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது கூறுவதாவது, ஒரு மின்சாரம் பாய்ந்துக்கொண்டிருக்கும் கடத்தியை காந்த புலம் உள்ள இடத்தில வைத்தால், அந்த கடத்தியானது மின்சாரத்தின் திசை மற்றும் காந்த புலத்தின் திசை இரண்டிற்கும் செங்குத்தான திசையில் விசைக்கு உள்ளாகும்.
             ஃபிளெமிங்கின் இடது -கை விதிப்படி கட்டை விறல், ஆள்காட்டி விறல், நடு விறல் இவை மூன்றும் ஒவ்வொன்றிற்கும் செங்குத்தாக விரிக்கப்பட்டிருக்கும் நிலையில், கட்டை விறல் விசையின் திசையையும் ஆள்காட்டி விறல் காந்த புலத்தின் திசையையும் நடு விறல் மின்சாரத்தின் திசையையும் குறிக்கும்.

ஃபிளெமிங்கின் வலது -கை விதி :
               ஃபிளெமிங்கின் வலது -கை விதி மின் ஆக்கிகளுக்கு(generator)
பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது கூறுவதாவது, காந்த புலம் உள்ள இடத்தில ஒரு கடத்தியை வலுக்கட்டாயமாக நகர்த்தினாள் அதனினுள் ஒரு மின்னழுத்தம் தூண்டப்படும்(induce). அந்த கடத்திக்கு அடைத்த பாதை(close path) அமைத்தால், தூண்டப்பட்ட மின்னழுத்தமானது மின்சாரம் பாய்வதற்கு வழிவகுக்கும் .
              ஃபிளெமிங்கின் வலது -கை விதிப்படி கட்டை விறல், ஆள்காட்டி விறல், நடு விறல் இவை மூன்றும் ஒவ்வொன்றிற்கும் செங்குத்தாக விரிக்கப்பட்டிருக்கும் நிலையில், கட்டை விறல் கடத்தியின் நகர்வு திசையையும் ஆள்காட்டி விறல் காந்த புலத்தின் திசையையும் நடு விறல் தூண்டப்பட்ட மின்சாரத்தின் திசையையும் குறிக்கும். 

ஓமின் விதி( ohm's law)

                       இவ்விதி கூறுவது, ஒரு கடத்தியில்  பாயும் மின்சாரமானது அந்த கடத்தியில் செலுத்திய மின் அழுத்ததிற்கு நேர் விகிதச்சரதிலும் ரேசிச்டன்ஸ்-ற்கு தலைகீழ் விகிதசரதிலும் இருக்கும் என்பதாகும்.

முக்கிய குறிப்புகள் :

•               ஒரு கடத்தியில் அணுக்கள் நகர்வதையே நாம் மின்சாரம் என்கிறோம்.
•                நகரும் அணுக்களின் அளவை பொறுத்தே  மின்சாரத்தின் அளவும் இருக்கிறது.
•                கடத்தியில் செலுத்தும் மின் அழுத்தத்தின் அளவை பொறுத்தே நகரும் அணுக்களின் அளவும் இருக்கும்.
•                ஒவ்வொரு கடதியிலும் அணுக்களின் நகர்வை எதிர்க்கும் வகையில் ரெசிஸ்டன்ஸ் எனப்படும் எதிர்ப்பும் இருக்கும். கடத்தியின் வகை, நீளம், தடிமானம் போன்ற பல்வேறு காரணங்களால் ரெசிஸ்டன்ஸின் அளவு மாறுபடும்.
•                  ஒரு கடத்தியில் மின்சாரம் பாய்ந்தால் அதனை சுற்றி காந்த புலம் உருவாகும். ஆதலால் காந்த புலத்தை உருவாக்க காந்தம் அவசியம் என்பதில்லை, சாதாரண கடத்தியில் மின்சாரம் செலுத்தினாலே போதும்.
•          

  குறியீடு          அலகு மின் அழுத்தம்           V வோல்டேஜ்(V) மின்சாரம்             I ஆம்பியர்(A) ரெசிஸ்டன்ஸ்             R ஓம்(Ω)

                        

Some Important Laws of Electrical

The generator which is helpful in generating electric current and electric motor which is utilizing that generated current, both plays a vital role in electrical. Magnetic field is necessary for the working of both of these machines.


FARADAY'S LAW :
          Faraday's law of induction is the fundamental of Electromagnetism. It is the basic operating principle of Transformers, Inductors, Generators and Electric motors
   Faraday's law states that, if the magnetic field around a coils of wire changes, an EMF will be induced in it.
Whatever may be the reason for change in magnetic field, EMF will be induced.

How a magnetic field can be changed?
    
            1. By changing the strength of magnetic field.

            2. By moving a magnet towards or away from the coil.

            3. By moving the coil into or out of the magnetic field.
            4. By rotating the coil relative to the magnet.

            5. By rotating the magnet around the coil.

To understand this law through video visit : https://youtu.be/wCXCpc3BBcM



FLEMING'S RULE : 
             
                     This rule describes about the direction of current, magnetic field and force or movement when a coil or conductor is placed in the magnetic field. It is classified in to two namely,
            1.Fleming's Left Hand Rule
            2.Fleming's Right Hand Rule

Fleming's Left Hand Rule :
                      Fleming's left hand rule is used for the Electric motor application. When a current carrying conductor is placed in a magnetic field, a force will be induced on the conductor in such a direction that perpendicular to the direction of both magnetic field and current flow.
    According to Fleming's left hand rule, Thumb finger, Fore finger and Middle finger are stretched perpendicular to each other, in such case thumb finger represents the direction of force or movement, Fore finger represents the direction of magnetic field and the Middle finger represents the direction of current flow.

Fleming's Right Hand Rule :
                    Fleming's right hand rule is used for the Generator application. When a conductor placed in a magnetic field is forced to move, an EMF will be induced in it, if a closed path is provided currents starts to flow.
         According to Fleming's right hand rule, Thumb finger, Fore finger and Middle finger are stretched perpendicular to each other, in suc
h case Thumb finger represents the direction of movement, Fore finger represents the direction of magnetic field and the Middle finger represents the direction of induced current.

OHM'S LAW :
       
             This law states that current flowing in a conductor is directly proportional to the voltage applied to it and inversely proportional to the resistance.

Important Notes :

•             Electrons or charge carriers moving in a conductor is denoted as current flow.
•             The amount of current is dependent on the amount of electrons moving.
•             The voltage applied to conductor decides the amount of electron flow.
•             In every conductor to resist the flow of electron, some resistance will exists in itself. The amount of resistance differs by the length, area and material type of conductor.
•             If a current flows in a conductor, magnetic filed will be created around the conductor. So to create a magnetic field magnet is not necessary, passing current in a conductor itself create a magnetic filed.
•                                     
  

  	Symbol	Unit
  Voltage	V	Voltage(V)
  Current	I	Ampere(A)
  Resistance	R	Ohm(Ω)