மின்னோட்டவியல் - இழுப்புத்திசைவேகம் | 12th Physics : UNIT 2 : Current Electricity
இழுப்புத்திசைவேகம்
கடத்திகளில் இருக்கும் கட்டுறா எலக்ட்ரான்களே மின்னூட்டத்தை எடுத்துச்செல்லும் ஊர்திகளாகும். இந்த எலக்ட்ரான்கள் கடத்தி முழுவதும் எளிதில் இயங்கி தொடர்ந்து நேர்மின் அயனிகள் மீது மோதும். வெளிப்புற மின்புலம் (External Electric field) இல்லாத நிலையில், எலக்ட்ரான்கள் வெவ்வேறு திசைகளில் செல்கின்றன. எனவே அவற்றின் திசைவேகங்களும் வெவ்வேறானவை. வெளிப்புற மின்புலம் இல்லாத நிலையில் சராசரியாக ஏதேனும் ஒரு திசையில் பயணிக்கும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையானது அதற்கு எதிர்த்திசையில் பயணிக்கும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமமாக அமையும். எனவே எந்த திசையிலும் எலக்ட்ரான்களின் நிகர இயக்கம் இருப்பதில்லை. எனவே ஒரு கடத்தியில் வெளிப்புறமின்புலம் இல்லாத நிலையில் நிகர மின்னோட்டமும் இருக்காது.
கடத்தியின் முனைகளுக்கிடையே மின்கல அடுக்கை இணைத்து மின்னழுத்த வேறுபாட்டை உருவாக்கினால் கடத்தியினுள் மின்புலம் உருவாக்கப்படும். இந்த மின்புலம் எலக்ட்ரான்களின் மீது விசையை ஏற்படுத்தி, மின்னோட்டத்தைஉருவாக்கும். இங்கு மின்புலம் எலக்ட்ரான்களை முடுக்கும் ஆனால் அயனிகள் எலக்ட்ரான்களை சிதறடித்து எலக்ட்ரான்களின் இயக்க திசையை மாற்றும். எனவே எலக்ட்ரான்களின் பாதை குறுக்கு நெடுக்காக அமையும். இந்த மோதலின் காரணமாக ஏற்படும் குறுக்கு நெடுக்கு இயக்கத்துடன் கூடுதலாக எலக்ட்ரான்கள் கடத்தி வழியே இன் திசைக்கு எதிர்த்திசையில் ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேகத்தில் மெதுவாகச் செல்லும்.
இந்தத் திசைவேகம் இழுப்புத் திசைவேகம் எனப்படும். இதனை படம் 2.4 இல் காணலாம். எனவே இழுப்புத்திசைவேகம் என்பது கடத்தியில் உள்ள எலக்ட்ரான்களைமின்புலத்திற்கு உட்படுத்தும்போது அவை பெறும் சராசரித்திசைவேகம் ஆகும். அதேபோல் இரு அடுத்தடுத்த மோதல்களுக்கிடைப்பட்ட சராசரி நேரம் என்பது சராசரி தளர்வு நேரம் எனப்படும். என்ற மின்புலத்தினால் எலக்ட்ரான் பெறும் முடுக்கம் எனில்
இழுப்புத் திசைவேகம்
இங்கு என்பது எலக்ட்ரான்களின் இயக்க எண் ஆகும். இயக்க எண் என்பது ஓரலகு மின்புலத்தினால் ஏற்படும் இழுப்புத்திசைவேகத்தின் எண்மதிப்பு ஆகும்.
இயக்க எண்ணின் SI அலகு m2 V-1 S-1
எடுத்துக்காட்டு 2.2
ஒரு தாமிரக்கம்பிக்கு அளிக்கப்படும் மின்புலத்தின் எண்மதிப்பு 570 NC-1 எனில் எலக்ட்ரான் பெறும் முடுக்கத்தை கண்டுபிடி
தீர்வு:
E = 570 NC-1 , e = 1.6 x 10-19 c,
m = 9.11 x 10-31 kg மற்றும் a = ?
F = ma = -eE
(i) மின்கலம் எலக்ட்ரான்களை மின்சுற்றுக்கு அளிக்கிறது என்ற ஒரு கருத்து நிலவுகிறது. இது முற்றிலும் தவறானது. ஒரு மின்கலத்தை கம்பியின் இரு முனைகளுக்கிடையே இணைக்கும் போது, கம்பியில் உள்ள எலக்ட்ரான்களே மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும். மின்கலமானது கடத்தும் கம்பியில் மின்னழுத்த வேறுபாட்டை நிறுவி அதன் மூலம் இந்த எலக்ட்ரான்களை குறிப்பிட்ட திசையில் பாயச் செய்கிறது. இந்த மின்னழுத்த வேறுபாட்டின் மூலம் தோன்றும் மின் ஆற்றலானது மின்விளக்கு, மின்விசிறி முதலியவற்றில் பயன்படுகிறது. இதேபோல் நமது வீடுகளில் உள்ள மின்சாதனங்களுக்கு தேவையான மின்னாற்றலைத்தான் மின்சார வாரியம் வழங்குகிறது.
(ii) அலைபேசியை பயன்படுத்தும்போது பின்வரும் வாக்கியங்களை நாம் அன்றாடம் பயன்படுத்துவோம். அவை "என்னுடைய அலைபேசி மின்கலத்தை மின்னேற்றம் செய்கிறேன்" (charging the battery in my mobile) மற்றும் என்னுடைய அலைபேசி மின்கலத்தில் மின் துகள்கள் இல்லை "(my mobile phone battery has no charge)”. இதுபோன்ற வாக்கியங்கள் தவறானவை.
அலைபேசி மின்கலத்தில் மின்துகள்கள் இல்லை என்று சொல்வதன் பொருள் “மின்கலமானது ஆற்றலைத் தர இயலவில்லை அல்லது மின்சுற்றில் உள்ள எலக்ட்ரான்களுக்கு மின்னழுத்த வேறுபாட்டை தர இயலவில்லை” என்பதாகும். மேலும் “அலைபேசி மின்னேற்றம் அடைகிறது" (mobile is charging) என்பதின் பொருள் அலைபேசியின் மின்கலமானது (Battery) AC மின்னழுத்த மூலத்திலிருந்து ஆற்றலை மட்டுமே பெறுகிறது எலக்ட்ரான்களை அல்ல என்பதே ஆகும்.